DE1965302C3 - Einrichtung zur Abstützung eines Wälzlagers in einem Gehäuse - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abstützung eines Wälzlagers in einem Gehäuse, wobei der gegebenenfalls gekühlte Wälzlageraußenring in einem mindestens am Umfang von Druckmittel umgebenen Druckring drehfest und längsfest und der Druckring im Gehäuse drehfest angeordnet ist, sich zwischen Druckring und Gehäuse Druckmittelpolster befinden, die den Druckring in radialer Richtung am Gehäuse abstützen, und das Spiel zwischen Druckring und Gehäuse so groß bemessen ist, daß das Klemmen beider Teile selbst bei den größten während des Betriebs zu erwartenden temperaturbedingten Maßänderungen vermieden ist.

Wälzlager für hohe und höchste Drehzahlen erwärmen sich im Betrieb bekanntlich sehr stark. Man muß deshalb ein die Wärmeausdehnung aufnehmendes, entsprechend bemessenes Spiel vorsehen, was bei niedrigen Drehzahlen, insbesondere beim Anlaufen, zu einem unruhigen Lauf führt. Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, ein axial längsverschiebliches Wälzlagcr zumindest in radialer Richtung in einem Drucknuttelraum zentr.sch abstützend zu lagern. Ein anderer Vorschlag sieht vor, den Außenring des Wälzlagers zu kühlen. Derartige Lagerungen haben jedoch den Nachteil, daß sie den bei hohen Drehzahlen auf- f>5 tretenden Belastungen nicht zuverlässig standhalten. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Lagerspiel für einen ruhigen Lauf auch bei niedrigen Drehzahlen auszulegen und die radiale und axiale Belastung des Wälzlagers infolge der Warmeausdehr.ung in Kauf zu nehmen, was jedoch zu einem Verklemmen des Lagers führen kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die zwischen dem Gehäuse und dem Druckring während des Betriebs auftretenden maximalen temperaturbedingten Änderungen des Spiels ausgeglichen werden können.

Diese Aufgabe wird bei der Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens drei in an sich bekannter Weise mit gleichem Abstand in Richtung des Umfanges des Druckringes angeordnete radial gerichtete Drosselstellen fur die Einführung des unter Überdruck stehenden Druckmittels zwischen Druckring und Gehäuse vorgesehen sind.

Besonders vorteilhaft ist bei einer Einrichtung, die insbesondere mit einem flüssigen Druckmittel und mit den Drosselstellen zugeordneten Druckmittelkammern arbeitet, daß der Druck des Druckmittels in Abhängigkeit von der durch die Wärmeausdehnung des Druckringes bewirkten Änderung des Spieles zwischen Druckring und Gehäuse regulierbar ist, um bei ei öße -em Spiel mit größerem Druck ι nd bei kleinerem Spiel mit geringerem Druck arbeiten zu können.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß das axial längsverschiebliche Wälzlager einerseits das für die Wärmeausdehnung erforderliche Spiel zur Verfugung hat, andererseits jedoch dieses Spiel nicht den Nachteil eines unruhigen Laufes bei niedrigen oder mittleren Drehzahlen mit sich bringt. Außerdem kann der Druckring bei allen Drehzahlen über das unter Überdruck stehende Druckmittel im wesentlichen mit der gleichen Kraft am Gehäuse abgestutzt werden.

Die Anordnung von Drosselstellen fur die Zufuhrung von unter Überdruck stehendem Druckmittel in einem Gehäuse mit gleichem Abstand untereinander entlang des Umfanges eines innerhalb des Gehäuses angeordneten ringförmiges Teiles ist auf einem anderen technischen Gebiet, nämlich auf dem Gebiet der hydrostatischen Gleitlager bzw der Gaslager, bereits bekannt. Bei diesen Lagern liegen jedoch völlig andere Gegebenheiten und völlig andere Probleme vor, da sich ein Teil, meistens eine Welle, bewegt und auf Gleitflächen in einer feststehenden Lagerschale im Lagergehäuse gleitet, wobei das Druckmittel dazu dient, bei der Relativbewegung zwischen Welle und Lagerschale eine flüssige Reibung zu gewährleisten. Demgegenüber findet bei der erfindungsgemäßen Lagerung eine Relativbewegung zwischen dem drehfest im Gehäuse angeordneten Druckring und dem Gehäuse selbst nicht statt. Das Druckmittel hat vielmehr die Aufgabe, eine Anpassung des auf maximale Wärmeausdehnung des Druckringes ausgelegten Spieles zwischen Druckring und Gehäuse an die jeweils vorliegenden Drehzahlen und Betriebsbedingungen zu ermöglichen.

Als Druckmittel kann sowohl eine Flüssigkeit, vorzugsweise öl, als auch ein Gas verwendet werden. Bei der Verwendung einer Flüssigkeit werden den Drosselstellen für die Einführung des Druckmittels Druckmittelkammern zugeordnet, wie es bei hydrostatischen Gleitlagern bereits bekannt ist. Die Druckmit· telkammcrn können jedoch im Unterschied zu den hydrostatischen Gleitlagern sowohl im Gehäuse als auch im Druckring angeordnet werden. Außerdem

können die Druckmittelzufuhr sowie die Drosselstellen in dem Druckring vorgesehen werden. Bei Verwendung eines Gases als Druckmit'ol genügt es, wenn die Drosselstellen im Gehäuse gegenüber der dem Druckring zugeordneten Gehäuscinnenfläche etwas zurückgesetzt sind, d. h. die DiuckmiUelkarnmern sind nicht in dem Ausmaß erforderlich wie im Zusammenhang mit einem flüssigen Druckmittel.

