DE2756929A1 - Dichtungsring - Google Patents

Description

SKF KOGELIAGERPAERIKEN GMBH Schweinfurt, 16.12.1977 DT 77 039 DT TPA/vH/gh Dichtungsring

Die Erfindung betrifft einen unter axialer Vorspannung eingebauten, gleitenden Dichtungsring aus biegeelastlschem. Metallische· Bandwerkstoff, insbesondere für Schneidrollen von Rollenmeißeln.

Ein Dichtungsring der angegebenen Gattung ist bekannt, der

wie eine Tellerfeder kegelig ausgebildet ist (US-FS 3 36I 494). Dieser hat den Nachteil, daß er In axialer Richtung nur wenig und in radialer Richtung überhaupt nicht elastisch nachgiebig ist. Damit dieser bekannte Dichtungsring sdt einer bestielten, zum Abdichten zwischen den zugehörigen Diehtflächen notwendigen Vorspannung eingebaut werden kann. Müssen deshalb verhältnismäßig enge Fertigungstoleranzen an den Gleit- und FUhrungsfläehen, welohe die Lage des Dichtungsringes bestim~ men, vorgesehen werden. Die Herstellung der Bauelemente, zwi-

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sehen denen der Dichtungsring eingebaut werden soll, verteuert sich dementsprechend,. Hinzu kommt, daß vor allem im Betrieb von Rollenmeißeln ein Verschleiß und ein entsprechend großes Radial- und Axialspiel im Lager der Schneidrollen entstehen kann, welches durch den bekannten Dichtungsring mit seiner begrenzten Nachgiebigkeit nicht mehr elastisch überbrückt wird. Der Eintritt von Bohrschlamm und den Verschleiß in den Lagern beschleunigenden Oesteinspartikeln in die Schneidrolle wird durch den Dichtungsring nach kurzer Betriebszeit nicht mehr verhindert.

Schließlich führen die Sohneidrollen mit wachsendem Lagerverschleiß gegenüber dem Meißelkörper Taumelbewegungen aus, die ebenfalls vom bekannten Dichtungsring nicht oder nur in geringem Maße elastisch aufgenommen werden, so daß dieser Dichtungsring nach kurzer Gebrauchsdauer infolge überbeanspruohung verformt und beschädigt wird«

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Dichtungsring der angegebenen Art zu schaffen, der seine Dichtwirksamkeit auch bei größeren Radial- Axial- und Taumelbewegungen der betreffenden Sohneidrolle nicht verliert. Dazu soll der Dichtungsring wirtschaftlich herstellbar und leicht einbaubar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtungsring durch einen spiralförmig gewundenen Streifen

mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt gebildet ist,

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wobei die einzelnen Windungen de· Streifens in axialer oder radialer Richtung sich gegenseitig Überlappend angeordnet sind.

Na«h einem besonderen Merkaal der Erfindung sind die einzelnen Windungen an ihren Überlappungsstellen sich gegenseitig berührend angeordnet, so daß zwischen den Windungen des Dichtungsringes kein Strumungsmlttel durohsträaen kann und der Dichtungsring dementsprechend gegenüber de· Strömungsmittel, zum Beispiel SpUlflUasigkeit, der Umgebung der Sohneidrolle abdichtet.

Nach einen anderen Merkaal bilden die einzelnen Windungen an Ihren Uberlappungsstellen einen engen Dichtspalt· Durch diesen Dichtspalt kann, sofern gewünscht,die SpUIflUssigkeit zu· Schmieren und Kühlen der Lager in das Innere der Sohneidrolle strölaen. Dabei verhindert der enge Dichtspalt alt einer vorbestimmten Spalthöhe, daß größere Oesteinspartikel alt in den Lagerraum gelangen und in den Lagern der Sohneidrolle einen schädlichen Verschleiß verursaohen. Die Höhe des Diohtspaltes kann übrigens durch axiale elastische ZusaamendrUckung des Dichtungsringes (bei Überlappung der Windungen in axialer Rlohtung) bzw· durch radiale elastische ZusaamendrUckung des Dichtungsringes (bei Überlappung der Windungen in radialer Rlohtung) während des Einbaus des Dichtungsringes leioht eingestellt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist mindestens ein

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axiales Ende dee Dichtringes eine zur Achse der Schneidrolle senkrecht stehende Stirnfläche auf.

ErfindungsgeaäB ist der Streifen mit einem gleitreibungsmindernden Werkstoff, zum Beispiel Kupfer, beschichtet.

Schließlich kann erfindungsgemäö mindestens ein axiales Ende des Dichtringes einen auf der betreffender. Dichtfläche gleitenden Gleitring, zum Beispiel aus Hartmetall, tragen.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist in der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausflihrungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch eine mit einem er-

findungsgemäSen Dichtungsring ausgerüstete Schneidroi-Ie,

Flg. 2 einen Querschnitt durch den in Figur 1 eingezeichneten Dichtungsring,

Fig. ? einen teilweisen Querschnitt durch eine mit eine* abgeänderten Dichtungsring ausgerüstete Sohneidrolle,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den in Figur 3 gezeigten abgeänderten Dichtungsring,

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Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt durch eine mit eine· weiteren abgeänderten Dichtengering versehene Schneidrolle und

Fig. 6 eine Seitenansicht des in Figur 5 dargestellten Dichtungsringes.

In Figur 1 ist mit 1 eine der Schneidrollen eines an sich bekannten Rollenmeißels bezeichnet. Die Schneidrolle 1 ist auf dem Zapfen 2 des Meißelkörpers J in den zwei Gleitlagern k und 5 und la Wälzlager 6 alt den zylindrisehen Wälzkörpern 7 radial gelagert. Auf der Stirnseite des Zapfens 2 ist das Axialgleitlager 8 zur Aufnahme des axial gerichteten Arbeitsdruckes der Schneidrolle 1 eingebaut. Am melßelkörperseitigen Ende der Sohneidrolle 1 ist der Bordring 9 angeordnet» der zum Beispiel durch Schweißen, in der Bohrung der Sohneidrolle 1 festgesetzt ist. Die Wälzkörper 7 werden auf der dem Meißelkörper 3 abgewandten Stirnfläche des Bordringes 9 seitlich geführt. Auf seiner dem Meißelkörper } zugewandten Stirnfläche weist der Bordring 3 einen Absatz 10 auf. An diesem Absatz 10 ist der Dichtungsring 11 radial und axial in der Bohrung des Bordringes 9 gehalten.

Der Dichtungsring 11 besteht, wie besonders in Figur 2 veranschaulicht, aus biegeelastisohem, metallischem Bandwerkstoff und ist einfach durch einen spiralförmig gewundenen Streifen 12 mit im wesentlichen reohteoklgem

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Querschnitt gebildet, wobei die einzelnen Windungen des Streifens 12 in radialer Richtung Überlappend angeordnet sind. Dieser Dichtungsring 11 ist unter axialer Vorspannung zwischen de« Bordring 9 und des Meiflelkörper 3 eingebaut und läuft nit der Schneidrolle 1 un. Die Windungen des Streifens 12 sind Übrigens so gelegt, daß diese bei der vorliegenden Drehung der Schneidrolle 1 in Richtung des Pfeiles 13 (Figur l) wie ein Fördergewinde wirken, so dafl die zwischen Dichtungsring 11 und Meiße!körper } eingedrungene SpUlflüssigkeit hydrodynamisch radial nach außen gepumpt wird· Dementsprechend ist ein Eindringen der SpUlflUssigkeit in den Lagerraum der Schneidroll· 1 gehindert.

Beide axialen Enden des Dichtungsringes 11 weisen eine senkrecht zur Achse 15 der Sehneidrolle 1 stehende Stirnfläche 16 bzw. 17 auf. Dabei ist die Stirnfläche 17, die auf der gegenüberstehenden Stirnfläche l8 des Meiielkörpers 3 abdichtend gleitet, an einer Über dem gesamten Umfang des Dichtungsringes 11 gebildeten Uberlappungsstelle gelegen, so daß sich in vorteilhafter Weise eine relativ groBe Stirnfläche 17 mit guten Gleit- und Diehtungseigenschaften ergibt. Die Stirnfläche 16 des anderen Endes des Dichtungsringes 11 stützt sich axial gegen den Absatz 10 des Bordringes 9 und 1st in der Bohrung des Bordringes 9 *it radialer Vorspannung dicht festgehalten,

Die einzelnen Windungen des Dichtungsringes 11 sind derart angeordnet, daf sich diese an ihren radial gegenüberstehen-

