DD233161A1

DD233161A1 - Hydrodynamisches gleitlager

Info

Publication number: DD233161A1
Application number: DD27184284A
Authority: DD
Inventors: Juergen Misselwitz; Franz Scharnweber; Karl Wuensch
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1986-02-19

Abstract

Hydrodynamisches Gleitlager der Ausfuehrungsart mit versetzt angeordneten Lagerflaechen fuer eine Wellenlagerung mit grossem Belastungsbereich in bezug aeusserer Krafteinwirkung und Drehzahl. Besonders geeignet zur robusten Praezisionslagerung einer Welle, einer Arbeitsspindel oder Arbeitswelle vorzugsweise im Werkzeugmaschinenbau, insbesondere fuer Schleifmaschinen. Ziel ist es, die Anwendungsbreite bekannter hydrodynamischer Mehrflaechen-Gleitlager zu erweitern und den oekonomischen sowie technischen Aufwand dazu einzugrenzen und die vorhandenen Maengel zu vermeiden resp. zu mindern. Die inneren Lagerspiele den Belastungsparametern unkompliziert und auch im Stand bzw. im Zustand der Montage der Wellenlagerung anzupassen, wird dadurch erreicht, dass in einem Aufnahmehohlkoerper mit in den Innenraum muendenden Versorgungs- sowie Entsorgungsleitungen fuer das Hydromedium mindestens zwei mit je einer konkaven Axialflaeche ausgestalteten Lagerkoerper, die mit jeweils der Kruemmungsmittenachse ihrer Konkavflaeche zur Wellenumlaufachse radial versetzt, kontraer gegenueberliegend im Aufnahmehohlkoerper angeordnet sind und mindestens ein Lagerkoerper davon einstellbar und lagegesichert festgehalten ist. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung Hydrodynamisches Gleitlager

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydrodynamisches Gleitlager der Ausführungsart mit versetzt angeordneten Lagerflächen für eine Wellenlagerung mit großem Belastungsbereich in Bezug äußerer Krafteinwirkung und Drehzahl . Das erfindungsgemäße Gleitlager ist hinsichtlich der Lagerspiele diesen Belastungen unkompliziert anzupassen. Besonders eignen sich derartige hydrodynamische Gleitlager zur robusten Prazisions-Wellenlagerung in Werkzeugmaschinen sowie Kraft- und Ai— beitsmaschinen , insbesonders für Schleifmaschinen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist, daß sich in hydrodynamisch arbeitenden Gleitlagern ein tragfähiger Schmiermittelfilm selbsttätig aufbaut hervorgerufen von der Schmierkeilwirkung und die Adhäsion des Schmierstoffes (Hydromedium) . Es sind bereits eine Vielzahl von Konstruktionen für die Gestaltung hydrodynamischer Lager entwickelt. So ist nach dem französischen Patent 2 147 398 (B) (712/332) vom 26. Juli 1971 gemäß IPK F 16 c 23/00 ein hydrodynamisches Gleitlager der Ausführungsform mit versetzt angeordneten Lagerflächen bekannt, das ausgeführt mit mindest zwei beweglich einstellbaren Lagerhülsensegmenten, die frei in einer radialen Ebene befestigt sind und durch vorhandene

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erste und zweite Stellmitte! gegenüber einem die Lagerhülsensegmente sowie die zu lagernde Welle umschließenden Aufnahmehohlkörper die Lagerhülsensegmente fixiert sind. Nachteile der v. g. technischen Lösung für ein hydrodynamisches Gleitlager sind wesentlich die geringere Dämpfung infolge der Punktabstützung der Segmente, der hohe Aufwand für die Teileherstellung in Bezug der Qualitätsansprüche und die geringe Steifigkeit durch die mehreren in Reihe geschalteten Nachgiebigkeiten .

