DE2260686C3

DE2260686C3 - Abdichtung eines Wälzlagers

Info

Publication number: DE2260686C3
Application number: DE19722260686
Authority: DE
Inventors: Georg 5000 Koeln Sass
Original assignee: Pohlig Heckel Bleichert Vereinigte Maschinenfabriken AG
Current assignee: PHB WESERHUETTE AG 5000 KOELN DE
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2260686B2; DE2260686A1; FR2211096A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung eines Wälzlagers, das in einem topfförmigen Boden einer auf einer Achse drehbaren Förderbandtragrolle angeordnet ist, mit einem Dichtspalt zwischen einem am topfförmigen Boden befestigten, die Achse umgreifenden Abschlußdeckel und einem auf der Achse festgelegten, radial nach außen weisenden Ringflansch, der mit einem axial zum Wälzlager gerichteten Ringsteg einen unter Bildung einer Ringrinne vom Wälzlager weg radial nach außen abgebogenen Teil des Abschlußdeckels übergreift, und mit einem auf der Achse unmittelbar neben dem Wälzlager angeordneten Innenring und einem im topfförmigen Boden konzentrisch zum Innenring sitzenden Außenring, der an seinem dem Wälzlager benachbarten Ende eine radial nach innen gerichtete, mit dem Innenring einen

K) Dichtspalt bildende Ringschulter aufweist.

Bekannte Abdichtungen dieser Art mit Spaltdichtungen (FR-PSn 1354046 und 1030154) haben den Vorteil nur geringer Leistungsverluste durch Reibung. Sie bieten aber keinen ausreichenden Schutz des abzudichtenden Lagers gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln.

An den abzudichtenden Stellen wirken auf das Schmiermittel, wie Fett, und auf eingedrungene Schmutzpartikel verschiedene Kräfte ein, namentlich die Zentrifugalkraft, die Schwerkraft, Unter- sowie Überdrücke, Adhäsion, Kapillarwirkung und Reibung.

Die Zentrifugalkraft bewirkt, daß sowohl Fett als auch Schmutzpartikel, also Fremdkörper, radial nach

2s außen geschleudert werden. Die Schwerkraft zieht beim Stillstand der Rolle die Teilchen nach unten. Durch diese beiden Kräfte entstehen zwangsläufig Bewegungen der Teilchen in Ebenen quer zur Achsrichtung.

Durch Unter- und Überdruck werden Bewegungen in Achsrichtung ausgelöst. Erwärmt sich im Rollenkörper die Luft, erfolgt ein Druckausgleich und damit ein Wandern von Fett und Schmutzpartikeln axial nach außen. Erkaltet die Luft innerhalb der Tragrolle,

si gehen Fett und Schmutzpartikel den umgekehrten Weg. 1st das Wälzlager mit einem Käfig versehen, weist dieser gegenüber der Drehbewegung des Außenringes eine Eigenbewegung auf. Diese Drehzahl des Käfigs ist niedriger als die Drehzahl des Lageraußenringes.

Durch Adhäsion lagert sich das Fett an allen den Teilen ab, die mit der Achse feststehen. An allen drehenden Teilen bewirkt die Adhäsion das gleiche. Bei Drehbewegungen müssen im Grenzbereich der beiden

4^r> Fettmassen Kanäle entstehen, die Wanderwege für vagabundierendes Fett und Schmutzpartikel bilden. An den Stirnflächen des Wälzlagerkäfigs haftet eine Fettschicht, die sich mit dem Käfig mitdreht. Gegenüber der feststehenden Fettschicht auf den Achsentei-

^r>() len und der drehenden Fettschicht an den mit dem Rollenkörper verbundenen Teilen besteht eine ReIalivbewegung, die wegen der veränderlichen Form der Fettschichten Unter- bzw. Überdrücke hervorrufen kann. Der Fettring ist im wesentlichen von amorpher Gestalt. Durch ständige Gestaltsänderung entstehen Hohlräume, die eine ähnliche Wirkung wie eine Pumpe haben. All dies sind Gründe dafür, daß Schmutzpartikel in das Lager gelangen können.

