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Wellenlager. Die Erfindung bezieht sich auf Wellenlager, und zwar
besonders auf solche Lager, hei denen elastische Glieder zwischen einen oder mehrere
der tragenden Teile und ihre Unterlägen eingebaut siüd.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, elastische Mittel zwischen -einem
tragenden Teil und seine Unterlage so einzulegen, daß der Lagerdruck gleichmäßig
über die Tragflächen verteilt wird. Wenn eine solche elastische Zwischenlage sehr
empfindlich bezüglich der Veränderungen des Lagerdrucks ist, besteht die Gefahr,
daß periodisch wiederkehrende Druckänderungen die elastische Zwischenlage in Schwingungen
versetzt, welche dann eine ungewollte Schwingbewegung der Tragteile hervorrufen.
Besonders trifft dies zu, wenn solche wiederholten Antriebe im wesentlichen dieselbe
Periodenzahl haben wie die natürliche Schwingungsperiode der elastischen Zwischenlage.
Die wiederkehrenden Antriebe, welche so das Lager in Schwingung versetzen können,
können von der Wirkung des Lagers selbst herrühren, beispielsweise wenn Unregelmäßigkeiten
der Tragflächen eine immer wiederkehrende Zusammendrückung und Ausdehnung der elastischen
Zwischenlage bei jeder Wellenumdrehung veranlassen, oder sie können auch von: der
Wirkung der treibenden oder getriebenen Teile des Lagers herrühren, beispielsweise
wenn die treibenden oder getriebenen Teile die Neigung haben, die Welle in Schwingung
zu versetzen. Wenn aber eine solche merkbare Vibration der elastischen Zwischenlage
durch die wiederkehrenden Antriebe stattfindet, ist die Gefahr, daß die resultierende
Schwingbewegung der Lagerteile -stärker wird, als für die erstrebte Wirkung des
Lagers oder der benachbarten Teile zuträglich ist.
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Demgemäß soll nach der Erfindung ein Lager geschaffen werden, das
zwischen einen oder mehrere tragende Teile und ihre Stützflächen eingeschaltete
elastische Mittel umfaßt, mit Mitteln zur Verhinderung oder Beherrschung der Neigung
des Lagers zu Vibrationen durch die Wirkung der elastischen Mittel. Diese elastischen
Mittel sollen nach der Erfindung zwischen einen oder mehrere der tragenden Lagerteile
und ihr Widerlager eingebaut sein, und mit den Mitteln zur Verhinderung der ungewollten
Schwingungen so verbunden sein, daß hierdurch ihre druckverteilende Wirkung nicht
behindert wird.
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Ferner sollen diese Zwecke mit möglichst einfachen und wirkungsvollen
Mitteln erreicht werden. Die neue Wirkung wird durch Vorrichtungen, welche ungewollt
auftretende Schwingbewegungen der Tragteile des Lagers dämpfen, erreicht.
Auf
der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des - Erfindungsgegenstandes dargestellt;
es zeigen Fig. i und a im Schnitt von oben und von der Seite eine Ausführungsform
eines senkrechten Spurlagers nach der Erfindung, Fig.3 von oben eine etwas abweichende
Ausführungsform, Fig. d. bis 7 weitere abgeänderte Ausführungsformen im Schnitt
von der Seite, Fig. 8 eine letzte abgeänderte Ausführungsform.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.-i und 2 ist die senkrechte `Felle
i mit einem umlaufenden Lagerteil von an sich beliebiger Anordnung versehen, beim
Ausführungsbeispiel mit. einem t#aikerstück 2, an welchem etwa durch Dübel oder
Schraubenbolzen ein Druckring q. mit einer Tragfläche 5 befestigt ist. Mit der Tragfläche
des Druckrings wirkt eine feststehende Lagerhälfte von irgend geeigneter Anordnung
zusammen. Beispielsweise kann die ruhende Lagerhälfte einen starren oder biegsamen
stetigen oder ununterbrochenen Lagerring enthalten oder aus biegsam miteinander
verbundenen Teilen bestehen, oder auch, wie in Fig. i und 2, aus einer Mehrzahl
von einzelnen Lagerringabschnitten 6 ausgebildet sein. Diese Lagerringabschnitte
können von beliebiger geeigneter Anordnung sein und etwa finit Lagerinetalltragflächen
7 und mit einem Kanal 8 zur Durchleitung einer Kühlflüssigkeit ausgerüstet sein.
