DE844233C

DE844233C - Radially movable spindle bearing for fast rotating machine parts, e.g. B. for centrifugal drums

Info

Publication number: DE844233C
Application number: DEA1708D
Authority: DE
Original assignee: Separator AB
Current assignee: Alfa Laval Holdings Amsterdam AB
Priority date: 1942-10-24
Filing date: 1943-10-24
Publication date: 1952-07-17

Description

Radial bewegliches Spindellager für schnell umlaufende Maschinenteile, z. B. für Schleudertrommeln Spindeln für schnell umlaufende Maschinenteile sind gewöhnlich mit radial beweglichen Lagern zur Aufnahme der exzentrischen Bewegung der Spindel versehen, die dadurch entsteht, daß ihre Längsachse nicht vollkommen mit der Drehachse zusammenfällt, die durch den Schwerpunkt der umlaufenden Masse gehen muß.Radially movable spindle bearing for fast rotating machine parts, z. B. for centrifugal drums are spindles for fast rotating machine parts usually with radially movable bearings to accommodate the eccentric movement the spindle, which arises from the fact that its longitudinal axis is not perfect coincides with the axis of rotation through the center of gravity of the rotating mass have to go.

Bei bestimmten schnell umlaufenden Körpern kommt es außerdem im allgemeinen vor, daß die Unwucht im Laufe der Arbeit größer wird, was z. B. hei Schleudertrommeln infolge ungleichmäßiger Schlammablagerungen eintritt. Dies hat zur Folge, daß die obenerwähnte exzentrische Bewegung der Spindel und der Lager erhöht wird; außerdem erhält die Schleudertrommel' aber eine Neigung zum sog. Pendeln, d. h. zu langsameren und größeren Schwingungen oder Pendelbewegungen, die auf die verschiedenen Teile des Antriebsmechanismus eine sehr schädliche Einwirkung haben. Um dieses Pendeln zu verhindern oder wenigstens zu dämpfen, pflegt man die Lager derart auszubilden, daß außer der gegen die radiale Bewegung wirkenden Kraft, die mittels Federn od. dgl. herbeigeführt wird, noch ein Reibungswiderstand vorhanden ist, welcher sowohl gegen die radiale als auch gegen die tangentiale Bewegung wirkt.It also generally occurs with certain rapidly rotating bodies before that the imbalance becomes larger in the course of work, which z. B. hot centrifugal drums occurs as a result of uneven sludge deposits. As a result, the the aforementioned eccentric movement of the spindle and bearings is increased; aside from that but if the centrifugal drum has a tendency to oscillate, d. H. to slower ones and larger oscillations or pendulum movements acting on the different parts of the drive mechanism have a very harmful effect. About this commuting to prevent or at least to dampen, the camps are usually designed in such a way that that apart from the force acting against the radial movement, the od by means of springs. Like. Is brought about, there is still a frictional resistance, which both acts against the radial as well as against the tangential movement.

