DE1575615A1

DE1575615A1 - Fluessigkeitslager fuer eine Welle,in der sowohl radial als auch axial gerichtete Kraefte auftreten

Info

Publication number: DE1575615A1
Application number: DE19661575615
Authority: DE
Inventors: Herman Lindeboom
Original assignee: EG&G Sealol Inc
Current assignee: EG&G Sealol Inc
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1966-06-28
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1125643A; US3353877A

Description

Flüssigkeitslager für eine Welle, in der sowohl radial als auch axial gerichtete Kräfte auftreten Die Erfindung betrifft ein von Flüssigkeit getragenes hager und-insbesondere ein Flüssigkeitslager für eine Welle, in der sowohl radial als auch axial gerichtete Kräfte auftreten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sich selbst einstellendes Flüssigkeitslager für eine Welle zu schaffen, welches sowohl radial gerichtete als auch axial gerichtete Kräfte aufnehmen und die in dem Zager liegende Welle zentrieren kann.
Zur Zielsetzung der Erfindung gehört es ferner, eine Welle in "schwimmender Stellung" relativ zu einem Gehäuse und innerhalb Toleranzgrenzen von 10 000stel eines Zolls zwischen Welle 'und Gehäuse zu halten.
Die Erfindung geht von dem Stand der Technik aus, der. gegeben ist durch folgende Veröffentlichungen: Aufsatz von Clarence@.R. Adams in der Zeitschrift Prodüct Engineering 8: Dezember 1958 und folgende USA-Patentschriften 2 96'I 27?, 3 101 224 und 3 112 140. Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines von aussen unter Druck gesetzten Flüssigkeitslagers, welches so ausgestaltet ist, dass es zwecks Änderung der Flüssigkeitsdurchlässe einstellbar ist.
Weitere Zwecke und-Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung hervorgehen, in der auf die Zeichnung Bezug genommen ist. In den einzelnen Figuren der Zeichnung tragen gleiche oder ähnliche Bauteile gleiche Bezugsziffernö In der Zeichnung ist: Fig. 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform des Flüssigkeitslagers nach der Erfindung; Fig. 2 die- Ansicht eines Längsschnitts durch das Zager nach Fig. 1.
Fig. 3 die Ansicht eines Schnitts ähnlich. der Fig. 2, jedoch mit Bezugszeichen, die sich auf zwei Schnittansichten an Stelle von einer Schnittansicht beziehen;

Fig. 4 die Ansicht eines Querschnitts-nach> Linie-4-4 der-_Fig..2;

