DE1938098C

DE1938098C - Einrichtung zur Verlagerung einer von einer Welle aufgebrachten Axiallast von einem die Last bei Wellenstillstand und geringer Wellendrehzahl weitgehend aufnehmenden Walzlager auf ein Spiralnu ten Axiallager

Info

Publication number: DE1938098C
Application number: DE19691938098
Authority: DE
Inventors: Yngve Lennart Göteborg Fernlund Lars Martin Ingemar Dr Hindaas Johansson, (Schweden) F16d3 68
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1968-08-07
Filing date: 1969-07-26
Publication date: 1973-05-17

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verlagerung einer von einer Welle aufget rächten Axiallast von einem die Last bei Wellenstillstand und geringer Wellendrehzahl weitgehend aufnehmenden Wälzlager auf ein Spiralnuten-Axiallager und umgekehrt, i ei der der die Last gehäuseseitig aufnehmende Teil des Spiralnutenlagers als in eine Axialbohrung des Lagerhauses eingreifender, gegen den wellenseitigen Teifhin federbelasteter Kolben ausgebildet ist, dessen dem Lagergehäuse zugekehrte Stirnfläche eine begrenzt axial bewegliche Wand einer Druckkammer bildet, die aus einem an "die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum heraus, dem ein drehzahlabhängig gesteuertes Ventil zugeordnet ist, mit dem von d"en "Spiralnuten unter Druck gesetzten Strömungsmittel beaufschlagbar ist, wobei das Ventil bis zu emer vorgegebenen Wellendrehzahl eine Verbindun« zwischen "diesem Raum und einem unter Atmosphär.ndruck stehenden Rsum freigibt, bei Überschreiten dieser Drehzahl dagegen unterbricht.

Da Spiralnutenlager eine bestimmte Mindestdrehzahl benötigen, um "einwandfrei zu arbeiten, muß eh Wälzlaser die Belastung wenigstens größtenteils übernehmen, wenn die gelagerte WdIe nur langsam dreht, wie dies insbesondere beim An- und Auslaufen dt: Fall ist. Für die Verlagerung der Last von einem au: das andere Lager wird bei der dafür vorgesehener Einrichtung der vom Spiralnutenlager erzeugte Drucl als Steuermittel herangezogen, wobei ein Ventil ah Steuerelement dient.

Bei einer solchen Einrichtung gemäß einem älteren Vorschlag ist das Ventil innerhalb des wellenseitigen Lagerteils angeordnet, und zwar in einem Kanal, de. von dem an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum zu dem unter Atmosphärendruck stehenden Raum führt. Es ist von einem radial beweg liehen, durch die Zentrifugalkraft gegen den Druck einer Feder betätigten Schieber gebildet, der ab einer vorgegebenen WeHendrehzahl den Kanal verschließen soll. Ein solcher Schieber vermag sich leicht in seiner Führung, beispielsweise infolge von Schmutz, der in den Spalt zwischen Schieber und Fuhrung gelangt, festzusetzen. Weiterhin ist die Spaltweite zwischen Schieber und Führung in starkem Maße abhängig von der Umgebungstemperatur, was zur Folge hat, daß der Leckölfluß durch diesen Spalt nicht konstant ist. Hierdurch werden der öffnungs- und Schließzeitpunkt des Ventils in unerwünschter Weise verändert, und es muß weiterhin mit Verschleiß am Spiralnutenlager gerechnet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile der früher vorgeschlagenen Lösung zu vermeiden, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß das Ventil ein von der Außenseite des Lagergehäuses her zugängliches, in zwei Stellungen umstellbares Ventil mit drei Anschlüssen ist, von denen einer mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Raum im Lagergehäuse, der zweite mit dem an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum und der dritte mit der Druckkammer verbunden ist, und daß das Ventil den an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum in der einen Stellung mit dem unter Atmosphärendrujk stehenden Raum und in der anderen mit der Druckkammer verbindet.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, wo ein Längsschnitt durch eine Lagerung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt ist.

