DE3233760A1

DE3233760A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: DE3233760A1
Application number: DE19823233760
Authority: DE
Inventors: Ian Bernard Robert Sheffield Elliott
Original assignee: ASHLOW Ltd
Current assignee: ASHLOW Ltd
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1982-09-11
Publication date: 1983-03-31
Also published as: IN156605B; FR2512914B1; SE8205261L; GB2106196B; IT1153727B; JPS58121358A; IT8223302A0; SE8205261D0; FR2512914A1; GB2106196A

Description

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• I*

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Lippendichtungen
ausgerüstete Dichtungsanordnung für eine in einem Lager
rotierbar gelagerte Welle, insbesondere zur Verwendung bei
Walzwerken. ;

Es ist üblich, Lippendichtungen, die regelmäßig federbelastet
sind, durch ein Schmiermittel zu schmieren. Das Schmiermittel wird üblicherweise den Dichtungslippen zugeführt, wozu
man entweder die Dichtungslippen gegenüber einer Schmiermittelzuführung anordnet oder wozu man das Schmiermittel
der Seite der Dichtungslippen zuführt, die dem abzudichtenden Medium (z. B. dem Kühlwasser bei Walzwerken) abgewandt
ist. Da eine Lippendichtung nur in einer Richtung wirkt,
werden im allgemeinen zwei Lippendichtungen Rücken-gegen- \ Rücken angeordnet, wobei ein Schmiermittel zwischen die
Dichtungen eingeführt wird. Nichtsdestoweniger beeinträchtigen Reibung und dadurch bedingter Verschleiß die Dichtwirkung und die Lebensdauer beachtlich.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß eine Lippendich- · tung bei Wellenumfangsgeschwindigkeiten über 15 m pro Sekunde : nicht zufriedenstellend arbeiten kann. Axiale Bewegungen j zwischen Welle und Lager vergrößern die Reibung und den \ Verschleiß der Dichtung.

i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungs- ·:

gemäßen Dichtungsanordnung die Reibung zwischen Dichtungs- ■

lippe und Welle und damit den Verschleiß zu reduzieren, ί

um Dichtwirkung und Lebensdauer zu erhöhen, und zwar selbst ·

bei Wellenumfangsgeschwindigkeiten, die größer sind als 15 m ' pro Sekunde.

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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwei Lippendichtungen in einer Dichtungskammer Rücken-gegen-Rücken unter Freilassung eines Abstandsringraumes angeordnet sind und daß in den Abstandsringraum über eine Einführungseinrichtung eine Luft/Schmiermittel-Mischung einführbar ist.

Im Betrieb hebt die Druckluft die Kraft zwischen den Dichtungslippen und der Welle praktisch auf. Sie kann die Dichtungslippen sogar ein wenig von der Oberfläche der Welle abheben. Nichtsdestoweniger ist die Dichtwirkung gewährleistet, und zwar einerseits durch das Anschmiegen der Dichtungslippe an dieWelle und andererseits deshalb, weil bei Bildung eines Spaltes der Durchtritt der Luft/Schmiermittel-Mischung die Dichtwirkung aufrechterhält. Da die reibungsbewirkende Kraft zwischen den Dichtungslippen und der Welle praktisch Null ist, ist der Verschleiß der Dichtungen sehr herabgesetzt, Lebensdauer und Dichtwirkung sind beachtlich verbessert.

Wenn ein vollkommen einheitlicher Luftspalt zwischen jeder Dichtungslippe und der Welle existieren würde, so würden weder Reibung noch Verschleiß auftreten und folglich wäre theoretisch auch ein Schmiermittel nicht erforderlich. In der Praxis ist die Einführung einer geringen Schmiermittelmenge in den Luftstrom und damit in den Abstandsringraum zwischen den Lippendichtungen erforderlich. Mit dieser geringen Schmiermittelmenge ist jede Dichtungslippe ausreichend geschmiert. Sie ist außerdem wirksam gekühlt, weil die Luft/ Öl-Mischung bzw. ein Luft/ölnebel durch den Spalt, und sei er noch so schmal, vorbeiströmt. Selbst merkliche Wellen-

