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Die Erfindung richtet sich auf eine Tragrolle, umfassend einen zylindrischen Rollenmantel und eine koaxial zu diesem angeordnete Achse, auf welcher der Rollenmantel beidendseits mittels einer jeweils ein Kugellager aufweisenden Nabe drehbeweglich gelagert ist, wobei jedem Kugellager axial tragrollenaußenseitig jeweils eine Dichtungsbaugruppe, die einen Labyrinthdichtungsbereich sowie einen diesem vorgelagerten, von einem Staubdeckel und/oder einer Regenschutzkappe gebildeten ersten Schutzkappenbereich aufweist.
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Eine solche Tragrolle ist aus der
DE 103 03 125 B3 bekannt. Diese Tragrollen sind für den Einsatz im industriellen Bereich, beispielsweise als Tragrollen für Gurtbandförderer, bestens geeignet und haben sich in der Praxis bewährt. Durch die Ausbildung einer Regenschutzkappe, die mit einem Staubdeckel zusammenwirkt, und dem tragrolleninnenseitig dahinter angeordneten Labyrinthdichtungsbereich ist unter üblichen, staubbelasteten oder feuchtigkeitsbelasteten Arbeitsumgebungsbedingungen der Tragrolle sichergestellt, dass das Kugellager weitestgehend gegen den Eintritt von Schmutz, Dreck oder Feuchtigkeit geschützt ist.
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Allerdings gibt es Spezialeinsatzfälle, beispielsweise im Bergbau, bei welchen derart aggressive und belastende Umweltbedingungen herrschen, dass dennoch die Gefahr besteht, dass Schmutzpartikel den Labyrinthdichtungsbereich erreichen sowie durchwandern und dann in den Bereich des Kugellagers gelangen. Solche Spezialbereiche stellen beispielsweise die Übergabestationen im Bergbau, beispielsweise beim Braunkohletagebau, dar, bei welchen ein Förderband endet und das darauf transportierte Gut, die Braunkohle, auf ein daran anschließendes Förderband übergeben wird. Da in diesem Falle die transportierte Braunkohle beim Übergang von einem Band zum anderen Band eine zumindest geringe Fallhöhe überwinden muss und dabei dem freien Fall ausgesetzt ist, ist diese Übergabestelle durch eine besonders hohe und intensive Staubentwicklung gekennzeichnet. Um die Staubentwicklung in diesem Bereich für das Bedienungspersonal und die Umgebung in einem erträglichen Maße zu halten, wird dieser Bereich mit Wasser besprüht und dadurch der Staub niedergehalten und niedergeschlagen. Dies führt dazu, dass in diesem Bereich angeordnete Tragrollen sowohl der Feuchtigkeit als auch den Staub- und Schmutzpartikeln ausgesetzt sind. Hinzu kommt, dass aufgrund der mechanischen Belastung der Braunkohle beim Fall von einem Förderband zum anderen Förderband feinteiliger, pulverförmiger Staub entsteht oder freigesetzt wird, der dann zusammen mit dem Wasser zementartig zu einem Festkörper zusammenwachsen kann. In dieser Umgebung besteht daher die Gefahr, dass sich insbesondere die dann bildenden zementartigen Partikel trotz der bei den Tragrollen nach dem Stand der Technik vorgenommenen Abdeckungen und vorgesehenen Dichtungsbereichen in den Bereich des Kugellagers, welches Bestandteil der Nabe einer solchen Rolle ist, gelangen und dort mittel- bis langfristig zu einer Zerstörung des Kugellagers, insbesondere dessen Dicht- und Lagersitzes, führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, eine verbesserte Abdichtung des Kugellagers gegen äußere Umwelteinflüsse, insbesondere außen anstehenden Staub oder Schmutz und/oder Feuchtigkeit zu erreichen.
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Bei einer Tragrolle der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass axial tragrollenaußenseitig vor dem ersten Schutzkappenbereich ein zweiter Schutzkappenbereich ausgebildet ist, der eine erste Ringscheibe oder einen ersten Hohlzylinder, welche(r) auf der Achse festgelegt ist, und eine zweite Ringscheibe oder einen zweiten Hohlzylinder, welche(r) an dem Rollenmantel festgelegt ist, umfasst, wobei sich radiale Dichtflächenbereiche von erster und zweiter Ringscheibe oder von erstem und zweitem Hohlzylinder oder von erster und zweiter Ringscheibe und erstem und zweitem Hohlzylinder unter Ausbildung eines dazwischen liegenden ringförmigen Radialspaltes gegenüberliegen und zwischen diesen eine den Radialspalt überdeckende und verschließende Ringdichtung ausgebildet ist.
