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Nachgiebiges Lager Wellen, insbesondere verhältnismäßig schlanke Spindeln,
senkrechter oder geneigt stehender Anordnung, die vor Erlangung ihrer vollen -Betriebsgeschwindigkeit
kritische Geschwindigkeitsgebiete durchschreiten müssen und hierbei keine zu starken
Schwingungen ausführen dürfen, werden gemäß einem in der Textiltechnik gebräuchlichen
Wort flexibel, d. h. mit Nachgiebigkeit einer oder mehrerer Lagerstellen, gehalten.
Am zweckmäßigsten ist die bekannte Anordnung, die Lager einer Spindel in einer gemeinsamen
Hülse unterzubringen und dieser Hülse eine bestimmte Nachgiebigkeit im Gehäuse zu
verleihen.
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Diese flexible Anordnung bringt für das außerkritische Gebiet den
Nachteil, daß der stets vorhandene Mangel einer völligen Ausgleichung aller störend
wirkenden Kräfte der umlaufenden Teile einen klopfenden und vibrierenden Lauf bewirkt.
Als weitere Folge stellt sich Abnutzung der stets aufeinander scheuernden Berührungsflächen
von Lagerhülse und Gehäuse ein.
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Es ist naheliegend, zwischen diese Berührungsflächen das zur Lagerschmierung
verwendete Öl zu bringen. Bekannt ist die bei Gleitlagerspindeln getroffene Anordnung,
das Öl mittels des umlaufenden Schaftes in der Lagerhülse hochzupumpen und vorwiegend
über dem Halslager in das Gehäuse zurückzuführen. Nachteilig ist hierbei, daß ein
beträchtlicher Teil der zum Antrieb der Spindel dienenden Arbeit für das Hochpumpen
des Öls verzehrt wird, ohne daß das zwischen Lagerhülse und Gehäuse gelangende Öl
eine genügende Dämpfungswirku.ng hervorrufen könnte. Dies ist nicht möglich, weil
die betreffenden Flächen in diesem Fall klein sein müssen, damit das Öl möglichst
rasch, wieder nach unten gelangt. Zu diesem Zweck sind auch meist weite Kanäle.
vorgesehen. Der Zwischenraum zwischen Lagerhülse und Gehäuse hat eben hier vorwiegend
die Aufgabe, das Öl rasch zurückzuleiten, so daß nicht einmal von einer Ölpolsterung
die Rede sein kann. Diese Spindehi leiden an dem Nachteil, daß das Öl infolge der
vorwiegend metallischen Berührung zwischen Lagerhülse und Gehäuse stark verschmutzt
wird und in diesem bedenklichen Zustand einen dauernden Umlauf zwischen Gehäuse
und den Lagerstellen ausführen muß.
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Bei den bisher bekannt gewordenen flexiblen Wälzlagerungen ist eine
ausreichende Flüssigkeitsdämpfung an den Berührungsflächen von Lagerhülse und Gehäuse
nicht vorgesehen. Die Schwierigkeiten sind hier noch größer, denn das-Wälzlager
läßt keinen -Ölumlauf wie bei der Gleitlagerspindel zu, weil(
es
gegen Schmutz und Überölung etwas empfindlich ist. Ein Überfluß an Schmiermittel
würde den Vorteil der Wälzlager, der in der erheblichen Reibungsverminderung besteht,
infolge unnötiger Wirbelung zum großen Teil hinfällig machen. Als Nachteil der ungenügenden
Dämpfung ergibt sich dann, besonders bei hoher Beanspruchung, vibrierender, harter
Lauf und eine ziemlich starke Abnutzung von Lagerhülse und Gehäuse; wobei meist
auch Rost entsteht (sogenannter Passungsrost); der die nachteilige Wirkung besonders
schlimm gestaltet. Gerade bei Anwendung von Wälzlagern, die allein für die Beherrschung
hoher Geschwindigkeiten und Belastungen in Frage kommen, hat sich bis _-jetzt der
Mangel einer wirksamen Schwingungsdämpfung, die nicht auf Kosten der Vorzüge des
Wälzlagers geht, mitunter empfindlich bemerkbar gemacht.
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Eine Federung. allein- kann störende Vibration zwar stoßfrei aufnehmen,
aber nicht dämpfen. Die Federung genügt in dieser Beziehung so wenig wie etwa beim
Kraftwagen, wo man ebenfalls zur Anwendung besonderer Stoßdämpfer gezwungen ist.
-Die. genannten Nachteile. werden gemäß der Erfindung auf folgende Weise beseitigt.
