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Dokumentenidentifikation DE19541131C1 03.04.1997
Titel Vorrichtung zum Ankuppeln der Kühlmedienführung eines Rotationsteiles
Anmelder Mannesmann AG, 40213 Düsseldorf, DE
Erfinder Gohres, Hans-Werner, Dipl.-Ing., 47239 Duisburg, DE;
Divjak, Franz-Josef, 47495 Rheinberg, DE;
Lenk, Rainer, 47055 Duisburg, DE
Vertreter P. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Anmeldedatum 27.10.1995
DE-Aktenzeichen 19541131
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse F16C 13/00
IPC-Nebenklasse B65G 39/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankuppeln der Kühlmedienführung eines Rotationsteiles, insbesondere einer Stütz- und Transportwalze, das über Zapfen in Lagern gelagert ist und über eine axial durch die Zapfen geführte Bohrung von einem Kühlmedium durchströmt wird, wobei der Zapfen mit einem Kühlkanal verbunden ist, der einenends an eine Kühlmittelzu- bzw. -abfuhr anschließbar ist und anderenends im Bereich der Zapfenbohrung mündet und zwischen Zu- bzw. Abfuhrbereich des Kühlmediums und der Bohrung des Rotationsteiles ein Kompensator vorgesehen ist, der elastisch ist und Bewegungen zwischen dem Zapfen und den feststehenden Vorrichtungsteilen verhindert und der mit einer in diesem Zwischenbereich angeordneten Dichtung zusammenwirkt und dessen dem Rotationsteil zugewandtes Ende drehfest mit dem Zapfen des Rotationsteiles verbunden ist. Hierbei ist das dem Rotationsteil (1) abgewandte Ende (12) des Kompensators (11) mit einem axial wirkenden Gleitring (13) einer Gleitringdichtung drehfest verbunden und der feststehende Gleitring (14) der Gleitringdichtung stützt sich auf einem bodenähnlichen Vorsprung einer Aufnahmehülse (16) innenseitig ab, die den Kompensator (11) umfassend und dessen Vorspannung beeinflussend in einem veränderbaren Abstand (21) mit einem Rahmenelement (2) der Lagerung des Rotationsteiles (1) lösbar verbunden ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankuppeln der Kühlmedienführung eines Rotationsteiles gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Aus der DE-PS 42 07 042 ist eine gattungsmäßige Vorrichtung zum Ankuppeln der Kühlmedienführung einer Stütz- und Transportwalze bekannt. Diese Vorrichtung ist über Zapfen in Lagerböcken durch Wälzlager gelagert und wird über eine axiale durch die Zapfen geführte Bohrung von einem Kühlmedium durchströmt. Jeder Lagerbock ist durch einen Deckel verschlossen und der Deckel weist einen Kühlkanal auf, der einenends an eine Kühlmittelzu- bzw. abfuhr angeschlossen ist und anderenends im Bereich der Zapfenbohrung mündet. Zwischen der Kanalmündung des Deckels und der Bohrung der Walze ist ein Kompensator vorgesehen, der mit einer Dichtung zusammenwirkt, die koaxial eine zur Walzenachse angeordnete Dichtfläche berührt. Vorzugsweise ist die Dichtung als Lippendichtung ausgebildet.

Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß die Dichtlippe des Dichtringes durch die Bewegung, die auf ihr stattfindet, verschleißbehaftet und deshalb in ihrer Lebensdauer begrenzt ist. Weiterhin ist der abdeckbare Temperaturbereich begrenzt, da Lippendichtringe üblicherweise aus Elastomeren hergestellt sind. Außerdem kann der Kompensator nicht gezielt vorgespannt werden, so daß eine Anpassung an verschiedene Innendrucke des Kühlmediums nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine langlebige Vorrichtung der gattungsmäßigen Art zu schaffen, mit der die geschilderten Nachteile vermeidbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Der Vorteil der vorgeschlagenen Konstruktion ist darin zu sehen, daß durch Verwendung einer axial wirkenden Gleitringdichtung der Einsatzbereich erheblich vergrößert werden kann. Die bisher übliche Temperaturbegrenzung infolge der Verwendung eines Elastomers für die Lippendichtung entfällt hier. Die Standzeit der Vorrichtung wird signifikant verlängert, da die Verschleißrate einer Gleitringdichtung erheblich unter der einer Lippendichtung liegt. Der für die Gleitringdichtung verwendete harte und verschleißfeste Werkstoff wie z. B. Siliziumkarbid ist in der Lage, die möglicherweise mit dem Kühlmedium mitgeschleppten Schmutzteilchen zu zermahlen. Die Anordnung des Kompensator zusammen mit der Gleitringdichtung in einer Aufnahmehülse ermöglicht es, die Vorspannung über die Variation des Abstandes des deckelartigen Flansches zum Rahmenelement der Lagerung des Rotationsteiles vorzunehmen. Diese Variation der Vorspannung kann vorteilhaft eingesetzt werden, um die Wirkung des Innendruckes des Kühlmediums an die Wirkung des Kompensators anzupassen.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ist sowohl für schnell- als auch langsamlaufende Walzen, Rollen oder dergleichen einsetzbar, da über die Wahl des Werkstoffes als auch über die Größe der Dichtfläche der Gleitringdichtung die entsprechende Anpassung möglich ist. Mögliche Leckagen des Kühlmediums im Bereich der Gleitringdichtung können problemlos durch eine beispielsweise im deckelartigen Flansch angebrachte Öffnung abgeführt werden. Dadurch wird verhindert, daß das Kühlmedium in unerwünschter Weise sich mit dem Schmiermittel für die Lagerung vermischen kann. In vielen Fällen ist auch der kontrollierte Austritt des Kühlmediums an definierter Stelle nach einem Schaden an der Dichtung erwünscht, um das in der Anlage hergestellte Produkt nicht zu benetzen.

Die neu entwickelte Konstruktion ist auch für Rotationsteile einsetzbar, bei denen eine Seite beispielsweise durch den Anschluß einer Antriebseinheit nicht für einen Kühlanschluß zur Verfügung steht. In diesem Falle wird das Duo-Prinzip angewandt, bei dem von einer Seite her sowohl die Zu- als auch die Abfuhr des ausgewählten Kühlmediums erfolgt. Dazu wird in der Bohrung des Rotationsteiles ein Rohr angeordnet, dessen äußerer Durchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Bohrung. Dieses Rohr erstreckt sich durch den Kompensator und die Gleitringdichtung und ist mit einem in der Aufnahmehülse angeordneten Zuführ- bzw. Abführanschluß verbunden.

In der Zeichnung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung X in Fig. 1

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform im vergleichbaren Längsschnitt wie Fig. 1

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung Y in Fig. 3

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform im vergleichbaren Längsschnitt wie Fig. 1

Fig. 6 eine vierte Ausführungsform im vergleichbaren Längsschnitt wie Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in einem Teillängsschnitt und Fig. 2 eine Ansicht in Richtung X von Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Endbereich eines Zapfens 1 eines nicht näher dargestellten Rotationsteiles ist von einem Rahmenteil 2 der nicht näher dargestellten Lagerung mittels einer Dichtung 3 abgedeckt. Der Zapfen 1 weist eine axial sich erstreckende Bohrung 4 auf, durch die das Kühlmedium geführt wird. Im Endbereich des Zapfens 1 ist mittig eine Ausnehmung 5 angeordnet, in die hier beispielsweise eine einen Gewindeabschnitt 6 aufweisende Bundhülse 7 eingeschraubt ist. Für den Anschlag weist die Bundhülse 7 einen bundförmigen Kragen 8 auf. Dieser bundartige Kragen 8 ist vorzugsweise mit zwei Abflachungen (hier nicht dargestellt) versehen, so daß ein entsprechender Maulschlüssel zum Festschrauben der Bundhülse 7 angesetzt werden kann bzw. auch eine Anflanschung möglich ist. Am stirnseitigen Ende 9 der Bundhülse 7 ist drehfest das dem Rahmenteil 2 zugewandte Ende 10 eines Kompensators 11 befestigt beispielsweise mittels einer Schweißnaht. Das gegenüberliegende Ende 12 des Kompensators 11 ist drehfest mit einem Gleitring 13 einer Gleitringdichtung verbunden, beispielsweise ebenfalls mittels einer Schweißnaht. Der feststehende Gleitring 14 der Gleitringdichtung ist auf einem bodenähnlichen Absatz 15 einer Aufnahmehülse 16 drehfest angeordnet, beispielsweise mittels einer Einpressung.

