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Kühleinrichtung für senkrechte Spurlager. Die Erfindung bezieht sich
auf die Schmierung von Spurlagern und besonders von solchen, welche eine Anzahl
von kippbar angeordneten Lagerringabschnitten enthalten, die einem verhältnismäßig
hohem Lagerdruck ausgesetzt werden können.
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Die Erfindung besteht darin, daß mit diesen Lagerringabschnitten ein
Lagerstück zusammenwirkt, welches Mittel zur Herstellung eines Umlaufs von Kühlflüssigkeit
enthält, um eine übermäßige Erwärmung der Lagerfläche zu vermeiden. Es ist hierbei
vorteilhaft, die Kühlkanäle in dein ruhenden Lagerteil unterzubringen, um die Zuleitung
der Kühlflüssig keit aus der ruhenden Kühlleitung in einen umlaufenden Maschinenteil
zu vermeiden, die Lagerringabschnitte dagegen in dem umlaufenden Lagerteil, um die
gekühlte Ringfläche in unmittelbarer Berührung mit den umlaufenden Tragflächen zu
halten. Hierbei muß aber Vorsorge getroffen werden, daß einerseits die Kippbarkeit
der Lagerringabschnitte in radialer Richtung und in der des Umfangs nicht behindert
und anderseits eine radiale Verschiebung der einzelnen Abschnitte nach außen unter
Wirkung der Schwungkraft durch besondere Mittel verhindert wird. Die Anordnung kann
so getroffen sein, daß die in dem Lagerstück kreisende Kühlflüssigkeit die dünne
Ülschicht - kühlt, welche an seiner Oberfläche gehalten wird; außerdem ist das Lagerstück
mit Kanälen für das Kühlmittel versehen, in welchen das Kühlmittel vor seinem Eintritt
zwischen die Lagerflächen gekühlt wird. Dabei tritt durch das Drehmoment des umlaufenden
Teils ein stetiger Kreislauf des Schmiermittels von den Lagerflächen durch ein Filter
oder Sieb ein, wobei beim Austritt aus den Lagerflächen der Durchtrittsquerschnitt
für das Schmiermittel gedrosselt wird, um eine ungünstige Wirkung der Schwungkraft
zu vermeiden.
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Der Erfindungsgegenstand kann in den verschiedensten Formen ausgeführt
werden. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen . beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i und z die eine Ausführungsform im Längsschnitt und im Querschnitt,
Abb. 3 und 4 die andere Ausführungsform im Längsschnitt und im Horizontalschnitt
nach der Linie 4-4 in Abb. 3.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i und z trägt eine senkrechte Welle
=o ein Widerlagerstück =i an ihrem oberen Ende, welches beispielsweise durch eine
Ankerscheibe r2 befestigt ist. Ein Lagerring 13 ist an der Unterfläche des Widerlagerstücks
=i befestigt; er wird beispielsweise durch einen umlaufenden Rand 14 des Widerlagers
gehalten und durch Schraubenbolzen 1s an eigener Drehung verhindert.
Wie
in Abb. 3 gezeigt ist, können an die Stelle der Schraubenbolzen z5 auch Dübel treten,
jedoch sind die Schraubenbolzen insofern vorteilhafter, als sie den Lagerring 13
an dem Widerlagerstück a= beim Zusammenbauen des Lagers fezthalten.
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Der Lagerring =3 besitzt eine innere Randwulst 17 in geringem Abstand
von der Welle zo und eine Anzahl abwärts ragender Paßstücke 18, die gleichmäßig
über seinen Umfang verteilt sind. Außerdem trägt der Lagerring eine Anzahl von kugelförmig
ausgehöhlten Lagerstellen oder eine Ringnut rg (Abb: z), welche mit kugeligen Vorsprüngen
2o der radialenLagerringabsehnitte2z zusammenwirkt. Wenn man die Welle um die Tiefe
der Nut xg anhebt und hierdurch die Lagerringabschnitte entlastet, kann man sie
nach Abnahme des Sicherungsringes 22 radial herausziehen. Die Lagerringabschnitte
sind in bekannter Weise lose zwischen die Wulst i7 und den Ring 22 eingelegt, welcher
an dem Lagerring 23 durch Schrauben o. dgl. befestigt ist und eine auswärts gerichtete
Verschiebung der Abschnitte 2= unter dem Einfluß der Fliehkraft verhindert.
