DE924299C

DE924299C - Axial thrust and guide bearings consisting of two or more radial bearings directly on a vertical shaft, especially for electrical machines

Info

Publication number: DE924299C
Application number: DES2563D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Falck; Karl Dr Haas; Siegfried Voll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1943-07-23
Filing date: 1943-07-23
Publication date: 1955-03-10

Description

Aus zwei oder mehreren unmittelbar auf einer senkrechten Welle sitzenden Radiaxlagern bestehendes Axialdruck- und Führungslager, insbesondere für elektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein aus zwei oder mehreren, unmittelbar auf einer senkrechten Welle sitzenden Wälzlagern bestehendes Axialdruck-und Führungslager, insbesondere für elektrische Maschinen. Bei bekannten derartigen Mehrfachlagern werden für die Führung Rollenlager und für die Aufnahme der Axialdrücke Kugellager bzw. die bekannten Radiaxlager (Drucklager) verwendet, die bei Ausführung mit mehreren Drucklagerrn durch Federn miteinander verbunden sind. Um das Führungslager möglichst nahe an die Maschinenmitte heranzurücken und so die Welle zu entlasten, werden die Drucklager stets nach außen zu, d. h. nach dem Wellenende zu, und das Führungslager nach innen zu angeordnet. Da man andererseits aber gezwungen ist, die Welle am Lagerteil nach dem Wellenende zu stufenförmig abzusetzen, um die Laufringe der einzelnen Lager auf- und abziehen zu können, hat das Führungslager infolge der Innenlage stets größere Abmessungen als das Drucklager. Gerade die Radialdrücke sind aber meist, insbesondere bei Maschinen mit senkrechter Welle, viel kleiner, als die Axialdrücke, so daß das Führungslager meist überdimensioniert ist oder mehrere Drucklager vorgesehen werden müssen.From two or more sitting directly on a vertical shaft Radialxlager Existing axial thrust and guide bearings, especially for electrical ones Machines The invention relates to one of two or more, directly Axial thrust and guide bearings on a vertical shaft, especially for electrical machines. In known multiple bearings of this type Roller bearings are used for guidance and ball bearings for absorbing the axial pressures or the well-known Radiaxlager (thrust bearing) used when running with several Thrust bearings are connected to one another by springs. To the guide bearing as possible Move close to the center of the machine and thus relieve the shaft Thrust bearing always to the outside, d. H. towards the end of the shaft, and the guide bearing arranged to the inside. Since you are on the other hand forced to the shaft on the bearing part after the end of the shaft to be stepped down to accommodate the races of the individual bearings To be able to pull on and off, the guide bearing always has larger ones due to the inner layer Dimensions than the thrust bearing. But it is precisely the radial pressures that are mostly, in particular for machines with vertical Shaft, much smaller than the axial pressures, so that the guide bearing is usually oversized or several thrust bearings are provided Need to become.

Für Schleifspindellagerungen hat man schon mehrere Radiaxbuger zusammengebaut, die über Federn -miteinander verbunden sind. Die Außenlagerringe beider Lager liegen am Gehäuse an; es können daher beide Lager sowohl Axial- als auch Radialdrücke aufnehmen. Bei Schleifspindellagerungen sind jedoch die auftretenden Axialdrücke im allgemeinen sehr gering. Die zwischen den Lagern angeordnete Feder hat hier die Aufgabe, das eine Lager mit einer bestimmten Vorspannung anzustellen.Several Radiaxbuger have already been assembled for grinding spindle bearings, which are connected to one another via springs. The outer bearing rings of both bearings lie on the housing; both bearings can therefore absorb both axial and radial pressures. In the case of grinding spindle bearings, however, the axial pressures that occur are generally very low. The task of the spring, which is arranged between the bearings, is that to adjust a bearing with a certain preload.

