DE3926493A1 - Lagerkonstruktion einer maschine - Google Patents

Lagerkonstruktion einer maschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der Praxis ist eine Walzenmühle bekannt, bei der die angetriebenen Wellen in jeweils zwei in einem Maschinenrahmen angeordneten Lagern gelagert sind.
Die Lager enthalten einen Innenring, einen Außenring sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper. Das Lager ist in eine Hülse eingeschoben, die wiederum in einem Lagerstein gehaltert ist. Eine mittig umlaufende Nut in der Hülse steht über Bohrungen im Außenring mit dem zwischen Innen- und Außenring gebildeten Lager­ innenraum in Verbindung und dient zur Zuführung einer Lagerschmierung.
Zur Abdichtung des Lagerinnenraumes sind zwei seit­ liche, am Lagerstein befestigte Lagerabschlußdeckel vorgesehen. Die in das Lager eingeschobene Welle weist Dichtringe auf, die mit den auf den Lagerabschluß­ deckeln angebrachten Dichtungselementen zusammen­ wirken.
Nachteilig bei dieser bekannten Lagerkonstruktion wirkt sich die Tatsache aus, daß bei einem Ein- bzw. Ausbau der Welle das abgedichtete Lager geöffnet wer­ den muß. Dies macht erforderlich, daß das Lager­ schmiermittel aufgefangen werden muß. Zudem besteht die Gefahr einer Verunreinigung des Lagers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzte Maschine dahin weiterzuentwickeln, daß ein Ein- und Ausbau der Welle möglich ist, ohne die Abdichtung des Lagers zu be­ einträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeich­ nende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung sind die Lagerabschlußdeckel am Außen­ ring des Lagers befestigt und die daran angebrachten Dichtungselemente wirken mit dem Innenring zusammen. Da­ durch ergibt sich eine in sich geschlossene Lagerkonstruk­ tion.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche und werden im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine Walzenmühle,
Fig. 2 ein Schnitt durch das Festlager der Loswalze längs der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schnitt durch das Loslager der Loswalze längs der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdar­ stellung des Festlagers.
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut näher erläutert. Die in Fig. 1 dargestellte Walzen­ mühle enthält eine ortsfest in je einem Festlager 3 und einem Loslager 4 gelagerte, angetriebene Fest­ walze 1 sowie eine in Richtung auf die Festwalze 1 verschiebbare, in je einem Festlager 3 und einem Los­ lager 4 gelagerte, angetriebene Loswalze 2. Eine nicht veranschaulichte Einrichtung erzeugt eine die Loswalze 2 in Richtung auf die Festwalze 1 drückende Anpreßkraft.
Anhand der Fig. 2 bis 4 wird die Lagerkonstruktion der Loswalze 2 näher beschrieben. Die Lager ent­ halten jeweils einen Innenring 5, einen Außenring 6 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper 7 und 7′. Die Wälzkörper 7 und 7′ sind hierbei als Rollen mit leicht balligen Laufflächen 7a und 7′a ausgebildet. Der Innenring 5 weist zwei entsprechend konkav aus­ gebildete Führungsbahnen 5a und 5b auf, während im Außen­ ring 6 eine entsprechend konkav gestaltete Führungsbahn 6a vorgesehen ist.
In den beiden durch die Führungsbahnen 5a, 5b und 6a gebildeten Führungen sind eine Vielzahl von Wälzkörpern 7 und 7′ angeordnet, wobei die Achsen 7b und 7′b zweier nebeneinander liegender Wälzkörper 7 und 7′ in einem sehr flachen Winkel zueinander stehen.
Der Außenring 6 enthält zwei konzentrisch zueinander an­ geordnete Hülsen 6b und 6c, wobei ein Kühlkanal 8 in der Hülse 6c an der Berührfläche der beiden Hülsen 6b und 6c ausgebildet ist.
Zur Abdichtung des zwischen dem Innenring 5 und dem Außenring 6 gebildeten Lagerinnenraumes sind zwei seit­ liche Lagerabschlußdeckel vorgesehen, die jeweils mit Schrauben 11 und 12 am Außenring 6 befestigt sind.
