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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 Drehlager aufweisenden Nabe drehbeweglich gelagert ist, wobei jedem Drehlager axialtragrollenaußenseitig in einer zu der jeweiligen Stirnseite des Rollenmantels hin verlaufenden Aufbaurichtung aufeinanderfolgend jeweils mindestens folgende Elemente zugeordnet sind:
- – eine erste Dichtungsbaugruppe, die mindestens einen Labyrinthdichtungsbereich aufweist,
- – ein erster Schutzkappenbereich, der dem Labyrinthdichtungsbereich axialtragrollenaußenseitig vorgelagert ist, wobei dieser erste Schutzkappenbereich eine rotationsfest auf der Achse festgelegte erste Ringscheibe sowie eine mit der ersten Ringscheibe zusammenwirkende zweite Ringscheibe aufweist, und
- – ein zweiter Schutzkappenbereich, der dem ersten Schutzkappenbereich axialtragrollenaußenseitig vorgelagert ist, wobei dieser zweite Schutzkappenbereich eine auf der Achse rotationsfest festgelegte dritte Ringscheibe mit einer an deren Außenumfang gelegenen Ringdichtung umfasst.
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Tragrollen bilden beispielsweise die wesentlichen Bestandteile von Förderanlagen, in denen sie als Trag- und Führungselemente dienen. Durch den Einsatz einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Tragrollen können entsprechend große Förderlängen bereitgestellt werden. In ihrer Verwendung bei sogenannten Band-, Gurt- oder Gurtbandförderern sind die Tragrollen zwischen den sich gegenüberliegenden Abschnitten eines ringförmig in sich geschlossenen Transportgurtes oder -bandes angeordnet, welches in Linienberührung mit der Außenumfangsfläche der Tragrollen steht und die jeweils endseitigen Tragrollen umläuft. Durch den kontinuierlichen Umlauf des sich auf den Tragrollen abstützenden Transportgurtes oder -bandes ist eine Stetigförderung für das zu transportierende Gut ermöglicht. Auf diese Weise können beispielsweise Schüttgüter mit hohem Wirkungsgrad transportiert werden.
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In ihrer üblichen Ausgestaltung weist eine Tragrolle eine Achse und einen rotierbar um diese Achse herum angeordneten zylindrischen Rollenmantel auf. Achse und Rollenmantel sind dabei koaxial zueinander ausgerichtet. Um die Rotation des Rollenmantels um die Achse herum zu ermöglichen, sind diese über geeignete Lager drehbar miteinander verbunden. Bei den Lagern handelt es sich zumeist um Wälzlager wie beispielsweise Kugellager oder Rillenkugellager. In ihrer Anordnung sind die Lager zumeist im Bereich beider Endabschnitte des Rollenmantels angeordnet, so dass der mittlere Abschnitt des Rollenmantels sich ungestützt über den mittleren Abschnitt der Achse erstreckt.
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Aufgrund der Beschaffenheit der zu transportierenden Güter und/oder der jeweiligen Umgebungsbedingungen können sich hohe Ansprüche an die zu verwendenden Tragrollen ergeben. Insbesondere deren Einsatz an mit Staub und/oder Feuchtigkeit belasteten Orten stellt besondere Anforderungen an den Schutz der demgegenüber naturgemäß empfindlichen Lager. Beispielhaft sei hier der Einsatz im Bergbau genannt, welcher ein mitunter hohes Aufkommen an Staub und sonstigen aggressiven Einflüssen aufweist. Aufgrund der in der Regel als dauergeschmiert und somit quasi wartungsfrei anzusehenden Lager sind insofern besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich, um ein Eindringen abrasiver Fremdkörper und etwaiger Flüssigkeiten in die Lager weitestgehend zu vermeiden.
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Aus der
DE 196 27 048 C2 ist eine Tragrolle für Trag- und Förderbandanlagen bekannt, welche zur Abdichtung der Lager nach außen hin eine vorgesetzte Labyrinthdichtung verwendet. Des Weiteren wird die Labyrinthdichtung auf ihrer dem Lager abgewandten Außenseite durch eine sich überlappende Schutzanordnung aus einer ringförmigen ersten Ringscheibe und einer ebenfalls ringförmigen zweiten Ringscheibe abgedeckt. In ihrem ringförmigen Überlappungsbereich sind erste Ringscheibe und zweite Ringscheibe so gestaltet und zueinander beabstandet, dass diese – ähnlich wie die Labyrinthdichtung selbst – ein Labyrinth zwischen sich ausbilden. Dabei ist die zweite Ringscheibe am Innenumfang des Rollenmantels angeordnet, während die erste Ringscheibe mit der Achse der Tragrolle verbunden ist. Bei einer feststehenden Achse rotiert dann die zweite Ringscheibe zusammen mit der Tragrolle, während die erste Ringscheibe wie die Achse steht. Zum Erzielen einer dichtenden Wirkung der Schutzanordnung weist die erste Ringscheibe ferner eine an ihrem freien Außenumfang ausgebildete federnde Abbiegung auf, welche an einem radial ausgerichteten Steg der zweiten Ringscheibe anliegt. Um ein möglichst elastisches Verhalten in der Zusammenwirkung zu erhalten, besteht die sich aus der Schutzanordnung und der Labyrinthdichtung zusammensetzende Dichtungsbaugruppe aus einem geeigneten Kunststoff. Die durch die Labyrinthe der Dichtungsbaugruppe ausgebildeten Dichtungskammern sind letztlich noch mit einem Schmierstoff, wie beispielsweise Fett, gefüllt, wodurch eine Dauerschmierung bewirkt wird.
