Подшипниковое устройство для вала
Изобретение относится к подшипниковому устройству для опирания вала машин, применяемых в определенных областях промышленности, например в пищевой, лекарственной промышленности или промышленности по производству напитков. Подшипниковое устройство для вала содержит опорную втулку (1), помещаемую в опорно-посадочное отверстие детали машины или детали скольжения, опорного подшипника, причем, по меньшей мере, в отверстии выполнены выемки для подвода и отвода сред. Втулка (1) имеет на своем направленном к опорному и/или направляющему валу (2) внутреннем отверстии (3) несколько проходящих от торцевой стороны (4) к торцевой стороне (5) выемок (6), а на обращенной к отверстию внешней периферии (8) - некоторое число возвышений (9). По меньшей мере, часть (12, 14) возвышений (9) выполнена для радиальной и осевой фиксации втулки (1), а часть возвышений (12) для осевой фиксации выполнена с возможностью входа в, по меньшей мере, частично огибающую канавку отверстия (7). Втулка (1) выполнена с возможностью изменения диаметра относительно ее окончательного монтажного диаметра для монтажа и демонтажа. Пазообразные выемки (6) выполнены, по меньшей мере частично, вокруг периферии вала (2) с возможностью отклонения среды и спиралеобразными. При этом предусмотрено множество возвышений (9), отстоящих от внешней периферии (8), при этом, по меньшей мере, возвышения, не предназначенные для фиксации втулки (1), имеют цилиндрическую форму. Технический результат: улучшение очистки или стерилизации таких подшипниковых устройств, обеспечение простого монтажа и замены соответствующих опорных элементов. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к подшипниковому устройству для вала, содержащему помещаемую в посадочное отверстие опорную втулку, согласно ограничительной части п.1 формулы.
Под термином «вал» понимаются также оси, направляющие штанги или аналогичные элементы, совершающие линейное и/или вращательное движение относительно приданного им подшипникового устройства. Для упрощения ниже говорится только о валах, что, однако, не ограничивает объем настоящего изобретения.
Уровень техники
Подобные подшипниковые устройства для опирания вращающихся валов известны, например, у многоповерхностных подшипников скольжения из керамических материалов для металлорежущих станков, в частности шлифовальных, токарных и т.п.станков, с высокими требованиями в отношении точности вращения, скорости скольжения или демпфирующих свойств. Так, многоповерхностный подшипник скольжения для металлорежущих станков содержит несущую втулку и опорную втулку, которая выполнена в виде кольцеобразного комплексного керамического тела с обращенной к несущей втулке внешней поверхностью и обращенной к валу или шпинделю внутренней поверхностью, имеющей, по меньшей мере, три круглых отверстия для размещения несущих сред, сред скольжения или охлаждающих сред (DE 10332390 A1).
В DE 19526497 А1 раскрыт комбинированный упорно-радиальный подшипник скольжения с керамическими рабочими поверхностями. Между этими рабочими поверхностями предусмотрена выемка для образования клина гидродинамической смазочной жидкости.
Изготовленные из керамики компоненты выполнены, главным образом, только в виде почти плоских деталей и поэтому, несмотря на громадные преимущества, могут использоваться между вращающимися и неподвижными деталями лишь частично. Кроме того, их жесткость, в частности, в отношении неизбежных колебаний или смещений значительно ограничена.
Из DE 2356817 А1 известен радиальный подшипник скольжения для вращающегося в одном направлении вала с несколькими проходящими в направлении периферии подшипника или поперек него канавками для подачи смазки в отверстии подшипника, которые соединены с напорными карманами в размещающей вал опорной части. Опорная часть герметизирована наружу посредством уплотнительных колец. Такое выполнение не пригодно для протекания сред, например, в целях очистки или стерилизации, что не предусмотрено и не требуется в описанном выше уровне техники.
В определенных областях промышленности, например в пищевой, лекарственной промышленности или промышленности по производству напитков, существуют повышенные требования к очистке или стерилизации машин и их деталей. Эти требования содержатся в некоторых странах в особых законодательных предписаниях или предъявляются для некоторых сертификатов на продукты, например, Федеральным законом о пищевых продуктах, лекарственных препаратах и косметике (FDA). Это относится, в частности, к стерилизующим машинам и машинам для чистых помещений, а также к разливочно-упаковочным машинам или участкам холодного асептического розлива.