Vorzugsweise bestehen die Gleitringe 13, 14 der Gleitringdichtung aus Siliziumkarbid und sind damit hart und verschleißfest. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmehülse 16 eine mit einem Gewindeabschnitt 17 versehene Bohrung 18 auf. In diesem Gewindeabschnitt 17 kann eine entsprechende Kühlmittelleitung eingeschraubt werden. Selbstverständlich kann dieser Anschluß konstruktiv auch anders gestaltet sein, ohne daß der Kern der Erfindung in irgendeiner Weise davon betroffen ist. An dem dem Rotationsteil zugewandten Ende weist die Aufnahmehülse 16 einen radial nach außen sich erstreckenden Kragen 19 auf. An diesen Kragen 19 kommt ein Deckel 20 zur Anlage. Der Deckel 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Bohrungen 21, 21&min;, 21&min;&min;, 21&min;&min;&min; auf, durch die Verbindungsschrauben 22, 22&min;, 22&min;&min;, 22&min;&min;&min; steckbar sind. Mittels dieser Schrauben 22 bis 22&min;&min;&min; wird der Deckel 20 am Rahmenteil 2 befestigt. Je geringer die Dicke 23 des Deckels 20 gewählt wird, um so höher ist die Vorspannung des durch die Aufnahmehülse 16 umfaßten Kompensators 11. Durch Anordnung von hier nicht dargestellten Distanzscheiben zwischen Deckel 20 und Rahmenteil 2 kann die Vorspannung erniedrigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel soll beispielsweise das Kühlmedium von links nach rechts die Vorrichtung durchströmen, hier gekennzeichnet durch einen Pfeil 24. Das Kühlmedium durchfließt auch den Kompensator 11, der durch den Innendruck des Kühlmediums beaufschlagt wird. Die aufgegebene Vorspannung des Kompensators 11 und der Innendruck des Kühlmediums wirken in der Weise zusammen, daß die für die Dichtwirkung notwendige Kraft erzielt wird.

Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im gleichen Teillängsschnitt und Ansicht wie Fig. 1 bzw. Fig. 2, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zu Fig. 1 wird hier statt eines Deckels eine brillenartige Scheibe 25 verwendet, die mit der Aufnahmehülse 16 zusammenwirkt. Der die Vorspannung des Kompensators 11 beeinflussende Abstand wird in diesem Beispiel über die die Verbindungsschrauben 22, 22&min; umfassenden Distanzhülsen 26, 26&min; eingestellt. Da in diesem Fall der Raum zwischen Scheibe und Zapfen 1 offen ist, ist zwischen der Bundhülse 8 und der Aufnahmehülse 16 eine Dichtung 27, gesichert durch einen Sprengring 28, angeordnet. Falls eine Drainageöffnung erforderlich ist, müßte sie in diesem Falle in dem zylindrischen Teil der Aufnahmehülse 16 angeordnet werden.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel im gleichen Teillängsschnitt wie Fig. 1. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Ausführungsform ist erforderlich, falls die andere Seite des hier nicht näher dargestellten Rotationsteiles für einen Kühlmittelanschluß nicht zur Verfügung steht, weil beispielsweise an dieser Seite der Antrieb für die Drehung des Rotationsteiles befestigt ist. In diesem Falle ist in der Bohrung 4 des Zapfens 1 ein Rohr 29 angeordnet, das einen geringeren äußeren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Bohrung 4 des Zapfens 1. Dieses Rohr 29 erstreckt sich durch die Bundhülse 7, den Kompensator 11 und die Gleitringdichtung und ist in einer anders gestalteten Aufnahmehülse 30 befestigt. Diese Aufnahmehülse 30 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten, daß sie einen Zuführungsanschluß 31 und einen Abfuhranschluß 32 aufweist. Die beiden Anschlüsse 31, 32 können in ihrer Funktion auch vertauscht werden. Das offene Ende der Aufnahmehülse 30 ist mit einem Deckel 33 verschlossen. Die Wirkung der Gleitringdichtung im Verbund mit dem Kompensator 11 ist die gleiche wie zuvor beschrieben.