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Die
DE 103 03 125 B3 offenbart eine Weiterentwicklung der
DE 196 27 048 C2 , welche den Einsatz einer zusätzlichen Axialdichtung aus Vollgummi lehrt. Die Axialdichtung ist hier in einem achsnahen Bereich zwischen einer ersten Ringscheibe und einer zweiten Ringscheibe angeordnet und umfasst einen Dichtungskörper mit einer elastisch abstehenden Dichtlippe. Dabei weist der Dichtungskörper der Axialdichtung in einem achsnahen Bereich einen Kontakt mit der ersten Ringscheibe auf, während dessen Dichtungslippe an einem Endabschnitt der zweiten Ringscheibe anliegt.
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Die
DE 10 2006 039 983 A1 schlägt die Anordnung einer einem jeweiligen Lager vorgelagerten Labyrinthdichtung vor, welche nach außen hin ebenfalls durch eine Schutzanordnung verdeckt ist. Diese Schutzanordnung umfasst eine Kappe, die metallisch ausgebildet und mit dem Innenumfang des Rollenmantels verschweißt ist. Von hier aus erstreckt sich die Kappe radial nach innen, wobei deren freier Endabschnitt eine sich parallel zur Achse der Tragrolle erstreckende Abbiegung besitzt. Die Abbiegung ist dazu vorgesehen, zumindest abschnittsweise in die Ringnut einer die Achse umgreifenden Dichtmanschette zu greifen. In ihrer radialen Erstreckung weist die Kappe zwei jeweils in das Innere der Tragrolle hinein gerichtete konische Ringabschnitte auf, welche durch einen radialen Ringabschnitt miteinander verbunden sind. Besagter Ringabschnitt ist von seiner dem Inneren der Tragrolle zugewandten Innenseite her durch ein Federelement gestützt. Hierdurch soll ein möglichst geräuschloser Betrieb der Tragrolle ermöglicht sein.
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Die gattungsgemäße
DE 10 2009 041 105 A1 offenbart eine weitere Ausgestaltungsform einer Tragrolle, welche wiederum eine Weiterentwicklung der
DE 103 03 125 B3 zeigt. Auf dieser aufbauend ist einem aus einer ersten, auf der Achse angeordneten Ringscheibe und einer zweiten, am Innenumfang der Tragrolle festgelegten Ringscheibe bestehenden ersten Schutzkappenbereich ein weiterer zweiter Schutzkappenbereich vorgeschaltet, welcher den ersten Schutzkappenbereich überdeckt. Der zweite Schutzkappenbereich setzt sich ebenfalls wiederum aus einer am Innenumfang der Tragrolle festgelegten Ringscheibe und einer auf der Achse festgelegten Ringscheibe zusammen. Die beiden Ringscheiben sind dabei derart zueinander ausgerichtet, dass deren jeweiligen einander zugewandten Umfangsflächen unter zumindest bereichsweiser Ausbildung eines Radialspaltes voneinander beabstandet sind. Durch die Anordnung einer Ringdichtung ist dieser Radialspalt überdeckt und verschlossen.
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Die derzeit bekannten Ausführungen einer Tragrolle ermöglichen deren Langzeiteinsatz auch unter Beaufschlagung von Staub und Feuchtigkeit. Insbesondere die das jeweilige Lager schützenden Anordnungen tragen dazu bei, diese gegenüber entsprechenden Einflüssen wirksam zu schützen. Gleichwohl kann nicht vollends ausgeschlossen werden, dass auch bei einer mitunter in kurzen Abständen erforderlichen äußeren Reinigung der Tragrollen die Abdichtung der Lager durchweg sichergestellt ist. Insbesondere der Einsatz von Hochdruckreinigern geht mit hohen mechanischen Belastungen einher, was zum unerwünschten Eindringen von Reinigungsflüssigkeit (beispielsweise Wasser) zumindest in Teile der jeweiligen Dichtungsbaugruppen führen kann. Durch die Beschleunigung der verwendeten Reinigungsflüssigkeit ist es zudem möglich, dass auf ihrem Weg in die Dichtungsbaugruppen hinein etwaige Fremdkörper mitgerissen werden. Spätestens wenn diese Fremdkörper eines der Lager erreichen, kommt es im Ergebnis dann zu dessen zeitnahen Verschleiß. Angesichts dessen bieten Tragrollen insbesondere in Bezug auf den Schutz ihrer Lager durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Tragrolle dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Lager und deren vorgelagerten Dichtungsbaugruppen vor Verschleiß besser geschützt sind.
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Bei einer Tragrolle der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich die dritte Ringscheibe des jeweiligen zweiten Schutzkappenbereichs mit daran angeordneter, flexibel ausgebildeter Ringdichtung in radialer Richtung über die radiale Erstreckung von Labyrinthdichtungsbereich und erstem Schutzkappenbereich hinausgehend in einer den stirnseitigen inneren freien Querschnitt des Rollenmantels überdeckenden Weise bis in den stirnseitigen Randbereich des Rollenmantels erstreckt, wobei die Ringdichtung in schleifendem Kontakt mit dem Rollenmantel steht.
