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Lagervorrichtung an einer schnellaufenden Vertikalwelle
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ermitteln. Aus diesen Untersuchungen geht hervor, dass diese Erscheinungen meist eine direkte Folge von ungleichmässiger Schmierung sind, d. h. dass die Ölzufuhr an das Lager nicht in einem konstanten Film erfolgt, sondern in Form von sich oberhalb des Lagers sammelnden Tropfen, die bei Erreichung einer bestimmten Grösse in das Lager eintreten. Durch weitere Untersuchungen über die Drehzahleinflüsse wurde festgestellt, dass eine Tropfenbildung nur bei Drehzahlen über 10000 Umdr/min auftritt bzw. bei kleineren Drehzahlen das Öl kontinuierlich in das Lager abfliesst, und dass das Öl am Eintritt in das Lager offenbar unter der Einwirkung einer Luftströmung gehindert wird, die durch die mit hoher Drehzahl rotierende Welle erzeugt wird.
Die durch die Welle mitgerissene Luft wird dabei nach aussen geschleudert und verdrängt das Öl. Wenn jedoch die gesammelte Ölmenge gross genug ist, um die Einwirkung der Luft- strömung zu überwinden, ergiesst sich der ganze Tropfen in das Lager und überschwemmt dieses momentan, was zu den vorerwähnten nachteiligen Erscheinungen führt.
Die Erfindung bezweckt nun, eine Lagervorrichtung zu schaffen, bei der-diese Nachteile vermieden werden. Die erfindungsgemässe Lagervorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine weitere Verbindung zwischen den beiden Kammern, bestehend aus mindestens einem Luftkanal, vorgesehen ist, um der von den Förderorganen in Strömung versetzten Luft einen vom Öltransportweg unabhängigen Durchgang von der unteren in die obere Kammer zu ermöglichen, wodurch ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern stattfindet und eine kontinuierliche Luftumwälzung dem Öl im Lager einen fördernden Durchlass verschafft.
Durch diese weitere Verbindung zwischen den beiden Kammern lässt sich die dem Eintritt des Öls in das Lager entgegenwirkende Luftströmung aufheben.
Der Luftdruck in den beiden Ölkammern wird ausgeglichen, wobei die aus der oberen Ölkammer entnommene Luft durch solche aus der unteren Kammer ersetzt werden kann. Damit lässt sich verhindern, dass Aussenluft in die obere Ölkammer eintritt und anderseits Luft aus der unteren Ölkammer nach aussen abfliesst, trotzdem die beiden Ölkammern nach aussen nicht luftdicht abgeschlossen werden können. Die Verhinderung des Luftaustausches mit der Aussenluft ist deshalb von Bedeutung, weil einmal die Aussenluft meist stark staubhältig ist und anderseits die Luft innerhalb der Ölkammern vernebeltes Öl enthält, das sich nach dem Austreten derselben absetzen würde.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Lagervorrichtung dargestellt. Es zeigen : Fig. l einen Schnitt entlang Linie I - I in Fig. 3, Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie II - n in Fig. 3 und Fig. 3 eine Oberansicht der Lagervorrichtung.
Mit 1 ist ein Lagerauge bezeichnet, das am nicht dargestellten Gestell einer Textilmaschine vorgesehen ist. Das Lagerauge 1 weist eine Bohrung 2 auf, die einen Lagerring 3 und zwei beidseitig desselben angeordnete Führungsringe 4 enthält. Zwischen diesen letzteren sind im Lagerring 3 Zylinderrollen 5 angeordnet, durch welche die Welle 6 geführt ist und auf denen diese mit einer Schulter 7 abgestützt ist. Die Zylinderrollen 5 werden durch einen Käfig 8 über den Umfang der Welle 6 gleichmässig verteilt gehalten und geführt. An der Unterseite des Lagerauges 1 ist ein Stützring 9 vorgesehen, der mit seiner Schulter 10 in die Bohrung 2 hineinragt, wobei sich der untere Führungsring 4, der die von den Rollen übertragene axiale Kraft aufnimmt, auf dieser Schulter abstützt.
An der Oberseite des Lagerauges 1 ist ein Lagerdeckel 11 angeordnet, der mit seiner Schulter 12 auf dem oberen Führungsring 4 aufliegt. Der Stützring 9 und der Lagerdeckel 11 werden mittels Schrauben 13, die sich durch Bohrungen
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Oberseite einen zentralen zylindrischen Ansatz 15, über den sich eine auf die Welle aufgesetzte Staubkappe 16 erstreckt. Innerhalb des Ansatzes 15 ist auf der Welle 6 eine Hülse 17 angeordnet, die an ihrem unteren Ende einen Kragen 18 aufweist. Der Lagerdeckel 11 bildet zusammen mit dem Führungsring 4 eine Ölkammer 19, in die sich ein Docht 20 erstreckt. Der Docht 20 ist durch eine Bohrung im Lagerauge 1 geführt und erstreckt sich vertikal in ein mit Öl gefülltes Reservoir 21, das in einem an der Unterseite des Lagerauges vorgesehenen ringförmigen Behälter 22 aus durchsichtigem Material gebildet ist.
