DE3412276A1

DE3412276A1 - Walzenlager

Info

Publication number: DE3412276A1
Application number: DE19843412276
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1983-04-04
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1984-11-15
Also published as: GB2137701A; GB2137701B; FR2543642B1; AR231747A1; KR910010158B1; BE899280A; IT8447945A0; JPH037442B2; JPS59185511A; KR840008710A; CA1256909A; IT1177623B; ES8502885A1; BR8401538A; MX158995A; IT8447945A1; FR2543642A1; GB8408121D0; ES530978A0; US4455856A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 23 091 h.ni - St- 3- 25-5-^^2276

Morgan Construction Co., Worcester 01605 Mass. USA Walzenlager

Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzenlager mit auf dem Walzenzapfen sitzender Zapfenbüchse, die in einer, von einem Lagereinbaustück aufgenommenen Lagerbüchse lagert, bei dem zwischen den Lagerflächen durch ständige ölzufuhr ein Ölfilm gebildet wird und einer, den Walzenzapfen und das Lager umschliessender Dichteinrichtung, die den Austritt von öl, sowie das Eindringen von Verunreinigungen verhindert, wobei die Dichteinrichtung aus einer ringförmigen, am Lagereinbaustück angeordneten Dichtabschlussplatte besteht, die mit dem Walzenzapfen verbundene Dichtflansöhe umfasst und von diesen beaufschlagt wird, und bei der die Dichtabschlussplatte eine,, der Walzenstirnfläche zugewandte, im Abstand von dieser angeordnete radiale Montagefläche aufweist, an der ein Dichtring befestigbar ist, der aus einem an die Montagefläche angelegten Ringflansch und einem abgewinkelten, an die Walzenstirnfläche anlegbaren Dichtring besteht, und dass die Montagefläche in einen, der Walzenstirnfläche zugewandten Abstands-, puffer übergeht.

Bei einer gattungsgemässen Ausbildung solcher Lager besteht die Dichteinrichtung besteht aus einem, an dem Walzenzapfen angeordneten, mit diesem rotierenden Dichtring mit elastischen Dichtflanschen und einem weiteren Dichtflanschring/ der ebenfalls mit der Walze rotiert, sowie einer, den Dichtring mit den Dichtflanschen umfassenden Dichtabschlussplatte mit einem weiteren Dichtring, die beide mit dem Lagereinbaustück verbunden sind, Der Dichtring weist einen Ringflansch auf, der mit einer Ringstirnfläche an der radialen, ebenen Montagefläche der Dichtabschlussplatte anliegt und geht in einen abgewinkelten Dichtflansch über, dessen äussere Rand an der Walzenstirnfläche anliegt. Die Montagefläche weist Gewindebohrungen und der Ringflansch Durchgangsbohrungen auf, in die Schraubenbolzen einschraubbar sind. Die Dichtabschlussplatte

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ist mit einem, der Walzenstirnfläche zugewandten Ringbundansatz verbunden, der als Puffer verhindert, dass bei einer extremen Axialbewegung der Walze deren Stirnfläche den Dichtring, insb. dessen Ringflansch zusammendrückt und beschädigt.

Diese Lagerausbildung hat sich zwar im praktischen Betrieb bewährt, bringt aber einige Nachteile mit sich. So kann z.B. der Ringbundansatz durch die Stirnfläche der Walze beschädigt werden. Diese Beschädigung bedingt dann häufig das Auswechseln der gesamten Dichtabschlussplatte. Der Umstand, dass der Ringbund über die eigentliche Breite der Dichtabschlussplatte hinausragt hat zur Folge, dass die für deren Herstellung notwendigen Formen grosser bemessen sein müssen und damit schwerer und kostspieliger werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemässe Dichtungsanordnung so zu verbessern, -dass diese Nachteile vermieden und zusätzliche Vorteile erreicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Puffer im Zusammenwirken mit dem Ringflansch eine Ausnehmung bildet, in die der Dichtflansch flexibel eindrückbar ist, wenn die Walze sich entsprechend weit axial verschiebt. Der Abstandspuffer kann dabei als ein mit dem Ringflansch ein Stück bildender Ringbund ausgebildet werden, dessen axiale Tiefe gleich oder grosser is.t, als die Dicke des Dichtflansches. Der Ringflansch kann, vorzugsweise kreisförmige Durchgangsbohrungen aufweisen für in die Dichtabschlussplatte einschraubbare Befestigungsschrauben aufweisen, deren Durchmesser einen, ein Spiel zwischen Ringflansch und befestigungsschrauben zulassenden Wert hat. Weiter kann der Ringflansch erfindungsgemäss an der der Montagefläche zugewandten Seite Ansatzstücke und die Montagefläche diese Ansatzstücke aufnehmende Ausnehmungen aufweisen. Diese Ansatzstücke können auch als Ringbund ausgebildet sein. Ringbund und die diesen aufnehmenden Ringausnehmungen weisen vorteilhaft zentrische konisch verlaufende Seitenflächen auf.