Am Innenring 5 sind zwei seitliche Vorsprünge 5c und 5d ausgebildet, die jeweils eine in Richtung des Lagerinnen­ raumes geneigte Fläche 5e bzw. 5f aufweisen. Die Lager­ abschlußdeckel 9 und 10 sind am vom Außenring 6 abge­ wandten Ende derart nach innen angewinkelt, daß sie etwa senkrecht zu den Flächen 5e bzw. 5f angeordnet sind. In den abgewinkelten Teilen der Lagerabschlußdeckel 9 und 10 sind Nuten 9a bzw. 10a vorgesehen. Im Nutengrund sind O-Ringe 13 eingesetzt, über denen Dichtungselemente 14 angeordnet sind, die mit den Flächen 5e bzw. 5f zusammen­ wirken.
Der Außenring 6 des Lagers ist in einen Lagerstein 15 eingeführt, der wiederum mit einem Maschinenrahmen 16 in Verbindung steht. Bei der Festwalze 1 besteht zwischen dem Lagerstein 15 und dem Maschinenrahmen 16 eine ortsfeste Verbindung. Bei der Loswalze 2 gemäß den Fig. 2 und 3 besteht ebenfalls in axialer Richtung der Loswalze eine ortsfeste Verbindung. In Querrichtung dagegen, d.h. in Richtung der Doppel­ pfeile 17 der Fig. 1, ist eine Verschiebung des Lager­ steins 15 auf einer Lagersteinführung 18 möglich. Die Lagersteinführung 18 ist über Schrauben 19 am Maschinenrahmen 16 befestigt. Die seitlich an der Lagersteinführung 18 anliegenden Stege 15a und 15b des Lagersteins 15 dienen einmal zur Fixierung des Lagersteins in axialer Richtung der Loswalze und zum andern zur Führung des Lagersteins in der Quer­ richtung. Zwischen den Stegen 15a bzw. 15b und dem Maschinenrahmen 16 ist jeweils ein Filzstreifen 20 vorgesehen, der an der Lagersteinführung 18 angenagelt ist. Der Filzstreifen 20 soll eine Verunreinigung der Lagersteinführung 18 verhindern.
Die Walzenwelle 21 der Loswalze 2 ist in den Innen­ ring eingeschoben, wobei der konisch ausgebildete Innenring und die in diesem Bereich konisch ausge­ bildete Walzenwelle 21 für einen festen Wellensitz sorgen. Das Lager ist zum einen durch einen Anschlag 21a der Walzenwelle 21 und zum anderen durch einen Lagerhaltering 22 auf der Walzenwelle 21 fixiert. Der Lagerhaltering 22 greift dabei am Innenring an und ist mit der Walzenwelle 21 verschraubt.
Zum Lösen des konischen Wellensitzes ist die Walzen­ welle 21 im Bereich des Lagers mit einer umlaufenden Nut 23 versehen, die mit einer Leitung 24 in Verbin­ dung steht, die wiederum nach außen an die Stirnfläche der Walzenwelle 21 geführt ist.
Beim dargestellten Festlager 3 der Fig. 2 stehen die Lagerabschlußdeckel 9 und 10 nach außen über den Außenring 6 vor und liegen am zugehörigen Lager­ stein 15 an. Demgegenüber sind bei dem in Fig. 3 dargestellten Loslager 4 die Lagerabschlußdeckel 9 und 10 gegenüber dem Außenumfang des Außenringes 6 etwas in radialer Richtung nach innen zurückgesetzt. Ansonsten ist der Aufbau des Festlagers 3 und des Loslagers 4 völlig identisch.
Im Lagerabschlußdeckel 10 ist in Höhe der Hülse 6c des Außenringes 6 eine Zuführöffnung 25 vorgesehen. Eine sich daran anschließende Leitung 26 führt in der Hülse 6c zum einen Ende des Kühlkanals 8. Der Kühl­ kanal 8 ist wendelförmig in der Hülse 6c ausge­ bildet und mündet an seinem anderen Ende in eine Leitung 27, die zu einer Abführöffnung 28 im Lager­ abschlußdeckel 10 nach außen geführt ist. Über eine an der Zuführöffnung 25 angeschlossene Leitung 29 wird das Kühlmittel dem Lager zugeführt und eine an die Abführöffnung 28 angeschlossene Leitung 30 dient zur Abführung des Kühlmittels.
In Höhe der Hülse 6b des Außenringes 6 ist im Ab­ schlußdeckel 10 eine weitere Öffnung 31 vorgesehen, die mit einer Bohrung 32 in der Hülse 6b in Verbin­ dung steht. Von außen ist über die Öffnung 31 in die Bohrung 32 eine Temperatursonde 33 zur Messung der Lagertemperatur eingeschoben. Eine daran angeschlos­ sene Leitung 34 führt zu einem Temperaturanzeigegerät 35.
