DE3134633A1 - Trommellagerung, insbesondere fuer trommelwaschmaschinen und zentrifugen - Google Patents

Description

• Trommellagerung insbesondere für Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen Die Erfindung bezieht. sich auf eine Trommellagerung für Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen, die unterschiedlochen mechanischen Belastungen ausgesetzt und mit Wälz-la-Cern ausgestattet sind.
• Trommellagerungen für beidseitig horizontal gelagerte Trommein sind in der Form bekannt, daß jedes Lager mit zwei in einem axialen Abstand zueinander angeordneten Wälzlagern angeordnet ist (DD-PS 137 809).
• Diese Lagerungen besitzen gegenüber allen Belastungen eine sehr hohe Stabilität und Sicherheit,-erfordern jedoch hohe ufwendungefl, insbesondere hinsichtlich der Fertigungstoleranzen zur genauen koaxialen Fluchtung der Wälzlager.
• Des weiteren sind diese Lagerungen'in bezug auf Radialbelastungen um das Vielfache überdimensioniert und erfordern ein relativ großes Lagergehäuse. Insgesamt sind diese Lagerungen für eine Massenproduktion in der Perspektive ökonomisch nicht mehr vertretbar und wurden bereits durch weitere bekannte Lagerungen mit nur je einem Wälzlager teilweise substituiert. Bei diesen Lagerungen ist jedoch an die Stelle von hohen Aufwendungen der Nachteil von geringer Sicherheit und Lebensdauer getreten, wobei im wesentlichen'nicht das Wälzlager, sondern dessen Sitz auf der Welle und Nabe die Schwachstellen sind. Die Ursachen hierfür liegen darin, daß die meist genormten Sitze zwar dem Radialbelastungen standbalten, jedoch bei den auftretenden Quermomentenbelastungen, insbesondere im Schleuderprozeß, die Kantenbelastung der elastischen Vorspannung und zulässigen Plächenpressung überwiegt, da Nabe und Welle in der Rege aus weicherem Werkstoff als das Lager sind.
• Unter diesen dynamischen Belastungen kommt es zu Bewegungen in den Lagersitzen, was bei den meist-verwendeten Alu-Werkstoffen zu Verschleiß und Aufweitungen in den Lagersiizen Siihrto Bei der Realisierung härterer Preßsitze der Wälzlager zur Erzeugung höherer Flächenvorspannung erfolgt jedoch ein Überdrücken der Wälzlagerringe, was wiederum Schwergängigkeit und Erwärmung in den Wälzlagern und damit vorzeitigen Verschleiß hervorruft.
• Des weiteren ergibt sich, insbesondere bei Naben aus weichen Werkstoffen wie Aluminiums ein etwas konischer Lagersitz beim Einpressen, da während des Einpreßvorganges die spezifische Flächenpressung mit der Eindrücktiefe des Wälzlagers abnimmt als Folge, daß die elastische Aufweitung der Passung zunimmt.
• Mit der Erfindung wird. das Ziel verfolgt, einen' über die gesamte Lebensdauer allen mechanischen Belastungen entsprechenden festen Lagersitz mit je einem Wälzlager zu er-.
• reichen, ohne daß, infolge harten Preßsitzes das Wälzlager in sich überdrückt und somit schwergängig wird.
• Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, den Lagersitz in seinen Abmessungen hinsichtilich der vorliegenden Belastungen und der verwendeten Werkstoffe optimal zu gestalten. Im allgemeinen sind in Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen die mit der lagerung belastungsseitig in Verbindung stehenden Bauelemente, wie Wasch- und Schleudertrommel und taugen-@@@@lter, bieg@@lastische Blechteile, wodurch sowohl Radialbelastungen als auch Quermomentenbelastungen auf die Lager einwirken. Die in Folge der Radialbelastungen auf die Wälzlager und die Lagersitze einwirkenden Belastungen liegen vielfach unter den zulässigen Werten. Die jedoch für die Wälzlager noch zulässigen axial- und guermomentseitigen Belastungen weisen in den Lagersitzen in Form von Kantenpressung Spitzenspannungen auf, welche größer als die vorhandenen Flächenvorspannungen, mitunter sogar größer als'die zulässigen Flächenpressungen, insbesondere' bei Alu-Werkstoffen, sind, wenn ein herkömmlicher Lager sitz vorliegt. Mit der Erfindung.soll'mittels e,iner' größeren Flächenvorspannung als die auftretenden Kantenpressungen ein sicherer Sitz erzielt werden, ohne daß die Wälzlagerringe überspannt und die Wälzlager'gekleimnt werden.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagersitze sowohl in der Nabe als auch auf der Welle nur in den Randzonen harte Preßsitz, darstellen und dazwischen periphere Freisparungen aufweisen, so daß zwei in einen Abstand voneinanderliegende Auflageringflächen vorhanden sind.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Freisparungen in ihrer Breite in Abhängigkeit vom Werkstoff der-Welle bzw. der Nabe und der Breite des Wälzlagers so bemessen sind, daß im Zusammenwirken mit der gewählten Passung infolge geringer Stauchung und Glättung im Preßbereich bei allen Fertigungstoleranzen in etwa gleiche elastische Flächenvorspannung und Oberflächenverdichtung besteht.
