DE2515200C2

DE2515200C2 - Dichtvorrichtung für die Lager der Tragwellen von fliegend und auswechselbar angeordneten Walzscheiben

Info

Publication number: DE2515200C2
Application number: DE2515200A
Authority: DE
Inventors: Charles A. Southboro Mass. Rich jun.
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1974-04-29
Filing date: 1975-04-08
Publication date: 1984-10-04
Also published as: JPS50152147A; DE2515200A1; JPS5813778B2; US3884535A; GB1499521A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dichtvorrichtung für die Lager der Tragwellen von fliegend und auswechselbar angeordneten Walzscheiben, bei der die Tragweilen in Buchsen lagern, die in einem Gehäuse um eine exzentrisch zur Achse der Tragwelle liegende Achse drehbar angeordnet sind, mit am Gehäuse bzw. an der Tragwelle anliegenden, gehäusefest bzw. tragwellenfest angeordneten ringförmigen Dichtelementen, von denen das tragwellenfeste Dichtelement ein.en radial nach außen offenen U-Querschnitt aufweist.

Dichtvorrichtungen dieser Art (DE-OS 14 27 974) bei denen das gehäusefeste ringförmige Dichtelement in der Form einer elastischen Scheibe mit deren Umfangsrand lippenförmig am Boden der U-Querschnitt-Rinne ggfs. unter elastischer Verformung der Scheibe anliegt, haben die Aufgabe, ein Auslaufen des dem Lager der Tragwelle zugeführten Öls und das Eindringen von Kühlflüssigkeit, Walzzunder und anderen Verunreini

gungen in das Lager zu verhindern.

Beim Betrieb von Walzgerüsten mit solchen Dichtvorrichtungen hat sich gezeigt, daß die Ölverluste und die Eintrittsmengen von Kühlwasser u. dergl. in das Lager umso größer sind, je weiter sich die Mittenachsen der Tragwellen bei der Abstellung der Walzscheiben voneinander wegbewegen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dann, wenn die Tragwellen und die auf ihnen sitzenden rillenförmige Dichtelemente konzentrisch auf den lippenförmigen Umfangsrand der elastische^ Scheiben der gehäusefesten Dichtelemente ausgerichtet sind, ein gegebener Abschnitt der Ringfläche des Bodens der Rinne der von dem lippenförmigen Umfangsrand berührt wird, sich in radialer Richtung nicht verschiebt, wenn die Tragwelle rotiert.

Wird aber die Achse der Tragwelle beim Anstellvorgang radial verschoben, dann verschiebt sich auch der Berührungsflächenabschnitt auf der mit der Tragwelle rotierenden Ringfläche des tragwellenfesten Dichtungselements entsprechend radial von dem entsprechenden Abschnitt des lippenförmigen Umfangsrand der elastischen Scheibe weg und dieser muß der Bewegung folgen, um die Dichtwirkung zu erhalten. Die Dichtwir-Kung nimmt dabei ab, weil der von der elastischen Verformung der Scheibe erzeugte Druck ebenfalls abnimmt, wenn die Verformung geringer wird. Es kann dabei vorkommen, daß partiell überhaupt keine Dichtwirkung mehr zustardekommt, weil Materialermüdung und/oder Verschließabrieb der Scheibe dazuführen, daß deren lippenförmiger Umfangsrand nicht mehr auf der Ringfläche des tragwellenfesten Dichtelementes aufliegt und sich zwischen beiden ein offener Durchtrittsspalt bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Dichtvorrichtung so zu verbessern, daß ein Nachlassen der Dichtwirkung infolge der Anstellbewegung der Tragwellen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen einem ersten gehäusefesten Dichtelement und einem zweiten tragwellenfesten Dichtelem^nt ein drittes ringförmiges Dichtelement konzentrisch zur Mittenachse der Tragwelle angeordnet ist. dessen Ringumfangsfläche gegen das gehäusefeste Dichtelement abgedichtet ist und dessen beide Ringstirnflächen von dem U-Querschnitt des zweiten Dichtelementes eingefaßt und gegen diesen mittels zylindrischer Ringe abgedichtet ist, die mit radialem Spiel an den Innenflächen der Flansche 44a, 446 des U-Querschnittsdes tragwellenfesten Dichtelementes 40 anliegen.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, können in den Innenflächen der Flansche Ringnuten zur Aufnahme der zylindrischen Ringe angeordnet sein, wobei diese Ringe m't ihren Ringstirnen am Boden der jeweiligen Ringnut bzw. sowie an den Stirnflächen des dritten Dichtelementes anliegen, wobei die Flächen des Bodens der Ringnuten und die an diesen anliegenden Stirnflächen der beiden Dichtringe in geneigt zur Achslinie der Tragweüe in einem spitzen Winkel verlaufenden Ebenen liegen.

