DE1949790A1

DE1949790A1 - Bearing for the shafts of power and working machines

Info

Publication number: DE1949790A1
Application number: DE19691949790
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl-Ing Boes
Original assignee: Loewe Pumpenfabrik GmbH
Current assignee: Loewe Pumpenfabrik GmbH
Priority date: 1969-10-02
Filing date: 1969-10-02
Publication date: 1971-04-08

Description

Lagerung für die Wellen von Kraft-und Arbeitsmaschinen Die Erfindung betrifft die Lagerung von rotierenden Wellen für Kraftunri Arbeitzmaschinen und bezieht sich insbesondere auf solche Maschinen, bei denen ein geräuscharmer Lauf erwünscht ist.Bearings for the shafts of power and working machines The invention concerns the bearing of rotating shafts for power units and work machines refers in particular to such machines, where a quiet run is desirable.

S.e läßt sich beispielsweise bei Kreiselpumpen, die bewohnte Häusern zum Zweck der Warmwasserrumwälzung, der Druckerhöhung, der Badewasserumwülzung oder ahnliche Aufgaben betrieben werden und mit einem elektrischen Antriebsmotor zu einer Blockeinheit zusammengefaßt sind und an lie becondern hohe Ausprüche bezüglich Geräuscharmut gestellt werden, :,it besonderen Erfolg anwenden.S.e can be used, for example, with centrifugal pumps that are used in inhabited houses for the purpose of circulating hot water, increasing pressure, circulating pool water or Similar tasks are operated and with an electric drive motor to one Block unit are summarized and on lie becondern high statements regarding low noise be asked:, apply it particular success.

Bei dem genannten Anwendungsbeispiel der Erfindung besteht die Haupiaufgabe des Konstrukteurs bezüglich Vermeidung störender Geräusche darini hydraulische, elektrische und mechanische Geräusche als Geräuschquelle weitestgehend auszuschalten und zusätzliche Dämpfungsmaßnahme nur für den Fall vorzusehen, daß die Geräuschursachen nicht ausreichend zu vermeiden sind.The main task is in the cited application example of the invention of the designer regarding the avoidance of disturbing noises darini hydraulic, Eliminate electrical and mechanical noise as a source of noise as far as possible and to provide additional damping measures only in the event that the cause of the noise cannot be sufficiently avoided.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die im wesentlichen durch Kugellager bedin;ten mechanischen Geräusche mit einfachen mitteln wirksam zu bekämpfen bzw. die Geräuschursachen auszuschließen.The invention is intended to solve the problem that essentially mechanical noises caused by ball bearings effective with simple means to fight or to exclude the causes of noise.

Bekanntlich ist für eine mittels Kugellager zu lagernde Welle ein sogenanntes Festlager und ein Loslager vorzusehen, wobei das Festlager die Aufgabe hat, die Welle axial unverrückbar zu fixieren, während das Loslager die Welle unabhängig von den temperaturbedingten Längenänderungen der Welle relativ zum Gehäuse zu führen hat. Um dieses zu gewährleisten, wird bei bekannten Konstruktionen das Loslager mit seinem Kugellageraußenring axial verschieblich in der entsprechenden Gehäusebohrung angebracht. Damit ein möglichst geräuscharmer Lauf der Kugellager erreicht wird, der einen belasteten Ablauf der Wälzkörper in den Lagerringen voraussetzt, wird der Innenring gegen den äußeren Wälzlagerring dabei durch Federelemente vorgespannt.As is well known, a shaft to be supported by means of ball bearings is required So-called fixed bearing and a floating bearing to be provided, the fixed bearing doing the job has to fix the shaft in an axially immovable manner, while the floating bearing independently of the shaft of the temperature-related changes in length of the shaft relative to the housing Has. To ensure this, the floating bearing is used in known designs with its ball bearing outer ring axially displaceable in the corresponding housing bore appropriate. So that the ball bearings run as quietly as possible, which requires the rolling elements to run under load in the bearing rings the inner ring is biased against the outer roller bearing ring by spring elements.

