DE3309959A1

DE3309959A1 - Dichtungsanordnung fuer in einbaustuecken von walzgeruesten angeordnete oelfilmlager der walzenzapfen

Info

Publication number: DE3309959A1
Application number: DE19833309959
Authority: DE
Inventors: Harry 01609 Worcester Mass. Boghosion; Charles L. 01612 Paxton Mass. Innis jun.; Lowell S. 01545 Shrewsbury Mass. Salter jun.; Donald H. 14522 Palmyra N.Y. Wilkinson
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1982-03-26
Filing date: 1983-03-19
Publication date: 1983-10-27
Anticipated expiration: 2003-03-20
Also published as: DE3309959C2; KR840004231A; FR2524100A1; BR8301567A; FR2524100B1; JPH0451244B2; ES8402918A1; US4389053A; BE896204A; IT8347968A0; IT1167085B; KR910005634B1; ES520948A0; GB8306441D0; JPS58179503A; GB2117460A; MX158820A; CA1182850A; GB2117460B

Description

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MORGAN CONSTRUCTION CO., WORCESTER/USA ■ ;^fv" . ■

Dichtungsanordnung für in den Einbaustücken von Walzgerüsten angeordnete Ölfilmlager der Walzenzapfen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für in den Einbaustücken von Walzgerüsten angeordnete Ölfilmlager der Walzenzapfen mit, den ölaustritt und das Eindringen von Kühlwasser, Walzsinter u.dgl. verhindernden Dichtungselementen zwischen der Walzenstirnseite und dem Einbaustück, die sich aus einem, fest mit dem Einbaustück verbundenen Ringbund, der von einem, auf den Walzenzapfen sitzenden, mit diesem rotierenden, flexiblen, ringförmigen Dichtungskörper umfaßt wird und einem Wasserabweiser zusammensetzen, der als eine einstückige, aus elastischem Werkstoff bestehende Ringmanschette ausgebildet ist, deren einer Ringflansch, radial verlaufend von dem Ringbund umfaßt und an diesem befestigt ist und deren anderer Ringflansch als Dichtflansch geneigt zu dem Montageflansch verlaufend mit seinem Ringrand an der Stirnseite der Walze anliegt.

Bei einer Dichtungsanordnung dieser Art (US-PS 4071255) weist die Walze einen konischen Walzenzapfen auf, der in einen zylindrischen Teil von geringerem Durchmesser übergeht und von einer Zapfenbüchse umfaßt wird, die in einer im Einbaustück sitzenden Lagerbüchse lagert. Das öl wird dem Lagerspalt zwischen Zapfenbüchse und Lagerbüchse kontinuierlich zugeführt und die oben erwähnten Dichtungselemente verhindern den Austritt des Öls und das Eindringen von Kühlwasser von Walzsinter.

Die Dichtungselemente bestehen aus einem mit flexiblen Ringrippen versehenen Dichtungskörper und einem inneren an der Stirnseite der Walze anliegenden Dichtungsring die beide von der Walze getragen werden und mit dieser rotieren; ferner aus dem Ringbund, einem äußeren Dichtring und dem Wasserabweiser

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die sämtlich fest mit dem Einbaustück verbunden sind.

Der Wasserabweiser stellt dabei das in erster Linie angeordnete Element dar, daß das Eindringen von Wasser und Sinter in das Lager verhindern soll, während der äußere Dichtring mit dem inneren Dichtring zusammen eine Art Labyrinthdichtung bildet, die zu einer Abführöffnung führt. Der äußere Dichtring dient ferner als Halterung für den außen an diesen angesetzten Wasserabweiser. Wenn das Lager vom Walzenzapfen abgezogen wird, beaufschlagt der äußere Dichtring den inneren Dichtring mit einer Kraft, die ausreicht, den inneren Dichtring und auch den Dichtkörper vom Walzenzapfen abzuziehen. Dem äußeren Dichtring ist weiter die Aufgabe zugewiesen, die inneren Teile des Ölfilmlagers vor Beschädigungen zu schützen, die sich aus der axialen Schiebebewegung der Walze ergeben, wenn diese die vorgegebenen Toleranzen überschreitet. Wenn bei dieser Anordnung der Wasserabweiser seine Aufgabe erfüllen soll, muß der Ring-.rand seines elastischen Ringflansches in kontinuierlichem Kontakt mit der Stirnfläche der Walze bleiben. Diese Voraussetzung begrenzt den Durchmesser auf den die Walze für die Wiederverwendung nach dem üblichen Verschleiß heruntergeschliffen werden kann.

Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß anstelle des äußeren Dichtrings ein metallischer Ring an den mit dem Einbaustück verbundenen Ringbund angesetzt wurde, der einen radial nach außen abgewinkelten radialen Plansch aufwies, der die Position des äußeren Dichtrings einnahm. Auf diesen Ring wurde der Montageflansch des Wasserabweisers aufgebracht und damit erreicht, daß der Dichtflansch von der inneren Kante des genannten Flansches des Rings aus mit seiner Ringkante gegenüber der erwähnten anderen Ausbildungsform erheblich weiter radial nach innen versetzt, die Stirnfläche der Walze beaufschlagte und damit

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ein Abschleifen der Walze auf einen bedeutend geringeren Durchmesser erlaubte. Diese Ausbildung brachte aber den Nachteil mitsich, daß der metallische Ring anders als der äußere Dichtring der anderen Ausführung nicht imstande ist, einer über das normale Maß hinaus gehenden Schiebebewegung der Walze zu widerstehen mit der Folge, daß in einem solchen Fall nicht nur die Elemente des Lagers selbst beschädigt werden können, sondern auch der Wasserabweiser selbst.

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurde ferner bereits vorgeschlagen, den Wasserabweiser auf eine Metallringscheibe aufzusetzen, die in der Position des anfangs erwähnten inneren Dichtrings in eine ihrem Querschnitt angepaßte Ringausnehmung des Ringbundes eingesetzt und mit diesem verschraubt wurde. Auf die Ringumfangsfläche und die der Walze abgewandte Ringstirnfläche dieser Ringscheibe wurde der Montageflansch des Wasserabweisers winkelförmig aufgelegt und mit den Flächen verbunden. Diese Ausbildung vermag zwar die Elemente des Lagers gegen die Auswirkungen der axialen Schiebebewegung der Walze zu schützen, bringt aber den Nachteil mitsich, daß bspw. bei der Montage des Lagers infolge eines Ausrichtfehlers der Walzenzapfen gegen den Wasserabweiser stößt und dabei die Metallscheibe dauerhaft so verformt, daß der Wasserabweiser seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann und ausgewechselt werden muß.

Ein weiterer Nachteil hat sich, wie der praktische Betrieb inzwischen erwies, dadurch ergeben, daß es außerordentlich schwierig ist, eine dauerhafte Verbindung zwischen dem elastischen Montageflansch des Wasserabweisers und den Oberflächen des stützenden Metallteils d.h. des Rings bzw. der Scheibe herzustellen, da die Beanspruchungen durch das Kühlwasser verbunden mit den verhältnismäßig großen Torsionskräften, denen der Wasserabweiser ausgesetzt ist, die Verbindung zwischen diesen Materialien zerstört mit der Wirkung,

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daß der elastische Montageflanschabschnitt von dem metallischen Stützelement abgezogen wird. Die gesamte Anordnung muß dann ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Dichtungsanordnung so zu verbessern, daß die Nachteile und Schwierigkeiten, die mit der Anwendung der obengenannten Ausbildungsformen verbunden sind, vermieden werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Dichtflansch, der den Wasserabweiser bildenden Ringmanschette aus einer Werkstoffzusammensetzung besteht, die einen höheren Elastizitätsgrad aufweist, als die des Montageflansches. Die Ringmanschette kann dabei, wie die Erfindung weiter vorsieht, ein im ganzen geformtes Stück aus Elastomerenwerkstoff bilden und weiterhin die gesamte Oberfläche der Manschette ein und dieselbe homogene Werkstoffzusammensetzung aufweisen. Die durometrische Härte der Werkstoffzusammensetzung des Montageflansches kann dabei größer als die des Dichtflansches sein oder in den Montageflansch können Bewehrungen eingebettet sein.

