Für eine schnell umlaufende Welle bestimmte Lagervorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine für eine schnell umlaufende Welle bestimmte Lagervorrichtung mit mindestens zwei koaxial in einer Bohrung eines umgebenden Gehäuses angebrachten Lagerringen und zwei Reihen Kugeln, welche mit auf der Welle und je einem Lagerring ausgebildeten Laufbahnen zusammenwirken.
Beispiele für derartige schnell umlaufende Wellen sind Wellen, die von einem oder mehreren Turbinenrädern in Umdrehung versetzt werden, welche von einem gasförmigen Arbeitsmittel angetrieben wer den und bei Leerlauf mit der sogenannten Durchgehdrehzahl umlaufen, worunter zu verstehen ist, dass irgendwelche Massnahmen zu deren Regelung, z. B. durch Veränderung der Arbeitsmittelzufuhr bei übergang vom belasteten zum unbelasteten Zustand und um gekehrt nicht ergmiffen zu werden brauchen.
Turbinenräder dieser Art können für sehr hohe Drehzahlen, wie 60 000 bis 100 000 Um= drehungen je Minute und mehr, ausgeführt sein, und werden u. a. für den Antrieb von Schleifscheiben benutzt.
Die Erfindung bezweckt, eine Lagervor richtung "zu schaffen, die eine genaue Zentrie rung der Welle während ihres Umlaufens mit sehr hoher Drehzahl gewährleistet. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass die Lagerringe hülsenartige Form mit grösserer axialer Länge als- ihrem äussern Durchmesser und damit eine grosse Zentrierfläche im Ge häuse haben,
und dass ferner ein die hülsen- förmigen Lagerringe in axialer Richtung aus einanderhaltendes und die axiale Lage der zusammengehörigen Laufbahnen an Lager ring und Welle sicherndes Organ und Mittel zur Erzeugung einer radial an dem zylindri- sehen Aussenumfang eines der hülsenförmigen Lagerringe zu dessen axialer Festlegung an greifenden Kraft vorgesehen sind.
Nachstehend wird an Hand der beiliegen den Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Lagervorrichtung nach der Erfindung näher erläutert.
Fig.1 zeigt einen Längsschnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 durch die Lagervorrich tung einer kombinierten Antriebsturbine zum Antrieb einer Schleifspindel. Die Fig. 2 und 8 sind Schnitte längs der Linien II-II und III-III der Fig.1.
In den Zeichnungen bezeichnet 10 ein Tur binengehäuse, in welchem ein von aussen nach innen durchströmtes Radialrad 12 und ein von innen nach aussen durchströmtes Radialrad 14 auf einer Welle 16 befestigt sind. Das Ge häuse hat eine zylindrische Ausnehmung 18, in der Scheiben 20; 22 eingesetzt sind, die zur Form der Turbinenräder passen und die durch einen mittels Schrauben 26 im Gehäuse befestigten Ring 24 in ihrer Lage gehalten werden.
Das Arbeitsmittel, in erster Linie Luft, wird der Turbine durch eine nicht darge stellte Leitung zugeführt, de in eine Boh rung 28 im Ring 24 eingesehraübt- ist. Von dort wird sie in axialer Richtung durch eine Bohrung 30 in der Scheibe 22 geleitet. Die Bohrung 30 geht in eine Expansionsdüse 32 Tiber, in welcher ein Teil des Überdruckes der Luft in Geschwindigkeit umgewandelt wird. Die Düse 32 mündet tangential in einen das Laufrad 12 zungebenden spiralförmigen Raum 34.
Das Laufrad 12 weist gleichmässig ver teilte Kanäle 36 auf, die in den Raum 34 aus münden und sich nach innen, vorzugsweise radial, ziun Mittelpunkt des Rades hin er strecken. Die Kanäle 35 können die Form gerader, gebohrter Löcher aufweisen, und ihre Innenenden reichen ungefähr bis zur Mitte des ihre Aussenenden umschreibenden Halbmessers. Das Laufrad 12 ist innerhalb des die Innenenden der Kanäle 36 umschrei benden Halbmessers zu einem ringförmigen Raum 38 ausgeformt, der in axialer Richtung zum Laufrad 14 hin abgebogen ist.
