DE1575683B2

DE1575683B2 - Hydrostatische gleitlager fuer wellen

Info

Publication number: DE1575683B2
Application number: DE19671575683
Authority: DE
Inventors: Tamaki Wada Ryuji Kodama Hayashi Kanya Aichi Tomita (Japan)
Original assignee: Toyoda Machine Works, Ltd , Kan ya, Aichi (Japan)
Priority date: 1966-02-01
Filing date: 1967-02-01
Publication date: 1973-09-06
Also published as: CH473990A; DE1575683A1; FR1509758A; GB1178763A; DE1575683C3

Description

(8 a¹, 8 ar) ihrerseits von einer Nut (17) rahmenartig umschlossen sind, die unabhängig von den Drucktaschen und den diese verbindenden Nuten mit Druckmittel beschickt ist (öffnungen 18).

weist, die durch durchgehend glatte Bereiche der

schrift 2 578 711").

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein hydrostatisches Gleitlager der eingangs näher bezeichneten Art so

ausbildet, erfolgt bei hydrostatischen 40 weiterzubilden, daß bei Aufrechterhaltung einer die Schmiermittelzufuhr mit hohem gleich guten Dämpfungswirkung eine noch bessere

Stabilität durch wesentlich rascheres Ansprechvermögen des Lagers bei Auswanderungen der Welle aus ihrer Soll-Lage gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die axial von Drucktaschen und in Umfangsrichtung von die Drucktaschen miteinander verbindenden Nuten rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteile jeweils mit wenigstens einer Abström-

Druckmittels aus den Lagerbereichen ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt wird, der um so größer wird, je kleiner das Lagerspiel ist. Dadurch können

Lagerfläche voneinander getrennt sind. 35 auch auf die Welle wirkende Stöße zuverlässig auf-

.. Im Gegensatz zu hydrodynamischen Gleitlagern, genommen und gedämpft werden (vgl. USA.-Patentbei denen sich von dem im wesentlichen ohne oder
nur mit geringem Druck zugeführten öl ein Keilfilm
durch das Zusammenwirken der Rotation und des
Lagerspiels
Gleitlagern

Druck. Dabei bildet sich zwischen den Lagerflächen ein statischer Schmierfilm von zum Rand der Lagerfläche hin abnehmendem Druck. Zur Regelung der Schmiermittelmenge und des Schmiermitteldrucks erfolgt die Zufuhr des Schmiermittels/Druckmittels durch Drosselöffnungen. . ■

Die Druckmittelzufuhr erfolgt dabei z. B. in durch Nuten miteinander verbundene Vertiefungen der

einen Lagerfläche, die durch durchgehend glatte Be- 5° öffnung für das Druckmittel versehen sind, die mit reiche der Lagerfläche voneinander getrennt sind. den Drucktaschen und Nuten nur über das Lagerspiel Bei einem bekannten hydrostatischen Gleitlager die- in Verbindung steht. :

ser Art sind in geringem Abstand von den axialen Aus den Drucktaschen und diese miteinander ver-

Enden der Lagerfläche angeordnete und sich mit bindenden Nuten kann das unter Druck zugeführte gegenseitigen Abständen in Umfangsrichtung er- 55 Druckmittel zuverlässig in die durchgehend glatten streckende, nutenartige Ausnehmungen vorgesehen, Bereiche der Lagerfläche einströmen, welche die die jeweils paarweise durch eine entlang einer Man- rahmenartig umschlossenen Bereiche der Lagerflächc telfläche verlaufende Nut miteinander verbunden voneinander trennen. Aus diesen Bereichen kann das sind. Dadurch wird die Lagerfläche in eine Vielzahl Druckmittel im wesentlichen nur axial abströmen, von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, in der 60 wobei durch das Lagerspiel dem Abströmen ein erAbwicklung etwa rechteckigen' Bereichen unterteilt, heblicher Widerstand entgegengesetzt ist. Damit denen das Druckmittel durch die Ausnehmungen und wird, wie bei dem zuletzt beschriebenen bekannten Nuten zugeführt wird und aus denen es zum Lager- Lager, eine auch starke Stöße auf die Welle zuverläsrand hin nur über die schmalen Stege entweichen sig aufnehmende und dämpfende Steifigkeit der Lagekann, welche die in Umfangsrichtung eine Reihe 65 rung erzielt. In gleicher Weise strömt das Druckmittel bildenden Ausnehmungen voneinander trennen (vgl. aus den Drucktaschen und den Nuten in den Bereich französische Patentschrift 1 366 075). Diese Ausbil- der rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteile, dung soll dafür Sorge tragen, daß das Lager beim Aus diesen Bereichen kann das Druckmittel nur über

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die Abströmöffnung entweichen. So lange sich die rads 16 dient. In F i g. 1 ist die Welle im Bereich der

