DE3414092A1 - Axiallager - Google Patents

Description

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AXIALLAGER

Die Erfindung bezieht sich auf ein Axiallager mit verschwenkbaren Puffern, insbesondere auf ein Axiallager, das eine gleichmäßige Längsdruck verteiLung und eine wirksame Schwingungsdämpfung sicherstellt.

Ein bekanntes Axiallager mit verschwenkbaren Puffern weist eine Vielzahl von Lagerpuffern auf, die verschwenkbar in Umfangsrichtung des Lagers angeordnet sind. Bei diesem Typ von Axiallager ist es von besonderer Bedeutung, daß man Maßnahmen vorsieht, um eine gleichmäßige Längsdruckverteilung und eine Dämpfung von Schwingungen, die durch eine äußere Kraft, wie z.B. ein Erdbeben, hervorgerufen werden, sicherzustellen. Ein typischer bekannter Aufbau verwendet für einen solchen Zweck zwischen den Axia I Lagerpuffern und dem Auflager, durch das die Puffer abgestützt werden, elastische Bauteile, wie z.B. Blattfedern. Diese Maßnahme ist in dem Magazin "Machine Design" (VoL. 25, Nr. 1), insbesondere Seite 65, Fig. 1, das von Nippon Kogyo Shinbun-

beschrieben. sha, Japan im Januar 1981 veröffentlicht wurde, Dieser bekannte Aufbau zieht hauptsächlich eine gleichmäßige Verteilung des Längsdrucks in Erwägung. Andererseits besteht ein wachsender Bedarf an Axiallagern, die sowohl eine hervorragende Haltbarkeit gegenüber einem hohen Längsdruck wie auch eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen. Jedoch ist zur Zeit kein Axiallager verfügbar, das diesen Anforderungen gewachsen wäre.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Axiallager vorzuschlagen, das neben einer gleichmäßigen Verteilung des Längsdruckes auf alle Längspuffer eine hohe Zuverlässigkeit, eine ausgezeichnete Haltbarkeit sowie ein hohes

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Schwingungsdämpfungsvermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Axiallagers sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 8.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Axiallagers in Draufsicht und

Fig. 2 in Schnittansicht entlang der Linie II-II
gemäß Fig. 1;

Fig. 3 bis 5 verschiedene Beispiele von Ausschnitten in

Draufsicht, die beim ersten Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 gezeigten Axiallagers

Verwendung finden;

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Axiallagers in Draufsicht und

Fig. 7 iη " Schnittansicht entlang der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 bis 10 verschiedene Beispiele von Ausschnitten

in Draufsicht, die beim zweiten Ausführungsbeispiel des in Fig. 6 gezeigten Axiallagers Verwendung finden und

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Fig. 11 bis 13 andere Beispiele für Druckfilmdämpfer in

senkrechten Schnittansichten, die bei dem erfindungsgemäßen Axiallager Anwendung finden.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die genannten Figuren beschrieben. Als erstes werden die Fig. 1 und 2 betrachtet, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutern, nämlich ein erfindungsgemäßes Axiallager, das einen sich als Einheit mit der Drehwelle drehenden Druckring 1 sowie ein Auflager 2 aufweist. Das Axiallager umfaßt ferner eine Vielzahl von Lagerpuffern 3, die dem Druckring 1 gegenüberliegen und den Längsdruck aufnehmen. Auf der Rückseite der Lagerpuffer 3 sind Zapfen 4 vorgesehen, die ein Hin- und Herbewegen bzw. Schwenken der Lagerpuffer ermöglichen. Die Lagerpuffer 3 sind längs des Umfangs in vorbestimmtem Abstand angeordnet und werden von einem ganzstückigen, ringförmigen Träger 5 abgestützt, der in eine in dem Auflager 2 ausgebildete ringförmige Nut 2A eingesetzt und dadurch festgelegt ist. Der Träger 5 besteht aus einem am Innenumfang befindlichen Abstützfuß 5A, einem am Außenumfang befindlichen Abstützfuß 5B und einem zwischen diesen Abstützfüßen 5A und 5B angeordneten elastischen Teil 5C. Der Träger 5 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Zwischen der Rückseite des elastischen Teils 5C und dem Auflager 2 ist ein Druckfilm-Dämpferteil 6 vorgesehen, dessen Dicke sich zwischen beispielsweise 0,01 bis 1 mm bewegt. Eine Vielzahl von öffnungen bzw. Ausschnitten 7 ist in dem elastischen TeiL 5C der Unterlage 5 ausgebildet, und zwar an zwischen zwei benachbarten Zapfen 4 gelegenen Stellen. Diese Ausschnitte 7 dienen der Optimierung des Elastizitätsmoduls des elastischen Teils und des Dämpfungsfaktors

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des D ruekfiLm-Dämpfertei I s 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind diese Ausschnitte als LängsschLitze ausgebildet, die in bezug auf die Radiallinien schräg verlaufen.