Fig: 5 die Ansicht eines Längsschnitts durch eine abgeänderte Ausführungsform eines Lagers nach-der Erfindung und Fig: 6 eine der.Fig:,2 ähnliche Schnittansicht durch eine -weitere abgeänderte Ausführungsform eines Lagers nach der Erfindung: In den Fig1, 2, 3 und 4 ist das Gehäuse des neuen Lagers mit 11 bezeichnet,; an dieses kann eine Grundplatte 'i2 q beispielsweise mit-Hilfe einer Schraube 1:2A angeschraubt sein. Das-Gehäuse. 11 weist eine konische Lagerfläche 25 auf sowie eine Wellenbohrung 24, eine Kammerwand 23, eine.axial gerichtete Bohrung 13, eine hinterschnittene Profilwandung 14 und eine Wandung 15 zur Aufnahme -eines Dichtungsringes 410 Ein Einlass 16 kann einen Gewindetel.1? haben, in welchen eine Leitung 18 für Pressluft oder ein anderes strömendes Medium eingeschraubt sein kann:. Der Dichtungsring 41 weist seinerseits eine Bohrung 42 für die Welle auf sowie eine zweite Kammerwand 43, eine Fläche 44 zum Zusammenwirken mit dem Gehäuse, und eine.hiuterschnittene Profilwandung 45, eine Wandung 46 für die Dichtung und schliesslich eine zweite konische Lagerfläche 4?. Eine Dichtungswand 46 weist eine Ausnehmung in Form einer Ringnut auf, die zur Aufnahme einer Dichtung-48,dient, die dazwdient, die.axiale .Bohrung _34 abzudichten: . Eine Welle 50 hat eine Verdickung 51 in Gestalteines Kopfes 51, der so geformt ist, dass eine konische Lagerfläche 63 mit einer Abstufung 64, einer kreisringförmigen Rippe 65, einer Schulter 52 und einer.Wellenverlärigerung 53 entsteht. Eine Scheibe 70 ist gleitbar auf der äusseren Fläche 50A der Welle 50 angeordnet und weist einen Bund 71 auf sowie folgende zusätzliche Teile: Eine kreisringförmige Ausnehmung mit einer Dichtung 729 eine konische Lagerfläche 73 mit einer ringförmigen Abstufung 74 und mit einer zugehörigen kreisförmigen Ringfläche 75, eine Wellenschulter 76 und eine Feststellschraube 77. Die Feststellschraube 77 dient zur Befestigung der Scheibe 70 in einer ausgewählten Stellung auf der Welle 50.
Fig. 2 zeigt im Schnitt, wie alle soeben aufgeführten Bauteile zusammengefügt sind. Die Welle 50 hat einen kreisförmigen Querschnitt. Das Gehäuse 11 bietet ein Lager 24 das, welches kreisringförmigen Querschnitt aufweist, aber einen grösseren Durchmesser hat als die Welle 50,-so dass sich ein*hindernisfreier Durchlass 102 ergibt (siehe Fig. 3)o Die konische Lagerfl'che 63 und die kreisförmige Abstufung 64 bilden zusammen mit der konischen Lagerfläche 25 einen Flüssigkeitsdurchlass 102A, der gegenüber der kreisförmigen Kante 65 hindernisfrei ist, aber infolge des Vorhandenseins der Stufe 64 eingeschränkt ist. Ein Dichtungsring 41 ist gleitbar an dem,Gehäuse 11-angeordnet und bildet eine zweite Lagerfläche 42 für die Welle 50. Das Lager 42 hat kreisförmigen Querschnitt, sein Innendurchmesser ist grösser als der Aussendurchmesser der Welle 509 so dass sich ein unbehinderter Durchlass 101 ergibt. Die konische- Lagerfläche 47 ist an dem Dichtungsring 41 als eine Wandung mit kreisförmigem Flüssigkeitsdurchlass 101A ausgebildet. Die zugehörige Scheibe 70 mit der konisch geformten Lagerfläche 73 und der ringförmigen Abstufung 74 bilden zusammen mit der konisch geformten Lagerfläche 47 einen Flüssigkeitsdurchlass 101A, der bis zu der ringförmigen Abstufung 75 hindernisfrei ist, aber durch die ringförmige Abstufung 74 eingee,-Cngt ist. Eine Druckkammer 100 ist zwischen :dem Gehäuse 11 einerseits und dem Dichtungsring 41 andererseits ausgespart; sie besitzt einen Einlass 16 und die Flüssigkeitsdurchlässe 101' '101A und 102 und 102A. Die: Einlassöffnung 16 hat einen genügend grossen querschnitt und die Druckkammer 100 hat genügend grosse Abmessungen, dass sich ein sehr kleiner Druckabfall ergibt, wenn die Flüssigkeit oder ein anderes strömendes Medium durch die Durchlässe und zwischen den abgestuften Teilen der Durchlässe 101A und 102A strömt. Die Welle 50 stellt einen Bauteil dar, der relativ zu den Lagerflächen 24 und 42 sowohl in. radialer als auch in axialer Richtung bewegbar ist. Die Lagerflächen 24 und 42 stehen in eng begrenzter-Entfernung zu der Aussenfläche 50A der Welle 50, so dass sich die Umrisslinien der Lagerflächen 24, 42 der ITmri.ss-@linie der Fläche 50A sehr eng anpassen. Die Flächen 63 und 73 sind infolgedessen Lagerflächen, die von der Flüssigkeit oder dem strömenden Medium in den konisch geform=ten Lagerflächen 25 bzw. 47 gehalten werden:

