DE102008064051A1

DE102008064051A1 - Tragrollenanordnung

Info

Publication number: DE102008064051A1
Application number: DE102008064051A
Authority: DE
Inventors: Peter Horling; Edgar Pickel; Sandra Kamm
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragrollenanordnung (1), umfassend eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), die von zwei Lagern (3, 4) gelagert ist, die in einem axialen Abstand (a) voneinander angeordnet sind. Um der Tragrollenanordnung einen ruhigeren Lauf zu verleihen, sieht die Erfindung vor, dass innerhalb der axialen Erstreckung zwischen den beiden Lagern (3, 4) mindestens ein Dämpfungselement (5) innerhalb der Tragrolle (2) angeordnet ist, das mindestens einen zumindest über Teile des Umfangs der Tragrolle (2) umlaufenden Ring (6) aus dämpfendem Material aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragrollenanordnung, umfassend eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle, die von zwei Lagern gelagert ist, die in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind.
Für die Lagerung von Tragrollen sind im Stand der Technik diverse Möglichkeiten bekannt, die die spezielle Ausgestaltung mit einschließen, zwecks verbesserter Dämpfung eine Schicht Dämpfungsmaterial zwischen der Tragrolle und dem zumeist als Wälzlager ausgeführten Lager anzuordnen.
Die DE 1 738 837 U offenbart eine Lageranordnung für eine Tragrolle. Hier kommt eine elastomere Dämpfungsschicht zum Einsatz, die im Radialschnitt blockförmig ausgebildet ist und in ihren beiden axialen Endbereichen Einschnürungen aufweist. Mit dieser Dämpfungsschicht kann ein hohes Dämpfungsvermögen der Lageranordnung erzielt werden.
Nachteilig ist bei der vorbekannten Lösung, dass vor allem bei längeren Tragrollen – insbesondere ab einer Tragrollenlänge von ca. 1 Meter – infolge der Rotordynamik Schwingungen und somit Geräusche verstärkt auftreten können, was den Lauf der Tragrolle verschlechtert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Tragrollenanordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass auch bei relativ langen Tragrollen ein ruhiger Lauf gewährleistet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der axialen Erstreckung zwischen den beiden Lager mindestens ein Dämpfungselement innerhalb der Tragrolle angeordnet ist, das mindestens einen zumindest über Teile des Umfangs der Tragrolle umlaufenden Ring aus dämpfendem Material aufweist.
Der Ring besteht dabei bevorzugt aus Elastomer- oder Gummimaterial. Er kann vollständig und unterbrechungsfrei um den Umfang der Tragrolle umlaufen.
Zwischen dem Ring und der inneren Oberfläche der Tragrolle ist vorzugsweise eine Außenhülse angeordnet. Diese kann aus mehreren in Umfangsrichtung unterbrochenen Segmenten bestehen. Die Außenhülse kann ferner an mindestens einem ihrer axialen Enden einen sich radial nach innen erstreckenden Ringabschnitt aufweisen; bevorzugt ist nur an einem ihrer axialen Enden der Ringabschnitt vorgesehen.
Eine Innenhülse kann im radial inneren Bereich des Rings angeordnet sein. Die Innenhülse kann gleichermaßen aus mehreren in Umfangsrichtung unterbrochenen Segmenten bestehen. Sie kann mindestens an einem ihrer axialen Enden einen sich radial nach außen erstreckenden Ringabschnitt aufweisen; vorzugsweise ist auch hier vorgesehen, dass die Innenhülse nur an einem ihrer axialen Enden den Ringabschnitt aufweist.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der sich radial nach innen erstreckende Ringabschnitt und der sich radial nach außen erstreckende Ringabschnitt an entgegengesetzten axialen Enden des Rings angeordnet sind.
Im Falle der Segmentausbildung von Innen- und Außenhülse sieht eine Fortbildung vor, dass die Unterbrechungsstellen zwischen den Segmenten der Außenhülse und die Unterbrechungsstellen zwischen den Segmenten der Innenhülse in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind in diesem Falle die Unterbrechungsstellen der Außenhülse in Umfangsrichtung mittig innerhalb der Umfangserstreckung der Segmente der Innenhülse angeordnet.
Das Material des Rings ist mit der Außenhülse und/oder mit der Innenhülse besonders bevorzugt mittels eines Vulkanisierungs- oder Spritzgießprozesses verbunden.
Der Ring besteht – wie erwähnt – bevorzugt aus einem Elastomer oder aus Gummimaterial. Besonders bewährt hat sich Gummimaterial, insbesondere NBR mit einer Shore-Härte von mindestens 40.
Die Außen- und Innenhülse bestehen zumeist aus Metall, insbesondere aus (Stahl-)Blech. Es kann aber auch sein, dass die Hülsen aus Kunststoff gefertigt werden; dies gilt insbesondere für die Außenhülse.
Die zum Einsatz kommenden Lager sind zumeist Wälzlager.
Die Tragrolle ist bevorzugt als Rohr konstanter Wanddicke ausgebildet, das in beiden axialen Endbereichen mit je einem Lager gelagert ist.
Mit der vorgeschlagenen Lösung wird erreicht, dass auch bei längerer Ausbildung der Tragrolle eine relativ gute Dämpfung von Schwingungen infolge der Rotordynamik erreicht wird, so dass insgesamt ein ruhiger Lauf erzielt wird.
Die vorgeschlagene Lageranordnung wird bevorzugt im Tagebau eingesetzt und ist hier ein wesentlicher Bestandteil einer Tragrollenvorrichtung. Hier besteht ein hoher Bedarf an qualitativ hochwertigen und leichten Lageranordnungen, die sich durch eine hohe Lebensdauer und einen komfortablen Betrieb auszeichnen.