Zwischen die Lagerringabschnitte 6 und einem zugehörigen Grundring g, der an der
Unterlage etwa durch Bolzen io befestigt sein kann, ist eine elastische Zwischenlage
eingelegt, um in geeigneter Weise die Lagerdrücke über die Tragflächen der Lagerringteile
zu verteilen. Diese elastische Zwischenlage kann auch von beliebiger Anordnung sein,
vorzugsweise gibt man ihr die Form von Federn. Bei der Anordnung gemäß Fig. i und
2 besteht die elastische Zwischenlage aus einer Mehrzahl von auf dem Umfang verteilten
Schraubeilfedern i i, unter jedem Lagerringabschnitt eine; diese Federn können in
irgendeiner geeigneten Weise eingesetzt sein, beispielsweise in zylindrischen Bohrungen
12- in dem Grundriß 9.
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Nach der Erfindung sind 'Mittel vorgesehen, um Vibrationsaewegungen
dieser Federn zu verhindern oder zu dämpfen, um mit Sicherheit eine ungewollte Schwingbewegung
der Lagerringabschnitte zu verhindern. Diese Dämpfungsmittel können von verschiedener
Anordnung sein, vorzugsweise sind sie in Form von Puffern angeordnet. Diese Puffer
können ebenfalls verschiedene Anordnungen besitzen, werden aber mit Rücksicht auf
Einfachheit der Anordnung vorzugsweise unter Benutzung der Bohlungen 12 für die
Federn i i derart ausgebildet, daß diese Bohrungen den Pufferzvlinder darstellen.
Natürlich können auch die Pufferzylinder gesondert von den Bohrungen für die Federn
ausgeführt sein. Bei der in Fig. i und 2 gezeigten Form ist jeder der Lagerringabschnitte
6 unten mit einem kolbenartigen F,ortsatz 13 .versehen, der mit ihm aus einem Stück
oder gesondert ausgeführt sein kann. Dieser Vorsprung greift in den zugehörigen
Zylinder 12 ein, wo er als Kolben wirkt. Jeder Kolben 13 läßt zwischen sich und
der Zylinderwand einen Spielraum, der als gedrosselter Durchtritt für das 'Schmieröl
beim Ein- und Austritt aus dem Zylinder i2 dient. Diese Durchtrittsöffnung kann
so geregelt werden, daß sie in der erforderlichen Weise die Bewegung der zugehörigen
Feder dämpft, ohne einen wesentlichen störenden Einfluß auf die druckverteilende
Wirkung dieser Feder zu nehmen.
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Damit die Tragflächen 5 und 7 in 01 untergetaucht laufen, trägt
der Grundring g eine innere hülsenförmige Wand 14 und die Unterlage ebenfalls eine
geeignete Ringwand 15 (Fig. 8). Zwischen diesen beiden Wänden wird auf der Unterlage
ein ringförmiges Ölbecken geschaffen, in welchem die Lagerteile vollkommen untergetaucht'
laufen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt der Grundring außerdem eine
zylindrische Zwischenwand 16, die mit ihrn durch Schraubenbolzen 17 verbunden ist
und gegenüber den Tragflächen Öffnungen 18 besitzt, durch welche das Öl nach dem
Ölbehälter überströnien kann. Die Öffnungen 18 sind so bemessen, daß sie den Ölstrom
etwas drosseln, hin zu verhindern, daß die Lagerflächen unter der Wirkung der Fliehkraft
auf das Schiviermittel trocken laufen. Der Grundring kann auch finit Durchtrittsöffnungen
versehen sein, welche ein !Überströmen des Schmiermittels aus denn Ölbehälter nach
der inneren Seite der Tragflächen gestatten, oder es kann auch das i)1 unmittelbar
den Tragflächen finit oder ohne Druck in irgendeiner Weise zugeführt ,verden.
