JP4159364B2 - ロール軸受のためのシール装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転しないようにロールネックと結合された環状突出部が、環状のシール面を担持し、このシール面と、弾性的な固定の２つのシール要素が協働し、これらシール要素の前に、ロール胴に向かって、シールラビリンスが配されており、このシールラビリンスが、一方では固定の、他方ではロールと結合された、断面が本質的にＣ形に形成された、シールするようにロールの端面と結合されたリングから成る、ロール軸受けのためのシール装置に関する。

この様式のシール装置は、特に、油膜軸受けのために久しい以前から公知である。ここでは、通常費用のかかるシール要素が使用され、このシール要素は、一方で、油膜軸受けからの油がロール胴へと達することを回避すべきであり、他方で、部分的に焼結材で置換された冷却潤滑剤がロール胴から油膜軸受け内へと侵入してしまうことを回避すべきである。

固定のシール要素を装備された軸受け以外には、シール要素がロールネックと結合されている、即ち、シール要素が取り囲み、固定のシール面に当接する軸受けも公知である。ここでも、ロール側と軸受け側との間での必要なシール部を形成するために、費用のかかるシールリングが使用される。

本発明の基本にある課題は、簡単で安価なシール要素であるにもかかわらず、良好なシール作用が得られ、その際、シールの有効寿命が公知のシール装置に比べて増大されているべきであり、これにより、全体のシール装置が安価であるように、この種のシール装置を発展構成することである。

この課題を解決するため、何重にも転向されたラビリンスの経路が生じるように、リングのＣ形の開口部内へと、固定の環状のエンドカバーが没入すること、環状のエンドカバーが、外側に位置するように、また外方へと開放するように、排出溝を備えること、ラビリンス用開口部が、排出溝の底部から離間するように配設されていること、環状のエンドカバーが、同様に環状の突起を備え、この突起の外側が、ラビリンスの経路の更なる転向を生じさせ、またこの突起の内側が、固定のシール要素のための保持部を備えること、Ｃ形のリングの内側の脚部が、その環状のエンドカバーに面した側に、環状のエンドカバーの少なくとも１つの排出路に向かい合って位置する溝を備えること、Ｃ形のリングの内側の脚部が、その突起に面した側を傾斜させられており、従って、内側の脚部が、その自由な尖端に向かって先細ること、そして、突起が、その端部に、ラビリンスを狭窄する突出部を備えること、が提案される。

この場合、シールのラビリンスは、軸受けのロール側のシール部を生じさせるのに対して、シール要素は、僅かに軸受け側のシール部しか保証しなくても良い。従って、両方向をシールすることができる費用をかけて形成されたシール要素は不必要である。

ロール表面から流出する冷却潤滑剤の大きな量は、先ず、屋根形のガードの一方の側に達する。屋根形のガードの回転運動によって、冷却潤滑剤は、屋根の尖端に至るまでに達し、ここでは、最大の周速度が支配する。ここでは、冷却潤滑剤の大部分が放擲される。過剰な冷却潤滑剤は、第２の屋根の半分で、遠心力に抗して軸受けへの方向に巡回しなければならない。しかしながら、遠心力は、第２の屋根の半分上に存在する冷却潤滑剤も、屋根の尖端へと搬送されることを生じさせる。屋根形のガードを越えて放擲されない冷却潤滑剤の最大の部分は、排出溝に捕捉され、この排出溝からタンクへと導出される。

しかしながら、それにもかかわらず、冷却潤滑剤は、シールラビリンスに達することができる。滴がシールラビリンスの回転する部分と接触すると直ぐ、これらの滴は、遠心力に基づいて外方へと搬送される。シールラビリンスの固定された部分に集まる滴だけが、第１のラビリンス領域内で滴下され、Ｃ形のリングの脚部に達し、そこから、冷却潤滑剤は、遠心力によって外方へと移送される。

ラビリンスの別の経過にあっては、未だ絶えず存在する冷却潤滑剤が、Ｃ形のリングの内側の脚部の内側で溝に捕捉され、そこから１つもしくは複数の排出路へと搬送される。排出路内では、滴が集まることができ、通路の最深部へと流れ、そこで、冷却潤滑剤は、排出用開口部を経てラビリンス領域から排出溝へと流出することができる。

ラビリンスは、突起によって更なる折れ曲がりも生じさせる。ここでも、ラビリンスの回転する要素は、冷却潤滑剤残量が遠心力によって排出路へと移送されるように形成されている。