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Dadurch, dass die erfindungsgemäße Tragrolle nun einen weiteren vorgelagerte und in axialer Richtung tragrollenaußenseitig vor dem ersten Schutzkappenbereich angeordneten zweiten Schutzkappenbereich aufweist, ist somit ein erhöhter und verbesserter Schutz gegen das Eindringen äußerer Umwelteinflüsse, insbesondere von Staub oder Schmutz und/oder Feuchtigkeit oder Gemischen daraus, ins Tragrolleninnere und insbesondere in den Bereich des Kugellagers vorhanden. Die Abdichtung des zweiten Schutzkappenbereiches erfolgt dadurch, dass einerseits die erste Ringscheibe oder der erste Ringzylinder auf der Achse festgelegt ist und andererseits die zweite Ringscheibe oder der zweite Hohlzylinder innenseitig an dem Rollenmantel festgelegt ist und der zwischen diesen beiden Elemente, d. h. der ersten Ringscheibe oder dem ersten Hohlzylinder und der zweiten Ringscheibe oder dem zweiten Hohlzylinder, ausgebildete ringförmige Radialspalt mittels einer Ringdichtung verschlossen ist. Ringdichtung bedeutet hier, dass es sich um eine ringförmige Dichtung handelt, die den ringförmigen Radialspalt abdeckt. Es muss sich aber nicht um einen, beispielsweise einteilig ausgebildeten, Ring eines Dichtungskörpers handeln. Die Ringdichtung verschließt zumindest im Bereich eines Axialabschnittes des Radialspaltes die ringförmige Querschnittsfläche des Radialspaltes. Auf den dem Radialspalt gegenüberliegenden jeweiligen Umfangsflächen, d. h. der Außenumfangsfläche der zweiten Ringscheibe oder des zweiten Hohlzylinders und der Innenumfangsfläche der ersten Ringscheibe oder des ersten Hohlzylinders, sind diese jeweils auf dem Außenumfang der Achse (erste Ringscheibe oder erster Hohlzylinder) oder an der Innenumfangsfläche des Rollenmantels (zweite Ringscheibe oder zweiter Hohlzylinder) festgelegt und passgenau sowie bündig eingepasst, so dass in diesen Bereichen keine Spaltöffnungen oder Durchtrittsmöglichkeiten für außen anstehenden Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit bestehen. Die Querschnittsfläche des ringförmigen Radialspaltes ist durch die Ringdichtung verschlossen, so dass sich kein Schmutz, Staub und/oder Feuchtigkeit hierdurch bewegen kann.
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Durch diese, aus zweitem Schutzkappenbereich und erstem Schutzkappenbereich gebildete doppelte Barriere ist die erfindungsgemäße Tragrolle noch besser gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln oder Feuchtigkeit geschützt als diejenigen nach dem vorbekannten Stand der Technik.
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Um weiterhin zu verhindern, dass in dem Falle, dass sich dennoch beispielsweise besonders harte, zementartige Partikel durch die Ringdichtung des zweiten Schutzkappenbereiches hindurch bewegt haben sollten, diese nun unmittelbar in den ersten Schutzkappenbereich eindringen können, ist zwischen dem ersten Schutzkappenbereich und dem zweiten Schutzkappenbereich ein kreisringförmiger Hohlraum und Sammelraum ausgebildet, in welchem sich Partikel und Feuchtigkeit, die den zweiten Schutzkappenbereich durchdrungen haben, sammeln. Um einen solchen Hohlraum auszubilden, sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, dass erster und zweiter Schutzkappenbereich unter Ausbildung eines dazwischen liegenden Hohlraums axial beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Eine unter Montagebedingungen besonders günstige, weil relativ einfach zu realisierende, Befestigung und Festlegung der wesentlichen Bauteile des zweiten Schutzkappenbereiches lässt sich gemäß Weiterbildung der Erfindung weiterhin dadurch erreichen, dass ein axial tragrollenaußenseitiger Innenumfangsbereich der ersten Ringscheibe oder des ersten Hohlzylinders am Außenumfang der Achse und ein axial tragrollenaußenseitiger Außenumfangsbereich der zweiten Ringscheibe oder des zweiten Hohlzylinders an einem Innenumfangswandbereich des Rollenmantels befestigt, insbesondere angeheftet ist.
