DE2349432C3 - Dichtung für ein Loslager für den Tragzapfen eines Konverters - Google Patents
Dichtung für ein Loslager für den Tragzapfen eines KonvertersInfo
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Description
55
Die Erfindung betriff! eine Dichtung für ein Loslager
für den Tragzapfen eines Konverters, z. B. Gleit-, Gelenk- oder Wälzlager, welches fähig ist, axiale sowie
Winkel- bzw. Taumelbewegungen aufzunehmen, mit einem Außenring, der mit einer Schiebebüchse verbunden
und innerhalb des Lagergehäuses axial verschiebbar ist, und mit einem Innenring, der mittels zweier am
Tragzapfen befestigter Distanzringe lagefixiert ist, * wobei zwischen dem Lagergehäuse und den Distanzringen
bzw. dem Zapfen ringförmige Dichtungen aus Gummi oder Kunststoff vorgesehen sind.
Konverterlager, die Tragkräfte von über 1000 t aufnehmen, der Einwirkung von Hitze und Staub
ausgesetzt sind und infolge Schiefstellung der Tragzapfen auch Taumelbewegungen aufnehmen müssen,
erfordern eine besondere konstruktive Sorgfalt, insbesondere auch hinsichtlich der Abdichtung des Innenraumes
des Lagers gegen das Eindringen von Fremdkörpern
Gemäß der österreichischen Patentschrift 2 93 808 ist eine Zapfendichtung bekannt, die eine den Zapfen
umgebende, in eine Nut eingesetzte Dichtungsschnur aufweist. Die Nut wird aus zwei axial gegeneinander
ziehbaren Profilringen gebildet, wobei diese Profilringe zusammen mit der Dichtungsschnur in radialer Richtung
innerhalb einer ringförmigen Ausnehmung des Lagergehäuses bzw. eines Lagerdeckels verschiebbar sind, so
daß auch bei einer Taumelbewegung des Tragzapfens die Dichtwirkung bestehen bleibt Obwohl die Überlegungen
richtig sind, von denen bei dieser Konstruktion ausgegangen worden ist, hat die Betriebspraxis gezeigt,
daß die Lebensdauer der Dichtung nicht zufriedenstellend lang ist. Bei Schrägstellungen des Zapfens wird die
Dichtschnur durch die radiale gleitende Bewegung im Lagergehäuse stark verformt. Das Dichtungsmaterial
wird dadurch bis über seine Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht bzw. geht seine elastische Eigenschaft
allmählich verloren. Im Laufe der Zeit kommt es zu einem »öffnen« des Lagerinnenraumes. Sodann eindringender
Schmutz, feste Partikel aus Schlacke, Eisen und dergleichen zerstören das Lager in kurzer Zeit und
der Konverterbetrieb muß unterbrochen werden. Der Austausch eines schweren Konverterlagers ist außerordentlich
kostspielig.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und eine Konstruktion zu
schaffen, bei der ein Zusammendrücken der elastischen Dichtung in radialer Richtung bei einer Taumelbewegung
des Tragzapfens vermieden wird und die auf die Dichtung wirkenden Kräfte nicht zu einer Zerstörung
bzw. frühzeitigem Verschleiß der Dichtung führen. Die Konstruktion gemäß der Erfindung soll es ermöglichen,
neben Winkel- und Taumelbewegungen auch axiale Bewegungen des Tragzapfens aufzunehmen, wobei zu
jedem Zeitpunkt die Dichtwirkung voll erhalten bleibt.
Diese Ziele der Erfindung werden bei der eingangs definierten Dichtung für ein Loslager dadurch erreicht,
daß die im ortsfesten Lagergehäuse angeordneten ringförmigen Dichtungen an in axialer Richtung des
Tragzapfens verschiebbaren Hülsen anliegen, welche Hülsen in Ausnehmungen der Distanzringe mit einem
radialen Spiel und einem axialen Spiel eingefügt und von seitlichen, ringförmigen Gehäusedeckeln geführt sind,
wobei die Zwischenräume zwischen den Hülsen und den Distanzringen mit einem pastösen Dichtmittel, z. B.
