DE2038623A1 - Sich selbst ausrichtendes Axial-Stuetz- oder Traglager - Google Patents

Description

Dipl.-Ing.W.Beyer Dipl. -Wir tsch . -Ing. B. «löchern

6000 Prankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str. IS

SKP Industriele Handel-en Ontwikkeling-Maatschappij NV Overtoom 141—145 Amsterdam V / Niaderlande

Sich selbst ausrichtendes Axial-Stützoder Traglager

Priorität der schwedischen Patentanmeldung No. 11 O59/69 vom 8. August 1969

Die Erfindung betrifft ein sich selbst ausrichtendes Axial-, Stütz- oder Traglager mit einem die Belastung übertragenden Wälzkörper für ein während des Betriebs Lageveränderungen unterworfenes Maschinenteil.

In zahlreichen Fällen, wo schwere oder schwer belastete Maschinenteile abgestützt oder gelagert werden müssen, muß berücksichtigt werden, daß in Folge von Ehrend des Betrieb.s auftretenden Belastungsschwankungen, Terr.p er a tür änderung en und dgl Lägeveränderungen: des zu "lagernden Teilestrelativ rum La"ger auftreten· Aus diesem Grunde ist es bekannt. In solchen Fallen

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mit Lagern zu arbeiten, deren Lagerteile sich auf die jeweilige, augenblickliche Lage des abgestützten Maschinenteiles einstellen, ohne dadurch ihre Lagerfunktion einzubüßen. In einer praktischen Ausführung besteht solch ein Stützlager beispielsweise aus einem Oberteil und einem Unterteil mit einem dazwischen eingesetzten Wälzkörper, der gestattet, daß bei gleichbleibender Lage des Unterteils mit Bezug auf ein festes Fundament sich das mit dem abzustützenden Maschinenteil verbundene Oberteil des Lagers auf dem Wälzkörper auf die wechselnde Stellung des Maschinenteils ausrichtet und einstellt.

Bei derartigen Lagern ist bisher die Grosse des Wälzkörpers eine Punktion der Lagerkraft, um den spezifischen Flächendruck innerhalb zulässiger Grenzen zu halten. Bei einer Auslegung des Lagers entsprechend einer verhältnismässig großen maximal auftretenden Lagerkraft muß also auch der Wälzkörper sehr groß gewählt werden. Vom Durchmesser des Wälzkörpers hängt wiederum die Grosse des Reibungsmoments im Lager ab, woraus folgt, daß im Falle großer Wälzkörper auch eine verhältnismässig große Ausrichtkraft erforderlich ist, die nicht immer vorhanden ist, so daß darunter die Genauigkeit der selbsttätigen Einstellbewegung des Lagers leidet. Ausserdem ist häufig die mit einem großen Wälzkörperdurchmesser verbundene beträchtliche Bauhöhe des Lagers unerwünscht.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lager der eingangs genannten Art zu schaffen, welches seine Stütz- und Ausrichtfunktion voll erfüllt, jedoch durch mögliche Anwendung kleinerer Wälzkörper die geschilderten Nachteile eines störenden Reibungsmoments und grosser Bauhöhe vermeidet.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gel O daß zur Entlastung der Wälzkör per lagerung diese τη'.ζ einer hydrostatischen Lagerung kombiniert ist. Die letztere bringt,

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ohne die Ausrichtmoglichkeit des Lagers negativ zu beeinflussen, je nach der Druckregelung der hydrostatischen Lagerung eine so weitgehende Entlastung des Wälzkörpers, daß dieser allein auf die Punktion des Ausrichtens hin und demzufolge auch bei starken Kräften verhältnimässig klein ausgelegt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Lagers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch

ein zweites Ausführungsbeispiel.

Das Lager nach Fig. 1 besteht aus einem Unterteil Io, der auf einem festen Fundament 11 ruht. Auf seiner Oberseite hat das Unterteil Io die Form eines Zylinders 12, in dessen Mitte ein Einsatz 13 aus besonders hartem Material eingesetzt ist, welcher eine Kugel 14 trägt, die als Wälzkörper dient. Über die Kugel 14 stützt sich,auf dem Unterteil Io ein Oberteil 15 ab, dessen Unterseite die Form eines Kolbens 16 hat, der in den Zylinder 12 passt. An der Unterkante des Kolbens 16 ist eine Dichtung 17 vorgesehen. Ebenso wie das Unterteil Io besitzt auch das Oberteil 15 einen Einsatz 18 aus besonders hartem Material, der mit der Kugel 14 zusammenwirkt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, stützt sich das Oberteil 15 lediglich über die Kugel 14 an dem Unterteil Io ab. Die kalotten- £örmigen Stützflächen in den Einsätzen 13 und 18 für die Kugel 14 sind mit Bezug auf die sich gegenüberstehenden Stirnflächen von Kolben 16 und Zylinder 12 derart angeordnet, daß zwischen <äen Stirnflächen ein bestimmter Zwischenraum freibleibt, der in bestimmten Grenzen eine Kippbewegung des Oberteils 15 nach allen Richtungen um das Kugelzentrum gestattet. Zu diesem

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Zweck ist auch die Mantelfläche des Kolbens 16 konisch hinterschnitten. Um eine relative Drehbewegung zwischen Ober- und Unterteil zu verhindern, ist in das letztere ein Stift 19 eingesetzt, der in eine Bohrung 2o des Oberteils eingreift.