Diese bekannten Ausführungen haben jedoch den Nachteil, daß zwischen dem Wälzlageraußenring und der das Lager aufnehmenden Gehäuse bohrung zum Zwecke der axialen Verschiebbarkeit des Loslagers ein meßbares Spiel erforderlioh ist welches zwangsläufig zu trKlnppererscheinungen22 des Wälzlag.rauß.nringes im Gehäuse und damit zur Geräuschbildung führt.However, these known designs have the disadvantage that between the roller bearing outer ring and the housing receiving the bearing for the purpose the axial displaceability of the floating bearing a measurable play is required which inevitably to physical phenomena22 of the rolling bearing outer ring in the housing and thus leads to the generation of noise.

Insbesondere bei Elektromotoren, bei denen die die Wälzlager aufnehmenden stirnseitigen Lagerschilde aus Werkstoffen (z.B. Aluminium-Druckguß) ausgeführt sind, deren Wärmeausdehnungskoeffiziert größer als der der Kugellageraußenringe ist, entsteht in Abhängigkeit von der Motortemperatur ein unterschiedliches radiales Spiel zwischen dem axial verschieblichen Loslager-Außenring und der entsprechenden Lagerschildbohrung, und damit ein Klappern des Lageraußenringes im Lagerschild insbesondere dann, wenn der Motor seine Betriebstemperatur angenommen hat.In particular in the case of electric motors in which the roller bearings receive End shields made of materials (e.g. die-cast aluminum) whose coefficient of thermal expansion is greater than that of the ball bearing outer rings is, a different radial arises depending on the engine temperature Play between the axially displaceable floating bearing outer ring and the corresponding one Bearing shield bore, and thus a rattling of the bearing outer ring in the bearing shield in particular when the engine has reached its operating temperature.

Die bekannten Maßnahmen zur Vorspannung des Lagers wirken lediglich in axialer Richtung, so daß die erwähnten Geräusehbildungen nicht mit diesen bisher bekannten Maßnahmen zu unterbinden sind.The known measures for preloading the bearing are only effective in the axial direction, so that the noise formation mentioned above has not coincided with this so far known measures are to be prevented.

zur Vermeidung dieser Nachteile und zur Lösung der gestellten Aufgabe soll nun gemäß der Erfindung das Loslager in einem in axialer Richtung elastisch nachgiebiben und in radialer Richtung starr fixierten, als Stützscheibe ausgebildeten Lagerschild angeordnet sein.to avoid these disadvantages and to solve the task at hand is now according to the invention, the floating bearing in an elastic in the axial direction yield and rigidly fixed in the radial direction, designed as a support disc Be arranged bearing shield.

Die Vorspannung der Lager kann entweder mit Hilfe der axial federnd vorres annten Stützscheibe selbst oder dadurch erfolgen, daß die Stützscheibe axial durch eine zusätzliche Feder vorgespannt wird, die sich gegen eine Abdeckhaube des Motors abstützt.The preload of the bearings can be done either with the help of the axially resilient vorres annten support disc itself or take place in that the support disc is axially is biased by an additional spring, which is against a cover of the Motor is supported.

U die Geräuschabstrahlfläche der Stützscheibe zu verringern,soll diese nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit Durchbrüchen versehen sein.U to reduce the noise-emitting surface of the support disc, this should be provided according to a further feature of the invention with openings.

Sie kann aber auch aus einer Konstruktion stehen, bei der das Blehhformteil durch eine in der Wirkung gleiche Speichenkonstruktion ersetzt wird, die einen äußeren und einen das Lager aufnehmenden Innenring, der im äußeren Ring wie eine Nabe eines Rades mittels wenigstens drei Speichen gehalten ist, umfaßt.But it can also be from a construction in which the Blehhformteil is replaced by a spoke construction with the same effect, the one outer and an inner ring receiving the bearing, in the outer ring like a hub of a The wheel is held by at least three spokes.