Welle in ihrer Soll-Lage befindet, wirken die rahmen- Lagerfläche 3 nicht dargestellt, um die Sicht auf die

artig umschlossenen Lagerflächenteile ähnlich wie Lagerfläche freizugeben.

die durchgehend glatten Bereiche der Lagerfläche, Die Lagerfläche 3 wird in axialer Richtung durch welche die rahmenartig umschlossenen Lagerflächen- 5 in Umfangsrichtung verlaufende Ringnuten 4 α und teile voneinander trennen. Die umschlossenen Lager- 4 b begrenzt, die das in axialer Richtung durch den flächenteile sprechen jedoch bei Auswanderungen Lagerspalt wandernde Druckmittel sammeln und der Welle aus ihrer Soll-Lage wesentlich rascher als über Leitung 5 einer Absaugpumpe 14 zuleiten. ™ die die Steifigkeit des Lagers bestimmenden, durch- In dem zwischen den Ringnuten 4 α und 4 b axial gehend glatten Bereiche der Lagerfläche an, da bei io begrenzten Bereich der Lagerfläche 3 sind nCUmsich erweiterndem Lagerspalt das in den Bereich der fangsabständen Lagerflächenteile 19 vorgesehen, rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteile ein- welche in axialer Richtung jeweils von muldenförmiströmende Druckmittel auf Wegen zu der Abström- gen Drucktaschen 8 a¹ und in Umfangsrichtung von öffnung gelangen kann, die wesentlich kürzer sind Nuten 8 a² rahmenartig umgrenzt sind. Die Nuten 8 a² als die sonst üblichen Abströmwege zur axialen 15 verbinden jeweils in axialer Richtung nebeneinander-Grenze der Lagerfläche hin. Schon geringfügige An- liegende Drucktaschen miteinander. In wenigstens derungen des Lagerspiels führen daher sofort zu einer einer der Drucktaschen ist eine Druckmittelzufüherheblichen Änderung des Drucks im Bereich der rungsöffnung 9 α vorgesehen, der, wie F i g. 2 zeigt, von den Drucktaschen und Nuten umschlossenen eine Drossel 11 α zugeordnet ist. > _:- .w i-.·.· Lagerflächenteile, welche sofort und mit hoher Wirk- 20 Wie F i g. 2 zeigt, sind im dargestellten Beispiel samkeit jeder Auswanderung der Welle aus ihrer fünf derartige von Drucktaschen 8 α¹ bis 8 e^l und ₉, Soll-Lage entgegenwirkt und es daher in aller Regel diese verbindende Nuten 8 a² bis 8 e² rahmenartig \0 nicht zu größeren Auswanderungen kommen läßt. umschlossene Lagerflächenteile vorgesehen.

Dadurch wird eine noch bessere Stabilität der Wie aus den Figuren weiter hervorgeht, sind jeweils Lagerung erzielt. Da auf Grund der neuen Ausbildung 25 in Umfangsrichtung einander benachbarte rahmendie Auswanderung der Welle aus ihrer Soll-Lage artig umschlossene Lagerflächenteile 19 durch durchwesentlich kleiner als bei den herkömmlichen hydro- gehend glatte Bereiche 3 a bis 3 e voneinander gestatischen Gleitlagern bleibt, weist auch der Druck- trennt. Das Lagerspiel zwischen der glatten Welle 15 mittelfilm in den durchgehend glatten Bereichen der und den durchgehend glatten Bereichen 3 α bis 3e Lagerfläche, welche die rahmenartig umschlossenen 30 bzw. den rahmenartig umschlossenen Lagerflächen-Lagerflächenteile voneinander trennen, eine größere teilen 19 ist in Fig. 2 und 3 übertrieben dargestellt Stabilität auf, da sich in diesen Bereichen ent- und in F i g. 3 mit 15 α bezeichnet, sprechend geringere Strömungsänderungen ergeben. Alle Druckmittelzuführungsöffnungen 9 σ bis 9 e

