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Die Erfindung betrifft eine Lagerungsanordnung für Förderer
mit umlaufendem Zugorgan, insbesondere für Kettenkratzförderer
oder Kohlenhobelmaschinen im untertägigen Bergbau, mit einer
am Maschinenrahmen des Förderers angeordneten Lageraufnahme,
die zur Aufnahme eines Lagerzapfens einer Antriebs- oder
Umlenkwelle des Förderers einseitig offen ist und die mit
mindestens einem Wälzlager versehen ist, das den Lagerzapfen der
Welle trägt, und mit einer zwischen der Lageraufnahme und der
Welle angeordneten, das Wälzlager gegenüber der Umgebung an
der Öffnung der Lageraufnahme abdichtenden
Dichtungseinrichtung.
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Lagerungsanordnungen für Kettenkratzförderer im untertägigen
Bergbau oder für die Antriebs- und Umlenkstationen eines
Kohlenhobels, der im Streb mit Hilfe einer umlaufenden,
reversierend angetriebenen Antriebskette hin- und her verfahren wird,
unterliegen nicht nur höchsten mechanischen Beanspruchungen
durch die hohen Antriebskräfte und stoßartigen Belastungen,
sondern bedürfen auch einer sehr zuverlässigen Abkapselung
gegenüber den rauhen Umgebungsbedingungen unter Tage, um zu
verhindern, daß die allgegenwärtige Feinkohle oder anderer
Staub und Feuchtigkeit in die Lageraufnahme und dort an das
Wälzlager gelangt und dieses vorzeitig zum Ausfall bringt. Die
bekannten Lagerungsanordnungen bedürfen daher einem
vergleichsweise großen Wartungsaufwand, um sicherzustellen, daß
die das Wälzlager von der Umgebung abschirmende
Dichtungseinrichtung nicht unbemerkt Schäden davonträgt und undicht wird.
Die bei den bekannten Lagerungsanordnungen zum Einsatz
kommenden Gleitringdichtungen müssen hierzu regelmäßig mit Fett
geschmiert werden, wozu es erforderlich ist, den gesamten
Förderer zumindest kurzzeitig stillzusetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerungsanordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die eine besonders
zuverlässige und verschleißarme Dichtungseinrichtung besitzt, die zur
Sicherstellung ihrer Dichtfunktion nicht regelmäßig
nachgeschmiert werden muß.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Dichtungseinrichtung eine wartungsfreie Dichtung mit einem
ersten, an der Welle bzw. deren Lagerzapfen angeordneten
Gleitdichtelement und einem zweiten Gleitdichtelement ist, das fest
in der Lageraufnahme angeordnet ist und unter gleitendem
Kontakt mit dem ersten, mit der Welle umlaufenden
Gleitdichtelement zusammenwirkt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn
die Gleitdichtelemente aus Polytetrafluorethylen (PTFE)
bestehen bzw. mit einer Beschichtung aus PTFE versehen sind.
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Zwischen den beiden Gleitdichtelementen ist der bei deren
Relativbewegung zueinander entstehende Verschleiß auch dann
vernachlässigbar gering, wenn die beiden Gleitdichtelemente in
unmittelbarem Kontakt, also ohne einen Zwischenspalt
aneinander gleiten. Es wird hierdurch eine Wellendichtung höchster
Dichtigkeit geschaffen, die nicht nur wirksam verhindert, daß
Staub und Feuchtigkeit in das Innere der Lageraufnahme und
damit an das Wälzlager gelangen, sondern die auch zumindest
während der normalen Lebenserwartung des Wälzlagers nicht
gewartet werden muß, sondern ihre Dichtigkeit dauerhaft behält.
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Vorzugsweise ist das erste Gleitdichtelement ein O-Ring, der
stramm auf der Welle positioniert ist. Das zweite
Gleitdichtelement kann mit einer Aufnahmenut versehen sein, die das
erste Gleitdichtelement, insbesondere also den O-Ring spielfrei
umschließt. Die beiden Gleitdichtelemente greifen bei dieser
Ausführungsform nach Art einer Labyrinthdichtung ineinander,
wobei jedoch kein Spalt zwischen den beiden
Gleitdichtelementen verbleibt, sondern diese dicht aneinanderlaufen.