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den Überlappungsstellen l4 gegenseitig berühren« se daß der Mit Schalend ttel gefüllte Lagerraue der Sohneidrolle 1 nach außen vollständig abgedichtet 1st. Dabei 1st eine gegenseitige axiale Verschiebung der einseinen« sieh (gleitend) berührenden Windungen aöglieh, die soalt eine elastische Überbrückung der axialen Relativbewegungen zwischen de* Meißelkörper 3 und der Schneidrolle 1 bewirken« Derartige Relativbewegungen können duroh Versohleiß des Wälzlagers 6 und Axialgleitlagers 8 la Betrieb hervorgerufen werden·

Ia Betrieb können aber auch die Radialgleitlager 4 und 5 verschleißen, so daß die Sohneidrolle 1 gegenüber dem Meißelkörper 3 radiale Relativbewegungen und Taueelbewegungen ausführt. Solche Relativ- und Taus»!bewegungen werden vsa Dichtungsring 11 ebenfalls elastisch überbrückt, indes sloh die einzelnen Windungen 11 elastisch biegen und zua Teil auoh in Uafangsrishtung aufeinander gleiten·

Ia übrigen ist der Streifen 12 alt einea gleitreibungs-Blndernden Werkstoff, zum Beispiel Kupfer besohlohtet, so daß beia gegenseitigen Gleiten der Windungen an den überlappungsstellen 14 eine relativ kleine Behinderung duroh Öle1treibung entsteht.

In Figur 3 ist ein anderer abgeänderter Dichtungsring 19 ge se igt, der wiederua zwischen dea Bardring 9 der Sehne Id-

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rolle 1 und dem Meißelkörper 2 unter axialer Vorspannung eingebaut ist. Die Schneidrolle 1 ist genauso wie la vorhergehend beschriebenen. In Figur 1 dargestellten Pail in den zwei Radialgleitlagern 4 und 5, in Wälzlager 6 und im Axialgleitlager 8 gelagert.

Der Dichtungsring 19 besteht aus biegeelastische« metallischem Bandwerkstoff und 1st - siehe Figur 4 - durch einen einfach herzustellenden spiralförmig gewundenen Streifen 20 mit rechteckigem Querschnitt gebildet, wobei die einzelnen Windungen des Streifens 20 hler in axialer Richtung sich gegenseitig überlappend angeordnet sind. Die einzelnen Windungen des Dichtringes 19 bilden an ihren Überlappungsstellen 21 einen engen Dichtepalt, so daß SpUlfliiselgkeit der Uagebung zum Wälzlager 6 strömen und dieses kühlen und schmieren kann· Dabei verhindert der enge Dichtspalt, dafl größere Partikel (Bohrklein) in den Lagerrau· gelangen, die einen schädlichen Lagerrersehleii verursachen können.

Der Dichtungsring 19 1st übrigens an seinem meißelkörperseitlgen Ende auf des Zapfen 2 des Meißelkörpers 3 radial geführt und am Meiielkörper } axial abgestützt. An seines gegenüberliegendem axialen Ende besitzt der Dichtungsring 19 eine senkrecht auf der Achse 15 der Sohneidrolle 1 stehende Stirnfläche 22, die auf dem Absatz 10 des Bordringea 9 sieltet.

Die HBhe des Dichtepalte· zwischen den tlberlappungsetel-

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len 21 kann durch entsprechende elastische Tiimiaai ml ι tliiliiiiig, des Dichtungsringes 19 bei der Montage der Schneidrolle 1« zum Beispiel durch geeignete Wahl der Dicke des Bordringes 9, eingestellt werden.

In Figur 5 1st ein weiterer, abgeänderter Dichtungsring 23 dargestellt, der zwischen der Sohneidrolle 1 und de· Meiöelkörper 3 alt axialer Vorspannung eingebaut 1st. Die Sehneidrolle 1 ist in eine· Kugellager 24 und eine· kalottenföraigen Gleitlager 25 auf des Zapfen 2 des MeiMlkSrpers 3 gelagert.

Der Dichtungsring 23 ist ähnlich wie der in Figur 4 gezeigte Dichtungsring 19 gebaut, besitzt Jedoch an seines] axialen Ende, welches der Schneidrolle 1 zugewandt 1st, einen Qleitrlng 27 aus Hartmetall, der auf der Dichtfläche (Stirnfläche) 26 der Sohneidrelle 1 gleitet. Der Oleitring 27 ist an de« der Schneidrolle 1 zugewandten Ende des Dichtungsringes 23, zub Beispiel dureh Sehweifien, befestigt.

