DE2203381C3 - Hydrostatisches Stützelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Stützelement für Lagerungen mit einem Durchmesser von mehr als 2 m, mit einem mit einer kugeligen Fläche gegen eine kugelige Fläche eines Widerlagers abgestützten Kippschuh, der eine von einem Steg eingefaßte Drucköltasche aufweist, wobei das Widerlager für den Kippschuh seinerseits gegen einen in einem Zylinder begrenzt axial verschiebbaren Kolben abgestützt ist und eine Strömungsverbindung zwischen Zylinderraum, Rückseite des Kippschuhs und Drucköltasche besteht.

Hydrostatische Stutzelemente dieser Art sind aus der DEOS 20 49402 bekannt. Die in der Druckschrift behandelten Stützelemente dienen zur radialen Lagerung schwerer oder stark belasteter Maschinenteile. Sie stellen sich selbsttätig zur Gegenfläche ein, »o daß stets optimale Tragbedingungen herrschen. Auch ist die Einstellkraft aufgrund der hydrostatischen Entlastung gering, und jeder Kippschuh kann bei Überlast oder unregelmäßiger Gegenfläche über den axial verschiedKolben begrenzt ausweichen. Es sind aber keine Maßnahmen getroffen, die Beschädigungen der Kippschuhe bei Ausfall der Druckmittelzufuhr verhindern und den Aus- und Einbau der Kippschuhe während des Betriebs ermöglichen können.

Bekannt ist ferner aus der CH-PS 3 89 329 und der US-PS 33 25 229, in einem Zylinder geführten hydro- bzw. pneumostatischen Stützelementen ein Notlauflager zuzuordnen, das bei Ausfall der Druckmittelzufuhr oder bei äußerer Oberlast zum Tragen kommt Nach der US-PS ist das Stützelement einschließlich Zylinder mittels eines eigenen pneumostatischen Lagers gegen ein Widerlager kippbeweglich abgestützt, und bei den aus der CH-PS bekannten Stützelementen ist der eine Druckmitteltasche aufweisende bzw. einfassende Teil im Prinzip selber als in einem Zylinder axial verschiebbarer Kolben ausgebildet

Hydrostatische Lager für Großgeräte, wie z. B. Großantennen, können aufgrund fertigungstechnischer Schwierigkeiten die erforderlichen Genauigkeiten nicht in gleicher Weise erreichen, wie dies bei kleineren Lagern für z. B. Werkzeugmaschinen der Fall ist Die Begründung Hegt unter anderem schon in der nicht gegebenen Steifigkeit der Anschlußkonstruktion. Um auch bei Großlagern eine entsprechende Genauigkeit der Lagerung zu erreichen, ist es aus der US-PS 35 45 828 bekannt, während des Betriebes aus- und einbaubare, mit einem Kippschuh versehene hydrostatische Stützelemente zum gelagerten Teil nachstellbar anzuordnen. Es handelt sich dabei um Stützelemente, bei denen das Widerlager für die Kippschuhe starr abgestützt ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisches Stützelement der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen eine Drucköltasche aufweisender Kippschuh bei äußerer Überlast oder Druckausfall gegen Beschädigung weitgehend geschützt während des Betriebes ein- und ausbaubar wie auch in der Höhe zum gelagerten Teil nachstellbar ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß die Rückseite des in einen Tragring versenkbaren Kippschuhs mit dem Widerlager radial innerhalb der als Kreisringfläche ausgebildeten kugeligen Flächen einen über Bohrungen mit der Drucköltasche verbundenen Raum begrenzt daß die Drucköltasche mit dem über eine zentrische Bohrung seines von einem Deckel gebildeten Bodens an die Druckölzufuhr angeschlossenen Zylinderraum durch eine mit einer Drossel versehene, dec. Kolben, das Widerlager für den Kippschuh und den Kippschuh mittig durchdringende Bohrung in Verbindung steht und daß der Zylinder von der Rückseite des Tragringes her in eine mit Feingewinde versehene Durchgangsbohrung des Tragringes einschraubbar ist und so die übrigen Teile des Stützelementes gemeinsam mit dem Zylinder in den Tragring ein' und aus ihm ausbaubar sind.

Das in den Tragring versenkbare Stützelement kann also während des Betriebes der mit ihm versehenen Anlage ein' und ausgebaut und auch nachgestellt werden. Es wird lediglich ein Druckölanschluß benötigt, wobei die zentrische Lage der ölzulaufbohrung im Zylinderboden vorteilhaft ist, weil eine an sie angeschlossene ölzufuhrleitung keine Ausgleichsbewegungen beim Drehen des Zylinders um seine Achse auszuführen hat.

