DE1077007B

DE1077007B - Anordnung der Lager von Wellen od. dgl. umlaufenden Maschinenteilen

Info

Publication number: DE1077007B
Application number: DED29359A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ludwig Kraus
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1958-11-14
Filing date: 1958-11-14
Publication date: 1960-03-03

Description

Anordnung der Lager von Wellen od. dgl. umlaufenden Maschinenteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der Lager von Wellen od. dgl. umlaufenden Maschinenteilen, wobei die Lager über elastische Zwischenglieder gegenüber dem feststehenden Gehäuse abgestützt sind.
Es ist bekannt, die Lager von mit hoher Drehzahl umlaufenden Wellen, z. B. von Abgasturboladern, gegenüber dem feststehenden Gehäuse in kleinen Grenzen elastisch abzustützen, um einen geräuschärmeren Lauf zu erreichen und die während des Betriebes entstehenden schädlichen Wellenschwingungen zu unterbinden oder zumindest zu dämpfen, welche die Lebensdauer der Maschine, insbesondere der Lager der Welle, verkürzen. Als elastische Zwischenglieder werden meistens fein bearbeitete, unter radialer Vörspannung stehende, offene Lamellen aus Federstahl. verwendet, die um den Außenumfang der Wälzlager schichtweise versetzt angeordnet sind.
Wenn auch die elastische Abstützung der Wellenlager in einer Hinsicht durch Vermeidung oder- zumindest durch Dämpfung der Wellenschwingungen große Vorteile besitzt, so bringt sie doch auch in mancher Hinsicht Nachteile mit sich. Die Nachteile bestehen unter anderem darin, daß bei auftretenden größeren, in bezug auf die beiden Wellenlager entgegengesetzt gerichteten, gleichzeitigen Schwingungsausschlägen - was eine Schräglage der Welle gegenüber der Turbinenlagerächse zur Folge hat - eine Verklemmung der Wälzlager auftreten -kann.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Wellenlager innerhalb einer gemeinsamen, starren Hülse einzubauen, die -in radialer Richtung betrachtet =zwischen den Außenteilen der Lager, z. B. den Außenringen von Wälzlagern, und den elastischen Zwischengliedern liegt.
In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, die gemeinsame Hülse mit radial gerichteten Schultern zu versehen, an denen die nach innen zeigenden Stirnseiten sowohl der Außenringe der Wälzlager als auch der elastischen Zwischenglieder anliegen.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß in den Fällen, in denen das eine Wellenende in der einen Richtung und das andere Wellenende wechselseitig in der anderen, entgegengesetzten Richtung schwingt, stets die Lagerachse und die Wellenachse zusammenfallen.
Um auch bei vorhandener elastischer Abstützung der Wellenlager gegenüber dem feststehenden Gehäuse unter allen Umständen ein einwandfreies und zufriedenstellendes Funktionieren der Abdichtung zu gewährleisten, wurde bei einer Ausführung ohne gemeinsamer Hülse für die Wellenlager schon vorgeschlagen, auch den bzw. die nichtumlaufenden Teile der Abdichturig der Welle bzw. dem jeweiligen Wellenlager zuzuordnen, derart, daß sie - von der Welle aus gesehen - vor den elastischen Zwischengliedern ange ordnet und mit dem stillstehenden Außenteil- des Lagers, z. B. dem Außenring eines Wälzlagers, ohne Bewegungsfreiheit in radialer Richtung gegenüber dem letzteren, mittelbar oder unmittelbar verbunden sind. Zu diesem Zweck ist gemäß dieses Vorschlages an jedem Lager ein besonderes Bauteil vorgesehen, das außen auf dem Außenteil des Lagers sitzt, und einerseits den nicht umlaufenden Teil der Dichturig trägt und andererseits über einen elastischen Dichtring mit einem feststehendenTeildesMaschinengehäusesnVerbindung steht. Dadurch wird praktisch jede Relativbewegung zwischen dem einen Teil :der: Wellenabdich' tung, der unmittelbar von der-.Welle-:gebildef wird; und dem anderen Teil der Abdichtung, der von dem besonderen Bauteil getragen wird, das vor den elastischen- Zwischengliedern angeordnet ist, vermieden, so daß das Spiel innerhalb der Abdichtung, d. h. der Abstand zwischen beiden vorgenannten Dichtungsteilen stets konstant bleibt, wodurch es möglich ist, das Dichtungsspiel auf ein ganz geringes Maß zu reduzieren.
Anknüpfend an das vorstehend Erläuterte, das Gegenstand einer älteren Patentanmeldung ist, wird gemäß der Erfindung ferner vorgeschlagen, an den Außenenden der Hülse je ein besonderes Bauteil der oben beschriebenen Art zu befestigen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor, die in einem Ausführungsbeispiel die Lage der Welle eines Abgasturboladers im Längsschnitt zeigt.
