DE1254108B

DE1254108B - Walzenzapfenlager

Info

Publication number: DE1254108B
Application number: DEM52845A
Authority: DE
Inventors: Samuel S Rickley
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1961-09-01
Filing date: 1962-05-14
Publication date: 1967-11-16
Also published as: US3080199A; BE617663A; GB932595A

Description

DEUTSCHES 4fflTW> PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 7 a -18

Nummer: 1254 108

Aktenzeichen: M52845Ib/7a

J 254 108 Anmeldetag: 14.Mail962

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Walzenzapfenlager mit einer auf den abgesetzten Zapfen aufgeschobenen Zapfenbüchse, die in einer im nicht drehbeweglichen Einbaustück sitzenden Lagerbüchse lagert. Solche Lager, die vornehmlich bei schweren Maschinen z. B. in Walzwerken verwendet werden, sind insbesondere als sogenannte Ölfilmlager bekanntgeworden und haben eine große Verbreitung in der Technik gefunden. Die durchweg als stumpfer Kegel ausgebildete Zapfenbüchse ist bei diesen Lagern so bemessen, daß sie dicht auf dem entsprechend kegelförmigen Walzenzapfen aufsitzt. Die Zapfenbüchse wird mit dem Zapfen verkeilt und dreht sich mit der Walze. Die zylinderische Außenfläche der Büchse stellt die Lagerfläche dar, die sich in der Innenfläche der ebenfalls zylindrischen Lagerbüchse dreht, gegen das Einbaustück eingepaßt ist, das seinerseits mit den Walzenständern verbunden ist. Zwischen die Lagerflächen wird Schmieröl gepreßt, das einen Ölfilm bildet, der einen niedrigen Reibungswiderstand während des La- ao gerlaufes gewährleistet.

Da infolge des Verschleißes der Walzenoberflächen die bei Walzgerüsten verwendeten Lager dieser Art nach verhältnismäßig kurzen Betriebszeiten mit den Walzen ausgewechselt werden müssen, ist es notwendig, die Lager so auszubilden, daß sie schnell von den Zapfen der verschlissenen Walze abgezogen und auf die Zapfen der neuen Walze aufgesetzt werden können. Die Kegelform der Walzenzapfen und der sehr genaue Sitz der Zapfenbüchse auf diesen Kegeln hat dabei zur Folge, daß das Abziehen und erneute Aufsetzen der Lager erhebliche Kräfte erfordert. Ferner müssen die Lagerteile, insbesondere die zylinderischen, ölbenetzten Gleitflächen der Zapfenbüchse und der Lagerbüchse während des Ab- und Aufziehens beieinanderbleiben, damit kein Schmutz in das Lager einzudringen vermag, der die Gleitflächen schnell zerstören würde.

Man hat deshalb die Zapfenbüchse und die Lagerbüchse mit ineinandergreifenden Ringschultern ausgestattet, mit deren Hilfe Einbaustück, Lagerbüchse und Zapfenbüchse gemeinsam vom Walzenzapfen abgezogen werden können. Ferner wurde auf einem weiteren abgesetzten Zapfenstück ein Außengewindering vorgesehen, auf den eine gegenüber dem Zapfen festlegbare Ringmutter aufgeschraubt wurde, deren der Zapfenbüchse zugewandte Ringstirn als Druckfläche beim Aufschieben und Festhalten der Zapfenbüchse auf den Walzenzapfen diente. Dieser Teil des Lagers wurde dabei noch mit einem mit dem Einbaustück fest verbundenen Gehäusering umfaßt. Die Erfindung geht von diesen bekannten Lager-WaIzenzapfenIager

Anmelder:

Morgan Construction Company,
Worcester, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. H. Maeckler, Rechtsanwalt,
Düsseldorf, Bleichstr. 14

Als Erfinder benannt:

Samuel S. Rickley, West Boylston, Mass.