Es ist weiter möglich, die Mitte der Ringöffnung des dritten Dichtelementes in der Mittenachse der Tragwelle und die Mitte des Ringumfangs in der dazu exzentrischen Mittenachse der Buchse der Tragwelle anzuordnen, und das dritte Dichtelement mit der Buchse durch einen Mitnehmerbolzen zu verbinden.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß unabhängig von der Größe der Anstellbewegung der Tragwellen der Walzscheiben ein gleichbleibender Andruck der aufeinanderliegenden Flächenabschnitte der Dichtele-

mente gewährleistet wird. Zusätzlich wird noch erreicht, daß sich die zylindrischen Ringe wegen des Flächenkontaktes der Ringstirnen mit dem Boden der Ringnuten in geneigten Ebenen des radialen Spiels verschieben, und damit wärmeausdehnungs- bzw. verschleißbedingte Abstandsänderungen ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Dichtvorrichtung mit Lager und Tragwelle im Axialschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 durch Fig. 1.

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 durch F i g. 1,

F i g. 4 die im Maßstab vergrößerte Darstellung eines axialen Teilschnittes entsprechend F i g. 1 des weiteren Ausführungsbeispiels,

Fig.5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dichtvorrichtung mit Lager und Tragwelie im Axialschnitt,

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 durch F i g. 5 und

F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 durch F i g. 5.

Das Lsgcr mit der Dichtvorrichtung nach Fig. 1 weist eine Tragwelle 10 auf, die in einer Exzenterbuchse 12 lagert, der hier eine auswechselbare zentrische Innenbuchse 12a zugeordnet ist. Die Exzenterbuchse 12 lagert in einem Walzenständer 14 des nichtdargestellten Walzgerüstes. Wie aus F i g. 2 zu ersehen, liegt die Mktenachse A\ der Tragwelle 10 in radialem Abstand zur Mittenachse -4: der Exzenterbuchse 12. Auf der Tragwelle 10 sitzt die Walzscheibe 20. Die Kaliber 21 dieser Walzscheibe 20 arbeiten beim Walzen mit den Kalibern 21 einer zweiten Walzscheibe 20' zusammen. Eine Drehbewegung der Exzenterbuchse 12 hat eine Anstellbeuegung der Tragwelle 10 und der auf ihr sitzenden Walzscheibe 20 gegenüber der anderen Walzscheibe 20' zur Folge. Diese Anstellbewegung kann während des Walzvorgangs durchgeführt werden.

Die Tragwelle 10 kragt mit einem Ende axial aus dem Walzenständer 14 hervor. Dieses Ende setzt sich aus einem zylindrischen Abschnitt 10a. einem im Durchmesser kleinert.i und ebenfalls kurzen zylindrischen Abschnitt 106, einem zylindrischen Übergangsabschnitt 10c, einem konischen Abschnitt 10c/, einem weiteren Übergangsabschnitt 10a und einem im Durchmesser kleineren zylindrischen Abschnitt 10/" sowie einen mit einem Außengewinde versehenen Endabschnitt 10g zusammen. Der Abschnitt 10/" weist ei; en Radialschlitz 16 auf. In den Endabschnitt 10g und in den Abschnitt 10/"ist axial eine Gewindebohrung 18 eingebracht, die durch den Endabschnitt 10g bis zum Abschnitt 10/" reicht und in den Querschlitz 16 mur.det. Auf dieses Ende der Trag welle 10 ist die Walzscheibe 20 aufgesetzt; sie wird in der Einbadage von einer Spannhülse 22 festgehalten, die auf dem konischen Abschnitt 10d sitzt. Von einem Keil 28. der durch den Radialschlitz 16 und durch entsprechende Radiaischlitze 30, 30' in der Spannhülse 22 gesteckt ist, wird ein Haltering 24 gegen die äußere Ringstirn 26 der Walzscheibe 20 gedrückt. Dieser Keil 28 wird in der Einbaulage von einer Klemmschraube 32 gehalten, die in die Gev/indebohrung 18 geschraubt ist. Der Abschnitt Fund der Endabschnitt C der Tragwelie 1Ö sind durch eine Abdeckung 34 abgedeckt, die mit einer Mutter 36, die auf das Außengewinde des Endabschnitts 10g der Tragwelle 10 aufgeschraubt ist. in ihrer Einbaulage festgehalten wird.

