JP2014085020A

JP2014085020A - 転がり軸受組立体にあるシール素子を交換するための方法及び１組のシール素子

Info

Publication number: JP2014085020A
Application number: JP2013217127A
Authority: JP
Inventors: Capoldi Bruno; ブルーノ・カポルディ; Derrer Siegfried; ジークフリート・デレア; Krebs Matthias; マティアス・クレブス
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-05-12
Also published as: US9494197B2; EP2722544A1; CN103775506A; CN103775506B; US20140304992A1; EP2722544B1

Abstract

【課題】転がり軸受組立体にあるシール素子を交換するための新規の方法を提供すること。
【解決手段】この方法は、転がり軸受組立体（Ａ）にあるシール素子（６、７）を交換するためのものであり、この転がり軸受は、回転可能素子（Ｒ）と、固定素子（Ｈ）と、回転可能素子（Ｒ）及び固定素子（Ｈ）の間に取り付けられる少なくとも１つの軸受（２、４）と、を備え、少なくとも１つの使用済みシール素子（６、７）は、回転可能素子（Ｒ）または固定素子（Ｈ）と共に回転し、素子（Ｈ）の第１面（Ｓ１、Ｓ２）に位置するように構成された少なくとも１つのシールリップ（６２_１、６２_２；６２_６、６２_７）を有し、シールリップに対して、上記使用済みシール素子（６）は、回転する。
【選択図】図４

Description

本発明は、転がり軸受組立体にあるシール素子を交換するための方法に関する。また、本発明は、第１シール素子と交換シール素子とを備える１組のシール素子に関する。

ボートのプロペラシステムまたはトンネル切削機のようないくつかの用途に適合された転がり軸受組立体は、特定のシール素子を必要とする。このようなシール素子は、しばしば、回転素子の表面に位置するシールリップを有する。シール素子は、これらが摩耗すると、変えなければならない。シールリップが接触する表面は、同様に、シール素子の摩擦によって摩耗し始める。したがって、交換シール素子のシールリップにおける早期の摩耗は、発生しやすい。

本発明の目的は、転がり軸受組立体にあるシール素子を交換するための新規の方法を提供することであり、この方法は、シール素子の効率及び組立体の気密性を改善することを可能とする。

このために、本発明は、転がり軸受組立体にあるシール素子を交換するための方法に関し、この転がり軸受組立体は、回転可能素子と、固定素子と、回転可能素子及び固定素子の間に取り付けられた少なくとも１つの軸受と、を備え、少なくとも１つの使用済みシール素子は、回転可能素子または固定素子と共にしっかりと(fast)回転し、素子の第１面に位置するように構成された少なくとも１つのシールリップを有し、この素子に関して、上記使用済みシール素子が回転する。この方法は、少なくとも１つの交換シール素子を取り付け、そのため、交換シール素子の少なくとも１つのシールリップが素子の第２面に位置する工程にあるステップを備え、この素子に対して、使用済みシール素子及び交換シール素子が回転し、第２面が第１面の所定距離に位置することを特徴とする。

本発明により、新たなシール素子が接触する表面は、使用済みシール素子によっては事前に摩耗されていない。したがって、取り付けの気密性が向上する。さらに、新たなシール素子への早期の損傷を回避する。

本発明における有利ではあるが強制的ではないさらなる態様において、このような方法は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を有してもよい。
− 方法は、回転可能及び固定素子のうちの一方におけるシリンダ状面の第１及び第２領域に第１及び第２面を設ける工程にあり、この一方に対して、使用済み及び交換シール素子が回転し、上記第１及び第２領域が、回転可能素子の回転軸に沿って互いに対してずらされている。
− 方法は、上記シリンダ状面の外径が約２０００ｍｍである組立体に関して、第１及び第２領域を１０ミリメートルの距離だけずらす工程にある。
− 方法は、上記シフト距離を設定し、そのため、上記シフト距離及び上記シリンダ状面の直径の間の比が０．００２より大きい、好ましくは０．００５より大きい、工程にある。
− 方法は、自由縁部を有する少なくとも１つのシールリップを有する交換シール素子を設ける工程にあり、この自由縁部は、使用済みシール素子の対応するシールリップの自由縁部の上記所定距離に位置する。
− 方法は、交換シール素子と交換シール素子が取り付けられる表面との間にスペーサを取り付ける工程にあるステップを備える。

