专利名称：用于轧辊轴承的轴颈密封的制作方法
用于轧辊轴承的轴颈密封
本发明涉及一种用于轧辊轴承的轴颈密封，该轴颈密封具有:环形的 密封体，该密封体以其与轧辊轴线同轴构造的支承面防转动地与轧辊轴 颈连接和具有至少两个背离轧辊轴线指向的，相间隔的，条板，该条板 直接地或间接地与轧辊轴承的环形凸起接触；和一个用于加强的密封体 的加强元件。
这种轴颈密封优选被用于密封轧机机列中的轧辊轴颈轴承；它们用 于防止机油溢出轴承和防止外来物例如冷却剂或轧屑进入轴承中。礼机 机列的轧辊的高转速使得轴承和密封装置受到产生的离心力的作用而 承受相应的负荷。为了克服离心力的作用，密封体用加强元件加强。加 强元件被插入密封体中或布置在外部位于相间隔的条板之间。相应于图 1 a至1 f中的各实施例已知有不同结构的轴颈密封。
由EP1625897B1已知一种用于轧机机座的轧辊轴颈的变窄的部位 的密封。该密封具有一个柔性的圆形密封体，其具有中心轴线和至少一 个径向向外延伸的凸缘，凸缘通过连接桥与角形延伸的唇连接，唇具有 延伸到一起的第一和第二侧面。连接桥与凸缘的厚度和与唇相比较，具 有减小的厚度。唇的延伸到一起的第一和第二侧面导致形式增大的缘边 和唇具有第一和第二外表面，它们在一个外棱边处会合，该外棱边位于 一个平行于中心轴线的基准面中。
由DE3601238C2已知一种用于轧辊轴承的密封装置，其中轧辊轴 颈在轧辊端面和轴承轴颈之间具有锥形的部段，其上可以推移上一个环 形的柔性的密封体，密封体在与轧辊端面面对的环形側面上具有 一 个沿 着指向延伸的环形密封唇，其中在在施加弯曲力矩下通过此时有效的径 向压力将密封体推移到锥形轧辊轴颈部段上时，环形密封唇被张紧在朝 着轴向倾斜的顶接在锥形轧辊轴颈部段的外表面上的 一个位置上。密封 体在它的与轧辊轴颈的锥形部段的外表面面对的内环形面上，具有相对 于环形密封唇轴向平行地错开的环形凸起，其在轴向压力下将一个弯曲 力矩施加到密封体上，该弯曲力矩与施加到密封唇上的弯曲力矩方向相 反u
具有两个由密封唇构造的条板和一个支撑密封体的加强元件的轴颈密封由DE3721265A1， EP1430962A1， EP1442804B1, EP1447149A2, WO2005/037455A1和US4,099,731公开。
在已知的密封装置中确定有以下的缺点
*设置在外部的钢带(-加强元件)在两个侧面上相对于承栽密封唇 的条板必须具有间隙。
*由于轧辊轴颈的锥形构造，在推移安装时和接着的运行中，由于 出现的由不均匀的质量设置而产生的不均匀的离心力，密封体在轴向上 在径向上受到不同的负荷。
*在将轧辊轴颈安装上时，带子向一側滑动，从而条板变成倾斜状 态。由此不会得到密封的复制的性能。
*在机油側上的密封唇的机油离心唇可能如此程度地弯曲，从而与 机油侧的密封唇的工作直径相接触。
*通过电焊或对接焊保持的带子可能会在焊接处断裂。由此该薄钢 带则像刀一样作用和轧辊转动时切碎橡胶密封(完全失效)。
*由于在新型轧机设备中的趋势，即，在安装件被磨损的情况下支 撑轧辊要被再研磨，因此对轴颈密封的定期控制仅仅在从轧辊轴颈拿下 安装件下才可能。但是这正是要避免的。由此轴颈密封必须更长地可靠 地运行。
*现有技术中的带子滑动。轴颈套筒按压在橡胶上，橡胶挤出来； 唇不再良好地顶接。
*密封的问题:寿命，由于热负荷(摩擦热)产生的老化，变硬和有 裂紋。
由此本发明发任务是提出 一种避免上述缺点的轴颈密封。 按照本发明该任务通过一种用于轧辊轴承的轴颈密封解决，其中轴 颈密封具有:环形的密封体，该密封体以它的同轴于轧辊轴线构造的支承 面防转动地与 一个轧辊轴颈连接，和具有至少两个与轧辊轴线背离指向 的，相间隔的，条板，该条板直接地或间接地与一个环形凸起接触；和 一个用于加强密封体的加强元件，并且加强元件具有宽度，该宽度大于 两个条板的外距离。
通过嵌入在密封体中的加强元件，它的轴向延伸大于条板的外距 离，实现了在轧辊位于轧辊轴颈上期间在拉/推轴颈密封时和在其转动时 没有倾覆力矩作用于条板上。由此在轴颈密封的具有条板的区域(与轧辊轴线背离指向)和在加强元件和支承面(指向轧辊轴线)之间的轴颈 密封区域之间存在最大程度的脱耦。