Die Welle 1, auf deren einem Ende der Verdichterläufer 2 und auf deren anderem Ende der Turbinenläufer 3 angeordnet ist, ist mittels Wälzlager 4 und 5 im feststehenden Gehäuse 6 gelagert, und zwar über elastische Zwischenglieder 7 und 8, z. B. fein bearbeitete Lamellen aus Federstahl, wie sie bereits einleitend beschrieben wurden. Die elastischen Zwischenglieder 7 und 8 sind zwischen gehäusefesten Teilen 6', 6" und ringförmigen Flanschen 9', 9" einer für beide Wälzlager 4 und 5 gemeinsamen Hülse 9 eingebaut. Die Hülse 9 weist Schultern 10 und 11 auf, an denen die nach innen zeigenden Stirnseiten sowohl der Außenringe 4' und 5' der Wälzlager 4 und 5 als auch der elastischen Zwischenglieder 7 und 8 anliegen.
Wie die besondere Ausführungsform links oben in der Zeichnung in bezug auf die Gestaltung und Anordnung der Abdichtung der Welle zeigt, ist der ringförmige Flansch 9' der Hülse 9 mit einer radial nach außen gerichteten kleineren Abbiegung 11 versehen, an dem ein besonderes Bauteil B befestigt ist, das aus zwei Teilen B' und B" besteht. Der Teil B' weist einen kleineren Flansch 12 auf, an dem ein Dichtring 13 befestigt ist, dessen nach außen zeigende Seite in einer rinnenförmigen, gehäusefesten Nute 14 eingesetzt ist. Mit dem Teil B' ist der Teil B" fest verbunden, der zwei Dichtflächen 15, 15' aufweist, die den nicht umlaufenden Teil der gezeigten Labyrinthabdichtung darstellen. Die umlaufenden Teile 16, 16' der Labyrinthabdichtung werden von. der Welle 1 gebildet.
Die vorbeschriebene Ausbildung der Abdichtung hat den Vorteil, daß bei auftretenden Schwingungen der Welle 1, die mit 17 angedeutet sind, keine Relativbewegungen zwischen den nicht umlaufenden Dichtflächen 15, 15' einerseits und den umlaufenden Dichtteilen 16, 16' der Labyrinthabdichtung andererseits auftreten, so daß das Dichtungsspiel sehr klein gehalten werden kann, was die Dichtwirkung erhöht.
An ihren beiden Außenenden weist die gemeinsame Hülse 9 Nasen 18 bzw.18' auf, die in vorgesehenen Ausnehmungen 19 bzw. 19' gehäusefester Teile 6' bzw. 6" eingreifen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung der Wälzlager 4 und 5 ist folgende: Kommt die Welle des Abgasturboladers derart in Schwingungen, daß - im Augenblick betrachtet -beim Wälzlager 4 die Welle 1 nach oben ausschlägt, während gleichzeitig die Welle in Höhe des Lagers 5 nach unten schwingt, wodurch die Welle schräg gerichtet ist, so kann sich diese Lage der Welle nicht in nachteiliger Weise auf die Lager auswirken; vielmehr paßt sich die gemeinsame Lagerhülse 9 zusammen mit den Lagern 4 und 5 der Schräglage der Welle 1 an. Ein Verkanten und Verklemmen der Lager 4 und 5 wird daher vermieden. Bei einer dünnwandigen und damit gewichtsmäßig leichten Ausführung der Hülse 9 ist eine Gewähr dafür gegeben, daß keine unerwünschte Änderung des Resonanzbereiches der rotierenden Massen eintritt, aus dem Grunde, weil die Masse der Hülse 9 klein ist gegenüber den umlaufenden Teilen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung der Lager von Wellen od. dgl. umlaufenden Maschinenteilen, wobei die Lager über elastische Zwischenglieder gegenüber dem feststehenden Gehäuse abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (4 und 5) innerhalb einer gemeinsamen, starren. Hülse (9) eingebaut sind, die - in radialer Richtung betrachtet -zwischen den Außenteilen der Lager, z. B. den Außenringen (4', 5') von Wälzlagern (4 und 5), und den elastischen Zwischengliedern (7 und 8) liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Hülse (9) radial gerichtete Schultern (10, 10') aufweist, an denen die nach innen zeigenden Stirnseiten sowohl der Außenringe (4', 5') der Wälzlager (4, 5) als auch der elastischen Zwischenglieder (7, 8) anliegen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Hülse (9) an ihren beiden Außenenden Nasen (18, 18') aufweist, die in vorgesehenen Ausnehmungen (19, 19') gehäusefester Teile (6', 6") eingreifen.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, wobei auch die umlaufenden Teile der Dichtung der Welle bzw. dem jeweiligen Wellenlager zugeordnet sind, in dem sie - von der Welle aus gesehen - vor den elastischen Zwischengliedern, angeordnet sind, in Gestalt je eines besonderen, auf den Außenteilen der Wellenlager sitzenden Bauteiles, das einerseits den bzw. die nichtumlaufenden Teile der Wellenabdichtung trägt und andererseits mit einem gehäusefesten Teil über eine elastische Abdichtung, z. B. einen Dichtring, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenenden der Hülse (9) je ein besonderes Bauteil (B) der vorbeschriebenen Art befestigt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Hülse (9) an ihren Außenenden je einen radial gerichteten Flansch (11) besitzt, an dem das besondere Bauteil (B) lösbar befestigt, z. B. angeschraubt ist.