DE3137895A1

DE3137895A1 - "schmiersystem fuer die lager einer walzmaschine"

Info

Publication number: DE3137895A1
Application number: DE19813137895
Authority: DE
Inventors: Howard Edwin 06477 Orange Conn. Kuehn
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1982-06-09
Also published as: US4363490A; CA1157895A; FI812961L; GB2084265B; GB2084265A; SE8105653L

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHfcg-J " "\}''J.¹ ' \Φ^^ 23.September 1981

PATENTANWALT «2>

Aktenzeichen: Mein Zeichen: P 3290

Anmelder: USM Corporation Farmington, Conn. 06032

Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, MA OI915 USA

Schmiersystem für die Lager einer Walzmaschine

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine-Kalanderwalze variabler Bombierung. Sie liegt demnach auf dem Ge- ■ biet der Walzmaschinen und steht im Zusammenhang mit der Ausbildung von Schmiersystemen für die Lager von Walzmaschinen.

Kalanderwalzmaschinen werden unter anderem-bei der Papierherstellung eingesetzt. Solche Maschinen arbeiten mit höherem Wirkungsgrad,, wenn sie schneller laufen und durch die Walzen wird eine bessere Glattheit und ein höherer Glanz des Papiers erzielt j wenn diese auf einer hohen Temperatur gehalten werden.

Die Walzen selbst dieser Kalanderwalzmaschinen bestehen aus einer äußeren, sich drehenden Mantelfläche, die auf einer inneren,feststehenden Achse unter Verwendung von Lagern gelagert ist, die sich an den Enden des Mantels befinden. Zwischen dem Walzenmantel und der inneren Achse liegt ein ringförmiger Zwischenraum. Der ringförmige Raum kann durch in der gesamten axialen Länge verlaufende Dichtungen, die zwischen einander gegenüberliegenden Seiten der Achse und der Innenfläche des Mantels liegen, in eine obere und eine untere Kammer unterteilt sein. Die obere Kammer läßt sich bei dieser Ausführungsart unter Druck setzen.

Es wird hierzu .durch eine Einlaßöffnung in der Achse Öl in diese Kammer eingeführt. Das Öl bewirkt eine nach oben gerichtete Auswölbung des Mittelteils des Mantels in bezug auf die feststehende Achse, die ihrerseits in der Mitte nach unten ausgelenkt wird, so daß der sich drehende Mantel virtuell auf öl schwimmt. Die Größe des aufgebrachten Drucks bestimmt das Ausmaß der gegenseitigen Auswölbung von Mantel und innerer Walzenachse. Diese Anordnung der Dichtungen kann auch im Zusammenhang mit einer Kolben-Zylinder-Druckeinheit für die Steuerung der Auslenkung Verwendung finden.

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-IX-

Beim Betrieb solcher Walzmaschinen kann öl an den axialen Dichtungen und an den Enddichtungen vorbei in die nicht unter Druck stehende Kammer gelangen, um dort für die Schmierung anderer innenliegender Teile zu sorgen. Es fließt dann auch in den Bereich der Wälzlager. Bei bekannten Maschinen dieser Art befinden sich im Zwischenraum zwischen den Lagern und der Endabdeckung des Walzenmantels Kontakt dichtungen, die bei der Drehbewegung des Mantels um die Achse letztere gleitend berühren. Dies hat schädliche Polgen für die Kontaktdichtungen, da sie erwärmt und dadurch allmählich hart werden. Dieser Umstand führt zusammen mit dem unterschiedlichen Nachlassen der Auslenkung zwischen Aehae und Mantei υλι einer /,eratüruMg

durch

der Dichtungen, d.h./die Verwendung der genannten Berührungsdichtungen sind den Temperaturen beim Betrieb der Walze und der Geschwindigkeit Grenzen gesetzt, was auch für die gegenseitige Auslenkung gilt. ' '