Vorteilhaft gegenüber hydrostatischen Stützelementen, bei denen der Kippschuh von einer Stützkugel getragen wird, sind auch mit Rücksicht auf die

erforderliche hohe Belastbarkeit von 50 bis 1001 die als JCreisringftächen ausgebildeten Kugelflächen, Sie ergeben nicht nur eine geringere FlSehenpressung, sondern föhren auch zu einer kleineren Bauböhe, Eine Stützkugel würde be] einer derartigen Belastung einen Durchmesser von 100 bis 150 mm benötigen.

Die AüsbHdung4er kugeligen Flächen als Kreisringflächen schafft auch die Möglichkeit, das Stützelement als Einheit ein- und auszubauen. Dies wird in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß der ι ο Kippschuh mit seinem Widerlager durch eine durchbohrte Kopfschraube unter Zwischenschaltung eines elastischen Zwischenringes verbunden ist Durch diese Maßnahme bleibt die freie Beweglichkeit des Kippschuhs weitgehend erhalten, ohne die ölzufuhr zu beeinträchtigen.

Zweckmäßig ist es, wenn der Zylinder im Bereich des Feingewindes zehn in axialer Richtung verlaufende, entlang des Zylinderumfanges im gleichen Abstand voneinander angeordnete Nuten aufweist, während im Tragring auf einer Strecke, die ⁹Ao des Abstandes zwischen zwei Nuten entspricht, zehn gleiche, ebenfalls in axialer Richtung verlaufende Nuten angeordnet sind. Weist das Feingewinde z. B. eine Steigung von 1 mm auf, ist es möglich, das hydrostatische Stützelement auf ¹/100 mm genau in der Höhe gegenüber dem zu lagernden Teil einzustellen.

Etn Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt, und sie zeigen in

F i g. 1 ein hydrostatisches Stützelement im Schnitt und in

F i g. 2 das Zusammenwirken der Nuten von Tragring und Zylinder im Schnitt

Auf einer Anschlußkonstruktion 10 ruht ein Tragring 20. Dieser Tragring 20 nimmt die einzelnen Stützelemente in der Weise auf, daß sie als Einheit in den Tragring 20 eingeschraubt werden.

Ein einzelnes Stützelement setzt sich aus den folgenden Hauptelementen zusammen: einem Kippschuh 30, einem Widerlager 40, einer Verschraubung 50, einem Kolben 60, einem Zylinder 70, einem Deckel 80 und einer Drossel 90, die Druckschwankungen in der ölzufuhr ausgleicht und die Stabilität der Lagerung erhöht Der Zylinder 70, versehen mit einem Feingewinde 71, wird in den Tragring 20 eingeschraubt In die mit dem Feingewinde 71 versehene Umfangsfläche des Zylinders sind im gleichen Abstand voneinander zehn Nuten 72 in axialer Richtung eingefräst

An einer leicht zugänglichen Stelle sind am Tragring 20 auf einer Strecke, die ⁹Ao des Abstandes zwischen so zwei Nuten 72 am Zylinderaußenumfang entspricht, zehn gleiche Nuten 21 angeordnet Mittels seines Feingewindes kann das Stützelement bei einer Gewindesteigung von z. B. 1 mm mit einer Genauigkeit bis zu ¹ /κ» mm gegen einen Lagerring 100 angestellt werden.

Durch Anbringen eines nicht dargestellten Druckmessers in einem Raum 41, gebildet vom Kippschuh 30 und dem Widerlager 40, kann beim Anstellen des Kippschuhs ein mechanisches Messen entfallen. Das Stützelement muß während des Ausrichtens mit Öl ω gespeist werden und wird bei Erreichen des gewünschten Druckes in einer Drucköltasche 33 mittels einer Verriegelung 110 verriegelt. Nach einer kurzen Betriebszeit kann der Druck nochmals überprüft werden, um gegebenenfalls Setzerscheinungen auszugleichen.

Das öl wird durch eine zentrische Bohrung 81 in dem Deckel 80 in den Zylinderraum 73 gedrückt, so daß der Kolben 60 mit der seinem Durchmesser proportionalen Kraft nach oben gedruckt wird.

Diese Kraft entspricht der höchstzulässigen äußeren Belastung des Kippschuhs 30. Wird sie überschritten, reicht der gleichbleibende Pumpendruck nicht mehr aus, um den Kolben 60 gegen einen oberen Anschlag 74 zu halten. Der Kippschuh 30 weicht zurück, bis der Lagerring 100 am Tragring 20 zum Anliegen kommt

Beim Ausfall der nicht gezeichneten Pumpe senkt sich der Kippschuh 30 ebenfalls ab. Hie/bei haben die Druckfedern 120, eingebaut in den Zylinder 70, die Reibung des Kolbens 60 und einer Kolbendichtung 61 zu überwinden.