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Alternativ oder ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass sich die dritte Ringscheibe des jeweiligen zweiten Schutzkappenbereichs mit daran angeordneter, flexibel ausgebildeter Ringdichtung in radialer Richtung über die radiale Erstreckung von Labyrinthdichtungsbereich und erstem Schutzkappenbereich hinausgehend in einer den stirnseitigen inneren freien Querschnitt des Rollenmantels überdeckenden Weise bis an ein sich rand- und rollenmantelinnenseitig radial nach innen erstreckendes ringförmiges Kragenelement erstreckt, wobei die Ringdichtung in schleifendem Kontakt mit dem Kragenelement steht.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt primär in der Anordnung und Ausgestaltung des zweiten Schutzkappenbereichs, welcher im Rahmen der Erfindung auch als Wetterschild bezeichnet wird. Besonders durch die metallische Ausführung der dritten Ringscheibe stellt diese ein überaus widerstandsfähiges Schild gegenüber insbesondere mechanischen Einflüssen dar. Durch die radiale Verlagerung der Ringdichtung zum Rollenmantel hin ergibt sich insbesondere bei einer Verwendung der Tragrolle als Seitenrolle der Vorteil, dass beispielsweise Wasser und/oder Fremdkörper nicht in die Tragrolle bzw. deren der Dichtungsbaugruppe und dem ersten Schutzkappenbereich vorgelagerte Vorkammer eindringen kann/können.
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Der dabei einzig verbleibende Verbindungsbereich zwischen dem Inneren der Tragrolle und deren Umgebung wird dabei wirksam durch die Ringdichtung abgedeckt. Ein beispielsweise durch ein Hochdruckgerät auf die Stirnseite der Tragrolle gerichteter Reinigungsstrahl trifft hierbei im Wesentlichen auf die dritte Ringscheibe des zweiten Schutzkappenbereichs (Wetterschild), welche ein für den Reinigungsstrahl quasi unüberwindbares Hindernis darstellt. Selbst bei einem Auftreffen auf die gegenüber dem Rollenmantel bzw. den ringförmigen Kragenelement dichtende Ringdichtung wird der Reinigungsstrahl vor einem weiteren Eindringen in die Tragrolle, insbesondere in deren Dichtungsbaugruppen, wirksam gehindert.
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Die dritte Ringscheibe des zweiten Schutzkappenbereichs kann bevorzugt als Metall- bzw. Blechscheibe ausgebildet sein. Die dritte Ringscheibe kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig rotationsfest auf der Achse der Tragrolle festgelegt sein. In vorteilhafter Weise können die dritte Ringscheibe und die Achse zumindest bereichsweise miteinander verschweißt sein.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens umgreift die flexible Ringdichtung in besagtem Randbereich des Rollenmantels einen abzudichtenden Ringspalt.
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Alternativ hierzu überdeckt die flexible Ringdichtung in besagtem Randbereich des Rollenmantels einen abzudichtenden Ringspalt.
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Weiterhin alternativ verschließt die flexible Ringdichtung in besagtem Randbereich des Rollenmantels einen abzudichtenden Ringspalt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Tragrolle ist der Außenumfang der dritten Ringscheibe derart ausgebildet, dass die im Bereich des Außenumfangs der dritten Ringscheibe angeordnete flexible Ringdichtung axialtragrollenaußenseitig zumindest teilweise frei zugänglich ist. Mit anderen Worten kann die Ringdichtung bei einem Blick auf die jeweilige Stirnseite der Tragrolle zumindest teilweise visuell erfasst werden. Dies ist möglich, indem eine axialtragrollenaußenseitige Seitenfläche der Ringdichtung zumindest teilweise von der dritten Ringscheibe unverdeckt ist. Dabei kann sich besagte Seitenfläche der Ringdichtung in Ebene einer axialtragrollenaußenseitigen Oberfläche erstrecken oder zumindest teilweise gegenüber dieser vorspringen. Durch die freie Zugänglichkeit der Ringdichtung ist es möglich, dass deren axialtragrollenaußenseitige Seitenfläche zumindest teilweise direkt beispielsweise mit dem Strahl eines Hochdruckreinigers kraftbeaufschlagt werden kann. Je nach Ausgestaltung des Wetterschildes ist es so möglich, die Dichtwirkung der Ringdichtung durch die Kraftbeaufschlagung zu erhöhen, indem diese dabei gegen einen Bereich des Rollenmantels und/oder des Kragenelements gepresst wird.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt zunächst in einer während des Normalbetriebs überaus geringen Reibung zwischen Ringdichtung und Rollenmantel. Auf diese Weise sind etwaige Verluste im Antrieb der Tragrolle auf ein Minimum reduziert. Darüber hinaus wird ein hohes Maß an Dichtheit erreicht, sofern die Ringdichtung eine äußere Belastung erfährt, beispielsweise durch den Strahl eines Hochdruckreinigers. Durch dessen Bewegungsenergie wird die Ringdichtung in vorteilhafter Weise aus ihrer Lage heraus verdrängt und beispielsweise gegen die Stirnseite und/oder den Außenumfang des Rollenmantels und/oder eine axialtragrollenaußenseitige Seitenfläche des Kragenelements gepresst. Im Ergebnis wird so die bereits durch den schleifenden Kontakt zwischen Ringdichtung und Rollenmantel bzw. dessen Kragenelement bestehende Dichtwirkung nochmals erhöht. Damit steht die höchste Dichtwirkung in vorteilhafter Weise in solchen Momenten an, in denen die Gefahr eines Eindringens von Wasser und/oder Fremdkörpern in die Tragrolle hinein am größten ist.
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Die Erfindung sieht in einer Weiterführung vor, dass die flexibel ausgebildete Ringdichtung an der Innenumfangsfläche des Rollenmantels in schleifendem Kontakt mit dem Rollenmantel steht.