Die Lagerung umfaßt ein Wälzlager 9, das die Axiallast einer Welle aufnimmt, wenn die Drehzahl niedrig ist. Ferner umfaßt sie ein Spiralnutenlager mit

einem umlaufenden, mit Spiralnuten IQa versehenen wellenseitigen Lagerteil 10 und einem axial beweglichen, die Last gehäuseseitig aufnehmenden Lagerteil 6. Der Lagerteil 6 ist als Kolben ausgebildet und innerhalb einer entsprechenden Zylinderbohrunn des Lagergehäuses 15 verschiebbar. Ferner ist der kolbenförmige Lagerteil im Axialabstand mit zwei L'mfangsdichtungen 16 sowie einem Radialkanal 17 versehen, der von einem an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum zu dem zwischen den L'mfangsdichtuii. ι 16 liegenden Ringraum führt.

An der von der Lagerung abgestützten Welle ist eine Steuereinrichtung4 zur Betätigung ·_\:ϊ05 Magnetventils 5 angeschlossen. Die Steuereinrichtung4 ist vorzugsweise von einem Tachometergenerator gebildet, dessen elektrische Energie dem Magnetventil 5 zugeleitet wird. Das Ventil ist mit drei Anschlüssen versehen und derart ausgebildet, daß, wenn d^:~ Drehzahl unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, eine Leitung 1 mit einer Leitung 3 verbunden wird, ao Die Leitung 1 ist an das Lagergehäuse im Bereich einer Druckkammer 7 an der dem Gehäuse zugekehrten Seite des kolbenförmigen Lagerteils 6 angeschlossen, und die Leitung 3 führt zu einer Stelle zwischen Spiralnutenlager und Wälzlager9. wo innerhalb des Lagergehäuses Atmosphärendruck herrscht. In dieser Stellung, die das Ventil bei für den Betrieb des Spiralnutenlagers nicht a. -reichender Wellendrehzahl einnimmt, ist das Spiralnutenlager nur entsprechend dem von einem Satz Teüerfedern 13 auf die dem Gehäuse abgekehrte Seite des kolbenförmigen Lagerteils 6 ausgeübten Axialdruck unterworfen.

Wenn die Wellendrehzahl den vorgegebenen Grenzwert übersteigt, führt der Tachometer-Generator dem Magnetventil in ausreichendem Maßeelektrisehe Energie zu, um dieses so umzustellen., daß es die Leitung 1 mit der Leitung 2 verbindet. Diese mündet in das Lagergehäuse zwischen den beiden Umfangsdichtungen 16 und steht folglich unter dem an der Druckseite der Spiralnuten herrschenden hohen Druck. Der kolbenförmige Lagerteil 6 wird bei miteinander verbundenen Leitungen 1 und 2 angehoben, bis er zur Anlage an den Kopf 80 eines nachstellbaren Zapfens 8 gelangt, der sich durch eine zentrale Durchbrechung des kolbenförmigen Lagerteils erstreckt und mit seinem Kopf eiti-j weitere Aufwärtsbewegung verhindert. Die Ur.ti;--seite des Zapfenkopfes ist kugelförmig ausgebildet und ermöglicht eine selbsttätige Einstellung des ko!- benförmigen Lagerteils 6 in bezug auf eine Ηοπλ ü>lebene. Die Geschwindigkeit der Anhebebe\\eg.,:-_;_ wird durch eine Verengung 12 innerhalb der !...-;-tung 2 gemindert. Mit der auf diesem Wege erzi<-_: Belastung des Spiralnutenlagers wird die Belasn-■-■·_. des Axial-Wälzlagers 9 vermindert. Die R;k1i::: belastung wird hierbei stets von einem Radial-Z\· derrollenlager 11 aufgenommen.

Wenn die Drehzahl des Rotor* unter den \oi'·. stimmten Grenzwert fällt, verbindet das Magnctv.· til 5 wieder die Leitungen 1 -id 3. Der Druck in :, Druckkammer? wird hierbei abgebaut, und die W-.! senkt sich auf das Axial-Wälzlager 9 ab

Die Tellerfedern 13 üben eine Axialkraft auf .'. Spiralnutenlager aus, die im Vergleich zu der von ^T Vveile insgesamt aufgebrachten Axiallast klein ist einzelnen Teile des Spiralnutenlagers werden ai trotzdem in solcher Stellung zueinander gehalten. Λ sie jederzeit zur Übernahme der Belastung bereit s· Auch leiten die Tellerfedern vom kolbenförmigen i gertei! 6 auf wirksame Weise die in der Lagerung 1 stehende Wärme zum Lagergehäuse und somit na. außen. Diese Kühhvirkung kann durch Zufuhr ·.■ Kühlmittel in einen geschlossenen Umlauf mit eiiiL Kanal 14 verbessert werden, der sich in das Innere J. Lagerung durch den axialen Zapfen 8 hindurch c·· streckt. Die Kühlung ist aber nicht Gegenstand ck Erfindung.

An Stelle eines Tachometer-Generators kann d. ■ Magnetventil 5 auch an ein elektrisches Netz ange schlossen werden, wobei die Welle ein mit eineiv Ausschalter zwischen Nttz und Ventil versehene-, G^rät nach Art eines Fliehkraftreglers oder eine> elektrischen Drehzahlreglers antreibt- Das Ventil 5 kann auch durch ein Druckmittel steuerbar sein, wobei die Druckmittelquelle außerhalb der Lagerung aigeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verlagerung einer von -μπ-_τ Welle aufgebrachten Axiallast von einem die Last bei Wellenstillstand und geringer Wellendrehzahl weitgehend aui.. :nienden Wälzlager auf ein Snira!nuten-A\ialiager und umgekehrt, bei der der die Last gehäuseseitig aufnehmende Teil des Spiralnutenlagers als in eine Axialbohrung des Lagergehäuses eingreifender, gegen den wellenseitigen Teil hin feuerbelasteter Kolben ausgebildet ist. dessen <!em Lagergehäuse zugekehrte Stirnfläche eine begrenzt axial bewegliche Wand einer Druckkammer bildet, die aus einem an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum heraus, dem ein drehzahlabhängig gesteuertes Ventil zugeordnet ist. mit f*m von den Spiralnuten unter Druck gesetzten Strömungsmittel beaufschlagbar ist. wobei das Ventil bis zu einer vorgegebenen Wellendrehzahl eine Verbindung zwischen diesem Raum und einem unter Afmosphärendruck stehenden Raum freigibt, bei Überschreiten dieser Drehzahl dagegen unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dali das Ventil ein von der 2,5 Außenseite des Lagergehäuses (15) her zugängliches, in zwei Stellungen umstellbares Ventil mit drei Anschlüssen (f 2, 3) ist, von denen einer (3) mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Raum im Lagergehäuse, der zweite (2) mit dem an die Druckseite der Spiralnutei: angeschlossenen Raum und der dritte (I) mit der Druckkammer (7) verbunden ist. und daß das VentiS den an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum in der einen Stellung mit dem unter Atmo-Sphärendruck stehenden Raum und in der anderen mit der Druckkammer verbindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Last gehäuseseitig aufnehmende Teil (6) des Spiralnutenlagers im Axialabstand mit zwei Umfangsdichtungen (16) sowie einem Radialkanal (17) versehen ist, der von dem an die Druckseite der Spiralnuten angeschlossenen Raum zu dem mit dem zweiten Anschluß (2) verbundenen Ringraum zwischen den Umfangsdichtungen (16) führt.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) als Magnetventil ausgebildet ist, welches von einem von der gelagerten Welle angetriebenen Tachometer-Generator (4) beeinflußbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als Magnetventil ausgebildet ist, welches über eine drehzahlabhängige Schalteinrichtung wie einen mit einem Ausschalter versehenen Zenirifugalreglcr an eine elektrische Energiequelle angeschlossen ist.