Lagerung für Walzen in Flottentrögen Die Erfindung betrifft die Lagerung von Walzen in Flottentrögen.
In solchen Flottentrögen werden Textilbahnen und dgl. einer Flüssigkeitsbehandlung unterzogen, wobei die Flüssigkeit (Flotte) beispielsweise Färbemittel enthält, aber auch andere und oft chemisch aggressive Stoffe enthalten kann. Derartige Flottentröge werden beispiels weise in Ausrüstungsbetrieben für Textilien verwandt.
Die Lagerung der Walzen, also der die Textilbahn od. dgl. im Flottentrog führenden Walzen, im allge meinen Umlenkwalzen genannt, bereitet in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten.
Bislang kannte man für die Lagerung der Walzen im Flottentrog an den Trogwänden in erster Linie so genannte Klotzlager; diese sind würfelartige, mit ent sprechender Lagerbohrung versehene Körper, wobei die Wellenstummel der Walzen in diesen Bohrungen gelagert sind. Man kennt derartige Klotzlager aus Koh le, Kunststoff, mitunter auch aus Pockholz, Säure- bronce und ähnlichen Werkstoffen.
Solche Klotzlager besitzen aber neben relativ star ker Lagerreibung Nachteile, die ihre Verwendbarkeit in der Praxis mindern. Die Lagerbohrung läuft er- fahrungsgemäss relativ schnell aus, so dass die Walzen unrund laufen und zu schlagen beginnen. Ausserdem führt die chemische Beanspruchung beispielsweise durch in der Flotte enthaltene Säuren zu Korrosions erscheinungen. Im allgemeinen kann man bei solchen Lagern nur mit Standzeiten von sechs bis acht Wochen rechnen, so dass häufiges Auswechseln der Lager not wendig ist.
Die Arbeit des Auswechselns ist umständ lich; unterlässt man das Auswechseln zur rechten Zeit, dann treten im Betrieb Verkantungen der Walzen auf, und diese Abweichungen der Walzenwellen von der genauen Horizontalen sind von äusserst ungünstigem Einfluss auf den Warenbahnlauf, weil seitliches Ab wandern und Faltenbildung sich einstellen. Eine zweite bekannte Konstruktionsweise für Wal zenlager sieht vor, dass der Wellenstummel der Walze durch die Behälterwand mittels einer entsprechend in dieser angebrachten Ausnehmung durchgeführt ist und dass an der Behälterwand aussen ein Kugel-, Walzen oder Nadellager vorgesehen ist, in welchem der Wellen stUmmel gelagert ist und läuft.
Hierbei sind die Lager elemente, wie Kugeln, Walzen oder Nadeln od. dgl. aussen an der Mantelfläche des Wellenstummels ange bracht, und die Lagerelemente selbst sind durch einen Aussenring oder einen Topf gefasst. Zwischen dem Lager und der Behälterwand sieht man in solchen Fäl len ein Dichtsystem vor.
Auch diese Konstruktion ist mit erheblichen Nach teilen behaftet. Die Montage ist schwierig, ebenso ist der Auswechslungsvorgang zeitraubend und nicht einfach. Erfahrungsgemäss genügen auch, und dies ist ein be sonders unangenehmer Misstand, derartige Konstruk tionen nicht den hohen Anforderungen an die Abdich tung, denn es kann nach den Ergebnissen der Praxis nicht sichergestelltwerden, dass überhaupt keineFlotten- flüssigkeit .in die Lagerorgane gerät, und dies führt mit Sicherheit zur Zerstörung des Lagers nach relativ kur zen Betriebszeiten. Auch die besten bekannten Ab dichtungen haben diesen Missstand nicht beseitigen können.
Es tritt häufig eine exzentrische Abweichung der Dichtungen bzw. der Dichtungsringe ein, unter anderem weil die Montage dieser Dichtungen nicht mit letzter Genauigkeit möglich ist.
