DE1214057B - Radial plain bearing for a rotating spindle - Google Patents

Description

Radialgleitlager für eine umlaufende Spindel Die Erfindung betrifft ein als Segmentlager ausgebildetes, durch radialen Druck nachstellbares Radialgleitlager für eine umlaufende Spindel, beispielsweise eine Schleifmaschinenspindel, Die über den Umfang der zu lagernden Spindel verteilt angeordneten Gleitflächenteile eines solchen Lagers umgeben in entspanntem Zustand, auf einer gemeinsamen Kreiszylinderfläche liegend, die Spindel mit Spiel und liegen in gespanntem Zustand gegen diese örtlich an. Die einzelnen Segmente sind durch elastisch verformbare Stege miteinander zu einem geschlossenen Ring verbunden und gegen das Lagergehäuse jeweils zwischen der Segmentmitte und dem in Umlaufrichtung der Spindel hinteren Segmentende abgestützt. C Bei einem bekannten Lager dieser Art werden beira Umlauf der Spindel die vorderen Enden der Segmente von der Spindel abgehoben und dadurch die genannten Keilspalte gebildet, durch die das Schmiermittel zwischen die Lagersegmente und die Spindel eindringen kann und dann während des Umlaufs einen Schmiermittelfilm bilden kann. Dieses bekannte Lager besitzt jedoch den Nachteil, daß die Keilspalte erst beim Anlaufen der Spindel erzeugt werden, so daß diese während der ersten Umdrehung ohne Schmierung laufen muß und demzufolge bei jedem Anfahren einem erhöhten Verschleiß unterliegt.Radial plain bearing for a rotating spindle The invention relates to a radial plain bearing designed as a segment bearing, adjustable by radial pressure, for a rotating spindle, for example a grinding machine spindle lying, the spindle with play and are in the tensioned state against this locally. The individual segments are connected to one another by elastically deformable webs to form a closed ring and are supported against the bearing housing between the segment center and the segment end at the rear in the direction of rotation of the spindle. C. In a known bearing of this type are beira revolution of the spindle is lifted, the front ends of the segments of the spindle, thereby forming the wedge gaps mentioned, by which can penetrate the lubricant between the bearing segments and the spindle and can then form a lubricant film during rotation. However, this known bearing has the disadvantage that the wedge gaps are only created when the spindle starts up, so that it has to run during the first rotation without lubrication and is consequently subject to increased wear every time it starts up.

Das bekannte Lager besitzt noch einen weiteren Nachteil, der seine Verwendung für Präzisionsmaschinen praktisch unmöglich macht. Bei diesem Lager ist nämlich die Ausbildung der genannten Keilspalte nur dadurch möglich, daß sich die Spindel etwas in radialer Richtung verlagert. Das wird dadurch möglich, daß elastisch nachgiebige Gegenlager verwendet werden.The known bearing has another disadvantage, which is its Makes use for precision machines practically impossible. At this camp is namely the formation of the wedge gap mentioned only possible in that the Spindle shifted slightly in the radial direction. This is made possible by being elastic compliant counter bearings are used.

