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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein abgedichtetes Rollenlager, beispielsweise
ein abgedichtetes vierreihiges Pendelrollenlager, das beispielsweise
als ein Walzenzapfenlager in einem Walzwerk bei einer Stahl-Herstellungsanlage
verwendet wird, insbesondere ein abgedichtetes Rollenlager, bei
dem eine Druckänderung
(Unterdruck) in dem Lagerraum vermieden ist, um zu verhindern, dass
Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe wie Zunder, in den
Lagerraum eintreten, wodurch verhindert ist, dass die Funktion des
Dichtungselements in der Nähe
der Stirnflächen
des Lagers herabgesetzt wird und das Schmiermittel beeinträchtigt wird,
Rost im Lager gebildet wird und die Leistung des Lagers absinkt.
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Für das Lager,
das in einer Umgebung verwendet werden kann, in der ein Fluid, beispielsweise Wasser,
auf das Lager spritzen kann, beispielsweise bei dem Walzenzapfenlager
eines Walzwerks bei einer Stahl-Herstellungsanlage, wird ein abgedichtetes Rollenlager,
das eine dort eingebaute Dichtungseinrichtung besitzt, verwendet,
wie in den japanischen Patentveröffentlichungen
Toku Ko Sho 60-14933 und Toku Ko Sho 61-12 130 etc. offenbart ist.
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6 zeigt ein Beispiel eines
abgedichteten Pendelrollenlagers, insbesondere ein vier-reihiges Pendelrollenlager
mit einer eingebauten Dichtung. Nebenbei bemerkt zeigt 6 nur die obere Hälfte des
vierreihigen Pendelrollenlagers im Schnitt mit weggelassener Welle.
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Das
dargestellte abgedichtete Rollenlager umfasst zwei erste Außenringe 1,
einen zweiten Außenring 2,
zwei Innenringe 3, eine Anzahl von Rollen 4, die
in vier Reihen in dem Lagerraum S zwischen den ersten Außenringen 1 und
dem zweiten Außenring 2 einerseits
und den Innenringen 3 andererseits angeordnet sind, und
einen Käfig
in jeder der vier Reihen zur drehbaren Abstützung der Rollen 4,
sodass die Innenringe 3 innerhalb der ersten Außenringe 1 und
des zweiten Außenrings 2 umlaufen.
Dichtungshalter 7 sind an den in der axialen Richtung des Lagers
entgegengesetzten Enden angeordnet, um eine elastische Dichtung 8 in
der Nähe
der ersten Außenringe 1 aufzunehmen.
Die elastischen Dichtungen 8 besitzen Lippen 8a,
die mit der äußeren Umfangsfläche der
Innenringe 3 an den in der axialen Richtung des Lagers
entgegengesetzten Enden in Berührung
kommen. Folglich wird Schmiermittel innerhalb des Lagerraums S gehalten,
und ist es möglich
zu verhindern, dass Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe
wie Zunder, von außen
in den Lagerraum S eintritt.
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Ein
Dichtungsraum V ist an dem Bereich ausgebildet, an dem die Innenringe 3 miteinander
in Berührung
kommen, und in der Nähe
der Innendurchmesser-Fläche der
Innenringe 3 angeordnet. Der Dichtungsraum V kann in der
Nähe der
Außendurchmesser-Fläche der
Innenringe 3 angeordnet sein.
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Ein
mittleres Dichtungselement 9 ist innerhalb des Dichtungsraums
V eingebaut. Dieses mittlere Dichtungselement 9 dient zur
Verhinderung, dass Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe
wie Zunder in den Lagerraum S beispielsweise während der Montage und der Demontage
einer Rolle (nicht dargestellt) eintritt.
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Das
mittlere Dichtungselement 9, das beispielsweise in 7(a) dargestellt ist, umfasst
ein Kernmetall 9a zur Beibehaltung der Form und ein elastisches
Element 9b zum Abdichten in dem Dichtungsraum V. Das mittlere
Dichtungselement 10, das in 7(b) dargestellt
ist, umfasst einen Dichtungskörper 10a mit
einem Basisbereich und einem Schenkelbereich mit im Querschnitt
T-förmiger Gestalt
und ein elastisches Element 10b, das an der Seite des Innendurchmessers
des Basisbereichs des Dichtungskörpers 10a vorgesehen
ist, wobei die Gestalt des Dichtungsraums unterschiedlich ist, jedoch seine
Funktion im Wesentlichen die gleiche wie diejenige von 7(a) ist.