Lagerschmierfett, ausgefüllt sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an den Stirnseiten der axial verschiebbaren Hülsen
ringförmige Dichtungen von vorzugsweise C-förmigem Querschnitt angeordnet.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen als in der
Hülsenwandung längsverschiebbaren Stahlringe ausgebildet sind, wobei für jeden Stahlring mindestens drei in
Umfangsrichtung verteilt angeordnete Druckfedern vorgesehen sind, die sich gegen die Hülse abstützen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Schaffung einer Labyrinthdichtung. Diese Labyrinthdichtung
wird dadurch gebildet, daß die axial
verschiebbaren Hülsen mindestens einen nach innen vorspringenden, in eine korrespondierende Ausnehmung
der Distanzringe mit Spiel eingreifenden, flanschförmigen Ansatz aufweisen, wobei die Seitenflächen
dieses flanschförmigen Ansatzes und der korrespondierenden Ausnehmung als Kugelilächen mit einem
gemeinsamen, in der Mitte des Lagers liegenden Mittelpunkt ausgebildet sind.
Bei allen Ausführungsformen nach der Erfindung ist es zweckmäßig, daß im Raum zwischen den axial
verschiebbaren Hülsen eine Leitung für die Zufuhr des pastösen Dichtmittels mündet.
In den F i g. 1 — 6 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Fig. 1 zeigt eine
Gesamt-Seitenansicht eines Konverters mit seinen Traglagern. Fig.2 ist ein Vertikalschnitt durch den
Oberteil eines Loslagers. F i g. 3 ist ein Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und zeigt die
Abdichtung zwischen dem Lagergehäuse und einem Distanzring. Fig.4 ist eine ähnliche Darstellung wie
Fig.3, wobei der Tragzapfen einer axialen Bewegung
und einer Winkelverstellung gefolgt ist. F i g. 5 ist eine ähnliche Darstellung wie Fi g. 3 mit anderen Dichtungselementen. Fig.6 ist eine ähnliche Darstellung wie
F i g. 3 mit Labyrinthdichtungselementen. F i g. 7 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig.2 und zeigt ein dem
Loslager gegenüberliegendes Festlager für einen Konverter, das nicht Gegenstand der Erfindung ist.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Konverter bezeichnet, der von
einem Tragring 2 umgeben und mittels der TragzapJen jo
3, 4 in einem Loslager 5 und einem Festlager 6 kippbar gelagert ist. Mit M\ und M2 sind die Mittelpunkte des
Loslagers 5 und des Festlagers 6 bezeichnet, durch die auch die Tragzapfenachse 7 verläuft. Durch thermische
Einwirkungen kann eine Schiefstellung der Tragzapfen 3, 4 erfolgen; solche schiefgestellte Achsen sind mit 8
bzw. 8' bezeichnet, wobei die Abweichung α von der Achse 7 etwa + 1° beträgt.
In Fig.2 ist mit 9 ein am Tragzapfen 4 befestigtes
Gleit-Gelenklager oder Wälzlager bezeichnet; unter
Wälzlager sind Pendelrollenlager, Tonnenlager, Kegelrollenlager usw. zu verstehen. Ein solches Gleit-Gelenklager
ist z. B. im deutschen Gebrauchsmuster 71 39 476, Pendelrollenlager in der österreichischen Patentschrift
2 74 870 beschrieben.
Das Gleit-Gelenk- bzw. Wälzlager 9 ist durch am
Tragzapfen 4 beiderseits befestigte Distanzringe 10, 10' und 11,1Γ, die aus Ferligungs- und Montagtgründen —
in axialer Richtung gesehen — zweiteilig ausgeführt sind, lagefixiert; die Distanzringe 10, 10' und 11, 11'
fixieren den Lager-Innenring. Der Lager-Außenring wird von einer Schiebebüchse 12 umfaßt, die gegenüber
einer Schonbüchse 13 axial verschiebbar ist. Die Schonbüchse 13 ist im Gehäuse 14 befestigt dnd in ihr
sind axial verlaufende Nuten 15 mit Paßfedern 16 vorgesehen, damit sich die Scliiebebüchse 12 in
Umfangsrichtung nicht verdrehen kann. Mit 17, 18 sind seitliche Gehäusedeckel bezeichnet. In den Distanzringen
10, 10' und 11, 11' sind rundum verlaufende Ausnehmungen 19, 20 vorgesehen, in die Hülsen 21, 22 so
mit einem radialen Spiel a eingefügt sind, so daß ringförmige Hohlräume 23, 24 gebildet werden, die mit
einem pastösen Dichtungsmittel, vorzugsweise Lagerschmierfett, gefüllt sind. 25, 26 sind Kanäle für die
Zufuhr bzw. für das Nachfüllen des pastösen Dichtungsmittels.