Bei Schleudertrommeln ist es aus praktischen Gründen üblich, die beiden Lager der Spindel unterhalb der Trommel vorzusehen und nur das der Trommel am nächsten liegende Lager in radialer Richtung beweglich zu machen. Die wenigstens bei größeren Schleudern am meisten verwendete Lagerbauart ist mit einerAnzahl radial verschiebbarer Puffer versehen, die mittels Spiralfedern gegen die Lagerbüchse oder die Lagerschale gepreßt werden. Bei einem radialen Ausschlag wird die Federkraft dadurch erhöht, daß die Federn an der Bewegungsseite mehr als zuvor zusammengepreßt werden, während gleichzeitig die Federn an der entgegengesetzten Seite des Lagers verlängert werden. Die dem Ausschlag entsprechende Federkraft steigt also proportional zur Größe des Ausschlages. Die Summe der auf die Spindel wirkenden radialen Kräfte ist indessen unverändert, und folglich bleiben auch die obengenannten Reibungskräfte unverändert. Dasselbe gilt für andere bereits benutzte Lagerkonstruktionen, z. B. solche mit Blattfedern od. dgl., und es liegt darin besonders hei Schleudertrommeln mit verhältnismäßig schlechter Auswuchtung ein erlieblicher Nachteil.With centrifugal drums, for practical reasons, it is common to use the two To provide bearings for the spindle below the drum and only that the To make the bearing closest to the drum movable in the radial direction. the The bearing type most commonly used, at least with larger slingshots, is with a number Radially displaceable buffer provided, which by means of spiral springs against the bearing bush or the bearing shell can be pressed. With a radial deflection, the spring force is increased by the fact that the springs on the moving side are compressed more than before while at the same time the springs on the opposite side of the bearing be extended. The spring force corresponding to the deflection increases proportionally the size of the rash. The sum of the radial forces acting on the spindle is, however, unchanged, and consequently the above-mentioned frictional forces also remain unchanged. The same applies to other bearing designs that have already been used, e.g. B. those with leaf springs or the like, and it is particularly hot centrifugal drums with a relatively poor balance, a noticeable disadvantage.

Gegenstand der Erfindung ist ein in radialer Richtung bewegliches Lager, bei dem der Reibungswiderstand gegen die Lagerbewegung bei der radialen Verschiebung des Lagers steigt.The subject of the invention is a movable in the radial direction Bearing in which the frictional resistance to the movement of the bearing during radial displacement of the camp is rising.

In der Zeichnung werden in den Abt). 1, 2, 3 und 4 fünf :\usführungsforinen der Erfindung gezeigt, die sich jedoch hiermit- nicht erschöpft. Die _\1i1>. 1, 3 und 4 sind Längsquerschnitte der Lagerausbildung, Abt). 2 ist eine Endansicht eines Puffers des Lagers nach Abb. i.In the drawing are in the abbot). 1, 2, 3 and 4 five: \ execution forms of the invention are shown, which, however, are not exhausted. The _ \ 1i1>. 1, 3 and 4 are longitudinal cross-sections of the bearing training, Abt). Figure 2 is an end view of a buffer of the bearing of Figure i.

In den Abb. i und 2 ist die Spindel i in der Büchse 2 gelagert, die zwischen eine Anzahl in radialer Richtung beweglicher Puffer 3 eingesetzt ist. Die Puffer 3 sind geteilt und bestehen aus vier Sektionen 31 mit etwas Spielraum zwischen jedem Paar. Das gegen die Spindel i gerichtete Ende 4 des Puffers 3 ist innen als Kegel, Pyramide od. dgl. geformt, in die ein entsprechend geformter Teil 5 eingreift, der an der Büchse 2 anliegt. Die Puffer 3 sind in austauschbare Büchsen 6, die in ein Gehäuse 7 eingeschraubt sind, eingesetzt und werden durch diese geführt. Der radiale Druck auf die Büchse 2 wird durch Spiralfedern 8 lierbeigeführf, die zwischen die Puffer 3 und in die Büchsen 6 eingesetzte Schraubdeckel 9 eingespannt sind. Das Gehäuse 7 ist im Maschinengestell io befestigt.In Figs. I and 2, the spindle i is mounted in the sleeve 2, the is inserted between a number of buffers 3 movable in the radial direction. the Buffers 3 are divided and consist of four sections 31 with some clearance between every couple. The end 4 of the buffer 3 directed towards the spindle i is inside as Cone, pyramid or the like shaped, in which a correspondingly shaped part 5 engages, which rests on the sleeve 2. The buffers 3 are in interchangeable sleeves 6, which in a housing 7 are screwed in, inserted and passed through them. Of the radial pressure on the sleeve 2 is lierbeigführungsf by spiral springs 8, which between the buffers 3 and screw caps 9 inserted into the sleeves 6 are clamped. The housing 7 is fastened in the machine frame io.