Die Erfindung macht ebenfalls Gebrauch von der Anordnung zweier mittels einer Feder verbundener Radiaxlager. Sie hat jedoch die Aufgabe; die Lagerung insbesondere für elektrische Maschinen so zu gestalten, daß bei größeren Axialdrücken das Axialdrucklager entlastet wird.The invention also makes use of the arrangement of two means Radiax bearing connected to a spring. However, it has the task; the storage in particular for electrical machines to be designed in such a way that the axial thrust bearing is used for larger axial pressures is relieved.

Erfindungsgemäß liegt nur das Führungslagerin radialer Richtung unmittelbar am Gehäuse an. Die Erfindung soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, eines aus zwei Teillagern bestehenden Mehrfachlagers, näher erläutert werden. Auf der senkrecht angeordneten Welle I, deren Wellenstumpf 2 nach oben gerichtet ist, sitzen unmittelbar die Radiaxlager 3 und 4, von denen das größere Lager 3 als Führungslager und das kleinere, in bekannter Weise dem Wellenende näher liegende Lager 4 als Trag- bzw. Drucklager dient. Der Außenring des Führungslagers 3 liegt in radialer Richtung unmittelbar am Lagerkopf 5 des Lagerschildes 6 einer elektrischen Maschine an. Die beiden Lager -sind über Federn 7 miteinander verbunden, die an den Federtellern 8 und 9 gelagert, sind, von. denen der obere Teller 8 zweiteilig . ausgeführt ist, . während der innere Durchmesser des unteren einteiligen Tellers 9 größer ist als der Außendurchmesser des oberen Lagers 4, um den Teller beim Ein- und Ausbau über das obere -Läger schieben zu können. Die Federn 7 liegen am oberen Teller 8 gegen Stellschrauben II an, die die durchgehenden Öffnungen 12 im Teller 7 abschließen. Zwischen den beiden Laufringen der Lager 3 und 4 sind zwei Fettschleuderringe 13 und 14 angeordnet, der eine Ring 13 für das obere, der andere Ring 14 für das untere Lager. Der Fettzuführungsraum 15 des unteren Lagers 3 ist durch den Verschlußdeckel 16, der entsprechende Raum 17 des oberen Lagers durch den äußeren Lagerdeckel 18 abgeschlossen. Dieser Lagerdeckel i8:-bildet einetseits--die für- den= oberen Federteller 8 und andererseits ein Widerlager 2o für das obere Lager 4. Das Fett wird durch zwei nebeneinanderliegende Kanäle 2I und- 22 dem Lagerschild 6 zugeführt, von denen der eine Kanal 21 zu dem Fettraum des-'- unteren Lagers 3, -der andere Kanal 22 zu dem Fettraum 17 des oberen Lagers 4 führt_ Das verbrauchte Fett sammelt sich in dem großn Raum 23 der einerseits durch den Lagerschild 6; andererseits durch die Haube 24 nach außen abgeschlossen ist. Zur Abstützung der Welle auf das obere Lager 4 dient die auf der Welle aufgeschraubte Büchse 25. Zwischen dem Außenring des oberen Lagers 4 und dem Widerlager 2o des Lagerdeckels 18 ist ein Luftspalt 26 vorgesehen. Bei nach unten gerichtetem Axialdruck ergeben sich folgende Kraftübertragungswege: einerseits Welle I, Laufring des oberen Lagers 4, Außenring des Lagers Federteller 8, Feder 7, Federteller 9, Außenring Lager 3, Lagerdeckel 16, Lagerschild 6, andererseits Welle r, Laufring des oberen Lagers 4, Schleuderring 13, Schleuderring 14, Laufring des unteren Lagers 3, Außenring Lager 3, Lagerdeckel 16, Lagerschild 6.According to the invention, only the guide bearing lies directly in the radial direction on the housing. The invention is based on the embodiment shown in the drawing, a multiple store consisting of two part stores, are explained in more detail. on the vertically arranged shaft I, the stub shaft 2 of which is directed upwards, The radial bearings 3 and 4 sit directly, of which the larger bearing 3 is used as a guide bearing and the smaller bearing 4, which is closer to the shaft end in a known manner, as a bearing or thrust bearing is used. The outer ring of the guide bearing 3 lies in the radial direction directly on the bearing head 5 of the end shield 6 of an electrical machine. the Both bearings are connected to one another via springs 7, which are attached to the spring plates 8 and 9 are stored, of. those of the upper plate 8 in two parts. is executed, . while the inner diameter of the lower one-piece plate 9 is greater than the outer diameter of the upper bearing 4, around the plate during installation and removal to be able to slide the upper bearing. The springs 7 are against the upper plate 8 Adjusting screws II that close the through openings 12 in the plate 7. Between the two races of bearings 3 and 4 are two grease slinger rings 13 and 14 arranged, one ring 13 for the upper, the other ring 14 for the lower Camp. The fat supply space 15 of the lower bearing 3 is through the closure cover 16, the corresponding space 17 of the upper bearing through the outer bearing cover 18 closed. This bearing cap i8: forms on one side - the for the = upper spring plate 8 and on the other hand an abutment 2o for the upper bearing 4. The fat is through two adjacent channels 2I and 22-supplied to the end shield 6, of which one channel 21 to the fat space of -'- lower bearing 3, -the other channel 22 leads to the fat space 17 of the upper bearing 4 The used fat collects in the large space 23 on the one hand by the end shield 6; on the other hand through the hood 24 is closed to the outside. To support the shaft on the upper one The bushing 25 screwed onto the shaft serves for bearing 4. Between the outer ring of the upper bearing 4 and the abutment 2o of the bearing cover 18 is an air gap 26 provided. When the axial pressure is directed downwards, the following power transmission paths result: on the one hand shaft I, race of the upper bearing 4, outer ring of the bearing spring plate 8, spring 7, spring plate 9, outer ring bearing 3, bearing cover 16, end shield 6, on the other hand Shaft r, upper bearing race 4, slinger 13, slinger 14, race of the lower bearing 3, outer ring bearing 3, bearing cover 16, end shield 6.

