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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung, mit einer primären Gleitringdichtung, die einen ersten Raum abdichtet, mit einer sekundären, einen zweiten Raum zur primären Gleitringdichtung belassenden Dichtung, die den zweiten Raum von einem Ablaufraum abgrenzt.
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Derartige Dichtungsanordnungen werden beispielsweise bei einer Walze, mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden umlaufenden Hohlwalze, mit einem diese der Länge nach durchgreifenden, ringsum Abstand zum Innenumfang der Hohlwalze belassenden Querhaupt, auf welches an den aus der Hohlwalze hervorragenden Enden über zumindest eine Abstützung äußere Kräfte aufbringbar sind und auf dem sich die Hohlwalze über eine in dem Zwischenraum zwischen der Hohlwalze und dem Querhaupt befindliche Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit abstützt, mit einer außerhalb jedes Endes der Hohlwalze angeordneten Lagerglocke, die einen Bereich großen Innendurchmessers und einen zum äußeren Ende der Walze hin axial benachbarten Bereich geringeren Innendurchmessers aufweist, in den sich das Querhaupt hinein erstreckt, wobei die Lagerglocke in dem Bereich verringerten Innendurchmessers das dortige Ende des Querhaupts spielfrei auf einer Stützlänge umgreift und abstützt und wobei die äußeren Kräfte der Abstützung an der Lagerglocke angreifen, mit einem axialen Ansatz an jedem Ende der Hohlwalze, der im Außendurchmesser gegenüber dem Durchmesser der Hohlwalze verringert ist und mit radialem Spiel axial in die Lagerglocke in deren Bereich großen Innendurchmessers eingreift, wobei an jedem Ende der Hohlwalze im Eingreifbereich zwischen der Außenseite des Ansatzes und der Lagerglocke ein Lager angeordnet ist, auf welchem die Hohlwalze gegenüber der Lagerglocke drehbar abgestützt ist, am Ende des axialen Ansatzes axial außerhalb des Lagers verwendet, um den Abstandsraum zwischen dem aus der Hohlwalze vorstehenden Ende des Querhauptes und dem Innenumfang des Ansatzes gegen das Innere des Bereichs großen Durchmessers der Lagerglocke abzudichten.
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Die Erfindung bezieht sich daher auch auf eine derartige Walze, wie sie aus der
DE 36 39 935 A1 bekannt ist.
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Bei dieser Walze ist das Lager, auf welchem die Hohlwalze gegenüber der Lagerglocke abgestützt ist, mittels einer Dichtungsanordnung gegenüber einer Kammer, die die Drehdichtung umgibt, abgedichtet. Hierdurch soll für die Lagerschmierung ein anderes Medium verwendet werden können, als es als Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit eingesetzt wird.
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Zur Kühlung der Drehdichtung, die sich nicht nur bei einer Beheizung der Walze, sondern auch aufgrund der während des Betriebs der Walze entstehenden Reibleistung aufheizt, ist eine in die Kammer mündende Zuleitung vorgesehen, über welcher der Kammer Stickstoff zugeführt werden kann.
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In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Drehdichtungen bei einer derartigen Walze insbesondere mit wachsender Betriebsdrehzahl der Walze einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt sind, was auf trotz der Kühlung noch zu hohen, lokalen Temperaturen von Bauteilen der Drehdichtung zurückzuführen ist sowie darauf, dass es trotz der Stickstoffzufuhr zu Vercrackungen von Leckageöl kommt, die zwischen die Dichtflächen gelangen und diese beschädigen können.
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Um den Verschleiß der Drehdichtung insbesondere bei hohen Drehzahlen und Wärmeträgertemperaturen zu reduzieren, ist aus der
DE 100 35 804 B4 eine Walze bekannt, bei welcher das Lager, auf welchem die Hohlwalze gegenüber der Lagerglocke drehbar abgestützt ist, mit der Druck- bzw. Wärmeträgerflüssigkeit geschmiert wird. Um eine ausreichende Schmierwirkung durch diese eine sehr niedrige Viskosität insbesondere bei erhöhten Temperaturen von bis zu 250°C aufweisende Flüssigkeit zu erreichen, wird dem Lager über einen zwischen der Zuleitung und dem Abfluss eingeschalteten Kreislauf, in dem gegebenenfalls Kühleinrichtungen für die Flüssigkeit eingeschaltet sein können, Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit zugeführt. Da keine unterschiedlichen Medien als Druck- und Kühlmedium sowie als Schmiermittel für das Lager verwendet werden, wird bei dieser Walze auf eine Abdichtung zwischen dem Lager und der Drehdichtung verzichtet.
