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Dokumentenidentifikation DE3321593C2 07.01.1988
Titel Lageranordnung für Lager zum Betrieb unter Wasser und in schlammartigen Medien
Anmelder Kupczik, Günter, Dipl.-Ing., 2000 Hamburg, DE
Erfinder Kupczik, Günter, Dipl.-Ing., 2000 Hamburg, DE
Vertreter Kretzschmar, O., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 2000 Hamburg
DE-Anmeldedatum 15.06.1983
DE-Aktenzeichen 3321593
Offenlegungstag 20.12.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.01.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.01.1988
IPC-Hauptklasse F16C 33/74
IPC-Nebenklasse E03F 9/00   
Zusammenfassung Eine Lageranordnung für Lager zum Betrieb unter Wasser und in schlammartigen Medien mit einer umlaufenden Welle, an welcher wenigstens ein Lagerelement zur Lagerung eines Bauteiles angeordnet ist, hat neben und außerhalb des Lagerelementes spitzwinklig zur Wellenachse gerichtete, nach außen offene Spalte (16, 17). eine einwandfreie Reinigung und Trocknung in einem Arbeitsgang gegeben. Für e

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für Lager zum Betrieb unter Wasser und in schlammartigen Medien mit einer umlaufenden Welle mit neben und außerhalb eines Lagerelementes spitzwinklig axial nach außen zur Lagerachse gerichteten und offenen Spalten unmittelbar zwischen an einem Lagerelement angeordneten Abdeckscheiben, deren äußere Ränder schräg zur Lagerachse gerichtet sind, und mit dem gegebenenfalls bewegbaren Lagergehäuse verbundenen Halteringen.

Lageranordnungen mit spitzwinklig nach außen gerichteten offenen Spalten zur Abschleuderung eingedrungener Verschmutzungen sind aus der DE-OS 22 28 757 bekannt. Hierbei soll eine Dichtung geschaffen werden, die im wesentlichen als vertikales Einkammer-Labyrinth ausgeführt ist.

Wenn auch dadurch das Eindringen von festen oder flüssigen Verunreinigungen verhindert bzw. erschwert werden soll, so tritt der Abschleuderungsvorgang lediglich bei in Betrieb befindlicher Lageranordnung auf, während im Stillstand gerade unter erschwerten Bedingungen Verunreingungen einsickern und die Lageranordnung zusetzen können, so daß beim Wiederanlauf eine Zerstörung des Lagers möglich ist. Daher ist die bekannte Ausführung nicht für Betrieb in schlammigen Gewässern oder überhaupt in Schlämmen geeignet, weil sich die inneren Hohlräume in Verbindung mit den Labyrinth-Kammern zusetzen.

Aus der DE-OS 26 10 974 ist ein abgedichtetes Wälzlager bekannt, das ebenfalls einen spitzwinklig axial nach außen gerichteten Schlitz, jedoch zu dem Zweck aufweist, den Anpreßdruck eines einseitig an einem der Lagerringe abdichtend anlaufenden Dichtungselementes zu beeinflussen. Durch dieses Dichtungselement soll das Eindringen von Staub, Schmutz oder dergleichen verhindert werden. Eine Abschleuderung ist bei dieser bekannten Ausführung um so weniger vorgesehen, als der schräg zur Achse verlaufende Schlitz entweder vor einem Wandteil endet oder sich in einem radial nach außen gerichteten Spalt fortsetzt.

Bekannt sind auch sogenannte Labyrinthdichtungen, Ölkammerdichtungen und dergleichen, um einen Spalt zwischen aneinandergelegten Teilen gegen Eintritt eines umgebenden Mediums abzudichten. Dabei stehen die Dichtungsflächen jeweils rechtwinklig zur Wellenachse. Als Lagerelement werden einbezogen Gleit- oder Wälzlager wie Rollen- und Kugellager sowie andere Lager. Solche Lagerelemente stehen unter den angegebenen Betriebsbedingungen unter erheblichen Belastungen, wobei der Aufwand der bekannten Ausführungen mit außerordentlich komplizierten Dichtungen betrieben worden ist. Insbesondere bei längerem Betrieb unter solchen Bedingungen oder auch bei Betrieb in schwerem Schlamm, wie es bei der Sielreinigung der Fall ist, ergeben sich Probleme hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Abdichtungen bei gleichbleibenden Drehbedingungen.

Wenn von einer Welle die Rede ist, sieht eine bevorzugte Ausführung eine horizontal angeordnete Welle in einer Maschine vor. Auf der Welle ist ein Lagerelement angeordnet, auf dem ein bewegbarer Bauteil gelagert ist. Einbezogen wird auch ein an sich quasi stationäres Lager für die sich drehende Welle.

