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Lagerungs-Einrichtung für liegende Läuferwellen Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Lagerungs-Einrichtung für liegende Läuferwellen.
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Bei der Mengen- und Geschwindigkeitsmessung luffförmiger Stoffe mit
Woltmann- oder anderen Flügelradzählern, Windkraftmessern usw. kommt es oft vor,
daß auf die Läuferwelle nur geringe Antriebskräfte einworken, weshalb man bestrebt
ist, für solche Fälle einerseits die Läuferwelle und die mit ihr verbundenen, den
Antrieb empfangenden oder weitergehenden Teile so auszubilden, daß sie eine möglichst
geringe Nasse besitzen, andererseits die Lagerreibung weitestgehend zu verringern.
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Mit den bekannten Lagerungs-Einrichtungen ist es nun alter nicht
möglich, den für die vorgenannten Fälle erforderlichen Grad an Leichtgängigkeit
der Läuferwelle und der mit ihr zusammenwirkenden Teile zu erzielen.
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Am ungünstigsten liegen die Verhältnisse bei Zapfengleitlagern. Bei
ihnen wird der an sich schon beträchtliche Reibungswiderstand noch durch das Kleben
des Ölfilms erhöht, und durch die Neigung des Öls, sich zu verschmutzen oder besonders
in Berührung mit gewissen Gasen durch Harzbildung zu verdicken, entsteht die Gefahr
einer weiteren Erhöhung des Laufwiderstandes, zumal Verschmutzung und Verharzung
auch die Korrosion fördern, welche ihrerseits den Laufwiderstand erhöht.
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Diese Nachteile und Gefahren können auch durch Anwendung von Kugel-
oder Walzenlagern nicht
beseitigt werden, bei denen es außerdem
leicht zu Verklemmungen der Kugeln oder Walzen in ihren Führungskäfigen bzw. Laufringen
und damit zum völligen Versagen der Meßeinrichtungen kommen kann.
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Spitzenlager haben den vorgenannten Lagerungsarten gegenüber zwar
den Vorteil, daß sie an sich sehr leichtgängig sind und praktisch keiner Schmierung
bedürfen. Bei ihrer Anwendung für die Lagerung liegender Läuferwellen ergibt sich
jedoch die Schwierigkeit, daß die Welle bei raschem Lauf infolge des hei Spitzenlagern
erforderlichen Spiels beginnt zu flattern, also Schwingbewegungen auszuführen. Dieses
Flattern, ja allein schon das Spiel als solches hereitet bei der Übertragung der
I)rehbewegung mittels feinverzahnter Räder, Schnecken, usw. sehr große Schwierigkeiten
und erhöht außerdem die Gefahr einer Reibungsvergrößerung durch l)eformation oder
Bruch der sehr empfindlichen Lagerspitzen.
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Diese Lagerungsart kommt daher nur bei Läufern mit sehr geringer
Drehgeschwindigkeit und Masse in Betracht. Für die Läuferwellen der eingangs erwähnten
Flügelradmeßgeräte mit ihren oft sehr hohen Drehgeschwindigkeiten und ihrer meist
verhältnismäßig großen Masse ist sie ungeeignet. Diese Geräte würden, vom Ausnahmefall
des leichten Taschenanemometers abgesehen, bei Anwendung der Spitzenlagerung für
ihre Läuferwelle ihre Leichtgängigkeit und Meßgenauigkeit im praktischen Betrieb
schnell verlieren, bedürften einer dauernden Überwachung der Lagerung und wären
daher nicht eichfähig.
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Nuch mit der hekannten Drehsceiebnlagerung. l>ei welcher die zu
lagernde Welle heispielsweise auf den Rändern zweier um horizontale Achsen dreh-I)arer
kreisrunder Scheiben in dem Winkel ruht, den diese miteinander bilden, ist der angestrebte
Grad an Leichtgängigkeit nicht erzielbar. Denn hei ihr kommen für die acht einerseits
von den Drehscheil>en, andererseits von der Läuferwelle belasteten Lager der
liegenden Drehscheibenwellen, da diese stets genau parallel zur Läuferwelle liegen
müssen, praktisch nur Zapfengleitlager, Kugel- oder Walzenlager in Frage, welche
einer Schmierung bedürfen, so daß bei dieser Ausführung der Drehscheibenlagerung
die gleichen Schwierigkeiten entstehen wie hei den vorerwähnten Lagerungen.