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Mit dieser Ausbildung wird erreicht, dass die den Ringbundansatz der Dichtabschlusaplatte ersetzenden Ringbunde des Ringflansches zusammen mit dem in die Ausnehmung eingedrückten Dichtflansch einen elastischen Ouffer bilden und eine Beschädigung der Dichtabschlussplatte selbst verhindern, wenn sich die Walze extrem axial verschiebt. Die Dichtabschlussplatte kann kürzer und damit leichter gehalten werden und ihre Herstellungskosten sind geringer. Ein etwa notwendig werdendes Auswechseln der Dichtringe erfordert einen erheblich geringeren Aufwand. Das Spiel zwischen Befestigungsschrauben und Durchgangsbohrungen im Ringflansch in Verbindung mit den zentrisch und konisch verlaufenden Seitenflächen des Ringbundes und der Ringausnehmungen erlauben es, den Dichtring genau zu positionieren, unabhängig davon, ob die Durchgangsbohrungen dabei zentrisch zu den Befestigungsschrauben liegen. Diese Anordnung bringt ferner den Vorteil mit sich, dass gleichgrosse Dichtringe für Lager unterschiedlichen Durchmessers Verwendung finden können.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 die bekannte Ausbildung eines Walzenlagers als Teiiansicht, im Radialschnitt,

Fig. 2A und 2B Einzelheiten der Ausbildung nach Fig. 1 in vergrössertem Masstab,

Fig. 3 das Walzenlager nach der Erfindung als Teilansicht im vergrösserten Masstab und

Fig. 4-6 Einzelheiten der Ausbildung nach Fig. 3. Das Walzenlager nach ,Fig. 1 zeigt die Walze 10 mit der Walzenstirnfläche. 12, einem daran anschliessenden konischen Zapfenansatz 14 und dem Lagerzapfen 16, aufdem eine Zapfenbüchse 18 sitzt.Die Zapfenbüchse 18 ist mit dem Lagerzapfen 16 drehfest verbunden und lagert in einer Lagerbüchse 20, die von einem Lagereinbaustück 22 aufgenommen wird. Den Lagerflächen zwischen Zapfenbüchse 18 und Lagerbüchse 20 wird kon-

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tinuierlich öl zugeführt und die Dichteinrichtung 24 umschliesst den Zapfenansatz 14 um das Austreten von öl und das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern.

Die Dichteinrichtung 24 besteht,aus einem, an dem Zapfenansatz 14 angeordneten und mit diesem rotierenden Dichtring mit elastischen Dichtflanschen 26 und einem weiteren Dichtflanschring 28, der ebenfalls mit der Walze rotiert, sowie einer, den Dichtring mit den Dichtflanschen 26 umfassenden Dichtabschlussplatte 3O mit einem weiteren Dichtring 32. die beide mit dem Lagereinbaustück 22 verbunden sind. Der Dichtring 32 weist einen ebenen Ringflansch 34, der mit einer Ringstirnfläche an der radialen, ebenen Montagefläche 30a der Dichtabschlussplatte 30 anliegt und geht bei 36 in einen abgewinkelten Dichtflansch 38 über, dessen äusserer Rand an der Walzenstirnfläche 12 anliegt. Die Montagefläche 30a weist Gewindebohrungen und der Ringflansch 34 Durchgangsbohrungen 40 auf, in die Schraubenbolzen 42 einschraubbar sind. Dichtabschlussplatte ist mit einem, der Walzenstirnfläche 12 zugewandten Ringbundansatz 44 versehen, der als Puffer verhindert, dass bei einer extremen Axialbewegung der Walze 10 deren Stirnfläche 12 den Dichtring 32, insb. dessen Ringflansch 34 zusammendrückt und beschädigt.