Aus der DE-PS 1 193 869 ist eine kugelgelagerte Tragrolle für eine Förderbandstraße bekannt, bei der zum Druckausgleich die Luft nicht mehr den Weg durch das Kugellager nimmt. Dafür ist vorgesehen, daß in den Stirnwänden der Tragrolle Bohrungen angeordnet und in diese Mundstücke von Kunststoffen schläuchen eingesetzt sind. Obwohl die Schläuche den Druckausgleich vom Inneren des Rollenkörpers ins Freie bewirken, können durch die Pumpwirkung des Kugellagers selber Fremdteile sowohl aus dem Inne-

ren des Rollenkörpers als auch von außen her in das Kugellager eindringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spaltdichtung die Wanderung von Fremdkörpern auf dem Weg zum Wälzlager zu unterbinden und die Lebensdauer des Wälzlagers bzw. der mit ihm versehenen Tragrolle entscheidend zu verlängern.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß

a) im Raum zwischen Innenring und Außenring eine durch stufenartig von der einen zur anderen Stirnseite verlaufende Trennfugen in drei gleiche, gegeneinander radial frei bewegliche Sektoren geteilte Ringscheibe in Umfangsrichtung lose mit bsidseitigem radialen Spiel angeordnet ist,

b) die Außenkrümmung der Sektoren mit dem Durchmesser der Bohrung des Außenringes und die Innenkrümmung mit dem Außendurchmesser des Innenringes im Bereich der Sektoren ausgeführt ist,

c) die in Sektoren geteilte Ringscheibe zwischen der radial nach innen gerichteten Ringschulter des Außenringes und einem in den Außenring eingesetzten Sprengring axial geführt ist.

Aus der DE-PS 512 446 ist zwar eine Abdichtung für umlaufende Wellen mittels einer in Sektoren geteilten Ringscheibe bekannt. Diese wird beim Umlaufen der Welle angetrieben und durch die FI Sehkraft gegen einen feststehenden Teil angepreßt, wobei eine nicht unbeträchtliche Reibung entsteht. Es handelt sich hierbei also um eine schleifende Dichtung und nicht um eine Spaltdichtung.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die in Sektoren geteilte Ringscheibe an der der Ringschulter zugekehrten Seite von einem zwischen Ringscheibe und Ringschulter in den Innenring eingesetzten Sprengring axial geführt ist.

Zweckmäßigerweise ist eine jeweils aus einem Innenring, einem Außenring mit radial nach innen gerichteter Ringschulter und einer zwischen diesen beiden Ringen angeordneten, in Sektoren geteilten Ringscheibe bestehende Dichtung zu beiden Seiten des Wälzlagers vorgesehen.

Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ende einer Tragrolle mit dv;r Abdichtung,

Fig. 2 ein Detail der Fig. 1 mit der Ringscheibe, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ringscheibe, und Fig. 4 einen Schnitt durch die Ringscheibe.

Die Förderbandtragrolle 1 ist mit einem Mantel 2 versehen. Mit dem Mantel 2 ist ein in an sich bekannter Weise topfartig ausgestalteter Boden 3 fest verbunden, in dem auf einer Achse 4 ein Wälzlager 5 angeordnet ist. Zum Schutz des Wälzlagers 5 sind beidseitig Spaltdichtungen vorgesehen.

An der äußeren Seite des Wälzlagers 5 ist ein breiter Außenring 6 angeordnet, der radial innen im Durchmesser stufenförmig abgesetzt und mit einer zur schleiffreien Abdeckung des Wälzlagers 5 dienenden Ringschulter 9 versehen ist.

