CH635656A5

CH635656A5 - Hydrostatische stuetzvorrichtung.

Info

Publication number: CH635656A5
Application number: CH185679A
Authority: CH
Inventors: Alfred Dr Christ; Heinz Annen
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-02-26
Publication date: 1983-04-15
Also published as: IT1141403B; AT375453B; DE3001487C2; JPS55115689A; CA1123810A; JPS5925917B2; DE3001487A1; ATA101480A; IT8020197A0; US4310204A

Description

635 656

PATENTANSPRÜCHE

1. Hydrostatische Stützvorrichtung zum Lagern eines bewegbaren Maschinenteils mit einem Stützelement, das an seiner dem bewegbaren Maschinenteil zugewandten Tragfläche mindestens 5 eine über eine Drosselbohrung ( 5 ) gespeiste Lagertasche (4) für die tragende Druckflüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dassdas Stützelement (3,8) mittels federnder Elemente (15) gegenüber einem Fundament (16) gelagert ist und einen Stützelementkörper (8) und einen die Tragfläche, die Lagertasche (4) 10 und die Drosselbohrung (5 ) aufweisenden Tragteller (3) aufweist, und dass der Stützelementkörper (8) und der Tragteller (3) gegeneinander in der Stützrichtung verschiebbar sind und miteinander einen Druckraum (7) begrenzen, durch den hindurch die tragende Druckflüssigkeit der Drosselbohrung (5) zugeleitet 15 wird, und dass eine Feder (12) vorgesehen ist, die den Tragteller (3) und den Stützelementkörper (8) zueinander zieht entgegen der vom Druckraum (7) erzeugten Druckkraft.

2. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Fläche (DT) der Tragfläche 20 des Tragtellers (3 ) gleich gross wie die Querschnittsfläche (DR) des Druckraumes (7) ist.

3. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Fläche (D-r) der Tragfläche des Tragtellers (3 ) etwas grösser als die Querschnittsfläche (DR) des Druckraums (7) ist.

4. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erste Anschläge ( 12,13) vorgesehen sind, die den Verschiebeweg zwischen dem Tragteller (3) und dem Stützeiementkörper (8) begrenzen, und dass zweite Anschläge 30 (18) vorgesehen sind, die den Verschiebeweg zwischen dem Stützquellenkörper (8) und dem Fundament (16) begrenzen.

5. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeweg zwischen Tragteller (3) und Stützelementkörper (8) grösserist als der Verschiebeweg 35 zwischen Stützelementkörper (8) und Fundament (16).

6. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Elemente durch eine mechanische Feder (15) und einen dieser parallel geschalteten hydraulischen Stellmotor (20) gebildet sind. 40

7. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Speisung des Stützelements (3, 8) mit einem zeitkonstanten Volumenstrom von Druckmittel vorgesehen sind.

8. Hydrostatische Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 45 gekennzeichnet, dass der Tragteller (3) gegenüber dem Stützelement (8 ) schwenkbar ausgebildet ist, und die Verbindung des Tragtellers (3) mit dem Stützelementkörper (8) über die Feder (12) eine Gelenkstelle (11) aufweist.

50

Es sind hydrostatische Stützvorrichtungen zum Lagern von sich bewegenden Maschinenteilen bekannt, die in gewissen Ausführungen kombiniert sind mit federnden Anpresselemen- 55 ten: Schweizerische Patentschrift 579723. Mit Hilfe solcher Stützvorrichtungen lassen sich z. B. Lagerungen von sich drehenden Maschinenteilen herstellen, indem mehrere solcher Stützvorrichtungen am Umfang angewendet werden, vorteilhafterweise so, dass beim Ausfall einer Stützvorrichtung der drehende 60 Teil weiterlaufen kann oder mindestens sicher auslaufen kann.

Nachteil einer Stützvorrichtung der bekannten Ausführung ist, dass bei Ausfall der Anspeisung mit Druckmittel, die Stützelement-Tragfläche von der Feder gegen die bewegte Lauffläche des Rotors gepresst wird, ohne dass Druckflüssigkeit für einen Spalt 65 zwischen den beiden Flächen sorgt. Es ist deshalb in einem solchen Fall mit Verschleiss derTrag- oder Lauffläche zu rechnen.

Hier soll die erfindungsmässige Stützvorrichtung Abhilfe schaffen, indem die Tragfläche bei Sperrflüssigkeitsausfall sich soweit zurückzieht, dass die Tragfläche sicher von der Lauffläche abgehoben wird.

Anhand der beispielhaften Fig. 1 sei die Vorrichtung näher beschrieben:

Die Lauffläche des sich bewegenden Maschinenteiles (1) ist durch den Flüssigkeitsfilm (2) vom Tragteller (3) getrennt.

