DE1775552A1

DE1775552A1 - Lagerung fuer eine in einem Fluessigkeitsbehaelter drehende Walze

Info

Publication number: DE1775552A1
Application number: DE19681775552
Authority: DE
Inventors: Willi Probst; Oskar Stoll
Original assignee: Benninger AG Maschinenfabrik
Current assignee: Benninger AG Maschinenfabrik
Priority date: 1967-09-26
Filing date: 1968-08-27
Publication date: 1971-07-08
Also published as: CH483574A; AT289699B; NL6813352A; DK133796C; FR1580081A; GB1239245A; US3545829A; DE1775552B2; DE1775552C3; DK133796B

Description

,W.ROCKER ISiME

MMtNTANWXtTt „,„„

HAM MOVER 1775552

Am Ktatetmeffct !0/11

Maschinenfabrik Banning er AG, Uzwil (Schweiz)

Lagerung für eine in einem Flüssigkeitsbehälter drehende Wclze

Beim Behandeln von Textilien, besonders von Gewebebahnen, mittels Flüssigkeiten, z.B. beim Färben, Bleichen, Waschen usw. werden die zu behandelnden Textilien in die Behandlungsflüssigkeit enthaltenden Behältern, den sogenannten Flottentrögen, über in die Flüssigkeit eingetauchte Walzen geführt. Da die Behendlungsflüssigkeit vielfach sehr aggressiv ist und .lusserdem oft bis auf Kochtemper .tür aufgeheizt ist, bereitet die Lagerung der in die Flüssigkeit eingetauchten 'ülzen in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten,

Β1-ΡΊ3-1 ander
H-täb/22.5.68 - 1 -

109828/0926
BAD ORIGINAL

Bekannt ist die Lagerung der Walzen über an diesen beidseits vorhandenen Wellenstummeln in würfelförmigen, mit entsprechender Bohrung für die Wellenstummel versehenen und innenseitig an den Behälterseitenwänden befestigten Lagern, z.B. aus Kohle oder Kunststoff. Die Lager haben den grossen Nachteil, dass sie sich im Betrieb der Walzendurchbiegung, welche durch die Spannung des über die Walze geführten Textilmaterials hervorgerufen wird, nicht anpasffin können. Die Folgen davon sind in kurzer Zeit konvex ausgelaufene Lagerbohrungen die ein häufiges Auswechseln 8er Lager erfordern, denn das dadurch auftretende unrunde Laufen und Schi gen der Walzen hat einen sehr ungünstigen Einfluss auf den Warenlauf. Man hat diesen Nachteil dadurch zu vermeiden versucht, dass die würfelförmigen Lager durch kugelförmige L.ger ersetzt werden. Dadurch hat mon zwar erreicht, dass das Lager der Walzendurchbiegung im Betrieb folgen kann, aber die Standzeit auch dieser Lager ist immer noch unwirtschafi.ich kurz wobei zusätzlich das Auswechseln sehr umständlich ist. Oft müssen wesentliche Teile der ganzen Maschine demontiert werden damit die Walzen ausgebaut und ihre Lager im Innern des Behälters ersetzt werden können.

Da fast durchwegs die Wonlzenlager nur bei stillstehender Anlage kontrolliert werden können, kann es bei unge-

10J8^?2B/09 2 6

BAD ORIGINÄC ^ ° V^:

nagender oder unsorgfältiger Kontrolle vorkommen, dass . die Maschine' mitten im Arbeitsprozess stillgesetzt, die Flüssigkeit abgelassen und eine kostspielige langandaut. Reparatur vorgenommen werden muss.

Die rasche Abnützung der Lager ist ein allen im Innern des Flüssigkeitsbehälters angeordneten Gleitlagern gemeinsamer Nachteil der wohl in erster Linie darauf zurückzuführen ist, dass die das Lager umspülende Flüssigkeit heiss und/oder aggressiv ist und ausserdem in der Flüssigkeit schwebende Faserresten die in die Lagerbohrung eintreten sowie sich absetzender Kalk die Lagerreibung erhöhen und damit die Abnützung beschleunigen.

Die Nachteile der im Flüssigkeitsbehälter angeordneten Lager werden gernäss einer anderen Konstruktionsweise dadurch zu vermeiden versucht, dass die Wellenstummel der Walze ausserhalb des Behälters, beispielsweise in Wälzlagern gelagert werden. Hierzu müssen natürlich in den Behälterwänden Oeffnungen für den Austritt der Wellenstummel und entsprechend Dichtungen vorgesehen werden, die den Austritt von Behälterflüssigkeit zwischen den drehenden und nichtdrehenden Teilen an der Austrittstelle verhindern.

109828/092$

BAD ORIGINAL

Bei einer bekannten Konstruktion wird der Flüssigkeitsraum gegenüber dem Kugellagergehäuse durch Primär- und Sekundärdichtungen abgedichtet, wobei als Primärdichtung Plandichtungen in Form von Gleitringen dienen, von denen der eire stationär an der Behälteraussenwand befestigt ist und der andere mit der Welle drehverbunden jedoch auf dieser gleitbar ist und durch eine Feder gegen die Dichtfläche des stationären Gleitringes gepresst wird. Die Sekundärdichtung ist durch einen O-Ring zwischen dem Wellenstummel und dem damit drehenden Gleitring gebildet*

Diese bekannte Anordnung "hat den Nachteil, dass Aenderungen der Walzenlage, insbesondere bei einer Durchbiegung der Walze wie sie im Betrieb auftreten kann, aber auch Wärmedehnungen der Wulze oder des Behälters (Ausbauchen der Behälterwand) unerwünschte Relativbewegungen der Dichtungen zur Folge haben, wobei sich die Anpresskraft der Gleitringe verändert und/oder die sekundäre Dichtung durch die fortgesetzten Verschiebungen undicht wird. Letzteres tritt speziell dann ein, wenn sich bei Badwechsel oder längeren Stillstandzeiten Kalk und/oder Festteile aus der BehandlungsflJssigkeit auf den Wellenstummeln ablagern. Solche Ablagerungen bewirken, dass die Gleitringe sich

109828/0926

BAD ORIGINAL - ^

nur schwer Walzenbewegungen oder Behälterausbuchtungen anpassen können, godass sich unwirtschaftlich hohe Leckverluste an Behälterflüssigkeit ergeben. Endlich erfordern die Dichtungen bei dieser bkannten Konstruktion einen sehr präzisen Einbau wodurch wiederum die Montage bei Reparaturen erschwert wird.

Bei der erfindungsgemtssen Lagerung für eine in einem Flüssigkeitsbehälter drehenden Walze, bei der die Walze mit durch Deffnungen in der Behälterwandung austretenden Wellenstummeln versehen ist und die Lagerorgane sowie die einen stationären und einen*mit dem Wellenstummel drehenden Dichtring enthaltenden Dichtungsorgane ausserhalb des Behälters in einem an diesem befestigten Topf untergebracht sind, werden die Nachteile der genannten bekannten Konstruktionen dadurch beseitigt, dass der stationäre Dichtring behälterseitig des Lagerorgans bezüglich des Wellensturamels zentriert mit seiner dichtreibenden Dichtfläche in Richtung gegen den Behälter gegen die zugeordnete Dichtfläche des auf dem Wellenstummel unverschieblich gehaltenen, und gegenüber diesem abgedichteten drehenden Dichtring gepresst' und der Abschluss zwischen diesem stationären Dichtring und der Topfwand yegen das Lagerorgan hin durch eine flexible Membran gebildet ist.

109828/09 2 6
BAD ORIGINAL, i

. ς

Dadurch dass die Lage beider die primäre Dichtung ·' " ' bildenden Dichtringe ausschliesslicb vorn Weilenstumme! bestimmt wird, und nicht, wie bisher, die Lage des einen Ringes vom Wellenstummel und diejenige des anderen Dichtringes vom Lagertopf können weder Ausbauchungen des Behälters- die eine angenähert axiale Verlagerung des Lägertopfes bezüglich des Wellenstummels bewirken- noch Durchbiegungen der Walze - die eine Neigung des Wellenstuimmels _ zum Lagertopf bewirken - die jeweilige Lage der beiden Dichtringe zueinander und damit die Abdichtung durch die dichtreibenden Flächen dieser beiden Ringe verändern bzw. beeinträchtigen. Der stationäre Dichtring bleibt stets in der gleichen relativen Lage zum drehenden Dichtring und seine Lageveränderungen bezüglich des Lagertopfes werden spannungsfrei durch die flexible Membrane aufgenommen.

κ Zu der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei die einzige Figur der Zeichnung einen Axialschnitt durch das eine Ende einer Trogwalze mit dessen Lagerung in der Seitenwand eines Troges zeigt.

Die mit 1 bezeichnete Walze besitzt beiderends einen Wellenstummel 2 der eine Oeffnung 3 in der 5eitenwandung

109828/0928

BADQRIGIf "

eines Troges durchsetzt. An seinem trogaussenseitigen Ende trägt der Wellenstummel 2 den inneren Laufreing 5 eines Kugellagers 6, dessen äusserer Laufring mit 7 bezeichnet ist. Das Kugellager 6 ist auf dem Wollenstummel 2 zwischen einer Schulter 10 des letzteren und einer Scheibe 8 gehaltert, welche durch einen in eine Axialbohrung des stirnseitigen Endes des Wellenstummels eingeschraubten Bolzen 9 befestigt ist. Auf den äusseren Laufring 7 des Kugellagers 6 ist ein Gehäuse 11 aufgeschoben, das behälterseitig einen Flansch 12 aufweist, ™ der unter Zwischenlage eines Zentfierringes 13 und eines Dichtungsringes 14 mittels Bolzen 15 lösbar an der Aussenseite der Behälterwand 4 befestigt ist. In der Verlängerung des Wellenstummels 2 ist das Gehäuse 11 durch einen angeschraubten Deckel 16 abgeschlossen.

Im Bereich der Öeffnung 3 in der Behälterwandung 4 sitzt auf dem Wellenstummel 2 ein mit diesem drehender Abstützring 17 der sich gegen die Walze 1 hin an einer Schulter 18 des Wellenstummels 2 abstützt. Der Durchtritt von Flüssigkeit aus dem Behälter 1 entlang dem Wellenstummel 2 und zwischen diesem und dem Abstützring wird durch einen O-Ring 19 verhindert, der in einer innenseitigen Ringnut des Abstützringes 17 angeordnet ist.

109828/0926
BAD ORiÖfNAL_iV

In der behälteraussenseitigen Stirnwand des Abstützringes 17 ist der eine Gleitring 20 eines Gleitringpaares befestigt, das in noch zu beschreibender Weise den Durchtritt von Flüssigkeit aus dem Behälter in das das Kugellager 6 enthaltende Gehäuse 11 verhindert. Mit diesem drehenden Gleitring 20 arbeitet in der Weise einer Plandichtung der mit 21 bezeichnete zweite Gleitring des genannten Gleitringpaares zusammen. Dieser zweite Ring 21 ist stationär. Er umschliesst den Wellcnstummel 2 mit Abstand. 5eine Befestigung in dieser Lage erfolgt frei hängend in einer Ringmembrane 22 deren Oeffnung er dicht abschliesst, indem die innere Randzone der Membrane 22 mit einem Spannring 23 in eine entsprechende Einbuchtung am Umfang des Gleitringes 21 eingeklemmt ist. Die äussere Randzone der Ringmembrane ist zwischen dem Zentrierring 13 und dem Flansch 12 des Gehäuses 4 eingeklemmt. Die Anpressung der Dichtflächen der beiden Gleitringe 20,21 gegeneinander erfolgt durch eine den Wellenstummel 2 ebenfalls mit Abstand umschliessende Schraubondruckfeder 24 die einerends in einer Nut in der Stirnfläche des stationären Gleitrings 21 zentriert ist und sich andernends mit ihrer letzen Windung auf einem Kragen eines Federstützringes 25 abstützt. Letzterer ist durch einen Blechring gebildet, der, den Wellenstummel 2 mit Ab-

-B-

109828/0926
BAD ORIGINAL

stand umschliessend, im Gehäuse 4 zentriert ist und gegen die behälterseitige Stirnfläche des Kugellagers anliegt.