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Es
besteht jedoch bei dem abgedichteten Rollenlager des Standes der
Technik wie oben beschrieben das Problem, dass es den Eintritt von
Wasser etc. bei dem Zustand einer großen Temperaturveränderung
nicht ausreichend verhindern kann.
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Beispielsweise
stützt
in dem Fall, bei dem das abgedichtete Wälzlager als Walzenzapfenlager für ein Walzwerk
in einer Stahl-Herstellungsanlage verwendet wird, das abgedichtete
Rollenlager eine Rolle ab, deren Drehzahl (Upm) sich häufig ändert.
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Insbesondere
werden die Umlaufbewegung mit hoher Drehzahl, die Umlaufbewegung
mit niedrigem Leerlauf und das Anhalten bei der Walze wiederholt,
sodass die Temperaturen in dem Lagerraum S des abgedichteten Rollenlagers
sich entsprechend den jeweiligen Zuständen verändert. Entsprechend werden
die Ausdehnung und die Zusammenziehung der Luft etc. innerhalb des
Lagerraums wiederholt, und entweicht die Luft in dem Raum, die sich
bei einer höheren
Temperatur ausgedehnt hat, durch die elastischen Dichtungen 8 an
den Stirnflächen
des Lagers, und steht dann der Lagerraum S des abgedichteten Rollenlagers
bei einer niedrigeren Temperatur unter Unterdruck.
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Insbesondere
wird in einem Zustand, bei dem Wasser mehr oder weniger innerhalb
des Inneren vorhanden ist, bei einer Innentemperatur von 100 °C oder höher das
Wasser bei der Ausdehnung zu Dampf, und wird bei einem Temperaturabfall
ein großer
Unterdruck erzeugt.
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Der
Unterdruck innerhalb des Lagerraums S beschleunigt den Verschleiß der elastischen
Dichtungen 8, was die Funktion der elastischen Dichtungen 8 verschlechtert.
Entsprechend kann Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe wie
Zunder, in den Lagerraum S durch die elastischen Dichtungen 8 hindurch
eintreten. Folglich können
Probleme entstehen, beispielsweise wird das Schmiermittel beeinträchtigt,
und tritt Rosten in dem Lager auf, was zu einem vorzeitigen Abfall
der Lagerleistung führt.
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Ferner
ist aus der
DE 692
13 298 T2 ein Rollenlager bekannt, auf dem der Oberbegriff
von Anspruch 1 bzw. 2 basiert. Insbesondere enthält dieses bekannte Rollenlager
Innenringe, die in der axialen Richtung geteilt sind und einen Wandbereich
zur Begrenzung eines Teils eines dazwischen liegenden Dichtungsraums
aufweisen, wobei die Innenringe paarweise einen Berührungsflächen-Bereich
aufweisen, über
den die Innenringe miteinander in Berührung stehen; Außenringe,
die in der axialen Richtung zur Zusammenarbeit mit den Innenringen
zur Begrenzung eines Lagerraums zwischen den Außenringen und den Innenringen
geteilt sind; Rollenelemente, die in dem Lagerraum vorgesehen sind;
Stirnflächen-Dichtungselemente,
die an den in der axialen Richtung des Lagerraums entgegengesetzten
Enden vorgesehen sind; und ein mittleres Dichtungselement, das in
dem Dichtungsraum vorgesehen ist, wobei das mittlere Dichtungselement
einen Dichtungskörper
und eine Dichtung, die mit dem Wandbereich zur Begrenzung eines
Teils des Dichtungsraums bei Stillstand der Welle in Berührung steht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein abgedichtetes Rollenlager
zu schaffen, bei dem durch Beseitigung der Druckänderung (des Unterdrucks) innerhalb
des Lagerraums ein Fluid, beispielsweise Wasser, und Fremdstoffe,
wie Zunder, am Eintritt in den Lagerraum gehindert sind, sodass der
Funktionsabfall des Dichtungselements in der Nähe der Stirnflächen des
Lagers, die Beeinträchtigung
des Schmiermittels, das Rosten in dem Lager, die Verschlechterung
der Lagerleistung verhindert sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein abgedichtetes Rollenlager für eine Welle
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 gelöst.