(V.St.A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. September 1961
(135 613)

ausbildungen aus, und verfolgt das Ziel, sie dahin zu verbessern, daß die Zapfenbüchse mittels der Ringmutter nicht nur in ihren Sitz auf den Walzenzapfen gedrückt und dort festgehalten, sondern auch wieder abgezogen werden kann. Erfindungsgemäß weist die Ringmutter zu diesem Zweck eine äußere Ringschulter auf, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser einer sie außenseitig hintergreifenden Ringschulter des Gehäuseringes. Wird die so ausgebildete Ringmutter im lösenden Sinn auf dem gegenüber dem Walzenzapfen drehgesicherten Außengewindering gedreht bzw. durch Drehen des Außengewinderinges nach Entfernung der Drehsicherung eine achsparallele Bewegung der Ringmutter in Abziehrichtung erzeugt, dann bewegt sich auch die Ringschulter der Ringmutter gegen die Ringschulter des Gehäuseringes und drückt diesen zusammen mit dem Einbaustück, mit dem der Gehäusering fest verbunden ist, von dem Zapfen herunter, wobei sich Lagerbüchse und Zapfenbüchse, verbunden durch die anfangs beschriebenen ineinandergreifenden Ringschultern, ebenfalls im Abzugsinn von dem Zapfen herunterbewegen.

Der die Abschiebebewegung der Ringmutter über den Außengewindering gegen das Zapfenstück ab-

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stützende, in eine Ringnut des Zapfens eingesetzte Sicherungsring kann erfindungsgemäß aus zwei Halbringen bestehen, die an dem als Doppelgabel gebildeten Ende einer Mitnahmefeder angelenkt sind, die in am Zapfenstück und am Gewindering vorgesehenen Nuten einsteckbar ist. Dieser aus zwei Halbringen bestehende Sicherungsring läßt sich dabei in einfacher Weise für den Lagerbetrieb festlegen, wenn an dem Ring walzenzapfenseitig eine Ringkerbe mit einer zylindrischen Begrenzungsfläche vorgesehen ist, deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Außengewinderinges gehalten ist. Der Außengewindering schiebt sich dann beim Drehen der Ringmutter im festziehenden Sinn auf die zylindrische Begrenzungsfläche der Ringkerbe und umfaßt beide Teile des Sicherungsringes nach Art einer Kappe.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Sie zeigt in

F i g. 1 einen Axialschnitt durch das Lager in seiner Gesamtanordnung auf dem Walzenzapfen einer Walze, in

F i g. 2 eine Einzelheit der F i g. 1 in vergrößerter Darstellung, in

F i g. 3 einen Radialschnitt in der Ebene 3-3 durch F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, in

F i g. 4 einen Radialschnitt in der Ebene 4-4 durch F i g. 1 ebenfalls in vergrößertem Maßstab, in

F i g. 5 den Sicherungsring für den Außengewindering in perspektivischer Darstellung und in

F i g. 6 eine weitere Teilansicht aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

In F i g. 1 ist das eine Ende einer Walze 2 mit dem Walzenzapfen 4 und einem Übergangsteil 6 dargestellt. Die äußere Oberfläche 8 des Walzenzapfens 4 ist in Form eines Kegelstumpfes abgeschrägt. Der Walzenzapfen 4 läuft in eine abgesetzte Verlängerung 10 und diese in eine weitere abgesetzte Verlängerung 12 aus. Das Endstück 14 des Zapfens ist ebenfalls gegenüber der Verlängerung 12 abgesetzt. Zwischen den Verlängerungen 10 und 12 befindet sich ein Schulteransatz 16. Die Verlängerungen 10 und 12 haben zylindrische, koaxial zueinander liegende Außenflächen. Zwischen der Zapfenverlängerung 12 und dem Zapfenende 14 ist eine Ringnut 18 vorgesehen.

Die Anordnung der Lagerteile in F i g. 1 entspricht dem auf den Walzenzapfen aufgezogenen Lager in Betriebsstellung. Das Lager besteht aus der Zapfenbüchse 20, die mit genauer Passung auf die Zapfenoberfläche 8 aufgesetzt ist. Die Zapfenbüchse 20 ist gegen Drehung auf dem Zapfen 4 durch einen Keil 22 abgesichert, der in entsprechende Keilnuten in der Zapfenbüchse 20 und im Zapfen 4 selbst eingepaßt ist. An der inneren Seite der Zapfenbüchse 20 befindet sich eine Walzenzapfendichtung 24, die auf dem Übergangsteil 6 befestigt ist und sich mit der Zapfenbüchse 20 dreht. Das Einbaustück 26 umfaßt die Zapfenbüchse 20 mit einer Lagerbüchse 28. Das Innere der Lagerbüchse 28 trägt die Zapfenbüchse 20 entlang der Lagerflächen 30; zwischen diesen befindet sich der Ölfilm.