Der Behälter 22 weist an seinem oberen Ende eine Mehrzahl von nach einwärts gerichteten Ansätzen 23 auf, die einen am Stützring 9 vorgesehenen Flansch 24 übergreifen, durch den der Behälter 22 gegen das Lagerauge 1 angepresst wird. Der Flansch 24 besitzt an seinem Umfang eine entsprechende Anzahl von den Ansätzen 23 angepassten Ausnehmungen 25, so dass der Behälter 22 bei entsprechender Verdrehung nach dem Lösen der Muttern 14 entfernt werden kann, indem die-Ansätze 23 mit den Ausnehmungen 25 im Flansch zur Deckung gebracht werden. Der Behälter 22 besitzt zur Begrenzung des Ölreservoirs 21 einen die Welle 6 umgebenden Kragen 26, der an seinem oberen Ende konisch verjüngt ist.
Eine Dichtungshülse 27, die auf die Welle 6 aufgeschoben und mit dieser drehstarr verbunden ist, weist an deren oberem Ende einen den Kragen 26 übergreifenden manschettenförmigen Ansatz 28 auf, der als Abspritz-
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ring dient. Der Behälter 22 sowie auch der Deckel 11 weisen an ihren dem Lagerauge 1 zugekehrten
Seiten je einen in einer Umfangsnut angeordneten Dichtungsring 29 auf. Durch eine im Lagerdeckel 11,
Lagerauge 1 und Stützring 9 vorgesehene Bohrung erstreckt sich ein Öl-Einfüllstutzen 31 in das im Be- hälter 22 gebildete Ölreservoir 21. Der Einfüllstutzen 31 besitzt in seinem Mittelteil zwei Umfangs- rippen 32, mit denen er in die Bohrung im Lagerauge 1 eingepresst ist. Gleichzeitig stützt sich der Ein- füllstutzen 31 mit einer an seinem oberen Ende vorgesehenen Schulter 33 am Lagerdeckel 11 ab.
Der
Einfüllstutzen ist durch einen in ihm eingeschraubten Zapfen 34 abgeschlossen.
Zwischen der zentralen Bohrung des Stützringes 9 und der Dichtungshülse 27 bzw. deren Ansatz 28 ist ein Ringspalt 35 gebildet, der einerseits mit dem Reservoir 21 und anderseits mit der Ölkammer 19 in Verbindung steht. In diesen Ringspalt 35 ragen aus der Dichtungshülse herausgearbeitete Schaufeln 36.
Durch den Stützring 9, das Lagerauge 1 und den Lagerdeckel 11 erstreckt sich ein Luftkanal 37, der in die Ölkammer 19 mündet und diese mit dem Reservoir 21 verbindet.
Beim Betrieb der Welle 6, die unterhalb der dargestellten Lagervorrichtung in einem zweiten Lager geführt ist, wird von dem der Welle direkt benachbarten Dochtende Öl, das sich an diesem angesammelt - hat, abgelöst, wobei dieses Öl auf den Führungsring 4 abtropft. Unter dem Einfluss der Schaufeln 36 im
Ringspalt 35, die als Förderorgane wirken, entsteht eine Luftströmung von der Ölkammer 19 durch das
Lager in das Reservoir 21, wobei durch diese Luftströmung das auf den Führungsring 4 abtropfende und gegen die Welle fliessende Öl durch den dazwischenliegenden Spalt in das Lager mitgerissen wird und anderseits der Einfluss der durch die Welle beschleunigten bzw. nach aussen geschleuderten Luft, die dem
Zufluss des Öls in den Spalt entgegenwirkt, kompensiert.
Das durch den Spalt in das Lager eingetretene Öl gelangt an die Zylinderrollen 5, wodurch die Lauf- flächen der Welle und des Ringes 3 sowie auch die Schultern der Führungsringe 4 geschmiert werden.
Unter der Wirkung der Schwerkraft und der Luftströmung fliesst das Öl darauf durch den unteren Führungs- ring an die Dichtungshülse 27 bzw. in den Ringspalt 35, durch welchen es abwärts und gleichzeitig nach auswärts fliesst.
