Lager mit in ein Gehäuse eingesetzter Lageraufnahmescheibe für die Lagerzapfen eines Dreirollensystems zur spielfreien Lagerung einer rasch laufenden Spindel Es ist bekannt, eine rasch laufende Spindel, z. B.
eine Schleifspindel,, an mindestens zwei Stellen. zwi schen drei im Kreis um die Lagerachse angeordneten drehbaren Rollen, deren Durchmesser erheblich grösser ist als der Spindeldurchmesser, spielfrei zu lagern. Die Lagerzapfen des Dreirollensystems stützen sich hierbei in zwei in ein Lagergehäuse ein gesetzten Lageraufnahmescheiben ab. Da die über tragung der Drehbewegung zwischen den Rollen und der Spindel, gleich ob die Rollen auf angetriebenen Wellen sitzen oder die Spindel unmittelbar angetrie ben ist, indem sie z.
B. ein Turbinenrad oder einen in einem elektromagnetischen Feld drehenden Läufer trägt, durch Abwälzen erfolgt, muss eine ständige Anpresskraft zwischen den Rollen und der Spindel vorhanden sein. Hierzu hat man bereits eine der drei Lagerstellen jeder Lageraufnahmescheibe in ra dialer Richtung federnd nachgiebig angeordnet.
Bei bekannten Ausführungen solcher Lager ist die federnd nachgiebige Lagerstelle der Lager aufnahmescheiben in einem besonderen Körper vor gesehen, der in einer .radialen Führung der Scheibe gegen Federkraft verschiebbar ist. Diese Anordnung ist umständlich und teuer und lässt sich in kleinen Abmessungen nicht durchführen. Ausserdem kann sich der Lagerkörper in seiner Führung. verklemmen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die La geraufnahmescheiben durch Anbringen von Aus- nehmungen federnd auszubilden. Hierbei ist darauf zu achten, dass einmal die Federung ausreicht, um die durch Schmierkeilwirkung und Erwärmung wäh rend des Laufes entstehenden Spannungen im Lager körper abzufangen und Verschleiss auszugleichen und zum andern die auftretenden Spannungen von der geometrischen Genauigkeit des Lagergehäuses und dessen Verspannung in der Maschinenhalterung sowie von der Drehrichtung unabhängig sind.
Gemäss der Erfindung sollen diese Forderungen in ihrer Gesamtheit dadurch erfüllt sein, dass bei einer Lageräufnahmescheibe mit drei im Kreis um die Lagerachse angeordneten Lagerstellen, von denen eine in radialer Richtung federnd nachgiebig aus gebildet ist, ein die federnd nachgiebige Lagerstelle bildender, von der Wand des Lagergehäuses ab stehender ringförmiger Scheibenteil mit einem die beiden Festlagerstellen enthaltenden, mindestens den halben lichten Querschnitt des Lagergehäuses füllen den Scheibenteil nur durch zwei Stege Verbindung hat,
die von einander gegenüberliegenden Stellen des ringförmigen Scheibenteils mit spiegelbildlichem Verlauf zur gemeinsamen Achsebene dieses Schei benteils .und der Spindel ausgehen und an bei der Wand des Lagergehäuses. gelegenen Stellen in den andern Scheibenteil übergehen. Die Stege können wie Blattfedern wirken und eine federnde Brücke bilden, in deren Mitte der ringförmige Scheibenteil innerhalb eines Leerraumes des Lagergehäuses aufgehängt ist und die sich beiderseits an einem starren Teil ab stützt, der gegenüber den vom Lagergehäuse her wirkenden Kräften unempfindlich ist.
Der ringförmige Scheibenteil kann dann unabhängig von den von seiten des Lagergehäuses herrührenden Krafteinflüs sen in genau radialer Richtung federn, so d ass auch die Drehrichtung auf den Anpressdruck zwischen Rollen und Spindel keinen Einfluss hat. Die Fede rungseigenschaften können durch mannigfache Ge- staltungsmöglichkeiten für die Materialstege in weiten Grenzen ausgewählt werden.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform, bei der die Stellen, an denen die Stege in den die beiden Festlagerstellen enthaltenden Scheibenteil übergehen, in einer zur gemeinsamen Achsebene der Festlager stellen parallelen Ebene liegen, die wenigstens an nähernd durch die Spindelachse geht. Hierbei wer den die, Wärmedehnungen des Systems ausschliesslich durch eine gleichlaufende Wärmedehnung der Stege kompensiert, die in der gleichen Richtung und im gleichen Ausmass wie das aus der Spindel und den Lagerrollen bestehende System bei Erwärmung wachsen.