Die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels des Axiallagers ist wie folgt:

Wird ein Längsdruck über den Druckring 1 auf die Lagerpuffer 3 ausgeübt, so nehmen die Axia I lagerpuffer dank der elastischen Deformation des elastischen Teils 5C des einstückigen Trägers 5 und des Dämpfungseffekts des DruckfiIm-Dämpfertei I s 6 den Längsdruck auf. Da in diesem Fall die Lagerpuffer 3 in bezug auf die lasttragende Oberfläche eine einheitliche Höhe aufweisen, wird der Längsdruck gleichmäßig auf alle Lagerpuffer verteilt, ohne daß dabei irgendeine Konzentration auf irgendeinen speziellen Puffer oder irgendwelche Puffer auftritt. Demzufolge wird die Festigkeit des Lagers beachtlich gesteigert. Zusätzlich absorbiert das Druckfilm-Dämpferteil 6 von Erschütterungen herrührende Schwingungen, die von einer äußeren, z.B. durch ein Erdbeben erzeugte Kraft herrührt. Wird ein unangemessen hoher Längsdruck auf den elastischen Teil 5C der Unterlage 5 ausgeübt, so unterstützt der Druckfilm-Dämpferteil 6 den elastischen Teil 5C, um dadurch eine übermäßige Deformation und somit einen Zusammenbruch des elastischen Teils zu verhindern.

Obwohl die in Fig. 1 gezeigten Ausschnitte 7 die Form von Längsschlitzen aufweisen, ist diese Form nicht darauf beschränkt, d.h. der Ausschnitt 7 kann verschiedene geeignete Formen aufweisen. In einer in Fig. 3 gezeigten Modifikation ist der Ausschnitt 7 sektorförmig ausgebildet, so daß der Abschnitt des elastischen Teils 50C, der mit dem Zapfen 4 in Berührung steht, weitgehend

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quadratisch ist. Bei einer anderen in Fig. 4 gezeigten Modifikation ist jedem Zapfen 4 zu beiden Seiten jeweils ein eigener Ausschnitt 7B in Form eines Längsschlitzes zugeordnet, so daß der mit dem Zapfen 4 in Berührung stehende Abschnitt des elastischen Teils 51C auch bei dieser Modifikation quadratisch ist. Bei einer weiteren in Fig. 5 gezeigten Modifikation ist der Ausschnitt 7 C so gestaltet, daß die Breite des Mittelteils des elastischen Teils 52C, der mit dem Zapfen 4 in Berührung steht, verringert ist. Die Ausschnitte 7 , 7 A , 7B und 7C können abhängig von der Wahl des Elastizitätsmoduls der elastischen Teile 50C bis 52C verschiedene andere Formen aufweisen. Unter dem Gesichtspunkt der optimalen Auslegung des Elastizitätsmoduls werden die Ausschnitte 7A und 7B bevorzugt, wodurch die Wirkungsbereiche der elastischen Teile 50C und 51C eine weitgehend quadratische Form ausbilden. Außerdem kann irgendein gewünschter Dämpfungsfaktor des DruckfiLm-DämpferteiIs durch geeignete Auswahl der Formen der elastischen Teile 50, 51 und der hinter diesen Teilen liegenden Aussparung erzielt werden.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Axiallagers, wobei die gleichen Bezugszeichen für die in den Fig. 1 und 2 gezeigten identischen Teile verwendet werden. Die einstückige Unterlage 53 dieses Ausführungsbeispiels weist sich in radialen Richtungen erstreckende und in Umfangsrichtung verteilte Abstützfüße 53D und elastische Teile 53E auf, die zwischen benachbarten Abs.tützfüßen 53D vorgesehen sind. Zwischen der Rückseite jedes elastischen Teils 53E und dem Auflager bzw. Support 2 sind Druckfilm-Dämpferteile 61 mit geringem Zwischenraum angeordnet. Ebenso weisen die Abstützfüße 53D eine sektorförmige, planare Gestalt auf, so daß die elastischen Teile 53E

eine rechteckige, planare Gestalt annehmen.

Mit diesem Aufbau kann, wie im Falle des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels, eine hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit der Lagerpuffer erzielt werden.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte, radiale Abstützfüße 53D aufweisende Unterlage 53 kann mit sektorförmigen Ausschnitten 7D in den Abstützfüßen 54D - wie in Fig. 8 gezeigt - oder mit Längsschlitzen 7E, die an der Innen- und Außenseite jedes elastischen Teils 55E radial verlaufen, versehen werden, um den Elastizitätsmodul des elastischen Teils 53E abzustimmen. Es können ebenso, wie in Fig. 10 gezeigt, an der radialen Innen- und Außenseite des elastischen Teils 56E Einkerbungen 7F vorgesehen werden.