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Nachfolgend
wird die Erfindung ausschließlich
beispielhaft und weiter ins Detail gehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
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1 eine
vertikale Schnittansicht des Aufbaus einer Hälfte eines Rollenlagers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2(a) bis 2(d) je
eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels des engen Dichtungsbereichs
des mittleren Dichtungselements;
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3(a) bis 3(c) je
eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels des elastischen Dichtungselements
für den
engen Dichtungsbereich bei Anwendung auf das mittlere Dichtungselement
von 2(c);
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4(a) eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels
des Dichtungskörpers
für das
mittlere Dichtungselement;
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4(b) eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
des Dichtungskörpers
für das
mittlere Dichtungselement gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4(c) bis 4(e) eine
Perspektivansicht bzw. je eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels des
Dichtungskörpers
für das
mittlere Dichtungselement;
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5(a) bis 5(c) je
eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels des mittleren Dichtungselements;
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5(d) eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels
des mittleren Dichtungselements gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Schnittansicht des Aufbaus einer Hälfte des herkömmlichen
abgedichteten Rollenlagers; und
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7(a) und 7(b) je
eine Schnittansicht eines Beispiels des herkömmlichen mittleren Dichtungselements.
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Zur
Lösung
der oben angegebenen Aufgabe umfasst das abgedichtete Rollenlager
der vorliegenden Erfindung grundsätzlich Außenringe, Innenringe, dies
derart, dass ein Dichtungsraum teilweise durch einen Innenwandbereich
der Innenringe begrenzt bzw. gebildet ist, Rollen, die in dem Lagerraum
zwischen den Außenringen
und den Innenringen angeordnet sind, um die Innenringe und die Außenringe mit
Bezug zueinander umlaufen zu lassen, Stirnflächen-Dichtungselemente, die
an den beiden Enden in der axialen Richtung des Lagerraums angeordnet sind,
und ein mittleres Dichtungselement, das in dem Dichtungsraum angeordnet
ist, um den Lagerraum abzudichten.
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Das
abgedichtete Rollenlager der vorliegenden Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass das mittlere Dichtungselement einen Dichtungskörper mit einer
Exzentrizität,
dass er infolge der Zentrifugalkraft während der Umlaufbewegung exzentrisch
wird, und einen engen Dichtungsbereich umfasst, der eng bzw. dicht
mit dem Randbereich in Berührung
steht, der teilweise den Dichtungsraum begrenzt bzw. bildet, wenn
es angehalten wird
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Auf
diese Weise wird gemäß der vorliegenden
Erfindung der Dichtungskörper
des mittleren Dichtungselements infolge der Zentrifugalkraft bei der
Umlaufbewegung der drehbaren Welle exzentrisch, wird der enge Dichtungsbereich
von dem Innenwandbereich getrennt, der teilweise den Dichtungsraum
begrenzt, um die Dichtungsfunktion herabzusetzen. Als eine Folge
ist der Lagerraum gegenüber
der Umgebungsluft offen, um einen Unterdruck in dem Lagerraum zu
vermeiden. Folglich ist verhindert, dass Fluid, beispielsweise Wasser
und Fremdstoffe wie Zunder, in den Lagerraum eintritt, sodass die
Verschlechterung der Funktion des Dichtungselements in der Nähe der Stirnflächen des
Lagers, die Beeinträchtigung
des Schmiermittels, das Rosten in dem Lager und der Abfall der Lagerleistung
verhindert sind.
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Wenn
die drehbare Welle angehalten wird, kommt der enge Dichtungsbereich
des mittleren Dichtungselements in enge bzw. dichte Berührung mit
dem Wandbereich, der teilweise den Dichtungsraum begrenzt, und daher
ist verhindert, dass beispielsweise bei der Montage und Demontage
der Walze Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe wie Zunder,
in den Lagerraum eintritt.
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Nachfolgend
werden einige Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
detailliert beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht eines vier-reihigen Pendelrollenlagers mit Dichtungen
als eine Ausführungsform
des abgedichteten Rollenlagers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Nebenbei bemerkt zeigt 1 nur die obere Hälfte des
vier-reihigen Pendelrollenlagers in vertikalem Schnitt.