Dieser dünne Flüssigkeitsfilm wird dadurch aufrechterhalten, dass in die unter Druck stehenden Lagertaschen (4) durch Drosselbohrungen (5) Flüssigkeit von einer nicht gezeichneten volumetrischen Pumpe mit konstantem Fördervolumen zuge-spiesen wird über die Zuleitung (6) und den Druckraum (7). Dabei sind die Dimensionen derTeile so gewählt, dass die tragende Fläche des Druckraumes (7) gleich gross ist wie die wirksame Tragfläche, in Fig. 1 charakterisiert durch DR = DT (die wirksame Tragfläche ist so definiert, dass Taschendruck mal wirksame Tragfläche = Tragkraft ist). Die Tragfläche ist in Fig. 1 kreisrund dargestellt. Sie kann - unter Wahrung der Flächengleichheit-aber auch andere Formen (z. B. quadratisch), haben. Der Druckraum (7) ist unten abgeschlossen durch den Stützelementkörper (8), der eine Dichtung (9) trägt, die eine allseitige geringe Winkelbewegung sowie eine Verschiebung des Tragtellers (3) zulässt. Über einen zentralen Bolzen (10) mit einem Kugelgelenk (11) wird der Tragteller (3) in Ruhestellung vermittels der Ringfedern (12) nach unten, also von der Lauffläche weggezogen, bis der Anschlag (13) aufliegt. Dichtungen (14) verhindern, dass Druckflüssigkeit entang dem Bolzen (10) aus-fliesst. Der Stützelementkörper (8) ist vermittels federnder Elemente ( 15) auf das Fundament (16) und auf die Unterlage (17) abgestützt. Ein Anschlag (18) begrenzt den Verschiebeweg des Stützquellenkörpers nach beiden Seiten.

In Fig. 1 sind als federndes Element Tellerfedern gezeichnet, jedoch kann alternativ beispielsweise ein Hydraulikmediumraum, verbunden mit einem Gasspeicher vorgesehen werden, in der Weise, dass die gewünschten Einfederungs- und Dämpfungseigenschaften der gesamten Stützvorrichtung gewährleistet werden.

In Ruhestellung (ohne Tragflüssigkeitszuspeisung) ziehen die Federn (12) über das Kugelgelenk ( 11 ) den Tragteller (3) von der Lauffläche (1) weg. Der Rückzugweg bis zum Anschlag (13) ist grösser als der Vorlaufweg der federnden Elemente ( 15) bis zum oberen Anschlag (18).

Wenn der Tragflüssigkeitsstrom von der Pumpe geliefert wird, so entsteht infolge der Drosselwirkung der Bohrungen (5) im Druckraum (7) ein höherer Druck als in den Lagertaschen (4). Die Drosselbohrungen (5) sind so dimensioniert, dass dieser Druckabfall reichlich genügt, um die Federn (12) bis zum Anschlag (Flachliegen der Federn) zu spannen (gezeichnete Stellung). Wird die Stützvorrichtung belastet, so baut sich in den Lagertaschen (4) ein gewisser Druck auf, indem die den Flüssigkeitsfilm begrenzenden Randstege den Flüssigkeitsabfluss drosseln. Parallel dazu baut sich auch im Druckraum (7) ein Druck auf, der immer um den gleichen Betrag höher ist als der Druck in den Taschen [konstanter Volumenstrom, also konstanter Druckabfall zwischen (7) und (4)]. Der Druckabfall in den Bohrungen (5) und die Federkraft der Federn ( 12) werden so dimensioniert, dass die über das Kugelgelenk (11) geleitete Kraft die Winkelbeweglichkeit des Tragtellers (3) nicht hindert am freien Sich-Einstellen entsprechend der Lauffläche.

Je nach Belastung der Lauffläche werden die federnden Elemente (15) eingedrückt, was der gesamten Stützvorrichtung die gewünschte Kraft-Weg-Charakteristik gibt; hingegen bleiben der Tragteller (3) und der Stützelementkörper (8) bis zum Anschlag verspannt.

Erst bei Ausfall des Tragflüssigkeitsstroms verschwindet auch der Druckverlust in d.en Bohrungen (5) und damit die Kraft, die

3

635 656

die Federn (12) spannt. Sie ziehen also den Teller (3 ) zurück bis zum Anschlag (13), d. h. in die Ruhestellung.

Das Einjustieren der gesamten Stützvorrichtung auf die richtige- Arbeitshöhe, oder auch das Ausgleichen derTragkräfte im Fall, dass mehrere Stützvorrichtungen zusammenarbeiten, kann - mit geringer Kraft - durch Verstellen der Bolzenmutter ( 19 ), geschehen, wobei die zugehörige Verdrehsicherung nicht dargestellt ist.

Wird die in Fig. 1 dargestellte hydrostatische Stützvorrichtung so dimensioniert, dass die wirksame Tragfläche des Tragtellers (3) etwas grösser ist als die Fläche des Druckraumes (7), d. h. DT grösser als DR, sinkt die die Federn ( 12 ) im Anschlag haltende Anschlagkraft mit steigendem Druck in den Lagertaschen (4). bis sie bei einem bestimmten Wert gleich 0 wird. Hier beginnen die Federn ( 12) den Tragteller (3)zurückzuziehen, so dass der Druck in der Lagertasche nicht weiter steigt. Die Rückzugsvorrichtung in dieser Ausführungsform wirkt also auch als als Druckbegrenzungsvorrichtung. Die das Druckmittel liefernden Pumpen brauchen in diesem Fail nicht mit einem eigenen Druckbegrenzer ausgerüstet zu werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von 5 dem nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, dass das durch die Leitung (6) zugeführte Druckmittel zusätzlich in einen den Stützelementkörper (8) auf dem Fundament abstützenden Druckraum (20) eingeleitet wird. Damit müssen die federnden Elemente ( 15 ) nur noch einen Bruchteil der gesamten Stützvor-lo richtungs-Tragkraft übernehmen.

Das Stützelement (3,8) wird mit einem zeitkonstanten Volumenstrom von Druckmittel gespeist.

Durch Ändern des Druckmittel-Volumenstromes kann der Höchstdruck des Druckmittels im Stützelement eingeregelt wer-15 den. Durch Verändern der Drosselcharakteristik der Drosselbohrung (5) kann ebenfalls der Höchstdruck des Druckmittels im Stützelement einjustiert werden.

M

1 Seite Zeichnungen