Die Erfindung geht von den vorstehend erwähnten, bekannten Lagern aus und hat deren Verbesserung bzw. Neugestaltung zum Gegenstand und bezweckt, die Nachteile der bekannten Radiallager dieser Art zu beseitigen.The invention proceeds from the known bearings mentioned above and has their improvement or redesign as their object and purpose, the To eliminate disadvantages of the known radial bearings of this type.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck vor, daß die gehäuseseitige Stützfläche jedes der Segmente als eine zur Lagerachse in entspanntem Zustand exzentrische Drehfläche ausgebildet ist, die vor dem Verspannen mit einer sie umfassenden, zur Lagerachse konzentrischen Tragfläche des Gehäuses einen in Umlaufrichtung der Spindel konvergierenden Keilspalt bildet, nach dem Verspannen dagegen an der Tragfläche satt anliegt.For this purpose, the invention provides that the support surface on the housing side each of the segments as a rotating surface which is eccentric to the bearing axis in the relaxed state is formed, which before being braced with a comprehensive to the bearing axis concentric support surface of the housing a converging in the direction of rotation of the spindle Forms wedge gap, but rests snugly against the wing after bracing.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Lager gestattet einen einfachen Zusammenbau der Maschine, indem das Lager in einfacher Weise auf die zu lagernde Spindel aufgesetzt wird. Der durch die Lagersegmente und diese verbindenden, elastisch verformbaren Stege gebildete Ring hat einen so großen Innendurchmesser, daß sich zwischen dem Umfang der.Spindel und den Lagerflächen der Segmente ein die Spindel konzentrisch umgebender weiter Spalt ergibt, durch den das Lager ohne jede Führung leicht auf die Spindel aufgeschoben werden kann.A bearing designed according to the invention allows a simple one Assemble the machine by simply placing the bearing on the one to be stored Spindle is placed. The elastic through the bearing segments and connecting them deformable webs formed ring has such a large inner diameter that between the circumference of the spindle and the bearing surfaces of the segments a spindle concentrically surrounding wider gap results through which the camp without any guidance can easily be pushed onto the spindle.

Das erfindungsgemäße Gleitlager besitzt ferner den Vorteil, daß es durch einen einfachen, radial gerichteten Druck mit einem Teil der Lagerflächen seiner Lagersegmente in tragende Berührung mit der Spindel gebracht werden kann. Dabei wird durch diesen Druck gleichzeitig zwischen der Spindel und den einzelnen Lagersegmenten jeweils unter gleichzeitigem Abheben der anderen Enden der Lagerflächen ein Keilspalt gebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Lager liegen die Lagersegmente also bereits im Ruhezustand mit ihren, in Laufrichtung der Spindel gesehen, hinteren Enden auf der Lauffläche der Spindel an und bilden zwischen sich und der Spindel die gewünschten Keilspalte. Zwischen dem Lager und der Spindel bildet sich dadurch sofort beim Anlaufen, d. h. bereits bei einem Bruchteil einer Umdrehung der Spindel, ein ölfilm, der das Lager und die Spindel vor einem Verschleiß schützt. Darüber hinaus trägt das erfindungsgemäße Lager die Spindel ohne jede Veränderung der Lage der Mittelachse, der Spindel bei jeder Drehzahl sicher und spielfrei.The slide bearing according to the invention also has the advantage that it can be brought into bearing contact with the spindle by a simple, radially directed pressure with part of the bearing surfaces of its bearing segments. This pressure simultaneously forms a wedge gap between the spindle and the individual bearing segments with the other ends of the bearing surfaces being lifted off at the same time. In the bearing according to the invention, the bearing segments are already in the rest state with their rear ends, viewed in the running direction of the spindle, on the running surface of the spindle and form the desired wedge gaps between them and the spindle. As a result, between the bearing and the spindle is formed immediately upon start-up, i. H. already with a fraction of a revolution of the spindle, an oil film that protects the bearing and the spindle from wear. In addition, the bearing according to the invention carries the spindle without any change in the position of the central axis, the spindle safely and without play at any speed.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die gehäuseseitige Stützfläche der Segmente in Achsrichtung des Lagers konvex gekrümmt ist und die Segmente zwischen entsprechend gekrümmten Flächen des Lagergehäuses- und eines in das Lagergehäuse eingesetzten, axial nachstellbaren Klemmringes verspannt sind.According to the invention it is further provided that the support surface on the housing side of the segments is convexly curved in the axial direction of the bearing and the Segments between correspondingly curved surfaces of the bearing housing and one in the bearing housing used, axially adjustable clamping ring are clamped.