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Das
vier-reihige Pendelrollenlager mit Dichtungen gemäß Darstellung
in 1, nachfolgend als abgedichtetes Rollenlager bezeichnet,
umfasst zwei erste Außenringe 11,
einen zweiten Außenring 12, zwei
Innenringe 13, eine Anzahl von verjüngten Rollen bzw. Pendelrollen 14 in
vier Reihen, die zwischen einerseits den ersten Außenringen 11 und
dem zweiten Außenring 12 und
andererseits den Innenringen 13 angeordnet sind, und Käfige 15 zur
drehbaren Lagerung der Pendelrollen 14. Die ersten Außenringe 11 und
der zweite Außenring 12 und
die beiden Innenringe können
in axialer Richtung voneinander getrennt sein. Außenring-Abstandshalter 16 sind
zwischen dem zweiten Außenring 12 und
den ersten Außenringen 11 vorgesehen.
Ein Dichtungshalter 17 ist an jedem Ende des Lagers in
der Nähe
der Außenringe 11 vorgesehen.
Und ein Stirnflächen-Abdichtungselement 18 ist
durch mittels der Dichtungshalter 17 abgestützt.
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Die
ersten Außenringe 11 sind
solche einer einzelnen Reihe und an den axial entgegengesetzten Enden
des Lagers angeordnet, und der zweite Außenring 12 ist ein
solcher einer doppelten Reihe und zwischen den ersten Außenringen 11 angeordnet, wodurch
eine Außenring-Einheit
gebildet ist. Der zweite Außenring 12 besitzt
die Gestalt von zwei Außenringen
einer einzelnen Reihe, die miteinander verbunden sind. Verjüngte bzw.
Pendelflächen 11a, 12a sind
an der inneren Umfangsseite der ersten Außenringe 11 und des
zweiten Außenring 12 ausgebildet.
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Die
Innenringe 13 sind paarweise in der axialen Richtung nebeneinander
angeordnet, wodurch eine Innenring-Einheit gebildet ist. Die äußere Umfangsseite
der Innenringe 13 entspricht den Pendelflächen 11a, 12a der
ersten Außenringe 11 und
des zweiten Außenrings 12,
um den Lagerraum S zu bilden bzw. zu begrenzen, der von den Pendelflächen 11a, 12a,
umgeben ist.
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Eine
Walzenwelle 19 (mit strichpunktierten Linien dargestellt)
ist in die Innenringe 13 lose eingesetzt. Insbesondere
sind die inneren Umfangsflächen der
Innenringe 13 an der äußeren Umfangsfläche der Walzenwelle 19 mit
einem kleinen Spiel angesetzt.
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Die
axial entgegengesetzten Enden der Innenring-Einheit sind mit einem
Verlängerungsbereich ausgebildet,
der sich weiter als diejenigen der Außenring-Einheit erstreckt. Der Verlängerungsbereich ist
mit einer Lippengleitfläche 13a ausgebildet,
mit der die Lippe 18a des Stirnflächen-Dichtungselements 18 in
Berührung
kommt.
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Die
Pendelrollen 14, die Wälzelemente
sind, sind in dem Lagerraum S angeordnet, um mit den äußeren Umfangsflächen der
Innenringe 13 und mit den Pendelflächen 11a, 12a der
ersten Außenringe 11 und
des zweiten Außenrings 12 in
Berührung
zu kommen. Die Pendelflächen 14 werden
in einer vorbestimmten Richtung in Umlauf versetzt, wenn die Innenringe 13 entsprechend
der Umlaufbewegung der Welle der Walze 19 in Umlauf stehen,
wodurch die Innenringe 13 mit Bezug auf die ersten Außenringe 11 und
den zweiten Außenring 12 leicht
gedreht werden.
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Die
Käfige 15 sind
in einer ringförmigen
Gestalt ausgebildet, und vier Käfige
sind in dem Lagerraum S wie dargestellt angeordnet. Somit ist eine
gewisse Anzahl von Pendelrollen 14 in der Umfangsrichtung
in jedem der Käfige 15 drehbar
abgestützt bzw.
gelagert.
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Die
Außenring-Abstandshalter 16 sind
in einer ringförmigen
Gestalt ausgebildet und zwischen dem doppelreihigen zweiten Außenring 12 und
dem einreihigen ersten Außenring 11 an
der Seite des Spitzenendes (linker Teil in 1) bzw.
zwischen dem doppelreihigen zweiten Außenring 12 und dem einreihigen
ersten Außenring 11 an
der Seite des Basisendes (rechter Teil in 1) eingesetzt.