在该结构方式的扩展方案中建议，与轧辊轴颈处于接触的支承面分 别与条板的径向中平面对称地构造和各相互独立构造的该支承面如此 地设计，以便对环形的密封体这样地进行径向挤压，使得条板的预紧力 和条板的延伸部分，密封唇，相对于环形凸起是相同的。尤其是没有不 希望的倾覆力矩传递到条板上和与环形凸起相配置的密封唇上。
顶接在轧辊轴颈上的密封体的支承面受到很小的排挤。但是被排挤 的密封体材料沿着加强元件至少部分地被挤入一个空腔中，从而没有力
或力矩作用于条板上u该空隙由此用于被排挤的材料的不受力的收集
腔。密封体的要被排挤的材料此时在径向上看位于面对轧辊轴颈的一侧 上，即在加强元件与条板相对的一侧上。与轧辊轴颈处于接触的支承面 分别与条板的径向中平面对称地构造。通过这样地设计该表面，实现了 径向向外作用在加强元件的力在其宽度上看是相同大小的。空腔位于两 个表面之间和这样地构造，使得要被挤出的材料不受到任何阻力。该空 腔在横截面上例如是直角三角形的形状，它的一个直角边平行于轧辊轴 线指向。
作为实施例建议，在轧辊的增大的轴向延伸下，加强元件(51)和 /或各位于加强元件(51 )和支承面(53-1， 53-2)之间的材料密封体(50) 材料具有增大的更大的刚性。由此实现，由于密封体的质量在锥形的轧 辊轴颈上在轴向上不均匀的分布而在不同的轴向位置上产生的不均勻 的离心力被接受或被补偿。这又有利地导致，没有或者至少没有不对称 的力或力矩传递到条板上，由此保证条板的密封唇相对于环形凸起具有 在数量上相同大小的应力。此外通过以下措施还实现另一个简化，即加 强元件由钢，钢织物，塑料织物，凯夫拉尔织物(Kevlar纤维织物)， 芳香尼龙纤维(芳族聚酸胺纤维)或碳化纤维制成。通过使用织物或纤 维可以简化具有不同刚性的加强元件的制造，其中例如加强元件的一个 区域由五层构成和另一个区域由八层构成。
为了加强加强元件的边缘可以规定，加强元件具有与指向轧辊轴线 的或逆着轧辊轴线指向的径向弯折部分。加强元件的横截面是s形或u 形的。u形加强元件的支臂指向轧辊轴线或背离轧辊轴线。
装置的其它实施例由与此关联的从属权利要求给出。本发明的一个实施例将依据 一 个非常简化的附图
进行详细描述。附图所示 图la-lf是已知密封装置的横截面视图2是一个密封装置的部分剖视的侧视图，该密封装置具有一个密 封体和一个支承密封体的加强元件；和
图3是按照本发明的密封装置的横截面视图。
在图la至lf中示出了已知的轴颈密封3,它们具有带有加强元件 51的密封体50。由点划线示出轧辊轴线52的位置。轴颈密封，轧辊等 等的精确布置由图2示出。密封体50具有在轧辊轴线52上指向的支承 面53和至少两个沿着径向背离轧辊轴线52指向的条板54, 55。在图 la中密封体50构造为带有一个形式为钢丝绳/螺旋弹簧的嵌入的加强元 件51和一个形式为金属带的布置在条板54, 55之间的加强元件51。支 承面53从左端部56延伸到右端部57和具有一种轮廓，该轮廓在安装 状态下在不同的部位顶靠在轧辊轴颈(没有示出)上。左端部56和右 端部57也具有不同的轮廓，示出了形式为另一种加强元件的对右端部 57的加强。此外在条板55的右边是离心唇58,它偏转从轴颈套筒和轴 承套筒6 (参见图2)之间的间隙中出来的机油。
在条板54, 55上构造有密封唇，它们在图lb中具有不同的形状。 此处示出的密封体50没有嵌入的加强元件而只有一个布置在条板54, 55之间的加强元件51。图lc和图lb中一样示出一个轴颈密封3，条板 54, 55装配一镜面对称的密封唇。
图ld示出具有图la的加强元件51的按照图lb的轴颈密封3的实 施例。图le示出按照图la的其中改变了条板54的实施例。图lf示出 轴颈密封3的实施例，其中条板54, 55没有密封唇。
图2中示出具有轧辊轴颈2的轧辊1的部分剖视的侧视图。在轧辊 轴颈2上借助于轴颈套筒4推上一个轴颈密封3，该轴颈套筒4防转动 地安置在轧辊轴颈2上。轴颈套筒4将环形的轴颈密封3保持到位置上。 轧辊轴颈2和防转动地安置的轴颈套筒4 一起布置在具有轴承套筒6的 轴承壳5中。在可以转动的轴颈套筒4和固定的轴承套筒6之间有一个 间隙8，通过该间隙输送润滑剂，该润滑剂通过流出腔9排出轴承的该 区域。为了将机油向一定的方向上偏转在轴颈密封3上构造有离心唇 58。
