DE10000659B4

DE10000659B4 - Dichtung für das Lager einer Breitstreckwalze und deren Montageverfahren

Info

Publication number: DE10000659B4
Application number: DE10000659A
Authority: DE
Inventors: Juhani Eskelinen
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: FI4359U1; FI990050A0; DE10000659A1; FIU990501U0

Abstract

In Papier-/Karton- oder Ausrüstungsmaschinen einzusetzende Breitstreckwalze (1), die aus einer feststehend angeordneten gekrümmten Achse (3) und einer Anzahl an dieser Achse rotierbar gelagerter Mantelelemente (4) besteht, wobei das einzelne Mantelelement auf wenigstens einem zwischen ihm (4) und einer auf der gekrümmten Achse (3) stationär befestigten Achsbuchse (5) abgedichtet angeordneten Wälzlager (2) läuft, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abdichtens des Lagers (2) beiderseits von diesem je eine Labyrinthdichtung (6, 6') angeordnet ist, die einen starren, ungeteilten Außenring (7, 7'), dessen im Querschnitt kreisförmige Innenseite mit einer Labyrinthfläche versehen ist, und einen aus flexiblem Werkstoff hergestellten, unge teilten Innenring (8, 8'), dessen Außenseite mit einer das Pendant zur Labyrinthfläche des Außenrings (7, 7') bildenden Labyrinthfläche versehen ist, umfaßt.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Labyrinthdichtung für das Lager einer in Papier-/Karton- oder Ausrüstungsmaschinen einzusetzenden Breitstreckwalze, die aus einer feststehend angeordneten gekrümmten Achse und einer Anzahl an dieser Achse rotierbar gelagerter kreiszylindrischer Rohrabschnitte, d.h. Mantelelemente besteht, wobei das einzelne Mantelelement auf wenigstens einem zwischen ihm und einer auf der gekrümmten Achse stationär befestigten Achsbuchse abgedichtet angeordneten Wälzlager läuft.
Aus der DE 33 24 160 A1 ist eine Breitstreckwalze bekannt, wobei die Rohrabschnitte über Wälzlager auf der Achse abgestützt und die Wälzlager durch Nilosringe oder Deck- bzw. Dichtscheiben gegen Austritt von Fett oder Öl von dem durch den Nilosring begrenzten Fettraum des Wälzlagers nach außen abgedichtet sind.
Breitstreckwalzen werden an Stellen benötigt, wo sich das Bahnprofil zum Beispiel infolge Feuchte, Spannung oder Leitwalzen-/Regulierwalzendurchbiegung verändert. Breitstreckwalzen werden zur Herbeiführung einer gleichmäßig straffen Bahn sowohl in Längs- als auch in Querrichtung benötigt. Beim Passieren der gekrümmten Breitstreckwalze ist die Bahn bestrebt, ihren Weg rechtwinklig zum Walzenmantel fortzusetzen. Infolge der Krümmung der Walze entsteht zwischen Walzenmantel und Bahn eine Reibungskraft mit der Folge einer Breitstreckung der Bahn.
In Breitstreckwalzen wurden zum Abdichten verschiedenartige Labyrinthdichtungen eingesetzt um zum einen ein Entweichen von Schmiermittel aus dem Lager und zum anderen das Eindringen von Wasser, Schmutz und anderen Fremdstoffen zu verhindern. Die Herstellung der Labyrinthe gestaltet sich fertigungstechnisch oft schwierig. Das Zusammenstellen einer Labyrinthdichtung aus Metallringen ist nahezu unmöglich sofern keine geteilten Labyrinthringe eingesetzt werden.
Die Stoßstellen geteilter Metallringe ergeben möglicherweise zusätzliche Leckagen; weiter besteht beim Einsatz von geteilten Metallringen erhöhte Gefahr, daß es zu einem Scheuern zwischen sich gegeneinander bewegenden Metallteilen kommt, wobei dann unter Umständen dabei freigesetzte Metallpartikel ins Lager gelangen und dieses innerhalb kurzer Zeit unbrauchbar machen.
Die Breitstreckwalze kann zum Beispiel 25 Lager enthalten, und wenn auch nur eines davon defekt wird, fällt die gesamte Walze aus. Deshalb werden an die in Breitstreckwalzen-Lagern einzusetzenden Dichtungen höchste Anforderungen gestellt.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Labyrinthdichtung zu schaffen, deren Innen- und Außenring nicht geteilt zu werden braucht, und bei deren Einsatz eine bessere Abdichtung und eine leichtere Montage erzielt werden und die im Hinblick auf das zu schützende Lager eine sichere Abdichtungsweise dahingehend gewährleistet, daß ein eventuelles Aneinanderscheuern von Abdichtungsteilen der Dichtung keine nachteiligen Auswirkungen auf die Lebensdauer des Lagers hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Dichtung sind in den unselbständigen Patentansprüchen definiert.
Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Verfahrensschritten von Anspruch 4.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
1 eine gekrümmte Breitstreckwalze in schematischer Darstellung;
2 die Lagerung eines Mantelelementes der Breitstreckwalze in schematischer Darstellung;
3 die Lagerung aus 2 vergrößert;
4 entsprechend 3 das vergrößerte Detail einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Breitstreckwalze 1 einer Papier-/Karton- oder Ausrüstungsmaschine. Die Breitstreckwalze 1 besteht aus einer feststehend angeordneten gekrümmten Achse 3 und einer Anzahl an dieser Achse rotierbar gelagerter Mantelelemente 4.