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Um in axialer Richtung in den Festlegungsbereichen von erster Ringscheibe oder erstem Hohlzylinder und zweiter Ringscheibe oder zweitem Hohlzylinder eine gute Anlage dieser Bauteile an die Achse oder den Rollenmantel zu erzielen und hier insbesondere gut abgedichtete Bereiche zu schaffen, zeichnet sich die Erfindung weiterhin dadurch aus, dass ein radialer Innenumfangsbereich der ersten Ringscheibe oder des ersten Hohlzylinders an einer in der Außenumfangsfläche der Achse ausgebildeten Stufe und ein radialer Außenumfangsbereich der zweiten Ringscheibe oder des zweiten Hohlzylinders an einer in der Innenumfangswandbereich des Rollenmantels ausgebildeten Stufe anliegt.
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Die Ringdichtung kann verschiedenartig aufgebaut sein oder aus verschiedenen Bauteilen oder Elementen bestehen. In einer ersten Alternative sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass die Ringdichtung als Bürstendichtung mit sich in radialer Richtung erstreckenden Borsten ausgebildet ist. Eine solche Borstendichtung, die in axialer Richtung mehrere nacheinander angeordnete Borstenreihen aufweist, hält einerseits anstehende Schmutzpartikel, beispielsweise Staub, von einem Eintritt in den von der in dieser Form ausgebildeten Ringdichtung abgedichteten Axialabschnitt des Radialspaltes ab und fängt andererseits eingetretene Schmutzpartikel im Borstenzwischenraum ein, so dass diese nicht weiter in axialer Richtung auf den zweiten Schutzkappenbereich zu weiterwandern können.
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Besonders vorteilhaft ist eine solche Bürstendichtung dadurch auszubilden, dass sie, insbesondere deren Borsten, aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen (PP), und/oder Metall besteht/bestehen, was die Erfindung in weiterer Ausgestaltung ebenfalls vorsieht.
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Eine alternative Möglichkeit besteht gemäß Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Ringdichtung als Vollgummiring mit V-Profil ausgebildet ist. Derartige V-Profil-Vollgummiring-Dichtungen haben sich bei den bisherigen Tragrollen im Bereich des ersten Schutzkappenbereiches als gut abdichtendes Dichtelement bewährt.
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Eine dritte alternative Ausführungsform der Ringdichtung ergibt sich gemäß Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass die Ringdichtung als Lamellendichtung ausgebildet ist. Auch Lamellendichtungen, die üblicherweise ähnlich wie Borstenreihen in axialer Richtung der Tragrolle ringscheibenartige Lamellen hinter- oder nebeneinander angeordnet aufweisen, halten einerseits außen anstehende Schmutzpartikel zurück und fangen diese andererseits in den zwischen den Lamellen befindlichen Zwischenräumen ein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Lamellendichtung ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, dass die Lamellendichtung einen doppelt gewundenen Lamellenring aufweist.
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Schließlich zeichnet sich die Erfindung auch noch dadurch aus, dass der Radialspalt mit Dichtungsfett versehen ist. Durch das Dichtungsfett wird zum einen erreicht, dass sämtliche zwischen den Einzelelementen einer Ringdichtung ausgebildeten Zwischenräume mit Fett gefüllt sind und dadurch ein Eintreten von Fremdstoffen und insbesondere auch Feuchtigkeit erschwert wird. Darüber hinaus ist das Dichtungsfett dann auch im gesamten ringförmigen Radialspalt angeordnet, so dass dieser ergänzend durch das Dichtungsfett über seine gesamte Axialerstreckung abgedichtet ist. Zudem setzt das Dichtungsfett die Reibungsverluste, die sich dadurch ergeben, dass die Achse und die darauf festgelegten Elemente feststehen, während sich der Rollenmantel mit den daran festgelegten Elementen um die Achse dreht, herab.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielshaft näher erläutert. Diese zeigt in
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1 eine Teilschnittansicht einer Tragrolle mit einer als Bürstendichtung ausgebildeten Ringdichtung,
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2 eine Teilschnittansicht einer Tragrolle mit einer als Vollgummiring mit V-Profil ausgebildeten Ringdichtung und in
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3 eine Teilschnittansicht einer Tragrolle mit einer als Lamellendichtung ausgebildeten Ringdichtung.