Bei nach oben gerichtetem Axialdruck ergeben sich folgende Kraftübertragungswege: einerseits Welle I, Laufring des unteren Lagers 3, Außenring des Lagers 3, Federteller 9, Federn 7, Federteller 8, Außenring des Lagers 4, Lagerdeckel 18, Lagerschild 6, andererseits Welle I, Laufring des unteren Lagers 3, Schleuderring 14, Schleuderring 13, Laufring Lager 4, Außenring des Lagers 4, Lagerdeckel 18, Lagerschild 6.With axial pressure directed upwards, the following power transmission paths result: on the one hand shaft I, race of the lower bearing 3, outer ring of the bearing 3, spring plate 9, springs 7, spring plate 8, outer ring of bearing 4, bearing cover 18, end shield 6, on the other hand shaft I, race of the lower bearing 3, slinger 14, slinger 13, bearing race 4, outer ring of bearing 4, bearing cover 18, end shield 6.

Die Erfindung bietet demnach den Vorteil, daß das gleiche Lager nicht nur zur Aufnahme von Axialdrücken in beiden Richtungen geeignet ist, sondern daß in diesen beiden Belastungsfällen alle Lager; sowohl Druck- wie Führungslager, zur Aufnahme der Axialbelastung herangezogen werden. Das Druck bzw. Traglager kann demnach kleiner als bisher gehalten werden, bzw. man kann mit einer kleineren Anzahl von Drucklagern auskommen. Die Federn haben hier nicht die Aufgabe, das eine Lager mit einer bestimmten Vorspannung anzustellen, sondern den Axialdruck zu verteilen. Voraussetzung für die Lastverteilung auf die verschiedenen Lager ist selbstverständlich, daß die Federkraft-der gesamten, zwischen je zwei Lagern angeordneten Federn kleiner ist als die axiale Tragfähigkeit des in der Richtung des Axialdruckes dem Federsatz vorgelagerten Lagers. Je nach der Richtung des Axialschubes sind den Federsätzen kleinere oder größere Lager mit verschiedenen Tragfähigkeiten vorgelagert. Die Federn können aber durch Nachspannen, Auswechseln oder durch Änderung der Federzahl den verschiedenen Belastungsfällen angepaßt werden. Durch Verdrehung der Stellschrauben können die einzelnen Federn leicht nachgespannt oder nach Entfernung der Stellschrauben ohne weiteres herausgezogen bzw. ausgewechselt werden. Dadurch, daß alle Lager ohne Büchse auf der Welle sitzen und so die auftretenden Drücke unmittelbar von der Welle auf die Lager übertragen. werden, ist ein ruhiger Lauf und damit eine größere Lebensdauer der Lager gewährleistet. Durch unmittelbare Lagerung des Führungslagers im Lagergehäuse des Lagerschildes wird die Übertragung der Kräfte weiter verbessert und außerdem eine Vereinfachung des Lageraufbaues erzielt Werden die den jeweiligen kleineren Lagern anliegenden- Federteller mehrteilig ausgeführt, so ist der Zusammenbau des Lagers wesentlich erleichtert, da dann die Federteller und Federn erst nachträglich eingesetzt und auch ohne weiteres wieder ausgebaut werden können. Das Lager kann sowohl für Maschinen mit senkrechter als auch für Maschinen mit waagerechter Welle verwendet werden.The invention therefore offers the advantage that the same camp is not is only suitable for absorbing axial pressures in both directions, but that in these two load cases all bearings; both thrust and guide bearings, for Absorption of the axial load can be used. The pressure or support bearing can accordingly can be kept smaller than before, or you can use a smaller