en h 1

Die Abstufung/64 und 74 befinden sind in der höhe der

aussen liegenden Teilre der Hilfslagerflächen 63 und 73 in der grössten Entfernung von der Druckkammer 100, so dass die Flüssigkeit beim Ausströmen aus der Kammer 100 und durch die Durchlässe 101, 101A sowie 102, 102A erst am Schluss ihres Weges über die Stufen 64 und 75 hinwegflie.sst. Auf diese Weise wird die Welle 50 tatsächlich in den Lagern 24 und 42 unter Zwischenschaltung der Flüssigkeit gehalten, soweit es sich um die Abstützung in radialer Richtung und die Ausrichtung in axialer Richtung handelt, ausserdem aber auch-noch durch die Hilfslager 63 und 73 für die radiale Abstützung und die axiale Ausrichtung. Die Hilfslager 63 und 73 dienen ebenfalls dem Zweck der radialen Ausrichtung. Die Stufen-64 und 74 ' die auf entsprechende Weise mit den konisch geformten Lagerflächen 25 und 47 zusammenwirken, stellen eine Einrichtung-zur Schaffung eines Differentialdruckes dar, der zwischen den Durchlässen 102A und 101A_herrschtm Beim Betrieb strömende Medium unter Überdruck durch den Einlass 16 in die Kammer 100. Das strömende Medium geht durch die nicht behinderten Durchlässe 101 und 102 hindurch, in denen der Flüssigkeitsdruck auf die Bereiche mit verschieden grosser Fläche einwirkt. Der Bereich "A" ist gleich dem gesamten Flächenbereich der zweiten Kammerwandung 43. Der Flüssigkeitsdruck, der auf den Bereich "A" wirkt, ist bestrebt, den Dichtungsring 41 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles A1 zu bewegen.
Der Bereich "BI' ist gleich dem Bereich der konisch gestalteten Fläche 737 Der herausragende Bereich "B" ist gleich dem Flächen-Bereich der konisch gestalteten Fläche 73.-Der herausragende Bereich "B" ist gleich dem Flächenbereich "A". Der Bereich "C" ist gleich dem Flächenbereich der ringförmigen Abstufung 74 und beträgt ein Viertel der Fläche des Flächenbereiches "B"'. Der Bereich "D" ist gleich dem Flächenbereich der zweiten konisch gestalteten Oberfläche 47, die ihrerseits gleich ist dem Bereich der Summe der Flächenbereiche "B" und "C": Der Bereich 11G11 ist hinsichtlich seines Flächenbereichs inhaltsgleich dem Bereich 11D1. Der Bereich "F" isthinsichtlich seines Flächenbereiches gleich dem Bereich: "C". Der Bereich "EI' ist gleich dem Bereich "B".
Der Bereich "H" ist gleich dem Bereich "A". Einen zufriedenstellenden Betrieb erreichtr man, wenn die Abstufung 64, 74 bzw. die Dimensionen der Fläche "F" und "C" ein'Fünftel der hagerfläche.der Summe der Flächen von "B" und "C9t betragen und wenn bei zentrierter welle 50 der Abstand zwischen der Aussenfläche 50A und den Lagerflächen 24 und 4-2 sowie die Breite der Durchlässe 10'1A und 102A zweimal so gross ist wie der Abstand zwischen den Stufen 64, 74 bzw. den konisch geformten Flächen 25 47. Benutzt man als strömendes Medium Luft' dann hat es sich als zweckmässig erwiesen,, den Durchlässen 101, 10'1A sowie 102, 102A eine lichte Weite von etwa 0:,0006 Zoll (0,0152Tausendstel mm) zu geben, mit der einen Ausnahme, dass unter-den Abstufungen 64, 74 die Durchlässe 102A! 101A etwa 0,0003 Zoll (7,62Tausendstel mm) breit sein sollten. Auch die Gesamtlänge der Durchlässe 101' 101A, 102, 102A sollte nicht kleiner sein als die Hälfte des Durchmessers der Welle 50: Die hier genannten Abmessungen sind dann geeignet, wenn man Luft als strömendes Medium verwendet. Wegen der Eigenart des Betriebes dieses Luftlagers kann man aber auch jedes andere strömende Medium verwenden, also auch Flüssigkeiten oder Gase, ohne den Rahmen der Erfindung verlassen zu müssen, selbst wenn man je nach Art des benutzten strömenden Mediums und je nach Dimension der Anfangsgrössen der Flüssigkeitsdurchlässe 101, 101A, 102, 102A etwas unterschiedliche Dimensionen verwenden müsste. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser kann beispielsweise vergrössert werden, wenn die Flüssigkeitsdurchlässe-breiter sind. Zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung kann angenommen werden, dass das Ende 50B der Welle 50 an einen Elektromotor (nicht.dargestellt) und das Ende 53 an-eine Schleifschei= be (nicht dargestellt) angeschlossen -i st. Am Anfang eines vorgegebenen Arbeitsganges ruht die Oberfläche 50A auf einem Teil der Lagefflächen 24, 42, und ein Teil der Abstufungen 64, 74 ruht auf den konisch gestalteten Flächen 25 .bzwo 47. Auf diese Weise blockiert die Oberfläche 50A praktisch die Strömung des strömenden Mediums längs der Unterseite der Welle 50.-Es herrscht aber auch eine beträchtliche Strömung des strömenden Mediums über den oberen Teil der Welle 50, also auf der oberen Hälfte der Welle, infolge des Vorhanden- , seins der grösseren Öffnungen zwischen den Abstufungen 64 bzw. 74 und den entsprechenden konischen Flächen 25, 47 an der oberen Seite der Welle 50.. Das strömende Medium verlässt die Druckkammer 100 und gelangt praktisch bei dem gleichen Druck in die Durch® lasse 1011 102 und rings um den ganzen Umfang der Einlässe in diese Durchlässe 101, 102 hinein, wobei sich die Eintrittsstelle am Anschlusspunkt der Druckkammer 100 befindet. Hier erfolgt längs der oberen Seite der Welle 50 aus zwei verschiedenen Gründen eine Herabsetzung des Drucks. Der erste Grund hierfür ist in dem bekannten physikalischen Prinzip zu sehen, dass bei Zunahme der Geschwindigkeit der Strömung einer Flüssig-

keit der-- statische-- Erfi@k--entlang den Seiten des Durchlasses,

durch welchen die Flüssigkeit strömt, abnimmt. Der zweite Grund besteht-__dgrin, dass beim Strömen einer Flüssigkeit eine Reibungs-

kraft vorhanden ist, die- sich--der--Sttdmüng der Flüssigkeit

entgegenstellt, wenn sie beispielsweise durch die Durchlässe 1019 101A, 102, 102A weterströmt, wobei diese Reibungskraft mit der Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums zunimmt. Infolge dieser Reibungskraft fÜllt der statische Druck in dem Masse ab wie das strömende Medium seine Strömung durch die Durchlässe 101, 101A, 102,.'102A fortsetzt. Auf-der Unterseife der Welle sind die.Durchlässe-indessen praktisch abgesperrt. Infolgedessen strömt die Flüssigkeit durch die Durchlässe längs der Unterseite der Welle mit nur sehr kleiner ütrömungsgeschwindigkeit. Bei dieser Strömung längs der Durchlässe tritt infolgedessen auch nur ein sehr kleiner Abfall des statischen. Drucks @in den Durchlässen längs der Unterseite der Welle aus zwei Gründen in Erßeheinung. Zunächst muss man das physikalische -.frinzipg_ beachten, welches bP-saßt, dass'bei: Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit eines-strömenden Mediums der statische Druck entlang der Seitenfläche der Durchlässe abnimmt, durch welche das strömende Medium hindurchströmt; da nun eine so ausserordentlich kleine Strömung längs der Unterseite der Welle.50 zu beobachten ist, bewirkt dieses physikalische Phänomen nur eine geringe Herabsetzung des Flüssigkeitsdrücke längs der Unterseite der Welle 50. Der zweite Grund ist darin zu sehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit so klein ist, dass nur eine geringfügige Reibung erzeugt wird, wenn das strömende Medium lärgs-der Unterseite der Durchlässe entlangfliesst. Infolge dieses Fehlens einer Reibungskraft entsteht nur ein kleiner Druckabfall, wenn das strömende Medium auf der Unterseite der Welle 50 durch die Durchlässe hindurchströmt. Wegen dieses Sachverhalts besteht längs der Unterseite der Durchlässe ein kleiner Druckabfall, gerechnet von der Druckkammer 100 aus bis zu dem Punkt in den Durchlässen, an welchem die Abstufungen. 64, 74 beginnen. Dies bewirkt nun den Aufbau eines Drucks längs der Unterseite der Welle 50 und damit ein Ungleichgewicht der Kräfte, die daher bestrebt sind, die Welle-50 von den Abstufungen 64, 74 wegzudrücken. Dieses Ungleichgewicht der Kräfte führt zur Zentrierung der Welle in den Lagerflächen. Wirkt eine-Belastung auf die Welle 50 ein, die senkrecht zu der Achse der Welle 50 gerichtet ist, dann nähert sich die Welle stärker den Abstufungen 64, 74 und ist bestrebt. die Strömung der Flüssigkeit nach dorthin zu drücken und dort abzuschneiden, wo die Abstufungen 64, 74 den konischen Flächen 25, 47 am nächsten sind.- Es wird daher ein Druck in den Durchlässen 101A, 102A an den Stellen aufgebaut, an denen die Strömung praktisch durch die Abstufungen 64, 74 abgesperrt ist, ein Fall, der dann eintritt, wenn die Abstufungen 64, 74 nahe an die konischen Flächen 25, 47 herankommen: Überall dort, wo dieser Druckaufbau erfolgt, ist die Ungleichheit der Kräfte vorhanden, die bestrebt sind, die Welle 50 und die Abstufungen 64, 74 von den konischen Flächen 25 bzw. 47 wegzudrücken. Auf diese Weise werden die Welle 50, der verbreiterte Kopf 5'1 und die zugehörige Scheibe 70 kontinuierlich in den entsprechenden Lagerflächen zentriert. Der Dichtungsring 41 ist so angeordnet, dass er in axialer Richtung relativ zu der zugeordneten Scheibe 70 verschoben werden kann, dass er einen freien Zwischenraum von 0,0003 Zoll (7,62Tausendstel mm) zwischen der Abstufung 74 und der-konischen Fläche 47 mit Sicherheit aufrechterhält und infolge der axialen Verschiebung der'Welle 50 :einen freien Raum von ebenfalls 0,0003 Zoll (7,62Tausendstel mm) zwischen der Abstufung 64 und der konischen Fläche 25 garantiert.
Ungleichmässigkeiten in den Oberflächen der Abstufungen 74, 64 verhindern einen Luftverschluß zwischen diesen Abstufungen und den konischen-=Oberflächen 4? bzw. 25, weil selbst für den Fall, dass eine Berührung eintritt, immer Luft zwischen den sich berührenden Oberflächen.hindurchgelangen kann.