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Die Lagerringabschnitte 21 (Abb. 2) sind durch radiale Teilfugen begrenzt
und um die Randwulst 17 dicht aneinander eingelegt. Ihre äußeren Seitenkanten besitzen
V-förmige Ausschnitte 24 (Abb. 2), in welche Vorsprünge 18 des Lagerrings
13 eingreifen. Diese Vorsprünge 18 nehmen die Ringabschnitte 21 bei der Drehung
mit. Jeder der Lagerringabschnitte besitzt eine Tragfläche 25 aus einem geeigneten
Lagermetall.
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Die Lagerringabschnitte wirken mit einem feststehenden Tragring 26
zusammen, der aus zwei Teilen 2611 und 26b besteht und auf einem Gelenkstück 27
ruht. Dieses Gelenkstück greift mit einer Kugelfläche 28 in die Kugelpfanne 29 eines
festen Tragstücks 3o ein. Das Tragstück ist durch Schrauben 3t oder ähnliche Mittel
an der Tragfläche 32 befestigt. Das an sich bekannte Gelenkstück 27 kann sich zu
der Unterlage so verstellen, daß es den Lagerdruck gleichmäßig auf die verschiedenen
Lagerringabschnitte verteilt. An dem Lagerstück 30 ist, die Welle so dicht
umgebend, wie es ohne Störung der Drehung möglich ist, eine Hülse 33 angeordnet,
welche mit einem Gehäuse 35 zusammen einen ringförmigen Ölbehälter 36 bildet. Der
Ölbehälter wird mit dem Schmiermittel so weit gefüllt, daß die Lagerteile untergetaucht
sind. Eine Ringwand 34 mit Durchtrittsöffnungen 37 unmittelbar unter dem Flüssigkeitsspiegel
und Öffnungen mit Filtern oder Sieben 39 rahe dem Boden teilt den Ölbehälter
in zwei Teile.
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Der Tragring 26 besteht aus der flachen . Ringscheibe 26b, in deren
Oberfläche mehrere flache Ringnuten 40 eingeschnitten sind und dem oberen Teil 26a,
der eine Anzahl entsprechender ringförmiger Rippen 41 trägt, die durch tiefe Nuten
in seiner Unterfläche getrennt sind und die mit ihren Enden in die Nuten 4o der
Scheibe 26b eingreifen. Hierdurch weiden eine Anzahl von Ringkanälen 42 gebildet,
durch welche Wasser oder eine ande: e Kühlflüssigkeit in Umlauf gebracht wird. Die
Teile 26a und 26b werden durch Pr eßdruck so miteinander verbunden, daß sie eine
Einheit darstellen.
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Das Kühlmittel tritt durch ein Einlaßrohr 43 in das Lager ein, welches
in eine radiale Bohrung 44 des Teils 26b eingelassen ist. Eine Anzahl von kleinen
Kanälen 45 vermittelt die. Verbindung zwischen der radialen Bohrung 44 und den Ringkanälen
42. Auf der entgegengesetzten Seite des Tei'.s 26b ist ein Auslaßrohr 46 angeordnet,
das ähnlich ausgebildet und mit den Kanälen 42 verbunden ist (Abb. 2).
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Bei der gezeigten Ausführungsform besitzt das feste Tragstück 3o einen
aufwärts gerichteten Vorsprung 47, der in eine Nut an dem Gelenkstück 27 eingreift,
so daß das Gelenkstück 27 zwar kippt, aber nicht sich drehen kann. Der Tragring
26 wird an der Umdrehung durch Dübel 48 gehindert, die ihn mit dem Gelenkstück 27
verbinden.
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Der Teil 2,6b des Tragrings besitzt außerdem eine Reihe von
radialen- Kanälen 49 für das Schmiermittel. Indem dieses die Kanäle durchfließt,
wird seine Temperatur erniedrigt, ehe es die eigentliche Tragfläche erreicht.
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Da die Lagerringabschnitte 2r nicht allein tangential kippen können,
um selbsttätig eine Ölschicht zu erzeugen, sondern auch in radialer Richtung, so
wirken sie in besonderer Art mit dem ebenfalls in Art eines Universalgelenks gelagerten
Tragrings 26 zusammen, der bei dem Ausführungsbeispiel auf dem Gelenk stück 27 gelagert
ist. Diese Anordnung ist von besonderem Nutzen, wenn die Welle ein wenig gebogen
wird, so daß sie von ihrer Normalrichtung abweicht, weil durch die universalgelenkartige
Lagerung der Lagerringabschnitte der Gelenkring von erheblicher Bewegung und infolgedessen
von starker Abnutzung befreit und die Reibung des Lagers als Ganzes verringert ist.
