DE2542101A1

DE2542101A1 - Hilfsdichtung fuer ein wellenlager

Info

Publication number: DE2542101A1
Application number: DE19752542101
Authority: DE
Inventors: Lester W Doyle; Bernard T Veldman
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1974-09-23
Filing date: 1975-09-20
Publication date: 1976-04-01
Also published as: IT1042886B; BE832689A; FR2285543B1; US3942849A; CA1017379A; AU8442775A; FR2285543A1; JPS5154147A; GB1469059A

Description

ZUSTEIXUNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NETTER WAII. 41

TBL. 86 74 28 UND 8Θ 4110

ISLEOB. NBGBDAFATKNT HAMBTJBG

RELIANCE ELECTRIC COMPANY München 15 · mozartstr. 23

TEl. O SS 03 80

5OO South Union Street tbiegh. nbgedafatbnt München

Mishawaka, Indiana k6*,hk /USA

Hamburg. 19. September 1975

Hilfsdichtung für ein Wellenlager

Lagerkonstruktionen für umlaufende Wellen sind häufig an den Lagerenden mit Dichtungen versehen, um ein Entweichen des in dem Lager befindlichen Schmiermittels auf der Wellenoberfläche entlang, sowie auch den Eintritt im Arbeitsbereich vorhandener Fremdkörper in das Lager und eine Beschädigung des Lagers durch diese Fremdkörper zu verhindern. Das Problem des Ausschlusses von Fremdkörpern kann unter bestimmten Arbeitsbedingungen kritisch und besonders schwierig sein, wenn das Lager bei relativ hohen Temperaturen und in einer Atmosphäre arbeitet, die Säure und feine Partikel wie z. B. Griess enthält, oder wenn es mit korrodierenden Flüssigkeiten und abreibenden Substanzen in Berührung kommt.

Vor Bekanntwerden dieser Erfindung wurden die herkömmlichen Lager zunächst an jedem Ende mit einer einzelnen Dichtung, allgemein in Form einer elastomeren ringförmigen Dichtung, versehen, die in der Nut des Lagergehäuses sitzt und die Oberfläche der umlaufenden Welle berührt.

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Wenn diese einzelnen Dichtungen den Eintritt dieser schädlichen Fremdkörper in das Lager nicht wirksam verhinderten, wurde manchmal eine Hilfsdichtung am Ende des Gehäuses angebracht, so/laß eine Doppeldichtung zur Erlangung eines verbesserten Schutzes für das Lager vorgesehen war. Die Hilfsdichtungen wurden normalerweise auf die Wellen heraufgeschoben und mittels Schrauben oder Bolzen, die sich durch die Dichtungskonstruktion hindurch und in Gewindebohrungen des Gehäuses hineinerstreckten, an den Lagerenden des Gehäuses befestigt. Da diese Hilfsdichtungen im allgemeinen am Aufstellungsort installiert werden, war es oft nötig, die Anlage oder Maschine auseinanderzubauen, indem die Welle von den Lagern entfernt wurde; in einigen Fällen mußten Öffnungen zur Befestigung der Hilfsdichtung an ihrem Platz in den Enden des Lagergehäuses gebohrt werden. Dies war eine mühselige und zeitraubende Arbeit, die demzufolge zum Schaden der Welle und des Lagers oft vermieden wurde.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Hilf sdichtung für ein Lager zu schaffen, die leicht und schnell auf der Welle angeordnet und an dem Lagergehäuse befestigt werden kann, ohne die Anlage oder Maschine aus einander zubauen, und bei der es nicht erforderlich ist, Öffnungen zu bohren oder andere Abwandlungen am Aufstellungsplatz an dem Lagergehäuse vorzunehmen.

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Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Lagerkonstruktion, die mit oder ohne eine Hilfsdichtung benutzt und, wenn erforderlich, am Aufstellungsplatz leicht mit einer Hilfsdichtung ausgestattet werden kann, die leicht zu warten und auszutauschen ist, ohne daß die Anlage oder Maschine, auf der sie installiert ist, auseinandergebaut werden müßte.

