DE2747400A1

DE2747400A1 - Hydrodynamisches axiallager

Info

Publication number: DE2747400A1
Application number: DE19772747400
Authority: DE
Inventors: Lazar Licht
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2747400C2

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Schub-
oder Axiallager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, insbesondere zur Abdichtung einer drehbaren Welle einer Maschine.
Bekannte hydrodynamische Axiallager der in Betracht kommender Art umfassen einen Schubläufer oder eine Lagerscheibe, die fest auf einer drehbaren Welle angebracht und zwischen einen Schub aufnehmenden Gliedern angeordnet ist, die fest an einem feststehenden oder nicht-drehbaren Gehäuse beidseitig der Lagerscheibe angebracht sind. Das Gehäuse dient als Lagergehäuse für das Lager. Der Zwischenraum zwischen der Lagerscheibe und den Schub aufnehmenden Gliedern ist mit einem Fluid gefüllt, dessen hydraulischer Druck eine versetzte Schubkraft bewirkt, so daß Axialbewegungen der Welle ausgeschlossen werden.
Die drehbare Welle ist jedoch nicht nur bestrebt, sich parallel zu ihrer Achse zu verschieben, sondern kann auch in geneigter Richtung zu ihrer Achse unter stationären Bedingungen aufgrund von in Umfangsrichtung ungleichmäßigen Axialbelastungen verschoben werden.
Das oben erwähnte herkömmliche hydrodynamische Lager hat daher den Nachteil, daß die den Schub aufnehmenden Glieder oder Stützplatten in Berührung mit der Lagerscheibe geraten, die fest auf der Welle angebracht ist, und zwar nur entlang dem äußeren Umfang der Lagerscheibe, so daß der Lagerflächendruck örtlich vergrößert wird.
Es ist weiterhin bekannt, einen Teil des Gehäuses, an dem die Schub aufnehmenden Glieder befestigt sind, elastisch und mit geringerer Wandstärke auszubilden, so daß eine örtliche Berührung der Schub aufnehmenden Glieder mit der Lagerscheibe verhindert wird und der Wandbereich des Gehäuses elastisch verformt wird.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein Axiallager der angegebenen Art zu schaffen, das einfach aufgebaut und für hohe Drehzahlen geeignet ist. Eine teilweise Berührung der Lagerscheibe mit den Schub aufnehmenden Gliedern soll verhindert werden.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
Das erfindungsgemäße hydrodynamische Axiallager umfaßt ein Lagergehäuse, eine drehbar in dem Gehäuse angeordnete Welle, einen fest auf der Welle innerhalb des Lagergehäuses angebrachten Schubläufer oder eine Lagerscheibe und zwei zylindrische, Schub aufnehmende Glieder oder Stützplatten innerhalb des Lagergehäuses auf beiden Seiten der Lagerscheibe.
Zwei zylindrische, elastische Platten sind an den Stützplatten angebracht und weisen wenigstens eine elastische Oberflächen-Ausbuchtung in zylindrischer Form auf, deren Kamm dem Lagergehäuse zugewandt ist. Eine Dichtung befindet sich zwischen der Welle und dem Lagergehäuse zur fluiddichten Abdichtung des Lagergehäuses.
Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittdarstellung.
Mit 10 ist eine Welle bezeichnet, die drehbar in einem Rahmen 11 gelagert ist, der zugleich als Gehäuse für das Lager dient. Der Rahmen 11 ist mit einem Deckel 12 versehen, der fest an dem Gehäuse angebracht ist und mit diesem ein Lagergehäuse 13 für das Axiallager bildet.
Mit 14 ist ein Läufer oder eine Lagerscheibe bezeichnet, die innerhalb des Lagergehäuses 13 angeordnet ist und gegenüberliegende Oberflächen 14a und 14b aufweist, denen Stützplatten 15 und 16 zur Aufnahme eines Schubes berührungsfrei gegenüberliegen. Dünne, elastische Platten 17 mit einer oder mehreren ringförmigen, elastischen Oberflächen-Ausbuchtungen befinden sich in dem Zwischenraum zwischen den Stützplatten 15 und 16, dem Rahmen 11 und dem Deckel 12. Die Ausbuchtungen weisen dieselbe Höhe auf, jedoch muß die Form der Ausbuchtungen nicht immer gleich sein, und die Abmessungen können so gewahlt sein, daß sie der Verteilung des in ihnen aufzunehmenden Axialdruckes angepaßt sind, und die Stützplatten 15 und 16 können elastisch verformbar sein, so daß sich ein gleichmäßiger Axiallagerabstand ergibt.