Innenseitig ist am Einbaustück 26 ein ringförmiges Element 32 vorgesehen, das mit der Walzenzapfendichtung 24 so zusammenwirkt, daß Kühlwasser und Schmutz nicht von außen her zwischen die Lagerflächen 30 eindringen können. Mit Hilfe dieses Ringelementes 32 wird auch das Abziehen der Dichtung

24 von dem Übergangsteil 6 des Walzenzapfens 4 bewirkt.

Am der Walze 2 abgewandten Ende der Zapfenbüchse 20 befindet sich der Druckschulterring 34, der in das Ende der Zapfenbüchse 20 eingepaßt ist. Mit einem Ringflansch 36 stützt sich der Druckschulterring 34 gegen die Ringstirn der Lagerbüchse 20 ab. Der Druckschulterring 34 ist durch einen Keil 38 mit der Zapfenbüchse 20 verbunden. Mit seiner inneren ίο Ringfläche gleitet der Druckschulterring 34 auf der Zapfen Verlängerung 10; seine der Zapfenbüchse 20 abgewandte Ringstirn weist gegen den Innenring 40 eines Axialrollenlagers 42. Der Druckschulterring 34 und der Innenring 40 sind durch einen Keil 44 miteinander verriegelt.

Aus der beschriebenen Anordnung ist ersichtlich, daß sich der Druckschulterring 34 mit dem Innenring 40 des Axialrollenlagers 42 und der Zapfenbüchse 20 dreht, sobald der Walzenzapfen 4 in ao Drehung versetzt wird.

An ihrer der Walze 2 abgewandten Außenringkante weist die Zapfenbüchse 20 eine Ringschulter in Form eines Flansches 46 auf, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Lagerbüchse 28. In ähnlicher Weise ist die Lagerbüchse 28 mit einer Ringschulter in Form des Flansches 48 ausgestattet, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Lagerbüchsenbohrung des Einbaustückes 26. Diese Anordnung erlaubt es, mit dem Abziehen des Einbaustückes 26 auch die Lagerbüchse 28 und die Zapfenbüchse 20 von dem Walzenzapfen 4 abzuziehen.

Das Axialrollenlager 42 besteht aus folgenden Einzelelementen: Dem Innenring 40, zwei äußeren Laufringen 50 und 52 sowie den dazwischen angeordneten Lagerrollen 54. Die äußeren Laufringe 50 und 52 werden durch einen sie umfassenden Druckgehäusering 56 in ihrer Lage gehalten. Der Druckgehäusering 56 weist einen Ringflansch 58 und einen aufgeschraubten Lagerabschlußdeckel 60 auf. Die Zapfenbüchse 20 und das Axialrollenlager 42 sind wasserdicht gekapselt, da das Einbaustück 26 mit dem Zwischenring 62 mit Schrauben 64 dicht verschraubt ist und auf dem Zwischenring 62 der Gehäusering66 mittels Schrauben 67 ebenfalls dicht verschraubt und auf diesen ein Verschlußdeckel 120 aufgesetzt ist. Die Versorgung des Drucklagers mit öl erfolgt über die Ölleitung 65, die durch den Zwischenring 62 und den Druckgehäusering 56 hindurchgeführt ist.

Auf der Zapfenverlängerung 12 lagert ein aus einem Stück bestehender Außengewindering 68, der kürzer gehalten ist als der Abstand zwischen dem Schulteransatz 16 und der der Walze 2 zugewandten Kante der Ringnut 18. Auf das Außengewinde des Ringes 68 ist eine Ringmutter 70 aufgeschraubt, deren der Walze 2 zugewandte Seite einen Ringansatz 72 aufweist, der gegen den Innenring 40 des Axialdrucklagers 42 gerichtet ist. Außenseitig ist an der Mutter 70 eine äußere Ringschulter 74 vorgesehen, die parallel zu einer an dem Gehäusering 66 vorgesehenen Ringschulter 76 verläuft.