Gemeinsam sind den beiden erwähnten bekannten Systemen folgende Nachteile: Der Wellenstummel der Walze sitzt starr an dieser, und das genaue Fluchten der beiden Lager der Walze an den beiden gegenüber liegenden Trogwänden ist in der Praxis vielleicht zwar bei der Montage zu erreichen, auf die Dauer und im Betrieb aber nicht aufrechtzuerhalten, und zwar einmal wegen der elastischen Verformung der Flottenwände unter dem Angriff der Flüssigkeitsdruckkräfte und der aus den Walzen kommenden Kräfte,
und zweitens wegen der Veränderung beispielsweise durch Abnut zung im Lager selbst bzw. in den Dichtungen. Beim Auswechseln von Lagern lässt sich das genaue Fluchten der Lager in der Regel nicht mehr genau herstellen. Durchbiegungen der Walzen bzw. der Walzenstummel kommen sowohl bei leichten als auch besonders bei schweren Walzen ebenfalls häufig vor, so dass die Lager dann ebenfalls nicht mehr fluchten.
Somit stellt sich das Problem, eine absolute Si cherung des Lagers gegen irgendwelches Eindringen von Flottenflüssigkeit zu schaffen und ausserdem die das Nichtfluchten der Lager bewirkenden Einflüsse un schädlich zu machen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Lagerung für Walzen in Flottentrögen, durch wel che diese Nachteile behoben werden sollen. Erfindungs- gemäss zeiechnet sich dieselbe dadurch aus, dass der Wellenstummel der Walze an seinem Endbereich einen Hohlteil aufweist und das Lagerorgan in diesem mittels eines reibungsarmen Kugel-, Nadel- oder Walzenlagers angeordnet ist, wobei die Dichtungsorgane in einer die Aussenmantelfläche des Wellenstummels umgreifen den Weise angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, es zeigen: Fig. 1 im Axial-Teilschnitt eine Lagerung mit kardanischem Anschluss der Walze an dem von ihr getrennten Wellenstummel in einer ersten Ausführungs form, Fig. 2 eine Lagerung gemäss Fig. 1, jedoch mit An triebsmitteln, Fig. 3 eine Lagerung gemäss Fig. 1, jedoch mit zusätzlichen Schmiermitteln.
Fig. 4 einen Axial-Teilschnitt einer Lagerung mit kardanischer Aufhängung des gesamten Lagers, wobei der Wellenstummel fest an der Walze sitzt in einer zweiten Ausführungsform.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 ist die Walze vom aus der Druckwand austretenden Wel lenstummel getrennt, wobei zwischen diesen Teilen eine kardanische Verbindung vorgesehen ist, die sich im Troginneren befindet.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 ist der Wellen stummel fest an der Walze, und die Bewegungsmög lichkeit ist dadurch hergestellt, dass das Lager als Ganzes kardanisch gehaltert ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt zunächst die Trogwand 1 mit Ausnehmung 2. Die Walze 3 im Inneren des Troges besitzt einen Stummel 4, der Be standteil einer kardanischen Verbindung ist, deren Hauptteil der Bereich 5a, also der Innenbereich des etwa zylindrischen Wellenstummels 5 ist.
Eine zweck- mässige kardanische Verbindung sieht eine etwa gabel artige Ausbildung des Walzenstummels 4 vor, der einen Querschlitz 6 besitzt und mit balliger Aussenfläche 7 versehen ist. In den Querschlitz 6 greift ein ent sprechend in seinem Durchmesser bemessener Quer stift 8 des Bereiches 5a ein. Der Wellenstummel 5 tritt durch die Ausnehmung 2 nach aussen aus dem Trog aus, und der äussere Bereich 5b des Wellenstummels ist in noch zu beschreibender Weise gelagert.
Der Be reich 5b bzw. dessen nach aussen (Fig. 1 nach links) offener innerer blindbohrungsartiger Hohlraum 9 ist von dem Hohlraum 10 des inneren Bereiches 5a durch eine flüssigkeitsundurchlässige Trennwand 10' abge teilt. Im inneren Raum 9 des Aussenbereiches 5b be findet sich die Drehlagerung, hier bestehend aus einem Nadellager 11, dessen Aussenring von der inneren Wandung des Bereiches 5b gebildet wird oder als be sonderer Bauteil eingesetzt ist und dessen Innenring oder Innenteil als Zylinderbolzen 12 ausgestaltet ist. Die Nadeln des Nadellagers 11 laufen also hier auf der Innenfläche des Bereiches 5b und auf der Aussenfläche des Zylinderbolzens 12.