图3中示出按照本发明的密封装置的一实施例的横截面视图。加强元件51的宽度60大于条板54和55的外距离59。密封体50的密封唇 56是这样地弹性构造的，使得它能够从初始状态(虛线所示)在没有使 用较大的力下被置于安装状态。密封体50的密封唇57例如可以这样地 构造，如图la至lf所示。环形的密封体50的支承面53-1和53-2由环 绕的空腔64相互隔开和可以相互独立地构造。此时用于位于其上的条 板54和55按压力用附属的密封唇65调节，使得两个密封唇65相对于 位于轴承上的环形凸起7(参见图2)都具有相同的预紧力。支承面53-1 和53-2与条板54或55的对应的中轴线61或62分别对称地布置。
在轧辊的轴向距离增大下，加强元件51和/或各在加强元件51和支 承面53-1, 53-2之间的密封体(50)材料可以具有增大的更大的刚性。 这例如可以通过使用具有不同的E模量的材料实现。
附图标记列表
1 轧辊
2 轧辊轴颈
3 轴颈密封
4 轴颈套筒
5 轴承壳
6 轴承套筒
7 环形凸起
8 间隙
9 流出腔
50 密封体
51 加强元件
52 轧辊轴线
面 唇唇唇
承板板封封心
支条条密密离
3
5
4 5 6 7
5 5 5 5
8
5
765 密封唇
线线
离度轴轴廓腔
距宽中中轮空
9 o 1J 2 3 4
5 6 6 6 6 权利要求
1.用于在轧机机座中的轧辊的轴承的轴颈密封，该轴颈密封具有-一个环形的密封体(50)，该密封体以它的同轴于轧辊轴线(52)构造的支承面(53)防转动地与一个轧辊轴颈(2)连接，和具有至少两个与轧辊轴线(52)背离指向的，相间隔的，条板(54，55)，该条板直接地或间接地与一个环形凸起(7)接触；和-一个用于加强密封体(50)的加强元件(51)，其特征在于，加强元件(51)具有宽度(60)，该宽度大于两个条板(54，55)的外距离(59)。
2. 按照权利要求1所述的轴颈密封，其特征在于，与轧辊轴颈(2)处于接触的支承面(53-1， 53-2)各对称于条板(54， 55)的径向的中平面(61, 62)地构造和各相互独立构造的该支承面(53-1， 53-2)如此地设计，以便对环形的密封体(50)这样地进行径向挤压，使得条板(54, 55 )的预紧力和条板的延伸部分，密封唇(65),相对于环形凸起(7)是相同的和没有倾覆力矩作用于条板(54, 55 )上。
3. 按照权利要求1或2中之一所述的轴颈密封，其特征在于，在轧辊的增大的轴向距离下，加强元件(51 )和/或各位于加强元件(51 )和支承面(53-1, 53-2 )之间的材料密封体(50)材料具有增大的更大的刚性。
4. 按照权利要求1至3中之一所述的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)由钢，钢织物，塑料织物，凯夫拉尔织物，芳香尼龙纤维或碳化纤维制成。
5. 按照权利要求1至5中之一所述的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)至少在一个端部上沿径向弯折。
6. 按照权利要求5所述的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)在横截面上是s形的或u形的。
7. 按照权利要求1至6中之一所述的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)完全地嵌入在密封体(50)中。
8. 按照权利要求1至6中之一所述的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)部分地嵌入在密封体(50)中.
9. 按照权利要求1至8中之一所迷的轴颈密封，其特征在于，加强元件(51)是穿孔的。
全文摘要
一种用于滚动轴承的轴颈密封，该轴颈密封具有一个环形的密封体(50)，该密封体以它的同轴于轧辊轴线(52)构造的支承面(53)防转动地与轧辊轴颈(2)连接和具有至少两个与轧辊轴线(52)背离指向的，相间隔的，条板(54，55)，该条板直接地或间接地与一个环形凸起(7)接触；和一个用于加强密封体(50)的加强元件(51)，加强元件(51)具有宽度(60)，该宽度大于两个条板(54，55)的外距离(59)。
文档编号B21B31/07GK101626847SQ200880003400
公开日2010年1月13日 申请日期2008年1月28日 优先权日2007年1月29日
发明者D·克尼, K·凯勒, K·罗因格 申请人:Sms西马格股份公司