Wie im einzelnen aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich ist, wird die Hülse 21 durch den ringförmigen Gehäusedekkel
17 geführt, so daß sie sich in axialer Richtung verschiebt und der Wärmeausdehnung des Tragzapfens
4 folgen kann. In dem Gehäusedeckel 17 ist in der Ausnehmung 27 eine Lippendichtung 28 aus Gummi
oder Kunststoff angeordnet Sie unterliegt bei einer axialen Verschiebung der Hülse 21 keiner radialen
Beanspruchung, so daß sich ihre Funktionsfähigkeit während der Betriebszeit praktisch nicht verändert In
gleicher Weise wie die Hülse 21 ist die Hülse 22 (F i g. 2) ausgebildet, am Gehäusedeckel 18 geführt und mit einer
Lippendichtung 28 versehen.
An den beiden Stirnflächen der axial innerhalb des Gehäusedeckels 17 verschiebbaren Hülse 21 (und
analog der Hülse 22) sind ringförmige, im Querschnitt C-förmige Dichtungen 29, 30 aus Gummi oder
Kunststoff angeordnet, deren Innenseiten von den Stirnflächen jeweils den Abstand b aufweisen. Das Spiel
b wird beim Einbau unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse und der möglichen Verschiebung
des Tragzapfens 4 so bemessen, daß eine Überbeanspruchung nicht eintritt; beispielsweise kann
sich — wie beim Vergleich von Fig.3 mit Fig.4
ersichtlich ist — das Spiel b der Dichtung 29 auf Null verkleinern und das Spiel b der Dichtung 30 auf b'
vergrößern, während der radiale Abstand a sich auf a' verkleinert, wodurch eine Verschiebung des den Raum
23 (24) ausfüllenden Lagerfettpolsters in axialer und in Umfangsrichtung erfolgt. Bei einer axialen und/oder
Winkel- bzw. Taumelbewegung des Tragzapfens 4 erfolgt im wesentlichen nur eine Verdrängung des
Lagerfettes zusammen mit einer axialen Verschiebung der Hülsen 21 bzw. 22 gegenüber den ortsfesten
Gehäusedeckeln 17 bzw. 18. Bei einer solchen Verschiebung kann das Lagerfett bei beiden Dichtungen
29, 30 nach oben austreten, wodurch einerseits Staubund Feststoffteilchen, die sich im Bereich der Dichtung
29 angesammelt haben, entfernt und anderseits frisches Lagerfett durch die Dichtung 30 in den Innenraum des
Lagers gefördert werden. Es ist daher zweckmäßig, von Zeit zu Zeit Lagerfett durch die Kanäle 25 nachzufüllen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 5, wo die axial verschiebliche Hülse mit 31 bezeichnet ist, sind
ringförmige Dichtungen 32,33 aus Stahl vorgesehen, die stirnseitig in der Hülsenwand verschiebbar geführt sind
und mittels Druckfedern 34, 35 in ihrer Lage gehalten werden. Jeder Stahldichtring 32,33 ist um das Maß b bei
einer Verschiebung des Tragzapfens 4 zusammen mit dem Distanzring 10, 10' axial bewegbar. In Umfangsrichtung
verteilt, sind mindestens drei Federn 34,35 für jeden Stahlring 32,33 vorgesehen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist wieder eine axial bewegliche, gegenüber dem Gehäusedeckel 17 mit
seiner Ringdichtung 28 verschiebbare Hübe 36 vorgesehen, die einen — in axialer Richtung gesehen —
zweiteilig ausgeführten, eine Ausnehmung 38 aufweisenden Distanzring 37, 37' umschließt; der Zwischenraum
in radialer Richtung ist wieder mit a und der Zwischenraum in axialer Richtung mit b bezeichnet. Zur
Bildung einer Labyrinthdichtung sind an der Hülse 36 Ansätze 39, 40 vorgesehen, die flanschartig ausgebildet
sind und in korrespondierende Ausnehmungen 41, 42 des Distanzringes 37, 37' eingreifen. Die Seitenflächen
der Ansätze 39, 40 und die korrespondierenden Seitenflächen der Ausnehmungen 41, 42 sind als
Kugelflächen mit den Radien R\, R2, R3 bzw. R\', R2', Ri
ausgebildet, wobei deren gemeinsamer Mittelpunkt im Mittelpunkt M des Lagers 5 bzw. 9 liegt, so daß der
Tragzapfen 4 mit seinem Distanzring 37, 37' einer
Winkelversieilung von ± α folgen kann; gleichzeitig ist
— wie gesagt — auch eine axiale Verschiebung der Hülse 36 gegenüber dem Gehäusedeckel 17 möglich.