Aus Fig. 5, die eine abgeänderte Ausführungsform des Flüssigkeitslagers nach der Erfindung zur Aufnahme. radial und' axial gerichteter Kräfte zeigt, ersieht man, dass das Gehäuse 11A und: die Welle 50A identisch gleich konstruiert sind-wie das Gehäuse 11 und die welle 50 in den Fig. 2 und 30 Das Gehäuse 11A weist eine konisch geformte Lagerfläche 25A, eine Wellenbohrung 24A, eine Kammerwand 23A und eine axiale Bohrung 13A auf. Die Kammerwand 23A und die axiale Bohrung '13A bilden eine Kammer 100A. Auch hier kann wieder ein Einlass 16A mit einem Gewindeteil 17A vorgesehen sein, an welchen eine Zeitung (nicht dargestellt) für Luft oder ein anderes strömendes Medium angeschlossen sein kann.-Der Einlass 16A stellt eine Zuleitung in die Kammer-100A dar. Ein Unterteil 12B kann beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 12C an dem Gehäuse 11A befestigt sein. Die Welle 50A besitzt einen verbreiterte Kopfteil 51A, der geformt. ist, um eine konische Lagerfläche 63A mit einer Abstufung 64A, eine kreisförmige Rippe 654 eine Schulter 52A: und eine Wellenverlängerung 53A zugewinnen. Eine ihr zugeordnete Scheibe 70A sitzt einstellbar auf der Welle 50A und weist eine Feststellschraube 77A auf, die dazu dient, die Scheibe 70A in einer ausgewählten Stellung der Welle 50A.zu befestigen. Die Scheibe 70A ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung mit einer Dichtung 72 versehen sowie mit einer konischen Lagerfläche 73A und einer zugehörigen kreisförmigen Abstufung 74A, einer kreisförmigen Ringfläche 75A sowie mit einer Wellenschulter 76A.-Die-Scheibe 70A befindet sich im Innern der Kammer 100A.
Die Schnittansicht der Fig. 5 zeigt alle soeben erwähnten Bauteile in der richtigen Zusammenstellung. Die Welle 50A hat kreisförmigen. Querschnitt. Das Gehäuse 11A bietet ein kreisringförmiges Lager 24A dar, welches kreisförmigen Querschnitt hat und einen Durchmesser aufweist ,, der grösser ist gls der Durchmesser der Welle 504 so dass ein unbehinderter Durchlass 120B entsteht. Die konisch geformte Lagerfläche 63A und die kreisringförmige Abstufung 64A lässt in Zusammenarbeit mit der konischen Lagerfläche 25A einen Flüssigkeitsdurchlass 102C entstehen, der bis zu der kreisförmigen Rippe 65A unbeschränkt ist, aber durch die Abstufung 64A eingeschränkt ist: Die zugeordnete Scheibe 70A mit ihrer Lagerfl:Z-.che 73A und'der kreisringförmigen Abstufung 74A bildet zusammen mit der axialen Bohrung 13A einen Flüssigkeitsdurchlass 101C, der unbehindert ist bis zu der ringförmigen Rippe 75A und andererseits durch eine Abstufung 74A eingeschränkt ist. Eine Dichtung 72A gibt einen flüssigkeitsdichten Abschluss zwischen der `Welle 50A und der ihr,zugeordneten Scheibe 70A ab. Die Durchlässe 101C und 102G bilden einen Auslass für das strömende Medium, welches durch den Einlass 16A in die Kammer 100A gelangt. Wie man sieht, sind für die Welle 50A drei Lagerflächen vorhanden, nämlich die konisch geformte Lagerfläche 63A, die bei 64A-abgestuft .ist, die Lagerfläche 73A sowie der Bereich längs der äusseren Oberfläche der Welle 50A zwischen der-Schulter 52A. und der Schulter 76A, der mit 105A bezeichnet ist. Die Welle 50A ist natürlich relativ zu der We=llenbohrung 24A9 der axialen Bohrung 13A und der konischen Lagerfläche 25A bewegbar und wird mit Hilfe der entsprechenden' miteinander zusammenwirkenden Lagerfläche 1054 73A und 63A von dem strömenden Medium getragen.
Die Abstufungen 64A,- 74A befinden sich in der Nähe der aussen liegenden Teile der axialen Bohrung 13A und die konisch gestalteten Lagerflächen 63A befinden sich am.weitesten entfernt von der Druckkammer 100A, so dass die Flüssigkeit beize Herausströmen@aus der Kammer 100A und durch die Durchlässe 1020 über die Abstufungen 74A, 64A am Ende ihrer Strömung vorbeifliesst und von da in die Atmosphäre gelangt. Auf diese @7eise wird also die Welle 50A in den Lagern 24A und 13A von dem strömenden Medium gehalten für die Zwecke der radialen Abstützung und der Ausrichtung und in den konischen Lagerflächen 25A für die radiale Abstützung und im Zusammenwirken mit der Kammerwand 23A für die axiale Ausrichtung.