Lurch die erfindungsgemäße Lagerung wird eine in radialer Richtung absolut starre Raltsrung auch des Loslagers erreicht, ohne daß der Kugellageraußenring die geringste Möglichkeit zur Bewegung in radialer Richtung hat, wobei die axiale Vorspannung von Innenlagerring gegenüber Aüssenlagerring durch die Federcharakteristik der Stützscheibe selbst oder durch die zusätzliche Abstütz-feder sichergestellt ist und damit auch die axiale Verschiebbarkeit des Loslagers durch die temperaturbedingten Längenänderungen von Welle relativ zum Motorgehäuse möglich ist0 An Rand der Zeichnung soll die erfindungsgemäße Lagerung nachfolgend noch näher erläutert werden. Auf der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine vollständige Lagerung am Beispiel einer Monoblockpumpe, wobei das Pumpengehäuse zur Verbesserung der Übersichtlichkeit fortgelassen ist, Fig. 2 die Ausbildung eines Lagerschildes aus einem einzigen in axialer Richtung vorgespannten Blechformteil, Fig. 3 ebenfalls ein Lagerschild aus einem einzigen Blechformteil, wobei dieses Blechformteil mittels einer zusatzlichen Feder axial vorgespannt wird, die sich gegen eine Gehäusehaube abstützt, und Fig. 4 ein Lagerschild, bestehend aus einer Einheit, die aus einem Außenring und einem darin mittels Speichen gehaltenen das Lager aufnehmenden Innenring zusammengesetzt ist.The storage according to the invention results in a radial direction absolutely rigid Raltsrung achieved without the ball bearing outer ring has the least possibility of movement in the radial direction, the axial Preload of the inner bearing ring compared to the outer bearing ring due to the spring characteristics the support disc itself or by the additional support spring is and thus also the axial displaceability of the floating bearing due to the temperature Changes in the length of the shaft relative to the motor housing are possible0 at the margin of the drawing the storage according to the invention is to be explained in more detail below. on the drawing shows Fig. 1 a complete mounting using the example of a monoblock pump, where the pump housing has been omitted to improve clarity, Fig. 2 shows the formation of a bearing plate from a single in the axial direction prestressed sheet metal part, Fig. 3 also a bearing plate from a single Sheet metal part, this sheet metal part axially by means of an additional spring is pretensioned, which is supported against a housing hood, and Fig. 4 shows a bearing plate, consisting of a unit consisting of an outer ring and one inside it by means of spokes held is composed of the bearing receiving inner ring.

In Fig. 1. -s.nd die für die Lagerung wesentlichen Teile einer Monoblockpumpe, d.h. also einer Pumpe bei der das Pumpenlaufrad-11 auf der Welle 10 des Antriebsmotors angeordnet ist, dargestellt. Im Motorgehäuse 12 sitst in an sich bekannter Weise der Stator 19, während der Rotor 18 auf der Welle 10 angebracht ist. An-beiden Seiten des Motorgehäuses 12 befinden sich Lagerflanschen, von denen der Lagerflansch 13 für das vordere Festlager 16 in üblicher Weise ausgebildet ist, während der hintere Lan gerflansch für das bisherige Loslager t7 jetzt in erfindungsgemäßer Weise aus einem besonderen Lagergehäuse 15 mit feat eingeproßten Lager 17 besteht, welches durch eine axial nachgiebige Stützscheibe 14 mit des Motorgehäuse 12 verbunden ist und diese Stützscheibe eine axials Verschiebung der Welle 10 federnd aufnimmt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Scheeibe 14 mit Vorspannung in das Kotorgehäuse 12 einzugetzen. Diese Vorspannung ist auch in Fig. 2, die im wesentlichen nur die Ausbildung des Lagergehäuses und der Stütscheibe zu einem gemeinsammen Blechformteil 20 zeigt, angedeutet.In Fig. 1. -s.nd the parts of a monoblock pump that are essential for storage, i.e. a pump with the pump impeller 11 on the shaft 10 of the drive motor is arranged, shown. The motor housing 12 is seated in a manner known per se the stator 19, while the rotor 18 is mounted on the shaft 10. On both sides of the motor housing 12 are located bearing flanges, of which the Bearing flange 13 for the front fixed bearing 16 is formed in the usual way, while the rear Lan gerflansch for the previous floating bearing t7 is now in accordance with the invention Way consists of a special bearing housing 15 with feather-molded bearing 17, which is connected to the motor housing 12 by an axially flexible support disk 14 is and this support disc absorbs an axial displacement of the shaft 10 resiliently. It has proven to be expedient to insert the disc 14 into the Kotor housing with preload 12 should be used. This bias is also shown in Fig. 2, which is essentially only the Formation of the bearing housing and the support disk to form a common sheet metal part 20 shows, indicated.