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dichtungsanordnung für eine auslenkbare Walze anzugeben, bei deren Verwendung höhere Temperaturen und höhere Drehgeschwindigkeiten zur Anwendung kommen können und die eine Verlängerung der Lebensdauer solcher Walzen bedingen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Demnach ist erfindungsgemäß eine Labyrinthdichtung in der Nachbarschaft der ringförmigen Lager zwischen einem sich drehenden Walzenmantel und einer feststehenden inneren Walzenachse angeordnet. Nahe der Labyrinthdichtung endet ein Ablaufrohr, in dem ein Unterdruck herrscht, so daß der ölspiegel in den Lagern auf einer geeigneten Höhe gehalten wird, wodurch ein Lecken durch die Labyrinthdichtung sowie eine Verschmutzung der Lager durch Vermeidung kurzlebiger Berührungsdichtungen

verhindert ist. Die ringförmige Dichtungsanordnung wird durch jeweils ein an den beiden Enden des Walzenmantels und zwischen diesem und der feststehenden inneren Walzenachse liegendes Lager gebildet. Der ringförmige Zwischenraum zwischen der inneren Achse und dem Walzenmantel kann in horizontaler Richtung in zwei gekrümmte, sich in Längsrichtung erstreckende Kammern, eine obere und eine untere Kammer, unterteilt sein. Die obere Kammer wird durch Öl unter Druck gesetzt, wodurch sich der Walzenmantel nach oben auswölbt, um die Auswirkungen der von außen kommenden Belastung des Walzenmantels zu kompensieren.· Die feststehende Achse wird nach unten ausgelenkt, wenn sie die auf den Walzenmantel von außen wirkende Kraft aufnimmt. Ein Teil des unter Druck stehenden Öls, sei es das in der Doppelkammeranordnung befindliche oder das in einer Kolben-Zylinderanordnung befindliche,, hat die Möglichkeit auszutreten und die Lager und andere Teile zu schmieren. Das öl wird in einer Kammer, die eine Verbindung zu den benachbarten Lagern-hat, auf einem bestimmten Niveau gehalten, so daß eine Lagerschmierung gewährleistet ist, da die Dichtung zwischen der Abschlußkappe vom berührungslosen und verschleißarmen Labyrinthtyp ist, der nicht wie bei bekannten Anordnungen durch Hitzeentwicklung und dadurch, daß er die gegenseitige Auslenkung von Walzenmantel und innerer Walzenachse mitmacht, selbst zu seiner Zerstörung beiträgt. Der genannte Ölpegel wird durch einenvon einer Saugpumpe hervorgerufenen Sog durch eine Saugleitung durch die innere Walzenachse in den ölbehälter in der Kammer im Abschlußgehäuse aufrechterhalten. Das Öl durchläuft beim Betrieb einen durch die Pumpe und die unter Druck stehende Kammer führenden Kreislauf. Die Labyrinthdichtung stellt daher im Zusammenwirken mit der den Kreislauf des Öls bewirkenden Saugeinheit eine wirksame Anordnung dar, durch die der SchmierÖlverlust und das Einbringen von Verunreinigungen von außen zu einem Minimum gemacht werden.

-fr -

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt die Seitenansicht des einen Endes einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung für eine Walze variabler Bombierung.

In der Figur ist das eine Ende einer Walze 10 mit -variabler Bombierung dargestellt. Die Walze 10 ist von einer feststehenden Walzenachse 12 durchsetzt, die ein Auflager 14 .

im

umgibt, das/Rahmen einer nicht dargestellten Kalanderwalzmaschine abgestützt wird. Der zylindrische Walzenmantel 16 ist um die Walzenachse 12 herum drehbar angebracht und an seinen beiden Enden in einem jeweils dazwischen angeordneten Lager 18 gelagert. Ein Abschlußdichtungsring 20 ■ ist in kreisförmiger Anlage an der Innenfläche des Walzen-

in
mantels 16 /der Nachbarschaft der Innenseite des Wälzlagers 18 angebracht, ferner ist in der Nachbarschaft der Innenseite dieses Rings'20 ein Abschlußdichtungsabstützring 22 auf der Walzenachse 12 angeordnet. Zwischen der Innenfläche des Walzenmantels 16. und dem perinheren Ende des Abschlußdichtungs-

