DE3233760A1 - SEAL ARRANGEMENT - Google Patents
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Description
β*β *
• I*• I *
Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honice & Partner, patent attorneys 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. ;The invention relates to one with lip seals
equipped sealing arrangement for one in a warehouse
rotatably mounted shaft, especially for use with
Rolling mills. ;
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.It is common to have lip seals that are regularly spring loaded
are to be lubricated by a lubricant. The lubricant is usually supplied to the sealing lips, for which purpose
either the sealing lips are arranged opposite a lubricant feed or what the lubricant is for
the side of the sealing lips facing away from the medium to be sealed (e.g. the cooling water in rolling mills)
is. Since a lip seal only works in one direction,
are disposed lip seals back-versus \ back generally two, wherein a lubricant between the
Seals is introduced. Nevertheless, friction and wear and tear caused by it have a considerable negative impact on the sealing effect and the service life.
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.In practice it has been found that a lip seal cannot work satisfactorily at shaft circumferential speeds of over 15 m per second. J axial movements between shaft and bearing increase the friction and \ seal wear.
i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungs- ·:The invention is based on the object of a generic:
gemäßen Dichtungsanordnung die Reibung zwischen Dichtungs- ■according to the sealing arrangement the friction between sealing ■
lippe und Welle und damit den Verschleiß zu reduzieren, ίto reduce lip and shaft and thus wear, ί
um Dichtwirkung und Lebensdauer zu erhöhen, und zwar selbst ·to increase the sealing effect and service life, even
bei Wellenumfangsgeschwindigkeiten, die größer sind als 15 m ' pro Sekunde.at circumferential shaft speeds that are greater than 15 m 'per second.
- 4- 4th
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.To solve this problem, the invention teaches that two lip seals in a sealing chamber back-to-back are arranged leaving an annular spacer space and that in the annular spacer space via an insertion device an air / lubricant mixture can be introduced.
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.During operation, the compressed air increases the force between the sealing lips and the wave practically on. You can even remove the sealing lips a little from the surface of the shaft lift up. Nonetheless, the sealing effect is guaranteed, on the one hand through the nestling of the sealing lip to the shaft and, on the other hand, because when a gap is formed, the air / lubricant mixture can pass through maintains the sealing effect. Because the force causing friction between the sealing lips and the shaft is practically zero, the wear of the seals is very reduced, service life and sealing effect are considerable improved.
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-When a perfectly uniform air gap between each Sealing lip and shaft would exist so would neither friction nor wear occur and consequently a lubricant would theoretically not be necessary either. In The practice is to introduce a small amount of lubricant into the air stream and thus into the annular spacer required between the lip seals. With this small amount of lubricant, any sealing lip is sufficient lubricated. It is also effectively cooled because the air / oil mixture or an air / oil mist through the gap, and is no matter how narrow it flows past. Even noticeable waves
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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.Deformations and eccentricities, as they often occur in mechanical engineering, can be avoided by the sealing arrangement according to the invention be added because the air / oil mixture flowing past in the sealing arrangement is sufficient Seals any gaps that may occur.
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.The invention is of particular importance in rolling mills. It is known that the bearings for the shafts of rolling mills the seal on the one hand against the entry of cooling water and scale into the warehouse and on the other hand against Leakage of lubricant from the bearing or bearing housing is difficult, the difficulties with increasing The peripheral speed of the shafts, shaft deformations and eccentricities increase. Is a sealing arrangement according to the invention Used in rolling mills, the invention teaches in combination with the features described, the Arrangement of a labyrinth seal on the side facing the cooling water supply to the rollers. In this way the entry of mill scale carried by the cooling water can be effectively prevented. Axial movements too of the wave, even if they are significant, are balanced.
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.According to a preferred embodiment of the invention, the direction of introduction for the air / oil mixture is expedient an injector for introducing small quantities of oil into a continuous stream of air. It is about a rolling mill with two rollers working against one another, then one becomes accordingly with two continuous streams of air work into which the oil is introduced by means of an injector. The sealing arrangement is attached to both rollers or bearings set up as described.
