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Patent Searching and Data


Title:
BEARING DEVICE FOR SCREW CONVEYOR SHAFTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/175074
Kind Code:
A1
Abstract:
A bearing device (100) for screw conveyor shafts (200) comprises at least one shaft bearing unit (20) and a connecting shaft (50), guided in the shaft bearing unit (20), for connecting to at least one screw conveyor shaft (200). There is provided a stationary external housing (11) in which at least one shaft bearing unit (20) is arranged in a pivotable manner, wherein at least one elastomeric ring element (13) is arranged between an inner ring of the external housing (11) and a lateral surface of the shaft bearing unit (20).

Inventors:
KAMPEN BERTHOLD (DE)
Application Number:
DE2012/100173
Publication Date:
December 27, 2012
Filing Date:
June 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
WHEELABRATOR GROUP GMBH (DE)
KAMPEN BERTHOLD (DE)
International Classes:
F16C27/06
Domestic Patent References:
WO2008125792A12008-10-23
Foreign References:
DE3701887A11988-08-04
US6536953B12003-03-25
DE4209320A11992-10-01
DE102008037990A12010-02-18
EP1273764A12003-01-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
TARVENKORN, Oliver (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Lagervorrichtung (100) für Förderschneckenwellen

(200), mit wenigstens einer Wellenlagereinheit (20), und einer in der Wellenlagereinheit (20) geführten Verbindungswelle (50) zur Verbindung mit wenigstens einer Förderschneckenwelle (200), gekennzeichnet durch ein ortsfestes Außengehäuse (11), in welchem wenigstens eine Wellenlagereinheit (20) schwenkbeweglich angeordnet ist, wobei zwischen einem Innenring des Außengehäuses (11) und einer Mantelflä¬ che der Wellenlagereinheit (20) wenigstens ein elasto- meres Ringelement (13) angeordnet ist.

2. Lagervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlagereinheit (20) zwei Rillenkugellager (22) umfasst, in denen die Verbindungswelle (50) drehbar gelagert ist.

3. Lagervorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (11) ringförmig ausgebildet ist und wenigstens einen außen angeschlos¬ senen Lagerkonsolenträger (12) aufweist.

4. Lagervorrichtung (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wel¬ lenlagereinheit (20) einen Gehäusemantel (21) umfasst, der die Wälzlager (22) zur Lagerung der Verbindungswelle aufnimmt und dass sich stirnseitig Deckscheiben (24) an den Gehäusemantel (21) anschließen, wobei we- nigstens eine der Deckscheiben (21) ringförmig mit einer zentralen Bohrung zur Durchführung der Verbindungswelle (50) ausgebildet ist und wobei in einem Ringspalt zwischen der Deckscheibe (21) und der Ver¬ bindungswelle (50) wenigstens ein Dichtring (25, 26) angeordnet ist.

5. Lagervorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring ein Wellendichtring

(25) ist.

6. Lagervorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring eine Filzdichtung

(26) oder eine Bürstendichtung ist.

7. Lagervorrichtung (100) nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filzdichtung (26) und/oder die Bürstendichtung außen vor dem Wellendichtring (25) angeordnet ist.

8. Lagervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Basisein¬ heit (10) der Gehäusemantel (21) und das Außengehäuse (11) bzw. bei der Anschlusseinheit (40) die Zwischen¬ buchse (45) und der Gehäusemantel (41) über das Ring¬ element (13, 43) stoffschlüssig miteinander verbunden sind .

9. Lagervorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (13, 43) aus einer Polyurethan-Vergussmasse gebildet ist.

Description:
Lagervorrichtung für Förderschneckenwellen

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für Förderschneckenwellen, mit wenigstens einer Wellenlagereinheit , und einer in der Wellenlagereinheit geführten Verbindungswelle zur Verbindung mit wenigstens einer Förderschneckenwelle .

Solche Lager-Kupplungs-Einheiten werden eingesetzt, um in Förderanlagen Schneckenwellen für die Förderung von Feststoffen drehbar zu lagern, insbesondere Scheckenwellen für die Förderung von partikelförmigen Strahlmitteln in Oberflächenbehandlungsanlagen. Zwei Schneckenwellen können darüber hinaus an einer solchen Einheit miteinander verbunden werden.

