DE10113869A1 - Dichtungsvorrichtung für Walzenlager mit Ausgleich radialen Versatzes - Google Patents

Dichtungsvorrichtung für Walzenlager mit Ausgleich radialen Versatzes

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Abstract

Eine Dichtungsanordnung für Walzenlager, bei welcher dem Walzenzapfen ein mit einer Dichtfläche zusammenwirkendes Dichtungselement zugeordnet ist, soll so verbessert werden, dass ein radialer Versatz im Walzenlager ohne wesentliche Beanspruchung der Dichtungslippe des Dichtungselements erfolgt. Dazu wird vorgeschlagen, dass sich das Dichtungselement über ein elastisches Stützelement auf ihrer Halterung abstützt, wobei das elastische Stützelement eine geringere Steifigkeit aufweist als die Dichtungslippe des Dichtungselements.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für die ballenseitige Abdichtung eines Walzenlagers, bei welcher dem Walzenzapfen mindestens ein diesen um­ gebendes, mit einer Dichtfläche zusammenwirkendes elastisches Dichtungsele­ ment zugeordnet ist, wobei das Dichtungselement von ortsfesten und die Dichtflä­ che von mit der Walze beweglichen bzw. das Dichtungselement von mit der Walze beweglichen und die Dichtfläche von ortsfesten Halterungen getragen werden.
Derartige Dichtungsvorrichtungen sind insbesondere für Ölfilmlager seit langem bekannt. Die hier verwendeten Dichtungselemente sollen einerseits verhindern, dass das Öl aus dem Ölfilmlager zum Walzenballen hin gelangen kann und ande­ rerseits, dass das teilweise mit Sinter versetzte Kühl- und Schmiermittel von den Walzenballen in das Ölfilmlager eindringen kann.
Durch die unterschiedlichen beim Walzvorgang auftretenden Belastungen kann es zu radialem Versatz der Walzenzapfen im Einbaustück kommen. Bei unbelaste­ ten, nicht angestellten Walzen wird sich der Dichtungsspalt zwischen der Zapfen­ buchse und der Lagerbuchse im unteren Bereich verringern, während sich der Spalt im entgegengesetzten oberen Bereich vergrößert. Ist die Walze dagegen angestellt, und wird Druck über die Einbaustücke und die Lager auf die Walze ausgeübt, so ergibt sich, dass der Lagerspalt zwischen Zapfenbuchse und Lager­ buchse im unteren Bereich größer wird, hingegen im entgegengesetzten oberen Bereich abnimmt. Dieser sich aus den unterschiedlichen Belastungen ergebende radiale Versatz muß von den Dichtungselementen ausgeglichen werden.
Dabei wird im Falle der unbelasteten Walze die Dichtungslippe im unteren Bereich des Dichtungselementes sehr weit zusammengedrückt, während sich die Dich­ tungslippe im oberen Bereich kaum noch an die Dichtfläche anlegt. Im Falle der angestellten Walzen wird die Dichtungslippe dagegen im oberen Bereich des Dichtungselements sehr weit zusammengedrückt und liegt im unteren Bereich eventuell kaum noch an der Dichtfläche an.
Mit diesem radialen Spiel verbunden ist die stärkere Belastung und damit der grö­ ßere Verschleiß der Dichtung einerseits im extrem zusammengepreßten Zustand sowie andererseits durch den ständigen Belastungswechsel und, und weiterhin die Gefahr, dass die Dichtwirkung durch nicht optimal an der Dichtfläche anliegende Dichtungslippen stark nachläßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungsvor­ richtung so weiterzubilden, dass trotz radialen Versatzes des Walzenzapfens in der Lagerbuchse die Dichtungslippen der Dichtungselemente stets optimal an der Dichtfläche anliegen, ohne die Dichtungselemente über Gebühr zu beanspruchen und damit den Verschleiß der Dichtungselemente zu reduzieren und deren Le­ bensdauer zu erhöhen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass sich das Dichtungselement und/oder die Dichtfläche über mindestens ein elastisches Stützelement auf ihrer Halterung abstützt, wobei das elastische Stützelement eine geringere Steifigkeit aufweist als die Dichtungslippe des Dichtungselementes. Kommt es in diesem Falle zu einem radialen Versatz, so wird sich die Dichtungslippe des Dichtungs­ elementes zunächst im kleiner werdenden Dichtungsspalt nicht in ihrer Form än­ dern, sondern wegen ihrer größeren Steifigkeit die entsprechenden Kräfte auf das das Dichtungselement tragende elastische Stützelement übertragen, welches in diesem Bereich des Dichtungsspaltes zusammengedrückt wird. Auf der gegen­ überliegenden Seite wird sich das elastische Stützelement im größer werdenden Dichtungsspalt entsprechend ausdehnen, so dass auch hier die Dichtungslippe ohne größere Bewegung stets optimal an der Dichtfläche anliegt.