Ein besonderer Vorzug besteht in der relativ einfachen Konstruktion und Arbeitsweise der Dichtung, die leicht entfernt und von Zeit zu Zeit untersucht und, wenn sie unwirksam oder fehlerhaft wird, ausgetauscht werden kann, und die der bleibenden Lagerdichtung einen zusätzlichen Schutz verleiht, so daß für die bleibende Dichtung ein erheblich längerer störungsfrier Betrieb gewährleistet ist.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht sowie einen senkrechten Teilschnitt durch einen Lagerblock zur Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Hilfsdichtung, bei Darstellung der sich dort hindurch-

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erstreckenden Welle im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1}

Pig. 3 eine Teilansicht einer ¥elle und eines Teils des Lagerblockgehäuses und der Dichtungen im Schnitt;

Fig. 4, 5» 6 und 7 Teilansichten der Welle und des Gehäuses

sowie der Dichtung oder Dichtungen zur Darstellung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Hilfsdichtung bei Darstellung der Welle im Schnitt, zur Erläuterung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;'

Fig. 9 einen Teilschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Lagerblock und eine abgewandelte Form der Hilfsdichtung bei Darstellung der sich dort hindurcherstreckenden Welle;

Fig. 10, 11 und 12 Teilschnitt durch abgewandelte Ausführungsformen der Hilfsdichtung gemäß der Erfindung und das benachbarte Ende des Lagerblocks.

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen, insbesondere auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet

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allgemein einen Lagerblock mit einem Gehäuse 12, einem Lagereinsatz 14, einem Überwurf i6 und einer Grundplatte 18; eine Welle 20 ist in dem Lagereinsatz gelagert und erstreckt sich, von beiden Enden des Gehäuses nach außen. Die Gesamtkonstruktion ist für die vorliegende Erfindung nicht vichtig; der betreffende Lagerblock wird lediglich zur Erläuterung der Erfindung gezeigt.

An den Gehäuseenden befinden sich jeweils Endwände 22 und mit Öffnungen, durch die sich die ¥elle hindurcherstreckt. Der Innenrand jeder Endwand enthält eine ringförmige Nut 26, in welcher eine ringförmige Dichtung 28 angeordnet ist, bestehend aus einem ringförmigen Hauptkörper mit einer Außennut 30, in der eine Schraubenfeder 32 sitzt. Die Feder übt auf die Dichtung einen radial gerichteten Druck aus und drückt sie fest gegen die Oberfläche der Welle 20. Die Dichtung kann eine Labyrinth-Dichtung sein, die lose in die Nut 26 hineinpaßt und mit der Welle umläuft und normalerweise ein Herauslecken von Öl oder Schmiermittel aus dem Gehäuse und dem Lagereinsatz, sowie ebenso normalerweise den Eintritt von Fremdkörpern wie Griess, Wasser u. dgl. in das Gehäuse verhindert. Jedoch kann unter Umständen unter ungünstigen Betriebsbedingungen die Dichtung nicht in der Lage sein, den Durchgang von Verunreinigungen wie abreibenden Partikeln und säurehaltiger Flüssigkeit oder Feuchtigkeit durch die Dichtung hindurch und deren Eintritt in den Lagereinsatz zu verhindern, wo schließlich erheblicher

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Schaden entstehen und zu übermäßiger Abnutzung und vorzeitigem Bruch des Lagers führen würde.

Die Ililfsdichtungskonstruktion 40 gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 am linken Ende des Gehäuses gezeigt; die Dichtungskonstruktion besteht aus einem Überwurf 42 mit einer Öffnung 44 und einer ringförmigen Ausnehmung 46 auf der Innenseite des Überwurfs. Die Innenwand des Überwurfs bildet zusammen mit der angrenzenden Endwand 48 des Gehäuses eine Nut zur Aufnahme einer Ringdichtung $0 ähnlich der Dichtung 28} die Dichtung besteht aus einem ringförmigen Hauptkörper 52 aus Gummi oder ähnlichem elastomeren Material, das durch eine Schraubenfeder 52> die einen radial gerichteten Druck auf die Dichtung ausübt, mit der Oberfläche der Welle in Berührung gehalten wird. Die durch die äußere Endwand des Gehäuses und die Innenwand des Überwurfs 42 begrenzte Nut oder Ausnehmung 46 und die Dichtung 50 bilden zusammen eine Labyrinthdichtung, so daß Wasser oder andere Flüssigkeiten oder Fremdkörper nicht leicht um die Dichtung herum in die Ausnehmung 46 hineingelangen können. Die Öffnung 44 in dem Überwurf ist weit genug, so daß sie nicht die Oberfläche der Welle 20 berührt oder die Dichtwirkung der Dichtung 50 stört.

