DE2109080B2

DE2109080B2 - Einrichtung bei einem mit Druckkammern versehenen hydrostatischen Lager

Info

Publication number: DE2109080B2
Application number: DE2109080A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Tokio Aihara
Original assignee: Ikegai Corp
Current assignee: Ikegai Corp
Priority date: 1970-02-26
Filing date: 1971-02-25
Publication date: 1974-01-24
Also published as: US3661432A; DE2109080C3; GB1274165A; JPS4836135B1; DE2109080A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung bei einem mit Druckkammern versehenen hydrostatischen Lager zur selbsttätigen Steuerung des Abströmwiderstandes für die Druckflüssigkeit, mit einseitig vom Kammerdruck beaufschlagten, unter seinem Einfluß elastisch so auslenkbaren Elementen, daß bei zunehmendem Kammerdruck der Abflußwiderstand zunimmt und umgekehrt.

Mit Druckkammern versehene hydrostatische Lager wirken Auslenkungen des gelagerten Teiles aus seiner Soll-Lage selbsttätig entgegen, da sich bei Veränderungen der Lagerspaltweite der Abströmwiderstand für das Druckmittel aus den Druckkammern und damit der Druck in den Druckkammern ändert. So verursachen exzentrische Verlagerungen einer z. B. in einem Radiallager gelagerten Welle einen Druckanstieg in dem verengten Lagerspaltbereich und umgekehrt, woraus sich die für die Rückführung der Welle in die zentrale Lage erforderliche Rückstellkraft ergibt. Die Stabilität der Lagerung ist dabei um so größer, je schneller sich der Druckanstieg bzw. Druckabbau in der Druckkammer vollzieht.

Die eingangs genannte Einrichtung dient zur Lösung der auch der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, ein möglichst rasches Ansprechen des Lagers auf Auslenkungen des gelagerten Teiles aus seiner Soll-Lage zu erreichen. Bekannte Lager (deutsche Patentschrift 919 803) weisen zur selbsttätigen Steuerung des Abströmwiderstandes aus den Druckkammern" einseitig vom Kammerdruck beaufschlagte dünne Federzungen auf, die an den axialen Enden der Druckkammer so angeordnet sind, daß sie gemeinsam mit dem gelagerten Teil vom Druck in der Druckkammer in der Weite gesteuerte Abströmspalte für das Druckmittel aus den Druckkammern bilden. Da bei solchen mit Federzungen versehenen Lagern die Druckkammern nur durch die die Lagerfläche bildenden Stege des Lagerkörpers voneinander getrennt sind, ist ein Druckausgleich zwischen einander benachbarten Druckkammern möglich, der bei hydrostatischen Lagern aus Gründen der Stabilitätsminderung nicht erwünscht ist. Außerdem stellen die Federzungen besondere Bauteile dar, die zu einer Störanfälligkeit der mit ihnen versehenen Lager führen können.

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe abweichend vom Bekannten dadurch gelöst, daß die vom Kairmerdruck einseitig beaufschlagten elastisch auslenkbaren Elemente jeweils getrennt voneinander die Druckkammern entlang ihres ganzen Umfanges einfassende, aus elastisch nachgiebigem Werkstoff bestehende, stegartige Teile des Lagerkörpers sind, die gemeinsam die Lagerfläche des Lagerkörpers und mit der Gegenfläche zu dieser jeweils einen während des Betriebes entlang des ganzen Druckkammerumfangs aus der Druckkammer heraus vom Druckmittel durchströmten, vom Kammerdruck in der Dicke gesteuerten Lagerspalt bilden.