Das Oberteil 15 ist Teil eines zu lagernden Maschinenteils 21, mit diesem fest oder lösbar verbunden oder lediglich eine Stützplatte für dieses. Die beschriebene Lagerung wird man dann anwenden, wenn das Maschinenteil 21, welches beliebiger Art und Form sein kann, während des Betriebs wechselnden Belastungen und/oder TemperaturSchwankungen unterworfen ist, welche sich auf das Lager derart auswirken, daß das Oberteil 15 bestrebt ist, sich mit Bezug auf das Unterteil Io entsprechend anders einzustellen. Wenn nun die vom Maschinenteil 21 auf das Lager übertragene Last wenigstens zeitweise sehr groß ist, muß man, wenn keine v/eiteren Maßnahmen ergriffen werden, den Durchmesser der Kugel entsprechend groß wählen. Um diese Notlösung zu vermeiden, ist der Zylinder 12 über einen Kanal 22 mit einer Druckmittelquelle verbunden, durch welche der Zylinderraum mit einem den Belastungsverhältnissen angepassten Druck beaufschlagt werden kann. Die auf diese Weise erhaltene hydrostatische Lagerung übernimmt dann den wesentlichen Anteil der Belastung durch das Maschinenteil 21, während die Funktion der Kugel 14 im wesentlichen auf ihre Führungsfunktion beschränkt werden kann.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht grundsätzlich aus denselben Hauptteilen wie die Ausführung nach Fig. 1, närnlich einem Unterteil Io,einem Oberteil 15, darin eingepassten Einsätzen 13 und 18 und einer Kugel 14. In diesem Fall weisen jedoch das Ober- wie auch das Unterteil mittlere Erhebungen 23 bzw. 24 auf, die zur Kugel 14 konzentrisch sind. Die Erhebungen 23 und 24 sind von umlaufenden Einsenkungen umgeben, die zusammen eine Art Umfangsnut 25 bilden, welche nach aussen durch einen Balg 26 abgedichtet ist, der dem Druckmitteldruck standhält. Der Kanal 22 für die Zufuhr des Druckmittels rr.ünci>;;:

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in der Umfangsnut 25 innerhalb des Balgen 26, wobei in diesem Fall in dem Kanal 22 noch ein Rucks chi a,g.ven til 27 angedeutet ist. Die Funktionsweise der kombinierten Wälzkörper- und hydrostatischen Lagerung nach Fig. 2 ist genau dieselbe wie oben beschrieben. .

Wenn das Oberteil 15 ein darauf ruhendes Lagar stützt oder Teil eines solchen ist, kann es je nach den Gegebenheiten des Einzelfalls möglich sein, die Schmiermittelzufuhr zu der Lagerflache aus dem unter Schmiermitteldruck stehenden Zylinder 12 bzw. dem Druckraum 25 abzuleiten.

Falls in einem bestimmten Pail die durch das Maschinenelement verursachte Bewegung des Lageroberteils nur in einer einzigen Richtung stattfindet, ist es natürlich auch möglich, als Wälzkörper statt einer Kugel eine Rolle zu nehmen.

Ansprüche

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1.) Sich selbst ausrichtendes Axial-,Stütz- oder Traglager mit einem die Belastung ünertragenden Wälzkörper für ein
   während des Betriebs Lageveränderungen unterworfenes Maser, inen teil, d ei d u r c h gekennzeichnet, daß zur Entlastung der Wälzkörperlagerung (14) diese mit einer hydrostatischen Lagerung (12, 22 bzw. 25, 22) kombiniert ist.

   2. Lager nach Anspruch 1, bestehend aus einem mit dem zu lagernden Maschinenteil verbundenen Oberteil und einem mit
   einem festen Fundament verbundenen Unterteil, zwischen denen der Wälzkörper eingesetzt ist, dadurch. g e k e η nze ichnet, daß der Zwischenraum (12 bzw. 25) zwischen Ober- und Unterteil (lo, 15) nach aussen abgedichtet ist
   (Dichtungen 17 bzw. 26) und über eine Anschlußleitung (22)
   mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist.

   3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Zwischenraumes
   Ober- und Unterteil ('Lo, 15) nach Art eines Kolbens (16)

   in einem Zylinder (12) ineinandergreifen, wobei durch konische oder abgesetzte Ausbildung der Mantelfläche cl?s Kolbens (It⁷) unÜ/oder des Zylinier·»; (12) relative Ausr ichtLewegtav/en de.: Lagerteile ermöglicht sind.

   ■»,. Lager nach An:·.ρ^ i"h <.', dadurch g e < t.· η a .'. e Lehn e t , d.iß o.j.-jr- und Unterteil (Io , 15) η it <.-;ner ri; ί ί !. ro η Erhebung (''I, '- 1 i..;i :i-:ff>:.ch des VJa L ^kc-r_;- ■.;;-.-, ( l-l )
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   umgeben ist, welche nach aussen durch einen darin eingesetzten Dichtungsbalg (26) abgeschlossen und über eine Anschlußleitung (22) mit Druckmittel beaüfschlagbar ist.

   5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k en η ζ e i c h η et, daß der Wälzkörper eine Kugel (14) ist und die Lagerteile auf der gegeneinander weisenden Seite kreisförmig bzw. zylindrisch gestaltet sind.

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