Diese Ausbildung der Dichtungsanordnung, bei der der Montageflansch der den Wasserabweiser darstellenden Manschette eine geringere Elastizität aufweist als der Dichtungsflansch, also steifer ist als dieser, beide Planschen aber eine elastische Flexibilität aufweisen, die es ihnen erlaubt, nach einer Deformation wieder in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren, führt dazu, daß die Manschette nach eventuellen Deformationen, die während der Montage eintreten, immer wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Andererseits ist aber die Steifigkeit des Montageflansches groß genug, um den inneren Dichtring beim Abziehen des Lagers vom Walzenzapfen mitzunehmen. Die homogene Werkstoffzusammensetzung der gesamten Oberfläche der Manschette beseitigt die bereits erläuterten Schwierigkeiten, die sich bei verbundenen Flächen aus Elastomeren

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und Metallen aufgrund der Beanspruchungen bspw. von Wasser, Sinter u.dergl. ergeben. Auch der technische Aufwand für die Herstellung der Manschetten ist geringer als der für die· bekannten Metall-Elastomer-Verbindungen.

Andere Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile werden nachfolgend zusammen mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die Teilansicht der Dichtungsanordnung im Axialschnitt, Fig. 2 eine Einzelheit im vergrößertem Maßstab ebenfalls im

Axialschnitt,
Fig. 3 und 4 Teilansichten der Ausbildung nach Fig. 4 in

verkleinertem Maßstab in anderen Arbeitsstellungen und Fig. 5 eine andere Ausbildungsform einer Einzelheit in vergrößertem Maßstab im Axialschnitt.

Wie aus Figur 1 zu ersehen, ist der Wasserabweiser 52 zwischen der Stirnseite 54 der Walze 56 und dem Ringbund 58 der mit 60 bezeichneten Dichtungsanordnung angeordnet. Wie schon anfangs erläutert, weist die Walze einen konisch verjüngten Zapfenteil 62 auf, der in einen zylindrischen Endabschnitt 64 mit verringertem Durchmesser ausläuft, auf den eine Zapfenbüchse 66 aufgesetzt ist, die in einer vom Einbaustück 70 getragenen Lagerbüchse 68· lagert. Das öl wird in den Spalt zwischen Zapfenbüchse 66 und Lagerbüchse 68 eingebracht. Zusätzlich zu dem Ringbund 58 und dem Wasserabweiser 52 weist die Dichtungsanordnung 60 einen inneren Dichtungsring 72 und einen mit Ringstegen versehenen Dichtungskörper 74 auf, die beide mit der Walze 56 rotieren. Die Elemente der Dichtungsanordnung arbeiten in bekannter Weise so zusammen, daß das öl innerhalb des Lagers gehalten bleibt und Kühlwasser sowie Sinter und andere Verunreinigungen daran gehindert werden, in das Lager einzudringen.

Der Wasserabweiser 52 (vgl. auch Fig. 2) ist als elastische Ringmanschette ausgebildet, die einen radial zur Achse des

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Lagers verlaufenden Montageflansch 76 aufweist, der an der Manschettenkante 78 in einen geneigt nach außen gerichteten Dichtflansch 80 übergeht. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, weist der Montageflansch J6 über seine Länge eine gleichbleibende Stärke auf und ist in eine radial nach innen und axial in Richtung auf die Stirnseite 5^ der Walze 56 offene Ausnehmung 82 des Ringbundes 58 eingesetzt. Befestigt wird der Montageflansch mittels Schrauben 88, die durch im Plansch vorgesehene Bohrungen 86 in den Ringbund 58 eingeschraubt sind. Die axiale Tiefe der Ausnehmung 82 ist größer als die Stärke des Montageflansches 76 bemessen; die auf diese Weise gebildete Ringschulter SH verhindert Beschädigungen der Lagerelemente bei einer über das Normale hinausgehenden Axialbewegung der Walze 56.