Im axial äußeren Abschnitt der Innenfläche des breiten Außenringes 6 ist ein ungeteilter Sprengring 7 untergebracht, dem in Richtung Wälzlager 5 eine in Sektoren geteilte Rindscheibe 8 zugeordnet ist. Auf der Achse 4 bzw. an der Stirnfläche des Wälzlagers 5 ist ein Innenring 10 mit einem axial inneren ungeteilten Sprengring 11 vorgesehen. Beide Sprengringe 7, 11 dienen der Führung der Ringscheibe 8. Der Sprengring 11 ist hierbei entbehrlich, er kann durch entsprechende Ausbildung des Innenringes ersetzt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Ringscheibe 8 aus drei gleichen Sektoren 8«, Sb, Sc, die an den Trennstellen mit Überlappungen Sd ίο ausgebildet sind. Der äußere Durchmesser D der Ringscheibe 8 entspricht dem Durchmesser des Außenringes 6 zwischen den beiden Sprengringen 7, 11, der innere Durchmesser d der Scheibe dem Durchmesser des Innenringes 10 und zwischen den

r> beiden Sprengringen 7 und 11. Die Arbeitstoieranz der Scheibe liegt z. B. zwischen 1-2 mm.

Eine ähnliche Dichtung ist an der dem Innenraum der Förderbandtragrolle 1 zugewandten Seite des Wälzlagers 5 vorgesehen, wobei ein schmaler Außen-

2u ring 12 an seiner radial inneren Seite im Durchmesser stufenförmig abgesetzt und zur schleiffreien Abdekkung des Wälzlagers 5 mit einer Ringschulter 13 versehen ist. Im axial äußeren Abschnitt der Innenfläche des schmalen Außenringes 12 ist ein ungeteilter Sprengring 14 angebracht, dem in Richtung zum Wälzlager 5 die z. B. dreiteilige Ringscheibe 8 zugeordnet ist. Auf der Achse 4 bzw. an der Stirnfläche des Wälzlagers 5 befindet sich ein Innenring 15, der die Bewegung der Sektoren der Ringscheibe 8 radial

ω nach innen begrenzt.

Gegen die äußere Stirnfläche des Innenringes 10 liegt ein auf die Achse 4 aufgesetzter Sicherungsring 16 an, mittels dessen Maßabweichungen der Einzelteile ausgeglichen werden. Auf der Achse 4 ist ferner

J5 eine festsitzende Axialdichtung 17 mit einem radial nach außen weisenden Ringflansch angeor Säet, in tien von innen der Abschlußdeckel 18 des Lagerraumes 19 eingreift, der mit dem Rcllenkö'per drehbar ist. Der Abschlußdeckel 18 ist an seinem äußeren Ende mit einem relativ hohen Kragen 20 ausgestaltet.

Die Funktionsweise ist folgende: Das Eindringen von Wasser und Staub beim Stillstand der Rolle in den Lagerraum 19 wird weitgehend durch die benannte Ausgestaltung der Axialabdichtung 17 mit hohem Ringflansch sowie des in diesen eingreifenden Achsabschlußdeckels 18 verhindert. Wasser und Staub müssen an der Stirnwand des Abschlußdeckels 18 herunterrieseln und sich bei Stillstand der Rolle in der Ringrinne 25 des Abschlußdeckels sammeln und im weiteren Verlauf über die gewölbte Bahn aus dem Bereich des Abschlußdeckels entlang der Stirnwand auslaufen bzw. herausfallen. Infolge der Schwerkraft ist es Schmutzpartikelchen im wesentlichen nicht möglich, in den Spalt 24 zwischen Axialdichtung 17 und Abschlußdeckel 18 zu gelangen. Die Axialdichtung 17 wirkt wie ein Regenschirm und überdacht den Spalt 24 und den hochgezogenen Kragen 20 des Abschlußdeckels 18.

Bei drehender Förderbandtragrolle 1 werden die

bo Teilchen durch die Zentrifugalkraft aus der Ringrinne 25 des Abschlußdeckels 18 radial hinausgeschleudert, können also nicht in den Spalt 24 eindringen.

Die Ringscheibe 8 wird von der Förderbandtragrolle 1 über den in den Boden 3 eingesetzten Ring 6

bi mitgenommen. Sie erreicht dabei im wesentlichen die Drehzahl der Förderbandtragrolle 1, so daß Reibung praktisch vermieden wird.

Bei Stillstand ruht die Ringscheibe 8 infolge der

Schwerkraft mit jeweils wenigstens einem Sektor unten am Außenring 6 und oben am Innenring 10 satt auf und sperrt so an diesen wesentlichen Stellen den Weg zum Wälzlager 5 ab. Die Pumpwirkung durch Temperaturunterschiede (bei stehender Rolle) ist "> nicht ausreichend, um Fremdkörper über die Ringsektoren hinweg in den unten zwischen Ringscheibe 8 und Innenring 10 verbliebenen und oben zwischen ihr und dem Außenring entstandenen Spalt zu heben.