Der Zylinderbolzen 12 ist an dem Lagertopf 13 befestigt, der im Profil beispiels weise hutförmig sein kann.. Die Verbindung zwischen dem Zylinderbolzen 12 und dem Lagertopf 13 ist hier so ausgeführt, dass die Stirnwand 13a des Lagertopfes 13 eine zentrische Bohrung 14 besitzt, durch welche ein mit Gewinde versehener Bereich 15 des Zylinderbol zens 12 austritt; dieser Bereich ist durch eine Mutter 16, unter Zwischenschaltung einer Ausgleichs- oder Unter legscheibe 17 befestigt, wobei sich innen an den Be reich 13a der entsprechend bemessene Ringbund 18 des Zylinderbolzens 12 anlegt.
Gemäss Fig. 1 ist also das Lagerorgan 12 im Inne ren des Wellenstummels 5 untergabracht. Aussen um diesen Wellenstummel 5 und zwar um dessen Bereich 5b herum sind Dichtringe, etwa in Art eigenfedernder Dichtringe 19 angebracht, welche vorzugsweise in mehr facher Anordnung vorhanden sind, gegebenenfalls in bekannter Weise unter Zwischenschaltung von Zwi schenringen 20. Diese Dichtringe 19 legen sich einer seits an den hier entsprechend ausgedrehten Bereich 21 des inneren Mantels des Topfes 13 an, andererseits finden sie dichtende Anlage an der Aussenmantel fläche des Bereiches 5b. Die Ringe 19 sind also fest am Lagertopf 13, und der Wellenstummel 5 dreht sich gegenüber den Dichtringen 19 unter Anpressung der Dichtflächen.
Zwischen dem Satz der Dichtungsringe 19 (es sind hier im Ausführungsbeispiel drei Dichtringe 19 gewählt) und der Trogwand 1 kann ein beispiels weise aus Gummi, gegebenenfalls aber auch aus Kunst stoff oder aus Metall bestehender Dicht- bzw. Distanz ring 22 vorgesehen sein, der sich gegebenenfalls auf eine untelastische oder auch verformbare bzw. elasti sche Ringscheibe 23 abstützt, die zwischen dem Flansch 24 des Topfes 13 und der Trogwand 1 sitzt. Der Flansch 24 ist mit der Trogwand 1 durch angedeutete Verschraubungen 25 oder eine sonstige verhältnis- mässig leicht lösbare Verbindung verbunden.
Der Topf 13 besitzt unten eine gegebenenfalls mit Abführ- oder auch Absaugleitung versehene Bohrung oder sonstige Ausnehmung 26.
Die Wirkungsweise ist so, dass die irgendwie ange triebene Walze 3 den Wellenstummel 5 vermittels des Kardangelenks 4, 6, 8, 5a mitnimmt, wobei irgend welche Abwinkelungen der Walze 3 gegenüber der Achse des Wellenstummels 5 durch das Kardangelenk ausgeglichen werden, so dass das Fluchten des Wellen stummels 5 in seiner Lagerung gewährleistet bleibt. Im Betrieb wird sich nicht vermeiden lassen, dass trotz der Dichtringe 19 und sonstiger Dichtmittel ein wenn auch geringer Betrag der im Trog 1 befindlichen Flot tenflüssigkeit nach aussen durchdringt;
dieser Flüssig keitsteil wird nun im Inneren des Topfes 13 so ab- fliessen, dass er auf keinen Fall in den Innenraum 9, der das Lager beherbergt, eintreten kann, sondern die se Flüssigkeit wird durch die Öffnung oder Bohrung 26 abfliessen. Austretende Flüssigkeitsteile werden durch die Drehung des Stummels 5 abgeschleudert, ge langen also an die zylindrische Innenwand des Topfes 13, fliessen dort nach unten und durch die Öffnung 26 ab.
Gemäss Fig. 1 kann der Zylinderbolzen 12 durch gehend axial durchbohrt sein; und es handelt sich hier um die Schmierbohrung 27, welche normalerweise von aussen durch eine Verschlussschraube 28 od. dgl. ver schlossen ist, die beispielsweise als Schmiernippel aus gebildet werden kann, so dass von aussen Schmier mittel eingepresst werden kann, welches in. den Bereich des Innenraums 9 zwischen Zylinderbolzen 12 und Zwischenwand 10' gelangt und von dort unter Um kehr seines Weges gemäss der Zeichnung der Fig. 1 von rechts nach links in das Nadellager 12 gelangt.