Die Lageraufnahmescheibe kann verhältnismässig billig nach bekannten Verfahren als Präzisionsguss- stück hergestellt sein.
Die Dämpfungseigenschaften des Lagers lassen sich dadurch erheblich verbessern, dass man den freien Raum zwischen dem ringförmigen Scheibenteil und dem die Festlagerstellen enthaltenden Scheiben teil und/oder den freien Raum innerhalb des Lager gehäuses ganz oder teilweise mit einem schwingungs dämpfenden Werkstoff ausfüllt, beispielsweise durch Aufvulkanisieren von ölbeständigem Gummi auf die entsprechenden Partien der Lageraufnahmescheibe.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Beispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Lager und Fig. 2 bis 6 Schnitte nach Linie II-II der Fig. 1 bei verschiedenen Ausführungsformen der Lager aufnahmescheibe.
Das Lager besitzt ein an seiner Innenseite zylin drisches Lagergehäuse 1, das an ,seinen beiden Stirn seiten durch Deckel 2 und 3 öldicht abgeschlossen ist. Die in der Achse des Lagergehäuses 1 liegende Spindel 4, z. B. eine Schleifspindel, ist innerhalb des Lagergehäuses beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an zwei Stellen zwischen drei Rollen 5, 6, 7 gelagert, deren Durchmesser erheblich grösser ist als der Spin- deldurchmesser. Die gleichliegenden Rollen beider Rollensätze ,sitzen auf Wellen 8, 9, 10, mit denen sie zweckmässig aus einem Stück bestehen.
Die Rollen wellen 8, 9, 10 sind beiderseits in, Lageraufnahme scheiben 11 gelagert. Die Lagerung der Wellen ge schieht in Wälzlagern, die in Aufnahmebohrungen 12, 13, 14 der Lageraufnahmescheiben 11 eingesetzt sind. Die beiden Lageraufnahmescheiben 11 sind im Lagergehäuse 1 durch in Nuten 15 eingreifende Haltemittel 16 in bezüglich ihrer Aufnahmebohrun- gen 12, 13, 14 übereinstimmender Lage gehalten und gegen Verdrehen gesichert.
Der Antrieb wird in die Rollenwellen 8, 9, 10 eingeleitet, die hierzu auf den durch den einen Gehäusedeckel 3 hindurchgeführten Enden Riemenscheiben 17, 18 und 19 tragen, die von einem gemeinsamen Triebriemen umschlossen sein können. Zweckmässig ist die auf der Antriebs seite befindliche Lageraufnahmescheibe 11 im Lager gehäuse 1 in Achsrichtung festgelegt und dis andere Lageraufnahmescheibe in Achsrichtung verschiebbar, so dass sie axialen Wärmedehnungen des Lager einbaues nachgeben kann.
Die beiden Lageraufnahmescheiben 11 haben einen starren Teil 21, der etwas mehr als die Hälfte des lichten Querschnittes des Lagergehäuses 1 aus füllt. In dem Scheibenteil 21 sind die zwei Auf nahmebohrungen 12 und 13 vorgesehen. Die dritte Lageraufnahmebohrung 14 befindet sich in einem ringförmigen Scheibenteil 22, der von dem an der Wand des Lagergehäuses 1 anliegenden Scheibenteil 21 oberhalb der Spindel 4 getrennt ist und ausserdem in dem Leerraum oberhalb des Scheibenteils 21 frei liegt, also mit der Wand des Lagergehäuses 1 keine Berührung hat.