Da die Schneckenwellen bei der Feststoffförderung ungleichmäßig belastet werden und zudem zwischen den Lagerpunkten eine große Länge von 5 bis 6 Metern besitzen, fluchten die Lagerabsätze der Schneckenwellen nicht mit den Achsen der Wellenlager bzw. mit einer Verbindungswelle, die drehbar in der Hängelagervorrichtung gelagert ist und an die die Schneckenwellen stirnseitig angeschlossen werden. Es kann im Betrieb zu Winkelschiefstellungen der Achsen und zu pendelnden Bewegungen kommen, die inner- halb der Wellenlagereinheit ausgeglichen werden müssen. Hierzu sind nach dem Stand der Technik Pendelrollenlager vorgesehen, in denen die Verbindungswelle gelagert ist. In rauen Arbeitsumgebungen mit großer Staubentwicklung dringt jedoch schnell Staub in das Pendelrollenlager ein, so dass dieses schnell verschleißt und ausgetauscht wer ¬ den muss, was wiederum Stillstandszeiten der Fördereinrichtung nach sich zieht. Eine Einhausung der Wellenlagereinheit als Staubschutz ist nicht möglich, da eben we ¬ gen der genannten AchsenschiefStellungen und Pendelbewegungen die Spaltweite zwischen einer runden zentralen Öffnung eines ortsfesten Gehäuses und der Verbindungswel ¬ le sich laufend ändern würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine La ¬ gervorrichtung für Förderschneckenwellen anzugeben, die auch in rauer Arbeitsumgebung eine hohe Standzeit besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Lagervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lagervorrichtung verlagert den Aus ¬ gleich der AchsenschiefStellungen in das elastomere Ringelement. Dadurch kann die eigentliche Wellenlagereinheit genau mit den Lagerabsätzen der Förderschneckenwelle oder der Anschlusseinheiten dafür fluchten und kann über an sich bekannte Wellendichtringe vollständig gegenüber der rotierenden Verbindungswelle abgedichtet werden.

Die Lagerung der Verbindungswelle innerhalb der Wellenla ¬ gereinheit kann durch zwei einfache Rillenkugellager erfolgen, da keine axialen Kräfte und auch keine Biegemo ¬ mente auf die Lager ausgeübt werden. Die Wellenlagerein- heit folgt somit als Ganze einer Bewegung der Verbindungswelle, welche durch die seitlich angesetzten Förderschneckenwellen hervorgerufen wird.

Gegenüber den ortsfesten Teilen der Lagervorrichtung sorgt die elastomere Zwischenschicht für einen Ausgleich und baut darüber hinaus Rückstellkräfte auf, so dass au ¬ tomatisch wieder eine fluchtende Stellung mit der konstruktiv vorgesehenen Mittelachse eingenommen wird, wenn alle einseitigen Kräfte und Momente, die über einer der angeschlossenen Förderschneckenwellen eingeleitet werden, aufgehoben sind.

Das elastische Ringelement ist insbesondere aus einer Po ¬ lyurethan-Vergussmasse gebildet, die im dickflüssigen Zu ¬ stand zwischen den Innenring des ortsfesten Außengehäuses und einen Außenmantel der Wellenlagereinheit gegossen wird. Hierdurch sind das Außengehäuse und das Innengehäu ¬ se stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass auch in begrenztem Maße etwaige axial wirkende Zugkräfte aufge ¬ nommen werden können.

Die ausgehärtete Vergussmasse besitzt vorzugsweise eine Härte von 50 - 80 Shore-A, insbesondere 60 Shore-A. Die Dicke der elastomeren Schicht beträgt dabei vorzugsweise etwa 10 mm. Mit diesen Eigenschaften können Schiefstellungen der Achsen von bis zu 3° gut kompensiert werden.

Außerdem ist, wie grundsätzlich bekannt, eine staubdichte Abdichtung der rotierenden Welle gegenüber dem Gehäuse der Wellenlagereinheit möglich.