Im folgenden wird die Erfindung bei einem Walzwerk anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigen:In the following, the invention is based on a rolling mill a drawing explained; show it:
Fig. 1 ausschnittsweise einen Vertikalschnitt durch ein Walzwerk, und zwar längs der Achse einer Walze eines Walzenpaares,Fig. 1 is a fragmentary vertical section through a Rolling mill, namely along the axis of one roll of a pair of rolls,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Luft/ölinjektor in einem Block, und zwar in Richtung der Linie X-X der Fig. 3,2 shows a section through an air / oil injector in one Block, in the direction of the line X-X of Fig. 3,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Luft/ölinjektorblock mit zwei eingesetzten Luft/ölinjektoren zur Versorgung der Dichtungsanordnungen eines Paars von Walzenlagern, und3 is a top view of the air / oil injector block with two used air / oil injectors to supply the Seal assemblies of a pair of roller bearings, and
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1.Fig. 4 shows an enlarged section of the object according to 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.In Fig. 1 you can see the roller 1 of a rolling mill, which has a profiled edge 2 and which is rotatably mounted on a shaft 3 with the aid of a bearing 4. This includes drive means not shown. The bearing is housed in a housing 5 and the housing 5 is in a Roller stand 6, which has a front plate 7 with a recess 8 for the shaft and a corresponding sealing arrangement 9 having.
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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.The seal assembly includes a pair of lip seals 10 arranged back-to-back in a sealing chamber 11 are which sealing chamber is formed between rings 12 and a bearing shell 14. The rings 12 and are fastened in the housing 5, the bearing shell on the shaft 3. An annular space 15 is between the lip seals 10 provided, in which annular space 15 on the one hand compressed air and also a lubricant can be introduced, which with the help of the device 16 is supplied.
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.The device 16 consists of an air / oil injector, the oil from a feed hole 17 in block 18 intermittently introduced in small quantities into a tap 19 which branches off from an air supply bore 20 in the block 18. The air / oil mixture or the air / oil mist is through a pressure line 21 led to a connector 22 (Fig.1), which pressure line 21 to passages 23 in the housing 5 and to Entrances 24 in the ring 12 leads, communicating with the annular space 15 between the back-to-back arranged Lip seals 10 in chamber 11. The block also contains a second air / oil injector 16A (Fig. 3), with the usual oil and air inlets 17 and 20 and a tap 19A as a connection to the sealing according to the invention; arrangement for the other, not shown roller bearing, the conditions here similar to those described are.
Die Walze 1 und der Ring 13 sind mit ringförmigen Zungen < und Rillen versehen und bilden eine Labyrinth-Dichtung 25.The roller 1 and the ring 13 are provided with annular tongues <and grooves to form a labyrinth seal 25th
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.In operation, the compressed air in the annular space 15 causes that in of the chamber 11, the force between the sealing lips 26 (FIG. 4) and the bearing shell 14 on the shaft 3 approaches zero. The sealing lips 26 can even lift slightly from the surface of the bearing shell 14. Nonetheless, that is The sealing effect is maintained because each sealing lip 26 rests on the bearing shell 14 and, where a gap arises, as a result of the passage of air and oil through the gap. The sealing lips 26 could also directly the wave 3 act.
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.Since the friction is practically zero, the wear of the seals 10 is very reduced and consequently their service life and effectiveness increased considerably. The overall operating costs of the machine are reduced considerably. Every sealing lip 26 is effectively lubricated and also cooled if an air / oil mixture or an air / oil mist flows past through a gap, no matter how narrow. The air with some oil between the rings 13 and the roller 1 flows to the labyrinth seal 25, prevents entry of roll sinter, which is washed up by the cooling water of the rolls.
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.Considerable deformations of the shaft 3 and eccentricities and axial movements of the shaft 3 can be avoided by the inventive Seal arrangement can be effectively added. Rolling mills equipped with sealing arrangements according to the invention can work flawlessly even with peripheral shaft speeds that are j greater than 15 m per second.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |