DE7936444U1 - Dichtungsvorrichtung zwischen Lagern und Wellen von Maschinen - Google Patents

Description

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26.11.1979 i.fch 32 4OS

SdHLÖEMANN-SlEMAÖ Aktiengesellschaft, 4000 Düsseldorf

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die Neuerung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zwischen Lagern und Wellen von Maschinen/ bei welchen mehrere relativ zueinander exzentrisch angeordnete/ aber gemeinsam rotierende Wellenabschnitte mit verschiedenen, relativ zueinander beweglichen Lagerelementen in Eingriff stehen/ Insbesondere für Exzenter- und/oder Kurbeltriebe mit Druck-Clschmierung sowohl an ihren ortsfesten als auch an ihren !beweglichen Lagerstellen/ wobei jeder Dichtungsbereich Aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Und miteinander in Wirkverbindung stehenden bzw. tretenden sowie gegeneinander drehbeweglichen Dichtungselementen besteht.

!ei mit Exzenter- oder Kurbeltrieben ausgestatteten Arbeitsmaschinen, wie z.B. Scheren oder Pressen,sind einerseits die ständerfesten Lager der Exzenter- bzw. Kurbelwellen und andererseits die sichrelativ dazu bewegenden lager der Pleuel auf der Exzenter- bzw. Kurbelwelle als Gleitlager ausgeführt, die eine Druckölschmierung aufweisen.

Das Drucköl wird dabei über Kanäle an die einzelnen Lagerstellen herangeführt, welche über - ggf. flexible - Leitungen mit einem Druckölspeicher in Verbindung stehen.

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Damit das Schmieröl nieht unkontrolliert aus den Lagerspalten der einzelnen Lägerstellen abfließen, sondern unter weitestigehender Vermeidung von Leckverlusten über Rüdkiaufkanäle und-Leifcungen zweeks Wiederverwendung einem Sammeltank zugeführt werden kann, sind den einzelnen Lagern und Wellen Dichtungsvorriehtungen zugeordnet. Diese Diehtungsvorriehtungen können dabei mit ßerührungsdichtungen oder mit Läbyrinthdichtungen arbeiten.

Der Einbau solcher Dichtungsvorriehtungen an Maschinen mit Exzenter- und/oder Kurbeltrieben, z.B. Scheren und Pressen, bereitet beträchtliche Schwierigkeiten, weil jeder Dichtungsbereich aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten und miteinander in Wirkverbindung stehenden bzw. tretenden sowie gegeneinander drehbeweglichen Dichtungselementen gebildet ist. Die Schwierigkeiten liegen nämlich darin, daß jeder Dichtungsbereich einen gewissen Mindesteinbauraum benötigt und daß jeweils in den Übergangsbereichen zwischen feinem einen Lagerzapfen der Welle bildenden Wellenabschnitt und einem den Kröpfungszapfen der Welle bildenden Wellenftbschnitt Dichtungselemente für zwei verschiedene Dichtungsbereiche untergebracht werden müssen. Einerseits muß dort nämlich ein Dichtungsbereich zwischen der Exzenter- bzw. Kurbelwelle und deren gestellfesten Lagern gebildet werden, während andererseits ein weiterer Dichtungsbereich zwischen dem Kröpfungszapfen der Exzenter- bzw. Kurbelwelle und dem Fleuellager vorzusehen ist.

Damit die verschiedenen Wellenabschnitte und den zugehörigen Lagerelementen zugeordneten beiden Dichtungsbereiche der gattungsgemäßen Dichtungsvorriehtungen bekannter Art sich in ihrer Funktion nicht gegenseitig beeinträchtigen können, sind sie in Achsrichtung der Welle um ein beträchtliches Maß gegeneinander versetzt angeordnet. Eine solche Anordnung macht es jedoch erforderlich, die axiale Einbaubreite für die Exzenter- oder Kurbelwelle entsprechend zu

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vergrößern, womit sieh zwangsläufig aueh deren öiegefflottient beträöhfelieh erhöht. Außerdem erfordert die bekannte Anordnung und Ausbildung ven Diehtungsvörriöhtungen einen betfMöhtliöhen teehnisehen Aufwand«

Aufgabe der Neuerung ist es, für eine Dichtungsvorriehtung der gattungsgemäßen Art eine Bauform au finden, die bei einfacher Ausbildung kostengünstig gefertigt werden kann und sich außerdem duröh eine geringe axiale Einbaubreite auszeichnet und damit die Benutzung von Exzenter- bzw· Kurbelwellen ermöglicht, die einen geringen axialen Abstand zwischen den die Lagerzapfen bildenden Wellenabschnitten und dem den Kröpfungszapfen bildenden Wellenabschnitt aufweisen, so daß das an der Exzenter- oder Kurbelwelle wirksame Biegemoment vermindert werden kann.

