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Dichtungsvorrichtung für einen Walzenzapfen
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Dichtungsvorrichtung
für Maschinen, beispielsweise ein Walzgerüst, und insbesondere auf eine Dichtungsvorrichtung
für einen Walzenzapfen, die eine innere Zapfenkehlendichtung, eine äußere Zapfenkehlendichtung,
die mit der inneren Zapfenkehlendichtung verbunden ist, sowie eine Hülse umfaßt
und mit Mitteln versehen ist, die eine Relativdrehung zwischen den Zapfenkehlendichtungen
und der Hülse verhindern. Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung sind diese
Mittel so ausgebildet, daß die mit dem Austausch herkömmlicher Dichtungsvorrichtungen
verbundenen Nachteile nicht auftreten.
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Herkömmliche Dichtungsvorrichtungen der gattungsgemäßen Art lockern
sich nach längerer Betriebsdauer und weisen große axiale Bewegung auf, was dazu
führt, daß die Dichtlippen brechen und Schmieröl austreten kann. Außerdem haben
herkömmliche Dichtungsvorrichtungen den Nachteil, daß die Walze zum Austausch der
Dichtungselemente mittels eines Kranes aufgehängt
gehalten werden
muß.
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Im folgenden wird schon hier auf die Figuren 1 bis 4 der beigefügten
Zeichnungen eingegangen, um die Nachteile herkömmlicher Dichtungsvorrichtungen zu
erläutern. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Walzenzanfen eines typischen
Walzgerüstes. Figur 2 zeigt eine bereits in gewissen Punkten verbesserte herkömmliche
Dichtungsvorrichtung. Jedoch hat auch diese Dichtungsvorrichtung den Nachteil, da3
ihr Austausch erhebliche Zeit erfordert; dies ist unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit
der Austauscharbeiten unerwünscht.
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In Figur 1 ist ein Ende einer Walze 1 dargestellt, auf deren kegeligem
Zapfen eine Hülse 3 mittels einer Feder 14 befestigt ist. Mit der Außenseite der
Hülse 3 steht die Innenseite einer Buchse 6, die von einem Gehäuse 5 getragen wird,
so in Berührung, daß die Innenseite der Buchse 6 relativ zur Außenseite der Hülse
3 gleiten kann. An einem Ende der Hülse 3 ist mit Hilfe eines Bolzens 11 ein Anschlag
7 befestigt. An einem Ende des Gehäuses 5 ist mittels eines Bolzens 9 ein Träger
8 befestigt, auf dessen Außenseite mit Hilfe einer Schraube 12 eine Abdeckung 10
befestigt ist. Zwischen der Buchse 6 und dem Anschlag 7 besteht ein konstruktionsbedingter
Spalt 15, und zwischen dem Anschlag 7 und dem Träger 8 besteht ein weiterer konstruktionsbedingter
Spalt 16. Die Hauptelemente sind am Walzenzapfen grundsätzlich in vorstehend beschriebener
Weise angeordnet. Im folgenden werden zwei Zapfenkehlendichtungen 21 und 22 ausführlicher
beschrieben, die am Zapfen der Walze 1 zwischen der Hülse 3 und der Walze 1 sitzen.
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Figur 2 zeigt vergrößert die Zapfenkehle mit einer eingebauten herkömmlichen
Dichtungsvorrichtung in richtiger Einbaulage.