Aus dem Zylinderraum 73 gelangt das öl durch eine mittige öldurchlaufbohrung 62 des Kolbens 60 und durch die Drossel 90, eingebaut in das Widerlager 40, in die Drucköltasche 33 und in den mit ihr durch Bohrung 32 verbundenen, unterhalb des Kippschuhs 30 befindlichen Raum 41. Die Drossel 90 reduziert den -Pumpendruck entsprechend der Drosselkennzahl auf den Druck in der Drucköltasche 33, woraus sich die Bemessung des Kippschuhs 30 ergibt Da; im Raum 41 unterhalb des Kippschuhs 30 befindliche, unter dem in der Drucköltasche 33 herrschenden Druck stehende öl hat die Aufgabe, eine kugelig ausgebildete Kreisringfläche 42 so von der von außen auf den Kippschuh 30 wirkenden Kraft zu entlasten, daß nur noch eine geringe Flächenpressung und damit eine geringe Reibung zur Wirkung kommen.

Der Durchmesser des Raumes 41 unterhalb des Kippschuhs 30 sollte gleich wie oder kleiner als der Durchmesser der Drucköltasche 33 oberhalb des Kippschuhs 30 sein.

Damit sich bei Arbeitsbeginn ein Spalt 130 über einer Stegfläche 31 des Kippschuhs 30 und nicht an der sphärischen Kreisringfläche 42 ausbildet, ist der Kippschuh 30 über einen elastischen Zwischenring 51 mittels einer Verschraubung 50 gegenüber dem Widerlager 40 leicht vorgespannt. Diese dient auch als Halte-Stützelement

Aufgrund der hydrostatischen Entlastung der kugeligen Kreisringfläche 42 und der geringen Reibung kann der Kippschuh 30 stets selbsttätig mögliche Auswinkelungen zu dem Lagerring 100 ausgleichen. Bei Schrägsteilung des Lagerringes 100 gegenüber dem Kippschtih 30 entsteht ein Nachstellmoment als Folge des unterschiedlichen Druckverlaufes in dem sich bei einer Schrägstellung erweiternden bzw. verengenden Spalt 130 entlang der kreisringförmigen Stegflächen 31. Damit bleiben die Parallelität zwischen der Stegfläche 31 und dem Lagerring 100 sowie die volle Tragfähigkeit erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. 22 03 38!

   Patentansprüche;

   4. Hydrostatisches Stützelement for Lagerungen mit einem !Durchmesser von mehr als 2 m, mit einem mit einer "kugeligen Fläche gegen eine kugelige Fläche eines Widerlagers abgestützten Kippschuh, der eine von einem Steg^eingefaßte Druckökasche aufweist, wobei das Widerlager for den Kippschuh seinerseits gegen einen In einem Zylinder begrenzt axial verschiebbaren Kolben abgestützt ist und eine Strömungsverbindung zwischen Zylinderraum, Rückseite des Kippschuhs und Drucköltasche besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des in einen Tragring (20) versenkbaren '5 Kippschuhs (30) mit dem Widerlager (40) radial innerhalb der als Kreisringfläche ausgebildeten kugeligen Flächen (42) einen über Bohrungen (32) mit der Drucköltasche (33) verbundenen Raum (41) begrenzt, daß die Drucköltasche mit dem über eine zentrische Bohrung (81) seines von einem Deckel (80) gebildeten Bodens an die Druckölzufuhr angeschlossenen Zylinderraum (73) durch eine mit einer Drossel (90) versehene, den Kolben (60), das Widerlager für den Kippschuh und den Kippschuh mittig durchdringende Bohrung in Verbindung steht und daß der Zylinder (70) von <Jsr Rückseite des Tragrings her in eine mit Feingewinde (71) versehene Durchgangsbohrung des Tragrings einschraubbar ist und. so die übrigen Teile des Stützelements gemeinsam mit dem Zylinder in den Tragring ein- und aus Ihm ausbaubar sind.
2. 2. Hydrostatisches Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft der Kippsclhuh (30) mit seinem Widerlager (40) durch ehe durchbohrte Kopfschraube (50) unter Zwischenschaltung eines elastischen Zwischenringes (51) verbunden ist
3. 3. Hydrostatisches Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (70) im Bereich des Feingewindes (71) zehn in axialer Richtung vertaufende, entlang des Zylinderumfanges in gleichem Abstand voneinander verlaufende Nuten (72) aufweist, während im Tragring (20) auf einer Strecke, die ⁹Ao des Abstandes zwischen zwei Nuten (72) entspricht, zehn gleiche, ebenfalls in axialer Richtung verlaufende Nuten (71) angeordnet sind.