Ia eingebauten Zustand des Dichtungsringes 23 druckt das axiale Ende dieses Dichtungsringes 23, welches dea MeIBeI-körper 3 zugewandt 1st, infolge seiner Bigenelastizität radial dicht gegen die Bohrung 28 der Schneidrolle 1, wenn die Sehneidrolle 1 stillsteht, also keine Rotationsbewegung auf dea Zapfen 2 ausfuhrt. Die Sohneidrolle 1 wird dann dureh den Dichtungsring 23 radial und axial spielfrei festgehalten und soait gegen schädliche Brsehtttterungen bela Einfuhren des Bohraeißels in das Bohrloch geschützt. Dabei ist ein radialer Spalt an den tlberlpnsteilen 14 des

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Dichtungeringes 23 vorhanden, der bei der in Figur 6 dargestellten Seitenansicht des Dichtungsringes 2} in übertriebener Größe alt 29 bezeichnet ist.

Im Bohr-Betrieb dreht sich die Schneidrolle 1 in Richtung des in Figur 5 eingezelehneten Pfeiles JQ, so daß die Stirnfläche 31 des Dichtungsringes 23 auf dem Rollenmeißel 3 gleitet und entsprechende QIeit- oder Reibungskräfte in Richtung des Utafanges - wie mit dem Pfeil 32 in Figur 6 angedeutet - wirken, die den Dichtungsring 23 wegen des spiralförmigen Verlaufs seiner Windungen in radialer Richtung gegen den Gleitring 27 elastisch zusammendrücken. Dadurch wird der radiale Spalt 29 bis zu Null verkleinert und die Windungen des Dichtungsringes 23 berühren sich dicht an ihren Überlappungestellen 14 mit radialer Vorspannung.

Gleichzeitig wird der mit 33 in Figur 5 bezeichnete radiale Spalt zwischen dem Außendurchmesser (Mantelfläche) des Dichtungsringes 23 und der Bohrung 26 der Sohneidrolle 1 gebildet, so daß der Dichtungsring 23 ohne radial festgehalten zu sein zwischen der Stirnfläche 26 und dem Meißelkörper 3 frei gleiten kann.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring hat den großen Vorteil, daß er infolge seiner großen Eigenelastizität auoh bei größeren Radial- Axial- und Taumelbewegungen der betreffenden Schneidrolle seine Dichtwirksamkeit nicht verliert, und daß er wirtschaftlich herstellbar und leicht einbaubar ist.

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Ia Rahmen des Erfindungsgedankens kann der erfindungsgemäße Dichtungsring weltgehend abgeändert werden· Im Fall eines Dichtungsringes mit Windungen, die in axialer Richtung sich gegenseitig Überlappend angeordnet sind, brauoben die einzelnen Windungen an ihren Uberlappungsstellen keinen engen Dichtspalt zu bilden. Vielmehr kann in diesen Fall der Dichtungsring beim Einbau so weit axial zusammengedrückt werden, daß sich die einzelnen Windungen an ihren Überlappungsstellen gegenseitig elastisch dicht berUhren. Außerdem können auch beide axialen Enden des Dichtungsringes einen auf der betreffenden Dichtfläche gleitenden Gleitring aus geeignetem abriebfesten Werkstoff tragen.

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Jm-

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Unter axialer Vorspannung eingebauter, gleitender Dichtungsring aus biegeelaatisohem, metallischem Bandwerkstoff, insbesondere für Sohneidrollen von Rollenmeißeln, dadurch gekennzeichnet, daß dieser durch einen spiralförmig gewundenen Streifen (12,20) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt gebildet ist, wobei die einzelnen Windungen des Streifens (12,20) in axialer oder radialer Richtung sieh gegenseitig überlappend angeordnet sind·
2. 2. Dichtungsring nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen an ihren Uberlappungsstellen (14) sich gegenseitig berührend angeordnet sind.

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3. 3. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die einzelnen Windungen an ihren Überlappungsstellen (21) einen engen Dichtspalt bilden.
4. 4. Dichtungsring nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axiales Ende des Dichtungsringes (11,19) eine zur Achse (15) der Schneidrolle (l) senkrecht stehende Stirnfläche (16,17,22) aufweist.
5. 5· Dichtungsring nac . einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl der Streifen (12,20) »it eines gleitreibungsaindernden Werkstoff, zum Beispiel Kupfer, beschichtet ist.
6. 6. Dichtungsring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axiales Ende des Dichtungsringes (23) einen auf der betreffenden DiohtflSche (26) gleitenden Gleitring (27), zum Beispiel aus Hartmetall, trügt.

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