In die Ringnut 18 ist als Begrenzungsanschlag für die Bewegung des Außengewinderinges 68 ein Sicherungsring 78 eingesetzt, der aus zwei Halbringen 80 und 82 besteht. Jeder der Halbringe 80 und 82 endet in einer Zunge 84 bzw. 86. Die Zunge 84 liegt zwischen einem Paar Gabeln 88 und die Zunge 86 zwi-

Claims

sehen einem weiteren Paar Gabeln 90. Diese Gabeln 88 und 90 bilden das Ende der Mitnahmefeder 92. Die Zungen 84 und 86 sind durch Stifte 94 und 96 gelenkig mit den Gabeln 88 und 90 verbunden. Auf der inneren Seite der Halbringe 80 und 82 ist eine Ringkerbe 98 vorgesehen; der Zylinderwandteil dieser Kerbe 98 ist so bemessen, daß er, wenn sich der Sicherungsring 78 in seiner Lage gemäß F i g. 6 in der Ringnutie befindet, innerhalb des Außengewinderinges 68 liegt. ίο Während des Einbaues der Lagerteile befindet sich der Außengewindering 68 mit der Ringmutter 70 in einer Lage, wie diese in F i g. 6 dargestellt ist, wobei sich die der Walze 2 zugewandte Stirnseite des Außengewinderinges 68 gegen den Schulteransatz 16 legt, während die andere Stirnseite die ihr gegenüberliegende Ringstirn des Sicherungsringes 78 nicht berührt. Der Außengewindering 68 und die Zapfenverlängerung 12 weisen Nuten 102 und 104 auf, in die die Mitnahmefeder 92 eingeschoben wird. An dem ao Zapfenendstück 14 ist, wie aus F i g. 3 hervorgeht, eine entsprechende Abflachung 106 vorgesehen, die das Einführen der Mitnahmefeder 92 erlaubt. Um die Mitnahmefeder 92 einzuführen, müssen zunächst die Halbringe 80 und 82 des Sicherungsringes 78 auseinandergeschwenkt werden, bis sie nach Einführen der Mitnahmefeder 92 in Deckung mit Ringnut 18 gelangen und dann in diese eingedrückt werden können. Der von der Walze 2 wegbewegte Außengewindering 68 legt sich dann gegen die Ringstirn des Sicherungsringes 78 und verriegelt diesen dadurch in seiner Lage in der Ringnut 18. Wie aus der vorstehenden Darstellung ersichtlich und in F i g. 1 gezeichnet, drehen sich in dieser Stellung der Lagerteile zueinander der Außengewindering 68 mit der Ringmutter 70, der Innenring 40, der Druckschulterring 34, die Zapfenbüchse 20 upd die Dichtung 24 mit dem Walzenzapfen 4, während das Einbaustück 26, das Ringelement 32, der Zwischenring 62, der Gehäusering 66 und der Druckgehäusering 56 die Drehung nicht mitmachen. Wenn der Außengewindering 68 durch Drehen der Ringmutter 70 in die in F i g. 1 und 2 gezeigte Lage gebracht worden ist, wird seine der Walze abgewandte Ringstirn mit der radialen Wand der Ringkerbe 98 des Sicherungsringes 78 in Berührung gebracht. Auf diese Weise entsteht eine feste Verbindung des Außengewinderinges 68 mit der Zapfenverlängerung 12, um das die Ringmutter 70 weitergedreht werden kann. Durch den dabei erzeugten axialen Druck gegen den Innenring 40 des Axialrollenlagers 42, den Druckschulterring 34 und den Ringflansch 36 wird die Zapfenbüchse 20 in Richtung auf die Walze 2 auf den konischen Zapfen 4 aufgedrückt. Wenn die Ringmutter 70 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, berührt ihre äußere Ringschulter 74 bald die Ringschulter 76 des Gehäuseringes 66. Wird die Drehung fortgesetzt, dann bewegt sich der Außengewindering 68 in Richtung auf die Walze 2 in die in F i g. 6 gezeigte Lage, wobei er sich mit seiner Ringstirn gegen den Schulteransatz 16 abstützt. Wird anschließend die Ringmutter 70 noch weitergedreht, dann werden infolge des daraus