Besonders zweckmäßig ist es, zwischen den einander benachbarten Druckkammern und damit also auch zwischen den die Druckkammern einfassenden stegartigen Teilen des Lagerkörpers, die sich im Querschnitt von der Lagerfläche weg zum Lagerkörper hin verjüngen, jeweils einen unter Atmosphärendruck stehenden Ausströmkanal anzuordnen. Sehr gut wirksam sind auch solche Ausbildungen, bei denen die die Druckkammern einfassenden stegartigen Teile des Lagerkörpers jeweils elastisch verformbare Wandteile eines Hohlraumes bilden, der durch eine Bohrung mit der zugeordneten Druckkammer in Verbindung steht.

Der Vorteil eines mit einer solchen Einrichtung versehenen Lagers besteht darin, daß in an sich bekannter Weise kein Druckausgleich zwischen einander benachbarten Druckkammern stattfinden kann, daß der Lageraufbau vereinfacht ist und daß das Lager noch rascher auf Auslenkungen des gelagerter Teils anspricht, da eine Steuerung des Abströmquerschnitts für das Druckmittel aus den Druckkammern entlang des gesamten Kammerumfanges erfolgt Auch bedarf die Lagerfläche keiner Präzisionsbearbeitung.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen nähei erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Lager mit einer erfindungsgemäßer Einrichtung im Querschnitt,

F i g. 2 einen Teilschnitt gemäß F i g. 1 in vergrö ßertem Maßstab,

F i g. 3 einen Längsschnitt des in F i g. 1 dargestell ten Lagers,

3 V 4

Fig.4 einen TeUschnitt entsprechend Fig. 3 in rungsbeispiel sind die Drackkarrunem ¹^-J ""

vergrößertem Maßstab, 193 funktioneU zusammenarbeitend .^ ^g_n

Fig. 5 und6 Querschnittsansichten einer anderen draulischen Druckquelle 11,f über die f"o ^

erfindungsgemäßen Ausführungsform und Abschlüsse 181, F; 182, V und IHJ, ν F™=

Fig. 7 eine Quer-chnittsansichi eines Teiles eines 5 bunden. Bei diesem Fall weisen die ^steS^ar"f;" _t ,

ebenen Lagers. 26 des Lagerkörpers vom ^L^^o^™^u^™™™

In den Zeichnungen sind zur Vereinfachung je- ausgehend Hohlräume 21 auf, die nacn auu >

weils nur die Schnittflächen dargestellt. einem auf dem Lagerkörper 2 fest au §ί^^ΐεπ ,

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis4 häuse la abgedeckt sind. Diese hohlräume si

(es handelt sich um ein Radiallager für eine Welle) io jeweils durch Kanäle 25 mit einer der innen zu

weist der La<>erkörper 2 stegartige, die Lagerfläche 9 neten Druckkammern 191 bzw. 192 oder i»j

bildende Teile 7 und 17 auf, welche die Kanäle 3 ent- bindung, sind also mit Druckflüssigkeit;geruui.

halten und die durch Bohrungen 5 mit einem Druck- Das Druckmittel, welches aus den prucucamm

mittel beschickten Druckkammern 91, 92, 93 und 94 über den engen Lagerspalt 22 abtlieöt, wira '«»

entlang ihres Umfanges rahmenartig einfassen. Die 15 Abflußnut 23 aufgenommen und über den adiiud

stegartiaen Teile 7, 17 bilden gemeinsam mit der nal 24 nach außen geleitet.

Welle Γ den vom Druckmittel durchströmten, vom Wenn sich der Kammerdruck anstaut, ist u

Kammerdruck in der Dicke zu steuernden Lagerspalt Druckerhöhung mit einer entsprechenden ^uruCKer"