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Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Lagerringabschnitte so
nilgeor diiet, daß sie sowohl in radialer Richtung wie in der des Umfangs kippen
können; . zu diesem Zweck sind sie in geeigneter Weise gelagert. Bei der gezeigten
Ausführungsform gestatten die Federn ein Tippen der Lagerringabschnitte in Richtung
des Umfangs, um keilförmige Ölschichten zu bilden, außerdem können sie in radialer
Richtung kippen, um eine etwa auftretende Neigung der Lagerfläche zur Verdrehung
infolge der Erhitzung der Teile Während des Umlaufs der Welle auszugleichen. Die
Kolben 13 können aber auch getrennt von- den Lagerringabschiütten
gebildet
sein, außerdem können besondere # -tus, Vorrichtungen vorgesehen sein, um die radiale
Kipparbeit und die in Richtung des l'infangs zu sichern. Ferner kann statt der kippbar
gelagerten Lagerringabschnitte jede geeignete Ausführungsform des Lagers gewählt
«-erden und die Schmierung der Tragfläche kann durch Zuführung von (-il unter Druck
oder auf ähnlichem Wege erreicht erden. Wenn aus irgendeiner _ Ursache Rückstöße
auf das Lager oder in den Lasern die Federn in Schwingung zu versetzen streben,
können die Lagerringabschnitte nur insoweit dieser Neigung folgen, als es die Durchströmung
des Schmieröls aus den Aussparungen 12 oder in diese hinein gestattet. Da der Spielraum
zwischen den Kolben 13 und den Wänden der Zylinder 12 so gewählt «-erden kann, daß
sie das Durchströmen des Öls in beliebigem Maße regeln, wird diese Neigung der Lagerringabschnitte
zu Schwingbewegungen- so weit verzigert oder gedämpft, daß jede periodische Vibration
der Federn oder der Lagerteile wirksam vermieden wird. Gleichzeitig kann die Wirkung
dieser Dämpfungsvorrichtungen die druckverteilende Wirkung der Federn nicht wesentlich
beeinträchtigen. Statt einer einelnen Feder unter jedem Lagerabschnitt können die
verschiedenen Lagerring--.bschiiitte 19 mit je einer Mehrzahl von Schraubenfedern
2o (Fig. 3) versehen sein. Wenn eine Mehrzahl von Federn unter jedem Lagerringabschnitt
verwendet wird, können die Mittel zur Dämpfung der Schwingungen in irgendeiner geeigneten
Weise angeordnet werden. Bei der Ausführungsform nach 1# ig. d. besitzt der Grundring
2 i eine Mehrzahl von Aussparungen 22, die je eine Feder 2o aufnehmen; eine oder
mehrere dieser Federn wirken mit Druckstücken 23 zusammen, die mit entsprechendem
Spiel in die Aussparungen 22 eingreifen. Die Druckstücke 23 können an den Lagerringabschnitten
i9 befestigt sein oder diese können lose auf die Druckstücke aufgelegt sein. Hier
kann durch beliebige Mittel eine übermäßige Bewegung der Druckstücke verhindert
«erden.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 besitzt der Grundring 2.4 eine
Mehrzahl von Aussparungen 25, welche die einzelnen Federn 2o aufnehmen; eine oder
mehrere dieser Federn wirken mit kolbenförmigen Druckstücken 26 zusammen, die mit
entsprechendem Spiel in die Aussparungen 23 eingreifen. Diese kolbenartigen Druckstücke
26 besitzen Schäfte 27, die mit den l.agerringabschnitten i9 verbunden sind oder
?.uf welchen diese ruhen; die Schäfte durchdringen Öffnungen 28, welche sich nach
den Aussparungen 25 öffnen. Bei dieser Ausführungsform werden die Federn von der
Unterfläche des Grundrings aus eingeführt und durch Schraubpfropfen 29 o. dgl. festgehalten,
die auch als unteres Widerlager für die Federn 2o dienen. Bei dieser Ausführungsform
muß der Spielraum zwischen den Schäften 27 und den Wänden der Bohrungen 28 genügend
groß sein, um dem C)1 einen genügenden Durchtritt zu gestatten, damit es die Aussparungen
25 füllen kann.
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Anstatt ein besonderes Kolbenelement zur Zusammenwirkung mit jeder
Feder anzuordnen, können. die L agerringabschnitte selbst als Kolbenelemente der
Dämpfungsvorrichtung dienen (Fig. 6). Hier besitzt der Grundring 3o eine Mehrzahl
von Aussparungen 31 zur Aufnahme der Federn 20 und eine erweiterte Aussparung 32,
welche sich der Urnrißlinie des Lagerringabschnitts i9 anpaßt. Hierbei ist ' ein
hinreichender Spielraum zwischen dem Lagerringabschnitt und der Aussparung 32 gelassen,
um dem Öl einen gedrosselten Durchtritt nach der Aussparung zu ermöglichen.
