PL206974B1 - Uszczelniająca płyta końcowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest uszczelniająca płyta końcowa, wykorzystywana jako integralny element uszczelnienia w łożyskach z filmem olejowym, które podtrzymują zwężone części obrotowych, poziomych walców, stosowanych w walcarkach.

Zazwyczaj stosowane uszczelnienia, opisane są na przykład w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych nr 5478090, 4455856 oraz 4389053.

W tych uszczelnieniach elastyczna uszczelka szyjki, umieszczona jest na części szyjkowej walca i obraca się wraz z nią. Uszczelniająca płyta końcowa otacza uszczelkę szyjki i jest względem niej nieruchoma. Podatne kołnierze, wewnętrzny i zewnętrzny, wystające promieniowo z uszczelki szyjki obejmują promieniowo skierowany do wewnątrz sztywny grzbiet na uszczelniającej płycie końcowej. Zewnętrzny kołnierz uszczelki styka się w sposób szczelny z zewnętrznym obrzeżem uszczelniającej płyty końcowej, zatrzymując olej w łożysku, zaś wewnętrzny kołnierz styka się w sposób szczelny z wewnętrznym obrzeżem uszczelniającej płyty końcowej, zapobiegając przed dostawaniem się wody chłodzącej do łożyska.

Kiedy kołnierze uszczelki szyjki zaczynają się zużywać, pod zewnętrznym kołnierzem uszczelki szyjki może zacząć przedostawać się olej. Olej wycieka następnie wokół uszczelniającej płyty końcowej, rozprowadzany przez obracającą się uszczelkę szyjki i może przedostać się przez uszczelkę i koł nierz pł yty, powodują c wyciek z ł o ż yska.

Celem wynalazku jest opracowanie uszczelniającej płyty końcowej zapobiegającej przeciekaniu.

Uszczelniająca płyta końcowa skonfigurowana i zwymiarowana tak, aby otaczała część szyjkową poziomego walca walcarki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że uszczelniająca płyta końcowa zawiera: okrągły korpus, obrzeże, przebiegające osiowo od zewnętrznej strony korpusu, co najmniej jedno zagłębienie w obrzeżu oraz kanał odprowadzający, prowadzący od zagłębienia do zewnętrznej strony korpusu, przy czym kanał odprowadzający jest umieszczony w strefie kątowo oddzielonej od poziomej i pionowej płaszczyzny odniesienia, które przecinają uszczelniającą płytę końcową.

Uszczelniająca płyta końcowa zawiera ponadto kołnierz, przebiegający promieniowo do wewnątrz od wspomnianego korpusu, w miejscu połączenia z obrzeżem, przy czym zagłębienie znajduje się we wspomnianym miejscu połączenia.

Strefa, w której znajdują się kanały odprowadzające, przebiega w dół pod kątem około 15-35° od poziomej płaszczyzny odniesienia. Kanał odprowadzający jest skierowany w dół pod kątem około 25° od poziomej płaszczyzny odniesienia. Jedno z zagłębień płyty uszczelniającej jest umieszczone po każdej stronie pionowej płaszczyzny odniesienia.

Uszczelniająca płyta końcowa do stosowania w łożysku z filmem olejowym z typu tych, które obrotowo podpierają szyjkową część poziomego walca walcarki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że łożysko zawiera tuleję, przymocowaną do części szyjkowej i obracającą się wraz z nią, gniazdo, umieszczone w obudowie walca, wewnątrz którego obraca się tuleja, przy pomocy hydrodynamicznie utrzymywanemu filmowi olejowemu, pomiędzy tuleją, a gniazdem oraz elastyczne uszczelnienie, otaczające i obracające się wraz z szyjkową częścią walca, umieszczone w pobliżu tulei, uszczelnienie zawiera przebiegające osiowo na zewnątrz podatne kołnierze, przy czym uszczelniająca płyta końcowa zawiera: okrągły korpus dostosowany do przymocowania do obudowy walca, w miejscu otaczającym uszczelnienie, a korpus jest skonfigurowany tak, aby współpracował z obudową walca, tworząc miskę olejową do odbierania oleju, wydostającego się z pomiędzy tulei, a gniazda, obrzeże przebiegające osiowo ze wspomnianego okrągłego korpusu, przy czyn obrzeże jest skonfigurowane i ułożone tak, aby zapewniało szczelną powierzchnię styku z kołnierzem podatnym, sztywny kołnierz przebiegający promieniowo do wewnątrz od okrągłego korpusu w miejscu połączenia ze wspomnianym obrzeżem, z tym, że sztywny kołnierz współpracuje ze wspomnianym obrzeżem tak, aby zatrzymywać, w kierunku osiowym jakikolwiek wyciek oleju poza szczelną powierzchnię styku, zagłębienia w okrągłym korpusie w miejscu połączenia, zagłębienia są umiejscowione tak, aby grawitacyjnie odbierały i zatrzymywały wyciekający olej oraz kanały odprowadzające w okrągłym korpusie, prowadzące od zagłębień do miski olejowej, w celu odprowadzania wyłapanego, wyciekającego oleju do miski olejowej, zagłębienia umieszczone są w dolnych ćwiartkach uszczelniającej płyty końcowej, w strefach kątowo oddzielonych od poziomej i pionowej płaszczyzny odniesienia, które przecinają uszczelniającą płytę końcową.