本発明は、同様に、第１シール素子及び交換シール素子を備える１組のシール素子に関し、これらシール素子双方は、少なくとも１つのシールリップを有する。この１組のシール素子は、交換シール素子のシールリップの自由端部が、第１シール素子の対応するシールリップの自由端部に対して、所定距離に位置することを特徴とする。

有利ではあるが強制的ではない本発明のさらなる態様において、このような１組のシール素子は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を組み合わせてもよい。
− 第１シール素子の少なくとも１つのシールリップの自由縁部と交換シール素子の自由縁部とのそれぞれは、自由縁部の内径が約２０００ミリメートルからなるシール素子に関して、上記シール素子の長手方向軸に沿って、１０ミリメートルの距離だけずらされている。
− 第１シール素子及び交換シール素子それぞれは、２つのシールリップを備える。
− １組のシール素子は、間にスペーサが取り付けられるように構成された２つのシール素子と２つの交換シール素子とを備え、２つのシール素子及び交換シール素子それぞれは、１つのシールリップを備える。

具体的な実例として以下の図面を対応させて、本発明を説明する。

本発明にかかる方法を実施する転がり軸受組立体の長手方向軸に沿う断面図である。本発明にかかる方法で使用される交換シールを示す断面図である。部分的に分解した構造にある図１の転がり軸受組立体を示す断面図である。図１及び図３の転がり軸受組立体におけるシール素子交換操作を示す断面図である。図１の細部Ｖを示す拡大図である。図５と同様の図であって、図２の交換シールで交換した図５に示すシールを示す図である。本発明の第２実施形態に関する、図１と同様の図である。

転がり軸受Ａを図１及び図３から図６に示す。この転がり軸受Ａは、回転可能素子Ｒを備え、この回転可能素子Ｒは、ボートのプロペラ支持構造体における回転可能シャフトである。転がり軸受組立体Ａは、同様に、固定素子を備え、この固定素子は、回転可能素子Ｒを取り付ける筐体Ｈである。転がり軸受組立体Ａは、同様に、転がり軸受システムを備え、この転がり軸受システムは、長手方向回転軸Ｘ−Ｘ’に沿った筐体Ｈに対する回転可能素子Ｒの回転を可能とする。これらシステムは、軸Ｘ−Ｘ’に対して直交する回転軸を有するローラを有する２つの径方向ローラ軸受２と、軸Ｘ−Ｘ’と平行な回転軸を有するローラを有する１つの軸方向ローラ軸受４と、を備える。

本発明の図示しない実施形態において、転がり軸受組立体Ａは、玉軸受、針状ころ軸受または滑り軸受けなど他のタイプの転がり軸受システムを備えてもよい。

転がり軸受組立体Ａは、同様に、筐体Ｈに対する回転可能素子Ｒの回転を補助する潤滑油が組立体Ａの外に出ることを防止するように、かつ、海水のような外部要素が転がり軸受組立体Ａの中に入ってその構成部材を損傷することを防止するように、構成されている。シール素子６は、筐体Ｈと共にしっかりと回転し、筐体Ｈ内に取り付けられており、回転可能素子Ｒに対して回転する。シール素子６は、２つのシールリップ６２_１及び６２_２を備え、これらシールリップは、軸Ｘ−Ｘ’に向けて径方向に方向付けられており、回転可能素子Ｒにある管状素子８の外周面８２に位置する。

筐体Ｈは、複数の部分で形成されており、複数の部分は、主部分Ｈ１と、径方向及び軸方向転がり軸受２及び４を取り付ける中間部分Ｈ２と、中間ワッシャＨ３と、カバーＨ４と、を有する。部分Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４は、ボアに挿入された図示しないボルトにより、軸Ｘ−Ｘ’に沿って共に組み立てられるように構成されており、これらボルトのうちの１つを参照符号１０を付して図１、図３及び図４に示す。各ボアは、部分Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４の長手方向部分に延在する。中間ワッシャＨは、中間部分Ｈ２の環状取付面２２に取り付けられるように構成されている。中間ワッシャＨ３は、軸Ｘ−Ｘ’回りに中心付けられた円錐台形状を有する取付面３０を備える。取付面３０は、中間部分Ｈ２から反対側へ軸Ｘ−Ｘ’に向けて延在する。シール素子６の対応する円錐台面６４は、シール素子６を筐体Ｈ内へ取り付けると、取付面３０とシール接触するように構成されている。