Etwa vorn, also gemäss Fig. 1 links, wieder aus dem Lager 11 austretendes Schmiermittel wird dann eben falls durch die Öffnung 26 nach unten abgeführt. Ge gebenenfalls kann hier also eine Dauerschmierung mit stetig unter Druck zugeführtem Schmiermittel vorgese hen sein, was übrigens dazu beiträgt, auf keinen Fall Flottenflüssigkeit in das Lager gelangen zu lassen.
Die Ausführungsform der Fig. 2 entspricht in allen wesentlichen Teilen der Ausführungsform der Fig. 1. Es sind in Fig. 2 nur die notwendigen Bezugszeichen angebracht. Gemäss Fig. 2 erhält der Lagertopf 13 im äusseren Bereiche eine im Durchmesser vergrösserte Ausgestaltung 29, welche dazu dient, die Antriebsein leitung zu gestatten. Zu diesem Zweck ist auf einem ausreichenden Teil seines Umfangs der Bereich 29 mit einem Ausschnitt 30 versehen, durch welchen eine nicht dargestellte, in der Ebene 31 laufende Antriebs kette eintritt. Diese Kette kämmt mit dem Kettenritzel 32, das einteilig oder als besonderer Bauteil mit dem Bereich 5b des Wellenstummels 5 verbunden ist.
Die Ausführungsform der Fig. 3 ist ähnlich den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2; auch hier sind nur die notwendigen Bezugszeichen verwandt. Der Lager topf 13 mag eine gleiche oder ähnliche Gestaltung haben wie in Fig. 1, besitzt aber im Oberbereich eine Schmiermittelzuführung in Art eines Schmiernippels 33 od. dgl., und zwar zweckmässig im Bereich zwischen zwei Dichtringen 19. Es handelt sich hier um die Zu fuhr von Schmiermittel für die Dichtflächen zwischen den Dichtringen 19 und dem Bereich 5b zwecks Herab setzung der Dichtreibung und zwecks Verbesserung der Dichtwirkung.
Der Zwischenring 22 besitzt in Fig. 3 eine etwas andere Gestalt, nämlich ein Querschnittsprofil, das in Abweichung vom rechteckigen Profil der Fig. 1 und 2 hier winkelförmig ist.
Die Ausführungsform der Fig. 4 besitzt wiederum eine Trogwand 41 mit einer Ausnehmung oder Durch brechung 42. An die Walze 43 ist der Wellenstummel 45 über einen Wellenstummelflansch 44 angeflanscht, d. h. z. B. durch Verschraubungen 46 angeschlossen; gegebenfalls können aber die Teile 43, 44, 45 einteilig gestaltet sein. Der Wellenstummel 45 tritt durch die Ausnehmung 42 nach aussen durch die Trogwand 41 aus und besitzt dort einen äusseren Bereich 45b.
Dieser Bereich 45b ist wiederum hohl gestaltet, besitzt also einen zylindrischen, axial in seiner Länge aber begrenz ten, blindbohrungsartigen Innenraum 49. In diesem Innenraum 49 befindet sich wiederum in analoger Wei se, wie schon geschildert, das Nadellager 51, das innen gestützt und getragen ist vom Zylinderbolzen 52. Dieser Zylinderbolzen 52 ist durch Einschraubung seines äus- seren Teiles 55 in einer Gewindebohrung des Stirnberei ches 53a des Lagertopfes 53 befestigt wobei sich der Ringbund 58 des Zylinderbolzens 52 an die Innen wandung von 53a anlegt.
Die angedeutete Schraube 56 dient als Verschraubungssicherung. Zwischen Lager topf 53 und Bereich 45b befinden sich hier wiederum die elastischen Dichtringe 59, wobei auch hier ein Dis tanz- oder Zwischenring 62 vorgesehen sein kann, wel cher sich aber hier an eine Ringplatte 63 anlegt, die den Innenberich des Topfes 53 an der Trog nahen Seite teilweise abdeckt. Die Ringplatte 63 ist also mit dem Lagertopf 53 etwa durch eine Verschraubung 64 ver bunden.