Letzteres ist mit von Schaufeln 40 gebildeten Reak tionsmundstücken 42 versehen, die in radialer Richtung eine erheblich geringere Erstrek- kung aufweisen als die Kanäle 36. Hierbei können ihre Aussenenden denselben oder un gefähr denselben Halbmesser besitzen wie die Aussenenden der Kanäle 36. Die Mundstücke -42 erstrecken sich schräg nach aussen und vor wärts in Drehrichtung der Räder. Das Lauf rad 12 kann mit einem. aufschraubbaren Flansch 44 versehen sein, der die innere Sei tenbegrenzung für die Strömungskanäle im Laufrad 14 bildet.
Die beiden Räder werden von einer Mutter 46 auf der Welle 16 fest gehalten. Ein ortsfester Deckel 48 ist ausser halb des Landrades 14 angebracht und besitzt Öffnungen 50 für die aus dem Laufrad 14 austretende Luft.
Von besonderer Wichtigkeit ist, dass die o innlaufenden Teile in einer Turbine, die mit so hoher Drehzahl wie oben angegeben um laufen, gegenüber dem ortsfesten Turbinen gehäuse genau zentriert sind, ohne dass in den Lagern -unkontrollierbare Drücke entstehen. s Zu diesem Zweck ist das Turbinengehäuse zu einem Lagergehäuse 52 mit verhältnismässig grosser axialer Längserstreckung ausgeformt.
In eine'zvlindrische Bohrung 54 des Lager- gehäuses sind mit Gleitpassung zwei Lager hülsen 56 eingesetzt, die an ihren voneinan der abgewendeten Enden Absätze 58 haben, welche die äussere Laufbahn für je eine Reihe von Kugeln 60 bilden. Die axiale Länge der Lagerhülsen ist gross im Vergleich zum äussern Durchmesser der Laufbahnen bzw. der axialen ; Länge der Absätze 58. Die Welle 16 hat eine rinnenförmige Laufbahn 62 für eine jede Ku gelreihe.
Zwischen den beiden Lagerhülsen 56 ist eine Feder 64 angebracht, welche die Ab sätze 58 der Hülsen zum Anliegen an die bei-, den Kugelreihen 60 zwingt, so dass die Welle in axialer Richtung gegenüber den Lagerhül sen mit einem von der Feder 64 bestimmten Druck fixiert wird. Nachdem die Turbinen räder in die richtige axiale Lage eingepasst worden sind, wird die eine Hülse 56 mittels einer Schraubvorrichtung 66 festgestellt.
Durch ihre grosse Länge stellen die Lager hülsen 56 sicher, dass die Laufbahnen unab hängig von Anschlägen für die axiale Fixie- rung der Hülsen im Lagergehäuse genau in einer zur Welle senkrechten Ebene eingestellt werden. Am freien Ende der Welle kann eine Dichtungsscheibe 68 angebracht sein. Eine ra dial im Lagergehäuse ausgebildete Öffnung 70 dient - zum Anbringen einer Schmierkapsel oder dergleichen.
Bearing device designed for a rapidly rotating shaft. The present invention relates to a bearing device intended for a rapidly rotating shaft with at least two bearing rings mounted coaxially in a bore of a surrounding housing and two rows of balls which interact with raceways formed on the shaft and one bearing ring each.
Examples of such fast rotating waves are waves that are set in rotation by one or more turbine wheels, which are driven by a gaseous working fluid who and rotate when idling with the so-called runaway speed, which means that any measures to regulate them, eg . B. by changing the supply of work equipment in the transition from the loaded to the unloaded state and vice versa not need to be taken.
Turbine wheels of this type can be designed for very high speeds, such as 60,000 to 100,000 revolutions per minute and more, and are u. a. used for driving grinding wheels.