カバーＨ４は、軸Ｘ−Ｘ’回りに中心付けられた内側シリンダ状面４０を備える。内面４０は、襟部４３及びカバーＨ４の間で軸Ｘ−Ｘ’に沿って延在し、中間ワッシャＨ３のキャビティ３２内に挿入されるように構成され、取付面３０は、キャビティ３２の表面を形成する。襟部４２とは反対側において、内面４０は、円錐台面４４を備え、この円錐台面は、円錐台状の取付面３０と同様の形状を有しているが、中間ワッシャＨ３の方向において軸Ｘ−Ｘ’に向けて収束する。円錐台面３０及び４４は、軸Ｘ−Ｘ’に沿って互いに向かい合っている。

シール素子６は、中間ワッシャＨ３及びカバーＨ４に取り付けられており、そのため、円錐台面６４は、取付面３０との接触を形成し、軸Ｘ−Ｘ’に沿う表面６４とは反対側にあるシール素子６の円錐台面６６は、カバーＨ４の円錐台面４４とシール接触を形成する。図１に示す転がり軸受組立体Ａの組み立て後の構造において、シールリップ６２_１及び６２_２それぞれは、接触面Ｓ１及びＳ２に各別に位置し、これら接触面は、軸Ｘ−Ｘ’と平行な周面８２のセグメントによって図５及び図６に示される。面Ｓ１及びＳ２は、管状素子８の円周において軸Ｘ−Ｘ’回りに延在するリング状を有する。面Ｓ１及びＳ２は、表面８２の第１領域を画成する。

回転可能素子Ｒが筐体Ｈの周囲を回転すると、一方ではシールリップ６２_１及び６２_２、他方では周面８２は、接触面Ｓ１及びＳ２上で摩耗を引き起こす。この摩擦は、同様に、シールリップ６２_１及び６２_２を損傷させる。したがって、シール素子６は、シール素子６が擦り減ると交換シール素子６Ｂで交換されなければならない。以下、シール素子６を「使用済み」シール素子６と称する。明確にしない限り、交換シール素子６Ｂは、使用済みシール素子６と同様の構造を有する。

交換シール素子６Ｂのシールリップ６２_１Ｂ及び６２_２Ｂがシールリップ６２_１及び６２_２との摩擦によって既に摩耗している接触面Ｓ１及びＳ２に位置しないことを保証するため、交換シール素子６Ｂは、シールリップ６２_１Ｂ及び６２_２Ｂが表面Ｓ１及びＳ２の非ゼロ距離に位置する表面Ｓ３及びＳ４に位置するように、設計されている。表面Ｓ３及びＳ４は、周面８２のセグメントにより図６に示されており、表面８１の第２領域を画成する。

使用済みシール素子６を交換シール素子６Ｂと交換するため、中間ワッシャＨ３及びカバーＨ４を中間部分Ｈ２から取り外す。そして、中間ワッシャＨ３をカバーＨ４から取り外し、そのため、使用済みシール素子６をカバーＨ４から引き抜く。その後、交換シール素子６ＢをカバーＨ４内に取り付ける。そして、中間ワッシャＨ３、カバーＨ４及び交換シール素子６Ｂを備える組立体を中間部分Ｈ２に再び固定する前に、中間ワッシャＨ３をカバーＨ４上に戻す。

図６に示すように、新たな接触面Ｓ３及びＳ４は、接触面Ｓ１及びＳ２に対して、シフト距離Ｄだけ軸Ｘ−Ｘ’に沿ってずらされており、このシフト距離は、表面８２の外径ｄ８２が約２０００ｍｍである組立体Ａに関して、５ｍｍより大きい、好ましくは１０ｍｍより大きい。すなわち、直径ｄ８２に対する距離Ｄの比は、０．００２より大きい、好ましくは０．００５より大きい。

図２に示す交換シール素子において、シールリップ６２_１Ｂ及び６２_２Ｂの自由縁部６３_１Ｂ及び６３_２Ｂは、自由縁部６３_１、６３_２及び６３_１Ｂ、６３_２Ｂの内径ｄ６３が約２０００ミリメートルであるシール素子６及び６Ｂに関して、シールリップ６２_１及び６２_２の自由縁部６３_１、６３_２に対して、シフト距離Ｄだけ軸Ｘ−Ｘ’に沿ってずらされている。

