DE1525214C2

DE1525214C2 - Lagerträger für ein Kugellager

Info

Publication number: DE1525214C2
Application number: DE1525214A
Authority: DE
Inventors: Stanley Littleover Derby Derbyshire Cooper (Grossbritannien)
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1964-04-14
Filing date: 1965-04-07
Publication date: 1974-06-06
Also published as: DE1525214B1; GB1002919A; US3332726A

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit einem Lagerteil für ein Kugellager mit einem ortsfesten Lagergehäuse, mit einem gegenüber dem Lagergehäuse gegen Drehung gesicherten, den äußeren Laufring tragenden Halteteil, wobei zwischen dem Halteteil und dem Lagergehäuse mindestens ein Radialspalt und ein sich daran anschließender, in axialer Richtung verlaufender Umfangsspalt vorgesehen ist, und mit in diesen Spalten befindlichen Mitteln zur Dämpfung radialer und axialer Schwingungen der Lagerwelle zwischen dem Lagergehäuse und dem Halteteil.

Zur Dämpfung radialer und axialer Schwingungen zwischen Lagergehäuse und Halteteil ist es bekannt, in den Radialspalten zwischen Welle und wellenseitigem Laufring sowie in den Radial- und seitlichen Umfangsspalten zwischen dem äußeren Laufring und dem Gehäuse Dämpfungsglieder aus elastischem Stoff, z. B. aus Gummi, vorzusehen. Derartige Dämpfungsglieder sind jedoch mit Ermüdungserscheinungen behaftet und der Abnützung unterworfen.

Es sind ferner Gleit- und Wälzlager bekannt, bei denen die äußere Lagerschale bzw. der äußere Laufring, der gegen Drehung gesichert ist, auf einem unter Druck stehenden Ölfilm schwimmt, der zwischen dem festen Lagergehäuse und den Lagerteilen erzeugt wird. Derartige Anordnungen sind zwar zur Dämpfung radial gerichteter Schwingungen der Lagerwelle geeignet, sie ermöglichen jedoch nicht die Dämpfung von axial gerichteten Schub- oder Biegeschwingungen der Lagerwelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau des Lagerträgers für ein Kugellager zur Dämpfung radialer und axialer Schwingungen der Lagerwelle dauerhaft betriebssicher zu gestalten.

Dies wird bei einem Lagerträger der eingangs umrissenen Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Spalte mit öl als Dämpfungsmittel gefüllt und so bemessen sind, daß sich ein hydrodynamischer Ölfilm ausbildet, der sowohl axiale als auch radiale Druckbelastungen aufnimmt.

Zwischen den axial und radial sich erstreckenden Dämpfungsspalten ist in Weiterbildung der Erfindung mindestens ein diesen Spalten gemeinsamer Ringraum mit solchen Abmessungen vorgesehen, daß im Betriebszustand ein Druckausgleich zwischen den Dämpfungsspalten verhindert wird. Diese Räume können in an sich bekannter Weise von einem gemeinsamen ölanschluß gespeist werden.

Um Axialschwingungen in beiden Richtungen zu dämpfen, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der den äußeren Laufring tragende Halteteil so ausgebildet, daß auf axial entgegengesetzten Seiten des Halteteils Radialspalte freigehalten sind, an die sich in axialer Richtung verlaufende Umfangsspalte anschließen.

Ein derartiger Lageraufbau wird vorteilhaft bei rasch umlaufenden Wellen, insbesondere solchen für Gasturbinen, verwendet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei

F i g. 1 im Längsschnitt - einen Lageraufbau zur Dämpfung von Radial- und einseitig gerichteten Axialschwingungen darstellt, während
Fig. 2 eine Aufbauform zeigt, die auch Axialschwingungen in beiden Richtungen dämpft.

In F i g. 1 ist auf der Welle 10 der innere Laufring. 11 eines Schublagers 12 montiert. Die Welle 10 hat eine Schulter 13, gegen welche der innere Laufring 11 vermittels eines Klemmrings 14 zum Anliegen gebracht ist, der auf der Welle 10 befestigt ist. Das Lager 12 hat einen äußeren Laufring 15 und eine Anzahl von Kugeln 16, die in Wälzeingriff mit dem inneren und äußeren Laufring 11, 15 stehen.

Der äußere Laufring 15 ist in einem Halteteil 20 befestigt, der eine Schulter 21 hat, gegen welche der äußere Laufring 15 anliegt.

Der Halteteil 20 sitzt in einem festen Aufbau 22 und ist von diesem durch einen Spalt 23 getrennt. Der Halteteil 20 und mit ihm auch der äußere Laufring 15 werden an einer Rotation durch Keilnuten 24 behindert, welche frei mit Keilnuten 25 im festen Aufbau 22 zusammenwirken. Diese frei eingreifenden Keilnuten 24, 25 gestatten die relative Axiale- und Radialbewegung der Teile.