Die Stützscheibe 21 der Fig. 3 ist mittels einer Feder 22 in axialer Richtung gegen eine Haübe 23, die am Gehäuse 12 befestigt ist, abgestützt. Hierbei wird also die axiale Beweglichkeit der Stützscheibe 21 und damit des Lagers 17 durch die Federcharakteristik der Feder 22 bestimmt und kann durch Verwendung von unterschiedlich starren Federn auf einfache Weise den Verhältnissen angepaßt werden.The support disk 21 of Fig. 3 is by means of a spring 22 in the axial Direction against a hood 23, which is attached to the housing 12, supported. Here So the axial mobility of the support disc 21 and thus of the bearing 17 is through the spring characteristics of the spring 22 are determined and can be different by using rigid springs can be easily adapted to the circumstances.

Die Stützscheibe 21 weist noch Durchrechnungen 24 aut, durch die die Abstrahlung eventuell auftretender Geräusche noch zusätzlich verringert werden soll.The support disk 21 still has through calculations 24 aut through which the Radiation of any noises that may occur should also be reduced.

In Fig. 4 besteht der Lagerschild aus einem Außenring 25, der am Gehäuse 12 befestigt ist,und einem Innenring 26, der dar Lager 17 trägt. Die beiden Ringe sind durch Speichen 27 mit Spannippeln 26 verbunden.In Fig. 4, the end shield consists of an outer ring 25 which is attached to the housing 12 is attached, and an inner ring 26 which carries the bearing 17. The two rings are connected to clamping nipples 26 by spokes 27.

Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel einer zu einer Einheit mit einem Elektromotor zusammengefaßten Kreiselpumpe, einer sogenannten Monchlockpumpe erläutert. Wie eingangs aber schon erwähnt wurde, ist die Erfindung nicht auf Pumpen beschränkt, sondern läßt sich für geräuscharme Arbeits- und Kraftmaschinen jeglicher Art verwenden.The invention has been described above using the example of a unit with an electric motor combined centrifugal pump, a so-called Monchlock pump explained. As already mentioned at the beginning, however, the invention is not related to pumps limited, but can be used for low-noise machines and power machines Use kind.

Claims

Bearing for rotating shafts of power and work machines and The like., characterized in that the floating bearing (17) in an axial direction elastically resilient and rigidly fixed in the radial direction, preferably as Support disk (14, 20, 21) formed end shield is arranged.

2. Storage according to claim 1, characterized in that the supporting disc (20) is fastened with axial preload in the machine housing.

3. Storage according to claim 1 and 2, characterized in that the La -gerschild with its receptacle for the bearing made of a single sheet metal part (20, 21) exists.

4. Storage according to claim 1 to 3, characterized in that the Support disk (14, 20) itself is designed as a spring element.

5. Storage according to claim 1 to 4, characterized in that the Support disc (23) by means of one (22) or more against a Xotorabdeckhaube (23) supporting springs is axially biased.

6. Storage according to claim 1 to 5, characterized in that the Support disc (21) is provided with openings (24).

7. Storage according to claim 1 to 6, characterized in that the End shield eipe from an inner ring (26) and one connected to it by spokes (27) Outer ring (24) is existing spoke construction.

L e r s e i t e