Die Hilfsdichtung 4o ist durch die Verriege lungs schult er an der Endwand des Gehäuses befestigt; die Schulter 62 auf dem Gehäuse ist nach innen verjüngt. Wenn somit die beiden

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miteinander in Berührung gebracht werden, halten die einander gegenüberliegenden verjüngten Schultern den Überwurf in einer festen sicheren Lage auf dem Ende des Gehäuses. Der Überwurf und die Dichtung sind vorzugsweise zwei getrennte Teile, wie in den Fig. 2 und 8 gezeigt} der Überwurf besteht aus den Abschnitten 66 und 68, die durch Schrauben 70 und 72 aneinander befestigt sind, wobei sich die beiden Schrauben durch in dem Abschnitt' 66 gebildete Öffnungen hindurch in Gewindebohrungen des Abschnitts 68 hineinerstrecken. ¥enn die Hilf sdichtung auf dem Lagerblock angeordnet werden soll, werden die beiden Abschnitte weit genug voneinander getrennt, so daß die beiden verjüngten Schultern 62 und 64 in Verriegelungseingriff gebracht werden können. Das Anziehen der beiden Schrauben 70 und 72 danach zieht die beiden Abschnitte zusammen und verriegelt die beiden verjüngten Schultern fest miteinander und hält somit die Hilfsdichtung starr an ihrem Platz auf dem Ende der Gehäusewand. Vorzugsweise wird eine zusammenpreßbare Dichtung Jk zwischen den beiden Überwurfabschnitten angeordnet, welche den Raum zwischen den Abschnitten abdichtet, ohne den Sitz der miteinander verriegelten Schultern zu stören.

In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Abschnitte 66 und 68 durch einen Bolzen 78 und eine Klammer 80 aneinander befestigt, und ermöglichen und erleichtern somit eine schnelle Installation der Hilfsdichtung. Der Klemmvorgang ist ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten, abgesehen

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davon, daß zwei Stellschrauben 82 und 84 in den Abschnitten 66 und 68 den Überwurf von der Endwand des Gehäuses fort nach außen drücken und dabei die beiden verjüngten Oberflächen fest zusammenpressen und somit den Überwurf wirksam auf dem Ende des Gehäuses anziehen. Die in der Nut des Überwurfs angeordnete Dichtung ist im wesentlichen die gleiche wie die im vorhergehenden beschriebenen, sie enthalten einen Hauptkörper 50 und eine Schraubenfeder 52, wobei der Hauptkörper derart von der Seitenwand der Nut auf Abstand gehalten ist, daß eine labyrinthdichtung gebildet wird, bei der sich die Dichtung mit der Welle dreht.

Die Fig. 3» ^» 5» 6 und 7 zeigen verschiedene andere Ausführungsformen von Dichtungen, welche in der Hilfsdichtungsstruktur verwirklicht werden können, und da die Dichtungsstruktur in mancher Hinsicht ähnlich der bisher beschriebenen ist, werden zur Bezeichnung gleicher Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich eine Anzahl Stellschrauben 86 vom Umfang des Überwurfs nach innen, um die abgeschrägte Fläche auf dem Ende des Gehäuses zu erfassen. Da die Stellschrauben die abgeschrägte Oberfläche erfassen, neigen sie dazu, den Überwurf fest gegen das Ende des Gehäuses anzuziehen. Die Stellschrauben verhindern ebenso einen Umlauf des Überwurfs, falls er im Betrieb lose werden sollte. In dieser Ausführungs-