22 Das aus den Druckkammern in Umfangsrichtung hung in den Hohlräumen 21 verbunden. """¹S abfließende Druckmittel gelangt durch Nuten 4 und ao dessen vermehrt der Druckunterschied in der γι

die Kanäle 3, die jeweils zwischen zwei Druckkam- kammer gegenüber dem AtmospnarenarucK m

mern liegen und diese strömungsmäßig voneinander Abflußnut 23 die elastische Verformung dei wa

trennen, ins Freie. teiles der stegartigen Teile 26 welche den Hohlraum

Die stegartigen Teile 7 und 17 verjüngen sich im 21 von dem Lagerspalt 22 abgrenzen, woaurcn w Querschnitt von der Lagerfläche 9 weg zum Lager- 25 derum eine Verminderung der AbflußmoglicnKeit ae körper 2 hin, sind also derart ausgebildet, daß sie Druckmittels durch den Lagerspalt 22 hinjurcn d elastisch an ihrer verjüngten Basis leicht abgebogen wirkt wird. Infolgedessen ist die ¹^ ^tausf ^e*™s werden können; diese Basis dient also als Schwenk- Eigenschaft dieses Lagers ebenso verbessert[, w e dies stelle für die Abbiegung. Es ist dabei in Betracht zu in dem zuvor beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel fceziehen, daß die stegartigen Teile 7, 17 nur einseitig 30 schildert ist. . .. an der Fläche 13 vom Kammerdruck beaufschlagt Bei der Ausführungsform «ach Fig. /ist ωβ sind und auf der unter atmosphärischem Druck ge- Druckkammer 3 an der gleitenden Flache e»nes gehaltenen Gegenseite unter Atmosphärendruck stehen. weglichen Bauelementes 32 des magere ersicnim. , Die natürliche Folge ist, daß der Kammerdruck nor- welches sich auf einer führenden ebenen ^Boaentiacne makrweise bereits die stegartigen Teile? und 17 35 31 entlang verlagern läßt. Diese Druckkammer^4Bt dazu drängt, sich elastisch vom Druckkammerinne- über die Anschlußoffnung 35, V mit der urucKmu ren weg abzubiegen. Diese Tendenz verstärkt sich er- telquelle P verbunden.

heblich, wenn infolge einer auf die Welle 1 einwir- Das in der Druckkammer 34 befmdliehe Druckenden Belastung eine radial»' Verlagerung der mittel fließt durch den engen Lagerspalt 38Reicher Welle 1 eintritt mit der Folge, daß der Flüssigkeits- ₄o sich zwischen der Unterflache des beweghchen ω druck in der Druckkammer im Bereich des verengten mentes 32 und der tragenden Fuhrungsflache» ^ⁿ Lagerspalts erhöht wird; in diesem Felle werden also stellt, ab und wird nach außerhalb des Systems em die stegartigen Teile 7, 17 dazu gemacht, sich fernt. . , . noch weiter zu neigen. Fig.2 und4 zeigen in einem Innerhalb des Reitenden mU einer Kraft»F ^ Ausschnitt vergrößert die wesentlichen Teile der er- 45 steten Bauelementes 32 sind Hohlräume 33 ausge findungsgemäßen Einrichtung, nämlich die Kanten- spart, welche jeweils den Hintergrund des Lagersp^ bereiche 6, 16 der stegartigen Teile 7, 17, die sich bei tes 38 bilden. Jeder dieser Höh^lrau™ fj™™ einem Abbiegen der stegartigen Teile?, 17 in eine entsprechende Kanäle 36 mit f™«**™*¹**"™ Position 6«, 16«, angezeigt durch eine gestrichelte Druckkammer druckausgleichend.verbunden Linie, verlagern. Es isfohne weiteres ersichtlich, daß ₅c Wenn der Druck in der Dmckkanuner 34 ansteigt der Durchflußwiderstand gegen das Abfließen von führt dies auch zu einem Druckanst ndm Höh Druckmittel bei einer solchen Verlagerung des raum 33, wodurch diejenigen Wandteile dieses Hohl Wandbereiches im Lagerspalt 22 stark erhöht wird, raums, die nahe bei der Fuhnmgstlache wodurch eine Gegenkraft aufgebaut wird, welche verformt werden und auf diese Weise die ausreicht, um die Welle 1 rasch in Richtung auf ihre 55 dicke des Spaltes 38 vermindert wird, ursprüngliche normale Position zurückzudrängen. Als Ergebnis wird der Druck mdei ""■ Mit anderen Worten, die stegartigen Teile 7, 17 wer- 34 und über den Kanal 36 ^h im Hohhaum 2L den in einem solchen Ausmaß zur Abbiegung ge- weiter verstärkt und der WiderstancI gege^n ™s bracht, bis der Druck in der Druckkammer in einen sigkeitsabfluß weiter «höht. Auf diese Weise wc optimalen Zustand zur angreifenden Last gebracht 60 die belastungsausgleich«^ Eigenschaft des Gleala ist. Es ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß gers ebenso verbessert, wie es fu;r das ^We»emage die stegartigen Teile 7, 17 genau in Übereinstim- der zuvor beschriebenen zwei Ausfuhrungsfoimen ge mung mit der angreifenden Last abgebogen werden schildert ist