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Zur Kühlung der Drehdichtung und zur Vermeidung von Ausbildung von Vercrackungen wird der Drehdichtung Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit zugeführt. Hierdurch ist die äußere Umgebung der Drehdichtung stets mit Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit versehen, so dass die Schmierung der Drehdichtung verbessert und die Gefahr des Anlagerns von Vercrackungen durch Reduzierung des Sauerstoffgehaltes und durch die reinigende Wirkung der zugeführten Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit reduziert wird.
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Zwar hat sich gezeigt, dass trotz der vereinfachten Konstruktion und der damit verbundenen Möglichkeit des Einsetzens ein und desselben Mediums als Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit sowie als Schmiermittel für das Lager der Verschleiß von Lager- und Drehdichtung reduziert werden konnte.
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In jüngerer Vergangenheit werden insbesondere beim „Thermobonding” von Vliesstoffen, bei dem eine Vlieslage beim Durchtritt durch einen Walzenspalt, an dessen Bildung zumindest eine beheizte, durchbiegesteuerbare Walze beteiligt ist, verfestigt wird, immer höhere Prozessgeschwindigkeiten erreicht. Um den für die Verfestigung notwendigen Wärmeeintrag bewerkstelligen zu können, werden höhere Walzentemperaturen benötigt. Zudem steigt aufgrund der höheren Drehzahl die Wärme, die durch die höhere, von der Drehdichtung produzierte Reibleistung entsteht.
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Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass herkömmliche Walzen der eingangs genannten Art für die heutzutage gewünschten, hohen Prozessgeschwindigkeiten nur bedingt geeignet sind, da die bei den hohen Temperaturen nur sehr geringe Viskosität der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit nicht eine für das Lager ausreichende Schmierwirkung aufweist und aufgrund der hohen Drehdichtungstemperaturen Leckageöl Vercrackungen bildet, die beim Eintritt zwischen die Dichtflächen der Drehdichtung selbige beschädigen oder zerstören können.
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Bei einer aus der
DE 10 2007 013 917 A1 bekannten Walze umfasst die Drehdichtung eine Doppelgleitringdichtung mit zwei voneinander beabstandeten, einen Quenchraum zwischen sich belassenden Gleitringen. In den Quenchraum münden Zuleitungen zur Zufuhr und Ableitungen zur Abfuhr von Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit.
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Bei dieser Doppelgleitringdichtung befindet sich im Betrieb der Walze lediglich der innere (auch primär genannte) Gleitring in Kontakt mit heißer Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit. Aufgrund des Drucks und der Temperatur, unter dem die mit dem primären Gleitring in Kontakt gelangende Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit steht, wird dieser Gleitring hoch beansprucht. Er wird nun durch einen Quench beaufschlagt, der aus gekühlter Flüssigkeit besteht und über die Zu- und Ableitungen durch den Quenchraum gespült wird. Dabei wird gleichzeitig die stets vorhandene Leckage, d. h. den inneren Gleitring überwindende Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit aufgenommen und abgeführt. Ein Vercracken von den inneren Gleitring überwindender Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit wird durch das Umspülen des inneren Gleitrings mit der kühlen bzw. gekühlten Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit zuverlässig vermieden.
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Wenn im vorstehenden oder folgenden von „kühler” oder „gekühlter” Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit die Rede ist, so sind stets Temperaturen gemeint, bei denen eine Gefahr, dass die Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit beim Zusammentreffen mit Luftsauerstoff vercrackt, nicht besteht.
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Nachteilig ist bei dieser Walze, dass die Herstellungskosten für eine Doppeldichtung vergleichsweise hoch sind, da der äußere (auch sekundär genannte) Gleitring die gleichen Anforderungen an Werkstoffe und Fertigungsgenauigkeiten stellt wie der erste Gleitring.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, die einen Einsatz etwa bei Bedingungen wie auch mit einer Doppelgleitringdichtung ermöglicht, jedoch kostengünstiger herstellbar, einfach zu montieren und robust im Betrieb ist. Die Erfindung umfasst auch eine mit dieser Dichtungsanordnung versehene Walze.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Dichtungsanordnung und durch die in Anspruch 6 wiedergegebene Walze gelöst.