Um die Beschickung der durchgehend glatten Be- stehen auf der Außenseite mit einer Ringnut 12 in reiche der Lagerfläche mit Druckmittel von den 35 Verbindung, die über eine Leitung 7 an eine Druck-Druckschwankungen in den rahmenartig umschlösse- mittelpumpe 13 angeschlossen ist, die das Drucknen Lagerflächenteilen noch unabhängiger zu ma- mittel aus einem Sumpf 6 ansaugt, chen, können die jeweils eine Lagerfläche um- In den von den Drucktaschen und den diese verschließenden rahmenartigen Vertiefungen ihrerseits bindenden Nuten rahmenartig umschlossenen Lagerzweckmäßigerweise von einer Nut rahmenartig um- 40 flächenteilen 19 ist jeweils wenigstens eine vergleichsschlossen sein, die unabhängig von den Drucktaschen weise weite Abströmöffnung 10 α vorgesehen, die mit und den diese verbindenden Nuten mit Druckmittel den Drucktaschen und Nuten nur über das Lagerbeschickt werden können. Durch diese zusätzliche, spiel 15 α in Verbindung steht. Alle Abströmöffnunrahmenartig ausgebildete Nut werden die durch- gen 10 α stehen ihrerseits jeweils über axial vergehend glatten Bereiche der Lagerfläche von den 45 laufende Bohrungen 20 mit der an die Saugseite der rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteilen druck- Absaugpumpe 14 angeschlossenen Abströmleitung 5 und strömungsmäßig isoliert. in Verbindung.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schema- Während jede durch die durchgehend glatten Betischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs- reiche 3 a bis 3 e voneinander getrennten Lagerbeispielen näher, erläutert. Es zeigt 50 flächenteile bei dem Beispiel nach F i g. 1 bis 4 aus

F i g. 1 einen in Achsrichtung verlaufenden Schnitt je drei in axialen Abständen angeordneten Druck-

durch eine erste Ausführungsform eines hydrostati- taschen und zwei Lagerflächenteile 19 mit je einer

sehen Gleitlagers gemäß der Erfindung, Abströmöffnung 10 α bestehen, kann die Aufteilung

F i g. 2 und 3 Querschnitte durch das Gleitlager dieser Lagerflächenbereiche auch in anderer Weise

nach Fig. 1, und zwar entlang der Schnittlinien II-II 55 erfolgen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6

bzw. IH-III, sind jeweils nur zwei Drucktaschen 25 nahe den

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung einen Be- axialen Enden der Lagerfläche vorgesehen, die über

reich der Lagerfläche des Gleitlagers nach Fig. 1, zur Achse parallele Nuten27 miteinander verbunden

F i g. 5 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 4 ein sind und je eine Druckmittelzuführöffnung 26 aufabgewandeltes Ausführungsbeispiel des neuen Gleit- 60 weisen. Durch diese rahmenartige Ausbildung wird lagers und in dem Beispiel nach F i g. 6 nur ein einziger, in

F i g. 6 in schematischer Draufsicht einen Teil der axialer Richtung langgestreckter, glatter Lagerin die Zeichnungsebene' abgewickelten Lagerfläche flächenbereich 24 rahmenartig umschlossen, in dessen eines weiter abgewandelten Ausführungsbeispiels. Mitte in axialem Abstand drei Abströmöffnungen 29

Das in den F i g. 1 bis 4 gezeigte hydrostatische 65 angeordnet sind, die durch eine entsprechend breite,

Gleitlager 2 ist in einem Lagergehäuse 1 fest montiert. in axialer Richtung verlaufende Nut 28 miteinander

Es ist angenommen, daß im dargestellten Beispiel das verbunden sind. Gleitlager zur Lagerung der Welle 15 eines Schleif- Die Wirkungsweise ist bei beiden beschriebenen

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Ausführungsbeispielen die gleiche. Das den Druck- sofort und mit erheblichen entsprechenden Druck-

taschen und den Nuten zugeführte Druckmittel brei- änderungen entgegengewirkt, so daß die Welle rasch

tet sich einerseits über die durchgehend glatten Be- in ihre Soll-Lage zurückkehrt. Dadurch wird die

reiche der Lagerfläche und andererseits über die Stabilität des Lagers wesentlich erhöht. Hinzu

rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteile aus. 5 kommt, daß durch die gering bleibenden Änderungen

Solange sich die Welle in Ruhe und in ihrer Soll- des Lagerspiels die Stabilität des Druckmittelfilms in

Stellung befindet, bildet sich in diesen Bereichen den durchgehend glatten Bereichen der Lagerfläche

gleichmäßig ein langsam strömender Druckmittelfilm verbessert wird.

aus, in dem ein ausreichender Druck herrscht, um Diese Stabilität und Steifigkeit des Druckmittel-

das Gewicht der Welle aufzunehmen. Aus den durch- io films in den durchgehend glatten Bereichen der

gehend glatten Bereichen strömt das Druckmittel in Lagerfläche läßt sich noch merklich dadurch verbes-

axialer Richtung zu den Sammelnuten 4α, 4b bzw. sern, daß man gemäß Fig. 5 die durch die Druck-

23 ab* Aus dem Bereich der rahmenartig umschlos- taschen und die Verbindungsnuten gebildeten rah-

senen Lagerflächenteile 19 bzw. 24 strömt das Öl zu menartigen Vertiefungen jeweils durch eine weitere

den Abströmöffnurigen. Da der Abströmwiderstand 15 rahmenartig ausgebildete schmale Nut 17 einschließt,

im Bereich der durchgehend glatten Lagerflächenteile welche Zuströmöffnungen 18 aufweist, durch die ein

sehr hoch ist, können diese Bereiche auf die Welle Druckmittel von konstantem Druck zugeführt werden

wirkende Stöße mit ausreichender Steifigkeit zuver- kann. Der Druck, der durch die Öffnungen 18 zu-

lässig aufnehmen. Beginnt die Welle aus ihrer Soll- geführt wird, ist so gewählt, daß er nicht höher ist als