Fig. 6 zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform eines Flüssigkeitslagers nach der Erfindung zur Aufnahme radialer und axialer Kräfte. Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse mit 11B bezeichnet. Es besitzt eine konisch gestaltete Fläche 25B, eine Wellenbohrung 24B, eine Kammerwand 23B, eine axiale Bohrung 13B, eine Abschlusswand 14B und eine abgestufte Wandung 15B und eine Gehäusepassfläche 31B zur Anlage eines Adapters 30B sowie einen Einlass 16B und einen Auslass 17B. Der Adapter 30B mit einer Gehäuseanschlussfläche 21B, einer Passfläche 32B, einer Kammerwandung 43B, einer Wellenbohrung 42B, einer kreisringförmigen Ausnehmung 9B. _ einer abgestuften Profilwandung 35B und einer Kolbenwandung 40B ist so an dem Gehäuse 1'1B befestigt,-dass die Gehäusefläche 213 an die Gehäusepassfläche 31B angrenzt und die abgestufte Fläche 32B ihrerseits an die Wandung 15B der Abstufung angrenit Eine Befestigungsvorrichtung-, beispielsweise Schrauben 36B,. kann benutzt werden, um den ersten Gehäuseadapter 30B an dem Gehäuse 11B zu befestigen und auf diese Weise eine einheitliche Gehäusestruktur zu bekommen. Der erste Gehäuseadapter 30B besitzt einen Einlass 26B. Eine Grundplatte 12D kann beispielsweise durch Anschweissen an dem Gehäuse 1'1B befestigt sein Eine Welle-50B besitzt einen verstärkten Kopf 51B, der so geformt ist, dass er eine konische Lagerfläche 73B mit. einer Anzahl von Abstufungen 64B, 64C aufweist und ausserdem eine Schulter 52B sowie eine Wellenverlängerung.53B.
Eine zugeordnete Scheibe 70B ist einstellbar auf der Welle 50B angeordnet; eine Stellschraube ?7B ist in sie eingesetzt, um die Scheibe in einer ausgewählten Stellung auf der Welle befestigen zu können. Zwischen der Scheibe 70B und der Welle 50B ist eine flüssigkeitsdichte Dichtung 72B eingelegte Die Scheba70B besitzt ebenfalls eine konische Lagerfläche 73B mit den Abstufungen 74B und 740 sowie mit einer Schulter.8Bo Ein Kolben 41B besitzt eine Gleitfläche 125, eine abgestufte Profilfläche 126, eine Ringnut 127, eine axiale Bohrung 128: sowie eine konisch geformte Lagerfläche 130. Der Kolben 4'1B kann -in den ersten Gehäuseadapter infolge des Vorhandenseins der Gleitfläche 125 in dem ersten Gehäuseadapter 30B gleiten; der Gleitsitz befindet sich an der Stelle der Kolbenwandung 40B und ausserdem gleitet der ringförmige Bund 127 in der Ringnut 9B. Eine Zeitung 131 für das strömende Medium befindet sich im Innern des Kolbens 41B0 Ausserdem sind zwei Ringnuten in dem ringförmigen Bund 127 vorgesehen sowie die Flüssigkeitsdichtungen 132 bzw. 132A in den beiden kreisringförmigen Nuten. Fig. 6 zeigt sämtliche Bauteile in ihrer richtigen Zusammenstellung im Schnitt. Die Welle 50B hat kreisförmigen Querschnitt. Das Gehäuse 11B bietet ein Zager 24B dar und der erste Gehäuseadapter 30B hat eine Lagerfläche 42B; beide Lagerflächen haben kreisringförmigen Querschnitt und einen Durchmesser, der grösser ist als der Durchmesser der welle 50B, damit zwei unbehinderte Durchlässe 140, 141 in Verbindung mit einer Kammer 100B entstehen, und ausserdem ist noch ein Auslass 17B vorhanden. Die konische Lagerfläche 63B und die Abstufungen 64B und 64C ergeben zusammen mit der konischen Lageriläche 25B einen Flüssigkeitsdurchlass 142, der durch die Abstufungen 64B und 64C eingeschränkt ist, Der Einlass 16B steht in Verbindung mit dem Durchlass 142. .
Der Kolben 41B, der gleitbar an dem ersten Gehäuseadapter 30B befestigt ist, besitzt eine weitere Lagerfläche 128 für die Welle 50B und damit eine Fortsetzung des unbehinderten Durchlasses 141. Die konisch gestaltete Lagerfläche 130 liefert zusammen:mit der konisch gestalteten Lagerfläche 73B einen Durchlass 14-4, der durch die Abstufung 74B und 74C eingeschränkt ist. Das strömende Medium gelangt durch einen Einlass 26B in die Ringnut 9B und durch die Zeitung 131 in den Durchlass 144, von wo aus es in entgegengesetzten Richtunge gleichzeitig durch die Abstufung ,74B in die Atmosphäre und durch die Abstufung 740 in den Durchlass 141 und durch die Kammer '800 ia. den Auslass 1'7$ gelangt® In der obigen Beschreibung ist-die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert; jeder Fachmann auf diesem Spezialgebiet der Technik wird aber an dem Flüssigkeitslager nach der Erfindung zahlreiche Änderungen vornehme'. können, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung verlassen zu müssen®