ラビリンスの経路の端部に、突起は、突出部を備え、この突出部は、ラビリンスの経路を激しく狭窄して、ここでは遅くとも、最後の冷却潤滑剤残量が捕捉され、排出路へと移送される。

シール要素として、少なくとも１つのラジアルシャフトシールリングが使用され、そのシールリップが、少なくとも１つの囲繞バネ要素を備え、このバネ要素が、シールリップを、シール面に対して予緊張することができることが分かった。この様式のラジアルシャフトシールリングは、機械工学にあっては、費用のかかる形状を何ら備えず、これにより有利に製造することができる通常のシール要素である。同一の２つのシールリングが、相前後して配設されて、軸受け領域からの油がラビリンス領域へと達してしまうことを確実に排除することができる場合は有利である。

両方のラジアルシャフトシールリングの間に、第２のシールリップの潤滑並びに過剰な油の導出をするための給排路が設けられている場合は有効である。

本発明を、図面を基にして詳細に説明する。

図１からは、ロールネック２を備えるロール１を読み取ることができる。ロールネック２上には、環状突出部４を有するネックブッシュ３が示されている。更に、作り付け部材５の一部並びに軸受けブッシュ６が図示されている。ロール１の端面には、Ｃ形に形成されたリング７が、ネジ８によってシールするように固定されている。Ｃ形のリング７のＣ形の開口部内へと、作り付け部材５に固定されている環状のエンドカバー９が突出する。環状のエンドカバー８は、環状の外方へと開放した排出溝３０を形成する。環状のエンドカバー９には、突起１０が配設されている。

図２は、Ｃ形のリング７の外側の脚部１１が、外方へと屋根形のガード１２を備えることを示す。屋根形のガード１２は、屋根の尖端に、但しここでは、最大の周速度が支配するが、ロール１から流出する冷却潤滑媒体が集められ、屋根の尖端から放擲されることを配慮する。その他の点では、冷却潤滑媒体は、本質的に排出溝３０内に集められ、ここから導出されて、ラビリンス１３には達することができない。

それにもかかわらず、冷却潤滑剤残量は、開口部１４を経て、ラビリンス１３へと達することができる。これらの滴は、回転するＣ形のリング７と接触する場合は、このリングは、滴を伴い、遠心力によって外側の脚部１１へと搬送されて、開口部１４からの滴は、ラビリンスを離脱することができる。

しかしながら、ラビリンス１３内の滴が、環状のエンドカバー９に沿って離脱する場合は、これらの滴は、このカバーに沿って下方へと走り、これらの滴が存在するところに応じて、Ｃ形のリング７の外側の脚部１１か、内側の脚部１５かのいずれかへと滴下することになる。ここから、滴は、更にまた遠心力に基づいて開口部１４から移送される。

まだ他にラビリンス１３に侵入する冷却潤滑剤残量は、次いで、溝１６を備える内側の脚部１５によって捕捉される。溝の縁部に沿って、もしくは溝内に、滴を集めることができ、これらの滴は、溝の縁部から更にまた遠心力によって排出路１７，１８へと放擲される。排出路１７，１８は、環状のエンドカバー９に形成されている。図２に示された下の領域内では、排出路１７，１８が開口部１９，２０を備え、これらの開口部から、通路１７，１８内に集められた冷却潤滑剤が、ラビリンス１３を排出溝３０に向かって離脱することができる。

開口部１９，２０内へといかなる冷却潤滑剤も外から侵入できないように、開口部１９，２０の領域内で環状のエンドカバー９に、スプラッシュガード２１が設けられており、このスプラッシュガードは、排出溝３０を、開口部１９，２０の領域内で隔絶する。

Ｃ形のリング７の内側の脚部１５の尖端には、まだ常に尚冷却潤滑剤残量が存在すべきである場合には、これらの冷却潤滑剤残量は、突起１０によって転向される。この場合、突起１０に付着したままの滴は、突起１０の内壁に沿って排出路１８へと流れる。別の冷却潤滑剤の滴は、内側の脚部１５の外側の領域に沈積することができ、ここで、冷却潤滑剤の滴は、内側の脚部１５の先細り部と遠心力によって生じさせられて、更にまた内側の脚部１５の尖端へと搬送され、そこから排出路１８へと放擲される。