• Erfinderisc'h.ist ferner, daß die montageseitig zuerst gepreßt. Auflageringfläche breiter ist als die zweite Au£-lageringfläche.
• Die Erfindung soll an Rand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
• In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 : eine Prinzipdarstellung eines Waschvollautomaten mit einer zweiseitig gelagerten Trommel und je einem Wälzlager Fig. 2 : einen Querschnitt eines Lagereinsatzes mit einem Wälzlager Fig. 3 o ein konstruktive Darstellung eines erfindungsgemäß dimensionierten Lagersitzes.
• In dem in Figur 1 dargestellten Waschvollautomaten ist die Trommel 1 beidseitig gelagert und die Lagerstellen 8 nur mit einem Wälzlager 2 versehen. Die in der Trommel 1 entstehenden Unwuchtkräfte Fu werden durch die Lagerung auf die Ausgleichsmassen 3 über die Federungselemente 4 und Dämpfungselemente 5 auf die Stellfläche 6 übertragen An.
• den Lagerstellen 8 entstehen die Radialkräfte FR außerhalb der Lagermitte und erzeugen mit den Unwuchtkräften FU insbesondere Biegemomente MB quer zur Lagerachse 7e Ist, nur ein lager 2 vorhanden, muß dieses, im Verhältnis zum Durchmesser relativ schmale Lager5 in seinem Sitz diese' Kräfte von der Welle 9 auf die Nabe 10 und umgekehrt übertragen. In Figur 2 sind die Lagersitze und die sich einstellenden Belastungsverhältnisse dargestellt. Die bei einem herkömmlichen Lagereinsatz auftretenden Spann gen erreichen Spitzenwerte an den Randzonen 11 na führen zur sogenannten Kantenpressung und somit zur Ausarbeitung in den Kantengbersichen und in der Folge zur Lockerung des Lagersitzes. Ein extrem harter Lagersitz würde unter Voraussetzung einer geringen Oberflächenrauheit einen festeren Lagersitz schaffen, verursacht jedoch eine tberdrückung der Wälzlagerringe und macht das Lager schwergängig und kurzlebig. Mit einer mittigen Freisparung 14 in Abstimmung mit dem Werkstoff der Welle 9 und Nabe 10e mit der Größe des Wälzlagers 2 und den Temperatur- und Lastverhältnissen ist dank der verringerten Auflageringflächen 12 und 13 ein zuverlässiger Lagersitz in den hoch beanspruchten Randzonen 11 gewährleistet, ohne daß es zu einer Uberdrückung der Wälzlagerringe kommt. Die t'ragenden Bereiche der Passung werden in Abhängigkeit von der jeweiligen T.ol-eranzlage beim Eindrücken des Wälzlagers 2 mehr oder weniger stark kalibriert bis bei jeder vorgesehenen Toleranzlage ein bestimmter elastisch vorgespannter Lagersitz und.eine absolut glatte und verdichtete Oberfläche entsteht. In Figur 3 sind die Flächenverhältnisse und die Anordnung der Auflageringflächen 12 und 13 dargestellt.
• Die Passung, insbesondere an der Nabe 10, bringt in Abhängigkeit von der Eindrücktiefe des Wälzlagers 2 eine, zunehmende Aufweitung des Durchmessers mit sich und bedingt dadurch eine Flächenpressung an der montageseitig zuerst gepreßten Auflageringfläche 12 nach Montage des Wälzlagers 2, die geringer ist als an der zweiten Auflageringfläche 13. Zur Erzielung gleicher Preßkräft,e an beiden Auflageringflächen 12 und 13 wird deshalb die Auflagebreite x1 + x2 als Korrekturfaktor für die Flächenpressung unterschiedlich gehalten.
• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Trommel 2 Wälzlager 3 Ausgleichsmassen 4 Federungselemente 5 Dampfungselemente 6 Stellfläche Lagerachse 8 Lagerstellen 9 WelLe 10 Nabe.
• 11 Randzonen 12 Auflageringfläche 13 Auflageringfläche 14 Freisparung FR Radialkräfte FU Unwuchtkräfte MB Biegemomente a Stützweite der Auflageringflächo b Breite des Wälzlagers c Breite der Freisparung Druckfestigkeit de Werkstoffes des Lagersitzes Elastizitätsgrenze des Werkstoffes des Lagersitzes Leerseite

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Trommellagerung, insbesondere für Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen5 gekennzeichnet dadurch daß die Lagersitze sowohl in der Nabe (10) als aucb auf der Welle (9) nur in den Randzonen (11) als harte Preßsitze ausgebildet und dazwischen periphere Freisparungen (14) sind, so daß zwei in einem Abstand voneinander liegende Auflageringflächen (12, 13) vorhanden sind.
2. 2. Trommellagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Freisparungen (14) in ihrer Breite (c) in Abhängigkeit vom Werkstoff der Welle (9) bzw dar NAbe (10) und der Breite (b) des Wälzlagera (2) so bemessen sind, daß im Zusammenwirken mit der gewählten Passung, infolge geringer stauchung und Glättung im Preßbereich bei allen Fertigungstoleranzen in etwa gleiche elastische Flächenvorspannung und Oberflächenverdichtung besteht.
3. 3. Trommellagerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die. montageseitig zuerst gepreßte Auflageringfläche (12) breiter ist als die zweite Auflageringfläche (13)