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Die
Dichtungshalter 17 sind an dem Bereich des Spitzenendes
(linker Teil in 1) des ersten Außenrings 11 an
der Seite des Spitzenendes und an dem Bereich des Basisendes (rechter
Teil in 1) des Außenrings 11 an der
Seite des Basisendes vorgesehen, und ein Stirnflächen-Dichtungselement 18 ist
an der inneren Umfangsseite der Dichtungshalters 17 gehalten.
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Die
Stirnflächen-Dichtungselemente 18 sind an
der inneren Umfangsseite der Dichtungshalter 17 gehalten
und besitzen Lippen 18a, um mit den Lippengleitflächen 13a der
Innenringe 13 in Berührung zu
kommen, wodurch der Lagerraum S des abgedichteten Rollenlagers abgedichtet
ist.
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Ferner
ist ein Dichtungsraum V an der Seite der Innendurchmesser-Fläche der
Innenringe 13 zwischen dem Paar der Innenringe 13 ausgebildet
und durch einen Wandbereich des Innenrings 13 und einen
Teil der Welle der Walze 19 begrenzt (1). Nebenbei
bemerkt kann der Dichtungsraum V an der Seite der Außendurchmesser-Fläche der
Innenringe 13 ausgebildet sein.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist ein mittleres Dichtungselement 20 (in 1 nicht
dargestellt) innerhalb des Dichtungsraums V vorgesehen. Das mittlere
Dichtungselement 20 umfasst einen Dichtungskörper 20,
der eine Exzentrizität
besitzt und der insbesondere infolge der Zentrifugalkraft während der
Umlaufbewegung der Walze 19 exzentrisch wird, und einen
engen Dichtungsbereich 40, der mit dem Randbereich in dichter
Berührung
steht zur teilweisen Begrenzung des Dichtungsraums V, wenn die Walze 19 angehalten
ist.
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Weil
der Dichtungskörper 30 des
mittleren Dichtungselements 20 infolge der Zentrifugalkraft während der
Umlaufbewegung der Walze 19 wie oben angegeben exzentrisch
wird, kann der enge Dichtungsbereich 40 keinen Beitrag
dazu leisten, ein Zusammentreffen an einem Bereich des Umfangs mit Bezug
auf den Wandbereich, der den Dichtungsraum V teilweise begrenzt,
aufrechtzuerhalten, und ist er an demjenigen Bereich von dem Wandbereich
getrennt, um die Dichtungsfunktion zu beeinträchtigen. Als eine Folge ist
der Lagerraum S zur Umgebungsluft hin offen, um dadurch zu verhindern,
dass das Innere des Lagerraums S unter Unterdruck gesetzt wird.
Entsprechend ist verhindert, dass Fluid, wie beispielsweise Wasser
und Fremdstoffe wie Zunder, in den Lagerraum S eintritt, und sind
der Funktionsabfall der Stirnflächen-Dichtungselemente 18,
die Beeinträchtigung
des Schmiermittels, das Rosten des Lagers und die Herabsetzung der
Lagerleistung verhindert.
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Ferner
werden während
des Stillstands der Walze 19, weil keine Zentrifugalkraft
an dem engen Dichtungsbereich 40 des mittleren Dichtungselements 20 ausgeübt wird,
die enge Berührung
mit dem Wandbereich, der teilweise den Dichtungsraum V begrenzt,
und daher die Dichtungsfunktion wiederhergestellt. Entsprechend
ist verhindert, dass Fluid, wie beispielsweise Wasser und Fremdstoffe
wie Zunder, in den Lagerraum S beispielsweise während der Montage und der Demontage
der Walze 19 eintritt.
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2(a) bis 2(d) sind
Schnittansichten von Vergleichsbeispielen engen Dichtungsbereichs 40 des
mittleren Dichtungselements 20.
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Gemäß 2(a) bis 2(d) ist
der enge Dichtungsbereich 40 mittels eines ringförmigen elastischen
Dichtungselements beispielsweise aus Gummi ausgebildet. Solange
die elastische Dichtung eine inhärente
Dichtungsleistung und die benötigte
Steifigkeit besitzt, kann sie jede beliebige Gestalt beispielsweise
diejenige eines O-Rings, eines D-Rings aufweisen, der aus elastischen
oder Kunststoffmaterialien hergestellt ist.