bestützrings 22 steht ein-geringfügiger lichter Raum, dasselbe gilt für die innere Peripherie des Abschlußdichtungsrings und die Walzenachse .12. Zwischen dem Ende des Abschlußdichtungs-Abstützrings 22 und dem Ende des Abschlußdichtungsrings 20 ist eine Seitendichtung 23 angeordnet. Zwischen der Walzenachse 12 und der Innenfläche des Walzenmantel^ 16 lißgt ein ringförmiger Innenraum ?A, der durch eine Anordnung ax LaI verlaufender Dichtungen 3O₃ die zwischen dem Walzenmantel und einander gegenüberliegenden Seiten der Walzenachse 12 angeordnet sind₃ in eine obere bogenförmige Kammer 26 und eine untere bogenförmige Kammer 28 in Längsrichtung geteilt sein kann.

An jedem Ende des Walzenmantels 16 ist der Fuß 32. einer Labyrinthdichtung angebracht, der eine radial nach innen ragende ringförmige Flanke 34 aufweist, deren peripherer Innenrand' von der Walzenachse 12 einen Abstand aufweist. Eine radial nach außen ragende Flanke.-36. ist an der Walzenachse 12 befestigt und in axialer Richtung von der nach innen ragenden ringförmigen Flanke 34 beabstandet. Zwischen ihr und der äußeren Peripherie der Flanke 36 sowie einer Schulter 40 des Labyrinthdichtungsfußes 32 liegt ein radialer Zwischenraum 38. An der Schulter 40 des Labyrinthdichtungsfußes 32 ist ein Ring 42 befestigt, der von der axial äußeren Seite der radial verlaufenden Flanke 3 6 in axialer Richtung beabstandet ist, wodurch ein weiterer Labyrinthgang 44 zu einer Abschlußkappe 46 gebildet wird, die ihrerseits eine ringförmige Kammer 48 begrenzt, an deren unterstem Teil sich ein Abschluß 50 befindet. Die Abschlußkappe 46 ist an der Walzenachse befestigt und stellt das Ende der Labyrinthdichtung .dar.

Wie dargestellt, befindet sich zwischen der Walzenachse 12 und dem Walzenmantel 16 eine ringförmige Kammer 52, die außerdem zwischen der axial äußeren Seite des Lagers 18 und der axial inneren Seite der radial nach innen ragenden Flanke liegt und in dieser Kammer kann sich öl sammeln, nachdem es das Lager 18 durchsetzt hat. Im untersten Teil der ringförmigen Kammer 52 ist ein Abflußrohr. 54 angeordnet, das sich bis in die Höhe des dort gewünschten ölspiegels erstreckt. Das Abflußrohr 54 führt zu einer Verbindungsleitung 56, die innerhalb der Walzenachse 12 in axialer Richtung verläuft. Diese Verbindungsleitung stellt eine Verbindung mit einer Saugpumpe 58 her.· Die Saugpumpe 58 steht mit einem nicht dargestellten..Behälter in Verbindung, der eine Zufuhrquelle für zurückgeführtes Öl darstellt, das bei Auslenkung der Walze 10 benötigt wird.