一方では接触面Ｓ１及びＳ２間の、他方では表面Ｓ３及びＳ４に対するシフトは、同様に、表面３０と交換シール素子６Ｂとの間にまたは表面４４と交換シール素子６Ｂとの間にスペーサを取り付けることによって得られる。

本発明の第２実施形態を図７に示す。この実施形態において、第１実施形態と同様の素子は、同一参照符号を有し、同様に機能する。この実施形態は、軸Ｘ−Ｘ’に沿ってスペーサ素子Ｈ５１によって転がり軸受組立体Ａが離間した２つのシール素子６及び７を備え、このスペーサ素子が筐体ＨのうちカバーＨ４及び中間ワッシャＨ３の間に挿入された部分Ｈ５に属するという事実により、図１から図６の実施形態から異なる。シール素子６及び７それぞれは、１つのシールリップ６２_６、６２_７それぞれを備える。

この実施形態において、摩耗すると、図示しない交換シール素子で両シール素子６及び７を交換し、この交換シール素子は、使用済みシール素子６及び７のシールリップ６２_６及び６２_７に対して軸Ｘ−Ｘ’に沿ってシフトさせたシールリップを有する。

本発明の図示しない実施形態において、転がり軸受Ａの構造は、２つの上述した実施形態の構造に対して反転させてもよい。例えば、シール素子６は、しっかりと固定素子Ｈと共に回転するのではなく、回転可能素子Ｒと共にしっかりと回転してもよい。

本発明の図示しない実施形態において、接触面Ｓ３及びＳ４は、同様に、表面Ｓ１及びＳ２に対して径方向に沿ってずらされてもよい。本発明の別の図示しない実施形態において、接触面Ｓ３及びＳ４は、同様に、交換シール素子６Ｂを設けることによって表面Ｓ１及びＳ２からずらされてもよく、この表面では、軸Ｘ−Ｘ’に対するシールリップ６２_１Ｂ及び６２_２の傾斜を改変する。

本発明の別の図示しない実施形態において、本発明にかかるシール素子交換方法は、タービン、工業的ギアボックスまたはトンネル掘削機のような他の技術分野で使用する他のタイプの転がり軸受組立体に適用してもよい。

２径方向ローラ軸受，軸受、４軸方向ローラ軸受，軸受、６，７交換シール素子，シール素子、６Ｂ交換シール素子，シール素子、３０円錐台面，取付面，表面、４４円錐台面，表面、６２_１，６２_２，６２_１Ｂ，６２_２Ｂ，６２_６，６２_７シールリップ、６３_１，６３_２，６３_１Ｂ，６３_２Ｂ自由縁部、８２外周面，周面，表面，シリンダ状面、Ａ転がり軸受組立体，転がり軸受、Ｄシフト距離，距離、ｄ６３内径、ｄ８２外径，直径、Ｈ筐体，固定素子、Ｈ５１スペーサ素子，スペーサ、Ｒ回転可能素子、Ｓ１，Ｓ２接触面，面，第１面、Ｓ３，Ｓ４接触面，面，第２面、Ｘ−Ｘ’ 長手方向回転軸，回転軸，軸