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Bei Anordnung des radial vom Rollenmantel nach innen abstehenden Kragenelements des Rollenmantels steht die flexibel ausgebildete Ringdichtung alternativ unter Überdecken des oder eines Ringspaltes über besagtes Kragenelement in schleifendem Kontakt mit dem Rollenmantel. Dies insbesondere in einer bei einer äußeren, in Richtung zum Tragrolleninneren hin wirkenden Kraftbeaufschlagung den Ringspalt verschließenden Weise. Weiterhin alternativ steht die flexibel ausgebildete Ringdichtung unter Umgreifen der jeweiligen Stirnseite des Rollenmantels an der Außenumfangsfläche des Rollenmantels in schleifendem Kontakt mit dem Rollenmantel.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Außenumfang der dritten Ringscheibe des zweiten Schutzkappenbereichs zumindest abschnittsweise von der Ringdichtung umgriffen. Hierdurch wird ein vorteilhafter fester Sitz der Ringdichtung an der dritten Ringscheibe ermöglicht. Insbesondere bei einer entsprechend elastischen Ausgestaltung der Ringdichtung ist es so möglich, diese nachträglich auf die dritte Ringscheibe aufzuziehen und bei Bedarf zu entfernen. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung zwischen Ringdichtung und dritter Ringscheibe kann diese ohne den Zusatz weiterer Verbindungsmittel wie etwa adhäsiven Stoffen (Klebstoff) auskommen. Je nach Ausbildung der Ringdichtung kann diese sich über ihre die dritte Ringscheibe umgreifenden Schenkel an dieser abstützen, so dass ein etwaiges Kippen aufgrund einer Krafteinwirkung wirksam verhindert ist.
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Alternativ hierzu kann die dritte Ringscheibe bevorzugt im Bereich ihres Außenumfangs mit einer Gummimischung umgossen sein, wodurch dann die Ringdichtung ausgebildet ist. Die Gummimischung kann dabei in vorteilhafter Weise ozonbeständig und/oder schwer entflammbar ausgeführt sein.
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Durch die Wahl einer geeigneten Härte der Gummimischung kann die Festigkeit und/oder die Stärke der schleifenden Dichtwirkung der Ringdichtung eingestellt werden. Die Wahl der jeweils passenden Härte obliegt dabei dem Fachmann. In Versuchen hat sich beispielsweise eine Härte von 35 Shore A als vorteilhaft herausgestellt, bei welcher kein erhöhter Widerstand im Lauf der Tragrolle gemessen werden konnte.
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Die dritte Ringdichtung kann im Kontaktbereich zu dem Rollenmantel und/oder dem Kragenelement in besonders bevorzugter Weise eine Erhebung (Nase) besitzen, durch welche ein permanenter Kontakt mit dem Rollenmantel und/oder dem Kragenelement in Form einer schleifenden Dichtung eingestellt ist.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die Ringdichtung dergestalt, dass diese die jeweils zugehörige Stirnseite des Rollenmantels umgreift. Dabei kann die Umgreifung in besonders vorteilhafter Weise so ausgeführt sein, dass die Ringdichtung den Rollenmantel lediglich an seiner Außenumfangsfläche berührt. Mit anderen Worten kann die Ringdichtung so um die jeweilige Stirnseite des Rollenmantels herumgeführt sein, dass diese dessen Stirnseite lediglich verdeckt aber nicht berührt.
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Die Berührung beschränkt sich dabei vielmehr auf eine umlaufende Linienberührung mit der Außenumfangsfläche des Rollenmantels.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt zunächst in einer während des Normalbetriebs überaus geringen Reibung zwischen Ringdichtung und Rollenmantel. Auf diese Weise sind etwaige Verluste im Antrieb der Tragrolle auf ein Minimum reduziert. Darüber hinaus wird ein hohes Maß an Dichtheit erreicht, sofern die Ringdichtung eine äußere Belastung erfährt, beispielsweise durch den Strahl eines Hochdruckreinigers.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, dass der Rollenmantel einen an seine jeweilige Stirnseite angrenzenden Endabschnitt aufweist, welcher in Form eines Querschnittssprungs gegenüber der restlichen Außenumfangsfläche des Rollenmantels radial nach innen zurückspringt. In Bezug auf den im Außendurchmesser veränderten Endabschnitt des Rollenmantels ist vorgesehen, dass die Ringdichtung dann die Außenumfangsfläche des Rollenmantels im Bereich seines zurückspringenden Endabschnitts berührt. Auf diese Weise kann beispielsweise der Außendurchmesser der Ringdichtung so weit herabgesetzt werden, dass die Ringdichtung keinen mitunter nachteiligen Überstand gegenüber der Außenumfangsfläche des Rollenmantels aufweist.
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Mit anderen Worten weist der Rollenmantel bei dieser Ausgestaltung im Bereich wenigstens einer seiner beiden Endabschnitte eine sprunghafte Verkleinerung seines Außendurchmessers auf. Im Rahmen der Erfindung wird unter Sprunghaft sowohl ein abrupter Wechsel des Außendurchmessers als auch ein beispielsweise entsprechend gleichmäßiger oder ausgerundeter Übergang zwischen den unterschiedlichen Außendurchmessern verstanden.
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Eine weitere Weiterentwicklung sieht vor, dass der Rollenmantel eine an seiner Innenumfangsfläche angeordnete Fase aufweist, welche den Rollenmantel von seiner Innenumfangsfläche her zu seiner jeweiligen Stirnseite hin aufweitet. Insbesondere in Kombination mit einer an der Innenumfangsfläche des Rollenmantels schleifend dichtenden Ausgestaltung der Ringdichtung berührt deren äußere Umfangsfläche bzw. deren Rand dann nur bereichsweise die Innenumfangsfläche des Rollenmantels, während sie sich ansonsten berührungslos über die zugehörige Fase hinweg erstreckt.