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Anstatt der zweiten Gleitringdichtung umfassen die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung und die erfindungsgemäße Walze als sekundäre Dichtung eine Staudichtung, die derart ausgebildet ist, dass in den zweiten Raum, bei der erfindungsgemäßen Walze in den Quenchraum, eingebrachte Flüssigkeit vollständig über die Staudichtung in den Ablaufraum abführbar ist. Unter „Staudichtung” ist mit anderen Worten eine Anordnung zu verstehen, die die in den Quenchraum eingebrachte Flüssigkeit zwar in diesem staut, einen Durchtritt der Flüssigkeit zumindest ab einem vorbestimmbaren Überdruck in dem Quenchraum gegenüber dem Ablaufraum in den Ablaufraum jedoch zulässt.
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Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung hat unter anderem folgende Vorteile:
- – Es ist keine in den zweiten Raum, insbesondere den Quenchraum mündende Ableitung für Flüssigkeit, insbesondere Quenchflüssigkeit notwendig.
- – Durch die Abführung der Flüssigkeit über die als Staudichtung konzipierte Sekundärdichtung wird diese zwangsgeschmiert. Es verringern sich hierdurch die Anforderungen an die Laufeigenschaften der Werkstoffpaarung, was die mit der Herstellung der Staudichtung verbundenen Kosten reduziert.
- – In dem Ringraum ist kein Druck zur Rückführung der Quenchflüssigkeit erforderlich. Dadurch ist die Leckagemenge der Sekundärdichtung klein. Die Leckagemenge kann der zugeführten Menge an Quenchflüssigkeit entsprechen.
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Auch eine größere Menge an über die Sekundärdichtung austretende Quenchflüssigkeit stellt kein Problem dar, wenn – wie bevorzugt – ein außerhalb der Sekundärdichtung in die Kammer, in welcher die Sekundärdichtung vorgesehen ist, mündender Abfluss eine Größe aufweist, so dass die Kammer nicht vollständig mit austretender Flüssigkeit geflutet und nicht mit Druck beaufschlagt wird. Die Kammer ist hierdurch einfach gegenüber der Umgebung abzudichten.
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Die Staudichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie öffnet, wenn ein vorbestimmbarer Flüssigkeitsdruck in dem zweiten Raum überschritten wird. Aufgrund dieser Maßnahme kann der in dem zweiten Raum, bei der erfindungsgemäßen Walze der in dem Quenchraum anstehende Flüssigkeitsdruck beispielsweise so auf den in dem ersten Raum herrschenden Flüssigkeitsdruck abgestimmt werden, dass die primäre Gleitringdichtung eine hinsichtlich ihrer Lebensdauer optimierte Leckage aufweist.
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Eine besonders bevorzugte, konstruktive Variante der Staudichtung umfasst einen Lagerflansch, auf dem ein Dichtring unter Überwindung einer elastischen Kraft verschiebbar gelagert ist. Führt dann der in dem zweiten Raum anstehende Druck zur Überwindung der elastischen Kraft, so kann die dann eintretende Verschiebung des Dichtrings auf dem Lagerflansch zum Bewirken der Öffnung der Staudichtung genutzt werden.
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Hierzu ist bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Staudichtung ein Gegendichtring vorgesehen, gegen dessen Gegendichtfläche der Dichtring aufgrund der elastischen Kraft gedrückt wird.
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Ferner kann die Staudichtung eine Drosselbohrung umfassen, über die in dem zweiten Raum befindliche Flüssigkeit zumindest beim Übersteigen eines bestimmten Flüssigkeitsdrucks in den Ablaufraum abfließt. Ist die Drosselbohrung als permanent offene Bohrung ausgeführt, d. h. ohne beispielsweise eine erst bei einem bestimmten Überdruck in dem zweiten Raum gegenüber dem Ablaufraum öffnenden Ventilanordnung, so stellt sich in dem zweiten Raum gegenüber dem Ablaufraum ein geringer Überdruck ein, bei dem die dem zweiten Raum zugeführte Flüssigkeitsmenge der durch die Drosselbohrung austretenden Menge entspricht.