Mit 18 sind Stifte bezeichnet, die die Platten 17 in Drehrichtung festlegen, und die Stützplatten 15 und 16 sowie die Platten 17 ergeben normalerweise eine Abdichtung.
Wenn ein Schub auf die Welle 10 ausgeübt wird, führt ein ungleichmäßiger Schub in Umfangsrichtung dazu, daß die Welle 10 einer Schubkraft in einer Richtung parallel zu ihrer Achse und einer weiteren Kraft ausgesetzt wird, die bestrebt ist, die Welle 10 zu kippen und damit die Lagerscheibe 14 zu neigen.
Daher hat der äußere Umfangsbereich der Lagerscheibe 14 das Bestreben, die Stützplatten 15 und 16 zu berühren, und die elastischen Platten 17 werden einem Druck des Fluids ausgesetzt, das in dem Zwischenraum zwischen der Lagerscheibe 14 und den Stützplatten 15 und 16 eingefüllt ist, so daß die Oberflächen-Ausbuchtungen verformt werden und die Stützplatten 15 und 16 entsprechend der Kipp- bewegung der Lagerscheibe 14 gekippt werden können.
Da zu diesem Zeitpunkt die Stützplatten 15 und 16 einem hohen Druck des hydrodynamischen Fluids ausgesetzt werden, verformen sie sich in gewissem Ausmaße angrenzend an die elastischen Ausbuchtungen. Die wesentliche Verformung erfolgt jedoch in den elastischen Ausbuchtungen der Platten 17. Daher kann der äußere Umfangsbereich der Lagerscheibe 14 die Stützplatten 15 und 16 nicht berühren, so daß sie stets parallel zu diesen mit einem vorgegebenen Abstand liegt. Dadurch wird die Möglichkeit der Erzeugung eines großen, lokalen Lagerdruckes ausgeschlossen, so daß ein gleichmäßiger Lagetflächendruck erzielt wird. Wie oben erwähnt wurde, kann die exzentrische Belastung im wesentlichen durch die elastischen Oberflächen-Ausbuchtungen aufgenommen werden, so daß es nicht in jedem Falle notwendig ist, die Stützplatten 15 und 16 als verformbare dünne Platten auszubilden.
Wie aus der Figur weiterhin hervorgeht, weist die Welle 10 im rechten Bereich der Zeichnung einen Abschnitt dikkeren Durchmessers und im linken Bereich einen Abschnitt dünneren Durchmessers auf. Der rechte, dickere Bereich stützt sich in einem Radiallager in dem Lagergehäuse 13 ab, während der linke, dünnere Bereich eine zylindrische Dichtung 19 aufnimmt, die eine Anzahl von umlaufenden, im Querschnitt keilförmigen Ringen auf der äußeren Oberfläche aufweist, die gegen eine Bohrung im Inneren des Deckels 12 anliegen und die Welle 10 gegenüber dem Deckel 12 und damit gegenüber dem Lagergehäuse 13 abdichten.

Claims

Hydrodynamisches Axiallager Patentanspruche 1. HydrodynamischesAxiallager mit einem Lagergehäuse, einer drehbar in dem Lagergehäuse abgestützten Welle, einer auf der Welle innerhalb des Lagergehäuses befestigten Lagerscheibe und zwei zylindrischen Stützplatten zur Aufnahme von Axialschub innerhalb des Gehäuses auf beiden Seiten der Lagerscheibe, g e k e n n z e i c h n e t durch zwei zylindrische, elastische Platten (17), die mit den Stützplatten (15, 16) verbunden sind und elastische Oberflächen-Ausbuchtungen in zylindrischer Anordnung aufweisen, deren Kämme dem Lagergehäuse (13) zugewandt sind, und eine Dichteinrichtung (19) zwischen der Welle (10) und dem Lagergehäuse (13) zur fluiddichten Abdichtung des Lagergehäuses.
2. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die elastischen Oberflächen-Ausbuchtungen auf beiden zylindrischen, elastischen Platten (17) ausgebildet sind.
3. Axiallager nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n - z e i c h n e t durch Stifte (18), die die StUtzplatten (15,16) und das Lagergehäuse (13) verbinden.