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Durch die Anordnung der Fase wird die ansonsten in Bezug auf ihre Umfangsfläche bzw. Rand vollflächige Berührung der Ringdichtung mit der Innenumfangsfläche des Rollenmantels auf ein Minimum reduziert. Hieraus ergeben sich Vorteile durch eine nur geringe Reibung zwischen Ringdichtung und Rollenmantel, wodurch etwaige Antriebsverluste wirksam reduzierbar sind. Eine durch eine äußere Belastung erfolgende Neigung der Ringdichtung gegenüber der dritten Ringscheibe bewirkt dabei, dass diese zumindest bereichsweise an die Fase angelegt wird, woraus im Bedarfsfall eine erhöhte Dichtwirkung resultiert. Derartige Situationen entstehen beispielsweise während einer Reinigung durch den Einsatz eines Hochdruckreinigers, dessen beschleunigter Reinigungsstrahl auf die Ringdichtung trifft.
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Die Erfindung sieht gemäß einer Weiterentwicklung vor, dass die Ringdichtung eine sich radial nach außen erstreckende Dichtlippe umfasst, welche das mit dem Rollenmantel verbundene, insbesondere verschweißte ringförmige Kragenelement zumindest teilweise überdeckt. Dabei verjüngt sich die Dichtlippe zu ihrem äußeren Rand hin, wobei sie derart zu dem Kragenelement hin gekrümmt ist, dass diese im Bereich ihres äußeren Randes mit dem Kragenelement in Berührung steht.
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Durch diese Ausgestaltung der Ringdichtung ist es möglich, den Betrieb der Tragrolle mit geringstmöglichen Reibungsverlusten vorzunehmen. Dabei ist die Berührung zwischen der Ringdichtung und dem ringförmigen Kragenelement des Rollenmantels auf einen kleinen Bereich der Dichtlippe reduziert. Aufgrund der Form der Dichtlippe ist es nun möglich, diese über eine äußere Belastung weiter an das ringförmige Kragenelement des Rollenmantels anzulegen, um deren Dichtwirkung zu erhöhen. Wie bereits in anderen Zusammenhängen ausgeführt, wird auf diese Weise insbesondere gegenüber dem Einsatz eines Hochdruckstrahlers eine hohe Dichtwirkung erzielt. So wird die insbesondere auf die Dichtlippe der Ringdichtung auftreffende Bewegungsenergie des Reinigungsstrahls dazu genutzt, die Ringdichtung an das ringförmige Kragenelement weiter anzulegen oder gar anzupressen. Nach Wegfall des Reinigungsstrahls führen die elastischen Eigenschaften der Ringdichtung wieder dazu, dass die Berührung und damit die Reibung zwischen Ringdichtung und dem ringförmigen Kragenelement wieder auf ein Minimum reduzierbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung gilt, dass die Tragrolle eine weitere Schutzanordnung besitzt. Hierzu wird vorgeschlagen, zusätzlich zu der ersten Dichtungsbaugruppe eine zweite Dichtungsbaugruppe mit einem Labyrinthdichtungsbereich anzuordnen. Weiterhin ist zu den bereits bestehenden ersten und zweiten Schutzkappenbereichen ein dritter Schutzkappenbereich vorgesehen. Hinsichtlich der Anordnung der zweiten Dichtungsbaugruppe und des dritten Schutzkappenbereichs ist vorgesehen, dass die zweite Dichtungsbaugruppe dem ersten Schutzkappenbereich und der dritte Schutzkappenbereich dem zweiten Schutzkappenbereich zugewandt ist.
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Durch die Anordnung einer weiteren zweiten Dichtungsbaugruppe und eines weiteren dritten Schutzkappenbereichs wird die Dichtwirkung für das dahinter angeordnete Drehlager nochmals erhöht. Auf diese Weise lässt sich die Standzeit einer so ausgestatteten Tragrolle weiter verbessern, da nach einem möglichen Durchdringen des zweiten und dritten Schutzkappenbereichs sowie der dahinter liegenden zweiten Dichtungsbaugruppe weiterhin der erste Schutzkappenbereich und die erste Dichtungsbaugruppe vorhanden sind, welche das Drehlager gegenüber den bereits in die anderen Teile eingedrungenen Einflüssen wirksam schützen.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zusätzlich Ringkappe vorgesehen, welche dann zwischen dem zweiten Schutzkappenbereich und dem ersten Schutzkappenbereich angeordnet ist. Alternativ hierzu ist besagte Ringkappe zwischen den zweiten Schutzkappenbereich und dem dritten Schutzkappenbereich angeordnet. Dabei ist die Ringkappe mit der Innenumfangsfläche des Rollenmantels verbunden, während sie die Achse durch eine in der Ringkappe angeordnete Öffnung hindurch berührungslos umgreift. Durch die Anordnung der Ringkappe wird ein weiteres schützendes Element zugefügt, um das dahinterliegende Drehlager vor äußeren Einflüssen wirksam zu schützen.
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Es ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Tragrolle gemäß Weiterbildung eine Dichtmanschette aufweist, welche eine Ringnut besitzen, die zu der ersten Dichtungsbaugruppe hin ausgerichtet ist. Alternativ hierzu ist besagte Ringnut zu der zweiten Dichtungsbaugruppe hin ausgerichtet. Dabei umfasst die Ringkappe eine um ihre Öffnung herum angeordnete kragenförmige Abbiegung, welche zumindest abschnittsweise in die Ringnut der Dichtmanschette greift. Auf diese Weise wird ein hohes Maß an Dichtheit erreicht, wobei das Ineinandergreifen von Abbiegung und Ringnut bevorzugt berührungslos erfolgen kann. Hierdurch ist ein weiteres Labyrinth geschaffen, welches beispielsweise durch das Anordnen eines Schmierstoffs bzw. Dichtstoffs dichtend ausgefüllt sein kann.