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In 2(a) ist der Dichtungsraum V an der Seite der
Innendurchmesser-Fläche
des Paares der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der enge
Dichtungsbereich 40 durch ringförmige elastische Dichtungselemente
beispielsweise aus Gummi ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform
ist der Dichtungskörper 30 innerhalb
eines ausgesparten Bereichs vorgesehen, der an der Seite der Innendurchmesser-Fläche der
Bereiche der Berührungsfläche ausgebildet
ist, durch die das Paar der Innenringe 13 miteinander in
Berührung
kommt, und ist der Dichtungskörper 30 mit
ausgesparten Bereichen 41 an seiner radial äußeren Seite
ausgebildet, und ist ein elastisches Element in den ausgesparten
Bereichen 41 angeordnet, um mit dem Wandbereich, der einen
Teil des Dichtungsraums V begrenzt, eng in Berührung zu stehen.
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In 2(b) ist der Dichtungsraum V in einer unterschiedlichen
Gestalt gegen über
derjenigen von 2(a) und mit im Wesentlichen
der gleichen Funktion wie derjenigen von 2(a) an
der anderen Seite der Außendurchmesser-Fläche des
Paares der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der enge
Dichtungsbereich 40 durch ringförmige elastische Dichtungselemente
beispielsweise aus Gummi ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform
ist der Dichtungskörper 30 zwischen
dem Paar der Innenringe 13 vorgesehen und mit einem Basisbereich
und einem Schenkelbereich mit T-förmigem Querschnitt ausgebildet.
Ausgesparte Bereiche 42 sind in der Nähe der Innenringe 13 an
der radial inneren Seite des Basisbereichs des Dichtungskörpers 30 ausgebildet,
und ein elastisches Element ist in den ausgesparten Bereichen 42 angeordnet.
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In 2(c) ist ähnlich
zu 2(b) der Dichtungsraum V an
der Seite der Außendurchmesser-Fläche des
Paars der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der enge Dichtungsbereich 40 mittels
ringförmiger,
elastischer Dichtungselemente beispielsweise aus Gummi ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist
der Dichtungskörper 30 mit
einem ausgesparten Bereich ausgestattet, der an der Seite der Außendurchmesser-Fläche des
Paars der Innenringe 13 ausgebildet ist, und mit ausgesparten
Bereichen 43 an der radial inneren Seite des Dichtungskörpers 30 ausgebildet,
und ist ein elastisches Element in den jeweiligen ausgesparten Bereichen
angeordnet.
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In 2(d) ist ähnlich
zu 2(b) der Dichtungsraum V an
der Seite der Außendurchmesser-Fläche des
Paars der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der enge Dichtungsbereich 40 mittels
ringförmiger,
elastischer Dichtungselemente beispielsweise aus Gummi ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist
der Dichtungskörper 30 zwischen
dem Paar der Innenringe 13 vorgesehen und mit einem Basisbereich
und einem Schenkelbereich mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet.
Ausgesparte Bereiche 44 sind an der radial inneren Seite
des Basisbereichs ausgebildet, und ein elastisches Element ist in
den jeweiligen ausgesparten Bereichen angeordnet.
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3(a) bis 3(c) sind
Schnittansichten von Vergleichsbeispielen des elastischen Dichtungselements
zur Verwendung bei dem engen Dichtungsbereich 40, der bei
der mittleren Dichtungsstruktur, wie in 2(c) dargestellt
ist, Anwendung findet, obwohl die Beziehung der Teile mit der Oberseite
nach unten dargestellt ist. Nebenbei bemerkt können diese Beispiele des elastischen
Dichtungselements bei einer anderen mittleren Dichtungsstruktur
von 2(a) bis 2(d) Anwendung
finden.
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In 3(a) ist der elastische Dichtungsbereich für das enge
Dichtungselement 40 als ein O-Ring hergestellt aus Gummi
etc. ausgebildet. In 3(b) ist
der elastische Dichtungsbereich für das enge Dichtungselement 40 als
ein D-Ring hergestellt aus Gummi etc. ausgebildet. In 3(c) ist der elastische Dichtungsbereich für das enge
Dichtungselement 40 als ein elastisches Element mit einer
flexiblen Lippe 45 ausgebildet.