Vorzugsweise ist hierbei die Aufnahmenut von flexiblen Seitenwänden
begrenzt, die seitlich gegen das erste Gleitdichtelement,
beispielsweise den O-Ring drücken.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist
das zweite Gleitdichtelement mindestens eine flexible, gegen
die Welle bzw. das mit dieser umlaufende erste
Gleitdichtelement angestellte Abweiserlippe auf. Die Abweiserlippe bildet
eine Vordichtung, die bewirkt, daß ein Großteil des auf die
Lagerungsanordnung einwirkenden Staubes und der Feuchtigkeit
gar nicht erst bis zu den beiden Gleitdichtelementen gelangen
kann. Zweckmäßig besteht das zweite Gleitdichtelement aus
einem in einem Dichtungssitz in der Lagerungsaufnahme
eingesetzten, elastischen Dichtungsringkörper, der an seinem
Außenumfang mindestens eine umlaufende Ringnut für einen Arretierring
aufweist. Mit diesem Arretierring, der ein elastischer O-Ring
sein kann und der vor der Montage des Dichtungsringkörpers in
dessen umlaufende Ringnut eingelegt wird, kann der
Dichtungsringkörper einfach und sicher in dem Dichtungssitz in der
Lageraufnahme montiert werden.
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Die im zweiten Gleitdichtelement vorgesehene Aufnahmenut wird
vorzugsweise vor der vollständigen Montage der
Lagerungsanordnung mit einer Fettfüllung versehen, die alle etwa zwischen
dem ersten und dem zweiten Gleitdichtelement nach der Montage
verbleibenden Freiräume zuverlässig ausfüllt und die
Dichtungswirkung weiter verbessert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch das Wälzlager ein
wartungsfreies Lager ist, denn dann muß die gesamte
Lagerungsanordnung während ihrer zu erwartenden Lebensdauer nicht
geschmiert, gereinigt und/oder nachgestellt werden.
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Wenn die Welle im Bereich der Lageraufnahmeöffnung mit an
ihrem Umfang angeordneten Abweisernocken versehen ist, die
flugscharähnlich ausgestaltet sein können, wird die im
untertägigen Bergbau an der Lageraufnahmeöffnung vor der
Dichtungseinrichtung ständig anstehende Feinkohle permanent entfernt und
abgeleitet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel
näher erläutert ist. Die einzige Figur zeigt die
erfindungsgemäße Lagerungsanordnung im Schnitt.
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Die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Lagerungsanordnung
dient zur Lagerung der Antriebswelle 11 eines
Kettenkratzförderers, wie er im untertägigen Bergbau zum Einsatz kommt. Die
Lagerungsanordnung 10 weist eine im lediglich schematisch
angedeuteten Maschinenrahmen 12 angeordnete Lageraufnahme 13
auf, die außenseitig mit einem mit Schrauben 14 gesicherten
Lagerdeckel 15 verschlossen ist. Innenseitig weist die
Lageraufnahme eine Öffnung 16 auf, durch die der gestufte
Lagerzapfen 17 der Welle 11 in die Lageraufnahme 13 hineinragt
und in dieser mit einem wartungsfreien Doppelpendelrollenlager
18 gelagert ist.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die
Lagerungsanordnung das Festlager für die Antriebswelle, d. h. sowohl
Außenring als auch Innenring des Wälzlagers 18 sind in
definierter Lage in der Lageraufnahme 13 und auf dem Lagerzapfen
17 arretiert, wozu Distanzscheiben 19, 20 zwischen einem
Anschlagbund 21 der Lageraufnahme bzw. einem Druckring 22 des
Lagerdeckels und dem Außenring des Wälzlagers 18 bzw. zwischen
dem Innenring und einem diesen axial auf dem Lagerzapfen 17
sichernden Sprengring 23 angeordnet sind.