Claims

転がり軸受組立体（Ａ）にあるシール素子（６、７）を交換するための方法であって、
前記転がり軸受組立体が、回転可能素子（Ｒ）と、固定素子（Ｈ）と、前記回転可能素子（Ｒ）と前記固定素子（Ｈ）との間に取り付けられた少なくとも１つの軸受（２、４）と、を備え、
少なくとも１つの前記シール素子（６、７）が、前記回転可能素子（Ｒ）または前記固定素子（Ｈ）と共にしっかりと回転し、前記固定素子（Ｈ）の第１面（Ｓ１、Ｓ２）に位置するように構成された少なくとも１つのシールリップ（６２_１、６２_２；６２_６、６２_７）を有し、前記第１面に対して使用済みの前記シール素子（６）が回転し、
当該方法が、
少なくとも１つの交換シール素子（６Ｂ）を取り付ける工程にあり、そのため、前記交換シール素子（６Ｂ）の少なくとも１つのシールリップ（６２_１Ｂ、６２_２Ｂ）が、前記固定素子（Ｈ）の第２面（Ｓ３、Ｓ４）に位置し、前記第２面に対して、使用済みの前記シール素子（６）及び前記交換シール素子（６Ｂ）が回転し、前記第２面（Ｓ３、Ｓ４）が、前記第１面（Ｓ１、Ｓ２）の所定距離（Ｄ）に位置するステップを備えることを特徴とする方法。
前記第１面（Ｓ１、Ｓ２）及び前記第２面（Ｓ３、Ｓ４）を前記回転可能素子（Ｒ）及び前記固定素子（Ｈ）のうちの一方のシリンダ状面（８２）の第１領域（Ｓ１、Ｓ２）及び第２領域（Ｓ３、Ｓ４）に設ける工程にあり
前記回転可能素子及び前記固定素子のうちの一方に対して、使用済みの前記シール素子（６）及び前記交換シール素子（６Ｂ）が回転し、前記第１領域（Ｓ１、Ｓ２）及び前記第２領域（Ｓ３、Ｓ４）を前記回転可能素子（Ｒ）の回転軸（Ｘ−Ｘ’）に沿って互いに対してずらすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記シリンダ状面（８２）の外径（ｄ８２）が約２０００ｍｍである転がり軸受組立体（Ａ）に対して、前記第１領域（Ｓ１、Ｓ２）及び前記第２領域（Ｓ３、Ｓ４）を１０ミリメートルの距離（Ｄ）だけずらす工程にあることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記シフト距離（Ｄ）を設定する工程にあり、そのため、前記シフト距離（Ｄ）と前記シリンダ状面（８２）の前記外径（ｄ８２）との比が、０．００２より大きい、好ましくは０．００５より大きいことを特徴とする請求項３に記載の方法。
自由縁部（６３_１Ｂ、６３_２Ｂ）を有する少なくとも１つのシールリップ（６２_１Ｂ、６２_２Ｂ）を有する交換シール素子（６Ｂ）を設ける工程にあり、前記自由縁部が、使用済みの前記シール素子（６）における対応する前記シールリップ（６２_１、６２_２）の自由縁部（６３_１、６３_２）の前記所定距離（Ｄ）に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
前記交換シール素子（６Ｂ）と前記交換シール素子（６Ｂ）が取り付けられる表面（３０、４４）との間にスペーサを取り付ける工程にあるステップを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
少なくとも１つの第１シール素子（６）と少なくとも１つの交換シール素子（６Ｂ）とを備える１組のシール素子であって、
前記シール素子（６、６Ｂ）双方が、少なくとも１つのシールリップ（６２_１、６２_２；６２_１Ｂ、６２_２Ｂ）を有し、
前記交換シール素子（６Ｂ）の前記シールリップ（６２_１Ｂ、６２_２Ｂ）における自由縁部（６３_１Ｂ、６３_２Ｂ）が、前記第１シール素子（６）の対応する前記シールリップ（６２）における自由縁部（６３_１、６３_２）に対して所定距離（Ｄ）に位置することを特徴とする１組のシール素子。
前記第１シール素子（６）の少なくとも１つの前記シールリップ（６２、６２Ｂ）それぞれにおける前記自由縁部（６３_１、６３_２）と前記交換シール素子（６Ｂ）の前記自由縁部（６３_１Ｂ、６３_２Ｂ）とが、前記自由縁部（６３_１、６３_２；６３_１Ｂ、６３_２Ｂ）の内径（ｄ６３）が約２０００ミリメートルからなる前記シール素子（６、６Ｂ）に関して、前記シール素子（６、６Ｂ）の長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）に沿って１０ミリメートルの距離（Ｄ）だけずらされていることを特徴とする請求項７に記載の１組のシール素子。
前記第１シール素子（６）及び前記交換シール素子（６Ｂ）それぞれが、２つのシールリップ（６２_１、６２_２；６２_１Ｂ、６２_２Ｂ）を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の１組のシール素子。
間にスペーサ（Ｈ５１）が取り付けられるように構成された２つの前記シール素子（６、７）及び２つの前記交換シール素子を備え、
２つの前記シール素子（６、７）及び前記交換シール素子それぞれが、１つのシールリップ（６２_６、６２_７）を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の１組のシール素子。