Der Spalt 23 ist so beschaffen, daß sich darin ein kenden Umfangsspalt 26, einem sich radial erstrekkenden Spalt 27 und einem sich axial erstreckenden Umfangsspalt 28. An der Ringkante zwischen den Spalten 26 und 27 und diesen Spalten gemeinsam ist ein Ringraum 29 vorgesehen.

Der Spalt 23 ist so besüaffen, daß sich darain ein hydrodynamischer Preßfilm ausbilden kann, öl wird dem Spalt 23 über einen ölanschluß 31 zugeführt und verläßt den Spalt durch die axial gerichteten Spalte 26,28.

Beim Betrieb treten Druckänderungen im öl im Spalt 23 auf. Der Druck in den sich axial erstreckenden Spalten 26 und 28 ist fast ausschließlich auf exzentrische Rotationsbewegungen der Welle 10 mit dem Lager 12 und dem Halteteil 20 gegenüber dem

festen Aufbau 22 zurückzuführen, und der Druck in dem sich radial erstreckenden Spalt 27 beruht auf dem Taumeln zwischen Halteteil 20 und Aufbau 22, welche Bewegung z.B. auf kleine Ungenauigkeiten bei der Herstellung zurückzuführen ist. Dieser Druck im hydrodynamischen Preßfilm des Öls im Spalt 23 gestattet das Aufnehmen einer nach links gerichteten Axiallast in F i g. 1 durch den sich radial erstreckenden Spalt 27 und einer radial auswärts gerichteten Last durch den sich axial erstreckenden Spalt 26.

Ein dauernder Druck besteht im Ringraum 29 und vermindert wechselseitiges Beeinflussen der Filmdrücke in den Spalten 26 und 27.

F i g. 2 zeigt eine Konstruktion, die im allgemeinen der nach F i g. 1 entspricht und daher nicht im einzelnen beschrieben wird. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In dieser Anordnung bestellt der Spalt 23 jedoch außer dem sich radial erstreckenden Spalt 27 und den sich axial erstreckenden Spalten 26, 28 aus einem sich radial erstreckenden Spalt 34 und einem sich axial erstreckenden Spalt 35. Ein Ringraum 36 ist an der Verbindungsstelle der Spalte 34, 35 vorgesehen und erfüllt denselben Zweck wie der Ringraum 29.

Durch den Anschluß 31 angeliefertes öl fließt durch die sich axial erstreckenden Spalte 26, 35 aus.

Durch die Konstruktion nach F i g. 2 werden nicht nur radiale Lasten durch die sich axial erstreckenden Spalte 26, 35 aufgenommen, sondern auch Axiallasten in den beiden entgegengesetzten Richtungen durch die sich radial erstreckenden Spalte 27 bzw. 34. Die Welle nach F i g. 1 oder 2 kann die Hauptwelle eines nicht dargestellten Gasturbinenstrahltriebwerks

ίο sein.

Es ist zu ersehen, daß bei beiden Konstruktionen nach Fie. 1 und 2 der hydrodynamische Ölfilm der Welle 10 sowohl eine gewisse axiale als auch eine gewisse radiale Spielfreiheit gewährt, so daß das Anprechen des Systems auf verschiedene Schwingungen (und damit auch die zwischen den Teilen übertragene dynamische Last) durch geeignete Bemessung der Lagerteile beeinflußt werden kann. Da der Spalt 23 zwischen nicht rotierenden Teilen liegt, bleibt der

»o Lageraufbau auch im Falle übermäßiger Belastung oder im Falle des Versagens der ölzufuhr sicher. Andererseits wird nach dem Entlasten oder nach dem Wiedereinsetzen der Ölversorgung der ursprüngliche Zustand rasch wieder hergestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lagerträger für ein Kugellager mit einem ortsfesten Lagergehäuse, mit einem gegenüber dem Lagergehäuse gegen Drehung gesicherten, den äußeren Laufring tragenden Halteteil, wobei zwischen dem Halteteil und dem Lagergehäuse mindestens ein Radialspalt und ein sich daran anschließender, in axialer Richtung verlaufender Umfangsspalt vorgesehen ist, und mit in diesen Spalten befindlichen Mitteln zur Dämpfung radialer und axialer Schwingungen der Lagerwelle

• zwischen dem Lagergehäuse und Halteteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (26, 27, 28) mit öl als Dämpfungsmittel gefüllt und so bemessen sind, daß sich ein hydrodynamischer Ölfilm ausbildet, der sowohl axiale als auch radiale Druckbelastungen aufnimmt.

2. Lagerträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ringraum (29, ao 36) vorgesehen ist, der eine wechselseitige Beeinflussung der ölfilmdrücke in den aneinander anschließenden Spalten verhindert.

3. Lagerträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Radialspalte (27, 34) as auf axial entgegengesetzten Seiten des Halteteils (20) vorgesehen sind und daß sich an diese Radialspalte in axialer Richtung verlaufende Umfangsspalte (26, 35) anschließen.

4. Lagerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Spalten ein gemeinsamer ölanschluß (31) vorgesehen ist.