Claims

Patentansprüche 1:Flüssigkeitslager für eine Welle, in der sowohl radial als auch axial. gerichtete Kräfte auftreten, mit einem Gehäuse, welches eine konische Lagerfläche, eine Wellenbohrung$ eine Kammerwand und eine axiale Bohrung aufweist, die eine Kammer bilden, mit der ein Einlass für ein strömendes Medium in Verbindung steht, gekennzeichnet durch einen Kopf (51) an dem einen Ende der Welle (5C?), dessen konische Lagerfläche (63) eine Abstufung'(64) aufweist, und ferner gekennzeichnet durch eine der Welle (50) zugeordnete Scheibe (70), die gleitbar au einer äusseren Fläche (50A) der Welle angeordnet ist und einen Bund (?1) aufweist sowie folgende zusätzliche Teile: Eine kreisringförmige Ausnehmung mit einer Flüssigkeitsdichtung (72), eine konische Lagerfläche (73) mit einer ringförmigen Abstufung (74) und mit einer zugehörigen kreisförmigen Ringfläche (7,5), eine Wellenschulter (76) und eine Feststellausge=-schraube (??) zur Befestigung der Scheibe. (70) in einer wählten Stellung. auf der Welle (50) derart' dass die konische Lagerfläche (63) an dem Kopf (5'I) und die kreisförmige Abstufung-(64) zusammen mit der konischen Lagerfläche (25) an dem Gehäuse (1'1) einen Flüssigkeitsdurchlass ('102A) bilden, der gegenüber der kreisförmigen Kante (65) hindernisfrei ist, aber infolge de:s Vorhandenseins der Stufe (64)-eingeengt ist. 2. Flüssigkeitslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Lagerfläche (43) an einem Dichtungsring (41) zwischen dem Gehäuse (11) und der Scheibe (70) zusammen mit einer axialen Bohrung (13) des Gehäuses eine Kammer bildet, und die konisch geformte Lagerfläche (73) und die ringförmige Abstufung (74) der Scheibe (70) zusammen mit der konisch geformten Lagerfläche (47) an dem Dichtungsring (41), der seinerseits ah. dem Gehäuse .(11) gleitbar angeordnet ist, einen zweiten Flüssigkeitsdurchlass (101A) bildet, der bis zu der ringförmigen Abstufung (75) hindernisfrei ist, aber durch die ringförmige Abstufung (74) eingeengt ist. - . 3. Flüssigkeitslager nach Anspruch 1 und 2! dadurch gekennzeichnet,. dass die Durchlässe (10'I, 101A und 102, 102A) eine lichte Weite. im Bereich zwischen 0 Zoll und 0,0006 Zoll (0 mm und 15,2Tausendstel mm) haben, und die lichte Weite unter denAbstufungen (64l. 74) etwa 0,003 Zoll (7,62Tausendstel mm) beträgt, derart, dass -zwischen den hindernisfreiezi und ..eingeengten-Teilen_der Durchlässe Druckunterschiede in dem strömenden .Medium hervorgerufen werden. - "-,4. Flüssigkeitslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass der Flüssigkeitsdurchlass..(102) zwischen der Wellenbohrung (24), der Welle (50) und der konischen Lagerfläche (:24) und der konischen Lagerfläche (63) an dem Kopf (51) eine konstante Weite zwischen 0,0006 Zoll (1,52Tausendstel mm). und 0,00065 Zoll (1,65Tausendstel mm) aufweist, und.die Abstufungen in dem Durchlass diesen auf annähernd 0,0003 Zoll (7,62Tausendstel mm) einengt, derart, dass das strömende Medium von dem Einlass (16, 16B) aus bis in den Flüssigkeitsdurchlass (102) hinein unter praktisch konstantem Überdruck gelangt, und dass ein zweiter Flzssigkeitsdurchlass (100) zwischen der Lagerfläche (24) und der axialen Bohrung (13) des Gehäuses vorhanden ist, der-eine konstante Weite zwischen 0,0006 Zoll (1,52Tausendstel mm) und 0900065 Zoll (le-65Tausendstel mm) aufweist und die Abstufungen in dem Durchlass diesen auf annähernd 0,0003 Zoll (7,62Tausendstel mm) einengen; derart, dass zwischen den Durchlässen (102A und 101A) ein Differentialdruck herrscht. 