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form wird eine Abzugsöffnung 87 gezeigt und kann in jeder der anderen Ausführungsformen verwendet werden. Die Dichtung 88 ist eine Labyrinthdichtung mit einem Band- und Schraubenbefestigungsmittel 89» das in der Ausnehmung des Überwurfs sitzt.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Schultern 62 und 64 nicht verjüngt, sondern sind vielmehr parallel zur Achse der Welle. Der Überwurf kann lediglich durch die Klemmwirkung der beiden Schrauben 70 und 72 oder die Klemmwirkung eines Bolzens 78 in seiner Stellung auf der Schulter der Gehäuseendwand gehalten werden. Es kann ggfs. auch eine Anzahl mit gleichmäßigen Abständen angeordneter Stellschrauben benutzt werden, um den Überwurf auf der Schulter 62 zu halten. Die in den Fig. 4, 5» 6 und 7 gezeigten Dichtungerysind im wesentlichen vom Scheibentyp, bei denen elastomeres Material oder ein ähnliches Dichtungsmaterial in eine Nut 46 eingelegt wird, so daß es in genügendem Maße mit den Seitenwänden der Nut 46 in Eingriff ist, so daß zwischen der Dichtungsscheibe und den Seitenwänden der Nut eine Dichtung gebildet wird. Die Dichtungsscheibe ist stationär, und die Welle 20 läuft mit Bezug auf sie um. In Fig. 4 ist die Dichtung 90 von rechteckigem Querschnitt und paßt eng anliegend in die Nut 46 hinein und sitzt auf der Welle 20, so daß dazwischen ein relativer Umlauf stattfindet. Die Dichtung 92, die in Fig. 5 gezeigt ist, sitzt fest in der

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Nut 46 und besitzt einen Plansch, oder einaanach innen verlaufenden ringförmigen Rand 94, der durch einen Draht 96 mit der Welle in Dichtungseingriff gehalten wird. In Fig. sitzt die Dichtung 98 fest in der Nut 46 und besteht aus einer Anzahl getrennter Schichten aus Gummi oder anderem elastomeren Material. Die Dichtung sitzt auf der Welle, und die Welle läuft relativ zu der Dichtung um. Die Dichtung 100 in Fig. 7 ist ähnlich derjenigen, die in Fig. 4 gezeigt ist, enthält jedoch zwei ringförmige Lippen 102 und 104, die auf der umlaufenden Welle 20 sitzen. Die verschiedenen gezeigten Formen können befriedigend in einer Anzahl verschiedener Installationen benutzt werden und sind untereinander und mit den im vorhergehenden beschriebenen austauschbar. Die Art, in welcher der Überwurf an der Endwand des Gehäuses befestigt ist, kann dieselbe sein wie die in den Fig. 2, 3 und 8 gezeigte.

Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Verriegelungsschultern, bei der die beiden Schultern 110 und auf dem Überwurf und dem Gehäuseende gebogen sind, jedoch dennoch in der Nähe des inneren Randes des Überwurfes verjüngte Verriegelungsflächen aufweisen. Der Überwurf wird in derselben Weise an seinem Platz gehalten, wie bereits beschrieben. Fig. 11 und 12 zeigen weitere Abwandlungen, in denen die Gehäuseenden ziemlich deutlich ausgeprägte Nuten 114 bzw. 116 aufweisen und die Überwürfe ringförmige Rippen 118 und 20 zum Einsitzen in die entsprechenden Nuten aufweisen.

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Nachdem die ringförmigen Lippen 118 und 120 an ihrem Platz in den Nuten lik und 116 angeordnet worden sind, werden die Schrauben 70 und 72 oder 78 angezogen, um die beiden Abschnitte 66 und 68 des Überwurfs um die Welle herum festzuklemmen und die Rippe in der Nut zu verriegeln.