The aim of the invention is to create a bearing device which ensures precise centering of the shaft while it is rotating at a very high speed. This is achieved according to the invention in that the bearing rings have a sleeve-like shape with a greater axial length than their outer diameter and so that they have a large centering surface in the housing,
and that furthermore a member holding the sleeve-shaped bearing rings in the axial direction and securing the axial position of the associated raceways on the bearing ring and shaft and means for generating a radially on the cylindrical outer circumference of one of the sleeve-shaped bearing rings for the axial fixing thereof Force are provided.
An embodiment of the storage device according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig.1 shows a longitudinal section along the line I-I of Fig. 2 through the Lagervorrich device of a combined drive turbine for driving a grinding spindle. FIGS. 2 and 8 are sections along the lines II-II and III-III of FIG.
In the drawings, 10 denotes a turbine housing in which a radial wheel 12 through which the flow flows from the outside inward and a radial wheel 14 through which the flow flows from the inside to the outside are fastened on a shaft 16. The Ge housing has a cylindrical recess 18 in which discs 20; 22 are used, which match the shape of the turbine wheels and which are held in place by a ring 24 fastened in the housing by means of screws 26.
The working medium, primarily air, is fed to the turbine through a line not illustrated, which is introduced into a drilling 28 in the ring 24. From there it is passed in the axial direction through a bore 30 in the disk 22. The bore 30 goes into an expansion nozzle 32 Tiber, in which part of the excess pressure of the air is converted into speed. The nozzle 32 opens tangentially into a spiral-shaped space 34 surrounding the impeller 12.
The impeller 12 has evenly ver divided channels 36 which open into the space 34 and extend inward, preferably radially, ziun center of the wheel towards it. The channels 35 can have the form of straight, drilled holes, and their inner ends extend approximately to the middle of the radius circumscribing their outer ends. The impeller 12 is formed within the radius circumscribing the inner ends of the channels 36 to form an annular space 38 which is bent in the axial direction towards the impeller 14.
The latter is provided with reaction mouthpieces 42 formed by blades 40, which have a considerably smaller extension in the radial direction than the channels 36. Here, their outer ends can have the same or approximately the same radius as the outer ends of the channels 36. The mouthpieces -42 extend obliquely outward and forward in the direction of rotation of the wheels. The running wheel 12 can with a. be provided screw-on flange 44, which tenbegrenzung the inner Be for the flow channels in the impeller 14 forms.
The two wheels are held firmly on the shaft 16 by a nut 46. A stationary cover 48 is attached outside half of the land wheel 14 and has openings 50 for the air emerging from the wheel 14.
It is of particular importance that the internal parts in a turbine, which run at as high a speed as specified above, are precisely centered with respect to the stationary turbine housing, without uncontrollable pressures arising in the bearings. For this purpose, the turbine housing is shaped into a bearing housing 52 with a relatively large axial length.
In a cylindrical bore 54 of the bearing housing, two bearing sleeves 56 are inserted with a sliding fit, which at their ends turned away from one another have shoulders 58 which form the outer raceway for a row of balls 60 each. The axial length of the bearing sleeves is large compared to the outer diameter of the raceways or the axial; Length of paragraphs 58. The shaft 16 has a channel-shaped raceway 62 for each Ku gel series.
Between the two bearing sleeves 56, a spring 64 is attached, which forces the sets 58 of the sleeves to rest against the two rows of balls 60 so that the shaft is fixed in the axial direction with respect to the Lagerhül sen with a pressure determined by the spring 64 becomes. After the turbine wheels have been fitted into the correct axial position, the one sleeve 56 is fixed by means of a screw device 66.
Due to their great length, the bearing sleeves 56 ensure that the raceways are set precisely in a plane perpendicular to the shaft, regardless of stops for the axial fixation of the sleeves in the bearing housing. A sealing washer 68 may be attached to the free end of the shaft. A ra dial formed in the bearing housing opening 70 is used - for attaching a lubricant capsule or the like.