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Wie Figur 2 zeigt, ist am anderen Ende der Hülse 3 ein Fixierstift
31 befestigt. Der kegelstumpfförmige Kopf bzw. Abschnitt des Fixierstiftes 31 ist
in ein kegeliges Loch 27, das in der
inneren Zapfenkehlendichtung
21 ausgebildet ist, eingesetzt, damit eine Relativbewegung zwischen der Hülse 3
und den Zanfenkehlendichtungen 21 und 22 verhindert wird. Die innere Zapfenkehlendichtung
21 und die äußere Zanfenkehlendichtung 22 sind fest miteinander verbunden, um eine
Relativbewegung zwischen diesen Dichtungen zu verhindern. Mittels einer Schraube
34 ist am Gehäuse 5 eine Dichtungsendplatte 4 befestigt. Die innere Zapfenkehlendichtung
21 weist eine Dichtlippe 26 auf, und die äußere Zapfenkehlendichtung 22 weist eine
Dichtlinpe 29 auf. Die beiden Dichtlippen 26 und 29 liegen im mittleren Bereich
einer zylindrischen Innenfläche 32 der Dichtungsendplatte 4 an. Wenn die auf der
Hülse 3 montierte Baugruppe 2 auf dem kegeligen Zapfen der Walze 1 in Axialrichtung
nach außen gezogen wird, um die Zapfenkehlendichtungen zu erneuern, bewegen sich
die starr mit der Buchse 6 verbundenen Elemente relativ zur Hülse 3 um die Länge
des Spaltes 15 (siehe Figur 1) nach rechts (siehe Piguren 1 und 3), da die Müsse
3 und die Buchse 6 in Sleitberühruns miteinander stehen.
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Da die Buchse 6 und die Dichtungsendplatte 4 zusammengebaut sind,
sind dann die Zafenkehlendichtunqen 21 und 22 einerseits und die Dichtungsendplatte
4 andererseits relativ zueinander so angeordnet, daß die Dichtungsliope 29 der äußeren
Zapfenkehlendichtung 22 zum einen Ende 33 der zylindrischen Innenfläche 32 der 3ichtungsendpLatte
4 verschoben ist, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.
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Der Austausch der Zanfenkehlendichtungen 21 und 22 wird in dem in
Figur 3 dargestellten Zustand vorgenommen. Der Grund dafür liegt darin, daß die
Hülse 3 und die Buchse 6 nicht leicht in die in Figur 2 dargestellte Stellung gebracht
werden kannen, da die Buchse und die Hülse schwer sind.
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Wenn dann, nachdem neue Fanfenkehlendichtungen 21 und 22 eingesetzt
worden sind, die auf der Hülse 3 montierte Baugruppe 2
wieder mit
dem kegeligen Zapfen der Walze 1 zusammengebaut wird und wenn die Feder 14 und die
zugehörige Nut 13 (siehe Figur 1) nicht genau miteinander ausgerichtet sind, stößt
die Hülse 3 gegen die Feder, so daß die Buchse 6 und die starr mit ihr verbundenen
Elemente auf der Hülse 3 um die Länge der Spalte 15 und 16 (siehe Fig.1) nach vorne
gleiten. Dies hat zur Folge, daß die Zapfenkehlendichtungen 21 und 22 sowie der
Fixierstift 31 in die in Figur 4 dargestellte Stellung gebracht werden. Wenn bei
dieser Stellung die IIülse 3 gedreht wird, um die Feder 14 mit der Nut 13 auszurichten,
erfolgt eine Relativdrehung zwischen der Hülse 3 und der Baugruppe 2 sowie den Zapfenkehlendichtungen
21 und 22, so daß der Fixierstift 31 und das kegelige Loch 27 nicht mehr miteinander
ausgerichtet sind. Wegen des hohen Gewichtes der Hülse 3 und der Buchse 6 ist es
jedoch sehr schwierig, gleichzeitig die Feder 14 und die Nut 13 einerseits sowie
den Fixierstift 31 und das kegelige Loch 27 miteinander richtig auszurichten. Da
während des Austausches der Zapfenkehlendichtungen die Walze an einem Kran hängt,
muß der erneute Zusammenbau zudem unter sehr instabilen Verhältnissen vorgenommen
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgahe zugrunde, eine Dichtungsvorrichtung
für einen Walzenzapfen zu schaffen, die einfachen Ausbau und einfache Erneuerung
der Zapfenkehlendichtungen ermöglicht. Dabei soll es die zu schaffende Dichtungsvorrichtung
ermöglichen, die Zapfenkehlendichtungen einfach und genau am Einbauort zu fixieren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüche
gekennzeichnete Dichtungsvorrichtung gelöst.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch
einen kegeligen Wal-
zenzapfen; Figur 2 einen Längsschnitt durch
eine herkömmliche Dichtungsvorrichtung an einem Walzenzapfen gemäß Figur 1; Figur
3 einen Längsschnitt durch die herkömmliche Dichtungsvorrichtung gemäß Figur 2,
nachdem sie vom kegeligen Walzenzanfen abgezogen worden ist; Figur 4 einen Längsschitt
durch die herkömmliche Dichtungsvorrichtung während des Aufschiebens auf den kegeligen
Walzenzapfen; Figur 5 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung
im Einbauzustand am Walzenzapfen; Figur 6 einen Längs schnitt durch die erfindungsgemäße
Dichtungsvorrichtung während des Aufschiebens auf den kegeligen Walzenzapfen; und
Figur 7 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dichtungsvorrichtung im Einbauzustand am Walzenzapfen.