Im Lagerabschlußdeckel 10 ist in Höhe des durch den Innenring 5 und den Außenring 6 gebildeten Lagerin­ nenraumes eine weitere Öffnung 36 vorgesehen, die mit einer daran außen angeschlossenen Leitung 37 zur Zu­ führung eines Lagerschmiermittels dient. Im Lager­ abschlußdeckel 9 ist eine entsprechende Öffnung 38 vorgesehen, die über eine daran angeschlossene Lei­ tung 39 zur Abführung des Lagerschmiermittels dient. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Öffnung 38 in der vergrößerten Darstellung des Lagers der Fig. 4 nicht dargestellt.
Im Betrieb wird das Lager durch die auf Flächen 5e und 5f laufenden Dichtungselemente 14 abgedichtet. Der als Federring ausgebildete O-Ring 13 sorgt dabei für den entsprechenden Druck zwischen den Flächen 5e bzw. 5f und den Dichtungselementen 14. Das Dich­ tungselement 14 besteht vorteilhaft aus einem elek­ trisch leitenden Material. Dadurch wird im Falle eines Stromflusses ein Bypaß zwischen Innen- und Außenring geschaffen.
Bei evtl. anfallenden Schweißarbeiten an der Maschine (Walzenmühle) können sehr große Stromstärken auf­ treten. Bei nicht leitenden Dichtungselementen 14 wird der Stromfluß vom Außenring 6 über die Wälz­ körper 7 und 7′ zum Innenring 5 führen. Im unbelaste­ ten Zustand besteht zwischen den Wälzkörpern und dem Innen- und Außenring nur eine Linienberührung. Größere Stromstärken können zu Einbrandstellen auf den Wälzkörpern 7 und 7′ führen und somit das Lager zerstören. Bei einer elektrisch leitenden Ausbildung der Dichtungselemente 14 kann jedoch bei einer genü­ gend großen Auflage der Dichtungselemente 14 auf den Flächen 5e bzw. 5f ein ausreichender Bypaß für den Stromfluß geschaffen werden. Da der Innenring 5 be­ reits mit einer hohen Härte ausgebildet ist, ist bei einer Verwendung von metallisch leitenden Dichtungs­ elementen 14 keine zusätzliche Härtung der Flächen 5e bzw. 5f notwendig.
Die Festwalze 1 und die Loswalze 2 sind auf der An­ triebsseite in jeweils einem Festlager 3 und auf der anderen Seite in jeweils einem Loslager 4 gelagert. Die Lagerabschlußdeckel 9 und 10, die beim Festlager 3 nach außen über den Außenring vorstehen und an den zugehörigen Lagersteinen anliegen, verhindern eine Verschiebung des Lagers und der damit verbundenen Fest- bzw. Loswalze in axialer Richtung der Walzen. Das Loslager 4 kann sich dagegen bei Temperaturaus­ dehnungen der Walzen im Lagerstein 15 in axialer Richtung verschieben. Eine Bewegung der Loswalze 2 in Richtung auf die Festwalze 1 erfolgt durch eine gleichzeitige Verschiebung der Lagersteine 15 auf den Lagersteinführungen 18 des Festlagers 3 und des Loslagers 4.
Beim Einbau der Festwalze 1 bzw. Loswalze 2 werden die Festlager 3 bzw. Loslager 4 mit den dazugehörigen Lagersteinen 15 auf die Walzenwelle 21 aufgeschoben und anschließend im Maschinenrahmen 16 installiert. Bei einem Ausbau der Welle wird in umgekehrter Reihen­ folge vorgegangen.
Das Festlager 3 bzw. Loslager 4 bildet ein in sich geschlossenes System, das auch bei einem Ein- oder Ausbau der Welle abgedichtet bleibt.
Die Zufuhr des Lagerschmiermittels über die seitliche Öffnung 36 im Lagerabschlußdeckel 10 und dessen Ab­ führung über die Öffnung 38 im Lagerabschlußdeckel 9 gewährleistet ein gleichmäßiges axiales Durchströmen des Lagers mit dem Lagerschmiermittel. Die im Fest­ lager 3 bzw. Loslager 4 entstandene Wärme wird jeweils in den Lagern direkt vom Kühlmittel aufgenommen und ab­ geführt.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer Walzenmühle erläutert. Sie kann jedoch vorteilhaft auch bei anderen Maschinen der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausge­ setzten Gattung Verwendung finden, beispielsweise bei Brechern oder schweren Ventilatoren.