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Die Gleitringdichtung umfasst bei der erfindungsgemäßen Walze vorzugsweise einen an dem Querhaupt vorgesehenen Dichtring und einen an der Hohlwalze vorgesehenen Gegendichtring, wobei der Dichtring und/oder der Gegendichtring exzentrisch zur Drehachse der Hohlwalze angeordnet sein können. Abhängig von der Ausführung der Drehdichtung baut sich im Quenchraum nur ein mäßiger Druck auf. Dieser kann in Einzelfällen nicht ausreichen, um für eine ausreichende Zwangsschmierung der Primärdichtung zu sorgen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die exzentrische Anordnung auch ohne eine Drucküberlagerung Quenchflüssigkeit in einem meist ausreichenden Maße mit in die erste Gleitringdichtung eingeschleppt wird.
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Damit die Flüssigkeit in den zweiten Raum gelangen kann, umfasst der Lagerflansch vorzugsweise mindestens einen Kanal, der einen Zulauf für die (Quench)flüssigkeit bildet.
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Bei der erfindungsgemäßen Walze kann der Ablaufraum gegenüber dem Lager über welche sich der Walzenmantel drehbar innerhalb der Lagerglocke abstützt, offen sein. Diese Ausgestaltung bietet sich dann an, wenn als Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit einerseits und als Schmierflüssigkeit für das Lager dasselbe Medium verwendet wird, welches dann über den gemeinsamen Ablaufraum abgeführt wird.
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Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn eine Dichtungsanordnung, insbesondere eine Labyrinthdichtung, vorgesehen ist, die den Ablaufraum gegenüber dem Lager abdichtet. Es kann dann für das Lager eine hinsichtlich der Schmiereigenschaften optimierte Schmierflüssigkeit verwendet werden.
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Vorzugsweise ist dann eine zum Lager führende Zuleitung für Schmierflüssigkeit vorgesehen, über welche über Leckagen ausgetretene Schmierflüssigkeitsmengen stets zugeführt werden können.
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Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht werden. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer im Schnitt teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung;
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1a ein anderes Ausführungsbeispiel eines Dichtringes der sekundären Dichtung in einer vergrößerten Teildarstellung;
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2 einen Teillängsschnitt durch das linke Ende eines Ausführungsbeispiels einer Walze, in der die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung verwendet werden kann;
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3 den Ausschnitt II in 2 in einer ersten Ausgestaltungsvariante;
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4 den Ausschnitt II in 2 in einer zweiten Ausgestaltungsvariante sowie
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5 den Ausschnitt II in 2 in einer dritten Ausgestaltungsvariante.
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Das in 1 teilweise dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung dient der Abdichtung eines ersten Raumes 101 gegenüber einem Ablaufraum 102, in dem Umgebungsdruck, beispielsweise Atmosphärendruck, herrschen kann. Die Dichtungsanordnung umfasst eine primäre Gleitringdichtung 103, die einen feststehenden Gleitring 104 und einen um eine Rotationsachse X rotierenden (wie durch das eingetragene r verdeutlicht werden soll) Gegenring 105.
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Ferner umfasst die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eine sekundäre Dichtung 106, welche zur primären Gleitringdichtung 103 einen zweiten Raum 107 belässt.
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Die sekundäre Dichtung ist derart ausgebildet, dass diese in den zweiten Raum 107 eingebrachte Flüssigkeit vollständig über die Dichtung 106 in den außerhalb derselben vorgesehenen Ablaufraum 102 abführbar ist. Diese als „Staudichtung” bezeichnete Dichtung umfasst bei dem in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einen feststehenden (symbolisiert mit f) Lagerflansch 108, auf dem ein Dichtring 109 verschiebbar gelagert ist. Der Abdichtung zwischen dem Dichtring 109 und dem Lagerflansch 108 dient eine flexible Dichtlippe 109'.
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Ferner umfasst die sekundäre Dichtung 106 einen rotierenden Gegendichtring 110, gegen dessen Gegendichtfläche 111 der Dichtring 109 mit seiner Dichtfläche 112 elastisch gedrückt wird.