Ziel der. Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es , die Anwendungsbreite für ein an sich bekanntes hydrodynamisches Mehrflächen-Gleitlager in Bezug der äußeren Krafteinwirkung als auch der Drehzahl zu erweitern und den ökonomischen sowie technischen Aufwand dazu einzugrenzen und die vorhandenen Mangel der aufgeführten technischen Lösung dabei zu vermeiden resp . zu mindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Ursache der arteigenen Mangel der v. g. technischen Lösung sind die freie Aufnahme und Anlage der Lagerhülsensegmente an die Stellmittel im Lagerungsraum der Welle gegen den sich erst nach in -Gangsetzen der Welle im Lagerinnenraum zwischen der Wellenoberfläche und den Innenflächen der Lagerhülsensegmente ausbildenden Auflauf-Schmierkeilen. Das Regulieren des sich dabei jeweilig an der Schmierkeilspitze einstellenden Spaltes zwischen der Wellenoberfläche und je einer Innenflächenkante der Lagerhülsensegmente ist demgemäß auch nur im Betriebszustand der Wellenlagerung unkompliziert ausführbar. Daraus ergibt sich die technische Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ein Hydrodynamisches Gleitlager der Ausführungsart mit versetzt angeordneten Lagerflächen für eine Wellenlagerung mit großem Beiastungsbereich in Bezug äußerer Krafteinwirkung und Drehzahl zu schaffen , das hinsichtlich der inneren Lagerspiele diesen Belastungsparametern unkompliziert ,· auch im Stand bzw. Zustand der

Montage der Wellenlagerung, anzupassen ist. Dabei in seiner Spieleinstellung und Einstellung der Lagerhüisensegmente dauerhaft verbleibt, trotzdem aber nacheinstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Hydrodynamischen Gleitlager bestehend aus einem Aufnahmehohlkörper mit in den Innenraum mündenden Versorgungs- sowie Entsorgüngsleitungen für ein Hydromedium und mindestens zwei mit je einer konkaven Axialfläche ausgestalteten Lagerkörper, die mit jeweils der Krümmungsmittenachse ihrer Konkavfläche zur Wellenumlaufachse radial versetzt, konträr im Aufnahmehohlkörper gegenüberliegend angeordnet und befestigt sind; der Aufnahmehohlkörper dabei als ein Hohlzylindei— körper und die Lagerkörper als je eine Lagerschale mit je einer konvexzylindrischen Außenformfläche sowie je einer konkavzylindrischen Innenformflache ausgeführt sind. Innenseitig im Aufnahmehohlkörper der eine Lagerkörper formanliegend aufgenommen und beispielsweise mittels Schrauben oder durch metallklebetechnische Maßnahmen befestigt ist. Und weiteres im Aufnahmehohlkörper der andere Lagerkörper mit der konkavzylindrischen Innenformf lache konträr zu dergleichen im ersten Lagerkörper gegenüberliegend als Dreh-Segmentlagerschale um je ein Halte-/Lagerelement radial in Richtung zur Zylindermantelfläche der Welle kippdrehbar gelagert und in Bezug zur Welle mittels einem oder mehreren Stellelementen einstellbar sowie durch eine Gießharzschicht lagegesichert im Aufnahmehohlkörper gehalten ist.

Zur Lagerung einer Welle, die an der Lagerungsstelle ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück aufweist, sind die beiden Lagerkörper mit je einer konkavkegeligen innenfläche ausgeführt. Der Lagerkörper auf den Halte-/Lagerelementen ist dort außerdem axialverschieblich gelagert und zum achsparallelen Verstellen dieses Lagerkörpers gegenüber dem Kegelstumpfförmigen Wellenstück der Welle sind in dem Aufnahmehohlkörper Ha!te-/Steile!emente vorhanden und mit· dem bewegbaren Lagerkörper verbunden .

In einer' Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hydrodynamischen Gleitlagers mit mehr als zwei um eine zylindrische Welie umfangsver-

teilt angeordnete Lagerkörper ist innenseitig im Aufnahmehohlkörper in untereinander mit vorzugsweise gleichen Kreisteilungsabständen vorhandenen Ausnehmungen nur jeweils ein Lagerkörper als außen-/ innenzylinderflächig gestaltete Kurz-Lagerschale um je ein Halte-/ Lagerelement radial in Richtung zur Zylindermantelfläche der Welle kippdrehbar gelagert und in Bezug zur Welle ist eine jede der Kurz-Lagerschale mittels des jeweils einen oder der mehreren angeordneten Stellelemente einstellbar sowie durch eine Gießharzschicht lagegesichert im Aufnahmehohlkörper gehalten.