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In vorteilhafter Weise kann besagte Dichtmanschette dabei in Ebene der Ringkappe gelegen sein.
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Die zuvor aufgezeigte erfindungsgemäße Tragrolle stellt eine vorteilhafte Weiterentwicklung der bisher bekannten Ausführung dar. Insbesondere durch die Anordnung der dritten Ringscheibe in Kombination mit der direkt mit dem Rollenmantel oder dem mit dem Rollenmantel fest verbundenen ringförmigen Kragenelement in schleifendem Kontakt stehenden Ringdichtung wird ein hoher Schutz der Drehlager gegenüber mechanischen Einwirkungen erreicht. Derartige Einwirkungen können insbesondere bei der Reinigung der Tragrollen im Zusammenhang mit dem Einsatz von Hochdruckreinigern entstehen, wobei spätestens der Druck des Reinigungsmediums für ein Anlegen der Dichtlippe und damit für ein Verschließen des abzudichtenden Ringspalts sorgt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tragrolle,
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2 die Tragrolle aus 1 in einer alternativen Ausgestaltung in gleicher Darstellungsweise,
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3 einen Querschnitt durch einen der beiden Endabschnitte der Tragrolle aus 2,
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4 einen Querschnitt durch einen der beiden Endabschnitte der Tragrolle aus 1 sowie
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5 einen Querschnitt durch einen der beiden Endabschnitte der Tragrolle aus 1 in einer alternativen Ausgestaltung.
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1 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Tragrolle 1 in einer Seitenansicht. Die Tragrolle 1 umfasst einen zylindrischen Rollenmantel 2, längs deren Längsachse x sich eine Achse 3 durch den Rollenmantel 2 hindurch erstreckt. Rollenmantel 2 und Achse 3 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei der Rollenmantel 2 um die Längsachse x der Achse 3 herum rotierbar gelagert ist. Wie zu erkennen ist, ragt die Achse 3 über die beiden Stirnseiten 4, 5 des Rollenmantels 2 hinaus. Mittels der überstehenden Endabschnitte der Achse 3 kann die Tragrolle 1 an einem nicht näher gezeigten Unterbau, beispielsweise in Form eines Gestells, festgelegt werden. Insbesondere finden derartige Tragrollen 1 als Förderbandrollen Verwendung.
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2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Tragrolle 1 nach 1. Ersichtlich ist diese zumindest bereichsweise mit einem Überzug 6 ummantelt, bei dem es sich um ein elastisches Material, beispielsweise um Gummi handeln kann. Zur besseren Verdeutlichung ist der Überzug 6 hierbei geschnitten dargestellt, während der Rest der Tragrolle 1, insbesondere deren Rollenmantel 2 und Achse 3 weiter in ihrer Seitenansicht gezeigt sind.
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3 zeigt einen der beiden Endabschnitte der Tragrolle 1 aus 2 in einem Querschnitt. Diese wie auch die weiteren Darstellungen der 4 und 5 nebst den nachfolgenden Erläuterungen gelten insofern für beide Endabschnitte der Tragrolle 1.
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In der nunmehr geschnitten Darstellung wird deutlich, dass die Tragrolle 1 an ihren jeweiligen Endabschnitten eine Nabe 7 besitzt, welche in Form eines Lagerträgers über ihren äußeren Umfang an einer Innenumfangsfläche 8 des Rollenmantels 2 festgelegt ist. Hierzu ist die Nabe 7 durch eine Schweißverbindung A1 mit dem Rollenmantel 2 verbunden. Innerhalb der Nabe 7 ist ein Drehlager 9 angeordnet, bei welchem es sich vorliegend um ein Kugellager; näherhin um ein Rillenkugellager handelt. Das Drehlager 9 ist dabei um einen Abschnitt der Achse 3 herum angeordnet, so dass der Rollenmantel 2 über das Drehlager 9 rotierbar an der Achse 3 abgestützt ist.
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In Bezug auf die Darstellung von 3 sind in einer parallel zur Längsachse x verlaufenden Aufbaurichtung x1 mehrere Elemente, insbesondere Dichtungselemente angeordnet. Die Aufbaurichtung x1 erstreckt sich dabei beginnend an dem Drehlager 9 in Richtung der jeweiligen Stirnseite 4, 5. Als Elemente sind in Aufbaurichtung x1 aufeinanderfolgend eine erste Dichtungsgruppe 10, ein erster Schutzkappenbereich 11 und anschließend ein zweiter Schutzkappenbereich 12 (Wetterschild) dem Drehlager 9 vorgelagert. Erkennbar ist die erste Dichtungsgruppe 10 als Labyrinthdichtung ausgebildet, wobei sie einen Labyrinthdichtungsbereich 10a besitzt. Der erste Schutzkappenbereich 11 ist aus einer an der Achse 3 angeordneten ersten Ringscheibe 13 und einer an der Nabe 7 angeordneten zweiten Ringscheibe 14 gebildet. Erste Ringscheibe 13 und zweite Ringscheibe 14 sind dabei unter Ausformung einer als Labyrinth ausgebildeten Dichtungskammer zueinander beabstandet.
