DE3902907A1 - Vorrichtung zur lagerung von wellen langgestreckter maschinen - Google Patents
Vorrichtung zur lagerung von wellen langgestreckter maschinenInfo
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lage
rung von Wellen langgestreckter Maschinen, insbesondere
von Zentrifugen, Drehtrommeln, Walzenpressen etc., wobei
zur drehbeweglichen Lagerung der Wellen Wälzlager vorgese
hen sind.
Es ist bekannt, daß bei der Lagerung der Wellen von lang
gestreckten Maschinen, insbesondere bei der Lagerung von
Zentrifugen, deren Wälzlager zu beiden Seiten der Trommel
mit verhältnismäßig großem Abstand voneinander angeordnet
sind, im Betrieb nicht nur in radialer und axialer Rich
tung wirkende Kräfte, sondern auch quer dazu verlaufende
Kräfte auftreten, die von den Radiallagern aufgenommen und
kompensiert werden müssen. Diese im Betrieb der Maschinen
auftretenden, auf die Wälzlager wirkenden Querkräfte beru
hen nicht nur auf Fluchtungsungenauigkeiten und Fügungs
fehler der an den Maschinen zu beiden Seiten mit verhält
nismäßig großem Abstand voneinander angeordneten Wellen,
sondern sie sind insbesondere bei Zentrifugen und Dreh
trommeln auch auf Unwuchtbildungen zurückzuführen, die
durch ungleichmäßige Verteilung des Aufgabegutes in den
Trommeln hervorgerufen werden. Aufgrund dieser auf die
Wälzlager zusätzlich zu den in radialer und axialer Rich
tung wirkenden Kräfte sind daher die Lager dieser Maschi
nen ganz besonders hohen ungleichförmigen Wechselbean
spruchungen ausgesetzt, so daß ihre Standzeit trotz star
ker Überdimensionierung relativ gering ist. Dies gilt auch
für die bisher bekannte Anwendung von Pendelrollenlagern
als Wälzlager, die zwar neben den im Betrieb der Maschine
auftretenden Radialkräften durch ihre Schwenkbeweglichkeit
auch Querkräfte aufnehmen können, die jedoch einerseits in
ihrem konstruktiven Aufbau verhältnismäßig kompliziert und
dementsprechend in ihrer Anschaffung teuer sind, und deren
Standzeit andererseits aufgrund der hohen ungleichförmigen
Wechselbelastungen, insbesondere beim Einsatz an Zentrifu
gen, ebenfalls nur verhältnismäßig gering ist. Darüber
hinaus ist nicht nur der Geräuschpegel beim Einsatz der
Pendelrollenlager verhältnismäßig hoch, sondern die Pen
delrollenlager sind auch aufgrund ihrer beschränkten zu
lässigen Höchstdrehzahl bei hochtourigen Maschinen, zu
denen u. a. auch schnellaufende Zentrifugen gehören, nicht
einsetzbar.
Ausgehend von diesen bisher bekannten Vorrichtungen zur
Lagerung von Wellen langgestreckter Maschinen besteht die
Aufgabe der Erfindung darin, die Wälzlager durch geeignete
Lagerung von den im Betrieb der Maschinen in radia
ler und axialer Richtung zusätzlich auftretenden Kräften
weitgehend freizuhalten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Wälzlager in
ein sphärisches, hydrostatisches Gleitlager eingebaut ist,
und daß die Lager an Druck- und Schmiermittelleitungen an
geschlossen sind. Hierdurch wird sehr vorteilhaft eine
Aufteilung der im Betrieb der Maschinen auftretenden Kräf
te erreicht, und zwar derart, daß von den Wälzlagern im
wesentlichen nur die Radialkräfte aufgenommen werden müs
sen. Da die Wälzlager auf diese Weise freigehalten werden
von den im Betrieb der Maschine auftretenden Querkräften,
können zur Lagerung der Wellen ganz einfache, standardi
sierte, überall leicht erhältliche Kugel- oder Zylinder
rollenlager verwendet und insbesondere bei hochtourigen
Maschinen mit Vorteil eingesetzt werden, deren Anschaf
fungskosten wesentlich geringer sind als die bisher
bekannten, komplizierten und verhältnismäßig kurzlebigen