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Die Figuren 2 bis 4 wurden bereits ausführlich erläutert.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 5 und 6 eine
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung beschrieben. Figur 5
zeigt die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung in korrekter Einbaulage. In die
Außenseite einer Walze 1 ist eine Nut 13 geschnitten, in die eine an der Innenseite
einer Hülse 3 befestigte Feder 14 eingesetzt ist (siehe
Figur 1),
so daß sich die Hülse 3 mit der Walze 1 dreht und eine Relativdrehung zwischen der
Hülse und der Walze nicht möglich ist. Auf der Hülse 3 sitzt eine Buchse 6 in der
Weise, daß sich die Außenseite der Hülse 3 relativ zur Innenseite der Buchse 6 drehen
kann. Die Außenseite der Buchse 6 ist an der Innenseite eines Gehäuses 5 befestigt.
Zwischen einem Ende der Buchse 6 und einem Anschlag 7 (siehe Figur 1) ist ein Spalt
15 ausgebildet, und ein weiterer Spalt 16 ist zwischen dem Anschlag 7 und einem
Halter 8 ausgebildet. Die Spalte 15 und 16 sollen eine genaue Einstellung von Zapfenkehlendichtungen
51 und 52 ermöglichen. Zwischen dem Gehäuse 5 und einer Wasserdichtung 67 ist eine
Dichtungsendplatte 4 angeordnet, die ein annähernd T-förmiges Profil hat und mittels
einer Schraube 34 am Gehäuse 5 befestigt ist. Die innere Zapfenkehlendichtung 51,
die aus elastischem Material besteht und neben der Hülse 3 angeordnet ist, weist
einen ersten Körper 55 mit ungefähr-rechtwinkeligem Profil auf, an dem zwei Dichtlippen
56 und 57 angeformt sind, die von den Enden der Außenseite des Körpers 55 ausgehen.
Im ersten Körper 55 ist ein kegeliges Loch 58 ausgebildet, das in Richtung zur Hülse
3 weiter wird und einen Fixierstift 66 aufnehmen kann. Das kegelige Loch 18 ist
mit einer ringförmigen Verstärkungsplatte 59 an seiner offenen, erweiterten Seite
versehen. Der kegelige Kopf bzw.
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Abschnitt des Fixierstiftes 66, der seitlich an der Hülse 3 befestigt
ist, ist in das kegelige Loch 58 eingesetzt, damit eine Relativbewegung in Umfangsrichtung
zwischen der inneren Zapfenkehlendichtung 51 und der Hülse 3 verhindert wird.