Während des Walzvorgangs wird durch den Lagerspalt 37 zwischen Innenbüchse 12a und Tragwelle 12 ständig Schmieröl /uge.'-ihrt während ebenfalls ständig eine Mischung aus Kühlwasser und Walzenfchmiermittel auf die Oberflächen der Walzscheiben 20 und 20' aufgebracht wird.

Die Dichtvorrichtung besteht aus einem ringförmigen Dichtelement 40, das abdichtend fest auf den Abschnitt 106 der Tragwelle 10 aufgesetzt ist und sich mit dieser dreht. Dieses Dichtelement 40 weist eine äußere radiale Umfangsnut 42 auf, die aus zwei einander gegenüber angeordneten Flansche 44a und 446 mit L-Querschnitt

ίο gebildet wird. In dem Umfang des Abschnitts 106 des Endes der Tragwelle 10 zugewandten Ringnuten der beiden Flansche 44a, 446 sind Dichtringe 50 angeordnet. Die Flansche 44a und 446 werden vermittels (nicht dargestellter) Bolzen zusammengehalten. Das Dichtelement 40 wird axial auf das kragende Ende der Tragwelle 10 aufgesetzt und dort in der Einbauposition von der nach innen gerichteten Ringstirn 54 der Walzscheibe 20 gegen den Abschnitt 10a der Tragweite 10 gedrückt.

Ein weiteres Dichtelement 60 ist zwisenen dem WaI-zenständer 14 und dem. wie beschrieben, tragwellenfesten Dichtungselement 40 angeordne' Zu dieser Dichtvorrichtung 60 gehört eine Dichtabvr-ckung 58. die mit strichpunktiert dargestellten Schrauben am Walzenständer 14 befestigt ist und über Dichtringe 62 gegen den Walzenständer 14 und die Exzenterbuchse 12 abgedichtet ist. Die Dichtabdeckung 58 weist einen Ringflansch ö4 auf, der auf die Ringnut 42 ausgerichtet ist und mit der Wandung des Walzenständers 14 eine Kammer 68 bildet, die das Öl aufnimmt, das aus dem Lagerspalt 37 zwischen derTragweüe 10 und der Innenbüchse 12a austritt. Ölablaßvorrichtungen (nicht dargestellt) verbinden die Kammer 68 mit dem Schmiersystem des Walzgerüstes.

Das Dichielement 60 ragt radial bis in die Umfangsnut 42 hinein; seine inneren und äußeren Ringflächen 60a und 606 verlaufen konzentrisch zueinander, wobei sich die innere Ringfläche 60a innerhalb der von dem Ringflansch 64 gebildeten Ringöffnung 66 befindet. Die Stirnflächen des. in die Umfangsnut 42 ragenden Teiles des Dichtelementes 60 weisen zu den benachbarten Stirnflächen der Umfangsnut 42 einen Abstand auf, so daf eine Art Labyrinth entsteht, das als eine Sperre gegen das Austreten des Schmieröls und das Eindringen von Schmutzstoffen zwischen dem Dichtelement 60 und dem rotierenden Dichielement 40 wirkt. In die Außenumfangsfläche 606 des Dichtelementes CO ist eine Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings 67 eingebracht, der die innere Ringfläcne der Ringöffnung 66 des Rineflansches 64 gegen das Dichtelement 60 abdichtet.

Wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, sind die Flansche 44a und 446 des Dichtelementes 40 innenseitig miteinander gegenüberliegenden Ringnuten 70a und 706 versehen, deren jeweiliger Boden 72a und 726 gegen die Mittenachse des Dichtungselementes 40 hin geneigt verläuft. In jede Nut 70a und 706 ist ein Dichtring 74a und 746 eingesetzt, dessen dem Nutboden gegenüberliegende Stirnfläche ebenso geneigt verläuft, wie die entsprechende Bodenfläche 72a bzw. 726 der Nuten 70a und 706. Die andere Stirnfläche der Dichtringe 74a 746

oh liegt bei 76 an der", in die Umfangsnut 42 ragenden Teil des Dichtelementes 60 unter Reibung an. Die radiale Starke / eines jeden Dichtungsringes 74a, 746 ist kleiner bemessen als die Breite tv der Ringnut Tig biw. /06. Die Dichtringe 74a. 746 werden in den Ringnuten 70a und

bi 706 festgehalten und rotieren zusammen mit dem Dichtelement 40. währe.id das Dichtelcment 60 sich nicht dreht. Die Ringnuten 70a und 706 und die Dichtringe 74a und 746 sind konzentrisch zu dem Dichtclemcnt 40

und der Miitenachsc Λ ι der I'ragwellc IO angeordnet. Durch die Reibung /wischen ilen Dichmngcn 74.ι und 746 und den Innenseitenflächen dei I lausche 44;; und 446 des Dichtelementes 40 kann sich unter Umstünden Wärme entwickeln, die eine geringfügige Ausdehnung ; der Flansche 44;i und 44/; zur Folge hüben kann. Diese Ausdehnung und das anschlieUende Schrumpfen bei Abkühlung wird dadurch vermieden, dal.! sich die Dichtringe 74;) und 746 in den Ringnuten 70a und 706 radial verschieben. Dies ergibt sich aus dem Klüchenkontakt n> -wischen den geneigten Stirnflächen der Dichtringe 74;/. 74/' und den ebenfalls geneigten Flächen der Böden 72a und 72b der Ringnuten 70;/. 70b innerhalb deren größe rer Breite u.

Die Dicht vorrichtung arbeitet wie folgt: ι -,

Das Dichielement 40 dreht sich zusammen mit der Tragwelle 10 und der Walzscheibe 20, während sich das Dichielement 60 mit der Dichtabdeckung 58 nicht dreht. Die Abdichtung zwischen der Dichiabdeckung 58 und dem Dichtelement b0 ist durch den Dichtring 67 und die :i> Abdichtung zwischen der Dichtabdeckung 58. dem Walzenständer 14 und der Exzenterbuchse 12 durch die Dichtringe 62 gewährleistet. Zwischen dem Dichtetement 60 und dein Dichtelement 40 bewirken die Dichtringe 74a und 74b in den Ringnuten 70;) und 706 bei 76 unter Reibung an den Seitenflächen der Flansche 44a und 446 des Dichtelementes 40 die Abdichtung, die durch die labyrinthartige Ausbildung noch verstärkt wird.

Wird bei der Anstellung der Walzscheiben 20, 20' die jo Exzenterbuchse 12 um die Mittenachse A>gedreht.dann verschieben sich die Mittenachse A\ der Tragwelle 10 und mit dieser die des Dichtelementes 40 und der Dichtringe 74.1 und 746. die von der Tragwelle 10 gehalten werden. Die Folge ist eine entsprechende relative Ra- js dialverschiebung gegenüber dem Dichtelement 60. Der Durchmesser des Dichtelementes 60 und der Abstand

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/.WI3UIICM UCI I1MIC1C11 IMIIgIKIlHC VnJtt U1C3C3 L/H_lll\.H_- mentes 60 und des Dichtelementes 40 sind so bemessen, daß sie sich dieser Verschiebung anpassen können. Wesentlich ist, daß durch die konzentrische Anordnung der Dichtringe 74a und 746 zur Mittenachse Aι der Tragwelle 10 die Berührungslinien zwischen den Dichtringen 74a bzw. 746 und dem Dichtelement 60 bei jeder Anstellposition der Walzscheiben 20, 20' kreisförmig verlaufen.

Der Dichtring 67 zwischen dem Außenumfang des Dichtelementes 60 und dem Ringflansch 64 ermöglicht es. das Dichtelement 60 und die Dichtringe 74a und 746 durch die Ringöffnung 66 in Axialrichtung als eine Einheit auszubauen und wieder einzusetzen. Dieser Dichtring 67 gleicht auch die Wirkungen einer Ausdehnung oder Durchbiegung der Tragwelle 10 aus.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 —7 entspricht der des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 1 —4 weitgehend. Insoweit wurden deshalb die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Unterschied liegt hier darin, daß das Dichtelement 60' so ausgebildet ist, daß seine inneren Ringflächen 60a'und seine äußeren Ringflächen 606'nicht konzentrisch zueinander liegen. Es entsteht dabei ein Radialquerschnitt, der dem der Exzenterbuchse 12 entspricht. Bei dieser Anordnung bleibt der Exzenterring-Querschnitt des Dichtelementes 60' bei jeder Anstellposition der Walzscheiben 20,20' über den Mitnehmerbolzen 78 auf den Ringquerschnitt der Exzenterbuchse 12 ausgerichtet Der Abstand zwischen der inneren Ringfläche 60a' und dem Dichtelement 40 bleibt daher kleiner und die radialen Längen der Seitenuande der Flansche 44.Γ und 446 Dichtelementes 40 sowie die radiale liefe der Umfa nut 42' können entsprechend kleiner bemessen wert

leivu - Ulan Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtvorrichtung für die Lager der Tragwellen von fliegend und auswechselbar angeordneten Walzscheiben, bei der die Tragwellen in Buchsen lagern, die in einem Gehäuse um eine exzentrisch zur Achse der Tragwelle liegenden Achse drehbar angeordnet sind, mit am Gehäuse bzw. an der Tragwelle anliegenden, gehäusefest bzw. tragwellenfest angeordneten ringförmigen Dichtelementen, von denen das tragwellenfeste Dichtelement einen radial nach außen offenen U-Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ersten gehäusefesten Dichtelement (64) und einem zweiten tragwellenfesten Dichtelement (40) ein drittes ringförmiges Dichtelement (60) konzentrisch zur Mittenachse (A}) der Tragwelle (10) angeordnet ist, dessen Ringumfangsfläche (60b) gegen das gehäusefeste Dichtelement (64) abgedichtet ist und dessen beide Ringe _;;rnflächen von dem U-Querschnitt des zweiten Diehteiernentes (40) eingefaßt und gegen diesen mittels zylindrischer Ringe (74a, 74b) abgedichtet ist, die mit radialem Spiel an den Innenflächen der Flansche (44a, 44b) des U-Querschnittes des tragwellenfesten Dichtelementes (40) anliegen.

2. Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenflächen der Flansche (44a. 446^ Ringnuten (70a, 70b) zur Aufnahme der zylindrischen Ringe (74a, 74t. 70b) angeordnet sind, wobei diese Ringe mit ihren beiden Ringstirnen (72a. 72b bzw. 76) nm Boden der jeweiligen Ringnut (70a, 706J sowie an den Stirnflächen des dritten Dichtelementes (60) anliegen, wobei div Flächen des Bodens der Ringnut (70a, 706,)und die an diesen anliegenden Stirnflächen (72a, 72b) der beiü-.-n Dichtringe (74a. 74£>,) in geneigt zur Achslinie der Tragwelle (10) in einem spitzen Winkel verlaufenden Ebenen liegen.

3. Dichtvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Ringöffnung (6OaV ·*ο des dritten Dichtelementes (60') in der Mittenachse (At) der Tragwelle (10) und die Mitte des Ringumfangs (606V 'ⁿ der dazu exzentrischen Mittenachse (A2) der Buchse (12) der Tragwelle (10) liegen, und das dritte Dichtelement (60') mit der Buchse (12) durch einen Mitnehmerbolzen (78) verbunden ist.