Das erwähnte Lagerelement kann in einer zweckmäßigen, bekannten Ausführung als exzenterscheibenartiges Antriebselement ausgeführt sein und der Bauteil ist als ein auf diesem Antriebselement bewegbarer Teil vorgesehen. Bekannt ist, daß auf dem Lager- oder Antriebselement wenigstens eine Lagerbuchse zwischen den aneinandergeführten Teilen angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs angegebenen Art dahin zu verbessern, daß diese unter schwersten Betriebsbedingungen beim Betrieb unter Wasser und in schlammartigen Medien auch bei einem zwischenzeitlichen Stillstand in solchen Medien betriebsfähig bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Dichtring mit Abstand vom äußeren Ende der konischen Spalte angeordnet ist und daß in die Spalte ein Schmiermittel eingeführt ist. Während dabei im Betrieb Kräfte ausgeübt werden, die schwerere Partikel im Wasser aus den Spalten herausschleudern erbringt die Einführung des Schmiermittels in die Spalte eine zusätzliche Abdichtung, welche auch im Stillstand den Eintritt von Verunreinigungen verhindert, so daß dann auch ein Wiederanlauf möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung schließt sich ein innerhalb der axial nach außen spitzwinklig gerichteten Spalte parallel zur Lagerachse verlaufender Spaltabschnitt neben dem Lagerelement an und auch in diesem Spaltabschnitt ist wenigstens ein Dichtring angeordnet. Auch der zur Welle parallele Spaltabschnitt führt bereits zu einer Umwirbelung des enthaltenen Mediums und verhindert ein Festsetzen, wobei aber durch die spitzwinklig zur Wellenachse gerichtete Spalte an sich der Eintritt von Partikeln verhindert wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Spalt im Bereich eines zur Lagerachse parallelen und dazu schrägen Abschnittes geschmiert, wobei eine Schmierung des Spaltes zwischen den beiden Dichtringen bevorzugt wird.

Zur Durchführung der Schmierung sind die Halteringe mit Schmierkanälen zur Spaltschmierung ausgeführt.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist ein als Lagerbuchse ausgeführtes Lagerelement von zwei L-förmigen Lagerbuchsen eingefaßt, deren parallel zur Lagerachse verlaufende Schenkel Wandabschnitte von entsprechend verlaufenden Spaltabschnitten bilden. Dieses trägt zu einer einfachen Ausgestaltung bei.

Bevorzugt wird eine Spaltbreite in der Größenordnung von 1 mm. Dieses Maß hat sich auch bei der Sielreinigung als vorteilhaft erwiesen. Dabei ergibt sich, daß größere Partikel ohnehin nicht eindringen können, aber geringeren Durchmesser aufweisende Partikel unter der sich ergebenden Zentrifugalkraft abgeschleudert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Teildarstellung einer Lageranordnung im Schnitt;

Fig. 2 und 3 entsprechende Teildarstellungen zur Erläuterung eines abweichenden Aufbaues.

Die Fig. 1-3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform, in welcher drehfest auf der Welle 1 ein exzenterscheibenartiges Antriebselement 18 angeordnet ist. Dieses ist im äußeren Umfang mit Schultern 19, 20 ausgeführt, zwischen denen die eigentliche Lagerfläche 21 der Exzenterscheibe angeordnet ist. Auf dieser Lagerfläche befindet sich ein Lagerelement 7 als Lagerbuchse. Es versteht sich, daß anstelle einer solchen Lagerbuchse auch ein anderes Lagermittel, wie Elemente eines Wälzlagers, angeordnet sein kann.

Gemäß den Fig. 1-3 sind die Abdeckscheiben 8, 9 beispielsweise durch Verschraubung 22, 23 an dem Antriebselement drehfest befestigt. Ihre von der Welle abgekehrten Ränder 10, 11 verlaufen unter einem Winkel von 45° zur Achse der Welle 1.

Auf der Lagerbuchse 7 oder entsprechenden Lagerelementen ist ein durch die Exzenterscheibe angetriebener Bauteil 24 angeordnet, der nur teilweise dargestellt ist und zumindest einen die Exzenterscheibe umfassenden Ring bildet, der beim Umlauf der Exzenterscheibe hin- und herbewegt wird. An diesem Bauteil sind durch Verschraubung 25, 26 oder entsprechende Befestigungsmittel Halteringe 27, 28 befestigt.