Wie aus den Fig. 2A und 2B hervorgeht, sind die Durchmesser d. der Durchgangsbohrung 40 in den Ringflanschen 34 grosser, als die Durchmesser d~ der Schraubenbolzen 42 und bringen ein Spiel zwischen Ringflansch 34 und Schraubenbolzen 42 mit sich. Wenn ein Dichtring 32 gegebener Grosse auf eine Dichtabschlussplatte 30 mit dem Radius R₁ in zentrischer Position geschraubt wird, ergibt sich die in Fig. 2A dargestellte zentrische Position der Schraubenbolzen 42 in der Durchgangsbohrung 40. Wird aber der gleiche Dichtring 32 auf eine andere Dichtabschlussplatte 30 mit dem Durchmesser R, aufgeschraubt, dann ist eine Änderung der Form der Durchtrittsbohrung 40 und der Lage der Schraubenbolzen 42 in diesen die Folge, weil der Dichtring 32 dem kleineren Durchmesser angepasst werden muss. Die Schrauben-

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bolzen 42 können deshalb die innere zylindrische Umfangsbegrenzung des Dichtrings 32 nicht mehr genau fixieren, und es besteht die Gefahr, dass diese in schädlichen Reibungskontakt mit der Umfangsflache 50 des mit der Walze rotierenden Dichtflanschringes 28 gelangen.

Fig. 3 zeigt eine Walze 56, gegenüber deren Stirnfläche 54 die erfindungsgemässe DichtanOrdnung 52 der Dichteinrichtung 60 angeordnet ist, die ebenfalls eine Dichtabschlussplatte aufweist. Wie bei der beschriebenen Ausbildung nach Fig.1 weist die Walze 56 einen konischen Zapfenansatz 62 auf, der in den, ebenfalls konischen Lagerzapfen 64 übergeht, auf dem eine Zapfenbrücke 66 sitzt, die in einer Lagerbüchse 68 lagert, die von einem Lagereinbaustück 70 aufgenommen wird. Das öl wird kontinuierlich zwischen die Lagerflächen von Zapfenbüchse 66 und Lagerbüchse 68 gedrückt und bildet einen ständigen Ölfilm. Ebenso wie bei der schon beschriebenen Dichteinrichtung 24 ist ein Dichtflanschring 72 und ein Dichtring mit Dichtflanschen 74 vorhanden, die mit der Walze 56 rotieren.

Die Dichtabschlussplatte 58 hat eine radiale Montagefläche 76, die in der Ebene der Kante 78 einer Ringschulter 80 der Dichtabschlussplatte 56 liegt. Die Montagefläche 76 weist eine Ringnut 82 mit konisch verlaufenden Flächen 84 auf. Wie aus den Fig. 4 - 6 zu ersehen besteht der Dichtring 52 aus einem Ringflansch 86, der an seiner inneren Ringkante 88 in einen abgewinkelten Dichtflansch übergeht, der mit 90 bezeichnet ist. Der Ringflansch weist eine Reihe von Durchtrittsbohrungen 92 auf, durch die Schraubenbolzen in Gewindebohrungen 58a in der Montagefläche 76 der Dichtabschlussplatte 58 eingeschraubt sind.

Aus den bereits in Verbindung mit Fig. 1 erörterten Gründen

und anhand von Fig. 2A und 2B erläutert, sind die Durchmesser

der Durchtrittsbohrungen 92 grosser, als die der Schraubenbolzen 94.

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Der Ringflansch 86 weist einen Ringbund 96 auf, der in axialer Richtung der Stirnseite der Walze 56 zugewandt ist und über eine vertikale Ebene ragt, in der die Kante 78 der Schulter 80 der Duchtabschlussplatte 58 liegt und bildet mit der der Walzenstirnseite zugewandten Seite des Flanschringes 86 eine offene Ausnehmung 98. Für den Fall, dass die Walze 56 sich in Richtung auf das Lagereinbaustück axial verschiebt, werden die Sichtelemente und die Lagerteile durch den als Puffer wirkenden Ringbund 9 6 vor Beschädigungen geschützt, da die Walzenstirnseite auf diesen aufläuft. Der Ablauf eines solchen Vorgangs geht aus Fig. 4 hervor. Die Ausnehmung 98 nimmt dabei den von der Walzenstirnseite in diese hineingedrückten Dichtflansch auf und der Ringbund 96 verhindert dabei ein weiteres Zusammenpressen.

Die rotierende Walzenstirnfläche 54 erzeugt zwar eine Flächenreibung an der Ringstirn des Ringbundes 96, die daraus entstehenden Reibungsverluste sind aber von untergeordneter Bedeutung verglichen mit denen, die bisher bei der Berührung der Walze 56 mit der Dichtabschlussplatte 53, weil das einfache Element der Dichtung 52 vergleichsweise bedeutend billiger und schnell auswechselbar ist. Die Stirnseite des Ringbundes 96 ist, wie Fig. 6 zeigt, mit Rillen 100 versehen, die anzeigen, wie gross die Reibungsverluste im Betriebsverlauf geworden sind, Das Bedienungspersonal kann so leicht erkennen, wann ein Auswechseln notwendig wird.