In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hydrodynamischen Gleitlagers mit mehr als zwei um ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück umfangsverteilt angeordnete Lagerkörper ist innenseitig im Aufnahmehohlkörper in untereinander mit vorzugsweise gleichen Kreisteilungsabständen vorhandenen Ausnehmungen nur jeweils ein Lagei— körper als innenkegelflächig gestaltete Kurz-Lagerschale um je ein Halte-/Lagerelement radial in Richtung zur Kegelstumpfmantelfläche der Welle kippdrehbar sowie achsschwenkbar gelagert und in Bezug zum kegelstumpfförmigen Wellenteilstück der Welle ist eine jede der Kurz-/Lagerschalen mittels des jeweilig einen oder der mehreren angeordneten Stellelemente einstellbar sowie durch jeweilig eine Gießharzschicht lagegesichert im Aufnahmehohlkörper gehalten.

Beim Anwenden des erfindungsgemäßen Hydrodynamischen Gleitlagers strömt durch dasselbe ein entsprechendes Hydromedium mit dem Zufluß und Abfluß desselben durch die in den Innenraum des Lagers mündenden Versorgungs- sowie Entsorgungsleitung, welche an eine das Hydromedium umwälzende Pumpe angeschlossen sind. Die nach der ersten Umdrehung der im vorhandenen Hydrodynamischen Gleitlager gelagerten Welle sich ausbildenden Auflauf-Schmierkeile zwischen der Welle und den ! .agerkörpern sind sofort voll tragfähig und bleiben es für die ausgelegten Parameter der Lagerbelastung hinsichtlich Krafteinwirkung von außen als auch Drehzahlen bei erfindungsgemäßer Lagerausführung. Die Einsteübarkeit zur Genaulage der Lagerkörper im Aufnahmehohlkörper sowie die Lagesicherung derselben dabei durch die eingebrachte Gießharzschicht garantieren das Stabilverhalten der Lagerspiele .

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels eines Hydrodynamischen Gleitlagers für die Wellenlagerung einer zylindrischen Welle als auch einer Welle, die an der Lagerungsstelle ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück aufweist, und dazu jeweils eine Variantenlösung mit mehr als zwei um die Welle umfangsverteilt angeordneten Lagerkörpern, näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Radialschnitt durch ein Hydrodynamisches Gleitlager in der erfindungsgemäßen Anordnung für die Wellenlagerung einer zylindrischen Welle als auch einer Welle, die an der Lagerungsstelle ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück aufweist.

Fig. 2: Längsschnitt AA nach Fig. 1 der erfindungsgemäßen Anordnung für eine Welle, die an der Lagerungsstelle ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück aufweist.

Fig. 3: Längsschnitt wie in Fig. 2 jedoch an der Schnittstelle durch die Axiallängsverstellung des dazu längsachsbewegbaren Lagerkörpers.

Fig. 4: Radialschnitt (Ausschnitt) durch ein Hydrodynamisches Gleitlager in der erfindungsgemäßen Anordnung mit mehr als zwei um die Welle umfangsverteilt angeordneten Lagerkörpern für eine zylindrische Welle .

Fig. 5: Radialschnitt (Ausschnitt) wie nach Fig. 4 jedoch für eine Welle mit einem an der Lagerungsstelle kegelstumpfförmigen Wellenteilstück .