Der Lösung dieser Aufgabe dienen in der Hauptsache die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 genannten Merkmale. Der Vorteil einer diese Merkmale aufweisenden Dichtungsvorrichtung liegt darin, daß sie sich in Axialrichtung der Exzenter- bzw. Kurbelwelle unmittelbar an deren Kröpfungszapfen mit der gleichen Exzentrizität wie dieser anlegen läßt. Hierdurch wird nämlich erreicht, daß sich die Exzentrizität der miteinander kreisenden Maschinenteile zueinander aufhebt, was zu einer verbesserten Abdichtwirkung führt.

Eine neuerungswesentliche Weiterbildung der Dichtungsvorrichtung wird durch die Merkmale des Anspruchs 2 aufgezeigt. Diese Ausbildung einer Dichtungsvorrichtung läßt sich besonders dann zum Einsatz bringen, wenn im Betrieb der Arbeitsmaschine axiale Relativverschiebungen zwischen der Exzenter- bzw. Kurbelwelle und den mit ihr zusammenwirkenden Lagerelementen vorkommen können. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Exzenter- bzw. Kurbeltriebe in Teilscheren für Walzgut zum Einsatz kommen, bei denen die Schneidspaltverstellung mittels des beweglichen Messerbalkens durch ent-

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sprechende axiale Pleuelverschiebung relativ zum Kröpfungszapfeii der Exzenter- bzw. Kurbelwelle vorgenommen wird.

Eine besonders betriebssichere und wartungsfreie Ausfährung der Dichtungsvorrichtung läßt sich mit den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 verwirklichen, weil die zusammenwirkenden Dichtungselemente aller Dichtungsbereiche keinen Kontakt miteinander haben.

Eine leichte und funktionssichere Montage für die Dichtungsvorrichtung wird neuerungsgemäß durch das Merkmal des Anspruchs 5 gewährleistet.

Durch die Maßnahmen des Anspruchs 6 wird schließlich erreicht, daß das aus den verschiedenen Lagerstellen entweichende Schmieröl sicher und ohne wesentliche Leckverluste zur Wiederverwendung in einen Sammeltank ablaufen kann.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Neuerung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 in einer vertikal geschnittenen Stirnansicht einen durch eine Exzenterwelle bewegbaren Antriebspleuel für eine Walzgutschere und

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 durch die Exzenterwelle und den Antriebepleuel.

Von einer Hub-Antriebavorrichtung für eine Arbeitsmaschine, beispielsweise eine Schere oder eine Presse/ ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung im wesentlichen nur eine Exzenterwelle 1 und ein von dieser angetriebener Pleuel 2 dargestellt.

Die Exzenterwelle 1 hat zwei in Fluchtlage zueinander angeordnete Wellenabechnitte 3 und 4, die als Lagerzapfen in Gleitlager 3 und 6 dee ortsfesten Maschinenrahmens 7 hineinragen.

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Zwischen den beiden als Lagerzapfenden dienenden Wellenabschnitten 3 und 4 ist der Wellenabschnitt 8 als sogenannter Kröpfungszapfen ausgebildet, dessen Radius größer als der Lagerzapfenradius einschließlich der Exzentrizität 9 bemessen ist und so den eigentlichen Exzenter bildet.

Mit dem den Kröpfungszapfen bzw. Exzenter bildenden Wellenabschnitt 8 wirkt der Pleuel 2 ebenfalls über ein Gleitlager 10 zusammen, während er andererseits über einen Gelcnkzapfen am Scherenbalken bzw. Hubstempel 12 der Arbeitsmaschine angreift. Auch zwischen dem Pleuel 2 und dem Gelenkzapfen 11 ist ein Gleitlager 13 angeordnet. Konzentrisch zum Gleitlager 13 ist das untere Ende des Pleuels 2 als Druckfläche

14 ausgebildet, die wiederum mit einer Gleitlagerschale

15 im Scherenbalken bzw. Hubstempel 12 zusammenwirkt.