number of Thrust bearings get along. The springs do not have the task of one bearing to employ a certain preload, but to distribute the axial pressure. pre-condition for the load distribution on the various camps it goes without saying that the Spring force - the total of the springs arranged between two bearings is smaller as the axial load-bearing capacity of the spring set in the direction of the axial pressure upstream warehouse. Depending on the direction of the axial thrust, the spring sets are smaller or larger bearings with different load capacities upstream. The feathers but can by retightening, replacing or changing the number of springs be adapted to different load cases. By turning the adjusting screws the individual springs can be easily re-tensioned or after removing the adjusting screws can easily be pulled out or replaced. Because all camps are without Bushing sit on the shaft and so the pressures occurring directly from the shaft transferred to the camp. is a smooth run and therefore a longer service life the warehouse guarantees. Due to the direct mounting of the guide bearing in the bearing housing of the end shield, the transmission of forces is further improved and also a simplification of the bearing structure can be achieved with the respective smaller ones If the spring plate is adjacent to it, the assembly of the Storage is made much easier, since then the spring plates and springs only retroactively used and easily expanded again. The camp can for machines with vertical as well as for machines with horizontal shaft be used.

Claims

PATENT CLAIMS: I. From two or more, directly on one vertical shaft seated radial axial bearings existing axial thrust and guide bearings, in which the Radiax bearings are connected to one another via springs, especially for electrical machines, characterized in that only the guide bearing in radial Direction rests directly on bearing housing parts fixed in this direction.

2. Axial thrust and guide bearing according to Claim I, characterized in that the Bearings (3) closer to the center of the machine have larger inner and outer diameters than the more distant ones (4).

3. Axial pressure and guide bearing according to claim I, characterized in that the springs (7) each between two mutually facing The end faces of the outer rings of the bearings are supported by spring plates (8, 9) in contact with the bearing, of which one of the plates (8) resting on the smaller bearing (4) is made in several parts and the plate (9) resting on the larger bearing (3) has an inner diameter, which is larger than the outer diameter of the associated smaller bearing (4).

4. Axialdruck- and guide hager according to claim 3, characterized in that the Springs (7) can be exchanged and tensioned individually.

5. Thrust and guide bearings according to claim 1 to 3, characterized in that the outer bearing cover (I8) the Centering for the multi-part spring plate (8) and the abutment (2o) for the smallest bearing (4) forms.

6. Axial pressure and guide bearing according to claim i to 3, characterized in that the partial spring circles are dimensioned so that the resultant the spring forces acting on a plate segment of the multi-part spring plate (8) still falls within the outer diameter of the associated bearing (q.).