Wegen der hier erforderlichen Beweglichkeit des Lagertopfes 53 ist eine flexible etwa falten- oder falten balgartige Dichtringscheibe 65 mit ihrem Innenrand zwischen dem Topf 53 bzw. dem Distanzring 62 und der Ringplatte 63 eingespannt, während sie aussen zwi schen dem Lagerhaltering 66 und der Trogwand 41 eingespannt ist. Der Lagerhaltering 66 ist durch ange deutete Verschraubungen 67 unter Zwischenlegung eines elastischen oder nicht elastischen, gegebenenfalls auch dauernd verformbaren Dichtrings 68 verbunden.
Der als Winkelflansch ausgebildete Rotationskör per 66, also der Lagerhaltering, besitzt einen zylindri schen Bereich 69, und dieser Bereich 69 ist Teil einer kardanischen Halterung oder Lagerung zwischen dem Bauteil 66, 69 einerseits und dem Lagertopf 53 an dererseits, der zu diesem Zweck einen balligen Um fangsteil 70 besitzt. Dieser ballige Umfangsteil 70 kann eine Aussparung 71 besitzen, in die mit entsprechendem Spiel das Ende einer Bolzenschraube 72 eingreift, so dass für die kardanische Bewegung Grenzen gesetzt sind.
Die Aussparung 71 kann eine radial geführte Blindbohrung sein, so dass auch eine Verdrehsicherung geboten ist, derart, dass der Lagertopf 53 sich nicht oder vornehmlich nur begrenzt gegenüber dem zylin drischen Bereich 69 verdrehen kann.
Auch hier ist im Lagertopf 53 eine Abführbohrung 76 vorgesehen, durch welche die durch die Dichtorgane noch durchtretende Flottenflüssigkeit abgeleitet wird, ohne in das Lager 51 zu gelangen. Auch hier kann eine Schmierbohrung 77 vorgesehen sein, die aussen durch einen Schmiernippel 78 verschlossen ist.
Gemäss Fig. 4 ist die Wirkungsweise so, dass Ab winkelungen der Walze 43 sich zwar in dem Wellen stummel 45 fortsetzen, sich ferner weiter übertragen in alle Teile, die im Lagertopf 53 sich befinden, und in den Lagertopf 53 selbst. Der Lagertopf 53 gleicht aber diese Abwinkelung dadurch aus, dass er kardanisch im Bereich 69 beweglich ist.
Beim beschriebenen Lager ist das Problem des genauen Fluchtens durch Einführung eines kardani- schen Elementes gelöst, das in verschiedener noch zu beschreibender Weise angebracht werden kann. Die beiden genannten Merkmale können in Kombination verwendet werden. Der dem Lager zugehörige innerste Teil, also beispielsweise ein Lagerbolzen oder ein La_ gerinnenring ist an der äusseren Öffnungsseite des Wellenstummels fest oder einstellbar gehaltert, etwa an einem auch die Dichtung übergreifenden, z.
B. etwa hutartigen Topf, der fest oder in gewisser Weise elastisch aussen an der Trogwand befestigt ist, gege benenfalls unter Zwischenlage von Dichtscheiben od. dgl. Die unvermeidlicherweise auch bei besten Dich tungen noch in geringer Menge durchtretende oder aus tretende Flottenflüssigkeit wird im Topf aufgefangen, ohne dass sie in das Lager gelingen kann; die Ab führung wird durch die im Unterbereiche des Topfes angebrachte Bohrung oder Ableitung sichergestellt.
Die kardanische Lagerung kann bei an der Walze festem Wellenstummel in der Weise ausgeführt sein, dass der Lagertopf über ein an der Trogwand befestigtes Ele ment wie etwa einen Flanschring kardanisch aufge hängt oder in diesem gelagert ist. Es ist auch eine ande re Ausführungsform denkbar, bei welcher der Wellen stummel von der Walze getrennt und gesondert gela gert ist, wobei zwischen dem Wellenstummel und der Walze selbst ein Kardangelenk oder ein ähnliches Ele ment eingeschaltet wird.
In allen Fällen ist dafür zu sorgen, dass der blindbohrungsartige innere Hohlraum des Wellenstummels, dessen Öffnung nach aussen weist, in Richtung zum Troginneren verschlossen ist, sei es durch eine Zwischenwand oder in anderer zweck entsprechender Weise.