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Die äußere Zapfenkehlendichtung 52, die ebenfalls aus elastischem
Material besteht, ist auf der der Walze 1 zugewandten Seite der inneren Zapfenkehlendichtung
51 unmittelbar neben dieser angeordnet und weist einen zweiten Körper 60 auf, der
einen im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt hat. Auf der Außenseite des zweiten
Körpers 60 ist eine Dichtlippe 61 angeformt, und in Axialrichtung geht vom zweiten
Körper 60 in Rich-
tung zur Walze 1 ein vorspringender Abschnitt
62 aus, der das Ende der zylindrischen Innenfläche eines inneren Dichtungsringes
68 abstützt. Vom vorspringenden Abschnitt 62 geht wiederum in Axialrichtung eine
äußere Dichtlippe 63 aus. In die mit dc inneren Zapfenkehlendichtung in Berührung
stehende Seite der äußeren Zapfenkehlendichtung 52 ist eine Verbundplatte 64 eingebettet.
Ein stabförmiges Sicherungsmittel 65 ist an seinem einen Ende in den zweiten Körper
60 der äußeren Zapfenkehlendichtung 52 eingebettet und verläuft mit seinem anderen
ende durch die Verbundplatte 64 hindurch in eine Kernbohrung 69 die im Fixierstift
66 ausgebildet ist. Die Länge des in die Kernbohrung 69 eingesetzten Abschnittes
des Sicherungsmittels 65 ist ausreichend größer als die Summe der Spalte 15 und
16 (siehe Figur 1), so daß das Sicherungsmittel während des Einbaus der Dichtungsvorrichtung
eine Relativdrehung zwischen den Zapfenkehlendichtungen 51 und 52 einerseits und
der Hülse 3 andererseits verhindern kann. Üblicherweise sind auch Mittel vorgesehen,
die eine Relativdrehung zwischen der inneren Zapfenkehlendichtung 51 und der äußeren
Zapfenkohlendichtung 52 verhindern. Diese Mittel bestehen beispielsweise aus einem
vorstehenden Abschnitt an der einen Zapfenkehlendichtung und einer Ausnehmung in
der gegenüber@iegenden Sei@e der anderen Zapfenkehlendichtung, wobei der @erstehende
Abschnitt in die Ausnehmung eingesetzt ist. Dies ist allerdings nicht in den Zeichnungen
dargestellt. Bei der Ausführungsform @@@äß Figur 7 sind ringförmige Einsätze 70
und 71 aus Schammgunmi mi@ gefähr dreieckigem Querschnitt zwischen die Dichtlippe
56 @e inneren Zapfenkehlendichtung 51 und die außenseite des erste Körpers 55 sowie
zwischen dL Dichtlippe 6I de äußeren @apfenkeblendichtung 52 und den zweiten Rörper
60 eingeserzt.
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se ringförmigen Einsätze 70 und 71 drücken die Dichtlippen und 61
radial elastisch nach außen und können durch elasti sche Gummielemente oder hohle
Ringe oder Blattfedern aus elastischem Material ersetzt sein.
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Die Dichtungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Ausbildung hat folgende Wirkungen und Vorteile. Diese Vorteile und Wirkungen werden
anhand der Figuren 1 und 6 erläutert. Figur 6 zeigt dieselbe Dichtungsvorrichtung
wie Figur 5, wobei jedoch Figur 6 die Dichtungsvorrichtung zeigt, während die Baugruppe
2 auf den kegeligen Zapfen der Walze 1 geschoben wird. Wenn die Nut 13 und die Feder
14 nicht miteinander ausgerichtet sind, während die Baugruppe 2 auf der Hülse 3
auf den kegeligen Zapfen der Walze 1 geschoben wird, stößt die an der Hülse 3 befestigte
Feder 14 gegen die Walze 1, so daß die Hülse 3 nicht weiter vorgeschoben werden
kann und nur diejenigen Teile, die fest mit der Buchse 6 verbunden sind, weiter
vorgeschoben werden, und zwar um die Länge der Spalte 15 und 16 in Figur 1. Dies
hat zur Folge, daß sich die Zapfenkehlendichtungen 51 und 52 um eine maximale Strecke
von der Hülse 3 entfernen, so daß sich der Fixierstift 66 aus dem kegeligen Loch
58 der inneren Zapfenkehlendichtung 51 löst.