Von dem Ringteil 22 gehen an zwei einander ungefähr diametral gegenüberliegenden Stellen 23, die in einer zur gemeinsamen Achsebene 24 der beiden Aufnahmebohrungen 12 und 13 par allelen Ebene 25 liegen, dünnwandige Materialstege 26 aus, die in Randnähe an den Stellen 27 in den Scheibenteil 21 übergehen, und zwar mit spiegelbild lichem Verlauf zu der durch die Achse der dritten Lageraufnahmebohrung 14 und der Spindel 4 geleg ten Ebene 28. Die Stege 26 wirken wie Blattfedern und bilden eine federnde Brücke, in deren Mitte der Ringteil 22 der Lageraufnahmescheibe aufgehängt ist. Hierdurch ist der Ringteil 22 und damit die in ihm gelagerte Rollenwelle 10 in genau radialer Rich tung zur Achse der Spindel 4 federnd nachgiebig.
Der Scheibenteil 21 ist gegenüber den Kräften, die von innen her über die Spindel 4 und von aussen vom Lagergehäuse her auf ihn einwirken, praktisch starr. Die in dem Scheibenteil 21 in die Bohrungen 12 und 13 eingebauten Wälzlager sind dadurch Festlager. In folge des starren Verhaltens des Scheibenteils 21 können auch vom Lagergehäuse 1 z. B. durch dessen Verspannung in der Maschinenhalterung ausgeübte Kräfte auf die Federung der Materialstege 26 keinen Einfluss haben.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 liegen die Anschlussstellen 23 und 27 der dünnwandigen Stege 26 an dem ringförmigen Scheibenteil 22 und an dem die Festlager enthaltenden Scheibenteil 21 in ein und derselben, zur gemeinsamen Achsebene 24 der Festlager parallelen Ebene 25. Die Materialstege 26 können, wie in Fig. 2 links dargestellt, eben sein, also vollständig in der Ebene 25 verlaufen. Die Federung der Materialstege 26 kann dadurch weicher gestaltet sein, dass sie, wie es in Fig. 2 rechts dargestellt ist, mit quer zu ihrer Hauptrichtung verlaufenden Wellungen 29 versehen sind.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Stellen 27, an denen die dünnwandigen Stege 26 in den die Festlager enthaltenden starren Scheibenteil 21 übergehen, in einer zur gemeinsamen Achsebene der Festlager parallelen Ebene liegen, die ungefähr durch die Achse der Spindel 4 hindurchgeht. Die Materialstege 26 sind hierbei rechtwinklig abgebogen. Die beiden Schenkel der Materialstege 26 sind mit 26' und 26" bezeichnet. Der parallel zur gemein samen Achsebene 28 des Lagerringteils 22 und der Spindel 4 verlaufende Schenkel 26' wächst bei Er wärmung im Betrieb in gleichem Masse wie der Ab stand zwischen den Achsen des Lagerringteils 22 und! der Spindel 4.
Hierdurch ist der Anpressdruck zwischen den Rollen 5, 6, 7 und der Spindel 4 von der im Betrieb auftretenden Erwärmung praktisch unabhängig.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die ge genüber der Ausführungsform nach Fig. 2 an sich schon weichere Federung durch eine Wellung 29 der Materialstege 26 noch weicher gestaltet sein. In Fig. 4 ist die Wellung 29 in dem an den Lagerring teil 22 anschliessenden Schenkel 26" und in Fig. 5 in dem an den starren Scheibenteil 21 anschliessenden Schenkel 26' vorgesehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verlaufen die gegebenenfalls gewellten dünnwandigen Stege 26 in etwa radialer Richtung zu dem ringförmigen Schei benteil 22 in einem spitzen Winkel zur gemeinsamen Achsebene 24 der beiden Festlager. Auch hier hat die Wärmedehnung der Stege eine zur gemeinsamen Achsebene 28 des Ringteils 22 und der Spindel 4 parallele Komponente,, so dass der Einfluss der Wärmedehnungen auf den Anpressdruck zwischen den Rollen 5, 6, 7 und der Spindel 4 praktisch aus geschaltet ist.
Die Leerräume zwischen dem ringförmigen Schei- benteil 22 und dem die Festlager enthaltenden Schei benteil 21 undloder die Leerräume des Lager gehäuses 1 sind bei den Ausführungsbeispielen ganz oder teilweise durch- schwingungsdämpfende Werk stoffe ausgefüllt, die in den Fig. 2 und 3 durch kreuz- schraffierte Flächenstücke 30 angedeutet sind.
Als schwingungsdämpfender Werkstoff kommt vornehm lich ölbeständiger Gummi in Betracht, der auf die Lageraufnahmescheibe aufvulkanisiert sein kann.