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Der Lagerflansch 108 und die Dicht- und Gegendichtringe 109, 110 sind bis auf eine weiter unten beschriebene, mögliche Exzentrizität rotationssymmetrisch zur Drehachse X ausgebildet. Zur Erzeugung der elastischen Kraft, mit welcher der Dichtring 109 gegen den Gegendichtring 110 gedrückt wird, dienen über den Umfang verteilte Schraubenfedern 113, die in Aufnahmebohrungen 114 in dem Lagerflansch 108 angeordnet sind. Wird nun über eine Zuleitung 115, die sich in einem Durchgangskanal 116 in dem Lagerflansch 108 fortsetzt, Flüssigkeit dem zweiten Raum 107 zugeführt, so öffnet die sekundäre Dichtung 106, wenn der Dichtring 109 aufgrund des in dem zweiten Raum 107 herrschenden Drucks unter Überwindung der elastischen Kraft gemäß 1 nach links verschoben wird. Durch Auswahl der Federkonstanten lässt sich der Druck, der sich bei einer kontinuierlichen Förderung von Flüssigkeit in dem zweiten Raum 107 einstellen soll, vorbestimmen.
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Bei einem Öffnen der sekundären Dichtung austretende Flüssigkeit gelangt in den Ablaufraum 102, der in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen gemäß 1 nach unten weisenden Ablaufkanal 117 umfasst.
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Eine alternative Ausgestaltung des Dichtrings 109a ist – ausschnittsweise – in 1a dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung fehlt die Dichtlippe 109'. Damit sich in dem zweiten Raum 107 erst ab einer bestimmten Zuführmenge an Flüssigkeit ein wesentlicher Druck aufbaut, umfasst der Dichtring 109a eine Drosselbohrung 117, über welche Flüssigkeit aus dem zweiten Raum 107 in den Ablaufraum 102 gelangen kann.
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Die in 2 als Ganzes mit 10 bezeichnete Walze umfasst ein feststehendes Querhaupt 1 in Gestalt eines im wesentlichen massiven und zylindrischen Trägers, um welchen eine Hohlwalze 2 umläuft, die mit ihrem Innenumfang 3 Abstand von dem Außenumfang 4 des Querhaupts 1 belässt. Der zylindrische Zwischenraum zwischen dem Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 und dem Außenumfang 4 des Querhaupts 1 ist in eine auf der Seite des Walzenspalts 7, d. h. auf der Seite einer Gegenwalze 8, gelegene Längskammer 5 (Druckkammer) und eine auf der gegenüberliegenden Seite gelegene Längskammer 6 (Leckkammer) unterteilt, und zwar durch am Querhaupt angeordnete, am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 dichtend anliegende Längsdichtungen 9, die zu beiden Seiten des Querhaupts 1 an dessen breitester Stelle angeordnet sind und von denen in der Zeichnung nur die vordere Längsdichtung 9 zu sehen ist. Die Längskammern 5, 6 haben also etwa die Gestalt zylindrischer Halbschalen, und es ist die Längskammer 5 (Druckkammer) an beiden Enden durch Endquerdichtungen 11 geschlossen. Die Endquerdichtungen 11 haben in dem Ausführungsbeispiel die Form von Halbringen, die sich über die obere Hälfte des Querhauptes erstrecken und mit ihrem Außenumfang am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 anliegen. Die Endquerdichtungen 11 sind an Führungsstiften 12 geführt, die sich senkrecht zur Achse des Querhauptes 1 in der Wirkebene erstrecken, d. h. in der Ebene, in der die Resultierende der von der Druckflüssigkeit in der Längskammer 5 ausgeübten Kräfte liegt. Diese Wirkebene fällt in vielen Fällen mit der Verbindungsebene der Achse der Hohlwalze 2 und der Achse der Gegenwalze 8 zusammen.
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Die Endquerdichtung 11 hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und liegt mit einer Flanke an einem Absatz 13 des Querhauptes 1 an, mit der anderen Flanke an der Flanke 14 eines von dem Führungsstift 12 auf dem Querhaupt 1 festgehaltenen Halterings 15.