Pendelrollenlager. Das Wälzlager weist daher im Vergleich
zu den bisher im Einsatz befindlichen Lagern eine ganz
wesentlich höhere Standzeit auf und ist darüber hinaus im
Betrieb auch sehr geräuscharm. Da darüber hinaus auch das
sphärische, hydrostatische Gleitlager, in dem das Wälzla
ger gemäß der Erfindung eingebaut ist, von einem Druck
mittel- und Schmiermittelpolster umgeben ist, findet keine
Berührung an den metallischen Lagerflächen statt, so daß
am Gleitlager jeglicher Verschleiß ausgeschlossen ist. Die
Lager von Wellen gemäß der Erfindung können daher im Ver
gleich zu den bisher bekannten Lagern von Wellen langge
streckter Maschinen auch wesentlich höheren statischen und
dynamischen Belastungen ausgesetzt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er
findung besteht das hydrostatische Gleitlager aus zwei am
Wälzlager beidseitig angeordneten Lagerringen mit sphäri
schen Außenflächen, die in entsprechend sphärisch ausge
bildeten, mit dem Lagergehäuse fest verbundenen Lagerring
schalen schwenkbeweglich gehalten sind. Durch diese Aus
bildung und Anordnung des hydrostatischen Gleitlagers
wird nicht nur die Montage und die Demontage des Gleitla
gers, sondern auch die des Wälzlagers erheblich verein
facht und erleichtert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Wälzlager
mit dem hydrostatischen Gleitlager über Schmiermittelkanä
le verbunden, in denen Drosselorgane angeordnet sind. Mit
Hilfe dieser Drosselorgane kann einerseits die Versorgung
des Wälzlagers mit ausreichenden Mengen an Schmiermitteln
geregelt und andererseits durch entsprechend hohen Rück
staudruck der jeweils im hydrostatischen Gleitlager erfor
derlich Druck aufrechterhalten werden.
Um die Schmiermittelzufuhr über die Drosselorgane in das
Wälzlager zu begünstigen, sind nach einer weiteren vor
teilhaften Ausgestaltung der Erfindung die in den Schmier
mittelkanälen angeordneten Drosselorgane für die Schmier
mittelzuführung in das Wälzlager seitlich vom Wälzlager
und parallel zur Wellenachse verlaufend angeordnet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in
der Zeichnung im Längsschnitt schematisch dargestellten
Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Vorrichtung aus einem
auf einer Welle (1) angeordnetem Wälzlager (2), welches
vorzugsweise als Zylinderrollenlager ausgebildet ist. Die
ses Wälzlager (2) ist in ein sphärisches, hydrostatisches
Gleitlager eingebaut, das aus beidseitig am Wälzlager (2)
angeordneten Lagerringen (3) und (4) mit sphärischen
Außenflächen (5) und (6) besteht, die in entsprechend
sphärisch ausgebildeten, im Lagergehäuse (7) verstellbar
angeordneten Lagerringschalen (8) und (9) schwenkbeweglich
gehalten sind. Sowohl in den Lagerringen (3, 4) als auch
in den Lagerringschalen (8) und (9) des hydrostatischen
Gleitlagers sind für die Zuführung von Druck- und Schmier
mitteln Kanäle (10, 11) bzw. (12, 13) angeordnet. Die in
den Lagerringschalen (8, 9) angeordneten Kanäle (12, 13)
sind an eine gemeinsame Schmiermittel- und Druckmittelzu
leitung (14) angeschlossen, die außen am Lagergehäuse (7)
befestigt ist und in Pfeilrichtung (15) mit Schmier- und
Druckmitteln beschickt wird.
Die Gleitlagerringe (3) und (4) sind auf Stützringen (16)
und (17) angeordnet, die das Wälzlager (2) in sich ein
schließen und die mit dem äußeren Lagerring (18) des Wälz
lagers (2) fest verbunden sind. In diesen Stützringen (16)
und (17) sind Drosselorgane (19) und (20) angeordnet, die
mit den Kanälen (10) und (11) in offener Verbindung stehen
und die Schmiermittelzufuhr in das Wälzlager (2) regeln.