Die Halteringe 27, 28 sind im Hinblick auf die Lagerbuchse 7 oder entsprechende Lagermittel so bemessen, daß schräg zur Welle 1 verlaufende Wandabschnitte 14, 15 parallel zu den Rändern 10, 11 in einem Abstand von etwa 1 mm verlaufen. In der bevorzugten Ausführungsform haben die Halteringe 27, 28 auch parallel zur Welle 1 verlaufende Wandabschnitte 29, 30, die einen entsprechenden wellenparallelen Spalt an den Schultern 19, 20 bilden.

In der Fig. 1 sind L-förmige Lagerbuchen 37, 38 in besonderer Ausführung vorgesehen. In diesem Zusammenhang sind Abweichungen in bezug zu den Fig. 2 und 3 vorhanden, während sonst ein gleichartiger Aufbau vorhanden ist.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß die Spalte 16, 17 an ein Schmiersystem angeschlossen sind. Dabei sind insbesondere die Abschnitte der Spalte 16, 17 zwischen den Dichtringen 33, 34 geschmiert. Dabei ist davon auszugehen, daß die Dichtringe 33, 34 jeweils etwa in der Mitte eines schräg zur Wellenachse verlaufenden Spaltabschnittes und eines parallel zur Wellenachse verlaufenden Spaltabschnittes angeordnet sind.

Fig. 1 zeigt, daß in die Spalte Schmierkanäle 43, 44 geführt sind, welche von Schmierkammern 45, 46 ausgehen, die von einem Schmiersystem 47 an oder in dem Bauteil 24 gespeist werden. Dabei kann auch eine Druckschmierung vorgesehen sein. Nach Fig. 2 ist entsprechend ein Spaltabschnitt 31 winklig zur Achse der Welle 1 und ein Spaltabschnitt 32 parallel zur Welle der Achse 1 gebildet. In beiden Spaltabschnitten 31, 32 sind Dichtringe 33, 34 angeordnet, die in Kammern 35, 36 aufgenommen sind, welche in den Halteringen 27, 28 ausgebildet sind.

Beim Umlauf der Welle 1 wird etwa in die schräg zur Wellenachse verlaufenden Spaltabschnitte eindringendes Medium unter der entstehenden Zentrifugalwirkung abgeschleudert.

Nach Fig. 3 sind neben der Lagerbuchse 7 zwei weitere im Querschnitt L-förmige Lagerbuchsen 37, 38 vorgesehen, die die Lagerbuchse 7 einfassen und mit ihren wellenpaparallelen Schenkeln 39, 40 die wellenparallelen Spaltabschnitte 31, 32 begrenzen. Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind in diesen Schenkeln Kammern 41, 42 für die Dichtringe 34 angeordnet, welche die wellenparallelen Spaltabschnitte durchsetzen. Bei dieser Ausführung laufen die Dichtringe 34 mit um, so daß auch von ihnen Vortriebswirkungen für das eindringende Material ausgehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Lageranordnung für Lager zum Betrieb unter Wasser und in schlammartigen Medien mit einer umlaufenden Welle, mit neben und außerhalb eines Lagerelementes spitzwinklig axial nach außen zur Lagerachse gerichteten und offenen Spalten unmittelbar zwischen an einem Lagerelement angeordneten Abdeckscheiben, deren äußere Ränder schräg zur Lagerachse gerichtet sind, und mit dem gegebenenfalls bewegbaren Lagergehäuse verbundenen Halteringen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Dichtring (33) mit Abstand vom äußeren Ende der konischen Spalte (16, 17) angeordnet ist und daß in die Spalte (16, 17) ein Schmiermittel eingeführt ist.
  2. 2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein innerhalb der axial nach außen spitzwinklig gerichteten Spalte parallel zur Lagerachse verlaufender Spaltabschnitt (32) neben dem Lagerelement (7) anschließt, und daß auch in diesem Spaltabschnitt (32) wenigstens ein Dichtring (34) angeordnet ist.
  3. 3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt (16, 17) im Bereich eines zur Lagerachse (1) parallelen und dazu schrägen Abschnittes (31, 32) geschmiert ist.
  4. 4. Lageranordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Schmierung des Spaltes (16, 17) zwischen den beiden Dichtringen (33, 34).
  5. 5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (27, 28) mit Schmierkanälen (43, 44) zur Spaltschmierung ausgeführt sind.
  6. 6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Lagerbuchse ausgeführtes Lagerelement (7) von zwei L-förmigen Lagerbuchsen (37, 38) eingefaßt ist, deren parallel zur Lagerachse verlaufende Schenkel (39, 40) Wandabschnitte von entsprechend verlaufenden Spaltabschnitten (32) bilden.
  7. 7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch eine Spaltbreite in der Größenordnung von 1 mm.






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