DE3509461A1

DE3509461A1 - Zylinderlagereinrichtung vom kissentyp

Info

Publication number: DE3509461A1
Application number: DE19853509461
Authority: DE
Inventors: Sanae Nagoya Mori
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1985-09-26
Also published as: GB8506934D0; US4600317A; JPS6327575B2; JPS60196425A; DE3509461C2; GB2156448B; GB2156448A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp für ein Hauptführungslager von hoher Präzision in einer Hochgeschwindigkeitsdrehmaschine, wie beispielsweise in Turbinen und Kompressoren oder in Werkzeugmaschinen, und zwar betrifft die Erfindung im einzelnen eine Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp mit einem konstanten Lagerspiel. Es sei hier darauf hingewiesen, daß der Begriff Zylinderlager zusammenfassend für Achsen-, Gleit-, Zylinder-, Hals-, Trag- sowie Zapfenlager verwendet wird.

In Zy linder lagereinrichtungen vom Kissen typ nach dem Stande der Technik sind die Lagerkissen so konstruiert, daß sie in der Lage sind, leicht in einer Umfangsrichtung zu kippen, und zwar mit Hilfe von Positionierungsstiften, die zwischen benachbarten Lagerkissen vorgesehen sind, oder die Lagerkissen sind so konstruiert, daß sie sich dann, wenn die Einrichtung nicht auf einer Drehwelle angebracht ist, so daß sie lose ist, radial nach einwärts von dem Gehäuse weg verschieben können, und zwar bis zu einem Ausmaß, daß die Einrichtung noch nicht vollständig demontiert wird. Wenn eine Drehwelle in eine Lagereinrichtung eines solchen Aufbaus eingefügt wird, damit diese Lagereinrichtung als eine Zylinderlagereinrichtung vom Kippkissentyp verwendet werden kann, hat das Lagerspiel zwischen der Drehwelle und den Lagerkissen die Neigung, nichtkonstant und ungleichmäßig zu sein. Infolgedessen setzt ein Zerreißen eines Schmierölfilms, das bzw. der aufgrund schlechter Schmierwirkung erzeugt wird, die Nachfolgefähigkeit während der Zeit des Anlaufens und des Aussetzens bzw. der Aufhängung herab, und insbesondere werden hierdurch Vibrationen und Geräusche während des Zeit des Anlaufens verursacht.

Kurz zusammengefaßt sollen demgemäß mit der Erfindung die vorstehend beschriebenen Nachteile der Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach dem Stande der Technik ausgeschaltet werden.
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Weiterhin soll mit der Erfindung eine Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp zur Verfügung gestellt werden, die so ausgebildet ist, daß sie ein konstantes Lagerspiel während des Anlaufs, des Betriebs und des Aussetzens bzw. der Aufhängung aufrechterhält, das keine Vibrationsgeräusche beim Anlaufen verursacht, und das eine sehr wirksame Vibrationsdämpfung besitzt.

Die Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach der Erfindung, welche diese Anforderungen erfüllt, ist insbesondere im Anspruch 1 angegeben.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung seien nachfolgend durch bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp deutlicher gemacht, wobei diese Ausführungsformen in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind; es zeigen:

Figur 1 eine teilweise Querschnittsansicht einer Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 eine Schnittansicht durch die erste Ausführungsform entlang der Linie II-II der Figur 1;

Figur 3 eine teilweise Querschnittsansicht einer Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und 35

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Figur 4 eine Schnittansicht durch die zweite Ausführungsform entlang der Linie IV-IV der Figur 3.

Es seien nun die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben:

Figuren 1 und 2 zeigen eine Zylinderlagereinrichtung 10 vom Kissentyp gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Diese Einrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, das im Axialquerschnitt eine C-Form hat (siehe Figur 2); sowie eine Seitenplatte 2, die in einen abgestuften Teil 1a des Gehäuses 1 eingepaßt bzw. -gesetzt und mittels Senkkopfschrauben 7 in diesem abgestuften Teil 1a befestigt ist; außerdem eine Mehrzahl von Lagerkissen 3, von denen jedes einen sektorförmigen Querschnitt in einer zur Axialrichtung senkrechten Richtung hat; eine Mehrzahl von Stiften 4, die sich durch Löcher 3a der Lagerkissen 3 erstrekken sowie an dem Gehäuse 1 und der Seitenplatte 2 befestigt sind; zwei ringförmige Wellen- bzw. Flanschunterleg- bzw. -dichtungsscheiben 5, die zwischen dem Gehäuse 1 und den Lagerkissen 3 bzw. zwischen den Lagerkissen 3 und der Seitenplatte 2 vorgesehen sind; und ein elastisches Rücklauf- bzw. -stellteil 6 in der Form einer Spannfeder, die in eine Nut 3c gewickelt ist bzw. deren Windüngen in einer Nut 3c untergebracht sind, wobei diese Nut 3c auf der äußeren ümfangsoberflache 3b von jedem Lagerkissen 3 ausgebildet ist. Die einzelnen Stifte 4 aus der Mehrzahl von Stiften 4 sind in gleichen Abständen von der Achse einer Drehwelle 9 und in gleichen Winkelabständen um die Achse dieser Drehwelle 9 angeordnet; auf dieser Drehwelle 9 ist die Lagereinrichtung 10 angebracht. Die Senkkopfschrauben 7 dienen dazu, die Seitenplatte 2 an dem Gehäuse 1 zu befestigen, wobei Abstandsteile 8 zwischen denselben eingeklemmt sind, welche vorliegend die Form von Abstandshülsen haben, durch die die Senkkopfschrauben 7 hindurchgehen. Alternativ kann die Seitenplat-

te 2 durch Punktschweißen, kontinuierliches Schweißen oder Verschrauben am Gehäuse 1 befestigt sein, oder die Seitenplatte 2 und das Gehäuse 1 können integral, insbesondere einstückig, miteinander ausgebildet sein. Das Gehäuse 1 und die Abstandsteile 8 sind beide aus JIS-Baukohlenstoffstahl bzw. aus strukturellem Kohlenstoffstahl, insbesondere nach JIS (japanische Industrienorm), hergestellt, die Wellen- bzw. Flanschunterleg- bzw. -dichtungsscheiben 5 und das elastische Rückstellteil 6 sind aus rostfreiem Stahl hergestellt, und die Seitenplatte 2 und die Lagerkissen 3 sind aus Lagerlegierungen, wie beispielsweise Bleibronze oder Aluminiumlegierungen, hergestellt. Die Seitenplatte 2 kann ebenso wie das Gehäuse 1 auch aus JIS-Baukohlenstof f stahl bzw. aus strukturellem Kohlenstoffstahl, insbesondere aus strukturellem Kohlenstoffstahl nach JIS, hergestellt sein. Wenn das Gehäuse aus einer Lagerlegierung mit hoher Festigkeit und guter Schmierwirkung hergestellt ist, kann die Lagereinrichtung als ein Doppelrichtungsdrucklager vom Kippkissentyp bzw. als ein Doppelrichtungskippdrucklager vom Kissentyp verwendet werden.

Im Betrieb wird Schmieröl in ein bzw. das Lagerspiel zwischen die innere Umfangsfläche 3d der Lagerkissen 3 und die sich drehende Welle 9 eingespeist, und es wird ein Schmierfilm bei der Drehung der sich drehenden Welle 9 ausgebildet, so daß ein hydrodynamischer ölfilmdruck erzeugt wird. Demgemäß überwindet jedes Lagerkissen 3 die radial einwärts gerichteten Komponenten der Spannungskraft des elastischen Rückstellteils 6, so daß es die Stifte 4 kippt, wodurch der Schmierfilm erzeugt wird, der durch die Keilwirkung verursacht wird, und die Last, die auf die sich drehende Welle 9 ausgeübt wird, wird dann durch den Druck des Schmierfilms getragen. Es ist möglich, ein Zerreißen bzw. Unterbrechen des Schmierfilms durch ge-

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eignete Wahl der Anordnung und Abmessungen des Lagerkissens 3 relativ zu denjenigen der sich drehenden Welle 9 und durch die geeignete Auswahl der elastischen Kraft des elastischen Rückstellteils 6 zu vermeiden. 5

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Zylinderlagereinrichtung 10' vom Kissentyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform hat das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil 12 die Form eines Gummi- bzw.