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In den 1–3 ist jeweils ein Endbereich, gemäß zeichnerischer Darstellung jeweils der linke Endbereich, einer Tragrolle 1a, 1b, 1c dargestellt. Der gegenüberliegende Endbereich jeder Tragrolle 1a, 1b, 1c ist identisch aufgebaut, wobei sich durch den vom zylinderförmigen Rollenmantel 2 umspannten Innenraum die Achse 3 zentral hindurch erstreckt und dann im nicht dargestellten Endbereich mittels einer identisch zum dargestellten Endbereich ausgebildeten Nabe gelagert ist. Der nicht dargestellte, gegenüber liegende Endbereich ist somit identisch zu dem in den 1–3 jeweils dargestellten Endbereich ausgebildet.
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In den 1–3 ist jeweils ein Endbereich einer Tragrolle 1a, 1b, 1c dargestellt, wobei auf der Achse 3 ein Kugellager 4 angeordnet ist, dessen innerer Kugellagerring 5 auf der Achse 3 gelagert ist und gegen einen Sicherungsring 6 anliegt, der in einer umlaufenden Ringnut 7 der Achse 3 sitzt. Ein äußerer Kugellagering 8 ist gegen den zylindrischen innenliegenden Teil eines Lagerhalters 9 gelagert und liegt gegen eine Innendichtung 10, die am Ende 11 des Lagerhalters 9 angeordnet ist, an. Zwischen dem inneren Kugellagerring 5 und dem äußeren Kugellagerring 8 sind Lagerkugeln 12 angeordnet. Der Lagerhalter 9 ist an seinem tragrollenaußenseitigen, vorderen Ende über eine umlaufende Schweißnaht 13 mit dem Rollenmantel 2 verbunden und an diesem festgelegt. Diesen, die Nabe 14 der Tragrollen 1a, 1b, 1c, ausbildenden Bauteilen, ist innerhalb des Lagerhalters 9 eine erste Dichtungsbaugruppe 15 zugeordnet. Die Dichtungsbaugruppe 15 ist vor dem Kugellager 4 zwischen dem Lagerhalter 9 und der Achse 3 angeordnet. Die erste Dichtungsbaugruppe 15 besteht aus einer Regenschutzkappe 16, einem Staubdeckel 17, einem ersten Labyrinthring 18 und einem zweiten Labyrinthring 19. Die Regenschutzkappe 16 weist ein Nabenelement 20 auf, mit welchem sie drehfest auf der Achse 3 gelagert ist. Von dem Nabenelement 20 erstreckt sich ein umlaufender Steg 21 mit einer nach innen gerichteten Rippe 22. Der Staubdeckel 17 weist ein Nabenelement 23 auf, das einen radial nach innen gerichteten Steg 24 sowie eine axial nach außen weisende Rippe 25 aufweist. Zwischen den Stegen 21 und 24 sowie zwischen deren jeweiligen Rippen 22 und 25 ist eine äußere Dichtungskammer 26 gebildet. Das Nabenelement 20 besitzt eine umlaufende Nut 27, in die der zweite Labyrinthring 19 eingesetzt ist. In einer umlaufenden Nut 28 des Staubdeckels 17 ist der ersten Labyrinthring 18 eingesetzt. Am tragrollenaußenseitigen Ende des Nabenelementes 20 ist im Bereich der äußeren Dichtungskammer 26 eine weitere umlaufende Nut 29 ausgebildet, in welcher eine Vollgummi-Axialdichtung 30 mit einem V-förmigen Querschnittsbereich eingesetzt ist, welche einerseits an dem Steg 21 der Regenschutzkappe 16 und andererseits an dem Steg 24 des Staubdeckels 17 anliegt. Die zwischen dem Staubdeckel 17 und der Regenschutzkappe 16 sowie zwischen dem ersten Labyrinthring 18 und dem zweiten Labyrinthring 19 ausgebildeten Zwischenräume sind mit Dichtungsfett gefüllt. Dieser einen Labyrinthdichtungsbereich aufweisenden ersten Dichtungsbaugruppe 15 mit vorgelagertem, die Regenschutzkappe 15 und den Staubdeckel 17 umfassenden ersten Schutzkappenbereich 31, und damit der Nabe 14 insgesamt, ist tragrollenaußenseitig ein zweiter Schutzkappenbereich 32 vorgelagert. Dieser zweite Schutzkappenbereich besteht aus einer ersten Ringscheibe 33, die auf der Achse 3 festgelegt ist, und einer zweiten Ringscheibe 34, die innenseitig an dem zylindrischen Rollenmantel 2 festgelegt ist. Auf ihrer der jeweiligen Befestigungsseite abgewandten Seite weisen die erste Ringscheibe 33 eine radiale Dichtungsfläche 35 und die zweite Ringscheibe 34 eine radiale Dichtungsfläche 36 auf, die zwischen sich einen ringförmigen Radialspalt 37 ausbilden. Sich über einen Axialabschnitt des Radialspaltes 37, der als Bestandteil einer von Wandabschnitten der ersten Ringscheibe 33 und der zweiten Ringscheibe 34 umgebenen weiteren Dichtungskammer 38 ausgebildet ist, ist in der weiteren Dichtungskammer 38 eine den Radialspalt 37 überdeckende und verschließende Ringdichtung 39 angeordnet. Diese Ringdichtung 39 ist beim Ausführungsbeispiel nach der 1 als Bürstendichtung 40 mit sich in radialer Richtung erstreckenden Borsten ausgebildet. Die Bürstendichtung 40 besteht aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen (PP), kann aber auch aus Metall bestehen. Auch möglich sind Kombinationen aus Kunststoff und Metall, wobei dann insbesondere die Borsten aus Kunststoff bestehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 2 ist die Ringdichtung 39 als Vollgummi-Axialdichtung 41 mit einem V-Profil analog zur Vollgummi-Axialdichtung 30 ausgebildet und stellt insofern einen Vollgummiring 41 mit V-Profil dar. Im Ausführungsbeispiel nach der 3 ist die Ringdichtung 39 als Lamellendichtung 42 ausgebildet, wobei die zueinander beabstandeten Lamellen Bestandteil eines doppelt gewundenen Lamellenrings sind. Auch der ringförmige Radialspalt 37 ist mit Dichtungsfett versehen. Im übrigen sind die Tragrollen 1a, 1b und 1c gemäß 1–3 im Wesentlichen gleich und identisch aufgebaut, so dass für gleiche Bauteile jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Der erste Schutzkappenbereich 31 und damit die erste Dichtungsbaugruppe 15 und der zweite Schutzkappenbereich 32 sind axial beabstandet zueinander auf der Achse 3 zwischen dieser und dem zylindrischen Rollenmantel 2 oder dem Lagerhalter 9 angeordnet und bilden zwischen sich einen dazwischen liegenden Hohlraum 43, der ebenfalls ringförmig ausgebildet ist und einen Sammelraum darstellt, aus.
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Ein radial tragrolleninnenseitiger Innenumfangsbereich 44 der ersten Ringscheibe 33 liegt an einer in der Außenumfangsfläche der Achse 3 ausgebildeten Stufe 45 an. Ebenso liegt ein radial tragrollenaußenseitiger Außenumfangsbereich 46 der zweiten Ringscheibe 34 an einer in der Innenumfangsfläche des Rollenmantels 2 ausgebildeten Stufe 47 an.
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Um die erste Ringscheibe 33 an der Achse 3 zu befestigen, ist ein axial tragrollenaußenseitiger Innenumfangsbereich 48 der ersten Ringscheibe 33 am Außenumfang der Achse 3 mittels einzelner Schweißpunkte oder Anheftungspunkte, gewünschtenfalls aber auch mittels einer umlaufenden Schweißnaht, angeheftet oder befestigt. Auf die gleiche Weise ist ein axial tragrollenaußenseitiger Außenumfangsbereich 49 der zweiten Ringscheibe 34 an einem Innenumfangswandbereich 50 im Bereich der Stufe 47 an dem Rollenmantel 2 befestigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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