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Um eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums 24 der
Lageraufnahme gegenüber der im Regelfall feuchten und stark
staubbeladenen Umgebung 25 zu schaffen und dadurch zu
verhindern, daß Wasser oder Kohlenstaub in den Innenraum 24 gelangen
und das Wälzlager 18 vorzeitig beschädigen können, ist die
Lagerungsanordnung mit einer wartungsfreien Dichtungseinrichtung
26 versehen, die im wesentlichen aus einem auf die zweite
Stufe 17' des Lagerzapfens aufgezogenen, ersten
Gleitdichtelement 27 und einem fest in der Lageraufnahme 13 angeordneten
zweiten Gleitdichtelement 28 besteht, das bei Drehung der
Welle in gleitendem Kontakt mit dem ersten Gleitdichtelement
ist und bei zu vernachlässigendem Verschleiß für eine
vorzügliche Abdichtung des Innenraums 24 gegenüber der Umgebung 25
sorgt. Das erste Gleitdichtelement besteht aus einem PTFE-O-
Ring, also einem gummielastischen Ring mit etwa kreisförmigem
Querschnitt, der entweder mit einer Polytetrafluorethylen-
(PTFE)-Beschichtung versehen ist oder aus PTFE besteht. Das
zweite Gleitdichtelement ist ein in einen Dichtungssitz 29
eingesetzter Dichtungsringkörper 30, der an seinem Innenumfang
eine Aufnahmenut 31 mit flexiblen Seitenwänden 32 aufweist, in
die der O-Ring 27 einfasst, wobei die flexiblen Seitenwände 32
unter leichter Vorspannung von rechts und links gegen den O-
Ring 27 drücken. Genau wie dieser besteht auch der
Dichtungsringkörper 30 aus einem PTFE-Material bzw. ist mit einer
Beschichtung aus diesem Werkstoff versehen, der besser unter dem
Handelsnamen TEFLON bekannt ist. Die Gleiteigenschaften dieses
Materials sind so gut, daß die zwischen den beiden
Gleitdichtelementen 27, 28 bei Drehung der Welle auftretende Reibung
zu vernachlässigen ist.
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Wie aus der Zeichnung weiter gut erkennbar ist, ist der
Dichtungsringkörper an seinem Innenumfang mit zwei gegen den
Lagerzapfen 17' unter leichter Vorspannung angestellten
Abweiserlippen 33 versehen, die als eine Art Vorschaltdichtung
zwischen der Umgebung und der von den beiden Gleitdichtelementen
27, 28 gebildeten Hauptdichtung wirken und die die Aufgabe
haben, etwa durch den Spalt 34 aus der Umgebung 25 bis zur
Dichtungseinrichtung 26 gelangenden Kohlenstaub oder Feuchtigkeit
weitestgehend abzuscheiden. Um den Eintritt von Staub in den
Spalt 34 auf ein Minimum zu beschränken, ist die Welle 11 an
ihrem Umfang an ihrem stirnseitigen, ein kleines Stück in die
Lageraufnahme 13 hineinragenden Ende mit vier oder mehr
gleichmäßig verteilten Abweisernocken 35 versehen, die
flugscharähnlich den sich in dem Radialspalt 34 zwischen
Antriebswelle und Lageraufnahme festsetzenden Kohlenstaub aus
diesem Spalt herauskratzen und nach außen und damit weg von
der Dichtungseinrichtung ableiten.
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Wie aus der Zeichnung ferner erkennbar ist, sind die zwischen
den Abweiserlippen 33 bzw. den flexiblen Seitenwänden 32 des
zweiten Gleitdichtelements 28 und der Welle 11 bzw. dem ersten
Gleitdichtelement 27 freibleibenden Räume 36 mit Fett 37
ausgefüllt, das vor der Montage der Dichtungseinrichtung in die
Aufnahmenut 31 und die Spalte zwischen den Abweiserlippen
eingebracht ist.
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Die erfindungsgemäße Lagerungsanordnung ist nach ihrer
einmaligen Montage für die Lebensdauer des Wälzlagers 18
wartungsfrei, da die Dichtungseinrichtung auch ohne die bislang immer
notwendige regelmäßige Nachschmierung eine auch unter
ungünstigen Bedingungen außergewöhnlich lange Lebensdauer hat und
ihre Dichtfunktion zuverlässig dauerhaft wahrzunehmen vermag.
Es ist daher nicht erforderlich, den Förderer regelmäßig für
die Wartung allein der Dichtung stillzusetzen, sondern es kann
in jedem Fall hiermit gewartet werden, bis das Lager selbst
der Überprüfung und gegebenenfalls des Ersatzes bedarf.
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Die hohe Zuverlässigkeit der im wesentlichen aus den beiden
Gleitdichtelementen bestehenden Dichtungseinrichtung gestattet
eine im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich einfachere
Gestaltung der Gehäuseform der Lageraufnahme und des
Wellenendes im Bereich des sich zwischen diesen beiden Teilen
ausbildenden Spaltes 34, was Herstellung sowohl der Welle als auch
der Lageraufnahme erheblich vereinfacht und verbilligt.