Der Ringflansch 86 weist, an seiner, der Montagefläche 76 der Dichtabschlussplatte 58 zugewandten Seite einen weiteren Ringbund 102 auf, der in der dem Ringbund 96 entgegengerichteten Richtung in eine entsprechende Ringnut 82 in der Dichtabschlussplatte 58 ragt. Der Ringbund 102 mit der Seite 104 und ihm zugeordnete Seitenfläche 84 der Ringnut 82 verlaufen konisch. Wenn diese Seitenflächen 102 und 104 in der Form konischer Ringflächen im Zusammenwirken mit den zylindrischen Aussenflachen 106 eines Absatzes

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der Aussenkante des Ringflansches 86 gegen die zylindrischen Innenflächen 108 der Ringnut 82 aufeinandergeschoben werden, können sie genau zentrisch auf den gewünschten radialen Abstand zur Bildung des Spaltes 110 zwischen der Ringkante 88 der Dichtung 52 und der Zylinderfläche 112 des Dichtflanschrings 72 positioniert werden. Die Positionierung erfolgt unabhängig von der relativen Lage der Schraubenbolzen 94 in den Durchtrittsbohrungen 92 in dem Ringflansch 86. Der Mehrflächenkontakt ist dabei eine Möglichkeit, die sich aus den guten elastischen Eigenschaften des Dichtungswerkstoffs herleiten lässt.

Die Ringbunde 96 und 102 können auch als unterschiedlich bemessene Ansatzstücke ausgebildet sein, ebenso können Stärke und Winkelform des Ringflanschs 86 und des Dichtflansches 90 unterschiedliche Formen aufweisen.

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Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 091 h.ni - Z - 25.5.84 Morgan Construction, Worcester 01605 Msss. USA Patentansprüche

1) Walzenlager mit auf dem Walzenzapfen sitzender Zapfenbüchse, die in einer, von einem Lagereinbaustück aufgenommenen Lagerbüchse lagert, bei dem zwischen den Lagerflächen durch ständige ölzufuhr ein Ölfilm gebildet wird, und einer, den Walzenzapfen und das Lager umschließenden Dichteinrichtung, die den Austritt von öl, sowie das Eindringen von Verunreinigungen verhindert, wobei die Dichteinrichtung aus einer ringför-

' » migen, am Lagereinbaustück angeordneten Dichtabschlussplatte besteht, die mit dem Walzenzapfen verbundene Dichtflansche umfasst und von diesen beaufschlagt wird, und bei der die Dichtabschlussplatte eine, der Walzenstirnfläche zugewandte, im Abstand von dieser angeordnete radiale Montagefläche aufweist, an der ein Dichtring befestigbar ist, der aus einem an die Montagefläche angelegten Ringflansch und einem abgewinkelten, an ie Walzenstirnfläche anlegbaren Dichtring besteht, und dass die Montagefläche in einen, der Walzenstirnfläche zugewandten Abstandspuffer übergeht,

dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer im Zusammenwirken mit dem Ringflansch (86)

^ eine Ausnehmung (98) bildet, in die der Dichtflansch (90) eindrückbar ist, wenn die Walze (56) sich axial gegen diesen verschiebt.

2) Walzenlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der AbStandspuffer als, mit dem Ringflansch (86) ein Stück bildender Ringbund (96) ausgebildet ist.

3) Walzenlager nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Tiefe des Ringbundes (96) gleich oder grosser ist, als die Dicke des Ringflansches (86).

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4) Walzenlager nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschring (86) eine Mehrzahl von Durchtrittsbohrungen (92) für in die Dichtabschlussplatte (58) einschraubbare Schraubbolzen (9 4) mit einer, ein Spiel zwischen Durchtrittsbohrungen (92) und Schraubenbolzen (94) zulassenden Durchmesser aufweist.

5) Walzenlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnfläche der Ringbunde (96) Rillen (100) angeordnet sind.

6) Walzenlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringflansch (96), der Montagefläche (76) zugewandte Ansatzstücke (102) und die Montagefläche (76) diese aufnehmende Ausnehmungen (82) aufweisen.

7) Walzenlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansatzstücke (102) als Ringbund ausgebildet sind.

8) Walzenlager nach den Ansprüchen 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbund (102) und die diesen aufnehmende Ausnehmung (82) zentrisch konisch verlaufende Anlageflächen aufweisen.