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Die Längsdichtungen 9 auf den beiden Seiten bilden mit den an den beiden Enden der Hohlwalze 2 angebrachten Endquerdichtungen eine geschlossene Druckkammer 5, die über eine isolierte Zuleitung 16, die in einen Einlass 17 an der Oberseite des Querhauptes 1 mündet, mit gegebenenfalls beheizter Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit versorgt werden kann. Die Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit strömt in der Längskammer 5 gemäß der Zeichnung nach rechts, tritt nahe dem dortigen Ende der Längskammer 5 durch einen Querkanal in die Leckkammer 6 über und strömt in dieser wieder von rechts nach links, um an dem Auslass 18 und einem nicht dargestellten Auslasskanal wieder abgesaugt zu werden. Die Leckkammer 6 ist manchmal auch mit Druckflüssigkeit gefüllt. Sie hat dann ebenfalls Endquerdichtungen. Der Druck in der Leckkammer 6 ist dann allerdings geringer als der in der Druckkammer 5. Für die Ausübung des Liniendrucks im Walzenspalt 7 ist die Differenz der Drücke in den beiden Kammern 5, 6 maßgebend.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch ist die Leckkammer nach links nicht durch eine Endquerdichtung abgeschlossen. Es kann also Druckflüssigkeit an dem Auslass 18 vorbei nach links über die Flanke 13 hinaus übertreten. Damit die Hauptmenge in der Leckkammer 6 verbleibt, ist ein Abweisring 19 vorgesehen, der anströmende Flüssigkeit wieder in die Leckkammer 6 zurücklenkt, wo sie über den Auslass 18 abgeführt wird.
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An der Hohlwalze 2 ist stirnseitig ein hülsen- oder buchsenartiger Ansatz 20 befestigt, der die Hohlwalze 2 fortsetzt und dessen Außenumfang 23 einen geringeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Hohlwalze 2 besitzt. Der Innenumfang 21 des Ansatzes 20 belässt einen geringen Abstand zum Außenumfang 22 des aus der Hohlwalze 2 hervorragenden Endes des Querhauptes 1. Es ist also ein Abstandsraum 24 gebildet, in welchen geringfügige Anteile der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit aus der Leckkammer 6 übertreten können, wenn sie den Abweisring 19 überwunden haben. Eine wesentliche Strömung kann in dem Abstandsraum 24 jedoch nicht stattfinden, weil dieser am in der Zeichnung linken Ende durch eine als Ganzes mit 25 bezeichnete Dichtungsanordnung verschlossen ist.
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Wie in 3 bis 5 erkennbar ist, umfasst die Dichtungsanordnung 25 eine innere oder auch als primär bezeichnete Gleitringdichtung 26 und eine äußere, auch sekundär genannte Dichtung 50, auch als „Staudichtung” bezeichnet. Zwischen der Dichtung 50 und der Gleitringdichtung 26 ist ein Quenchraum 29 gebildet, in den ein Zulauf 48 für gekühlte Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit mündet.
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Die Gleitringdichtung 26 umfasst einen an dem Querhaupt 1 vorgesehenen Dichtring 26' und einen an der Hohlwalze 2 vorgesehenen Gegendichtring 27, wobei der Dichtring 26' und/oder der Gegendichtring 27 in in der Zeichnung nicht erkennbarer Weise exzentrisch zur Drehachse der Hohlwalze 2 angeordnet sein können.
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Die Dichtung 50 umfasst einen an der Lagerglocke 30 angeordneten Lagerflansch 51, dessen äußere Mantelfläche 52 eine Dichtfläche 53 für die Gegendichtfläche 54 eines Dichtrings 55 bildet.
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Der Lagerflansch 51 umfasst eine Mehrzahl von über seinen Umfang verteilte Kanäle 56, die Zuläufe für Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit in den Quenchraum 29 bilden.
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Ferner weist der Dichtring 55 eine stirnseitige Dichtfläche 57 auf, die an einer stirnseitigen, mit der Hohlwalze 2 verbundenen Gegendichtfläche 58 zusammenwirkt.
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Ferner sind in über den Umfang des Lagerflansches 51 verteilten Aufnahmen 59 Schraubenfedern 60 vorgesehen, mittels welchen der Dichtring 55 mit seiner stirnseitigen Dichtfläche 57 gegen die Gegendichtfläche 58 gedrückt wird.
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Bei einer in 3 dargestellten ersten Ausgestaltungsvariante weist der Dichtring 55 eine flexible Dichtlippe 61 auf, die mit der Dichtfläche 53 des Dichtrings 51 zusammenwirkt.
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Bei einer zweiten, in 4 dargestellten, zweiten Ausgestaltungsvariante ist keine flexible Dichtlippe vorgesehen. Um zu vermeiden, dass bereits geringe Zufuhrmengen an Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit zu einer Druckerhöhung in der Ringkammer 29 führen, ist in dem Dichtring 55' eine Drosselbohrung 62 vorgesehen, durch welche Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit von dem Quenchraum 29 auf die Seite der Schraubenfedern 60 und somit in den Ablaufraum 42' dringen kann.