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Da jedoch zu diesem Zeitpunkt das von der äußeren Zapfenkehlendichtung
52 vorstehende Sicherungsmittel 65 in den Fixierstift 66 eingesetzt bleibt, kann
keine Relativdrehung zwischen den Zapfenkehlendichtungen 51 und 52 einerseits sowie
der Hülse 3 andererseits erfolgen. Wenn dann die Hülse 3 gedreht wird, um die Feder
14 mit der Nut 13 auszurichten (siehe Figur 1), drehen sich demzufolge die Zapfenkehlendichtungen
51 und 52 zusammen mit der Hülse 3, so daß kein Schlupf zwischen den Zapfenkehlendichtungen
51 und 52 und der Hülse 3 in Umfangsrichtung auftritt. Daher kann dann der Fixierstift
66 auf einfache Weise in das kegelige Loch 58 so eingeführt werden, wie dies in
Figur 5 gezeigt ist.
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Das Sicherungsmittel 65 erleichtert nicht nur den Einbau der Zapfenkehlendichtungen
51 und 52, sondern sichert die Zapfenkehlendichtungen auch am Einbauort und verhindert,
daß die Zapfenkehlendichtungen durch Zentrifugalkräfte von den Dichtflächen abgehoben
werden. Ferner ist es mittels der ringfOr-
migen Einsätze 70 und
71, die in der in Figur 7 dargestellten Weise angeordnet sind, möglich, zu verhindern,
daß der Kontaktdruck der an der zylindrischen Innenfläche 32 der Dichtungsendplatte
4 anliegenden Dichtlippen 56 und 61 sinkt.
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Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung für einen Walzenzapfen umfaßt
somit im wesentlichen eine Zapfenkehlendichtung, die aus einer inneren Zapfenkehlendichtung
und einer äußeren Zapfenkehlendichtung besteht, die beide auf der Außenseite des
Walzenzapfens sitzen, sowie ein Sicherungsmittel, dessen eines Ende an der äußeren
Zapfenkehlendichtung befestigt ist und dessen anderes Ende durch ein kegeliges Loch,
das in der inneren Zapfenkehlendichtung ausgebildet ist, in eine Kernbohrung verläuft,
die in einem Fixierstift ausgebildet ist, der an einem Ende einer Hülse befestigt
ist, wobei das Sicherungsmittel eine Relativdrehung zwischen der Zapfenkehlendichtung
und der Hülse verhindern kann, da die axiale Länge, über die sich das Sicherungsmittel
in den Fixierstift erstreckt, größer als das maximal mögliche axiale Spiel zwischen
der Hülse und einer Buchse ist, das auftritt, wenn die Zapfenkehlendichtung erneuert
wird.
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Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung mit der vorstehend näher
erläuterten Ausbildung ermöglicht sehr einfachen Austausch der Zapfenkehlendichtung
auf der Walze, so daß die Austauscharbeiten zuverlässig und mit geringem Aufwand
ausgeführt werden können. Da sich das Sicherungselement von den beiden Zapfenkehlendichtungen
bis in die Hülse erstreckt, ist es moglich, zumindest einen Teil der Zapfenkehlendichtung
daran zu hindern, aufgrund von Zentrifugalkräften von den Dichtflächen abzuheben,
und ferner Instabilitäten des Gleitkontaktdruckes der Dichtlippen zu verhindern.
Die erfindungsgemäß Dichtungsvorrichtung sorgt somit für wirksame und vollständige
Abdichtung gegenüber öl aus dem Bereich A (siehe Figur 5) und Kühlmittel aus dem
Bereich B (siehe Figur 5), mittels der Zapfenkehlendichtungen.
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L e e r s e i t e