Nach einem weitereg-Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Erieiähterung des Verbiegens der die Segmente miteinander verbindenden Stege diese jeweils neben dem in U#plaufrichtung der Spindel vorderen Ende der Segmente am Außenmantel und neben dem in UmläÜin;#htu'ng hinteren Ende am Innenmantel durch eine Aussparung geschwächt sind.According to a further feature of the invention it is provided that for Erieiähter the bending of the webs connecting the segments to one another in each case next to the front end of the segments on the outer jacket in the U # plaufrichtung of the spindle and next to the rear end on the inner jacket through a recess are weakened.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagers für eine Schleifscheibenspindel dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Ende einer eine Schleifscheibe tragenden Antriebsspindel k--Ansicht und einen, Teil des Gehäuses des Lagers und der zugehörigen Teile im Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt durch die Spindel mit dem Lager in Stirnansicht in seiner Ausgangsform, in der es auf die Spindel aufgebracht wird, F i g. 3 einen entsprechenden Schnitt, bei dem das Lager zusammengezogen, in tragendem Eingriff mit der Spindel dargestellt ist.In the drawing, an embodiment of a bearing according to the invention for a grinding wheel spindle is shown. It shows F i g. 1 one end of a drive spindle carrying a grinding wheel k - view and one, part of the housing of the bearing and the associated parts in section, FIG. 2 shows a section through the spindle with the bearing in an end view in its initial form, in which it is applied to the spindle, FIG. 3 shows a corresponding section in which the bearing is shown contracted, in load-bearing engagement with the spindle.

Das erfindungsgemäße Lager ist als Lager für eine Schleifscheibenanordnung veranschaulicht, bei der es darauf ankommt, die Drehachse der tragenden Spindel zwecks genauen Schleifens in einer unveränderbaren Lage zu halten und gleichzeitig emie gute Schmierung zwischen Lager und Spindel sicherzustellen. Die Schleifscheibenanordnung ist in der üblichen Weise aufgebaut; sie umfaßt eine Spindel 10, die die Schleifscheibe* 11 trägt. Die Spindel ist in Lagern gelagert, die an ihren freien Enden angeordnet sind. In der Zeichnung ist nur ein Lager 12 mit einem Teil der Spindel dargestellt. Das Lager ist von einem Gehäuse 13 umgeben, das eine ringförmige Lagerfläche 14 aufweist. Das Lager besitzt mehrere Tragsegmente 15, deren Stützflächen 16 jeweils als eine zur Lagerachse in entspanntem Zustand exzentrische Drehtläche ausgebildet sind. Die Tragfläche 14 liegt jeweils an der Fläche 16 in der Nähe des einen Endes des Lagers an. An dem entgegengesetzten axialen Ende des Lagers 12 befindet sich ein ringförmiger Klemmring 17, der an der gekrümmten Fläche 16 anliegt. In das Gehäuse 13 ist ein Gewindering 19 geschraubt, der an dem Klenunring 17 anliegt, diesen seitlich gegen die Fläche 18 des Lagers drückt und dieses damit in Berührung mit der ringförmigen Fläche 14 des Gehäuses 13 hält.The bearing according to the invention is illustrated as a bearing for a grinding wheel arrangement in which it is important to keep the axis of rotation of the supporting spindle in an unchangeable position for precise grinding and at the same time to ensure good lubrication between the bearing and the spindle. The grinding wheel assembly is constructed in the usual way; it comprises a spindle 10 which carries the grinding wheel * 11. The spindle is mounted in bearings which are arranged at its free ends. In the drawing, only one bearing 12 is shown with part of the spindle. The bearing is surrounded by a housing 13 which has an annular bearing surface 14. The bearing has a plurality of support segments 15, the support surfaces 16 of which are each designed as a rotating surface which is eccentric to the bearing axis in the relaxed state. The support surface 14 is in each case on the surface 16 in the vicinity of one end of the bearing. At the opposite axial end of the bearing 12 there is an annular clamping ring 17 which rests against the curved surface 16. A threaded ring 19 is screwed into the housing 13 , which rests against the Klenun ring 17 , presses it laterally against the surface 18 of the bearing and thus keeps it in contact with the annular surface 14 of the housing 13.

Das Lager ist gegen Verdrehung im Gehäuse 13 durch einen Stift 20 gesichert, der in einer Bohrung 21 des Gehäuses sitzt und in eine Bohrung 21 a ün Lager 12 eingreift. Auf der Spindel 10 sitzt ferner ein Ring 22, der an einer Schulter 23 der Spindel anliegt. Dieser Ring 22 dient als Anschlag für eine Feder 24. Ferner sitzt auf der Spindel eine Muffe 25, die die Innenfläche des Lagers 12 berührt. Die Feder drückt gegen diese Muffe und steht unter Vorspannung. Hierdurch sowie dadurch, daß das andere Ende der Spindel mit einer Anschlagschulter versehen ist, die sich gegen das andere Lager abstützt, werden Axialbewegungen der Spindel in ihren Lagern verhindert. Das die Lager tragende Gehäuse 13 ruht auf einem Schlitten 26,- der in bekannter Weise in einem Bett 27 gleiten kann.The bearing is secured against rotation in the housing 13 by a pin 20 which is seated in a bore 21 of the housing and engages in a bore 21 on the bearing 12. On the spindle 10 there is also a ring 22 which rests on a shoulder 23 of the spindle. This ring 22 serves as a stop for a spring 24. Furthermore, a sleeve 25 is seated on the spindle and contacts the inner surface of the bearing 12. The spring presses against this sleeve and is under tension. As a result, as well as the fact that the other end of the spindle is provided with a stop shoulder which is supported against the other bearing, axial movements of the spindle in its bearings are prevented. The housing 13 carrying the bearings rests on a slide 26, which can slide in a bed 27 in a known manner.

Die Einzelheiten des *Lagers sind aus den F i g. 2 und 3 zu erkennen. Das Lager 12 ist ein geschlossener Ring, der drei gleiche, im Abstand voneinander angeordnete Lagersegmente 15 umfaßt. Jedes Lagersegment umfaßt einen Gleitflächenteil 28, der anfangs die Spindel 10 in einem gewissen Abstand umgibt, so daß zwischen ihm und der Spindel ein Spalt 29 vorhanden ist, der den für Lagerzwecke benötigten normalen Wert wesentlich übersteigt. In F i g. 2 ist der geschlossene Ring so dargestellt, wie er anfangs mit der Spindel zusamm engebaut wird; der Spalt zwischen den Lagersegmenten und der Spindel besitzt hierbei eine etwa gleichmäßige radiale Stärke.The details of the camp are shown in FIGS. 2 and 3 can be seen. The bearing 12 is a closed ring which comprises three identical bearing segments 15 arranged at a distance from one another. Each bearing segment comprises a sliding surface part 28 which initially surrounds the spindle 10 at a certain distance so that there is a gap 29 between it and the spindle which substantially exceeds the normal value required for bearing purposes. In Fig. 2 the closed ring is shown as it is initially built together with the spindle; the gap between the bearing segments and the spindle has an approximately uniform radial thickness.

Jedes Lagersegment besitzt einen Lagerstützteil 30, der zwischen der Mitte des Segmentes und dessen in Spindelumlaufrichtung hinterem Ende angeordnet ist, wobei sich die Stützfläche 16 auf den Tragflächen 14 und 18 des Lagers abstützt.Each bearing segment has a bearing support part 30 which is arranged between the center of the segment and its rear end in the direction of rotation of the spindle, the support surface 16 being supported on the bearing surfaces 14 and 18 of the bearing.

Die Lagersegmente 15 sind durch elastisch verformbare Stege 31 miteinander verbunden. Jeder Steg 31 weist in der Mitte seines in Umlaufrichtung der Spindel hinteren Endes eine Aussparung 32 auf, ferner ist in der Nähe seines vorderen Endes eine Aussparung 33 vorgesehen.The bearing segments 15 are connected to one another by elastically deformable webs 31. Each web 31 has a recess 32 in the middle of its rear end in the direction of rotation of the spindle , and a recess 33 is provided in the vicinity of its front end.

Wenn der Klemmring 17 gegen die gekrümmten Außenflächen der Lagersegmente gedrückt wird, berührt er alle drei Lagersegmente gleichzeitig und verformt den geschlossenen Ring derart, daß die hinteren Enden der Gleitflächenteile 28 an der Spindel zur Anlage kommen. Der elastisch verformbare Steg am vorderen Ende jedes Gleitflächenteiles wird auswärts gedrückt, so daß ein Spalt 34 entsteht, der von dem besagten vorderen Ende des Gleitflächenteiles an radial einwärts verläuft, und zwar #is zu einer Stelle, an der jeweils der Gleitflächenteil an der Spindel fest anliegt. Das mit dem hinteren Ende des Gleitflächenteiles einstückig verbundene Ende des Steges bewegt sich zusammen mit diesem radial einwärts. Damit sich das vordere Ende jedes Segmentes 15 auswärts bewegen kann, ist die Fläche 16 an ihrem einen Ende einwärts von den Flächen 14 und 18 weggekrümmt, wie dies bei 16 a in F i g. 2 dargestellt ist.When the clamping ring 17 is pressed against the curved outer surfaces of the bearing segments, it touches all three bearing segments simultaneously and deforms the closed ring in such a way that the rear ends of the sliding surface parts 28 come to rest against the spindle. The elastically deformable web at the front end of each sliding surface part is pressed outwards, so that a gap 34 is created which extends radially inward from said front end of the sliding surface part to a point at which the sliding surface part is fixed to the spindle is present. The end of the web, which is integrally connected to the rear end of the sliding surface part, moves radially inward together with the latter. Thus, the front end of each segment 15 can move away, the surface is inwardly curved away 16 at one end of the surfaces 14 and 18, as shown at 16 a in F i g. 2 is shown.

Der elastisch verformbare Steg, der sich mit dem hinteren Ende jedes Segmentes einwärts und mit dem vorderen Ende jedes Lagersegmentes auswärts bewegt, veranlaßt letzteres, die Spindel mit seinem hinteren Ende zu berühren und mit seinem vorderen Ende in einem gewissen Abstand von der Spindel zu verbleiben bzw. sich sogar von der Spindel nach außen zu bewegen. Hierdurch wird je ein spitz zulaufender Spalt erzeugt, der an dem Teil- der Innenfläche jedes Gleitflächenteiles endet, der an der Spindel anliegt. An -diesen Stellen wird die Spindel getragen und ist, da der Druck, der durch den Klemmring auf die Lagersegmente ausgeübt wird, an allen Segmenten im wesentlichen der gleiche ist, während des Schleifvorganges gegen seitliche Bewegungen gesichert, die sonst einen ungenauen Schliff des Werkstückes zur Folge hätten.The elastically deformable web, which moves inwards with the rear end of each segment and outwards with the front end of each bearing segment, causes the latter to touch the spindle with its rear end and to remain with its front end at a certain distance from the spindle or even move outward from the spindle. This provides a tapered gap is ever produced, which ends at the partial of the inner surface of each Gleitflächenteiles, which abuts the spindle. At these points the spindle is carried and, since the pressure exerted by the clamping ring on the bearing segments is essentially the same on all segments, it is secured against lateral movements during the grinding process, which would otherwise result in inaccurate grinding of the workpiece Would have consequence.

Das Lager enthält im übrigen ein Schmiermittel, das von der Spindel beim Umlauf selbsttätig in den keilförmigen Spalt 34 gedrückt wird. Das Schmiermittel wird also durch den Nullspalt gedrückt und verhindert, daß Metall auf Metall reibt, während gleichzeitig aber eine feste Lagerung der Spindel aufrechterhalten wird.The bearing also contains a lubricant that is used by the spindle is automatically pressed into the wedge-shaped gap 34 during rotation. The lubricant is therefore pushed through the zero gap and prevents metal from rubbing on metal, while at the same time a firm mounting of the spindle is maintained.

Die innige Berührung zwischen den Lagersegmenten und der Spindel und die gleichmäßige radiale VersteRung halten die Drehachse der Spindel unverändert, was, wie bereits ausgeführt wurde, zum genauen Schleifen unbedingt erforderlich ist. Die spitz zulaufenden Spalte, die an den Stellen, an denen die Spindel getragen wird, in einen Nullspalt übergehen, gewährleisten auch eine ausreichende Schmierung.The intimate contact between the bearing segments and the spindle and the even radial adjustment keep the axis of rotation of the spindle unchanged, which, as has already been stated, for the exact Grinding absolutely is required. The tapered crevices, which at the points where the Spindle is worn, merge into a zero gap, also ensure sufficient Lubrication.

Obwohl das erfindungsgemäße Lager hier nur in Verbindung mit einer Schleifscheibe bzw. einer diese tragenden Spindel beschrieben worden ist, kann es selbstverständlich auch in vielen anderen Maschinen verwendet werden.Although the camp according to the invention here only in connection with a Grinding wheel or a spindle supporting it has been described, it can can of course also be used in many other machines.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Als Segmentlager ausgebildetes, durch radialen Druck nachstellbares Radialgleitlager für eine umlaufende Spindel, dessen über den Spindelumfang verteilt angeordnete Gleitflächenteile in entspanntem Zustand, auf einer gemeinsamen Kreiszylinderfläche liegend, die Spindel mit Spiel umgeben und in gespanntem Zustand gegen diese örtlich anliegen, wobei die Segmente miteinander durch elastisch verformbare Stege zu einem geschlossenen Ring verbunden und gegen das Lagergehäuse jeweils zwischen der Segmentmitte und dem in Umlaufrichtung der Spindel hinteren Segmentende abgestützt sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die gehäuseseitige Stützfläche jedes der Segmente als eine zur Lagerachse in entspanntem Zustand exzentrische Drehfläche (16) ausgebildet ist, die vor dem Verspannen mit einer sie umfassenden, zur Lagerachse konzentrischen Tragfläche (14) des Gehäuses einen in Umlaufrichtung der Spindel konvergierenden Keilspalt (16 a) bildet, nach dem Verspannen dagegen an der Tragfläche satt anliegt. Claims: 1. A radial slide bearing designed as a segment bearing, adjustable by radial pressure, for a rotating spindle, the sliding surface parts of which are distributed over the spindle circumference in the relaxed state, lying on a common circular cylinder surface, surround the spindle with play and in the tensioned state bear locally against it, whereby the segments are connected to one another by elastically deformable webs to form a closed ring and supported against the bearing housing in each case between the segment center and the rear in the direction of rotation of the spindle end of the segment, d a d u rch g e -kennzeichnet that the housing-side support surface of each of the segments as a to Bearing axis in the relaxed state eccentric rotary surface (16) is formed, which before bracing with a supporting surface (14) of the housing that encompasses them and is concentric to the bearing axis forms a wedge gap (16 a) converging in the direction of rotation of the spindle, after bracing, however, at de r wing is snug. 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuseseitige Stützfläche der Segmente in Achsrichtung des Lagers konvex gekrümmt ist und die Segmente zwischen entsprechend gekrümmten Flächen (14, 18) des Lagergehäuses (13) und eines in das Lagergehäuse eingesetzten, axial nachsteRbaren Klemmringes (17) verspannt sind. 3. Lager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Segmente miteinander verbindenden Stege (31) jeweils neben dem in Umlaufrichtung der Spindel vorderen Ende der Segmente am Außenmantel und neben dem in Umlaufrichtung hinteren Ende am Innenmantel durch eine Aussparung (32, 33) geschwächt sind. 2. Bearing according to claim 1, characterized in that the housing-side support surface of the segments is convexly curved in the axial direction of the bearing and the segments between correspondingly curved surfaces (14, 18) of the bearing housing (13) and an axially adjustable clamping ring inserted into the bearing housing (17) are braced. 3. Bearing according to claims 1 and 2, characterized in that the webs (31) connecting the segments to one another each next to the front end of the segments in the circumferential direction of the spindle on the outer jacket and next to the rear end in the circumferential direction on the inner jacket by a recess (32 , 33) are weakened. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 931865, 502 845, 420 499, 314 976; französische Patentschrift Nr. 488 889; USA.-Patentschrift Nr. 1880 353. Considered publications: German Patent Nos. 931865, 502 845, 420 499, 314 976; French Patent No. 488,889; U.S. Patent No. 1880 353.