In gegebenen Falle kann mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung eine Gewichtsreduzierung der Lageranordnung erreicht werden; es wird dann also eine relativ leicht bauende Anordnung realisiert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 den Radialschnitt durch eine Tragrollenanordnung, die zwei Lager umfasst, die eine Tragrolle lagern, in der ein Dämpfungselement angeordnet ist, und
2 den Schnitt A-B gemäß 1.
In 1 ist eine Tragrollenanordnung 1 zu sehen, die eine Tragrolle 2 umfasst, die dazu dient, ein Förderelement (z. B. ein Band) einer Fördereinrich tung zu lagern. Dargestellt ist eine Welle 14, die die Innenringe 15 eines Lagers 3 bzw. 4 in Form eines Rillenkugellagers aufnimmt; die Welle 14 selber ist stationär angeordnet.
Der Außenring 16 der Lager 3, 4 trägt einen Trägerkörper 17, der einen einseitigen Bord aufweist, der den Außenring 17 axial umgreift und für ihn eine axiale Anlage bildet.
Die Tragrolle 2 ist als hohlzylindrisches Bauteil, also als Rohr, ausgebildet, wobei in beiden axialen Endbereichen je ein Lager 3, 4 angeordnet ist, wobei sich die beiden Lager 3, 4 in einem axialen Abstand a zueinander befinden. In die nach innen gerichtete Oberfläche der Tragrolle 2 ist ein hülsenförmiger Körper 18 eingepresst, der mit Presspassung in der Tragrolle 2 sitzt. Zwischen dem hülsenförmigen Körper 18 und dem Trägerkörper 17 ist eine Dämpfungsschicht 19 aus Elastomer- oder Gummimaterial angeordnet, die vorliegend als hohlzylindrische Schicht ausgeführt ist. Das Elastomer- bzw. Gummimaterial kann mit dem hülsenförmigen Körper 18 und/oder mit dem Trägerkörper 17 durch einen Spritzgießprozess oder durch einen Vulkanisationsprozess direkt verbunden sein.
Vorteilhaft ist, dass in mindestens einem axialen Endbereich der Tragrolle 2 zwischen der inneren zylindrischen Oberfläche der Tragrolle 2 und der Dämpfungsschicht 19 der hülsenförmige Körper 18 angeordnet ist, der die Tragrolle 2 einseitig axial überragt und im axialen Endbereich der Tragrolle 2 einen sich radial nach außen erstreckenden Bund 20 aufweist. Dieser Bund 20 kann auch als Auskragung angesprochen werden und bildet einen definierten axialen Anschlag für die Tragrolle 2. Eine axiale Fixierung der Tragrolle 2 relativ zum hülsenförmigen Körper 18 ist damit in vereinfachter Weise möglich.
Die Tragrolle 2 und der hülsenförmige Körper 18 sind dabei fest miteinander verbunden. Dies kann z. B. durch eine Verschweißung erfolgen.
Wesentlich ist, dass innerhalb der axialen Erstreckung zwischen den beiden Lagern 3 und 4 mindestens ein Dämpfungselement 5 innerhalb der Tragrolle 2 angeordnet ist. Das Dämpfungselement 5 hat mindestens einen zumindest über Teile des Umfangs der Tragrolle 2 umlaufenden Ring 6 aus dämpfendem Material. Im Ausführungsbeispiel hat der Ring 6 – wie sich aus der Synopse mit 2 ergibt – eine vollständig umlaufende Ringform.
Der aus Elastomer- oder Gummimaterial bestehende Ring 6 ist dabei sowohl an seiner radialen Außenseite als auch an seiner radialen Innenseite mit je einer Hülse versehen, nämlich mit einer Außenhülse 8 und mit einer Innenhülse 10. Die Außenhülse 8 ist in die Tragrolle 2 eingesetzt bzw. eingepresst, d. h. sie liegt mit Presspassung an der inneren Oberfläche 7 der Tragrolle 2 an.
Bei der Montage wird das Dämpfungselement 5 demgemäß axial in die als Rohr ausgebildete Tragrolle 2 eingeschoben, bis sie ihre gewünschte axiale Position erreicht hat. Dort liegt sie dann infolge der Presspassung fest.
Die Außenhülse 8 hat im Ausführungsbeispiel an einer Seite einen sich radial nach innen erstreckenden Ringabschnitt 9. Die Innenhülse 10 hat ebenfalls einen Ringabschnitt 11, der sich radial nach außen erstreckt. Das Elastomer- oder Gummimaterial des Rings 6 wird dadurch axial in Position gehalten bzw. durch die Ringabschnitte 9 und 11 begrenzt.
Wie weiter aus 2 gesehen werden kann, bestehen die beiden Hülsen 8 und 10 aus mehreren – im Ausführungsbeispiel aus drei – Segmenten 8', 8'' und 8''' bzw. 10', 10'' und 10'''.
Die Segmente von Außenring 8 und Innenring 10 sind dabei so platziert, dass in Umfangsrichtung U gesehen, die jeweiligen Unterbrechungsstellen 12 des Außenrings 8 bzw. 13 des Innenrings 10 versetzt zu den Unterbrechungsstelle der jeweils anderen Hülse sind. Hierdurch ergibt sich ein stabiler Verbund der Segmente der Innen- und Außenhülse mit dem Ring 6, namentlich, wenn die gesamte Einheit des Dämpfungselements 5, bestehend aus den Hülsen 8 und 10 samt Ring 6 durch einen Vulkanisierungs- oder Spritzgießprozess hergestellt werden, bei dem das Elastomer- oder Gummimaterial in situ mit den Hülsen bzw. deren Segmenten verbunden werden.
Dargestellt ist der Einsatz eines einzigen Dämpfungselements 5. In der Praxis können auch mehrere Dämpfungselemente 5 in das Innere der Tragrolle 2 eingesetzt werden. Die Dämpfungselemente 5 können dabei in Achsrichtung äquidistant oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sein.
Im Ausführungsbeispiel ist die Innenhülse 10 als recht dünnwandiges Teil dargestellt. Es kann jedoch auch durchaus sein, dass zur Erzielung der gewünschten Dämpfung mehr Masse benötigt wird. Dann würde die Wanddicke entsprechend größer werden.