Es hat sich bewährt, dass die Steifigkeit des elastischen Stützelementes und/oder das Maß des radialen Ausgleichs vorgebbar einstellbar ist. Dadurch kann einer­ seits auf unterschiedlich steife Dichtungselemente reagiert werden und anderer­ seits das elastische Stützelement an den zu erwartenden radialen Versatz ange­ paßt werden.
Von Vorteil ist, wenn das Dichtungselement und/oder die Dichtfläche auf ihrer Halterung durch Klemmmittel festgesetzt ist, wobei die Klemmmittel eine Bewe­ gung des Dichtungselementes und/oder der Dichtfläche in radialer Richtung erlau­ ben, während eine Bewegung der Dichtungselemente und/oder der Dichtfläche in Umfangsrichtung unterbunden wird. Dadurch wird erreicht, dass z. B. bei festste­ hendem Dichtungselement dieses nicht durch an der sich bewegenden Dichtflä­ che entstehende Reibkräfte mitgenommen werden kann, dass jedoch ein radialer Ausgleich gewährleistet ist.
Als elastische Stützelemente lassen sich O-Ringe oder auch geschlossene Schläuche denken, die z. B. mit einem Elastomer gefüllt sein können, um so einen optimalen Ausgleich radialen Versatzes zu gewährleisten.
Von Vorteil ist, wenn das Klemmmittel und/oder die Flanken des Dichtungsele­ mentes und/oder der Dichtfläche, die mit dem Klemmmittel in Verbindung stehen, teflonbeschichtet sind. Dadurch ist ein radialer Versatz des Dichtungselements bzw. der Dichtfläche in ihren Halterungen möglich.
Um zu verhindern, dass das Dichtungselement und/oder die Dichtfläche in ihrer Halterung neben der gewünschten Radialbewegung eine Umfangsbewegung durchführen kann, hat es sich bewährt, dass die Klemmmittel und die Flanken der Dichtungselemente und/oder der Dichtfläche eine radial gerichtete Verzahnung bzw. Führungen aufweisen, wobei diese Führungen bzw. Verzahnungen klemm­ frei ausgebildet sind.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 den Ausschnitt einer Walze mit Ölfilmlager und
Fig. 2 eine Detailansicht des Dichtungsbereichs.
Der Fig. 1 ist eine Walze 1 zu entnehmen, die einen Walzenzapfen 2 aufweist. Der Walzenzapfen 2 stützt sich, wie in Fig. 2 ersichtlich, mit seiner Zapfenbuchse 3 in der Lagerbuchse 4 ab, welche wiederum vom Einbaustück 5 getragen wird. An der Zapfenbuchse 3 ist eine Zapfenbuchsenverlängerung 6 zu erkennen, die die Dichtfläche 7 trägt. Am Einbaustück 5 ist eine Halterung 8 montiert, die dazu dient, die Dichtungselemente 9, 10 zu tragen. Dabei sind die Dichtungselemente 9, 10 durch ein Klemmmittel 11 gegen einen Anschlag 12 so verspannt, dass eine radiale Bewegung der Dichtungselemente 9, 10 möglich ist, deren Umfangsbewe­ gung in der Halterung 8 jedoch verhindert wird. Zwischen der Halterung 8 und dem Dichtungselement 9, 10 ist ein elastisches Stützelement 13 angeordnet. Das elastische Stützelement 13 ist in Form eines geschlossenen Schlauchs ausgebil­ det, in den ein Elastomer eingefüllt ist.
Kommt es zu einem radialen Versatz des Walzenzapfens 2 und der Zapfenbuchse 3 zur Lagerbuchse 4 und dem Einbaustück 5, so müßten die Dichtungselemente 9, 10 diesen radialen Versatz ausgleichen. Da das elastische Element 13 jedoch eine geringere Steifigkeit aufweist als die Lippen 14, 15 der Dichtungselemente 9, 10 wird erreicht, dass das elastische Stützelement 13 den radialen Versatz auf­ nimmt, während die Dichtungslippen 14, 15 nicht verbogen werden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Dichtungslippen 14, 15 stets so an der Dichtfläche 7 anlie­ gen, dass eine optimale Dichtungswirkung erreicht wird. Hinzu kommt, dass bei dieser Stellung der Dichtungslippen 14, 15 ein minimaler Verschleiß derselben gewährleistet ist.
Das Beispiel zeigt lediglich, dass das Dichtungselement 9, 10 über das elastische Stützelement 13 abgestützt ist. Gegenstand der Erfindung ist aber auch, dass nur die Dichtfläche 7 über ein entsprechendes elastisches Stützelement auf der Zap­ fenbuchsenverlängerung 6 abgestützt ist, oder dass sowohl das Dichtungselement als auch die Dichtfläche über elastische Stützelemente getragen werden.
Bezugszeichenübersicht
1
Walze
2
Walzenzapfen
3
Zapfenbuchse
4
Lagerbuchse
5
Einbaustück
6
Zapfenbuchsenverlängerung
7
Dichtfläche
8
Halterung
9
Dichtungselement
10
Dichtungselement
11
Klemmmittel
12
Ansatz
13
elastisches Stützelement
14
Dichtungslippe
15
Dichtungslippe