Das Drosselorgan (19) ist hierbei seitlich vom Wälzlager
(2) und parallel zur Wellenachse verlaufend angeordnet,
wodurch eine intensive Schmierung der Lagerkörper (21) des
Wälzlagers (2) von innen her erfolgt. Das im Stützring
(17) rechts vom Wälzlager (2) angeordnete Drosselorgan
(20), welches mit dem Schmiermittelkanal (11) im Gleitla
ger (4) in offener Verbindung steht, mündet in einen Ring
raum (22) , in den ein mit der Welle (1) verbundener
Lagerring (23) hineinragt, der zu beiden Seiten mit
geringem Abstand von verschleißfesten Ringen (24) und (25)
umgeben ist. Der Lagerring (23) ist an den zu beiden
Seiten befindlichen Oberflächen mit Schmiermittelförder
spiralen versehen, die das Schmiermittel (Öl) einerseits
durch den auf der linken Seite des Lagerringes (23) be
findlichen Ringspalt (26) zum Wälzlager (2) und anderer
seits auf der rechten Seite durch den Ringspalt (27) nach
außen fördern. Die Drosselorgane (19) und (20) dienen
hierbei nicht nur zur Regelung der Schmiermittelzuführung
in das Wälzlager (2), sondern dienen auch zur Aufrechter
haltung des hydrostatischen Druckes im Gleitlager.
In den Stützringen (16) und (17) sind ferner radial ver
laufende Bohrungen (28) und (29) vorgesehen, über die das
dem Wälzlager (2) seitlich von unten zugeführte Schmier
mittel nach außen in einen Ringraum (30) abgeleitet und
von dort zusammen mit den aus dem hydrostatischen Gleitla
ger austretenden Schmier- und Druckmitteln über eine unten
am Gehäuse außen angeordnete Ableitung (31) nach außen in
Pfeilrichtung (32) abgeführt wird.
Das in der Zeichnung rechts vom Wälzlager (2), aus Lager
ring (23), Ringen (24) und (25) bestehende Lager, stellt
das Festlager zur axialen Führung der Welle (1) dar, wobei
mit Hilfe der Ringmutter (1 b) der Lagerring (23) zwischen
den Buchsen (23 a) und (23 b) fest eingespannt, und der
Innenring des Wälzlagers (2) fest gegen die Schulter (1 a)
der Welle (1) gedrückt wird. Die zu beiden Seiten des
Lagerringes (23) angeordneten Ringe (24, 25) werden durch
einen Stützring (16 a) mit Betriebsspiel in ihrer Lage
gehalten.
Die in der Zeichnung links vom Wälzlager (2) befindliche
Lagerkonfiguration stellt ein Loslager mit Stützring (16 b)
dar. Durch die Anordnung eines diesem Loslager entspre
chenden Lagers auch auf der rechten Seite des Wälzlagers
(2), und zwar an Stelle des im wesentlichen aus Lagerring
(23) und den Ringen (24, 25) bestehenden Festlagers, wer
den weitere unterschiedliche Lagerungsmöglichkeiten von
Wellen geschaffen, die von Fall zu Fall mit Vorteil bei
Maschinen angewandt werden können. Ferner kann auch durch
Einspannen wenigstens einer ringförmigen Blechscheibe
(34 a) vorbestimmter Stärke zwischen den Lagerringschalen
(8) und (9) und dem seitlichen Deckel (34) oder (35) des
Lagergehäuses (7) die Spaltweite und damit das Druckflüs
sigkeitspolster zwischen den Außenflächen (5) und (6) des
sphärischen Lagers verändert und dadurch die Schwenkbar
keit verbessert und Fluchtungsfehler der Welle berück
sichtigt bzw. ausgeglichen werden. Alternativ hierzu
besteht auch die Möglichkeit der Anordnung von Verstell
schrauben (36) mit Druckfedern in den seitlichen Deckeln
(34, 35) des Lagergehäuses (7) zur axialen Verschiebung
der Lagerringschale (8) und/oder (9) und Einstellung der
Spaltweite zwischen den Lagerringen (3, 4) und den Lager
ringschalen (8, 9) und damit des zwischen den Außenflächen
(5, 6) des spährischen Lagers befindlichen Flüssigkeits
polsters, und zwar von außen her und während des Betriebes
der Maschine. Durch diese Maßnahmen können alle im Betrieb
der Maschine auftretenden Lagerbelastungen, insbesondere
auch wechselnde Lagerbelastungen, Vibrationsneigungen und
Vibrationsübertragungen sowie thermische Belastungen kom
pensiert und Geräuschbildungen wie auch Geräuschübertra
gungen vermieden werden. Durch gesteuerte oder geregelte
Veränderung nach Druck und/oder Menge des zwischen den
spährischen Flächen (5, 6) hindurchströmenden Druck
und Schmiermittelstromes kann in einfacher Weise eine
sogenannte harte oder weiche Lagerung der Welle erreicht
werden.