Nicht nur die Gleitlager 5 und 6 für die die Lagerzapfen der Exzenterwelle 1 bildenden Wellenabschnitte 3 und 4 im ortsfesten Maschinenrahmen, sondern auch das Gleitlager 10 für den den Kröpfungszapfen bzw. Exzenter bildenden Wellenabschnitt 8 im Pleuel 2 sowie das Gleitlager 13 für den Gelenkzapfen 11 und die Gleitlagerschale 15 für die Druckfläche 14 des Pleuels 2 bedürfen beim Betrieb der Arbeitsmaschine einer hinreichenden ölschmierung. Deshalb ist die Arbeitsmaschine mit einer sogenannten Druckölschmierung ausgestattet, mit deren Hilfe das Schmieröl zwangsläufig und in der jeweils erforderlichen Menge den verschiedenen Lagerstellen zugeführt wird.

Die Zuführkanäle für das Drucköl zu den Gleitlagern 5 und 6 im ortsfesten Maschinenrahmen 7 sind der Einfachheit halber in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigt. Hingegen sind die Druckül-Kuführkanäle 16 für das Gleitlager 10 im Pleuel 2 aus Fig. 1 ersichtlich. Auch ein Drucköl-Zuführkanal 17, der zur Druckfläche 14 des Pleuels 2 und zur zugehörigen Gleitlagerschale 15 des Scherenbalkens bzw. Hubstempele 12 führt,

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ist nach Fig. 1 im Pleuel 2 angeordnet. Schließlich befindet sich aber im Pleuel 2 auch noch ein Ölkanal 18, der einerseits mit dem Gleitlager 10 im Pleuel 2 und andererseits mit dem Gleitlager 13 im Pleuel 2 verbunden ist.

Der größte Teil des im Arbeitsbereich des Pleuels 2 benötigten, nämlich das aus dem Gleitlager 10 zwischen dem Pleuel

2 und dem den Kröpfungszapfen bzw. Exzenter der Exzenterwelle 1 bildenden Wellenabschnitt 8 austretende öl wird über Sammelkanäle einer Schmierölrücklaufleitung 20 zugeführt, die beispielsweise nach Art einer Sonde in einen Sammeltank mündet. Der restliche Teil des Schmieröles, nämlich die zwischen dem Gelenkzapfen 11 und dem Gleitlager 13 sowie zwischen der Druckfläche 14 und der Gleitlagerschale 15 benötigte ölmervge ,wird unmittelbar durch einen Schmierölrücklaufkanal 21 in den Sammeltank geleitet.

Damit das Schmieröl in den Lagt.. malten zwischen den ortsfesten Gleitlagern 5 und 6 und den darin aufgenommenen Wellenabscnitten

3 und 4 sowie auch zwischen dem Gleitlager 10 des Pleuels; und dem in dieses eingreifenden Wellenabschnitt 8 der Exzenterwelle 1 jederzeit in genügender Menge und mit dem erforderlichen Druck zur Verfügung steht, sind besondere Dichtungsvorrichtungen 22' und 22" vorgesehen. Jede dieser Dichtungsvorrichtungen 22' und 22" ist dabei in zwei verschiedenen Dichtungsbereichen 23' und 24' bzw. 23" und 24" wirksam. Die Dichtungsbereiche 23* und 23" wirken dabei einerseits mit den Gleitlagern 5 und 6 im ortsfesten Maschinenrahmen 7 und andererseits mit den WellenabscLnitten 3 und 4 der Exzenterwelle 1 zusammen. Hingegen sind die Dichtungsbereiche 24' und 24" dem Pleuel 2, dem darin vorgesehenen Gleitlager 10 und dem davon aufgenommenen We]lenabschnitt 8 der Exzenterwelle 1 zugeordnet.

Bedingt durch die Exzentrizität 9 des als Kröpfungszapfen bzw. Exzenter dienenden Wellenabschnitts 8 relativ zu den die Lagerzapfen bildenden Wellenabschnitten 3 und 4 ist es

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klar, daß einerseits die beiden Dichtungsbereiche 23' und 24' der Dichtungsvorrichtung 22'und andererseits die Dichtungsbereiche 23''und 24" der Dichtungsvorrichtung 22" mit entsprechender Exzentrizität zueinander wirksam sein müßen.

Aus Fig. 2 ist dabei ersichtlich, daß der Dichtungsbereich 23* aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtungselementen 25' und 26' besteht, während der Dichtungsbereich 23" aus zwei ebenfalls konzentrisch zueinander liegenden Dichtungselementen 25" und 26" gebildet wird.