Wie ohne weiteres erkenntlich kann bei der dargestellten Lagerung die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit zwischen dem Umfang des 'bstützringes 17 und dem inneren Rand der Austrittsöffnung 3 für den Wellenstummel 2 austreten. Derart austretende Flüssigkeit gelangt aber in eine geschlossene Ringkammer 26, die durch die Aussenfläche der Behälterwandung 4, die Innenfläche des Zentrierringes 13 die Ringmembrane 22, die beiden Gleitringe 20,21 und die Aussenfläche des Abstützringes 17 begrenzt ist. Da die Lage des stationären Gleitringes 21 über die Druckfeder 24, den Ring 25 und das Kugellager 6 direkt und ausschliesslich von der Lage des Wellenstummels bestimmt wird, ist, im Gegensatz zu der eingangs genannten bekannten Konstruktion kein relatives Verkanten der beiden Ringe 20, 21 sei es infolge Walzendurchbiegung, oder infolge thamischer Dilatation von Walze und/oder Behälter oder beidem kombiniert zu befürchten. Die Anprüssung des Gleitringes 21 gegen den Gleitring 20 durch die Feder 24 erfolgt unabhängig von solchen im Betrieb auftretenden Aenderungen stets gleichmässig

- 9 109828/0926

und mit konstanter Kraft. Die Zwischenschaltung der flexiblen Membrane 22 zwischen dem stationären Teil des Lagers und dem stationären Gleitring 21 hat weiter den Vorteil, dass die ganze Lagerung nicht in ein Fest- und in ein LoslagBr aufgeteilt werden muss. Fabrikationstoleranzen und maximale Trogausbuchtung müssen ausschliesslich beim Abstand zwischen der aussenseitigen Stirnfläche des Kugellagers 6 und dem Deckel berücksichtigt werden. Dies ist deshalb möglich, weil die Kraft der Druckfeder 24 ja stets konstant ist und ferner eine Verschiebung des Kugellagers 6 zum Klemmpunkt der Membrane 22 keinen Einfluss hat.

Die dargestellte Lagerung zeichnet sich auch besonders durch ihren einfachen Aufbau aus, der gegenüber bisher bekannten Lagerungen der gleichen Gattung weniger und zudem in der Herstellung einfache Teile benötigt.

Besonders vorteilhaft erweist sich die dargestellte Lagerung durch ihren Aufbau beim Unterhalt und bei auftretenden Reparaturarbeiten.

In den Deckel 16 ist an Nippel 27 eingesetzt durch welchen das Kugellager 6 geschmiert werden kann. Ueberschüssiges Fett kann durch eine Oeffnung 28 im Raum

- ID -

109828/0926

BAD ORIGINAL -

zwischen Kugellager 6 und Membrane 22 abfliessen. Durch die gleiche Oeffnung 28 kann auch durch die Dichtung leckende Behälterflüssigkeit ablaufen. Zur Kontrolle des Kugellagers 6 muss nur der Deckel 16 entfernt werden. Zeigt die Kontrolle, dass das Kugellager 6 ersetzt werden sollte so kann nach Entfernen der Mutter 23 das Gehäuse abgezogen werden, wodurch die Innenteile der Lagerung und die Dichtungsorgane freigelegt werden. Jetzt können sämtliche Kontroll- und Revisionsarbeiten durchgeführt werden, ohne dass im Behälterinnern irgendwelche Demontagearbeiten erforderlich wären oder dass im Trog befindliches Textilgut entfernt werden müsste.

Bei entferntem Gehäuse 4 stützt sich der Wellenstummel 2 über den Abstützring 1? auf dem Rand der Oeffnung 3 im Behälter ab. Die Kippbewegung der Walze 1 ist dabei minim, entsprechend dem geringen Abstand zwischen dem Umfang des Abstützringes 17 und dem Innenrand der Oeffnung 3. Diese geringe Winkeländatmg in der Lage der Walze 1 beim Entfernen des Gehäuses 4 auf einer Seite hat jedenfalls keine zusätzliche Belastung des gegenüberliegenden, genau gleich ausgebildeten Walzenlagers zur Folge denn solche Neigungen können durch das als Pendelkugellager ausgebildete Lager 6 einerseits und durch die flexible Membrane 22 anderseits ohne weiteres aufgenommen werden. Beim Wiedereinsetzen des Gehäuses 4 nach erfolgter Revision wird der Wellenstummel 2 und

109828/0926

BAD ORIGINAL'»-.- .

damit die Walze 1 durch den Zentrierring. 13 automatisch wieder in die korrekte Lage zurückgebracht.