Задачей изобретения является обеспечение безупречной обработки, очистки или стерилизации любых вызывающих опасения участков и проблемных зон без ожидания важных для безопасности сомнений при длительной эксплуатации. При этом одновременно должно быть создано предпочтительное решение простого монтажа и замены соответствующих опорных элементов.
Эта лежащая в основе изобретения задача решается у подшипникового устройства посредством признаков п.1 и 2, а также зависимых пунктов.
С этим выполнением и в сочетании с дополняющими признаками зависимых пунктов и рассуждениями в описании предложена особенно предпочтительная конструкция для решения задачи изобретения. В частности, возможны постоянная и повторяемая очистка и, при необходимости, также расширенная стерилизация таких деталей машин. Кроме того, обеспечены простой монтаж собственно опорной втулки и ее замена за счет особого выполнения по п.4-6.
Пример выполнения
Другие признаки и подробности изобретения приведены в нижеследующем описании предпочтительных примеров его осуществления, а также на чертеже. При этом описанные и/или изображенные признаки сами по себе или в подходящей комбинации образуют объект изобретения.
На чертеже изображают:
- фиг.1: в изометрии опорную втулку согласно изобретению;
- фиг.2: сечение вставленной в корпус подшипника опорной втулки;
- фиг.3: продольный разрез встроенной опорной втулки;
- фиг.4: пример использования опорной втулки согласно изобретению.
Ниже следует сослаться прежде всего на изображенную на фиг.1 в изометрии опорную втулку 1. Она имеет на своем направленном к опорному или направляющему валу 2 внутреннем отверстии 3 несколько проходящих от одной торцевой стороны 4 к противоположной торцевой стороне 5, выполненных в виде пазов выемок или каналов 6. На обращенной к опорно-посадочному отверстию 7 внешней периферии 8 выполнены возвышения 9, преимущественно иного рода. Несмотря на этот изображенный на фиг.1 пример выполнения, могут быть предусмотрены расположенные совершенно по-другому поверхности, возвышения, выемки или каналы 6, 9 для опорного контакта с опорным или направляющим валом 2 и посадочным отверстием 7 с соответственно разными промежутками. Важно, чтобы эти каналы, поверхности и возвышения 6, 9, с одной стороны, обеспечивали подходящее в соответствии с поставленной задачей опирание вала 2, а с другой стороны, предпочтительное каналообразование для протекания предусмотренной очищающе-стерилизующей среды и промывки ею. Целесообразно подобные каналообразующие выемки, возвышения 6, 9 и т.п. расположить с возможностью создания отклоняющего среду течения, с которым могут быть без проблем и надежно достигнуты любые очищаемые участки такого подшипникового устройства.
В соответствии с изображенным на фиг.1 примером каналы 6 проходят параллельно друг другу спиралеобразно под произвольно выбираемым углом, причем взаимное расстояние между образованными выемками может составлять, например, 5 мм, преимущественно 2 мм, с учетом оптимального опорного и очищающего свойства. Такие проходящие спиралеобразно выемки и каналы 6 могут быть разделены также на несколько отрезков и распределены по периферии со смещением по отношению друг к другу. Смещение перекрыто тогда соединительными и направляющими каналами. Таким образом, промывочная среда может принудительно направляться, по меньшей мере, на один полный оборот на соответствующем опорном валу 2 или подшипниковым устройством. При изготовлении такой опорной втулки 1 в виде отливки внутренние и внешние возвышения могут проходить для лучшего извлечения из формы под одинаковым углом или могут быть возвышенными или углубленными.
Диаметр опорной втулки 1 может быть изменен относительно окончательного монтажного диаметра в целях упрощения сборки. Для этого опорная втулка 1 имеет, например, на периферии продольный шлиц 10, на ширину 11 которого она может быть сдавлена и соответственно уменьшена в своем диаметре для ввода в посадочное отверстие 7. Также можно свернуть опорную втулку 1 для монтажа и демонтажа.