Claims (12)

1. Maschine mit wenigstens einer angetriebenen Welle (21), die in zwei in einem Maschinenrahmen (16) angeordneten Lagern (3, 4) gelagert ist, wobei diese Lager (3, 4) jeweils einen Innenring (5), einen Außenring (6) sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper (7, 7′) enthalten und zur Abdichtung des zwischen Innenring (5) und Außenring (6) ge­ bildeten Lagerinnenraumes zwei seitliche Lager­ abschlußdeckel (9, 10) sowie Dichtungselemente (14) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerabschlußdeckel (9, 10) am Außenring (6) des Lagers (3, 4) befestigt sind und mit dem Innenring (5) des Lagers (3, 4) zusammenwirkende Dichtungselemente (14) tragen.
2. Maschine nach Anspruch 1, bei der die Welle (21) an einem Ende in einem in axialer Richtung orts­ festen Festlager (3) und an ihrem anderen Ende in einem in axialer Richtung beweglichen Loslager (4) gelagert ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • a) der Außenring (6) der beiden Lager (3, 4) ist in einem in axialer Richtung ortsfest angeord­ neten Lagerstein (15) vorgesehen,
  • b) die Lagerabschlußdeckel (9, 10) des Festlagers (3) stehen nach außen über den Außenring (6) vor und liegen am zugehörigen Lagerstein (15) an,
  • c) die Lagerabschlußdeckel (9, 10) des Loslagers (4) sind gegenüber dem Außenumfang des Außen­ ringes (6) etwas in radialer Richtung nach innen zurückgesetzt.
3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeich­ net durch eine Ausbildung als Walzenmühle zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut, mit folgenden wesentlichen Bestandteilen:
  • a) eine ortsfest in je einem Festlager (3) und einem Loslager 4 gelagerte, angetriebene Fest­ walze (1),
  • b) eine in Richtung auf die Festwalze (1) ver­ schiebbare, in je einem Festlager (3) und einem Loslager (4) gelagerte, angetriebene Loswalze (2),
  • c) eine Einrichtung zur Erzeugung einer die Los­ walze (2) in Richtung auf die Festwalze (1) drückende Anpreßkraft.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Loswalze (2) gehörenden Lagersteine längs mit dem Maschinenrahmen (16) fest verbun­ dener Lagersteinführungen (18) in Richtung auf die Festwalze (1) verschiebbar geführt sind.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (6) des Lagers (3, 4) zwei kon­ zentrisch zueinander angeordnete Hülsen (6b, 6c) enthält, wobei ein Kühlkanal (8) in der einen dieser beiden Hülsen (6b, 6c) an der Berührfläche beider Hülsen ausgebildet ist.
6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im einen Lagerabschlußdeckel (10) des Lagers (3, 4) eine Öffnung (36) zur Zuführung eines La­ gerschmiermittels und im anderen Lagerabschluß­ deckel (9) eine Öffnung (38) zur Abführung des Lagerschmiermittels vorgesehen ist.
7. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Lagerabschlußdeckel (9) eine Zuführöffnung (25) für ein dem Kühlkanal (8) zu­ geführtes Kühlmittel und eine Abführöffnung (28) für das Kühlmittel vorgesehen ist.
8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lagerabschlußdeckel (9, 10) in seinem den Außenring (6) des Lagers umschließenden Bereich mit einer Öffnung (31) zur Einführung einer Temperatursonde (33) in den Außenring (6) versehen ist.
9. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Dichtungselemente (14) aus elektrisch leitendem Material bestehen.
10. Maschine nach Anspruch 1, bei der die Dichtungs­ elemente (14) in Nuten (9a, 10a) der Lagerabschluß­ deckel (9, 10) angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Dichtungselement (14) und dem Nuten­ grund jeweils ein O-Ring (13) angeordnet ist.
11. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein außen am Innenring (5) angreifender Lagerhaltering (22) zur Fixierung des Lagers (3, 4) auf der einge­ führten Welle (21) befestigt ist.
12. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dichtungselemente (14) tragende Bereich der Lagerabschlußdeckel (9, 10) schräg nach innen abge­ winkelt ist und die mit den Dichtungselementen zu­ sammenwirkenden Flächen (5e, 5f) des Innenringes (5) in entsprechender Weise nach außen geneigt sind.
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