PL 206 974 B1

Przedmiot wynalazku zapobiega opisanym powyżej wyciekom poprzez dostarczenie uszczelniającej płyty końcowej wyposażonej w strategicznie umieszczone zagłębienia, które wyłapują olej, który przedostał się pod zewnętrznym kołnierzem uszczelki szyjkowej. Kanały odpływowe odprowadzają wyłapany olej z zagłębień do miski olejowej łożyska do recyrkulacji w systemie smarowania walcarki.

Przedmiot wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przez uszczelnienie, wykorzystujące uszczelniająca płytę końcową, stanowiącą przedmiot wynalazku, fig. 2 - widok pionowy zewnętrznej strony uszczelniającej płyty końcowej, ukazanej przez fig. 1, fig. 3 - powiększony, widok zakreślonego okręgiem obszaru z fig. 2 oraz fig. 4 - przekrój w powiększonej skali, wzdłuż linii 4-4 z fig. 3.

Fig. 1 ukazuje walec 2 z powierzchnią końcową 4, szyjkowa część walca 2 ze stożkową częścią pośrednią 6, prowadzącą do stożkowej części końcowej 8. Tuleja 10 zamontowana jest na stożkowej części końcowej 8 i przymocowana do części szyjkowej walca 2, przy pomocy znanych środków tak, aby obracała się wraz z nim. Tuleja 10 ma zewnętrzną powierzchnię cierną 12, obracającą się wewnątrz wewnętrznej powierzchni łożyska 14 w stałym gnieździe 16, zamkniętym w obudowie 18 walca 2. Tuleja 10 obraca się z walcem 2, podczas gdy obudowa 18 i gniazdo 16 pozostają nieruchome. Olej jest dostarczany w sposób ciągły, z przepływem odpowiednim dla zapewnienia hydrodynamicznego utrzymania filmu olejowego, pomiędzy powierzchniami ciernymi 12, 14, w strefie obciążenia łożyska. Osiowe przedłużenie 20 obudowy 18 walca 2 tworzy miskę olejową 22, w której zbiera się olej wydostający się z powierzchni ciernych 12 i 14. Olej jest odprowadzany z miski olejowej 22 przy pomocy odpowiedniego połączenia rurowego (nie pokazanego) i wykorzystywany ponownie w systemie smarowania walcarki.

W tak zwanym „walcowaniu na mokro walec 2 i jego powierzchnia końcowa 4 są w sposób ciągły zalewane wodą chłodzącą. Poza siłami odśrodkowymi, które mają tendencję do wyrzucania wody poza walec 2, część wody ma tendencję do przemieszczania się wzdłuż części szyjkowej ze stożkową częścią pośrednią 6 walca 2, w kierunku łożyska. Celem uszczelnienia, oznaczonego w całości jako 26 oraz elastycznej uszczelki 28 części szyjkowej, stanowiącej część składową uszczelnienia 26, jest zabezpieczenie przed przedostawaniem się wody do oleju w łożysku, a równocześnie zabezpieczanie przed wyciekiem oleju z łożyska.

Uszczelka 28 części szyjkowej zawiera elastyczny okrągły korpus 30 z krawędziami 32a, 32b, które w sposób uszczelniający stykają się ze stożkową częścią pośrednią 6 części szyjkowej walca 2. Uszczelka 28 części szyjkowej jest odlana z odpowiednio podatnego, gumopochodnego materiału. Korzystnym rozwiązaniem jest wewnętrzne wzmocnienie korpusu 30 uszczelki 28 poprzez zawarcie w nim sprężyny spiralnej oraz linki stalowej 36 tak, jak opisuje to Patent Stanów Zjednoczonych nr 3,330,567.

Korpus 30 uszczelki 28 zawiera zewnętrzną powierzchnię cylindryczną 38, która jest równoległa do osi obrotu walca 2, kiedy uszczelka 28 jest zamontowana w położeniu ukazanym przez fig. 1. Para podatnych kołnierzy, wewnętrznego 40a i zewnętrznego 40b jest integralną częścią korpusu 30 i wystaje promieniowo na zewnątrz, na przeciwnych końcach zewnętrznej powierzchni cylindrycznej 38. Korzystne jest wyposażenie kołnierzy wewnętrznego 40a i zewnętrznego 40b, w ustawione pod kątem, przeciwnie skierowane krawędzie 42a, 42b.