Die Wirkungsweise des Lagers ist wie folgt: Die Federn 8 sind mit einer gewissen Kraft vorgespannt, so daß der Kegel 5 die geteilten Puffer 3 auseinanderspreizt und sie an den Führungsflächen in den Büchsen 6 gut anliegen. Es kann somit an diesen Stellen kein Spielraum entstehen. Bei radialer Verschiebung der Spindel 2 zur einen Seite werden die Federn auf dieser Seite zusammengedrückt, und die Federkraft wird in entsprechendem Maße erhöht, was zur Folge hat, daß der Druck auf die Führungsflächen der Puffer und somit auch der Reibungswiderstand erhöht wird. Durch Anpassen des Kegelwinkels kann in jedem besonderen Fall eine geeignete Steigerung des Reihungswiderstandes erhalten werden. In Abt). 3 ist die Spindel i finit einem Kugellager i i versehen, das in einen Halter 12 eingesetzt ist, der mit einem Flansch 13 versehen ist, welcher auf dem :Maschinengestell io ruht. Der Halter 12 wird mittels eines Ringes 14 und einer Anzahl Spiralfedern 15 gegen (las Gestell 1o gepreßt. Iin übrigen zeigt die Abb. 3 die beiden folgenden Ausführungsformen Auf der linken Seite der Abb.3 ist die obere Kante 161 des Flansches abgerundet und liegt an einer kegeligen oder ausgebuchteten Fläche 171 an der durch die Bolzen 181 geführten Unterseite des Ringes 14 an.The operation of the camp is as follows: The springs 8 are with biased to a certain force so that the cone 5 spreads the split buffers 3 apart and they are in good contact with the guide surfaces in the sleeves 6. It can thus on this Make no room for maneuver. With radial displacement of the spindle 2 on the one hand Side, the springs on that side are compressed, and the spring force is increased accordingly, with the result that the pressure on the guide surfaces the buffer and thus also the frictional resistance is increased. By customizing the The cone angle can in every special case a suitable increase in the series resistance can be obtained. In abbot). 3 the spindle i is finitely provided with a ball bearing i i, which is inserted into a holder 12 which is provided with a flange 13 which on which: machine frame io rests. The holder 12 is by means of a ring 14 and a number of spiral springs 15 pressed against (read frame 10 Fig. 3 is the two following embodiments on the left of Fig.3 the upper edge 161 of the flange is rounded and rests on a conical or bulged Surface 171 on the underside of the ring 14 guided through the bolts 181.

Auf der rechten Seite der Abb. 3 hat der Flansch 13 eine Kugelfläche 16z, die an einer entsprechenden Kugelfläclie-17z des Ringes 14 von demselben Halbmesser anliegt. l)er Ring 14 wird hier von Bolzen 18, geführt, die eine :\nschwellung 19 geeigneter Form haben.On the right-hand side of Fig. 3, the flange 13 has a spherical surface 16z, which at a corresponding Kugelfläclie-17z of the ring 14 of the same radius is applied. l) the ring 14 is guided here by bolt 18, which has a: \ nswelling 19 have a suitable shape.

Die @\'irkungsw-eise dieses Lagers ist wie folgt: Bei einer radialen Verschiebung der Spindel i wird auch der Halter 12 verschoben, und der Flansch 13 gleitet an dem Ring 14, (fier \-oii den Bolzen 181 und 182 zentriert wird. Bei einer :\nordnung nach der linken Seite der Abt). 3 wird also der Ring 14 in axialer Richtung mit der \\'irkung verschollen, daß die Federn 15 zusammengepreßt werden und der Druck zwischen den lAeitflächen 161 und 171, d. h. der Reibungswiderstand, wesentlich steigt. Indem man der Fläche 171 eine geeignete Form gibt, kann man erreichen, daß die der radialen Be-#vegung entgegengerichtete Kraft bedeutend stärker als geradlinig proportional zur radialen Verschiebung des Lagers ansteigt. Die Anlagefläche zwischen dem Flansch 13 und dem Ring 14 wird indessen bei dieserAnordnung verhältnismäßig klein.The @ \ 'mode of action of this bearing is as follows: With a radial Displacement of the spindle i, the holder 12 is also displaced, and the flange 13 slides on the ring 14, (fier \ -oii the bolts 181 and 182 is centered : \ norder to the left of the abbot). 3 is the ring 14 in the axial direction with the effect that the springs 15 are compressed and the Pressure between the guide surfaces 161 and 171, i. H. the frictional resistance, essential increases. By giving the surface 171 a suitable shape, one can achieve that the force opposing the radial movement is significantly stronger than in a straight line increases proportionally to the radial displacement of the bearing. The contact surface between the flange 13 and the ring 14, however, become proportionate with this arrangement small.