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Verformungen und Exzentrizitäten, wie sie im Maschinenbau häufig auftreten, können durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung aufgenommen werden, weil die vorbeiströmende Luft/ Öl-Mischung in der Dichtungsanordnung eine ausreichende Dichtung von eventuell auftretenden Spalten bewirkt.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei Walzwerken. Es ist bekannt, daß bei den Lagern für die Wellen von Walzwerken die Abdichtung einerseits gegen den Eintritt von Kühlwasser und Zunder in das Lager und andererseits gegen Austritt von Schmiermittel aus dem Lager bzw. Lagergehäuse schwierig ist, wobei die Schwierigkeiten mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit der Wellen, Wellenverformungen und Exzentrizitäten zunehmen. Wird eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung bei Walzwerken verwendet, so lehrt die Erfindung in Kombination zu den beschriebenen Merkmalen, die Anordnung einer Labyrinthdichtung auf der der Kühlwasserzuführung zu den Walzen zugewandten Seite. Auf diese Weise kann der Eintritt von Walzzunder, der von dem Kühlwasser mitgeführt wird, wirksam verhindert werden. Auch axiale Bewegungen der Welle, selbst wenn diese erheblich sind, werden ausgeglichen.

Die Einführungsrichtung für die Luft/Öl-Mischung besitzt nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung zweckmäßigerweise einen Injektor für die Einführung kleiner ölmengen in einen kontinuierlichen Luftstrom. Handelt es sich um ein Walzwerk mit zwei gegeneinander arbeitenden Walzen, so wird man entsprechend mit zwei kontinuierlichen Luftströmen arbeiten, in die mittels Injektor das öl eingeführt wird. An beiden Walzen bzw. Lagern wird die Dichtungsanordnung wie beschrieben eingerichtet.

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Im folgenden wird die Erfindung bei einem Walzwerk anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Vertikalschnitt durch ein Walzwerk, und zwar längs der Achse einer Walze eines Walzenpaares,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Luft/ölinjektor in einem Block, und zwar in Richtung der Linie X-X der Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Luft/ölinjektorblock mit zwei eingesetzten Luft/ölinjektoren zur Versorgung der Dichtungsanordnungen eines Paars von Walzenlagern, und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1.

In Fig. 1 erkennt man die Walze 1 eines Walzwerkes, welche einen profilierten Rand 2 aufweist und welche mit Hilfe eines Lagers 4 auf einer Welle 3 drehbar gelagert ist. Dazu gehören nicht gezeichnete Antriebsmittel. Das Lager ist in einem Gehäuse 5 untergebracht und das Gehäuse 5 befindet sich in einem Walzenständer 6, welcher eine Frontplatte 7 mit Ausnehmung 8 für die Welle und eine entsprechende Dichtungsanordnung 9 aufweist.

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Die Dichtungsanordnung umfaßt ein Paar von Lippendichtungen 10, die Rücken-gegen-Rücken in einer Dichtungskammer 11 angeordnet sind, welche Dichtungskammer zwischen Ringen 12 und sowie einer Lagerschale 14 gebildet ist. Die Ringe 12 und sind in dem Gehäuse 5 befestigt, die Lagerschale auf der Welle 3. Ein Ringraum 15 ist zwischen den Lippendichtungen 10 vorgesehen, in welchen Ringraum 15 einerseits Druckluft und außerdem ein Schmiermittel einführbar sind, welches mit Hilfe , der Vorrichtung 16 zugeführt wird.

Die Vorrichtung 16 besteht aus einem Luft/ölinjektor, der öl von einer Zuführungsbohrung 17 im Block 18 intermittierend in kleinen Mengen in eine Anzapfung 19 einführt, die von einer Luftzuführungsbohrung 20 in dem Block 18 abzweigt. Die Luft/öl-Mischung oder der Luft/Öl-Nebel ist durch eine Druckleitung 21 zu einem Verbinder 22 (Fig.1) geführt, welche Druckleitung 21 zu Passagen 23 im Gehäuse 5 und zu Durchtritten 24 im Ring 12 führt, und zwar kommunizierend mit dem Ringraum 15 zwischen den Rücken-gegen-Rücken angeordneten Lippendichtungen 10 in der Kammer 11. Der Block enthält außerdem einen zweiten Luft/ölinjektor 16A (Fig. 3), mit üblichen öl- und Luftzutritten 17 und 20 und einer Anzapfung 19A als Verbindung zu der erfindungsgemäßen Dichtungs-; anordnung für das andere, nicht gezeichnete Walzenlager, wobei die Verhältnisse hier ähnlich wie beschrieben ausgeführt sind.

Die Walze 1 und der Ring 13 sind mit ringförmigen Zungen < und Rillen versehen und bilden eine Labyrinth-Dichtung 25.

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Im Betrieb bewirkt die Druckluft in dem Ringraum 15, daß in der Kammer 11 die Kraft zwischen den Dichtungslippen 26 (Fig. 4) und der Lagerschale 14 auf der Welle 3 gegen Null geht. Die Dichtungslippen 26 können sich sogar leicht von der Oberfläche der Lagerschale 14 abheben. Nichtsdestoweniger ist die Dichtwirkung aufrechterhalten wegen der Anlage jeder Dichtunglippe 26 an der Lagerschale 14 und, wo ein Spalt entsteht, infolge des Durchtrittes von Luft und öl durch den Spalt. Die Dichtungslippen 26 könnten auch unmittelbar auf die Welle 3 wirken.

Da die Reibung praktisch Null ist, ist der Verschleiß der Dichtungen 10 sehr reduziert und folglich sind Lebensdauer und Wirksamkeit beachtlich erhöht. Die Betriebskosten der Maschine insgesamt werden beachtlich gesenkt. Jede Dichtungslippe 26 ist wirksam geschmiert und darüber hinaus auch gekühlt, wenn eine Luft/Öl-Mischung oder ein Luft/Öl-Nebel durch einen noch so schmalen Spalt vorbeiströmt. Die Luft, die mit etwas Öl zwischen den Ringen 13 und der Walze 1 zur Labyrinth-Dichtung 25 strömt, verhindert den Eintritt von Walzsinter, der durch das Kühlwasser der Walzen angespült wird.

Beträchtliche Verformungen der Welle 3 und Exzentrizitäten sowie axiale Bewegungen der Welle 3 können durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung wirksam aufgenommen werden. Mit erfindungsgemäßen Dichtungsanordnungen ausgerüstete Walzwerke können selbst mit Wellenumfangsgeschwindigkeiten, die j größer sind als 15 m pro Sekunde, einwandfrei arbeiten.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Waiter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwahsakte:

'. 59 391/Ma-

4300 Essen 1, Theaterplafz3, Postf. 100254

10. September 1982

; Patentanmeldung : ASHLOW LIMITED ^: Sheffield Road GB - Rotherham S60 1EE

Dichtungsanordnung

Patentansprüche:

Mit Lippendichtungen ausgerüstete Dichtungsanordnung für eine in einem Lager rotierbar gelagerte Welle, insbesondere zur Verwendung bei Walzwerken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Lippendichtungen (10) in einer Dichtungskammer (11) Rücken-gegen-Rücken unter Freilassung eines Abstandsringraumes (15) angeordnet sind und daß in den Abstandsringraum (15) über eine Einführungseinrichtung (16) eine Luft/Schmiermittel-Mischung einführbar ist.

Andrejewsld, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 in der Verwendung bei mit Kühlwasser gekühlten Walzwerken, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination zu den im Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen auf der Kühlwasserseite eine Labyrinth-Dichtung (25) angeordnet ist.
3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungseinrichtung für die Luft/Öl-Mischung einen Injektor (16) für die Einführung kleiner ölmengen in einen kontinuierlichen Luftstrom aufweist .
4. Walzwerk, welches mit Dichtungsanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgerüstet ist. .