Uszczelnienie 26 zawiera również sztywną uszczelniającą płytę końcową 44, zawierającą okrągły korpus 45 i przymocowaną do osiowego przedłużenia 20 obudowy 18 walca 2. Uszczelniająca płyta końcowa 44 zawiera promieniowo do wewnątrz wystający sztywny kołnierz 46, prostopadły do osi obrotu walca 2. Wewnętrzna krawędź kołnierza 46 jest promieniowo oddzielona od zewnętrznej powierzchni cylindrycznej 38 elastycznego korpusu 30 uszczelki 28. Uszczelniająca płyta końcowa 44 zawiera ponadto obrzeże wewnętrzne 48a i zewnętrzne 48b, przebiegające osiowo, w przeciwnych kierunkach, od sztywnego kołnierza 46. Obrzeża wewnętrzne 48a i zewnętrzne 48b otaczają podatne kołnierze uszczelniające 40a, 40b i stykają się w sposób szczelny z nachylonymi krawędziami 42a, 42b.

Uszczelnienie 26 zawiera ponadto wewnętrzny pierścień uszczelniający 50, opcjonalnie zawierający podatne występy 52, łączące się z powierzchnią końcową 4 walca 2. Wewnętrzna krawędź wewnętrznego pierścienia uszczelniającego 50 styka się z elastycznym korpusem 30 uszczelki 28, w punkcie 54, a podatna uszczelka wodna 56 otacza wewnętrzny pierścień uszczelniający 50.

Podczas obrotu wewnętrzny pierścień uszczelniający 50, elastyczna uszczelka 28 części szyjkowej i tuleja 10 obracają się wraz z częścią szyjkową walca 2. Uszczelka wodna 56, uszczelniająca płyta końcowa 44, obudowa 18 walca 2 i gniazdo 16 pozostają nieruchome.

PL 206 974 B1

Większość cieczy chłodzącej, stosowanej zewnętrznie, jest odgrodzona od wnętrza łożyska uszczelką wodną 56. Ciecz chłodząca, która przeniknie przez uszczelkę wodną 56 zostanie wyłapana i odprowadzona przez labirynt utworzony pomiędzy uszczelniającą płytą końcową 44 i wewnętrznym pierścieniem uszczelniającym 50, a końcową blokadę dla cieczy zapewnia szczelna powierzchnia styku krawędzi 42a wewnętrznego kołnierza 40a uszczelki 28 części szyjkowej z wewnętrznym obrzeżem 48a uszczelniającej płyty końcowej 44. Olej smarujący w sposób ciągły przepływa pomiędzy powierzchniami zewnętrzną cierną 12 i wewnętrzną powierzchnią łożyska 14. Większość oleju jest odprowadzana przez obrotowy odrzutnik oleju 60 na uszczelce 28 części szyjkowej i kierowany do miski olejowej 22.

Olej, który przedostanie się przez odrzutnik oleju 60 zostaje zawrócony przez szczelną powierzchnię styku krawędzi 42b zewnętrznego kołnierza 40b uszczelki 28 części szyjkowej z zewnętrznym obrzeżem 48b uszczelniającej płyty końcowej 44. Jakkolwiek kiedy krawędź 42b ulegnie zużyciu olej może dostać się do pierścieniowej przestrzeni 62, pomiędzy zewnętrznym kołnierzem 40b uszczelki 28 części szyjkowej, a sztywnym kołnierzem 46 uszczelniającej płyty końcowej 44. Olej w przestrzeni 62 będzie rozprowadzany po uszczelniającej płycie końcowej 44 poprzez obrót uszczelki 28 części szyjkowej. W konwencjonalnych uszczelnieniach olej ten może wydostawać się wokół sztywnego kołnierza 46 i powodować wyciek z łożyska.

W przedmiocie wynalazku, co najlepiej ukazują fig. 2 do 4, korpus 45 uszczelniającej płyty końcowej 44 jest dodatkowo wyposażony w co najmniej jedno, a korzystniej w dwa zagłębienia 64, umieszczone na połączeniu między zewnętrznym obrzeżem 48b i kołnierzem 46. Zagłębienie 64 połączone jest ze skierowanymi w dół kanałami odprowadzającymi 66, prowadzącym z powrotem do miski olejowej 22. Kanały odprowadzające 66 są umieszczone w strefach Z i kątowo oddzielone od płaszczyzny odniesienia poziomej Ph i pionowej Pv, przecinającymi uszczelniającą płytę końcową 44. Korzystnym rozwiązaniem jest aby strefy Z przebiegały w dół pod kątem od 15 do 35° od płaszczyzny poziomej Ph, przy czym optymalnym położeniem kanałów odprowadzających 66 jest położenie pośrednie, to jest około 25° od płaszczyzny poziomej Ph.