Die genaue Ausbildung der Wellenlagereinheit wird nach ¬ folgend mit weiteren vorteilhaften Ausbildungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in den Figu ¬ ren dargestellt ist. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 die Lagereinheit in seitlicher Ansicht und

Fig. 3 die Lagereinheit in seitlicher, geschnittener

Ansicht .

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung 100, die im Wesentlichen drei Abschnitte umfasst: in der Mitte ist eine Basiseinheit 10 angeordnet, an die sich beid ¬ seits jeweils eine Anschlusseinheit 40 anschließt.

Die Basiseinheit 10 umfasst ein Außengehäuse 11 mit einem daran angesetztem Trägerelement 12 und eine im Inneren liegende Wellenlagereinheit , die hier nicht sichtbar ist.

Seitlich daneben sind die Anschlusseinheiten 40 vorgesehen, die fest mit den Enden einer innerhalb der Basiseinheit 10 rotierenden Verbindungswelle verbunden sind und die einen direkten Anschluss der Förderschneckenwellen ermöglichen .

Um wenig Angriffsfläche zu bieten, insbesondere für den Fall des bevorzugten Einsatzes in Oberflächenbehandlungs ¬ einrichtungen, bei denen Strahlmittel mit großer kineti ¬ scher Energie in die Arbeitskammer eingebracht wird, sind das Außengehäuse 11 der Basiseinheit 10 wie auch die äu ¬ ßeren Gehäusemäntel 41 der Anschlusseinheiten 40 jeweils rohrförmig ausgebildet, wobei gleiche Durchmesser vorge ¬ sehen sind, um aufragende Absätze, die eine Angriffsflä ¬ che für das Strahlmittel bieten könnten, zu vermeiden. Fig. 2 zeigt die Lagervorrichtung 100 von der Seite her. Zwischen der Basiseinheit 10 in der Mitte und den beiden sich seitlich anschließenden Anschlusseinheiten 40 ist ein schmaler Spalt vorhanden, durch den die innen liegende Wellenlagereinheit 20 erkennbar ist. Die Spaltbreite ist mit mindestens 5 bis 10 mm bevorzugt so groß gewählt, dass eingedrungener Staub oder sonstige eingedrungene Partikel leicht wieder nach unten abfließen können. Mit dem nach oben weisenden Trägerelement 12 ist die erfindungsgemäße Lagervorrichtung 100 insbesondere zur Verwen ¬ dung als Hängelagervorrichtung vorgesehen.

Seitlich schließen sich im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils die zu lagernden Schneckenwellen 200 an, die durch die strichpunktierten Linien angedeutet sind. Verbindungshülsen 201 werden über die rohrförmigen Gehäusemäntel 41 der Anschlusseinheiten 40 geschoben und dann mit Hilfe der in dem Gehäusemantel 41 eingebrachten Ge ¬ windebohrungen drehfest gesichert.

Der erfindungswesentliche Aufbau der Lagervorrichtung 100 ist insbesondere aus der Schnittdarstellung in Fig. 3 erkennbar .

Im Inneren ist eine rotierende Verbindungswelle 50 ange ¬ ordnet, die zu beiden Seiten Lagerabsätze 51 aufweist, auf welche die Anschlusseinheiten 40 aufgesetzt werden können. In der Mitte ist ein Absatz 52 ausgebildet, an den sich zu beiden Seiten Rillenkugellager 22 anschließen, die jeweils mit einem Sicherungsring axial festge ¬ legt sind. Zur Außenseite hin, also außen vor den Rillenkugellagern 22, ist ein Wellendichtring 25 in einem Zwischenring 23 angeordnet. Weiter außerhalb davon ist eine zusätzliche Filzdichtung 26 vorgesehen, die über die Oberfläche der Verbindungs ¬ welle 50 schleift und die in einer Abdeckringscheibe 24 gelagert ist. Die Abdeckringscheibe 24 und der Zwischen ¬ ring 23 sind zentriert an einem Gehäuse 21 der Wellenla- gereinheit 20 befestigt.