Wie in Fig. 11 gezeigt, kann ein UnterLegstück 8 in die den Druckfilm-Dämpfer umgebende Aussparung eingesetzt werden, um die Größe der Aussparung zur Abstimmung des Dämpfungsfaktors des Druckfilm-Dämpferteils 6 abstimmen zu können. Fig. 12 zeigt eine andere Modifikation, bei der die Lagerpuffer 3 über ein Medium eines Zwischenträgers 9 durch einen Aufbau abgestützt werden, der aus zwei konzentrischen Trägern 58A und 58B besteht, die einstückig miteinander ausgebildet sind. In diesem Fall ist der DruckfiIm-DämpferteiI 63 sowohl unterhalb des Trägers 58A als auch unterhalb des Trägers 58B ausgebildet. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur die Einstellung des Dämpfungsfaktors des Druckfilm-Dämpferteils 62 und des Elastizitätsmoduls des elastischen Teils der Unterlage, sondern auch eine größere Zuverlässigkeit des Lagers durch Verringerung der Beanspruchung, da der Längsdruck auf zwei Unterlagen 58A und 58B verteilt wird. Fig. 13 zeigt noch eine andere Modifikation, bei der der elastische

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Teil der Unterlage 59 abgestuft ist und dadurch einen zentralen Vorsprung aufweist. Hinter dem zentralen Vorsprung ist auf einem Teil des Auflagers 2 ein Unterlegstück 10 angeordnet, um einen zentralen Druckfilm-Dämpfer 6AA auszubilden. Ebenso sind ein innerer und ein äußerer Druckfilm-Dämpfer 64 B, 64B vorgesehen. Mit Hilfe dieses Aufbaus kann ein Dämpfungsvermögen erzielt werden, das sich verschiedenen Druckpegeln anpaßt.

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Axiallagers ermöglicht die Gestaltung und Herstellung der Unterlage in einem Stück und erleichtert den Aufbau für eine Optimierung des Elastizitätsmoduls und des Dämpfungsfaktors.

Wie beschrieben, wird gemäß der Erfindung der Längsdruck dank einer Unterlage mit einem einstückigen Aufbau gleichmäßig auf alle Lagerpuffer verteilt. Demzufolge kann ein Axiallager vorgesehen werden, bei dem eine hervorragende Festigkeit, ein sehr guter Dämpfungseffekt und eine hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig einfachem Aufbau erzielt werden kann.

Leerseite

Claims (8)

ν. FDNER EBBINGHAUS FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 0160, D-8OOO MÖNCHEN Θ5 ^ A 1 Zl Π 9 ^ Hitachi, Ltd. 13. April 1984 DEAC-31801.4 AXIALLAGER Patentansprüche :

1. Axiallager mit einer Vielzahl von Lagerpuffern, dessen Rückseiten jeweils mit einem Zapfen versehen sind, und mit einem Auflager, auf dem die Lagerpuffer mittels der Zapfen schwenkbar abgestützt und in Umfangsrichtung angeordnet sind, gekennzei chnet durch eine einstückige,auf dem Auflager (2) befestigte Unterlage (5, 53), die Fußteile (5A, 5B, 53D) und ein elastisches Teil (5C; 53E) aufweist und zwischen ihrer Rückseite und der der gegenüberliegenden Fläche des Auflagers (2) einen Druckfilm-Dämpferteil (6; 61) ausbildet, wobei die Lagerpuffer (3) über die Zapfen (4) mit Hilfe der Unterlage (5; 53) schwenkbar abgestützt sind.

2. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (5) einen am Innenumfang vorgesehenen Abstützfuß (5A), einen am Außenumfang vorgesehenen Abstützfuß (5B) und einen zwischen diesen Abstützfüßen (5A, 5B) vorgesehenen elastischen

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Teil (5C) aufwei st.

3. Axiallager nach Anspruch 2 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß der elastische Teil (5C; 5OC; 51C; 52C) mit Ausschnitten (7; 7A; 7B; 7C) versehen ist, die jeweils zwischen zwei benachbarten Zapfen (4) angeordnet sind.

4. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (53) sich radial erstreckende Abstützfüße (53D), die in Umfangsrichtung verteilt sind, und elastische Teile (53E) aufweist, die zwischen jeweils zwei benachbarten, sich radial erstreckenden Abstützfüßen (53D, 53D) angeordnet sind.

5. Axiallager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Zapfen (4) in Berührung stehende elastische Teil (55E) an seiner radialen Innen- und Außenseite mit Ausschnitten (7E) versehen ist

6. Axiallager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Teil (56E) an seinem inneren und äußeren Teil jeweils eine Einkerbung (7F) aufweist, so daß die radiale Länge des elastischen Teils geringer als die radiale Länge des Abstützfußes ist.

7. Axiallager nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt des DruckfiIm-Dämpertei I s (62) mit Hilfe eines auf dem Auflager (2) vorgesehenen Unterlegstücks (8) veränderbar ist, um somit der Rückseite des elastischen Teils (57C) entgegenzuwi rken.

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8. Axiallager nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η 2ei chnet, daß mehrere Druckfilm-Dämpferteile (63, 63) durch Aneinandersetzen mehrerer Unterlagen (58A, 58B) in einem einstückigen Aufbau vorgesehen sind.