Claims (10)

1. Dichtungsvorrichtung für die ballenseitige Abdichtung von Walzenlagern, bei welcher dem Walzenzapfen (2) mindestens ein diesen umgebendes, mit einer Dichtfläche (7) zusammenwirkendes elastisches Dichtungselement (9, 10) zugeordnet ist, wobei das Dichtungselement (9, 10) von ortsfesten und die Dichtfläche (7) von mit der Walze (1) beweglichen bzw. das Dichtungs­ element (9, 10) von mit der Walze (1) beweglichen und die Dichtfläche (7) von ortsfesten Halterungen (8, 6) getragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dichtungselement (9, 10) und/oder die Dichtfläche (7) über mindestens ein elastisches Stützelement (13) auf ihrer Halterung (8) ab­ stützt, wobei das elastische Stützelement (13) eine geringere Steifigkeit aufweist als die Dichtungslippen (14, 15) des Dichtungselements (9, 10).
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des elastischen Stützelements (13) und/oder das Maß der radialen Ausgleichsbewegung des elastischen Stützelements (13) vor­ gebbar einstellbar ist.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (9, 10) und/oder die Dichtfläche (7) auf ihrer Halterung (8) zwischen mindestens einem Klemmmittel (11) und ggf. einem Ansatz (12) festgelegt ist, wobei die Klemmverbindung eine Bewegung des Dichtungselements (9, 10) und/oder der Dichtfläche in radialer Richtung erlaubt, während eine Bewegung des Dichtungselementes (9, 10) in Um­ fangsrichtung unterbunden wird.
4. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Stützelement (13) mindestens ein O-Ring Anwendung findet.
5. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Stützelement (13) mindestens ein geschlossener Schlauch Anwendung findet.
6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch bzw. der O-Ring mit einem Elastomer gefüllt ist.
7. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmmittel (11) und ggf. der Ansatz (12) und/oder die Flächen des Dichtungselements (9, 10) und/oder der Dichtfläche (7), die mit dem Klemmmittel (11) und ggf. dem Ansatz (12) in Verbindung stehen, teflonbe­ schichtet sind.
8. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Klemmmittel (11) und die Fläche des Dichtungsele­ ments (9, 10), und/oder der Dichtfläche (7), die mit dem Klemmmittel (11) in Verbindung stehen, eine radial gerichtete Verzahnung bzw. Führungen aufweisen.
9. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtungselement (9, 10) Radialwellendichtringe Anwendung fin­ den.
10. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dichtungselemente (9, 10) auf der Halterung (8) angeordnet sind.
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