und auf diese Weise selbsttätig einer radialen Ver- Die vorhegende Er findung laßt als ° <£

lagerung der Welle 1 entgegenwirken, diese a,so sta- a₅ ^^^^^^^sU

FTS⁶?' zeigt den Querschnitt durch eine zweite elastische Verformung ausz»«^^^ΙΪ^ Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Ausfüh- fordernis bei solchen Lagerungen entgegenkom

mende Stabilisierung des gelagerten Körpers. Durch Benutzung einer vereinfachten, nämlich weniger stabilen und weniger präzise angepaßten Form der Lagerfläche wird also eine erhebliche Verbesserung der Lastausgleichscharakteristik erreicht. Mit den erfindungsgemäßen hydrostatischen Lagern wird eine selbsttätige Anpassung der Flüssigkeitsabflußspalte an einen optimalen Zustand erreicht, und zwar bereits im Anfangsstadium einer Veränderung der Belastung durch eine schnelle Anpassung der Gegenkraft an die Belastungsänderungen.

Die Erfindung ist auch bei anderen hydrostatischen Lagern, beispielsweise Axiallagern, entsprechend anzuwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung bei einem mit Druckkammern versehenen hydrostatischem Lager zur selbsttätigen Steuerung des Abströmwiderstandes für die Druckflüssigkeit aus den Druckkammern, mit einseitig vom Kammerdruck beaufschlagten, unter seinem Einfluß elastisch so auslenkbaren Elementen, daß bei zunehmendem Kammerdruck der Abflußwiderstand zunimmt und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kammerdruck einseitig beaufschlagten elastisch auslenkbaren Elemente (7, 17, 26) jeweils getrennt voneinander die Druckkammern (91, 92, 93, 94; 191, 192, 193; 34) entlang ihres ganzen Umfangs einfassende, aus elastisch nachgiebigem Werkstoff bestehende, stegartige Teile des Lagerkörpers (2, 32) sind, die gemeinsam die Lagerfläche (9) des Lagerkörpers und mit der Gegenfläche (1, 31) zu dieser jeweils einen während des Betriebs entlang des ganzen Druckkammerumfangs aus der Druckkammer heraus vom Druckmittel durchströmten, vom Kammerdruck in der Dicke gesteuerten Lagerspalt (22,38) bilden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander benachbarten Druckkammern und damit zwischen den die Druckkammern einfassenden stegartigen Teilen (7, 17) des Lagerkörpers (2), die sich im Querschnitt von der Lagerfläche (9) weg zum Lagerkörper (2) hin verjüngen, jeweils ein unter Atmosphärendruck stehender Abströmkanal (3) für das Druckmittel angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckkammern (191, 192, 193; 34) einfassenden stegartigen Teile des Lagerkörpers jeweils elastisch verformbare Wandteile (26) eines Hohlraumes (21, 33) bilden, der durch eine Bohrung (25, 36) mit der zugeordneten Druckkammer in Verbindung steht.