Wie am besten aus 2 hervorgeht, in der die Lagerung eines Mantelelementes 4 der Breitstreckwalze 1 schematisch gezeigt ist, läuft das einzelne Mantelelement 4 auf einem abgedichteten Wälzlager 2, das zwischen dem Mantelelement 4 und einer auf der gekrümmten Achse 3 stationär befestigten Achsbuchse 5 angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung, die am besten aus der in 3 gezeigten Vergrößerung der Lagerung von 2 hervorgeht, ist zwecks Abdichtens des Lagers 2 auf beiden Seiten desselben je eine Labyrinthdichtung 6, 6' angeordnet. Die Labyrinthdichtung 6, 6' umfaßt einen starren, einheitlichen Außenring 7, 7', dessen im Querschnitt kreisringförmige Innenseite mit einer herkömmlichen Labyrinthfläche versehen ist, und einen aus elastischem Werkstoff gefertigten, einheitlichen, d.h. ungeteilten, Innenring 8, 8', dessen im Querschnitt kreisringförmige Außenseite eine das Pendant zur Labyrinthfläche des Außenrings 7, 7' bildende Labyrinthfläche aufweist. In dem Beispiel in 3 ist die Labyrinthdichtung 6 identisch mit der Labyrinthdichtung 6'.
Der Außenring 7, 7', der zum Beispiel aus Aluminium oder einem anderen geeigneten korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt sein kann, liegt mit seiner kreisringförmigen Außenfläche an der Innenfläche des Mantelelements 4 an. Zwischen der besagten kreisringförmigen Außenseite des Außenrings 7, 7' und der Innenseite des Mantelelements 4 ist eine Dichtung ange ordnet, die in 3 aus einem O-Ring 19, 20 besteht, der in einer an der Innenfläche des Mantelelements 4 ausgebildeten Nut sitzt.
Die Außenringe 7, 7' und der Außenring des zwischen ihnen befindlichen Lagers 2 sind an der Innenseite des Mantelelements 4 durch zwei Anschläge, in dem Beispiel in 3 durch zwei Sicherungsringe 11, 17, arretiert.
Der Innenring 8, 8' der Labyrinthdichtung 6, 6' ist zum Beispiel aus Gummi oder einem anderen Elastomer gefertigt. Die Innenseite der Innenringe 8, 8' liegt dicht an der Außenseite der Achsbuchse 5 an. Zur Sicherung der gegenseitigen Abdichtung zwischen Innenring 8, 8' und Achsbuchse 5 ist der Innenring 8, 8' außerdem mit einem kreisringförmigen Vorsprung 12, 12' versehen, der in eine an der Außenfläche der Achsbuchse 5 ausgebildete Nut greift und neben seiner Dichtungsfunktion auch als Positionierelement für den Innenring 8, 8' dient.
Die eingebauten Innenringe 8, 8' der Labyrinthdichtung 6, 6' liegen mit ihren Flanken an den Seitenflächen des Innenringes 15 des Lagers 2 an. Um den Innenring 15 des Lagers 2 im Verhältnis zur Achsbuchse 5 an seiner Stelle zu halten, ist beiderseits des Innenringes 15 je ein herkömmlicher Sicherungsring 13, 16 oder dergleichen angeordnet.
Die abdichtungsbedingten Reibungskräfte müssen bei einer Breitstreckwalze möglichst gering gehalten werden. Deshalb muß zwischen den sich gegeneinander bewegenden Abdichtungsflächen der Labyrinthdichtung in der Regel stets ein Spiel vorhanden sein. Dieses Spiel muß jedoch im Hinblick auf die Effizienz der Dichtung möglichst klein gehalten werden. Bei der konventionell konzipierten Labyrinthdichtung, bei der die relativ zueinander bewegten Flächen aus Metall bestehen, muß jedoch ein verhältnismäßig großes Spiel belassen werden um sicherzustellen, daß die Metallflächen unter keinen Umständen aneinander reiben, weil dann eventuell abgelöste Metallpartikel zu einer schnellen Zerstörung des Lagers führen könnten. Bei der erfindungsgemäßen Lösung hingegen bedeutet ein eventuelles gegenseitiges Berühren der Metall- und der Gummidichtungsfläche keine Gefahr für das Lager. Das besagte Spiel kann demzufolge extrem klein gehalten und die Dichtungsleistung somit erhöht werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird es sogar absichtlich so eingerichtet, daß die sich relativ zueinander bewegenden Dichtungsflächen der Labyrinthdichtung 6, 6' zumindest anfangs, unmittelbar nach der Montage, in einem kleinen Bereich in ständiger Berührung zueinander stehen (4). Dies kann so verwirklicht werden, daß der Innenring 8, 8' der Labyrinthdichtung 6, 6' eine oder mehrere anfangs gegen den Außenring 7, 7' anliegende, den Labyrinthspalt 9 zwischen Innen- und Außenring verschließende hervorspringende Partien 10 hat, die sich während des Betriebs abnutzen und die Dichtung so zu einer völlig nichtschleifenden Dichtung werden lassen.
Gemäß der Erfindung ist auch eine Anordnung dahingehend möglich, daß die relativ zueinander bewegten Flächen der Labyrinthdichtung 6, 6' oder Teile dieser Flächen zur Verringerung der Reibung beschichtet werden, zum Beispiel mit Teflon, wobei dann zwischen eventuell aneinander schleifenden Teilen nur geringe Reibungskräfte auftreten.
Die Montage der erfindungsgemäßen Labyrinthdichtung 6, 6' an die Breitstreckwalze 1 geschieht folgendermaßen (2 und 3):