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Statt der oben beschriebenen Anordnung oder in Verbindung mit ihr
können Dämpfungsvorrichtungen zwischen die Lagerringabschnitte eingebaut werden,
wenn getrennte T agerringabschnitte verwendet werden. -Bei der Ausführungsform gemäß
Fig. ; ist der Grundring 35 mit einer oder mehreren Aussparungen 34 zur Aufnahme
der Federn 3 5 versehen; die Lagerringabschnitte 36 besitzen s seitliche Schlitze
37. In je zwei benachbarte Schlitze 37 ist ein den Raum zwischen den benachbarten
Lagerringabschnitten überbrükkender Steg 38 vorzugsweise aus biegsamem Stoff eingelassen,
der zwischen den Schlitzen und sich genügendes Spiel läßt, um einen gedrosselten
Durchfluß des Schmieröls zwischen dem Raum über den Lagerringabschnitten und unter
diesen zu ermöglichen.
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Unter gewissen Umständen kann es wünschenswert sein, Dämpfungsvorrichtungen
für die elastischen Mittel anzuordnen, welche in beiden Bewegungsrichtungen der
Lagerteile wirken. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 gezeigt, wo mit den Lagerringabschnitten
39 die Schäfte 40 vom Kolben 41, verbunden sind, die finit entsprechendem Spiel
in Aussparungen q.2 auf und ab beweglich sind, wobei die Kolben ¢1 sich auf Federn
43 stützen. Bei dieser Anordnung muß der Lagerring 9 an der Unterlage etwa durch
Bolzen io befestigt sein; und der umlaufende Lagerteil q. muß an dem Ankerstück
2 etwa durch Schraubbolzen 3 befestigt sein. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung
ist jede der Aussparungen 42 durch einen Schraubpfropfen 44 mit einer mittleren
Bohrung
45 verschlossen, «-elche durch den Spielraum zwischen dem Schaft 40 und clur Bohrung
45 eine hüllüng der Aussparting -@2 und einen gedrosselten Durchfluß des ( iles
gestattet, wenn die Feder 4.3 bestrebt ist, den Kolben 41 anzuheben. Hierdurch wirken
die Aussparung und der Kolben als Puffer, so-Wohl während der Aufwärts- wie während
der Abwärtsbewegung der Kolben 41. Diese doppelt wirkende Dämpfungsvorrichtung kann
auch bei jeder der vorher beschriebenen Anordnungen verwendet «-erden.
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Obgleich die Erfindung in Verbindung mit getrennten Lagerringabschnitten
gezeigt worden ist, kann sie auch sinngemäß in Lagern verwendet werden., bei denen
einer oder beide der tragenden Teile mehr oller weniger stetig ausgebildet sind,
oder hei denen sie aus einem oder mehreren nachgiebig verbundenen Gliedern bestehen.
Demgemäß kann der Lagerteil ig in Fig. d. und 5; als ein abgebrochenes Stück eines
ringförmigen oder halbringförmigen Lagerringabschnitts angesehen «erden. Ebenso
können die Dänipfungsvorrichtungen dann angewendet -,-erden, wenn die elastische
Zwischen-Lage statt an dem ruhenden Lagerteil an dein umlaufenden angeordnet ist.
lKatürlich könnte auch umgekehrt der Zylinderteil der Dämpfungsvorrichtung all dem
Lagerringabschnitt, der Kolbenteil an dein Grundring ausgebildet werden. Ferner
kann die Dämpfungsvorrichtung auch angewendet werden, wenn die tragenden Teile nicht
kippbar angeordnet sind; und außerdem können natürlich statt der Federn auch andere
elastische Zwischenmittel verwendet werrlen.
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Wesentlich ist immer nur, daß ein Lager geschaffen wird, bei dem eine
elastische Zwischenlage zwischen einen oder melirerder tragenden Teile und ihre
Unterlagen eingelegt sind, und bei welchen jede - Neigung der tragenden Teile durch
Rückstöße in Schwingung versetzt zu werden, wirksam verhindert werden durch Mittel,
welche derartige Schwingbewegungen dämpfen. Ferner muß die Anordnung so getroffen
m'erden, daß diese dämpfenden Teile die sachgemäße Wirkung der elastischen Zwischenmittel
bezüglich der Verteilung der Lagerdrücke nicht be-' hindert.