Из фиг.1-3 видно, что для осевой фиксации опорной втулки 1 на ее внешней периферии 8 предусмотрено несколько возвышений 12 в виде прямоугольных плашек, которые входят в преимущественно огибающую кольцевую канавку 13 посадочного отверстия 7 и обеспечивают осевое удержание. Далее предусмотрено, по меньшей мере, одно радиальное возвышение 14 для радиальной фиксации. Оно выполнено целесообразно цилиндрическим или штифтообразным с возможностью ввода в предохранительное отверстие 15 посадочного отверстия 7. Возвышения 12, 14 расположены преимущественно на одной общей радиальной периферийной поверхности 15.
Подходящей областью применения на фиг.4 является частично изображенная укупорочная машина 16 для укупорки заполненных емкостей 17. На каждом участке укупорки предусмотрен держатель емкости или бутылкодержатель 18 для центрирования и удержания емкости 17, расположенной своей вертикальной осью параллельно оси 19 вращения укупорочной машины 16. Далее над бутылкодержателем 18 предусмотрен особый блок 20, содержащий, в том числе, вертикальный резьбовой вал 21 с нижней резьбовой головкой 22.
Во время вращения укупорочной машины 16 каждый бутылкодержатель 18 и тем самым также соответствующая емкость 17 совершает управляемое вертикальное движение подъема таким образом, что каждая резьбовая головка 22 захватывает резьбовой колпачок (не показан), перемещает затем горлышко емкости к резьбовому колпачку, навинчивает его за счет вращения резьбового вала 21 и затягивает с подходящим крутящим моментом. В бутылкодержателе 18 или его подшипниковом устройстве 23 в соответствии с описанными признаками опорная втулка 1 целесообразно установлена с возможностью очистки и стерилизации при соответствующем загрязнении или с заданными интервалами. Для этого могут применяться любые подходящие чистящие среды, как и чистящая и стерилизующая пена и т.п.
1. Подшипниковое устройство для вала (2), содержащее опорную втулку (1), помещаемую в опорно-посадочное отверстие (7) детали машины или детали скольжения, опорного подшипника, причем, по меньшей мере, в опорно-посадочном отверстии (7) выполнены выемки для подвода и отвода сред, причем опорная втулка (1) имеет на своем направленном к опорному и/или направляющему валу (2) внутреннем отверстии (3) несколько проходящих от торцевой стороны (4) к торцевой стороне (5) выемок (6), а на обращенной к опорно-посадочному отверстию (7) внешней периферии (8) - некоторое число возвышений (9), причем, по меньшей мере, часть (12, 14) этих возвышений (9) выполнена для радиальной и осевой фиксации опорной втулки (1), при этом часть возвышений (12) для осевой фиксации выполнена с возможностью входа в, по меньшей мере, частично огибающую канавку (13) опорно-посадочного отверстия (7), при этом опорная втулка (1) выполнена с возможностью изменения диаметра относительно ее окончательного монтажного диаметра для монтажа и демонтажа, отличающееся тем, что пазообразные выемки (6) выполнены, по меньшей мере, частично вокруг периферии направляющего вала (2) с возможностью отклонения среды и спиралеобразными, причем предусмотрено множество возвышений (9), отстоящих от внешней переферии (8), при этом, по меньшей мере, возвышения, не предназначенные для фиксации опорной втулки (1), имеют цилиндрическую форму.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная втулка (1) имеет расположенные по-разному выемки (6) и возвышения (9) для опорного контакта с валом (2) и опорно-посадочным отверстием (7) и промежутки между выемками (6) и возвышениями (9), причем промежутки образуют с валом (2) и периферией опорно-посадочного отверстия (7) каналы для протекания чистящей и стерилизующей среды.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная втулка (1) имеет на периферии продольный шлиц (10).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная втулка (1) выполнена с возможностью изменения своего внутреннего и внешнего диаметров на ширину (11) продольного шлица (10).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорная втулка (1) выполнена с возможностью скручивания.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выемки (6), спиралеобразно проходящие по внутренней периферии опорной втулки (1), разделены на несколько отрезков и соединены между собой посредством направляющих каналов, причем спиралеобразные отрезки смещены по отношению друг к другу с возможностью принудительного направления промывочной среды, по меньшей мере, на один полный оборот на соответствующем опорном валу.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отдельные выемки (6) проходят параллельно оси подшипника или под углом к ней.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что взаимное расстояние между выемками (6) составляет максимум 5 мм, преимущественно 2 мм.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть возвышений (14) для радиальной фиксации опорной втулки (1) входит в отверстия опорно-посадочного отверстия (7).