Mach Fig. 1 sind in einem Aufnahmehohlkörper 1 die Lagerkörper 2 und 3 angeordnet und befestigt. Der Lagerkörper 2 ist dabei mit seiner konvexzyiindrischen Außenformfläche innenseitig im Aufnahmehohlkörper 1 zwischen den einmündenden Versorgungsleitungen VL für das Hydromedtum formanliegend aufgenommen und durch Schrauben befestigt. Der Lagerkörper 3 ist dem Lagerkörper 2 konträr

gegenüberliegend im Aufnahmehohlkörper 1 und Halte-/Lagerelemente 7 drehkippbar gelagert und ein bzw. mehrere Steüelemente

6 stützen den Lagerkörper 3 seiner konvexzylindrischen Außenformfläche 3.1 ab. Zwischen der Innenzylinderfläche des Aufnahmehohlkörpers 1 und der Konvexzylindrischen Außenformfläche 3.1 des Lagerkörpers 3 befindet sich im ausgebildeten Freiraum eine Gießharzschicht 5. Die konkavzyiindrischen Innenformflächen 2.2 und 3.2 der Lagerkörper 2 bzw. 3 umschließen die Welle 4 und begrenzen je einem bogenkeilförmigen Freiraum. Eine aus dem Läget— innenraum herausführende Entsorgungsleitung EL ist dabei nahe dem bogenkeilförmigen Freiraum am Lagerkörper 3 angeordnet.

Die Fig. 2 zeigt die Anordnung des Lagerkörpers 3 im Aufnahmehohlkörper 1 im Schnitt AA nach Fig. 1. Der Lagerkörper 3 ist in je einem Halte-/Lagerelement 7 axial gelagert und längsachsvei— schieblich geführt. Die Gießharzschicht 5 hinterfüttert dabei den Lagerkörper 3 gegenüber dem Aufnahmekörper 1 in der vollen Längserstreckung seiner konvexzylindrischen Außenformfläche 3.1. Nach Fig. 3 ist der längsachsverschiebiiche Lagerkörper 3 in einem gestreckt dargestellten Schnitt durch die Längsachsverstellung gezeigt In dem Aufnahmehohlkörper 1 ist der Lagerkörper 3 längs seiner konvexzylindrischen Außenformfläche 3 . 1 axialverschiebbar und dazu sind im Aufnahmehohlkörper 1 stirnseitig Halte-/ Stellelemente 8 bzw. 9 für ein Axialverschieben des Lagerkörpers 3 durch Zugschrauben und/oder Druckschrauben gegenüber dem ζ. B. kegelstumpfförmigen Weilenteilstück 4.1.

Die Variantenlösungen mit mehr als zwei um die Welle 4 bzw . dem kegelstumpfförmigen Wellenteilstück 4.1 umfangsverteilt angeordneten Lagerkörpern 3 zeigen die Fig. 4 bzw . 5.

Nach Fig. 4 bzw. 5 sind je ein Lagerkörper 3, jeweilig als Kurz-Lagerschale ausgeführt, in umfangsverteilt angeordneten Aussparungen 1.2 im Aurnahmehohlkörper 1 um je ein Halte-/Lagerelement

7 radial in Richtung zur Zylinder- oder Kegelmantelfläche einer Welle 4 kippdrehbar bzw . desgleichen und durch ein Elastikelement 10 in einem Langloch gehalten auch längsachssschwenkbar gelagert.

Steilelemente 6 sind oberhalb der Halte-/Lagerelemente 7 angeordnet zum Anstellen der Lagerkörper 3 mit der konkavzylindrischen Innenformfläche 3.2 an eine zylindrische Welle 4 oder mit der konkavkegeligen Innenformfläche 3 .3 an ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück 4.1 einer Welle 4. Den Freiraum um die Lagerkörper 3 in der jeweiligen Ausnehmung 1.1 im Aufnahmehohlkörper 1 füllt je eine Gießharzschicht 5 sowohl in der Variantenausführung des erfindungsgemäßen Hydrodynamischen Gleitlagers nach Fig. 4, als auch nach Fig. 5.