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4(a) bis 4(e) (ausgenommene 4(c)) sind Schnittansichten zur Darstellung eines Beispiels
des Dichtungskörpers 30 für das mittlere Dichtungselement 20,
und 4(c) ist eine perspektivische
Ansicht.
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In 4(a) ist der Dichtungskörper 30 in der Dicke
seines Materials derart ungleichmäßig ausgebildet, dass ein Bereich
des Dichtungskörpers 30 in der
Umfangsrichtung dicker als der übrige
Bereich ist, und somit mit einer Exzentrizität ausgestattet.
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In
dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
von 4(b) ist der Dichtungskörper 30 derart ausgebildet,
dass ein Bereich des Dichtungskörpers 30 in
der Umfangsrichtung mit Löchern 31 ausgebildet
ist, und somit mit einer Exzentrizität ausgestattet.
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In 4(c) ist der Dichtungskörper 30 derart ausgebildet,
dass ein Bereich des Dichtungskörpers 30 in
der Umfangsrichtung mit Gewichten 32, beispielsweise aus
Metall etc., ausgestattet, die daran eingebracht sind, und somit
mit einer Exzentrizität ausgestattet.
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In 4(d) ist der Dichtungskörper 30 derart ausgebildet,
dass ein Bereich des Dichtungskörpers 30 in
der Umfangsrichtung mit Nuten 33 ausgebildet ist, und somit
mit einer Exzentrizität
ausgestattet.
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In 4(e) ist der Dichtungskörper 30 derart ausgebildet,
dass ein Bereich des Dichtungskörpers 30 in
der Umfangsrichtung mit Gewichten 34 beispielsweise aus
Metall etc. ausgestattet, das dort eingebettet ist, und somit mit
einer Exzentrizität
ausgestattet.
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Nebenbei
bemerkt wird die Größe der Exzentrizität des Dichtungskörpers 30 auf
irgendeinen Wert eingestellt, indem in die Materialdicke, die Löcher, die
Gewichte etc. oder die Steifigkeit des elastischen Dichtungselements
eingestellt werden.
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5(a) bis 5(d) sind
Schnittansichten zur Darstellung eines Beispiels des mittleren Dichtungselements 20.
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In 5(a) ist der Dichtungsraum V an der Seite der
Innendurchmesser-Fläche
des Paares der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der Dichtungskörper 30 innerhalb
des Dichtungsraums V an der Seite der Innendurchmesser-Fläche der
Bereiche der Berührungsfläche vorgesehen,
durch die hindurch das Paar der Innenringe 13 miteinander
in Berührung kommt,
und mit einem Basisbereich und einem Schenkelbereich mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet,
damit das Schwenkzentrum 36 des Schenkelbereichs mit der
Innendurchmesser-Fläche der
Innenringe 13 an den Bereichen der Berührungsfläche in Berührung steht.
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Das
Gewicht 35, beispielsweise ein Metall für die Exzentrizität, ist in
dem Basisbereich in der Axialrichtung, nicht jedoch in der Umfangsrichtung
verschoben vorgesehen. Die in 5(a) dargestellte Walze
ist angehalten, und der Basisbereich des Dichtungskörpers 30 ist
mit einem oberen bzw. Spitzenende für den engen Dichtungsbereich 40 an
seinen beiden Enden derart ausgebildet, dass der enge Dichtungsbereich 40 in
enge Berührung
mit dem Wandbereich zur Begrenzung eines Teils des Dichtungsraums
V kommt. Andererseits wird, während die
Walze umläuft,
wie in 5(b) dargestellt ist, der Dichtungskörper 30 infolge
der an dem Gewicht 35 ausgeübten Zentrifugalkraft exzentrisch,
sodass jedes Spitzenende für
den engen Dichtungsbereich von dem Wandbereich zur Begrenzung eines
Teils des Dichtungsraums V getrennt ist, um die Dichtungsfunktion
herabzusetzen, wodurch verhindert ist, dass ein Unterdruck in dem
Lagerraum S erzeugt wird.
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In 5(c) ist in der Dichtungsraum V an der Seite der
Innendurchmesser-Fläche des
Paares der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der Dichtungskörper 30 mit
dem Dichtungsraum V an der Seite der Innendurchmesser-Fläche der
Bereiche der Berührungsflächen ausgestattet,
durch die hindurch das Paar der Innenringe 13 miteinander
in Berührung kommt,
und mit einem Basisbereich und einem Schenkelbereich mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet,
damit das Schwenkzentrum 36 des Schenkelbereichs mit der
Innendurchmesser-Fläche eines
der Innenringe 13 in Berührung steht (des rechten Innenring
in 5(c)). Das Schwenkzentrum 36 für die Exzentrizität ist in
der axialen Richtung, nicht jedoch in der Umfangsrichtung verschoben
vorgesehen.