Der Montageflansch 76 und der Dichtflansch 80 werden eine Manschette bildend gemeinsam in der gleichen Form entweder aus einem üblichen Elastomer oder auch aus verschiedenen Elastomeren geformt. In jedem Fall aber wird dafür Sorge getragen, daß der den Montageflansch bildende Teil eine größere durometrische Härte aufweist als der den Dichtflansch bildende Teil, z.B. 7O-8O Shore D für den Montageflansch 76 und von etwa 6O-7O Shore A für den Dichtflansch 80.

Bei der Ausbildung nach Fig. 5 wird die größere Steifigkeit des Montageflansches 90 durch Bewehrungselemente Sk erreicht, die bei der Formung in den Flanschkörper eingebettet worden sind. Diese Bewehrungselemente können aus Metalldrähten oder auch auch nicht metallischen Komponenten bestehen, die eine entsprechende Steifigkeit aufweisen. Auch bei dieser Ausbildung ist der Dichtflansch 96 elastischer und flexibler als der Montageflansch 92 und die äußere Oberfläche des gebildeten Wasserabweisers ist homogen und frei von nach außen offenen Auflageflächen

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zwischen Metall und Elastomer.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen vermag die aus dem Dichtflansch und dem Montageflansch 76 gebildete Manschette einem Stoß des zylindrischen Endabschnitts 64 der Walze 56 elastisch auszuweichen und ist (Fig. 4) andererseits in der Lage, mit dem radial nach innen über die Ausnehmung 82 überstehenden Teil des steiferen Montageflansehes 76 den inneren Dichtungsring 72 beim Abziehen des Lagers vom Walzenzapfen 62,64 mitzunehmen.

Claims

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nachcef: eicht MORGAN CONSTRUCTION CO., WORCESTER/USA

Patentansprüche

1. Dichtungsanordnung für in den Einbaustücken von Walzgerüsten angeordnete Ölfilmlager der Walzenzapfen mit, den ölaustritt und das Eindringen von Kühlwasser, Walzsinter u. dgl. verhindernden Dichtungselementen zwischen der Walzenstirnseite und dem Einbaustück, die sich aus einem, fest mit dem Einbaustück verbundenen Ringbund, der von einem auf dem Walzenzapfen sitzenden, mit diesem rotierenden flexiblen, ringförmigen Dichtungskörper umfaßt wird und einem Wasserabweiser zusammensetzen, der als eine, einstückige, aus elastischem Werkstoff bestehende Ringmanschette ausgebildet ist, deren einer Ringflansch als Montageflansch, radial verlaufend von dem Ringbund umfaßt, an diesem befestigt ist und deren anderer Ringflansch als Dichtflansch, geneigt zu dem Montageflansch verlaufend mit seinem Ringrand an der Stirnseite der Walze anliegt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtflansch (80) der den Wasserabweiser bildenden Ringmanschette (52) aus einer Werkstoffzusammensetzung besteht, die einen höheren Elastizitätsgrad aufweist als die Werkstoffzusammensetzung des Montageflansches (76).

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmanschette (52) ein im Ganzen geformtes Stück aus eiastomerenr Werkstoff bildet.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberfläche der Ringmanschette (52) ein und dieselbe homogene Werkstoffzusammensetzung aufweist.

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¹I. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durometrische Härte der Werkstoffzusammensetzung des Montageflansches (76) größer als die durometrische Härte der Werkstoffzusammensetzung des Dichtflansches (80) ist.

5. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Montageflansch (76) Bewehrungen (9¹I) eingebettet sind.

6. Dichtungsanordnug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageflansch (76) über seine radiale Länge eine gleichbleibende Stärke aufweist.

Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (58) an der der Walze (56) zugewandten Stirnfläche eine radial nach innen und axial in Richtung auf die Stirnseite (5*0 der Walze (56) offene Ausnehmung (82) zur Aufnahme des Montageflansches (76) aufweist.

Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Tiefe der Ausnehmung (82) größer als die Stärke des Moηtageflans ehes (76) bemessen, eine axial über den Montageflansch $76) herausstehende Ringschulter (84) bildet.