Bei Verwendung der hierin beschriebenen Hilfsdichtungskonstruktion ist der Lagerblock oder andere Lagerkonstruktionen

üblichen
in der / Weise installiert, und die Hilfsdichtung kann, wenn sie erforderlich ist, jederzeit auf dem Gehäuse des Lagerblocks montiert werden, ohne die Welle von dem Lagerblock zu entfernen oder anderweitig die Ausrüstung oder Maschine auseinander zu bauen. Dieses wird bewerkstelligt durch Trennen der beiden Abschnitte 66 und 68, und zwar durch Entfernen der Schrauben 70 und 72 der Ausführungsform der Fig. oder der Schraube 78 der Ausführungsform nach Fig. 8, sowie Anordnen des Überwurfs um die Welle herum, so daß die Schultern auf dem Überwurf und auf dem Ende des Gehäuses miteinander verriegelt sind. Beim Anziehen der Schrauben werden die Schultern fest miteinander in Eingriff gehalten, und der Überwurf wird starr an seinem Platz um die Welle herum auf dem Ende des Gehäuses gehalten. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform werden die beiden Abschnitte anfangs durch eine Klammer 80 zusammengeklemmt und durch das Einsetzen des Bolzens 78 in die dafür vorgesehenen Löcher sowie festes Anziehen des Bolzens starr an ihrem Platz befestigt. Der

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Überwurf kann durch Verwendung irgendeiner der hier offenbarten Ausführungsformen der Verriegelungsschulter befestigt werden.

Während hier verschiedene Ausführungsformen und Abwandlungen der vorliegenden Lagerhilfsdichtung ausführlich beschrieben worden sind, können doch weitere Abwandlungen vorgenommen werden, um den jeweiligen Anforderungen zu genügen.

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Claims

Ansprüche

C1 . j Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch einen Überwurf mit zwei Abschnitten zum Umfassen der Welle und mit einer nach innen gerichteten Ausnehmung, einer in diese Ausnehmung zur Zusamenwirkung mit der Oberfläche der Welle angeordneten Dichtung, einer radial nach außen gewendeten Schulter auf dem Ende des Lagergehäuses, einer radial nach innen gerichteten Schulter auf dem Überwurf zur Zusammenwirkung mit der Schulter auf dem Gehäuse, sowie Einrichtungen, die die Überwurfabschnitte zur Befestigung der Schultern aneinander und zum Festhalten des Überwurfs auf dem Ende des Lagergehäuses miteinander und zum Festhalten des Überwurfs auf dem Ende des Lagergehäuses miteinander verbinden.
2. Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter auf dem Gehäuse von ringförmiger Gestalt und mit einem sich in Richtung auf das Gehäuseende vermindernden Durchmesser nach innen verjüngt ist, und daß die Schulter auf dem Überwurf eine entsprechende Verjüngung aufweist.
3« Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter auf dem Überwurf von ringförmiger Gestalt und mit einem

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von dem entsprechenden Rand der Schulter nach innen zunehmenden Durchmesser verjüngt ist.
4. Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter auf dem Überwurf von ringförmiger Gestalt und mit einem von dem entsprechenden Rand der Schulter nach innen zunehmenden Durchmesser verjüngt ist.
5« Hilfsdichtungskonstruktion für eine Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des Überwurfs im wesentlichen gleich sind und Bolzen auf den gegenüberliegenden Seiten des Überwurfs die Abschnitte zusammenhalten.
6. Hilfsdichtungskonstruktion für eine Welle nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des Überwurfs

gleich
im wesentlichen / sind und Bolzen auf gegenüberliegenden Seiten des Überwurfs die Abschnitte zusammenhalten und die verjüngten Oberflächen in festen Eingriff miteinander drücken.
7. Hilfsdichtungskonstruktion für ein W_ellenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung vom Labyrinth typ ist und das Ende des Lagergehäuses eine Wand der Nut bildet.

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8. Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,' daß die Dichtung vom Labyrb.th.typ ist und das Ende des Lagergehäuses eine Wand der Nut bildet.
9· Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung vom Scheibentyp ist und eng anliegend in die Nut des Überwurfs hineinpaßt.
10. Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben

. · parallel mit der Wellenachse den Überwurf von dem Ende des Gehäuses fort drücken und dadurch die verjüngten Oberflächen in starre Berührung miteinander drücken.
11. Hilfsdichtungskonstruktion für ein Wellenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter auf dem Gehäuse in einer Nut und die Schulter auf dem Überwurf auf einer Rippe in Verriegelungseingriff mit der Nut angeordnet ist.

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