Die auf der rechten Seite der Abb.2 gezeigte Anordnung wirkt nahezu in derselben Weise wie die auf der linken Seite; (la aber die Anlageflächen 162 und 172 kugelig sind und denselben Krümniungshalbmesser haben und der Ring 14 kippbar ist, weil er nur durch die Anschwellungen i9 der Bolzen 182 zentriert wird, werden die Flächen 1,6., und 17, bei einer Verschiebung des Halters 12 in radialer Richtung immer voll aneinander anliegen. Anstatt von den Bolzen 181 und -i82 geführt zu werden, kann der Ring 14 auch von einer federnden Membran od. dgl. gehalten oder zwischen radiale federbelastete t'tiffer bekannter Ausführung eingesetzt werden.The arrangement shown on the right-hand side of Figure 2 acts in much the same way as that on the left-hand side; (la but the contact surfaces 162 and 172 are spherical and have the same radius of curvature and the ring 14 can be tilted, because it is only centered by the swellings i9 of the bolts 182, the surfaces 1,6., and 17, when the holder is moved 12. Instead of being guided by the bolts 181 and 82, the ring 14 can also be held by a resilient membrane or the like or inserted between radial spring-loaded different known designs.

In Abt). 4 liegt die Spindel i in einem Kugellager i i, das mittels der finit (;e\\-inde versehenen Hülse 2o auf der Spindel befestigt wird. Ein Lagergehäuse 21 ist mittels holzen 22 am NIascliiliengestell io befestigt. , Weiterhin zeigt auch :'\111s. 4 auf ihren beiden Längsseiten zwei etwas voneinander abweichende Ausführungsformen der I?i-fin(lung.In abbot). 4 is the spindle i in a ball bearing i i, which means the finite (; e \\ - inde provided sleeve 2o is attached to the spindle. A bearing housing 21 is fastened to the glass frame io by means of wood 22. , Continues to show also: '\ 111s. 4 two slightly different on both of its long sides Embodiments of the I? I-fin (development.

Auf der linken Seite der :11111.4 ist (las Kugellager i i in eine Hülse 23 eingesetzt, die oben mit einem kleinen Flansch 24 versehen ist. Auf die Hülse 23 ist ein Federring 25 gesteckt, der die Form eines Doppelkegels hat. Unterhalls des Federringes 25 ist ein diesen tragender Federring 26, angeordnet, der aber die Gestalt eines Doppeltellers hat. Zur Aufnahme und Führung des Ringes 262 dient ein Ansatz 27 im Gestell 1o. Oberhalb des Ringes 25 ist ein dritter Federring 26i angeordnet, der wie der Ring 261 gestaltet ist und von einem Ansatz 28 im Gehäuse 21 geführt wird. Mit Hilfe der Bolzen 22 können die Federn 25, 261 und 26, in geeigneter Weise vorgespannt werden.On the left side of: 11111.4 is (read ball bearing ii inserted into a sleeve 23 which is provided with a small flange 24 at the top. A spring ring 25, which has the shape of a double cone, is placed on the sleeve 23 a spring ring 26 carrying it, but which has the shape of a double plate. An attachment 27 in the frame 10 serves to accommodate and guide the ring 262. Above the ring 25 there is a third spring ring 26i, which is shaped like the ring 261 and is guided by a projection 28 in the housing 21. With the aid of the bolts 22, the springs 25, 261 and 26 can be pretensioned in a suitable manner.