Der manschettenförmige Ansatz 28 verhindert dabei, dass das Öl zwischen der Welle und dem Kragen 26 aus dem Behälter ausfliessen kann. Das an das untere Ende des Ansatzes 28 gelangende Öl wird endlich in das mit Öl gefüllte Reservoir 21 geschleudert, wo sich dasselbe abkühlt und von wo aus neues Öl durch den Docht 20 in die obere Ölkammer 19 aufsteigt. Das in der Ölkammer 19 von der Welle 6 nach oben geschleuderte Öl trifft auf den Kragen 18 des Dichtungsringes 17 auf, der das Öl an die Wandung der genannten Ölkammer ablenkt.
Der Luftkanal 37 zwischen Reservoir 21 und Ölkammer 19 erlaubt, die mittels der Schaufeln 36 aus der Ölkammer abgesogene Luft wieder in diese zurückzuführen und damit den Druck zwischen dieser und dem Reservoir sowie auch gegenüber dem Druck der Atmosphäre auszugleichen, ohne dass ein Austausch von Luft mit dieser erfolgt.
Die beschriebene Lagervorrichtung hat den grossen Vorteil, dass eine gleichmässige Zuführung von Öl in kleinen Mengen auch bei sehr hohen Drehzahlen möglich ist, da die Wirksamkeit der Förderorgane, die auch durch andere Mittel als die Schaufeln 36 gebildet sein können, bei steigender Drehzahl ebenfalls zunimmt.
Sofern das Öl im Behälter 22 ausgewechselt werden muss, wird derselbe durch Lösen der Schrauben 13 bzw. der Muttern 14 und Verdrehung desselben vom Flansch 24 des Ringes 9 entfernt, so dass das Reservoir in diesem Behälter direkt zugänglich ist.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, besitzt die Schraube 13 unterhalb ihres Gewindeansatzes einen an derselben befestigten sprengring 30, der verhindert, dass die Schraube nach dem Entfernen der Mutter 14 nach unten in das Ölreservoir fällt.
Der Docht 20 kann entweder aus saugfähigem Material bestehen, oder aber er kann eine Oberfläche aufweisen, die das Aufsteigen des Öles in die Ölkammer 19 begünstigt. Zweckmässigerweise enthält der Docht Versteifungsmaterial, das gestattet, denselben in einer bestimmten Lage in unmittelbarer Nachbarschaft der Welle 6 zu halten. Selbstverständlich kann der Docht mit seinem oberen Ende auch direkt an der Welle 6 anliegen. Der Ölumlauf kann nicht nur durch die Wahl von Öl mit unterschiedlicher Viskosität sondern auch durch die Wahl eines bestimmten Dochtmaterials verändert werden. Natürlich ist es auch möglich, statt eines einzigen Dochtes eine Mehrzahl von solchen zu verwenden. Es ist auf jeden Fall darauf zu achten, dass dem Lager nicht zu viel Öl zugeführt wird.
Durch Verwendung eines Behälters 22 aus durchsichtigem Material ist es jederzeit in einfacher Weise möglich, den Ölstand im Reservoir 21 zu kontrollieren, was bei einer grossen Anzahl von Lagervorrichtungen, wie sie beispielsweise bei Textilmaschinen vorkommen, von Bedeutung ist.
Die beschriebene Lagervorrichtung hat den weiteren Vorteil, dass die Abdichtung der Wellenaustritte
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aus derselben bzw. der beiden Ölkammern nach aussen vollkommen reibungsfrei geschieht, indem der Kragen 18 und der manschettenförmige Ansatz 28, welche beiden Teile als Abspritzringe dienen, ein Austreten von Öl aus dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Innern der Lagervorrichtung vollkommen verhindern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lagervorrichtung an einer schnellaufenden Vertikalwelle mit einem Wälzlager und einer unterhalb und oberhalb dieses Lagers vorgesehenen ringförmigen Ölkammer, wobei die beiden Kammern mindestens über das genannte Lager und über mindestens einen das Öl aus der unteren in die obere Kammer fördernden Docht miteinander in Verbindung stehen, ferner Förderorgane zur Luftumwälzung zwischen den beiden Kammern an der Welle angebracht sind und ein gemeinsamer Transportweg des Öls und der Luft von der oberen in die untere Kammer vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Verbindung zwischen den beiden Kammern, bestehend aus mindestens einem Luftkanal, vorgesehen ist,
um der von den Förderorganen in Strömung versetzten Luft einen vom Öltransportweg unabhängigen Durchgang von der unteren in die obere Kammer zu ermöglichen, wodurch ein Druckausgleich zwischen den beiden Kammern stattfindet, und eine kontinuierliche Luftumwälzung dem Öl im Lager einen fördernden Durchlass verschafft.