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Demgegenüber umfasst der zweite Schutzkappenbereich 12 eine dritte Ringscheibe 15, welche an der Achse 3 festgelegt ist. An einem äußeren Umfangsbereich 16 der dritten Ringscheibe 15 ist eine flexible Ringdichtung 17 angeordnet. Die Ringdichtung 17 steht in einem zumindest bereichsweisen schleifenden Kontakt mit dem Rollenmantel 2. Dabei ist die dritte Ringscheibe 15 im Bereich ihres äußeren Umfangsbereichs 16 von der Ringdichtung 17 umgriffen. Hierfür weist die dritte Ringscheibe 15 an ihren sich in Bezug auf die Längsachse x gegenüberliegenden Seitenflächen zu ihrem äußeren Umfangsbereich 16 hin jeweils eine Absenkung 15a, 15b auf. Die sich in Bezug auf die Längsachse x gegenüberliegenden Absenkungen 15a, 15b bilden einen beiderseitigen Querschnittssprung an der dritten Ringscheibe 15, so dass sich die dritte Ringscheibe 15 zu ihrem äußeren Umfangsbereich 16 hin verjüngt. Im Bereich der beiden Absenkungen 15a, 15b ist die Ringdichtung 17 derart ausgebildet, dass deren sich in Bezug auf die Längsachse x gegenüberliegenden Seitenflächen sich in einer gemeinsamen Ebene mit der zugehörigen Seitenfläche der Ringscheibe 15 erstrecken.
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Mit Blick auf die Ringdichtung 17 wird deutlich, dass diese klauenartig ausgebildet ist. Hierdurch umgreift die Ringdichtung 17 die zugehörige Stirnseite 4, 5 des Rollenmantels 2 derart, dass die Ringdichtung 17 den Rollenmantel 2 an seiner Außenumfangsfläche 18 innerhalb seines Endabschnitts 19 in Form eines schleifenden Kontaktes berührt. Hierzu kann an der Ringdichtung 17 in bevorzugter Weise ein Vorsprung in Form einer Nase ausgebildet sein, über welche die Ringdichtung 17 in permanentem Kontakt mit der Außenumfangsfläche 18 des Rollenmantels 2 stehen kann. Besagter Vorsprung kann beispielsweise mit einem halbkreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein, welcher beispielsweise einen Radius von 2,0 mm besitzt. Der an die jeweilige Stirnseite 4, 5 angrenzende Endabschnitt 19 weist erkennbar einen Querschnittssprung auf, so dass dieser gegenüber der restlichen Außenumfangsfläche 18 des Rollenmantels 2 radial nach innen zurückspringt.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Tragrolle 1 gemäß 1 im Querschnitt. Ersichtlich ist die Ringdichtung 17 hierbei gegenüber der Ausgestaltung in 3 anders ausgeführt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass diese nunmehr nicht mehr die Außenumfangsfläche 18 des Rollenmantels 2 berührt, sondern dessen Innenumfangsfläche 8. Dabei ist zu der jeweiligen Stirnseite 4, 5 des Rollenmantels 2 an dessen Innenumfangsfläche 8 eine Fase 20 angeordnet. Durch die Fase 20 weitet sich der Innenquerschnitt des Rollenmantels 2 zu dessen jeweiligen Stirnseite 4, 5 hin. Hierdurch berührt nur ein Teil einer äußeren Umfangsfläche 21 der Ringdichtung 17 die Innenumfangsfläche 8 des Rollenmantels 8, während die restliche äußere Umfangsfläche 21 der Ringdichtung 17 sich berührungslos über die Fase 20 hinweg erstreckt. Weiterhin ist eine Ringkappe 22 vorgesehen, welche vorliegend zwischen dem ersten Schutzkappenbereich 11 und dem zweiten Schutzkappenbereich 12 angeordnet ist. Die Ringkappe 22 ist an ihrem Außenumfang mit der Innenumfangsfläche 8 des Rollenmantels 2 durch eine Schweißverbindung A2 verbunden. Zur Längsachse x hin weist die Ringkappe 22 eine Öffnung 23 auf, durch welche hindurch die Achse 3 geführt und dabei berührungslos von der Ringkappe 22 umgriffen ist.
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In der Ebene der Ringkappe 22 ist auf der Achse 3 eine Dichtmanschette 24 angeordnet, welche eine zu der ersten Dichtungsbaugruppe 10 hin ausgerichtete (geöffnete) Ringnut 25 besitzt. Demgegenüber umfasst die Ringkappe 22 eine um ihre Öffnung 23 herum angeordnete kragenförmige Abbiegung 26, welche umlaufend in die Ringnut 25 der Dichtmanschette 24 greift. Die kragenförmige Abbiegung 26 kann auch als Durchzug bezeichnet werden.
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5 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung einer Tragrolle 1 gemäß 1 im Querschnitt. Gegenüber den vorherigen Ausführungen zeigt die 5 eine alternative Lösung nach der Erfindung, in der ein mit dem Rollenmantel 2 über eine Schweißverbindung A3 verbundener ringförmiges Kragenelement 27 vorgesehen ist. Wie zu erkennen, erstreckt sich das ringförmige Kragenelement 27 unter Ausbildung eines Ringspalts 28 radial nach innen zu der dritten Ringscheibe 15 des zweiten Schutzkappenbereichs 12 hin. Dabei weist die Ringdichtung 17 einen zumindest bereichsweisen Kontakt mit dem ringförmigen Kragenelement 27 auf.
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Mit Blick auf die hier gezeigte Ausführung der Ringdichtung 17 wird deutlich, dass diese eine sich radial nach außen erstreckende Dichtlippe 29 umfasst. Dabei ist die Dichtlippe 29 so ausgerichtet, dass diese das mit dem Rollenmantel 2 verschweißte ringförmige Kragenelement 27 zumindest teilweise radial überdeckt. Die Dichtlippe 29 verjüngt sich zu ihrem äußeren Rand 30 hin und ist dabei derart zu dem ringförmigen Kragenelement 27 hin gekrümmt, dass diese im Bereich ihres äußeren Randes 30 mit dem ringförmigen Kragenelement 27 in Berührung steht.