Fig. 6 zeigt eine zweite Variante, wobei sie das Gegenstück zu Fig. 3 in bezug auf Fig. 1 ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der Deckel 20 durch eine brillenartige Scheibe 25 und damit zusammenwirkende Distanzhülsen 26, 26&min; b ersetzt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Ankuppeln der Kühlmedienführung eines Rotationsteiles, insbesondere einer Stütz- und Transportwalze, das über Zapfen in Lagern gelagert ist und über eine axial durch die Zapfen geführte Bohrung von einem Kühlmedium durchströmt wird, wobei der Zapfen mit einem Kühlkanal verbunden ist, der einenends an eine Kühlmittelzu- bzw. -abfuhr anschließbar ist und anderenends im Bereich der Zapfenbohrung mündet und zwischen Zu- bzw. Abfuhrbereich des Kühlmediums und der Bohrung des Rotationsteiles ein Kompensator vorgesehen ist, der elastisch ist und Bewegungen zwischen dem Zapfen und den feststehenden Vorrichtungsteilen verhindert und der mit einer in diesem Zwischenbereich angeordneten Dichtung zusammenwirkt und dessen dem Rotationsteil zugewandte Ende drehfest mit dem Zapfen des Rotationsteiles verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Rotationsteil (1) abgewandte Ende (12) des Kompensators (11) mit einem axial wirkenden Gleitring (13) einer Gleitringdichtung drehfest verbunden ist und der feststehende Gleitring (14) der Gleitringdichtung sich auf einem bodenähnlichen Vorsprung einer Aufnahmehülse (16) innenseitig abstützt, die den Kompensator (11) umfassend und dessen Vorspannung beeinflussend in einem veränderbaren Abstand (21) mit einem Rahmenelement (2) der Lagerung des Rotationsteiles (1) lösbar verbunden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülse (16) auf der dem Rotationsteil (1) zugewandten Ende einen radial nach außen sich erstreckenden Kragen (19) aufweist, der mit einem deckelartigen Flansch (20) zusammenwirkt, der wiederum über mindestens zwei Schrauben (22, 22&min;) mit dem Rahmenelement (2) der Lagerung des Rotationsteiles (1) verbunden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der deckelartige Flansch eine brillenartige Scheibe (25) aufweist, die mit die Verbindungsschrauben (22, 22&min;) umfassenden Distanzhülsen (26, 26&min;) zusammenwirkt.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Kompensators (11) über Distanzringe und verschieden lange Distanzhülsen (26, 26&min;) einstellbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Rotationsteil (1) zugewandte Ende (10) des Kompensators (11) drehfest mit einer sich bis in die Aufnahmehülse (16) erstreckende Bundhülse (7) verbunden ist, die wiederum drehfest mit dem Zapfen des Rotationsteiles (1) verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringe (13, 14) der Gleitringdichtung aus einem harten und verschleißfesten Werkstoff hergestellt sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff Siliziumkarbid ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (4) des Rotationsteiles (1) ein einen kleineren Durchmesser aufweisendes Rohr (29) angeordnet ist, das sich durch den Kompensator (11) und die Gleitringdichtung erstreckt und mit einem in der Aufnahmehülse (30) vorgesehenen Zuführ- (31) bzw. Abfuhranschluß (32) für das Kühlmedium verbunden ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der sich überlappenden Erstreckung von Aufnahmehülse (16) und Distanzhülse (26, 26&min;) ein Dichtring (27) angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülse (16, 30) außen auf der Mantelfläche mindestens eine die Mitdrehung verhindernde Abflachung aufweist.






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