a) Durch Biegen des Innenringes 8 den Innenring 8 und den Außenring 7 der ersten Labyrinthdichtung 6 ineinanderpassen;
b) Die erste Labyrinthdichtung 6 zwischen Mantelelement 4 und Achsbuchse 5 einpassen und gegen die an der Innenseite des Mantelelementes 4 und der Außenseite der Achsbuchse 5 angeordneten Anschläge 11, 12 der ersten Labyrinthdichtung 6 schieben;
c) Das Lager 2 zwischen Mantelelement 4 und Achsbuchse 5 einpassen und den Außenring 14 des Lagers 2 gegen den Außenring 7 der ersten Labyrinthdichtung 6 und den Innenring 15 des Lagers 2 gegen den ersten Innenring-Anschlag 13 drücken;
d) Den zweiten Innenring-Anschlag 16 des Lagers 2 einpassen;
e) Durch Biegen des Innenringes 8' den Innenring 8' und den Außenring 7' der zweiten Labyrintdichtung 6' ineinanderpassen;
f) Die zweite Labyrinthdichtung 6' zwischen Mantelelement 4 und Achsbuchse 5 einpassen und gegen den Innen- und Außenring 14, 15 des Lagers 2 schieben;
g) Die Anschläge 17, 12' der zweiten Labyrinthdichtung 6' an der Innenseite des Mantelelements 4 und der Außenseite der Achsbuchse 5 anbringen.