W takim układzie jakikolwiek olej, który przedostał się do przestrzeni 62 będzie wyłapany przez zagłębienia 64 i skierowany z powrotem do miski olejowej 22 przez kanały odprowadzające 66. Zagłębienia 64 i odpowiadające im kanały odprowadzające 66 są strategicznie rozmieszczone tak, aby grawitacyjnie odbierały i odprowadzały olej bez ryzyka przepływu zwrotnego, w przypadku zalania miski olejowej 22.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Uszczelniająca płyta końcowa skonfigurowana i zwymiarowana tak, aby otaczała część szyjkową poziomego walca walcarki, znamienna tym, że uszczelniająca płyta końcowa (44) zawiera okrągły korpus (45), obrzeże (48a, 48b), przebiegające osiowo od zewnętrznej strony korpusu (45), co najmniej jedno zagłębienie (64) w obrzeżu (48a, 48b) oraz kanał odprowadzający (66), prowadzący od zagłębienia (64) do zewnętrznej strony korpusu (45), przy czym kanał odprowadzający (66) jest umieszczony w strefie kątowo oddzielonej od płaszczyzn odniesienia poziomej (Ph) i pionowej (Pv), które przecinają uszczelniającą płytę końcową (44).
2. 2. Uszczelniająca płyta końcowa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera ponadto kołnierz (46), przebiegający promieniowo do wewnątrz od korpusu (45), w miejscu połączenia z obrzeżem (48a, 48b), przy czym zagłębienie (64) znajduje się w miejscu połączenia.
3. 3. Uszczelniająca płyta końcowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że strefa (Z) przebiega w dół pod kątem około 15-35° od poziomej płaszczyzny odniesienia (Ph).
4. 4. Uszczelniająca płyta końcowa według zastrz. 3, znamienna tym, że kanał odprowadzający (66) jest skierowany w dół pod kątem około 25° od poziomej płaszczyzny odniesienia (Ph).
5. 5. Uszczelniająca płyta końcowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że jedno z zagłębień (64) jest umieszczone po każdej stronie pionowej płaszczyzny odniesienia (Pv).
6. 6. Uszczelniająca płyta końcowa do stosowania w łożysku z filmem olejowym z typu tych, które obrotowo podpierają szyjkową część poziomego walca walcarki, znamienna tym, że łożysko zawiera tuleję (10), przymocowaną do części szyjkowej i obracającą się wraz z nią gniazdo (16) umieszczone w obudowie (18) walca (2), wewnątrz którego obraca się tuleja (10), przy pomocy hydrodynamicznie utrzymywanemu filmowi olejowemu, pomiędzy tuleją (10), a gniazdem (16) oraz elastyczne uszczelPL 206 974 B1 nienie (28), otaczające i obracające się wraz z szyjkową częścią walca (2), umieszczone w pobliżu tulei (10), uszczelnienie (28) zawiera przebiegające osiowo na zewnątrz podatne kołnierze, przy czym uszczelniająca płyta końcowa (44) zawiera okrągły korpus (45) dostosowany do przymocowania do obudowy (18) walca (2), w miejscu otaczającym uszczelnienie, a korpus (45) jest skonfigurowany tak, aby współpracował z obudową (18) walca (2), tworząc miskę olejową (22) do odbierania oleju, wydostającego się z pomiędzy tulei (10) i gniazda (16), obrzeże (48a, 48b) przebiegające osiowo z okrągłego korpusu (45), przy czym obrzeże (48a, 48b) jest skonfigurowane i ułożone tak, aby zapewniało szczelną powierzchnię styku z kołnierzem podatnym (40a, 40b), sztywny kołnierz (46) przebiegający promieniowo do wewnątrz od okrągłego korpusu (45) w miejscu połączenia z obrzeżem (48a, 48b), z tym, że sztywny kołnierz (46) współpracuje z obrzeżem (48a, 48b) tak, aby zatrzymywać, w kierunku osiowym jakikolwiek wyciek oleju poza szczelną powierzchnię styku, zagłębienia (64) w okrągłym korpusie (45) w miejscu połączenia, zagłębienia (64) są umiejscowione tak, aby grawitacyjnie odbierały i zatrzymywały wyciekający olej oraz kanały odprowadzające (66) w okrągłym korpusie (45), prowadzące od zagłębień (64) do miski olejowej (22), w celu odprowadzania wyłapanego, wyciekającego oleju do miski olejowej (22), przy czym zagłębienia (64) umieszczone są w dolnych ćwiartkach uszczelniającej płyty końcowej (44), w strefach (Z) kątowo oddzielonych od poziomej (Ph) i pionowej (Pv) płaszczyzny odniesienia, które przecinają uszczelniającą płytę końcową (44).