Das Gehäuse 21 der Wellenlagereinheit 20 ist über ein elastomeres Ringelement 13 fest mit dem Außengehäuse 11 der Basiseinheit 10 verbunden, insbesondere vergossen. Somit kann die gesamte Wellenlagereinheit 20 um den in Fig. 3 erkennbaren Schnittpunkt von Mittelachse und Hoch ¬ achse 14 zu beiden Seiten hin kippen und dadurch Pendelbewegungen der seitlich angeschlossenen Förderschnecken 200 ausgleichen.

Die innere Wellenlagereinheit 20 erstreckt sich axial über das Außengehäuse 11 der Basiseinheit 10 hinaus nach außen, besitzt aber einen kleineren Durchmesser. Die rohrförmigen Gehäusemäntel 41 der äußeren Anschlusseinheiten 40 hingegen besitzen einen größeren Durchmesser und erstrecken sich axial teilweise über die hervorste ¬ henden Bereiche der Wellenlagereinheit 20 hinaus in Rich ¬ tung der Mittelachse 14. Hierdurch wird eine Art Laby ¬ rinthdichtung geschaffen. Von außen in den Spalt zwischen Basis- und Anschlusseinheiten 10, 40 eindringende Parti ¬ kel müssen erst eine dreifache Umlenkung erfahren, bevor sie in den Ringspalt zwischen der Verbindungswelle 50 und den außen liegenden Abdeckringscheiben 24 eindringen können .

Dahinter werden sie jedoch direkt durch die Filzdichtung 26 abgefangen. Feine Partikel, die durch die Berüh- rungsebene zwischen der Innenseite des Filzrings 26 und der Außenseite der Verbindungswelle 50 gelangen, werden dann an dem Wellendichtring 25 mit seiner flexiblen

Dichtlippe endgültig zurückgehalten.

Die Anschlusseinheiten 40 umfassen im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Verbindungsbuchse 45, die direkt auf den endseitigen Lagerabsatz 51 der Verbindungswelle 50 aufgesetzt werden können. Deren axiale Po ¬ sition ist durch einen Sicherungsring begrenzt. Vorne, von der Stirnseite her, ist eine Sicherungsplatte 44 vor ¬ gesehen, die mit einer Schraube 46 in einer Gewindebohrung in der Verbindungswelle 50 gesichert wird.

Die Verbindungsbuchse 45 steht mit wenigstens einem wei ¬ teren elastomeren Bereich 43 in Kontakt. An dem rohrför- migen Gehäusemantel 41 und der Verbindungsbuchse 45 sind jeweils radiale Rippen angeschweißt, die in Fig. 3 nicht erkennbar sind und zwischen denen elastomere Bereiche 43 vorgesehen sind, die eine direkte Berührung der Rippen verhindern, aber eine Drehmomentübertragung zwischen Verbindungsbuchse 45 und Gehäusemantel 41 ermöglichen. Pen ¬ delbewegungen der angeschlossenen Förderschnecken 200 werden also zum Teil bereits durch die elastomeren Bereiche 43 zwischen den ineinander verzahnten Rippen in den Anschlusseinheiten kompensiert. Erst wenn die durch die beiden seitlich angeschlossenen Förderschneckenwellen 200 hervorgerufenen Biegemomente unterschiedlich sind, kommt es zu einer Schiefstellung der Verbindungswelle 50 gegenüber der ortsfesten Hochachse 14, wodurch auch die gesamte innere Wellenlagereinheit 20 gekippt wird. Diese

Schiefstellung wird dann über das elastomere Ringele ¬ ment 13 der Basiseinheit 10 kompensiert. Die elastomeren Zwischenschichten 13, 43 besitzen jeweils eine etwas kleinere axiale Länge als die sie umgebenden äußeren Gehäusemäntel 11, 41, so dass sie vor direkt an ¬ prallendem Strahlmittel weitgehend geschützt sind. Ohne ¬ hin wird aufgrund der elastischen Eigenschaften die kinetische Energie anprallender Strahlpartikel weitestgehend kompensiert, so dass es kaum zu einer abrasiven Wirkung kommt. Eine teilweise Abtragung der Stirnseiten der elastomeren Ringelemente 13, 43 beeinträchtigt deren Funktion außerdem nicht. Die Ringelemente 13, 43 ermögli ¬ chen also eine verschleißfreie Pendellagerung der Verbindungswelle 50.