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Alter selbst bei Verwendung von Gleit-, Kugel-oder Walzenlagern für
die Lagerung der Drehscheibenwellen ist bei dieser Lagerungsart eine Schraubenwirkung
der Drehscheiben nicht ganz vermeidbar, so daß auf die Läuferwelle Kräfte ausgeübt
werden, die im Sinne einer Längsverschiebung wirken, und da die Welle diesen Kräften
nicht folgen kann, mahlen die Teile aufeinander.
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I)al>ei wird an den Auflagestellen der Welle auf den Drehscheiben
eine starke gleitende Reibung erzeugt, die zu einer entsprechend starken Abnutzung
und damit zu einer weiteren Vergrößerung der Lagerreibung führt usw.
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Dadurch ergibt sich aher zugleich auch dieGefahr einer dauernden,
im Voraus nicht bestimmbaren Lageveränderung der Läuferwelle, so daß, wenn Ungenauigkeiten,
Betriebsstörungen und ein schließliches Versagen der Meßeinrichtungen vermieden
werden sollen, die Welle und die Drehscheiben sowie deren Lagerzapfen ständig überwacht
und immer wieder nachjustiert werden müssen. I)as ist aber in vielen Fällen, insbesondere
wenn es sich um weit voneinander entfernt angeordnete Nteßstellen handelt, deren
Anzeige durch Fernübertragung einer zentralen Beolachtungsstel le zugeleitet wird,
für den Fachmann untraghar.
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Mit dieser Drehscheibenlagerung, bei welcher die Nachteile des hohen
Reil )ungs'v iderstandes, der geringen Betriebsscherbeit der mit einer solchen Lagerung
ausgerüsteten Eleßeinrichtungen sowie der hohen Überwachungskpsten zusammenkommen.
kann die gestellte Aufgabe- also nicht gelöst werden.
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Das gilt auch für eine andere bekannte Ausführung dieser Drehscheibenlagerung,
bei welcher die Verhältnisse dadurch um ein Geringes giinstiger liegen, daß die
Läuferwelle auf dem Umfang nur einer um einen horizontalen Zapfen drehbaren Kreisscheibe
senkrecht über deren Nfittell)unkt in einer Führung ruht.
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=2uch mit einer anderen bekannten Lagerung für liegende Wellen, bei
welcher die Welle auf einem U-Träger oder Doppelbarren gelagert ist, der seinerseits
auf einer Kugellagerung senkrecht zur Wellenachse hin und her verschiel>lich
ist. kann die hier gestellte Aufgabe nicht gelöst werden. Denn diese bekannte Ausführung
dient lediglich dem Zweck, die gleitende Reibung möglichst weitgehend durch die
rollende Reibung zu ersetzen, wobei der Reibungsverlust zwar erheblich verringert
wird, aher für die im vorliegenden Fall zu stellenden Anforderungen immer noch viel
zu groß ist und etwa demjenigen bei Kugellagern entspricht. außerdem ist bei dieser
bekannten Lagerung die Drehbeweglichkeit der liegende Welle auf den Bereich von
höchstens zwei bis drei Wellenumdrehungen beschränkt.
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Durch die vorliegende Erfindung kann die gestellte Aufgabe in vollkommener
Weise gelöst werden. Die Erfinilung bezieht sich auf eine Lagerungs-Einrichtung
für liegende Läuferwellen, l>ei welcher sich die Welle auf zwei drehl)ar gelagerte
kreisrunde Scheiben abstützt, und besteht darin, daß die Drehscheiben an ulltell
mittels Punktspurlagern ahgestütztell stehenden Wellen befestigt sind und auf ihrer
Oberseite je eine ringsumlaufende, nach ohen gerichtete Schneide besitzen, auf welcher
die Läuferwelle, durch Führungsmittel genau in der den beiden stehenden Drehscheibenwellen
gemeinsamen El>ene festgehalten, unter einseitiger Belastung der zugehörigeit
Drehscheibe abrollt.
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Wenn dabei der Durchmesser des Abstützteils der Läuferwelle im Verhältnis
zum Kreisdurchmesser der Schneiden sehr gering ist. so daß die stehenden Wellen
sich auch bei hohen Drehgeschwindigkeiten der Läuferwelle verhältnismäßig nur sehr
langsam drehen, sinkt, wie sich rechllerisell leicht ermitteln läßt und experimentell
l>estätigt wurde bei einer
solchen Lagerungs-Einrichtung der
Reibungsverlust auf eiiieii kaum noch meßbaren Wert. Sie bedarf weder einer Schmierung
noch überhaupt irgendeiner Wartung oder Überwachung. Die Leichtgängigkeit und Meßgenauigkeit
von Flügelradgeräten, die mit einer solchen Lagerungs-Einrichtung ausgerüster sind,
gestattet die Erfassung kleinster Luftbewegungen und Gasströmungen und bleibt auch
im Dauerbetrieb und bei hochgradiger Überlastung der Geräte erhalten.