Als weiterer Vorteil der dargestellten und beschriebenen Lagerung ist noch erwähnenswert, dass die sekundäre Dichtung, gebildet durch den O-Ring 19 zwischen Abstützring 17 und Wellenstummel 2 keiner Abnützung unterworfen ist, weil im Betrieb keine relative Bewegung der beiden Teile 2, 17 erfolgt. Der O-Ring 19 hat ausserdem den Vorteil, dass er das Abziehen des Abstützringes 17 vom Wellenstummel 2 erleichtert wie es zum Beispiel erforderlich werden kann, wenn der drehende Gleitring 20 ersetzt werden muss.

- 12 -

10 9 8 2 8/0926

BAD ORHaiNALJA^rjinq OAfi

Claims

Λ.» PATENTANSPRUECHE

1. Lagerung für eine in einem Flüssigkeitsbehälter drehende Walze, bei der die Walze mit durch Oeffnirgen in der Behälterwandung austretenden Wellenstummeln versehen ist, und die Lagerorgane sowie die einen stationären und einen mit dem Wellenstummel drehenden Dichtring enthaltenden Dichtungsorgane au,sserhalb des Behälters in einem an diesem befestigten Topf untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der stationäre Dichtring (21) behälterseitig des Lagerorgans (6) bezüglich des Wellenstummels (2) zentriert mit seiner dichtreibenden Dichtfläche in Richtung gegen den Behälter (1) gegen die zugeordnete Dichtfläche des auf dem Wellenstummel (2) unverschieblich gehaltenen, und gegenüber diesem abgedichteten drehenden Dichtring (20) gepresst ist, und der Abschluss zwischen diesem stationären Dichtring (21) und der Topfwand gegen das Lagerorgan (6) hin durch eine flexible Membrane (22) gebildet ist. " ·

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (22) innenseitig durch einen in eine Vertiefung am Umfang des stationären Dichtringes (21) eingreifenden Spannring (23) lösbar am

- 13 -

109828/0926

BAD ORIGINAL- '

stationären Dichtring (21) befestigt ist und aussenseiiig zwischen zwei voneinander lösbaren Teilen (12,13) des Lagertopfes eingeklemmt ist.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadusrch gekennzeichnet, dass das Lagerorgan ein Walzlager (6) ist dessen innerer Laufring (5) zwischen einer Schulter (10) des Wellenstummels (2) und einer am letzteren lösbaren Scheibe (8) gehalten ist.

4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d'.ss auf den äusseren Laufring (7) ein Gehäuse .(ll) aufgeschoben ist, das über einen Flansch (12) und einen Zentrierring (13) lösbar an der Behälterwand (4) befestigt ist und das zwischen sich und dem Zentrierring* den äusseren Rand der Membrane (22) einklemmt.

5. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der drehende Dichtring (20) an der Stirnfläche eines Abstützringes (17) befestigt ist, der im Bereich des Durchtritts des Wellenstummels (2\ durch die Qeffnung (3) der Behälterwandung den Wellenstummel umschlieast und mit ihm dreht.

- 14 -

109828/0926

BAD ORIGINAL

6. Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ■ dass der Abstützring (17) mit dem drehenden Dichtring (20) mit Spiel auf den Wellenstummel (2) aufgeschoben ist und zur Abdichtung zwischen ihm und dem Wellenstummel als sekundäre Dichtung der Lagerung ein D-Ring (19) angeordnet ist.

7. Lagerung nach Anspruch 6,- dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpressung des stationären Dichtringes (21)

gegen den drehenden Dichtring (20), und damit auch ^

des letzteren tragenden Abstützringes (17) gegen eine Anschlagschulter (18) des Wellenstumtnels (2) eine Schraubendruckfeder (24) dient, die sich gegen einen vom L&gerorgan (6) positionierten Ring (25) abstützt der zugleich die Feder bezüglich des /Jellenstummels (2) zentriert während ihrerseits diese Feder andernends den stationären Dichtring (21) bezüglich des Wellenstummels (2) und damit des drehenden Dichtrings (20) zentriert.

Für: Maschinenfabrik Benninger AG Der Vertreter:

- 15 -

109828/0926

/t

Leerseite