resultierenden Druckes in Richtung auf das Zapfenendstück 14 der Gehäusering 66, der Zwischenring 62 und das Einbaustück 26 in die gleiche Richtung gezogen bzw. gedrückt. Das Einbaustück 26 drückt dabei über den Ringflansch 48 der Lagerbüchse 28 und den Ringflansch 46 der Zapfenbüchse 20 diese Teile von dem Walzenzapfen 4 herunter. Da der Außengewindering 68 während dieses Vorganges in der in F i g. 6 gezeigten Lage verbleibt, kann der Sicherungsring 78 geöffnet und die Mitnahmefeder 92 aus den Nuten 102 und 104 herausgezogen werden. Anschließend läßt sich dann das gesamte Lager von dem Walzenzapfen herunterziehen. Auch der Gewindering 68, der einen etwas größeren Innendurchmesser als das Zapfenendstück 14 aufweist, kann über dieses hinweggleiten. Der Innenring 40 des Axialrollenlagers 42 und der Druckschulterring 34 gleiten ebenfalls von der Zapfenverlängerung 10 herunter. Zum Drehen der Ringmutter 70 sind Hilfsvorrichtungen vorgesehen, deren Anordnung und Ausbildung aus Fig. 1 und 3 hervorgeht. Der äußere Umfang der Ringmutter 70 weist drei um 120° gegeneinander versetzte Einschnitte 110 auf. In diesen Einschnitten sind in Bohrungen 112 Stifte 113 eingesetzt. Mit Hilfe eines an diesen Stiften 113 zu befestigenden Kabels, das in einer oder mehreren Windungen um die Ringmutter 70 herumgelegt und von einer am Umfang der Mutter vorgesehenen Nut 114 gehalten wird, dessen Ende mit der Zugvorrichtung eines Kranes verbunden ist, läßt sich eine Drehbewegung der Ringmutter 70 in einer Richtung und durch Umkehrung der Richtung der Kabelwindungen auch in der entgegengesetzten Richtung erzeugen. Wie die Erfahrung gezeigt hat, reichen die dabei erzielten Drehkräfte aus, um die Zapfenbüchse 20 ausreichend fest auf den Walzenzapfen 4 auf- und auch von diesem Zapfen 4 wieder herunterzubringen. Um ein Lösen der Ringmutter 70 während des Betriebes zu verhindern, ist die Mutter mittels einer ringförmigen Gegenmutter 116 in ihrer Lage festgelegt. Die Gegenmutter greift in das Gewinde des Außengewinderinges 68 ein, sie kann in ihrer Lage zur Drehung der Ringmutter 70 durch eine Anzahl von Schrauben 118 festgehalten werden, die sich über den Umfang (vgl. hierzu F i g. 3) verteilen. Die Gegenmutter 116 ruht in einer ringförmigen Einkerbung, die in der Stirn der Ringmutter 70 vorgesehen ist. Die beim Anziehen der Schrauben 118 gegen die Gewindegänge ausgeübte Keilwirkung reicht aus, um eine Relativdrehung zwischen Ringmutter 70 und Außengewindering 68 auszuschließen. Wenn das Lager auf den Walzenzapfen aufgezogen ist, wird die freie Lagerstirnseite durch einen Abschlußdeckel 120 geschlossen, der mit Schrauben 122 an der Ringstirn des Gehäuseringes 66 befestigt werden kann. Nach Befestigung dieses Deckels 120 ist das Lager allseitig gegen das Eindringen von Wasser und Schmutz geschützt. Patentansprüche:

1. Walzenzapfenlager mit einer auf den abgesetzten Zapfen aufgeschobenen Zapfenbüchse, die in einer im nicht drehbeweglichen Einbaustück sitzenden Lagerbüchse lagert und mittels an den der Walze abgewandten Stirnseiten beider Büchsen vorgesehener Ringschultern gemeinsam mit dem Einbaustück und der Lagerbüchse von dem Zapfen abziehbar ist, einem der Zapfenbüchse vorgeordneten, auf einer weiter abgesetzten Zapfenverlängerung sitzenden, axial gesicherten Außengewindering, auf den eine gegenüber dem Zapfen festlegbare Ringmutter aufgeschraubt ist,