Der Dichtungsbereich 24' besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Dichtungselementen 27' und 28', während der Dichtungsbereich 24" zwei entsprechend konzentrisch zueinander angeordnete Dichtungselemente 27" und 28" hat. Die wellenseitigen Dichtungselemente 25' und 27' der Dichtungsvorrichtung 22' und die entsprechenden wellenseitigen Dichtungselemente 25" und 27" der Dichtungsvorrichtung 22" sind dabei als Ringschultern ausgebildet, die jeweils an einem flachen Exzenterring 29' bzw. 29" drehfest sitzen.

Das Dichtungselement 27' befindet sich dabei am Außenumfang des Exzenterringes 29' und in entsprechender Weise ist auch das Dichtungselement 27" am Außenumfang des Exzenterringes 29" angeordnet. Das Dichtungselement 26' sitzt hingegen am Innenumfang des Exzenterrings 29', während das Dichtungselement 25" am Innenumfang des Exzenterrings 29" gehalten ist. Die Dichtungselemente 25' und 27' stehen vom Exzenterring 29' in Axialrichtung nach entgegengesetzten Seiten ab, während die Dichtungselemente 25" und 27" vom Exzenterring 29" ebenfalls in Axialrichtung nach entgegengesetzten Seiten weg gerichtet sind.

Mit Hilfe von Nut-Fedarvarbindungen 30' und 30" sind did Exzenterringe 29' und 29" relativ zur Exzenterwelle 1 exakt so ausgerichtet/ daß die an ihnen vorgesehenen Dichtungs-

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elemente 25' bzw. 25" genau aentriöeh atir Drehachse dec Exzenterwelle 1 Mit dieser umlaufen, während ihre Dishfeungeelemeftte 27· bzw, 27" exaentriseh aur Drehaehse die aer Exzenterwelle 1/ jedseh zentriöäh auw Gleitlager 10 Pleuels 2 drehen.

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Die als Ringschultern gestalteten Dichtungselemente 25' bzw. 25" haben eine von dem den Kröpfungszapfen bzw. Exzenter bildenden Wellenabschnitt 8 der¹ Exzenterwelle 1 weg gerichtete Lage/ d.h.* sie sind dem ortsfesten Maschinenrahmen 7 bzwι den darin sitzenden Öleitlagern 5 oder 6 zugewendet« Dabei werden sie an ihrem Außenumfang von dem Dichtungselement 26' bzw· 26" umfaßt/ welches beispielsweise als Labyrinth" ring ausgeführt ist/ und drehfest am Maschinenrahmen 7 sitzt.

Die als Ringschulter gestalteten Dichtungselemente 27' bzw. 27" der Exzenterringe 29' bzw. 29" sind dem Pleuel 2 zugewendet angeordnet/ wobei sie jeweils in eine an diesem ausgebildete Ringnut 31' bzw. 31" axial hineinragen. Diese Ringnut 31'bzw. 31" wird in ihrem radial auswärts liegenden Teil von dem Dichtungselement 28' bzw. 28" in Axialrichtung abgeschlossen, wobei dieses Dichtungselement 28* bzw. 28" ebenfalls ein Labyrinthring ist/ welcher das als Ringschulter gestaltete Dichtungselement 27' bzw. 27" an seinem Außenumfang umfaßt.

Aus Fig. 2 geht deutlich hervor, daß die drehfest mit der Exzenterwelle 1 gekuppelten Exzenterringe 29' und 29" der Dichtungsvorrichtungen 22' und 22" den Spalt zwischen dem mit dem Pleuel 2 beweglichen Gleitlager 10 und dem in dieses eingreifenden, als Kröpfungszapfen bzw. Exzenter wirkenden Wellenabschnitt 8 radial übergreifen. Hierdurch wird das aus diesem Spalt in Axialrichtung austretende Schmieröl auf kürzestem Wege derdurch den Dichtungsbereich 24' bzw. 24" abgeschlossenen Ringnut 31* bzw. 31" zugeführt, von wo es dann durch die Sammelkanäle 19 und die Schmierölrücklei-

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feung 20 in den Sammeltank gelangt.

Üää aus den Spalten zwiäehen den Gleitlagern S und 6 und den die Lagerzapfen der Exzenterwelle 1 bildenden Wellen" abschnitten 3 und 4 im Wesentlichen axial austretende Schmieröl wird in den Ringkammern der Dichtungsbereiche 23' bzw. 23" zwischen den Ringschultern 25' bzw. 25" und den Labyrinthringen 26' bzw. 26" aufgefangen und von dort aus unmittelbar durch Rücklaufleitungen in einen Sammeltank geleitet.