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Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit, die über die Dichtung 50 ausdringt, wird gegebenenfalls zusammen mit Schmierflüssigkeit für das Lager 40, die die Dichtungsanordnung 47 überwunden hat, über einen Abfluss 46 abgeführt. Sollte die Schmierflüssigkeit verschieden von der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit sein, wird die Flüssigkeit gegebenenfalls einer Wiederaufbereitung, die den Schritt des Trennens der Schmierflüssigkeit von der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit umfasst, zugeführt.
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Die Lagerglocke 30 ist in dem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besitzt einen Bereich 33 größeren Innendurchmessers, der der Hohlwalze 2 zugewandt ist und einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als diese aufweist, sowie einen daran anschließenden Bereich 34 kleineren Innen- und Außendurchmessers, der mit seinem zylindrischen Innenumfang 35 auf dem zylindrischen Endteil 1' des Querhauptes 1 spielfrei aufgeschoben ist. Diese Anordnung ergibt eine Führungslänge 36, die die Fluchtung zwischen der Achse des Querhauptes und der Achse der Lagerglocke 30 aufrechterhält, auch wenn die Lagerglocke 30 außerhalb des Bereichs 34 radial belastet wird. Eine solche Belastung kommt durch das Lager 40 zustande, welches in dem Bereich 33 der Lagerglocke 30 zwischen dessen Innenumfang 37 und dem Außenumfang 23 des Ansatzes 20 angeordnet ist und auf welchem die Hohlwalze 2 an der Lagerglocke 30 drehbar abgestützt ist. Da sich das Querhaupt 1 innerhalb der Hohlwalze 2 bei Belastung durchbiegt und die Lagerglocke 30, da sie ja über die Führungslänge 36 fest mit dem Querhaupt 1 verbunden ist, dieser Durchbiegung folgt, die Hohlwalze 2 aber nicht, sind die Lager 40 als Pendellager ausgebildet, die Fluchtfehler zwischen den Flächen 23 und 37 ausgleichen können.
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Die äußeren Kräfte werden in das aus der Hohlwalze 2 vorstehende Ende 1' des Querhauptes 1 in dem Bereich 34 der Lagerglocke 30 eingeleitet, und zwar durch das auf dem dortigen Außenumfang 38 der Lagerglocke 30 angeordnete Pendellager 39, welches aber im Gegensatz zu dem Pendellager 40 kein Drehlager ist, da ja die Lagerglocke 30 ebenso wie das Querhaupt 1 stillsteht. Da der Außenumfang 38 des Bereichs 34 der Lagerglocke 30 einen wesentlich geringeren Durchmesser als die Hohlwalze 2 aufweist, kann erreicht werden, dass der Außendurchmesser des Pendellagers 39 ebenfalls noch kleiner ist als der Außendurchmesser der Hohlwalze 2, was aus konstruktiven Gründen erwünscht ist.
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Durch die gezeigte Konstruktion ist es möglich, den Kreislauf der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit in den Längskammern 5 und 6 gänzlich von dem Schmierkreislauf für das Lager 40 zu trennen. Die Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit kann zwar noch in den Zwischenraum 24 eindringen, jedoch nur bis zu der Gleitringdichtung 25. Die Schmierflüssigkeit für die Lager 40 wird an dem Einlass 41 oben zugeführt (siehe 1) und mittels einer Dichtungsanordnung 47, die als Labyrinthdichtung oder Fangkammerdichtung ausgebildet ist, zumindest im Wesentlichen aus dem Auffangraum 42' herausgehalten.
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Die Leitung 48 ist in einen Kühlkreislauf K eingeschaltet, der Einrichtungen E zur Kühlung, Reinigung und Konditionierung der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit enthalten kann.
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Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, das ansonsten dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 entspricht, wurde auf die Dichtungsanordnung 47, die den Schmierkreislauf für das Lager 40 von der Auffangkammer 42' trennte, verzichtet. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze ist somit insbesondere für die Verwendung ein und desselben Mediums als Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit einerseits und als Schmierflüssigkeit für das Lager 40 andererseits vorgesehen. Die Abfuhr der Flüssigkeit aus der Ablaufkammer 42' erfolgt über einen Auslass 46', über den bei der in 3 dargestellten Ausführungsform lediglich die Schmierflüssigkeit abgeführt worden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3639935 A1 [0003]
- DE 10035804 B4 [0007]
- DE 102007013917 A1 [0012]