Bei der etwas allgeänderten Ausführung auf der rechten Seite der ->b. 4 wird das Kugellager i i von einem oberen Ring 291 mit kegelförmigerOberseite sowie von einem unteren Ring 292 mit kegelförmiger Unterseite umschlossen. Ober- und unterhalb dieser Ringe sind, ähnlich wie auf der linken Hälfte der Abbildung, Federringe 301 und 302 angeordnet, die denselben Kegelwinkel wie die Ringe 291 bzw. 292 haben. Zwischen dem Federring 301 und dem Gehäuse 21 sowie zwischen dem Federring 302 und dem Gestell io sind noch Federringe 311 und 3 i" angeordnet, die wie der Ring 25 ausgeführt sind. Die Anlagefläche für die Feder 311 im Gehäuse 21 kann man ebenfalls als Kegelfläche mit demselben Spitzenwinkel wie die Feder 31, ausführen; dasselbe gilt für die Anlagefläche der Feder 31, am Gestell 1o. Die Federringe 301, 302- 31, und 31z werden mittels der Bolzen 2@2 vorgespannt.In the slightly changed version on the right side of the -> b. 4, the ball bearing ii is enclosed by an upper ring 291 with a conical top and by a lower ring 292 with a conical bottom. Above and below these rings, similar to the left half of the figure, spring rings 301 and 302 are arranged, which have the same cone angle as the rings 291 and 292, respectively. Between the spring ring 301 and the housing 21 as well as between the spring ring 302 and the frame io there are also spring rings 311 and 3 i ″, which are designed like the ring 25. The contact surface for the spring 311 in the housing 21 can also be used as a conical surface the same point angle as the spring 31 ; the same applies to the contact surface of the spring 31 on the frame 1o. The spring washers 301, 302-31 , and 31z are pretensioned by means of bolts 2 @ 2.

Die Wirkungsweise des Lagers nach Abb.4 ist folgende: Bei einer radialen Verschiebung der Spindel i wird bei einer Anordnung nach der linken Seite der Abb. [ die Zwischenfeder 25 zwischen die äußeren Federn 261 und 262 hineingepreßt und dadurch deren Spannung erhöht; gleichzeitig erfolgt ein Gleiten zwischen den Berührungsflächen der Federn.The operation of the bearing according to Fig.4 is as follows: i In a radial displacement of the spindle of Fig intermediate spring in an arrangement according to the left side of [25 between the outer springs 261 and 26 2 hineingepreßt, thereby increasing the voltage;. at the same time there is a sliding between the contact surfaces of the springs.

Bei einer Anordnung nach der rechten Seite der .1b11. 4 tritt ebenfalls eine Zusammenpressung dir Federringe ein, aber das Gleiten kann an den Anlageflächen sowohl zwischen den Federn als auch zwischen den Federn 31" 31, und dem Gehäuse 21 bzw. (lern Gestell io erfolgen.In an arrangement to the right of the .1b11. 4 there is also a compression of the spring washers, but sliding can take place on the contact surfaces both between the springs and between the springs 31 "31, and the housing 21 or (learn frame io.

Infolge der Gestaltung der Federringe wird die Federkraft verhältnismäßig klein bei kleinen Ausschlägen der Spindel, steigt aber dann bedeutend stärker als im linearen Verhältnis zur Größe des Ausschlages an. Dies gilt auch für dieradialeFederkraftkoenponente und den Reibungswiderstand, weshalb diese Ausbildung für Spindeln von Schleudertrommeln besonders günstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, (laß die Federringe auch axiale Drücke aufnehmen können.As a result of the design of the spring washers, the spring force is proportionate small with small deflections of the spindle, but then increases significantly more than in a linear relationship to the size of the deflection. This also applies to the radial spring force components and the frictional resistance, which is why this training for spindles of centrifugal drums is particularly cheap. Another advantage is that (leave the spring washers too can absorb axial pressures.