Bei drehender Tragrolle legen sich die Sektoren 8a, hi h. (der Ringscheibe San den Außenring 6 an. Infolge der Fliehkraft bewegen sich Fremdkörper ebenfalls in Richtung radial nach außen. Der axiale Weg wird dureh die nach außen drückenden Sektoren 8a, b. c blockiert. Es ist so ein Druckausgleich durch den Spalt ι "> zwischen Ringscheibe 8 und Innenring 10 möglich, ohne daß Fremdkörper mitgerissen werden.

Ein besonderer Vorteil der Ringscheibe 8 ist im weiteren die im wesentlichen schleiffreie Arbeitsweise liüi drehender Tragrolle. Die speirende Wirkung der Ringseheibe wird sonst nur durch sogenannte schleifende Dichtungen erzielt, die jedoch Leistungsveiluste durch Reibung verursachen und dem Verschleiß unterliegen. Beiderseits der Ringscheibe 8 sind Kammern 26, 27 angeordnet, die der Aufnahme der Fremdkörper dienen. Dabei ist ein Nachschmierung der Dichtung möglich.

Die zur Abdichtung des Wälzlagers 5 gegenüber dem Innenraum der Tragrolle vorgesehene Dichtung ist ohne Kammern ausgeführt, ansonsten ist die Wirkungsweise im wesentlichen dieselbe wie bei der beicits beschriebenen äußeren Abdichtung, wobei ebenfalls eine schleiffreie Abdichtung erzielt wird. Die Luft kann bei dieser Abdichtung in beiden Richtungen frei durch das Lager strömen. Line Bewegung von Fremdkörpern durch das Lager ist im wesentlichen ausgeschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abdichtung eines Wälzlagers, das in einem topfförmigen Boden einer auf einer Achse drehbaren Förderbandtragrolle angeordnet ist, mit einem Dichtspalt zwischen einem am topfförmigen Boden befestigten, die Achse umgreifenden Abschlußdeckel und einem auf der Achse festgelegten, radial nach außen weisenden Ringflansch, der mit einem axial zum Wälzlager gerichteten Ringsteg einen unter Bildung einer Ringrinne vom Wälzlager weg radial nach außen abgebogenen Teil des Abschlußdeckels übergreift, und mit einem auf der Achse unmittelbar neben dem Wälzlager angeordneten Innenring und einem im topfförmigen Boden konzentrisch zum Innenring sitzenden Außenring, der an seinem dem Wälzlagei benachbarten Ende eine radial nach innen gerichtete, mit dem Innenring einen Dichtspalt bildende Ringschulter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) im Raum zwischen Innenring (10) und Außenring (6) eine durch stufenartig von der einen zur anderen Stirnseite verlaufende Trennfugen (8e) in drei gleiche, gegeneinander radial frei bewegliche und einander an den Trennfugen überlappende Sektoren (8a, />, c) geteilte Ringscheibe (8) in Umfangsrichtung lose mit beidseitigem radialen Spiel angeordnet ist,

c) die in Sektoren geteilte Ringscheibe zwischen der radial nach innen gerichteten Ringschulter (9) des Außenringes und einem in den Außenring eingesetzten Sprengring (7) axial geführt ist.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Sektoren (8a, b, c) geteilte Ringscheibe (8) an der der Ringschulter (9) zugekehrten Seite von einem zwischen Ringscheibe und Ringschulter in den Innenring (10) eingesetzten Sprengring (11) axial geführt ist.

3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweils aus einem Innenring (10 bzw. 15), einem Außenring (6 bzw. 12) mit radial nach innen gerichteter Ringschulter (9 bzw. 13) und einer zwischen diesen beiden Ringen angeordneten, in Sektoren geteilten Ringscheibe (8) bestehende Dichtung zu beiden Seiten des Wälzlagers (5) vorgesehen ist.