Ebenso,wie die Sammelkanäle 19 im Pleuel 2 sich an die tiefste Stelle der von den Dichtungsbereichen 24' bzw. 24" begrenzten Ringnut 31' bzw. 31" anschließen, ist auch der Ölrücklauf mit den Labyrinthringen 26' bzw. 26" der Dichtungsbereiche 23' bzw. 23" an deren tiefstem Punkt verbunden.

Der besondere Vorteil von Dichtungsvorrichtungen 22* und 22" der beanspruchten, beschriebenen und dargestellten Art liegt darin, daß sie bei baulich einfacher und räumlich kompakter Ausgestaltung ohne wesentliche Leckverluste eine gegen das Eindringen von Verunreinigungen sichere Rückführung des Schmieröls von den verschiedenen Lagerstellen einerArbeitsmaschine zu einem oder mehreren Sammeltanks gewährleistet.

Erwähnt sei noch, daß die Dichtungsvorrichtungen der beanspruchten, beschriebenen und dargestellten Art nicht nur mit Labyri^thdichtungen ausgestattet werden können, sondern daß es auch möglich ist, im Bedarfsfalle an Stelle von Labyrinthdichtungen Berührungsdichtunglin vorzusehen.

Claims (6)

PATENTANWÄLTE F.W. HEfAiERlEH · GEfW>MBLLER · D: GROSSE · F. POLLMEIER 26.11.1979 f-th 32 405 SCHLOEMANN-SIEMAG Aktiengesellschaft Düsseldorf ffchutzansprüche

1. Dichtungsvorrichtung zwischen den Lagern und Wellen von Arbeitsmaschinen, bei welchen mehrere relativ zueinander exentrisch angeordnete, aber gemeinsam rotierende Wellenabschnitte mit verschiedenen, relativ zueinander beweglichen Lagerelementen in Eingriff stehen, insbesondere für Exzenter- und/oder Kurbeltriebe mit Druckölychmierung sowohl al- u.hrem ortsfesten als auch an ihren beweglichen Lagerstellen, wobei jeder Dichtungsbereich aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten und miteinander in Wirkverbindung stehender bzw. tretenden sowie gegeneinander drehbeweglichen Dichtungselementen besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei wellenseitige Dichtungselemente (25',27· bzw. 25", 27") mit durch die Wellenabschnitte (3,4,8) vorgegebenerExzentrizität (9) zueinander drehfest an einem flachen Ring 29' bzw. 29") sitzen, welcher wiederum drehtest mit der Welle (1) verbindbar ist (30',30") sowie zumindest den Spalt zwischen dem beweglichen Lagerelement (2,10) und dem in dieses eingreifenden Wellenabschnitt B radial übergreift«

2. Dichtungevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der flache King (29* bzw. 29") als Exzenterring ge-

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staltet ist, der an seinem Innenumfang als Dichtungselement (25' bzw. 25") eine der ortsfesten Lagerstelle (5,7 bzw. 6,7) zugeordnete Ringschulter trägt, während er an seinem Außenumfang mit einer der beweglichen Lagerstelle (2,10) zugeordneten Ringschulter als Dichtungselement (27' bzw. 27") versehen ist.

3. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Außenumfang des Exzenterrings (29* bzw. 29") als Dichtungselement (27* bzw. 27") angeordnete Ringschulter axial In eine Ringnut (31' bzw. 32") an der beweglichen Lagerstelle (2,10) hineinragt, wobei die Ringnut (31' bzw. 31") von einem die Ringschulter an ihrem Außenumfang umfassenden Labyrinthring (28' bzw. 28") nach außen begrenzt ist.

4. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichn et, daß die am Innenumfang des Exzenterringes (29' bzw. 29") als Dichtungselement (25' bz;w. 25") angeordnete Ringschulter axial gegen die im wesentlichen ebene Stirnfläche der ortsfesten Lagerstelle (5,7 bzw. 6,7) gerichtet und an ihrem Außenumfang von einem an dieser sitzenden Labyrinthring (26' bzw. 26") umfaßt ist.

5. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterrlng (29* bzw. 29") durch Nut und Feder (30· bzw. 30") drehfest aber lösbar mit der Welle (1) verbunden ist.

6. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet/ daß einerseits die Ringnut (31* bzw. 31") der beweglichen Lageretelle (2,10) und andererseits der Labyrinth-

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ring (26' bzw. 26") der ortsfesten Lagereteile (5,1 bssw. 6,7) an ihrem bssw. seinem tiefsten Punkt mit einer sehfnierölrUekieitung in Verbindung steht»