Ein Kteisläuf der angewandten Schmierflüssigkeit zwischen Wälzlagerung und Dämpfungsflächen
ist vermieden, so 'empfindlichen eine Verschmutzung des- besonders empfindlichen
«7älzlagers nicht möglich ist und auch der Kraftverbrauch in keiner Weise erhöht
wird. Die Dämpfungsfüssigkeit, z. B. Öl, verläßt die Lagerhülse, bevor sie an das
Halslager gelangt, und wird an die genügend großen Dämpfungsfiächen so geleitet,
daß an der Flüssigkeit in möglichst ausgiebigem Maße durch die Schwingungen Arbeit
geleistet werden kann. Dies kann so geschehen, daß bei senkrechter oder geneigter
Anordnung der Welle das Dämpfungsmittel nur dem unteren Teil der Dämpfungsüächen
zugeführt und dann erst durch die Schwingungen nach oben gefördert wird. Auf diese
Weise werden nicht die rasch umlaufenden Teile unter Kraftverlust abgebremst, wohl
wird aber die Schwingungsenergie durch -Flüssigkeitsverdrängung und Kapillarpumpwirkung
verzehrt. Selbstverständlich muß das nach oben geförderte Dämpfungsmittel wieder
in das Gehäuse zurückgeleitet und am Ausdringen aus dem Lagergehäuse verhindert
werden.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß .@, Lagerschmierung und
Schwingungsdämpfung -1 getrennt werden, woraus sich dann der Vor- i i teil ergibt,
daß als Dämpfungsmittel ein für; seinen Zweck besonders geeigneter Stoff- verwendet
werden kann.
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Die Vorteile der Erfindung treten besonders bei raschlaufenden Wellen
und hoher Belastung in Erscheinung, weil hier die störenden Schwingungskräfte am
stärksten sind und am raschesten zur Abnutzung und Ölverschmutzung führen können.
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Das Wesen der Erfindung sei an den durch die Abbildungen veranschaulichten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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In Abb. r ist die Erfindung beispielsweise für senkrechte oder geneigte
Lage der Welle angewandt.
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Die Welle r wird durch das Wälzlager z und das Spurlager 3 geführt.
Beide Lager befinden sich in der Lagerhülse .1, die sich mit Spiel in dem Gehäuse
8 befindet. Das Schmieröl gelangt aus dem unteren Gehäuseraum durch eine Öffnung
5 in das Innere der Hülse, wo es von dem raschlaufenden Schaft mitgenommen und bis
zu einer bestimmten Höhe gefördert wird. Der Ölstrom gelangt, bevor er das @ATälzlager
erreicht, durch die Öffnung 6 in den Zwischenraum zwischen Lagerhülse und Gehäuse.
An die Öffnung 6 schließt sich eine Ringnut 7 an, damit das Ölloch nicht von der
anliegenden Gehäusewand abgeschlossen. und so der Ölaustritt verhindert werden kann.
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Das auf diese Weise in den unteren Teil der Berührungsfläche von Lagerhülse
und Gehäuse gebrachte Öl wird durch die Schwingungen der Lagerhülse in dem Zylinderspalt
9 hin und her bewegt und dabei hochgefördert. Die- Spaltbreite richtet sich nach
den Betriebsverhältnissen.
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Die Berührungsflächen, zwischen denen die Dämpfung erfolgt, sind groß
genug, um eine vorwiegend metallische Berührung zu verhindern.
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Das irri oberen Gehäuseteil anlangende Öl wird durch eine Rückleitung
ro in den Unterteil des Gehäuses geführt. Die Anordnung ist so gestaltet, daß der
Ölstrom nicht an oder gar über das Wälzlager gelangen kann. Dieses wird viehhehr
durch den Öl- j hauch, der sich über den Wellenschaft. ausbreitet; genügend geschmiert.
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In Abb. a ist der Fall beispielsweise dargestellt, daß zwischen dem
Innern der Lagerhülse und dem Gehäuse keine Verbindung be- i steht.
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Die Welle r wird von den Wälzlagern z und 3 getragen, die in der Lagerhülse
q. eingebaut sind. In dem Zwischenraum 9 zwischen der Lagerhülse q. und dem Gehäuse
8 ist i ein besonders geeignetes Dämpfungsmittel angeordnet. Es kann hierzu ein
Öl geeigneter Zähigkeit oder aber konsistentes fett verwendet werden, während die
Lager für sich mit einem geeigneten Schmiermittel zu ver- i sehen sind. Die Größe
des Dämpfungsraumes 9 und die Art des Dämpfungsmittels
richtet sich
nach der Größe der Schwingungen und den übrigen Betriebsverhältnissen. Ausdringen
des Dämpfungsmittels kann durch eine Abdichtung i i, eine Drehung oder axiale Verschiebung
der Lagerhülse durch eine Haltevorrichtung 12 verhindert werden. Die Wirkungsweise
ist folgende: Die Nachgiebigkeit der Lagerung sorgt dafür, daß der kritische Drehbereich
möglichst leicht, d. h. schwingungsfrei, durchlaufen wird. Das an den Berührungsflächen
von Lagerhülse und Gehäuse vorhandene Dämpfungsmittel unterstützt diese Wirkung,
indem ein Teil der Schwingungen verzehrt wird. Die Dämpfung sorgt weiterhin, insbesondere
im überkritischen Gebiet, für weichen Lauf und verhindert eine Abnutzung der gegeneinander
beweglichen Teile. Eine Federung zwischen Lagerhülse und Gehäuse kann in bekannter
Weise angewandt werden.