Durch die Feltfüllung im Raum 44 erfolgt eine sichere Dichtung in jeder Stellung des Tragzapfens 4, wobei es
zu einer Verschiebung des Lagerfettpolsters und zu einem Austritt von Lagerfett durch den Ringkanal 45 in
das Lagerinnere und durch den Ringkanal 46 ins Freie
— entgegen dem Eindringen von Schmutz und Feststoffteilchen — kommt; eine Ergänzung des
SchmierfeUvorrates erfolgt durch den Kanal 43, der am Boden der Ausnehmung 42 mündet. Gegebenenfalls
können in der Labyrinthdichtung noch weitere Ringdichtungen aus Gummi oder Kunststoff, z. B. zum
Verschließen der Kanäle 45,46, vorgesehen werden.
In Fig.7 ist das Festlager 6 gezeigt, bei der das
Gleit-Gelenk- oder Wälzlager 47 axial unverschieblich
gegenüber dem Gehäuse 48 festgelegt ist Die seitlichen Gehäusedeckel 49, 50 sind integral mit Büchsen 51, 52,
die an beiden Stirnflächen elastisch verformbare Dichtungen 55 aufweisen, verbunden. Die Dislanzringe
sind mit 53, 54 und die an der Innenwand der Büchsen 51,52 endigenden Kanäle für die Lagerfettzufuhr mit 56
bezeichnet. Bei einer Winkelbewegung des Tragzapfens 3 um den Lagermittelpunkt M werden die Distanzringe
53, 54 mitbewegt, während die Büchsen 51, 52 ortsfest bleiben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Dichtung für ein Loslager für den Tragzapfen eines Konverters, z. B. Gleit-, Gelenk- oder Wälzlager,
welches fähig ist, axiale sowie Winkel- bzw. Taumelbewegungen aufzunehmen, mit einem
Außenring, der mit einer Schiebebüchse verbunden und innerhalb des Lagergehäuses axial verschiebbar
ist, und mit einem Innenring, der mittels zweier am Tragzapfen befestigter Distanzringe lagefixiert ist,
wobei zwischen dem Lagergehäuse und den Distanzringen bzw. dem Zapfen ringförmige Dichtungen
aus Gummi oder Kunststoff vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im
ortsfesten Lagergehäuse (14, 17, 18) angeordneten ringförmigen Dichtungen (28) an in axialer Richtung
des Tragzapfens (4) verschiebbaren Hülsen (21. 22; 31, 36) anliegen, welche Hülsen in Ausnehmungen
(19, 20, 38) der Distanzringe (10, 10'; 11, W) mit einem radialen Spiel (a) und einem axialen Spiel (b)
eingefügt und von seitlichen, ringförmigen Gehäusedeckeln (17,18) geführt sind, wobei die Zwischenräume
(23, 24; 44) zwischen den Hülsen und den Distanzringen mit einem pastösen Dichtmittel, z. B.
Lagerschmierfett, ausgefüllt sind.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der axial verschiebbaren
Hülsen (21, 22; 31) ringförmige Dichtungen (29, 30; 32, 33) von vorzugsweise C-förmigem JO
Querschnitt angeordnet sind.
3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen als in der Hülsenwandung
längsverschiebbare Stahlringe (32, 33) ausgebildet sind, wobei für jeden Stahlring (32, 33)
mindestens drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Druckfedern (34, 35) vorgesehen sind, die
sich gegen die Hülse (31) abstützen.
4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verschiebbaren Hülsen (36)
mindestens einen nach innen vorspringenden, in eine korrespondierende Ausnehmung (41, 42) der Distanzringe
(37, 37') mit Spiel eingreifenden, flanschförmigen Ansatz (39, 40) aufweisen, wobei die
Seitenflächen dieses flanschförmigen Ansatzes (39, 40) und der korrespondierenden Ausnehmung (41,
42) als Kugelflächen mit einem gemeinsamen, in der Mitte (M) des Lagers (9) liegenden Mittelpunkt
ausgebildet sind.
5. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch so gekennzeichnet, daß im Raum (23, 24; 44) zwischen
den axial verschiebbaren Hülsen (21,22; 31; 36) eine Leitung (25, 26; 43) für die Zufuhr des pastösen
Dichtmittels mündet.
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