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Das Kippmoment, welches durch die einseitige Belastung der Drehscheiben
an den stehenden Wellen auftritt, kann bei leichten Wellen durch entsprechende Wahl
der Größenabmessungen von Kreisdurchmesser der Schneiden und Länge der Läuferwelle
aul einen vernachlässigbar geringen Wert gebracht, bei schwereren Wellen durch Anbringung
eines entsprechenden Gegengewichts kompensiert werden.
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand der in deii Fig. i l<is
3 der Zeichnung dargestellten Nusführungsbeispiele eingehend erläutert.
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IXei der Ansführungsform nach Fig. 1 ruhen die Enden der Welle 1,
auf welcher der Läufer 2, z. B. das Meßrad eines Woltmann-Gaszählers, befestigt
ist, je auf ei einer nach oben gerichteten kreisrunden Schneide 3. welche auf einer
um eine senkrechte Achse drehbaren Scheibe 4 angeordnet ist. Die senkrechten Drehachsen
der Scheiben 4 werden durch stehende Wellen 5 gebildet, an denen die Drehscheiben
starr befestigt sind. Jede der stehenden Wellen besitzt an ihrem oberen Ende einen
Zapfen 6, der in einem Lager 7 aus Metall oder harten Edelstein sitzt. I)as ulitere
Lager 8 jeder Welle 5 ist in dieser selbst angebracht, und ein einstellbar l>efestigter
Sl<urzal)fen 9 dient als Stütze. Die Teile 8 und 9 bilden zusammen ein Punktspurlager.
Natürlich kaiin die .\ Anordnung auch so getroffen werden, daß die stehenden Wellen
5 auch an ihren unteren Enden Zapfen tragen. die iii festen Lagern dreübar sind.
I)ie dargestellte Ausführung hat aller den Vorteil, daß bei ihr an beiden Enden
der stehenden Wellen 5 die Lager die zugehörigen Zapfen glockenartig überdecken
und dadurch eine Verschmutzung der Lagerstellen verhindern. l)ie 1)rehscheil<ei<
4 besitzen l<ei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die besonders günstige
Form eines offenen Topfes, aus dessen Mantel und Boden zwecks Verringerung der Nasse
und Verhinderung der Schmutzansammlung darin große Flächenstücke herausgeschnitten
sind ull(l auf dessen Rand die Läuferwelle 1 sich abstützt bze. abrollt.
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ITm die Läuferwelle t in der richtigen Lage, in welcher ihre Achse
mit den achsen der beiden stehenden Wellen 5 iii einer und derselben Ebene liegt,
festzuhalten, sind Führungen 10 und zur Verhinderung einer Axialverschiebung der
Läuferwelle Deckscheiben 11 vorgesehen. Bei Läuferanordnungen mit größerer Masse
sind in auf der rechten Seite der Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteter Weise
Rollen I2 als Gegengewichte zur Kompensation des an den stehenden Wellen 5 auftretenden
Kippmoments angeordnet.
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IJei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die ähnlich wie in Fig.
1 bügelartig ausgebildete Schlitzführung 10 außerhalb der Ringschneiden 3 der Drehscheiben
4 und an Stelle der Deckscheibe lt ein Anschlag I3 aus hartem Stein angeordnet.
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.\ls Führung 10 für die Läuferwelle t kann an Stelle der genannten
Ausführung auch eine Büchsenführung vorgesehen werden. Ein für die Einstellung des
Läufers besonders geeignetes Ausführungsbeispiel einer solchen Büchsenführung ist
in Fig. 3 dargestellt.
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Die Büchse, welche die Führung 10 bildet, ist hier in einer Fassung
14 angeordnet, die von einer an einem Bock 15 befestigten Feder 16 getragen wird.
Um eine Einstellmöglichkeit zu erhalten, ist als Befestigungsstelle der Feder I6
am Bock 15 ein Zapfen 17 vorgesehen, der mittels der Schraube Ie in dem Bock 15
festgeklemmt ist. Anstatt an der Feder 16 kann die Fassung 14 auch an einem in Fig.
3 mit gestrichelten Linien angedeuteten zweiarmigen Hebel 19 befestigt werden, der
um den in diesem Fall drehbaren Zapfen 17 verschwenkt werden kann und zum Belastungsausgleich
mit einem verstel ll<aren Gegengewicht 20 versehen ist.