Claims

In Papier-/Karton- oder Ausrüstungsmaschinen einzusetzende Breitstreckwalze (1), die aus einer feststehend angeordneten gekrümmten Achse (3) und einer Anzahl an dieser Achse rotierbar gelagerter Mantelelemente (4) besteht, wobei das einzelne Mantelelement auf wenigstens einem zwischen ihm (4) und einer auf der gekrümmten Achse (3) stationär befestigten Achsbuchse (5) abgedichtet angeordneten Wälzlager (2) läuft, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abdichtens des Lagers (2) beiderseits von diesem je eine Labyrinthdichtung (6, 6') angeordnet ist, die einen starren, ungeteilten Außenring (7, 7'), dessen im Querschnitt kreisförmige Innenseite mit einer Labyrinthfläche versehen ist, und einen aus flexiblem Werkstoff hergestellten, unge teilten Innenring (8, 8'), dessen Außenseite mit einer das Pendant zur Labyrinthfläche des Außenrings (7, 7') bildenden Labyrinthfläche versehen ist, umfaßt.
Breitstreckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (8, 8') aus Gummi oder einem anderen Elastomer gefertigt ist.
Breitstreckwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (8, 8') der Labyrinthdichtung (6, 6') eine oder mehrere anfangs gegen den Außenring (7, 7') anliegende, den Labyrinthspalt (9) zwischen Innen- und Außenring verschließende hervorspringende Partien 10 hat, die sich während des Betriebs abnutzen und die Dichtung so zu einer völlig nichtschleifenden Dichtung werden lassen.
Verfahren zur Montage der Dichtung an eine Breitstreckwalze nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsgänge: a) Ineinanderpassen des Innenringes (8) und des Außenringes (7) der ersten Labyrinthdichtung (6) durch Biegen des Innenringes (8); b) Einpassen der ersten Labyrinthdichtung (6) zwischen Mantelelement (4) und Achsbuchse (5) und Schieben derselben gegen die an der Innenseite des Mantelelementes (4) und der Außenseite der Achsbuchse (5) angeordneten Anschläge (11, 12) der ersten Labyrinthdichtung (6); c) Einpassen des Lagers (2) zwischen Mantelelement (4) und Achsbuchse (5) und Schieben des Außenringes (14) des Lagers (2) gegen den Außenring (7) der ersten Labyrinthdichtung (6) und des Innenringes (15) des Lagers (2) gegen den ersten Innenring-Anschlag (13); d) Einpassen des zweiten Innenring-Anschlags (16) des Lagers (2); e) Ineinanderpassen des Innenringes (8') und des Außenringes (7') der zweiten Labyrintdichtung (6') durch Biegen des Innenringes (8'); f) Einpassen der zweiten Labyrinthdichtung (6') zwischen Mantelelement (4) und Achsbuchse (5) und Schieben derselben gegen den Innen- und Außenring (14, 15) des Lagers (2); g) Anbringen der Anschläge (17, 12') der zweiten Labyrinthdichtung (6') an der Innenseite des Mantelelements (4) und des Außenseite der Achsbuchse (5).