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Weiterhin geht aus 5 auch eine alternative Ausgestaltung der dem Drehlager 9 vorgelagerten ersten Dichtungsbaugruppe 10 hervor. Erkennbar sind zusätzlich zu der ersten Dichtungsbaugruppe 10 mit dem ersten Schutzkappenbereich 11 nunmehr eine zweite Dichtungsbaugruppe 31 mit einem dritten Schutzkappenbereich 32 angeordnet, die im Wesentlichen identisch zur ersten Dichtungsbaugruppe 10 und zum ersten Schutzkappenbereich 11 ausgebildet sind. Die erste Dichtungsgruppe 10 bildet zusammen mit dem ersten Schutzkappenbereich 11 eine erste kompakte Anordnung, während die zweite Dichtungsgruppe 31 zusammen mit dem dritten Schutzkappenbereich 32 eine zweite kompakte Anordnung bildet. Beide kompakte Anordnungen sind dabei innerhalb der Nabe 7 angeordnet, die mittels einer Schweißverbindung A1 an der Innenumfangsfläche 8 des Rollenmantels 2 festgelegt ist.
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Den beiden aus Dichtungsgruppe 10 und erstem Schutzkappenbereich 11 sowie aus zweiter Dichtungsgruppe 31 und drittem Schutzkappenbereich 32 gebildeten ersten und zweiten kompakten Anordnungen ist vorliegend zur Stirnseite 4, 5 hin ein Abdeckring 33 vorgelagert. Dabei weist die Nabe 7 eine zur Stirnseite 4, 5 hin ausgerichtete Nabenöffnung 34 auf, in deren Bereich eine umlaufende Fase 35 angeordnet ist. Die Fase 35 ist so ausgebildet und angeordnet, dass ein die beiden kompakten Anordnungen aufnehmender Öffnungsdurchmesser b der Nabe 7 zu der Stirnseite 4, 5 hin aufgeweitet ist. Wie zu erkennen, weist der dritte Schutzkappenbereich 32 der zweiten kompakten Anordnung hinsichtlich seiner radial äußeren Gestalt eine an den aufgeweiteten Öffnungsdurchmesser b der Nabe 7 angepassten Form auf.
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Die Fase 35 kann dazu vorgesehen sein, um insbesondere das entgegen der Aufbaurichtung x1 erfolgende Einsetzen der beiden aus den Dichtungsgruppen 10, 31 und den Schutzkappenbereichen 11, 32 gebildeten kompakten Anordnungen in die Nabe 7 hinein zu erleichtern.
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Mit Bezug auf den Abdeckring 33 umgreift dieser die Achse 3 und erstreckt sich in radiale Richtung, so dass er die durch die Fase 35 aufgeweitete Nabenöffnung 34 vollständig überspannt. Dabei weist der Abdeckring 33 einen sich radial nach außen hin verjüngenden umlaufenden Außenrand 36 auf, welcher sich derart zur Nabe 7 hin krümmt, dass dieser endseitig im Bereich der Fase 35 mit der Nabe 7 in Berührung steht. Auf diese Weise ist die Nabenöffnung 34 zu der Stirnseite 4, 5 hin durch den Abdeckring 33 verschlossen, wodurch ein zusätzlicher Schutz der beiden dahinterliegenden kompakten Anordnungen aus Dichtungsgruppen 10, 31 und den Schutzkappenbereichen 11, 32 etabliert ist.
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Auch wenn die vorliegenden Ausführungsbeispiele jeweils in Bezug auf die Ausführungsform der Tragrolle 1 nach 1 oder 2 beschrieben sind, sind sie alle jeweils sowohl bei Tragrollen 1 nach 1 als auch nach 2 realisierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tragrolle
- 2
- Rollenmantel von 1
- 3
- Achse von 1
- 4
- Stirnseite von 2
- 5
- Stirnseite von 2
- 6
- Überzug auf 2
- 7
- Nabe von 1
- 8
- Innenumfangsfläche von 2
- 9
- Drehlager von 1
- 10
- erste Dichtungsbaugruppe von 1
- 10a
- Labyrinthdichtungsbereich von 10
- 11
- erster Schutzkappenbereich von 1
- 12
- zweiter Schutzkappenbereich (Wetterschild) von 1
- 13
- erste Ringscheibe von 11
- 14
- zweite Ringscheibe von 11
- 15
- dritte Ringscheibe von 12
- 15a
- Absenkung von 15
- 15b
- Absenkung von 15
- 16
- Außenumfang von 15
- 17
- Ringdichtung an 15
- 18
- Außenumfangsfläche von 2
- 19
- Endabschnitt von 2
- 20
- Fase an 2
- 21
- äußere Umfangsfläche von 17
- 22
- Ringkappe von 1
- 23
- Öffnung in 22
- 24
- Dichtmanschette von 1
- 25
- Ringnut von 24
- 26
- Abbiegung von 22
- 27
- ringförmiges Kragenelement von 1
- 28
- Ringspalt zwischen 15 und 27
- 29
- Dichtlippe von 17
- 30
- äußerer Rand von 29
- 31
- zweite Dichtungsbaugruppe von 1
- 31a
- Labyrinthdichtungsbereich von 31
- 32
- dritter Schutzkappenbereich von 1
- 33
- Abdeckring an 7
- 34
- Nabenöffnung von 7
- 35
- Fase an 7
- 36
- Außenrand von 33
- A1
- Schweißverbindung
- A2
- Schweißverbindung
- A3
- Schweißverbindung
- b
- Öffnungsdurchmesser von 7
- x
- Längsachse
- x1
- Aufbaurichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19627048 C2 [0005, 0006]
- DE 10303125 B3 [0006, 0008]
- DE 102006039983 A1 [0007]
- DE 102009041105 A1 [0008]