Obgleich (las in =\1111. .4 gezeigte Federringprofil, d. h. ein nahezu reines V-Profil, besonders geeignet ist, kann (las 1_ager auch lnit anderen Federprofilen befriedigend arbeiten. So kann das Profil auch gebogene Seiten hallen, d. Il. die Ringe können anstatt kegeliger, gewölbte Flächen hallen. Ferner können beispielsweise die Ringe 301 und 311 sowie 302 und 312 durch je einen einzigen Ring von Z-Profil ersetzt werden. \lan kann auch die Anzahl derFederringe ändern und das Lager sogar mit nur einem Federring ausstatten, wein' es wie in A1111.3 gezeigt ausgeführt wird und die Scheibe 1.1 und die-Spiralfedern 15 durch einen solchen Ring ersetzt werden.Although (read the spring ring profile shown in = \ 1111. .4, ie an almost pure V-profile, is particularly suitable, (read 1_ager can also work satisfactorily with other spring profiles. Thus the profile can also reverberate curved sides, i.e. the Rings can resemble instead of conical, curved surfaces. Furthermore, the rings 301 and 311 as well as 302 and 312 can be replaced by a single ring of Z-profile. \ Lan can also change the number of spring rings and even equip the bearing with only one spring ring 'If' it is carried out as shown in A1111.3 and the disc 1.1 and the spiral springs 15 are replaced by such a ring.

Claims

PA-TENTANSPRUCH-E: i. Radially movable spindle bearing for fast rotating machine parts, e.g. B. for centrifugal drums, characterized in that (Let friction bodies be arranged between (learn the movable and the fixed part of the bearing are, their friction resistance against the radial movement during radial displacement of the camp increases.

2. embodiment of the bearing according to claim i, characterized in that that the radially movable part (2) of the bearing is cut open between a number or split spring-loaded buffer (3) is arranged in the fixed bearing housing (7) are guided and displaceable in the radial direction and in the conical, pyramid-shaped or with similar inclined surfaces provided parts (5) are used, which either against the moving part (2) of the bearing or against those acting on the buffers Press the springs (8), which causes the buffers to expand and the pressure against their guide surfaces in the fixed bearing housing (6, 7) with an increase in the acting on the buffers Spring force increases.

3. Bearing according to claim 2, characterized in that the guide surfaces for the buffers (3) are in exchangeable sleeves (6) in the bearing housing (7) are attached.

Embodiment of the bearing according to claim i, characterized in that that the radially movable part (12, 13) of the bearing between two in the radial direction fixed, but mutually displaceable or tiltable in the axial direction Surface is used, one or both of which is conical or domed Have shape and with the help of one or more axially acting springs against the movable Press the outer part (13) of the bearing.

5. Bearing according to claim .4, characterized. (Let one or both axially adjustable or tiltable surfaces (17z) be spherical are and that that part (i62) of the radially movable bearing part (i3y, which against this surface or surfaces is adjacent, a spherical surface * of the same radius of curvature how the corresponding contact surface is.

6. = 1usführungsform of the bearing according to claim i, characterized in that the radially movable part (iil, 411 292) of the bearing is held by one or more annular springs, which is composed of two or more conical or curved rings in such a way ( Let their profile form a V, Z or W with straight or curved sides, and let the outermost spring washer (s) be guided by (lein or the fixed parts of the bearing or held in the radial direction.

7. Camp according to claim 6, characterized in that the surfaces of the fixed and / or radially movable Parts of the bearing against which the spring washers rest have such a shape that the spring washers in the event of a radial displacement of the moving parts of the bearing are axially compressed. B. Bearing according to claim 6 and 7, characterized by Arrangements for preloading the spring washers in the axial direction.