Bei drei Drosselstellen sind diese in einem Winkelabstand von 120° angeordnet. Bei Verwendung einer Einrichtung n;it acht Drosselste'len, die /-. B. mit Druckluft von 6 atü beaufschlagt sein können, beträgt der Winkelabstand 45 ".

An Hand der Zeichnungen wird beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Einrichtung im Längsschnitt;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie I-I von Fig. 1, wobei nur der den Druckring umgebende Teil des Gehäuses mit den Drosselstellen gezeigt ist;

F i g. 3 zeigt in einem Längsschnitt eine Drosselstelle.

Die in F i g. 1 gezeigte Einrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 für eine Schnellfrequenz-Schleifspindel 2, die in zwei längsfesten Wälzlagern 3, 3 a, die als Festlager bezeichnet sind, und in zwei axial längsverschieblichen Wälzlagern 4, Aa, die als Loslager bezeichnet sind, gelagert ist. Die Loslager 4 und Aa sitzen drehfest und längsfest in einem Druckring 5, der in Umfangsrichtung von einem ringförmigen Gehäuseteil 6 umgeben ist, der die Drosselstellen 7 für das unter Überdruck zugeführte Druckmittel enthält. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird Gas, beispielsweise Druckluft, als Druckmittel verwendet, weshalb keine Druckmittelkammern vorgesehen sind. Die Drosselstellen 7 sind lediglich gegenüber der Innenfläche des ringförmigen Gehäuseteils 6 etwas zurückgesetzt. Zwischen dem Druckring 5 und dem ringförmigen Gehäuseteil 6 ist ein Spiel vorgesehen, das die maximale Wärmeausdthnung aufnehmen kann. Das Spiel zwischen der äußeren Stirnseite des Druckringes 5 und dem Lagerdeckel 8 dient zum Ausgleich der temperaturabhängigen Längsausdeh-

nung der Schleifspindel. Zwischen dem Druckring 5 und dem Lagerdecke! 8 ist eine Druckfeder 9 für die axiale Vorspannung der Schleifspindel angeordnet.

Die Zuführung des Druckmittels zu den Drosselstellen 7 erfolgt über eine in dem ringförmigen Ge-

häuseteil 6 vorgesehene Ringleitung 10, die durch zwei Ringdichtungen 11, 11a gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Für die Zuführung des unter Überdruck stehenden gasförmigen Druckmittels ist ein Anschluß 12 vorgesehen. Der Außenring des Loslagcrpaares A, Aa hat einen Kühlmittelkanal 13, dem über den Anschluß 14 Kühlmittel, zweckmäßigerweise Wasser, zugeführt werden kann. Der den äußeren Lauiring des Loslagerpaares 4, Aa umfassende Druckring 5 ist durch nicht gezeigte Einrichtungen,

beispielsweise einen Anschlagstift, in dem Gehäuseteil 6 längs- und radialbeweglich, jedoch drehfest, gehalten.

Aus der in Fig. 2 gezeigten Schnittansicht ist die gleichmäßige Verteilung von acht Drosselstellen 7

entlang des Umfanges des ringförmigen Gehäuseteils 6 erkennbar. In der vergrößerten Darstellung der Drosselstelle von F i g. 3 sieht man, daß die Drosselstelle 7 innerhalb des ringförmigen Gehäuseteils 6 etwas zurückversetzt angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abstützung eines Wälzlagers in einem Gehäuse, wobei der gegebenenfalls gekühlte Wälzlageraußeiiring in einem mindestens am Umfang von Druckmittel umgebenen Druckring drehfest und längsfest und der Druckring im Gehäuse drehfest angeordnet ist, sich zwischen Druckring und Gehäuse Druckmitte!polster befinden, die den Druckring in radialer Richtung am Gehäuse abstützen, und das Spiel zwischen Druckring und Gehäuse so groß bemessen ist, daß das Klemmen beider Teile selbst bei den größten während des Betriebs zu erwartenden temperaturbedingten Maßänderungen vermieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei in an sich bekannter Weise mit gleichem Abstand in Richtung des Umfanges des Druckringes (5) angeordnete radial gerichtete Drosselstellen (7) für die Einführung des unter Überdruck stehenden Druckmittels zwischen Druckring und Gehäuse (1) vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, insbesondere mit einem flüssigen Druckmittel und mit den Drosselstellen zugeordneten Druckmittelkammern, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Druckmittels in Abhängigkeit von der durch die Wärmeausdehnung des Druckringes (5) bewirkten Änderung des Spieles zwischen Druckring und Gehäuse (1) regulierbar ist, um bei größerem Spiel mit größerem Druck und bei kleinerem Spiel mit geringerem Druck arbeiten zu können.