1: Tragrollenanordnung
2: Tragrolle
3: Lager (Wälzlager)
4: Lager (Wälzlager)
5: Dämpfungselement
6: Ring
7: innere Oberfläche der Tragrolle
8: Außenhülse
8': Segment der Außenhülse
8'': Segment der Außenhülse
8''': Segment der Außenhülse
9: Ringabschnitt
10: Innenhülse
10': Segment der Innenhülse
10'': Segment der Innenhülse
10''': Segment der Innenhülse
11: Ringabschnitt
12: Unterbrechungsstelle
13: Unterbrechungsstelle
14: Welle
15: Innenring
16: Außenring
17: Trägerkörper
18: hülsenförmiger Körper
19: Dämpfungsschicht
20: Bund
a: axialer Abstand
U: Umfangsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1738837 U [0003]

Claims

Tragrollenanordnung (1), umfassend eine zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildete Tragrolle (2), die von mindestens zwei Lagern (3, 4) gelagert ist, die in einem axialen Abstand (a) voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der axialen Erstreckung zwischen den beiden Lager (3, 4) mindestens ein Dämpfungselement (5) innerhalb der Tragrolle (2) angeordnet ist, das mindestens einen zumindest über Teile des Umfangs der Tragrolle (2) umlaufenden Ring (6) aus dämpfendem Material aufweist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) aus Elastomer- oder Gummimaterial besteht.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) vollständig und unterbrechungsfrei um den Umfang der Tragrolle (2) umläuft.
Tragrollenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ring (6) und der inneren Oberfläche (7) der Tragrolle (2) eine Außenhülse (8) angeordnet ist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (8) aus mehreren in Umfangsrichtung unterbrochenen Segmenten (8', 8'', 8''') besteht.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (8) an mindestens einem ihrer axialen Enden einen sich radial nach innen erstreckenden Ringabschnitt (9) aufweist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (8) nur an einem ihrer axialen Enden den Ringabschnitt (9) aufweist.
Tragrollenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenhülse (10) im radial inneren Bereich des Rings (6) angeordnet ist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (10) aus mehreren in Umfangsrichtung unterbrochenen Segmenten (10', 10'', 10''') besteht.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (10) an mindestens einem ihrer axialen Enden einen sich radial nach außen erstreckenden Ringabschnitt (11) aufweist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (10) nur an einem ihrer axialen Enden den Ringabschnitt (11) aufweist.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der sich radial nach innen erstreckende Ringabschnitt (9) und der sich radial nach außen erstreckende Ringabschnitt (11) an entgegengesetzten axialen Enden des Rings (6) angeordnet sind.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungsstellen (12) zwischen den Segmenten (8', 8'', 8''') der Außenhülse (8) und die Unterbrechungsstellen (13) zwischen den Segmenten (10', 10'', 10''') der Innenhülse (10) in Umfangsrichtung (U) versetzt zueinander angeordnet sind.
Tragrollenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungsstellen (12) der Außenhülse (8) in Umfangsrichtung (U) mittig innerhalb der Umfangserstreckung der Segmente (10', 10'', 10''') der Innenhülse (10) angeordnet sind.
Tragrollenanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Rings (6) mit der Außenhülse (8) und/oder der Innenhülse (10) mittels eines Vulkanisierungs- oder Spritzgießprozesses verbunden sind.