Lage auszuwandern, so sinkt der Druck in den Um- ₂₀ der Druck des Druckmittels, das den Drucktaschen

fangsbereichen, in denen sich dabei das Lagerspiel zugeführt wird. Die Nuten 17 dienen dabei einerseits

etwas vergrößert, sofort und in erheblichem Umfange, dazu, um die rahmenartig umschlossenen Lager-

da das Druckmittel von den in diesem Umfangs- flächenteile 19 von den diese in Umfangsrichtung

bereich liegenden rahmenartig umschlossenen Lager- trennenden, durchgehend glatten Bereiche 3 α der

flächenteilen durch die weiten Abströmöffnungen 25 Lagerfläche zu isolieren. Andererseits werden diese

außerordentlich rasch, bezogen auf den Zustrom durch durchgehend glatten Lagerflächenbereiche 3 α von

die Drosselöffnungen, abströmen kann. Da sich durch den Nuten 17 mit einem Druckmittel beaufschlagt,

die Verengung des Lagerspiels auf der gegenüber- dessen Druck konstant und unabhängig von den

liegenden Umfangsseite der Druck in den Taschen Druckschwankungen im Bereich der Lagerflächen-

und Nuten gleichzeitig erhöht, wird jedem Beginn ₃₀ teile ist, die von den Drucktaschen und den Nuten

einer Auswanderung der Welle aus der Soll-Lage rahmenartig umschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Anlaufen und im Stillstand als rein hydrostatisches Lager wirksam ist,; während des normalen Betriebs aber zusätzlich hydrodynamische Eigenschaften zeigt. Bei einem anderen bekannten Radiallager ist die Lagerfläche durch mehrere über den Umfang verteilte Längsreihen -von Abströmöffnungen in in der Abwicklung rechteckige Teiltragflächen unterteilt, denen ein Druckmittel nahe ihrem Rand zugeführt wird. Dazu "dienen rahmenartige angeordnete Reihen von

1. Hydrostatisches Gleitlager für Wellen, dessen Lagerfläche in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete, mit Druckmittel beschickte und jeweils einen Teil der Lagerfläche rahmenartig umschließende Vertiefungen· aufweist, die durch durchgehend glatte Bereiche der

Lagerfläche voneinander getrennt - sind, da-io Bohrungen, zwischen denen und allen Teiltragdur c h gekennzeichnet, daß die axial von flächenrändern Reihen von Labyrinthnuten vorge-Drucktaschen (8 α¹) und in Umfangsrichtung von
die Drucktaschen miteinander verbindenden Nuten"(8a²) rahmenartig umschlossenen Lagerflächenteile (19) jeweils mit wenigstens einer Ab- 15
Strömöffnung (10 d) für das Druckmittel versehen
sind, die mit den Drucktaschen und Nuten nur
über das Lagerspiel in Verbindung steht.

sehen sind (vgl. französische Patentschrift 1 418 179). Mit diesen Maßnahmen soll eine möglichst gute Stabilität der Lagerung erreicht werden.

Bei einem schließlich noch bekannten hydrostatischen Gleitlager ist die Lagerfläche einmal durch in Umfangsrichtung verlaufende, im gegenseitigen Abstand angeordnete Sammelnuten begrenzt. In dieser begrenzten Lagerfläche sind in Umfangsrichtung

kennzeichnet, daß die jeweils eine Lagerfläche 20 mit Abstand voneinander angeordnete, mit Druckumschließenden, rahmenartigen Vertiefungen mittel beschickte und jeweils einen Teil der Lagerfläche rahmenartig umschließende Vertiefungen vorgesehen, die durch durchgehend glatte Bereiche der Lagerfläche voneinander getrennt sind. Das zu-25 geführte Druckmittel kann über die rahmenartigen Vertiefungen von allen Seiten in den von den Ver-

tiefungen umgrenzten, inselförmigen Bereich der

Lagerfläche eindringen und sich auch über die durch-

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Gleitlager gehend glatten Bereiche der Lagerflächen ausbreiten, für Wellen, dessen Lagerfläche in Umfangsrichtung 30 Hierdurch soll dem Lager eine ausreichende Steifigmit Abstand voneinander angeordnete, mit Druck- keit gegeben werden, indem dem Abfließen des mittel beschickte und jeweils einen Teil der Lagerfläche rahmenartig umschließende Vertiefungen auf-

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch ge-