突起１０の尖端で、環状の突出部２２はネジ留め可能であり、この突出部は、一方で、ラビリンス１３を激しく狭窄し、他方で、シール要素２３，２４をストッパ２５に押し付け、これによりシールリングを突起１０上に固定するために使用される。シール要素２３，２４は、バネ要素２６，２７を介して環状突出部４に対して予緊張されているラジアルシャフトシールリングである。突起１０内には、給排路２８が設けられており、この給排路は、両方のシール要素２３，２４の間の領域で終了し、ここでシール要素２３のシールリップの潤滑をするための油を供給するか、もしくは過剰に残留する油をシール領域から油溜りへと排出することができる。

油膜軸受けを有するロールの切取り部分を示す。 シール領域の詳細図を示す。

符号の説明

１ ロール
２ ロールネック
３ ネックブッシュ
４ 環状突出部
５ 作り付け部材
６ 軸受けブッシュ
７ Ｃ形のリング
８ ネジ
９ 環状のエンドカバー
１０ 突起
１１ 外側の脚部
１２ 屋根形のガード
１３ ラビリンス
１４ 開口部
１５ 内側の脚部
１６ 溝
１７ 排出路
１８ 排出路
１９ 開口部
２０ 開口部
２１ スプラッシュガード
２２ 突出部
２３ シール要素
２４ シール要素
２５ ストッパ
２６ バネ要素
２７ バネ要素
２８ 給排路
２９ 油溜り
３０ 排出溝

Claims (8)

1. 回転しないようにロールネック（２）と結合された環状突出部が、環状のシール面を担持し、このシール面と、弾性的な固定の２つのシール要素（２３，２４）が協働し、これらシール要素（２３，２４）の前に、ロール胴に向かって、シールラビリンス（１３）が配されており、このシールラビリンスが、一方では固定の、他方ではロール（１）と結合された、断面が本質的にＣ形に形成された、シールするようにロール（１）の端面と結合されたリング（７）から成る、ロール軸受けのためのシール装置において、
   リング（７）のＣ形の開口部内へと、固定の環状のエンドカバー（９）が没入すること、
   環状のエンドカバー（９）が、外側に、また外方へと開放するように、排出溝（３０）を備えること、
   ラビリンス用開口部（１４）が、排出溝（３０）の底部から離間するように配設されていること、
   環状のエンドカバー（９）が、突起（１０）を備え、この突起の外側が、ラビリンスの経路の転向を生じさせ、またこの突起の内側が、固定のシール要素（２３，２４）のための保持部を備えること、
   Ｃ形のリング（７）の内側の脚部（１５）が、その環状のエンドカバー（９）に面した側に、環状のエンドカバー（９）の少なくとも１つの排出路（１７，１８）に向かい合って位置する溝（１６）を備えること、
   Ｃ形のリング（７）の内側の脚部（１５）が、その突起（１０）に面した側を傾斜させられており、従って、内側の脚部（１５）が、その自由な尖端に向かって先細ること、そして、
   突起（１０）が、その端部に、ラビリンス（１３）を狭窄する突出部（２２）を備えること、
   を特徴とするシール装置。
2. Ｃ形のリング（７）が、ロール表面に面した屋根形のガード（１２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. 環状のエンドカバー（９）が、内側に位置するように、また内方へと開放して、少なくとも１つの排出路（１７，１８）を備えること、そして、この排出路（１７，１８）が、その最深部に、環状のエンドカバー（９）の排出溝（３０）へと延在する排出用開口部（１９，２０）を備えていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のシール装置。
4. ２つの排出路（１７，１８）が、相並んで配設されていることを特徴とする請求項３に記載のシール装置。
5. 開口部（１９，２０）の領域内で環状のエンドカバー（９）の外側に、スプラッシュガード（２１）が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のシール装置。
6. シール要素（２３，２４）が、突出部（２２）と、突起（１０）に配設されたストッパ（２５）との間で固定可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のシール装置。
7. シール要素（２３，２４）として、少なくとも１つのラジアルシャフトシールリングが設けられており、そのシールリップが、少なくとも１つの囲繞バネ要素（２６，２７）を備え、このバネ要素が、シールリップを、環状突出部（４）のシール面に対して予緊張することができることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のシール装置。
8. シール要素（２３，２４）として、２つのラジアルシャフトシールリングが相並んで設けられていること、そして、これらのラジアルシャフトシールリングの間に、給排路（２８）が設けられていること、を特徴とする請求項７に記載のシール装置。

Images