Diese in der Zeichnung beispielhaft schematisch darge
stellte Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreck
ter Maschinen gemäß der Erfindung zeichnet sich nicht nur
dadurch besonders aus, daß das Wälzlager (2) im Betrieb
der Maschine frei gehalten wird von Querkräften und daher
eine hohe Lebensdauer aufweist, sondern zeichnet sich auch
durch den sehr einfachen und besonders kompakten Aufbau
aus, wodurch die Montage und Demontage eines derart ausge
bildeten Lagers gemäß der Erfindung erheblich erleichtert
wird, und das jederzeit mit verhältnismäßig geringem
Arbeits- und Kostenaufwand auch bei bereits im Betrieb
befindlichen Maschinen noch nachträglich sehr leicht ein
gebaut werden kann. Für alle die Fälle, bei denen der
Antrieb der Maschine über Riemenscheiben und Riemen er
folgt, ist es zweckmäßig, riemenzugseitig wenigstens jede
dritte Bohrung für die Schmier- und Druckmittelzuführung
in das hydrostatische Gleitlager schräg in Richtung an
triebsmotorzeigend anzuordnen, um ein im hydrostatischen
Gleitlager allseitig gleichmäßig verteiltes Schmiermittel
polster aufrecht zu erhalten. Im übrigen kann es auch
zweckmäßig sein, das hydrostatische Gleitlager gemäß der
Erfindung mit einer Drehsicherung (33) zu versehen, so daß
die inneren Lagerringe (3) und (4) des Gleitlagers zwar
die von der Welle (1) ausgehenden Schwenkbewegungen auf
nehmen und kompensieren, sich jedoch nicht mit der Welle
in Umdrehungsrichtung bewegen können.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen, insbesondere von Zentrifugen, Drehtrom
meln, Walzenpressen etc., wobei zur drehbeweglichen
Lagerung der Wellen Wälzlager vorgesehen sind, da
durch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (2) in ein
sphärisches, hydrostatisches Gleitlager (3, 4, 8, 9)
eingebaut ist, und daß die Lager (2, 3, 4, 8, 9) an
Druck- und Schmiermittelleitungen (14, 31) ange
schlossen sind.
2. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das hydrostatische Gleitlager (3, 4, 8, 9) aus
zwei am Wälzläger (2) beidseitig angeordneten Lager
ringen (3, 4) mit sphärischen Außenflächen (5, 6)
besteht, die in entsprechend sphärisch ausgebildete
ten, mit dem Lagergehäuse (7) fest verbundenen Lager
ringschalen (8, 9) schwenkbeweglich gehalten sind.
3. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wälzlager (2) mit dem hydrostati
schen Gleitlager (3, 4, 8, 9) über Schmiermittelkanä
le (10, 11) verbunden ist, in denen Drosselorgane
(19, 20) angeordnet sind.
4. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in den Schmiermittelkanälen (10,
11) angeordneten Drosselorgane (19, 20) für die
Schmiermittelzuführung in das Wälzlager (2) seitlich
vom Wälzlager (2) angeordnet sind, wobei das Drossel
organ (19) parallel zur Wellenachse verlaufend ange
ordnet ist.
5. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (2)
als Zylinderrollenlager ausgebildet ist.
6. Vorrichtung zur Lagerung von Wellen langgestreckter
Maschinen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (2)
als Kugellager ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893902907 DE3902907A1 (de) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | Vorrichtung zur lagerung von wellen langgestreckter maschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893902907 DE3902907A1 (de) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | Vorrichtung zur lagerung von wellen langgestreckter maschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3902907A1 true DE3902907A1 (de) | 1990-08-02 |
Family
ID=6373189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893902907 Withdrawn DE3902907A1 (de) | 1989-02-01 | 1989-02-01 | Vorrichtung zur lagerung von wellen langgestreckter maschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3902907A1 (de) |
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1989
- 1989-02-01 DE DE19893902907 patent/DE3902907A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |