DD142910B1 - Vorrichtung zur lagerung rotierender bauelemente innerhalb aggressiver medien - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Lagerung rotierender Bauelemente innerhalb aggressiver Medien.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drehrichtungsunabhängigen Lagerung von rotierenden, vorzugsweise plastbeschichteten bzw. aus Plastwerkstoffen bestehenden Bauelementen, insbesondere Wellen, innerhalb TemperaturSchwankungen unterliegenden, mit Schwebeteilchen angereicherten aggressiven Medien in beispielsweise Anlagen der elektrochemischen oder chemischen Oberflächenbehandlung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Lagerformen sind:

Kreisrunde Lagerschalen mit Schmierkeilbindung durch das Lagerspiel bzw. mit Kreuznuten oder Öltaschen an der Teilfuge

Lagerschalen mit "Zitronenspiel"; sie ermöglichen ein kleineres Lagerspiel als kreisrunde Ausführungen.

Lagerschalen mit versetzten Zitronenspiel nach Klemencic; beide Schalen werden exzentrisch gebohrt und sind nur für eine Drehrichtung geeignet»

Lagerschalen mit dreiliniger Anlage; Grundprinzip des Mackensen-Lagers.

Lagerschalen mit vierliniger Anlage für Lagerungen größter Genauigkeit; Grundprinzip nach Frössel

Atmendes Lager; die dünne und leicht verformbare Lagerschale liegt

nur an drei Stellen ihres Umfangss im Gehäuse an. Sowie Druckklotzlager unterschiedlicher Ausführung. Weiterhin ist bekannt nach Patentschrift 25 44 4-97 ein Gleitlager mit einstellbarem Lagerspiel.

Die bekannten Lager werden zum Teil mit Lagerschalen aus Duroplasten und metallischem Zapfen zur Wärmeabfuhr unter Verwendung von Schmiermitteln z. B. Öl, Emulsionen und Wasser außerhalb von Flüssigkeiten eingesetzt. Bedingt durch ihren Aufbau und Funktion sind die genannten Lager fast ausnahmslos nicht für den Einsatz in aggressiven Medien mit unterschiedlicher Viskosität unter den erschwerten Bedingungen hinsichtlich Temperatur- und Schwebeteilchenbelastung sowie Drehrichtungsunabhängigkeit geeignet bzw. verwendbar.

Von den herkömmlichen Ausführungsformen werden die kreisrunden Lagerschalen, jedoch nicht in Form als Schwing- oder Sinstellager, als Plast-Plast-Paarung mit relativ großem Lagerspiel zum Teil mit schraubenförmiger Schmiernut für rotierende Baueinheiten mit mittleren Gleitgeschwindxgkeiten sowie geringen Lagerdrücken in aggressiven Medien eingesetzt. Die im Maschinenbau üblichen Passungen für Lager-Zapfen können auf Grund des Quellens der Plastwerkstoffe in Flüssigkeiten, sowie den auftretenden Temperaturschwankungen in Verbindung mit der unzureichenden Wärmeabfuhr nicht realisiert werden. Bei Einführung erhöhter Lagerluft ergibt sich jedoch ein ungünstiges Tragbild und somit eine Herabsetzung der Tragfähigkeit bzw. Lebensdauer. Das zusätzliche Sindringen von Schwebeteilchen in das Gleitlager kann eine weitere Ursache für erhöhten Verschleiß sein.

Weiterhin sind mittels Wellendichtringen abgedichtete Gleitlager bekannt, die den Einsatz metallischer Lagerwerkstoffe zulassen. Das trifft auch für ein metallisches Gleitlager zur Stromübertragung in galvanischen Trommelapparaten gemäß Patentschrift 53 5°4-zu. Nachteilig wirkt sich bei diesen Lagerausführungen der erhöhte mechanische Aufwand bzw. die Gefahr der Zerstörung der Wellendichtringe durch Schwebeteilchen bzw. mechanischen Verschleiß aus. Eine Kontrolle der Lager unter Flüssigkeit ist oft nur in größeren Zeitabständen möglich, so daß eine beginnende Zerstörung der Wellendichtringe und somit der Lagerung nicht in jedem Fall rechtzeitig

entgegengewirkt werden kann.

Lagerbüchsen, die vornehmlich Wärmedehnungs- und Quellungserscheinungen kompensieren sind gemäß den Patentschriften DE 14 25 990, DE 16 25 611 und DE 903 762 bekannt. Sie sind wegen ihrer gummielastischen Ausgleichselemente (DE 14 25 990, DS 16 25 611) bzw. der geringen Kontaktflächen der Gleitpartner (DE 903 762) nur für geringe Lagerbelastungen geeignet oder können höhere Anforderungen an die Lagegenauigkeit der Welle nicht erfüllen. Kleine Kontaktflächen führen weiterhin zu hohen Flächenspannungen mit höherem Verschleiß. Die Verbindung der Lagerbuchsen mit Gummi bringt im Bereich erwärmter aggressiver Medien Beständigkeits- und Alterungsprobleme.

Die Formgebung aller dieser Lagerbuchsen erschwert die Herstellung gezielter Lagerpassungen und bringt somit Probleme bei der Definition der Gleitbedingungen und der gleitenden Kontaktstellen. Darüberhinaus sind fast alle Formen zur Ausbildung eines Schmierkeiles, wenn erforderlich, schlecht geeignet. Die Dehnungsnuten gemäß Patentschrift 14 25 990 sind bei größeren Lagerbelastungen potentielle Verschleißstellen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat den Zweck, eine Vorrichtung zur drehrichtungsunabhängigen Lagerung rotierender Bauelemente, insbesondere Wellen, zu schaffen, die wahlweise in verschiedenen Verfahrensstufen der chemischen oder elektrochemischen Oberflächenbehandlung einsetzbar ist und deren Laufeigenschaften weder durch die Quellneigung von Plastwerkstoffen unter Flüssigkeit, durch extreme Temperaturunterschiede oder durch Schwebeteilchen in der Flüssigkeit gefährdet werden*

Darlegung des Wesens der Erfindung

Srfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst, indem eine im Querschnitt etwa x-förmige Lagerschale, beidseitig innen abgesetzt, aus geeignetem Plastwerkstoff, mittels zweier Spannringe aus Plastwerkstoff mit kleinerem linearen Ausdehnungskoeffizienten so fixiert wird, daß sie mit dem Lagergehäuse weder in radialer noch in axialer Richtung direkte Berührung hat.

Im Normalfall dient der kleine Innendurchmesser der Lagerschale, als Lauffläche für den Wellenzapfen. Bei thermischer Belastung kann sich die Lagerschale radial ungehindert ausdehnen, um das Lagerspiel zu gewährleisten.

Bei extremen Betriebsverhältnissen, z. B. übermäßiger Volumenvergrößerung der Gleitpartner durch Quellung, Ausdehnung durch thermische Überlastung o. ä., die bis zum Preßsitz zwischen Lagerschale und Wellenzapfen führen können, werden andere Laufflächen, d. h. der große Innendurchmesser der Lagerschale bzw. die Spannringe, die so bemessen sind, daß sie die gleiche Belastung wie die ursprünglichen Laufflächen aufnehmen können, wirksam.

Für mittlere Lagerbelastungen kann die erfindungsgemäße x-förmige Lagerschale aus Plastwerkstoff mit geringem linearen Ausdehnungskoeffizienten als der des Wellenzapfens, jedoch mit geringerer Wanddicke, mit beiden auslaufenden Außendurchmessern direkt im Lagergehäuse fixiert werden, wobei die Außendurchmesser noch in bekannter Weise abgesetzt sein können. Im Bereich der Paarungen Wellenzapfen - Lagerschale, bzw. Paßsitz Lagergehäuse - Lagerschale ergibt sich auf Grund der x-förmigen Lagerschale jeweils ein Ausgleichsraum bei auftretenden Volumenveränderungen der Gleitpartner.

Die Neigung der x-förmigen Lagerschale von vorzugsweise 10 ... und die sich daraus ergebenden Hebelverhältnisse in Verbindung mit der Wanddicke ermöglichen deren radiale Ausdehnungen im Bereich der Lagerung des Wellenzapfens nach außen und im Bereich der Fixierung im Lagergehäuse relativ nach innen, so daß die Funktion der Lagerung bei Volumenänderung der Gleitpartner erhalten bleibt. Die erfindungsgemäßen Lagerausführungen sind drehrichtungsunabhängig.

Bei mit Schwebeteilchen angereicherten Medien sind im Wellenzapfen oder günstigerweise in der Lagerschale scharfkantige, gewindeförmige oder waagerecht gestoßene Nuten zum Abstreifen bzw. zum Transport der Schwebeteilchen aus der Zone der Lagerung angeordnet. Ein auf der Welle unmittelbar vor dem Gleitlager angeordnetes Flügelrad intensiviert die Verdrängung der Verunreinigungen aus den Nuten bzw. vermindert die durch Reibung auftretende thermische Belastung der Lagerung durch zusätzlichen Flüssigkeitstransport.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wurde eine Vorrichtung zur Lage-

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rung von drehrichtungsunabhängigen, rotierenden Bauelementen, insbesondere Wellen, innerhalb TemperaturSchwankungen unterliegenden, mit Schwebeteilchen angereicherten aggressiven Medien geschaffen, die, frei von den Nachteilen der bisher bekannten Systeme, mit geringstem Fertigungs- und Mоntageaufwand in den unterschiedlichsten Verfahrensstufen der elektrochemischen oder chemischen Oberflächenbehandlung eingesetzt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : Nicht näher dargestelltes Lagergehäuse mit x-förmiger Lagerschale und Spannringen im Schnitt

Fig. 2 : Nicht näher dargestelltes Lagergehäuse mit x-förmiger Lagerschale im Schnitt

Fig. 3 · x-förraige Lagerschale mit waagerecht gestoßener Nut-Vorderansicht

In Fig. 1 ist das nicht näher erläuterte Lagergehäuse 1 mit der x-förmigen, beidseitig innen abgesetzten Lagerschale 2 mit den Gewindenuten 3 sowie den Spannringen A- im Schnitt dargestellt.

In Fig. 2 ist die direkt im nicht näher erläuterten Lagergehäuse 5 fixierte, dünnwandige, x-förnige Lagerschale 6, mit den Gewindenuten 3 і^ш Schnitt dargestellt.

In Fig. 3 is"t die x-förmige Lagerschale 6 mit waagerecht gestoßener Nut 7 und Aussparungen 8 in der Vorderansicht dargestellt.

Claims (2)

1. Srfindungsansprüche

   I.Vorrichtung zur Lagerung rotierender Bauelemente innerhalb aggressiver Medien, vorzugsweise Wellen in TemperaturSchwankungen unterliegenden und evtl. mit Schwebeteilchen angereicher ten Lösungen bzw. Elektrolyten zur chemischen und elektrochemischen Oberflächenbehandlung, die eine allseitig freie Dehnung und/oder Quellung der Welle und/oder Lagerbuchsen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa x-förmige Lagerschale beidseitig innen abgesetzt und mittels zweier Spannringe so fixiert ist, daß sie mit dem Lagergehäuse weder in radialer noch in axialer Richtung direkte Berührung hat,
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa x-förmige Lagerschale dünnwandig und radial direkt im Lagergehäuse fixiert ist.

   HteimJL Seiten Zeichnungen