Beim Betrieb der KaLanderwalzmaschine wird Öl unter Druck durch eine nicht dargestellte geeignete Pumpe in .die obere Kammer 26 gepumpt. Das unter Druck stehende öl bewirkt eine nach oben gerichtete Aufwölbung des Walzenmantels 16, die eine Gegenkraft gegen an der Walze angreifende Kräfte darstellt. Die Walzenachse 12 wird zu einer nach unten gerichteten Auslenkung veranlaßt, wenn sie die auf den Walzenmantel 16 wirkenden Kräfte aufnimmt. Ein Teil des unter Druck stehenden Öls passiert die axial verlaufenden Dichtungen 30 und kann über die Außenfläche des Abschlußdichtungs-Abstützungringes 22, über die Seitendichtung 23 sowie durch den Zwischenraum zwischen dem Abschlußdichtungsring 20 und der Walzenachse 12 fließen, um das Lager 18 zu schmieren. Das.öl sammelt' sich im untersten Teil der ringförmigen Kammer 52 und wird dort durch die Wirkung der Saugpumpe 58, zu der über die Verbindungsleitung 56 und das Abflußrohr 54' eine Verbindung besteht, auf einem gewünschten Niveau gehalten werden, so daß das Eindringen von Schmutz und sonstigen Verunreinigungen in das Lager verhindert wird, in^dem diese Teile im Labyrinthgang 44 festgehalten werden, gleichzeitig ist hierdurch eine ordnungsgemäße Schmierung gewährleistet.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Auswölbung des Walzenmantels 16 in bezug auf die Walzenachse 12 mit Hilfe von nicht dargestellten dazwischen angeordneten Kolben-Zylinder-Druckeinheiten hervorgerufen werden kann, in denen sich ein ähnlicher öldurchgangsweg zu befinden hätte. Vorstehend ist damit ein wirksames Schmiersystem für die Lager einer Walze mit veränderlicher Bombierung beschrieben worden, bei dem ein Schmiermittelspiegel aufrechterhalten wird, um eine verschmutzungsfreie Anordnung zu gewährleisten und Dichtungen des berührungslosen Typs zum Einsatz kommen, die insbesondere für abzudichtende Bestardteile geeignet sind, die häufigen Auslenkungen und Temperaturen in der Größenordnung von

ausgesetzt sind, also Bedingungen, die die Lebensdauer bisher solcherart eingesetzter. Dichtungen beträchtlich verkürzt haben. .

Claims

DIPL. ING. HEINZ BARDEHfcfc.) .j I :j^npbn, PATENTANWALT Aktenzeichen: Mein Zeichen? 3290 Patentansprüche

1. Dichtungsanordnung für eine Kalanderwalze variabler Bombierung, die eine feststehende Walzenachse, eine an jedem ihrer Enden in einem Lager um diese Achse herum drehbar gelagerten Walzenmantel und einen Flüssigkeit sdurchgang aufweist, über den Schmiermittel an die genannten Lager gelangen kann, gekennzeichnet durch eine Labyrinthdichtung (32, 34, 36, 38, 40, 42) die jeweils an der Außenseite der Lager (18) auf der Walzenachse (12) und zwischen dieser und dem' Walzenmantel (16) angebracht ist, sowie durch ein Flüssigkeitsablaufsystem, durch das ein bestimmter Schmiermittelspiegel im Bereich des Lagers (18) und der Labyrinthdichtung (32, 34, 36, 38, 40, 42) aufrechterhalten wird.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (32, 34, 36, 38, 4o, 42) · wenigstens eine radial verlaufende Flanke (3-4 oder 36) -aufweist, die sich zwischen der Walzenachse (12) und dem Walzenmantel (l6) befindet.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Flüssigkeitsablaufsystem Ablaufsaugröhre (54) gehören, die jeweils in der Nähe der Lager (18) und in einer derartigen Höhe angebracht sind, daß durch sie das Schmiermittel über diese Höhe hinaus angesaugt werden kann.

Dichtungsanordnung nach Anspruch 3 j dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Flüssigkeitsablaufsystem Verbindungsleitungen (56)j die mit jeweils einem der Ablaufrohre (5¹O in flüssigkeit sleitender Verbindung stehen, und eine Saugpumpe (58) gehören und daß es so ausgebildet ist, daß die Schmierflüssigkeit einen Kreislauf durchmachen kann, um die Lager (18) ggfs. mehrfach zu durchfließen.

Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschlußkappe (46) vorgesehen ist, die einen Teil der Labyrinthdichtung (32, 34, 36, 38, 40, 42) bildet und die in ihrem untersten Teil einen Ablauf (50) aufweist, über den überschüssige Schmierflüssigkeit, die die Labyrinthdichtung (32, 34, 36, 38, 40, 42) passiert hat, abgelassen werden kann.