Wenn das Lager benutzt wird, nehmen die Lagerrirgabschnitte 21 eine etwas geneigte
Stellung an, wobei das Schmiermittel, in welches die Tragflächen eingetaucht sind,
eingesaugt oder zwischen die Lagerflächen eingedrückt wird. Gleichzeitig wird ein
Teil des Öles in die Spalten zwischen den Ringabschnitten Angeführt und durch die
Wirkung der Fliehkraft in radialer Richtung herausgesaugt.
Das von
dem Lager kommende ÖL strömt durch die Öffnungen 37 und frisches Öl wird aus dem
Raum zunächst der Hülse 33 in das Lager eingesaugt. Hiergus ergibt sich ein Umlauf
des Öls, welches von dem verhäl!nismäßig großen Volumen in der Kammer 36 nach innen
durch die Siebe oder Filter in den Öffnungen 38, dann durch die Kühlkanäle 49 nach
dem Raum zunächst der Hülse 33 fließt und dann nach außen durch die Lagerflächen
und zwischen den Lagerringabschnitten hindurchgeführt wird.
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Wie in Abb. x gezeigt ist, wird der Auslauf des Öls aus den Lagerflächen
gedrosselt durch die Vorsprünge 18, den Ring 22 und die durchbohrte Ringwand 3q..
Diese Drosselung ist wichtig, weil die Zentrifugalwirkung der umlaufenden Teile
sonst dazu neigen würde, das Öl zu schnell nach außen zu saugen und infolgedessen
das Lager trocken laufen zu lassen. Diese Neigung ist größer bei einer Anordnung,
bei welcher die Lagerringabschnitte von dem umlaufenden Teil getragen werden, so
daß die Drosselung gerade bei dieser besonderen Ausführungsform von großem Wert
ist. Die Schmiermittelschicht zwischen der Tragfläche des Rings 26 und der entsprechenden
Lagerfläche der Lagerringabuchnitte 21 ist sehr dünn und läßt sich leicht kühlen;
infolgedessen ist die Kühlung des Rings selbst besonders wirksam, indem eine übermäßige
Erwärmung sowohl in den Lagerabschnitten als auch in dem Öl vermieden wird. Die
Drosselung wirkt mit der Kühlwirkung des Ringes 26 in besonders günstiger Weise
zusammen, da das Öl während einer längeren Zeit in Berührung mit dem Ring gehalten
und hierdurch wirksamer gekühlt wird.
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Die Lagerteile scheiden den Ölbehälter in eine innere und eine äußere
Ölkammer, die durch die Kanäle 49 unter dem Tragstück 26 verbunden werden.
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Es ist zu beachten, daß der Ölumlauf stetig aufrechtgehalten wird,
wenn das Lager läuft; und zwar in einer stetigen, ringförmigen Bahn um den gekühlten
Tragring 26. Der Tragring 26 stellt sich mit dem ihn tragenden GelenkstÜck 27- selbsttätig
auf dem Sitz ein, der durch das feste Lagerstück 30 gebildet wird, wodurch der Lagerdruck
auf die einzelnen Lagerringabschnitte gleichmäßig verteilt wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und q. ist die Anordnung sehr
ähnlich, soweit es sich um die umlaufenden Teile handelt. Hier ist aber das Lagerstück
3o durch ein festes Lagerstück 5o ersetzt, in dessen zylindrische Taschen 5= Schraubenfedern
52 eingreifen. Ein Tragring 53, der den Ring 26 der andern Ausführungsform entspricht,
ist auf die Federn 5 aufgesetzt und besitzt eine ebene, ringförmige Stirnfläche
5q., die mit der Tragfläche der Lagerringstücke 21 in Berührung ist. Der Ring 53
ist als Hohlkörper hergestellt, derart, daß ein gewundener Kanal 55 entsteht, durch
den Wasser oder ein anderes Kühlmittel umlaufen kann, welches durch den Einlaß 56
zuströmt und durch den Auslaß 57 abfließt. Der Tragring 53 besitzt Schlitze 58,
welche als Kanäle für die Schmierflüssigkeit dienen und den Kanälen 49 des vorigen
Ausführungsbeispiels gleichen.
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Von dem Ring 53 erstreckt sich nach abwärts eine Ringwulst
59, welche den Ring auf dem Lagerstück 50 zentriert. Ein Vorsprung
59" erstreckt sich von dem Lagerstück 50 radial einwärts und greift in eine entsprechende
Rast in der Ringwulst 59 ein, um den Ring am Umlauf zu verhindern. Die Federn
52 können durch jeden nachgiebigen und elastischen Träger ersetzt werden, welcher
eine stetige Einstellung des Ringes gegenüber den Tragflächen der Lagerringabschnitte
während der Drehung gestattet, wodurch stets eine gleichmäßige Verteilung des Lagerdrucks
auf die einzelnen Abschnitte erreicht wird.