5. Flüssigkeitslager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (24), die zusammen mit der Wellenbohrung (24B) den zweiten Flüssigkeitsdurchlass (100) bildet,längs der Welle (50) seitlich versetzt ist und der Hohlraum genügend gross ist, um zu verhindern, dass ein merklicher Druckabfall in ihm entsteht, wenn das strömende Medium aus dem Hohlraum in den ersten und in den zweiten Durchlass hineinfliesst. 6. Flüssigkeitslager nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (41) eine axiale Bohrung (42), eine Wand (43) für die Kammer (100), eine Gleitfiäche (44).zum Zusammenwirken mit dem Gehäuse (11) sowie eine Ringnut in einer Dichtungswand (46) zur Aufnahme einer Dichtung (48) aufweist': ,. 7.-Flzssigkeitslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Scheibe (70B). und der Welle (50B) eine Flüssigkeitsdichtung (72B) eingelegt ist und die Scheibe (70B:) eine konische Lagerfläche (73B) mit Abstufungen (74B und 74G) sowie eine Schulter-(8B)aufweist und dass in einen .Gehäuseadapter (30B) mit einer.Gehäuseanschlussfläche (21B), einer Passfläche:-(32B), einer Kammerwandung (43B) und einer Wellenbohrung (42B) ein Kolben (41B) mit einer Gleitfläche (125), einer abgestuften. Profilfläche (126), einer Ringnut(127), einer axialen Bohrung (128) sowie mit einer konisch geformten Lagerfläche (130)- eingesetzt ist., _ B. Flüssigkeitsläger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Abstufungen (74B, 64B und 64C, 74C) an ihren Oberflächen Üngleichmässigkeiten bzw. rauhe Stellen haben, derart,. dass zwischen den Abstufungen und den konischen Oberflächen (47 bzw. 25) selbst für den Fall, dass zwischen diesen Teilen eine Berührung eintritt, stets Luft zwischen den siah berührenden. Oberflächen hindurchgelangen kann., auch wenn die Abstufungen eine kleinere Höhe als 0,0003 Zohl (7,62Tausendstel mm) haben. 9o Flüssigkeitslager nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11B) eine konische Fläche (25B), eine Wellenbohrung (24B ), eine Kammerwand (23B) eine axiale Bohrung (13B), eine Abschlusswand (14B) und eine abgestufte Wandung (15B) sowie eine-Gehäusewandung (31B) zur Anlage des Adapters (30B) sowie einen Einlass (16E) und einen Auslass (17B) aufweist. 10; Flüssigkeitslager nach Anspruch 91) dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (30B) folgende Teile aufweist: Eine Gehäuseanschlussfläche (21B), eine Passfläche (32B), eine Kammerwandung (43B), eine Wellenbohrung (42B), eine kreisringförmige Ausnehmung (9B), eine abgestufte Profilwandung (35B) sowie eine Kolbenwandung (40B), wobei die .Anordnung so getroffen ist, dass die Gehäusefläche (21B) an die dehäusepassfli#_che(31B) angrenzt und die abgestufte Fläche (32B) ihrerseits an die der Wandung (15B) abgestuftm Profilwandung angrenzt.

11. Flüssigkeitslager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innern des Kolbens (41B) eine Zeitung (131) für das strömende Medium befindet und an einem ringförmigen Bund (127) zwei Ringnuten vorgesehen sind,, die zur Aufnahme von Flüssigkeitsdichtungen (132 bzw. 132A) dienen. 12. Flüssigkeitslager nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11A) ein kreisringförmiges Lager (24A), eine glatte, durchgehende axiale Bohrung (13A) und eine konische Lagerfläche (25A) aufweist, und dass in. das Gehäuse die der Welle (50A) zugeordnete Scheibe (BOA) hineinragt, die mit ihrer Lagerfläche (73A)-und der kreisringförmigen Abstufung (74A) und zusammen mit der axialen Bohrung (13A) einen Flüssigkeitsdurchlass (101C) bildet, der bis zu der ringförmigen Rippe (75A) unbehindert ist, aber durch eine Abstufung (74A) eingeengt ist.