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In
dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
von 5(d) ist im Gegensatz im Hinblick
auf 5(a) der Dichtungsraum V an
der Seite der Außendurchmesser-Fläche des
Paars der Innenringe 13 ausgebildet, und ist der Dichtungskörper 30 innerhalb
des Dichtungsraums V an der Seite der Außendurchmesser-Fläche der
Bereiche der Berührungsfläche vorgesehen,
durch die hindurch das Paar der Innenringe 13 miteinander
in Berührung
kommt, und mit einem Basisbereich und einem Schenkelbereich mit
einem T-förmigen
Querschnitt ausgebildet, damit das Schwenkzentrum 36 des
Schenkelbereichs mit der Innendurchmesser-Fläche der Innenringe 13 an den
Bereichen der Berührungsfläche in Berührung steht.
Das Gewicht 36, beispielsweise ein Metall für die Exzentrizität, ist an
der radial äußeren Seite
des Basisbereichs des Dichtungskörpers 30 in
der Axialrichtung verschoben angeordnet (linker Teil in 5(d)). Der enge Dichtungsbereich 40 besitzt
entgegengesetzte Spitzenenden des Basisbereichs des Dichtungskörpers 30.
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Bei
dem abgedichteten vier-reihigen Pendelrollenlager zur Verwendung
bei dem Walzenzapfenlager eines Walzwerks bei der Stahl-Herstellungsanlage
wird das Lager in der Walze eingebaut, während die Walze umläuft, und
kommt daher selten ein Fluid, beispielsweise Wasser oder Fremdstoffe
wie Zunder, von dem mittleren Dichtungsbereich aus. Entsprechend
werden sogar dann, wenn die Dichtungsfunktion während der Umlaufbewegung beeinträchtigt ist, wie
bei der vorliegenden Ausführungsform,
keine besonderen Probleme verursacht. Andererseits wird die Walze
häufig
von dem Lager für
einen Walzen-Schleifvorgang etc. entfernt, bei dem die Innendurchmesser-Fläche des
Innenrings freigelegt wird. In Hinblick hierauf verhindert bei der
vorliegenden Ausführungsform
der enge Dichtungsbereich des mittleren Dichtungselements, dass
Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe wie Zunder, dort eintritt.
Entsprechend ist die vorliegende Ausführungsform unter dem Gesichtspunkt
der umweltbewussten Verwendung außergewöhnlich vorteilhaft.
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Die
vorliegende Erfindung kann in zahlreichen Formen modifiziert werden,
und soll nicht auf die oben angegebenen Beispiele beschränkt sein.
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Wie
oben erläutert
worden ist, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung während
der Umlaufbewegung der drehbaren Welle der Dichtungskörper des
mittleren Dichtungselements infolge der dort herrschenden Zentrifugalkraft
exzentrisch, sodass der enge Dichtungsbereich von dem Wandbereich, der
einen Teil des Dichtungsraums bildet, getrennt ist, um die Dichtungsfunktion
herabzusetzen.
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Als
eine Folge ist der Dichtungsraum zu der Umgebungsluft hin offen,
um die Erzeugung eines Unterdrucks in dem Lagerraum zu verhindern.
Folglich ist das Eintreten eines Fluids, beispielsweise von Wasser
und Fremdstoffe wie Zunder, in dem Lagerraum verhindert, sodass
eine Herabsetzung der Funktion des Dichtungselements in der Nähe der Stirnflächen, eine
Beeinträchtigung
der Schmiermittels, ein Rosten, ein Abfall der Lagerleistung verhindert
sind.
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Wenn
die drehbare Welle angehalten wird, kommt der enge Dichtungsbereich
des mittleren Dichtungselements in enge Berührung mit dem Wandbereich,
der einen Teil des Dichtungsraums begrenzt, und daher ist verhindert,
dass beispielsweise bei der Montage und der Demontage der Walze
Fluid, beispielsweise Wasser und Fremdstoffe wie Zunder, in den
Lagerraum eintritt.