Claims

Erfindungsanspruch

. Hydrodynamisches Gleitlager mit radial versetzten Lagerschalen für eine Wellenlagerung mit großem Belastungsbereich in Bezug äußerer Krafteinwirkung und Drehzahl , bestehend aus einem Aufnahmehohlkröper mit in den Innenraum mündenden Versorgungssowie Entsorgungsleitungen für das Hydromedium und mindestens zwei mit einer konkaven Axialfläche ausgestaltete Lagerkörper, die mit jeweils der Krümmungsmittenachse ihrer Konkavfläche zur Wellenumlaufachse radial versetzt, konträr im Aufnahmekörper gegenüberliegend angeordnet und befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der Aufnahmehohlkörper (1) als ein Hohlzylinderkörper und die Lagerkörper (2;3) als je eine Lagerschale mit je einer konvexzylindrischen Außenformfiäche (2.1 bzw. 3.1) sowie je einer konkavzylindrischen Innenformfläche (2.2 bzw. 3.2) ausgeführt sind, innenseitig im Aufnahmehohlkörper (1) der Lagerkörper (2) formanliegend aufgenommen und beispielsweise mittels Schrauben (8) oder durch metallklebetechnische Maßnahmen befestigt'ist, weiteres im Aufnahmehohlkörper (1) der Lagerkörper (3) mit der konkavzylindrischen Innenformfläche (3.2) konträr zu dergleichen im Lagei— körper (2) gegenüberliegend als Dreh-Segmentlagerschale um je ein Halte-/Lagerelement (7) radial in Richtung zur Zylindermantelfläche der Welle (U) kippdrehbar gelagert und in Bezug zur Welle (4) mittels einem oder mehreren Stellelementen (6) einstellbar sowie durch eine Gießharzschicht (5) lagegesichert im Aufnahmehohlkörper (1) gehalten ist.

. Hydrodynamisches Gleitlager nach Punkt 1 zur Lagerung einer Welle, die an der Lagerungsstelie ein kegelstumpfförmiges Wellenteilstück aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Lagerkörper (2;3) mit je einer konkavkegeligen Innenformfläche (2.3 bzw. 3.3) ausgeführt sind, der Lagerkörper (3) auf den Halte-/Lagerelementen (7) außerdem auch axiaiverschieblich

gelagert ist und zum achsparallelen Verstellen des Lagerkörpers (3) gegenüber dem kegelstumpfförmigen Wellenteilstück (4.1) der Welle (4) in dem Aufnahmehohikörper (1) Haite-/Stelle!emente (8 bzw. 9) vorhanden sind.

. Hydrodynamisches Gleitlager nach Punkt 1 in einer Ausführungsvariante mit mehr als zwei um die zylindrische Welle umfangsverteilt angeordnete Lagerkörper, *
dadurch gekennzeichnet,

daß innenseitig im Aufnahmehohlkörper (1) in untereinander mit voi— zugsweise gleichen Kreisteilungsabständen vorhandenen Ausnehmungen (1.1). nur jeweils ein Lagerkörper (3) als außen-/innenzy!inderflächig gestaltete Kurz-Lagerschale um je ein Halte-/Lagerelement (7) radial in Richtung zur Zylindermantelfläche der Welle (4) kippdrehbar gelagert und in Bezug zur Welle (4) mittels des einen oder der mehreren Stellelemente (6) einstellbar sowie durch eine Gießharzschicht (5) lagegesichert im Aufnahmehohlkörper (1) gehalten ist.

. Hydrodynamisches Gleitlager nach Punkt 2 in einer Ausführungsvariant mit mehr als zwei um das kegelstumpfförmige Wellenteilstück umfangsverteilt angeordnete Lagerkörper ,
dadurch gekennzeichnet,

daß innenseitig im Aufnahmehohlkörper (1) in untereinander mit gleichen oder ungleichen Kreisteilüngsabständen vorhandenen Ausnehmungen (1.1) nur jeweils ein Lagerkörper (3) als innenkegelflächig gestaltete Kurz-Lagerschale um je ein Halte-/Lagerelement (7) radial in Richtung zur Kegelstumpfmantelfläche der Welle (4) kippdrehbar sowie längsachsschwenkbar in einem Langloch und von einem EIa-. stikelement (10) gehalten gelagert und in Bezug zum kegelstumpfförmigen Wellenteilstück (4.1) der Welle (4) m'ttels des einen oder der mehreren Stellelemente (6) einstellbar sjwie durch jeweilig eine Gießharzschicht (5) lagegesichert im Aufnahmehohlkörper (1) gehalten ist.

- Hierzu 4 Seiten Zeichnungen -