Kautschukzylinders und ist mittels Senkkopfschrauben 11 an einem Gehäuse 1¹ und einer Seitenplatte 2¹ befestigt. Jedes der Lagerkissen 3' hat einen sektorförmigen Querschnitt in einer Richtung, die senkrecht zur Axialrichtung ist, und es ist auf seinen beiden Enden in bogenförmigen Ausnehmungen 3'e zur Aufnahme des bzw. eines elastischen Rückstellteils 12 ausgebildet. Die zweite Ausführungsform 10' der Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp hat Wirkungen, die gleichartig wie diejenigen der ersten Ausführungsform 10 sind.

Die vorstehend beschriebene Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp gemäß der Erfindung hat insbesondere die folgenden Vorteile:

(1) Es wird ein konstantes Lagerspiel während des Anlaufs, des Normalbetriebs und der Aufhängung bzw. Federung bzw. Aussetzung der Einrichtung aufrechterhalten.

(2) Während der Zeit des Anlaufens werden keine Vibrationsgeräusche erzeugt.

(3) Während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs wird eine Vibrationsdämpfungswirkung erzielt.

(4) Es kann sowohl eine Drucklast als auch eine Radiallast aufgenommen werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise ausführen und abwandeln.

Claims

KRAUS ■ WEISERT & PARTNER PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR OEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES IRM6AROSTRASSE 15 · D-BOOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/7970 77 TELEGRAMM KRAUSPATENT . TELEX 5-212156 kpat d ■ TELEFAX (O89) 7 9182 DAIDO METAL COMPANY LTD. Nagoya, Japan Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp PATENTANSPRÜCHE

1. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp, die eine Mehrzahl von Lagerkissen aufweist, welche in Umfangsrichtung im Abstand voneinander in einem Gehäuse vorgesehen und um Achsen verschwenkbar sind bzw. schwingen können, die parallel zur Achse einer Drehwelle sind, gekennzeichnet durch ein elastisches Rücklauf- bzw. -stellteil (6;12), das in dem Gehäuse (1;1') zum Vorspannen der Lagerkissen (3;3') in einer Art und . Weise, daß ein konstantes Spiel zwischen der Drehwelle (9) und den Lagerkissen (3;3^!) aufrechterhalten wird, vorgesehen ist.

2. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Lagerkissen (3) zwischen seiner teilzylindrischen inneren Umfangsoberfläche und seiner teilzylindrischen äußeren Umfangsoberfläche mit einer öffnung (3a), die sich axial bezüglich der Drehwelle (9) erstreckt und an seiner äußeren umfangsoberfläche mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut (3c) ausgebildet ist; und daß das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil (6) unter Spannung in den Nuten (3c) der jeweiligen Lagerkissen (3) angebracht ist, so daß ein konstantes Lagerspiel aufrechterhalten wird; und daß die Zylinderlagereinrichtung weiter Stifte (4) umfaßt, von denen je einer lose in je einer der öffnungen (3a) angebracht und von denen jeder an dem Gehäuse (1) befestigt ist, so daß jedes der Lagerkissen (3) um eine Achse verschwenkbar ist bzw. schwingen kann, die parallel zur Achse der Drehwelle (9) ist.

3. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager (1) aus zwei Teilen (1,2) aufgebaut ist.

4. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) von einem Stück gebildet bzw. einstückig ausgebildet ist.

5. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil (6) eine ringförmige Spann-Schraubenfeder ist.

6. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil (6) ein O-Ring ist.

7. Zylinderlagereinrichtung vom Kissentyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil (12) aus Blöcken (12) besteht, von denen jeder auf bzw. in dem Gehäuse (1¹) mittels einer Einbauvorrichtung bzw. eines Befestigungsmittels (11) so angebracht ist, daß es die Umfangsabschlußenden von benachbarten Lagerkissen (3¹) vorspannt.

8. Zylinderlagereincichtung vom Kissentyp nach An-

spruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das elastische Rücklauf- bzw. -stellteil (12) aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi bzw. Kautschuk und/ oder Kunststoff, ausgebildet ist.