-
Einrichtung zur nachgiebigen Aufhängung der Lagerbüchse eines Radiallagers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur nachgiebigen Aufhängung der
Lagerbüchse eines Radiallagers, insbesondere eines gasgeschmierten Radiallagers.
-
Es ist bereits eine derartige Einrichtung bekannt, die beispielsweise
zur schwingenden Aufhängung der Welle mit den zugeordneten Teilen eines Elektromotors
dient. Dabei sind zwischen der Lagerbüchse und dem Tragkörper radiale Stege angeordnet,
die durch ihre besondere Ausbildung in S- oder in Y-Form die Schwingungen der Welle
zusammen mit der Lagerbüchse ermöglichen, wobei. Teile der so geformten bekannten-
Stege Biegeschwingungen ausführen, die von den im wesentlichen radial gerichteten
Schwingungen der Welle herrühren. Somit wird die genau zentrische Lage der Lagerbüchse
in diesem bekannten Fall nicht aufrechterhalten, was auch gar nicht beabsichtigt
ist.
-
Es ist ferner ein einbaufertiges Gleitlager mit Ölfilm bekannt, bei
dem Lagerbüchse und Tragkörper durch eine kreisringförmige metallische Membran verbunden
sind. Dabei soll die Membran so beschaffen und gestaltet sein, daß sie bei normaler
Belastung steif ist und, sobald eine Schrägstellung der Welle eintritt, sich verformen
kann, damit die parallele Einstellung der beiden Laufflächen so weit gewahrt bleibt,
daß der Ölfilm nicht reißt. Erfahrungsgemäß läßt sich die Membran aber nicht so
herstellen, daß sich bei der Einspannung ihres Innenrandes an der Lagerbüchse nach
allen Richtungen gleiche Verformungseigenschaften ergeben. Der Werkstoff ist nicht
spannungsfrei. Es können Verbeulungen der Membran auftreten mit sprunghaftem Durchschnellen
in einen anderen Verformungszustand unter Geräuschentwicklung. Außerdem vibriert
die Membran mit hoher Freqeunz in einem großen Drehzahlbereich. Überdies wird die
bekannte, als Stegplatte ausgebildete Membran bei einer Erwärmung der Lagerbüchse
infolge Lagerreibung einer radialen Druckspannung ausgesetzt. Die Membran kann dann
ausbeulen und die Lagerbüchse in axialer Richtung verschieben.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stets zentrische Lage
der Lagerbüchse zu gewährleisten, wobei aber einer Neigungsänderung der Lagerbüchse
nur geringer Widerstand entgegengesetzt wird.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Lagerbüchse durch vier in gleichem Abstand von der Lagerachse in einer zu dieser
senkrechten Ebene verlaufende, am äußeren Umfang der Lagerbüchse gleichmäßig verteilt
angeordnete biegsame Stege mit einem die Lagerbüchse umgebenden Tragkörper verbunden
ist, wobei die Stege zusammen ein Quadrat bilden, dessen Seitenmitten mit der Lagerbüchse
und dessen Ecken mit dem Tragkörper fest verbunden sind. Dadurch läßt sich jede
mit ihrer Wirkungslinie durch die Lagerachse verlaufende radial gerichtete Kraft,
die die Lagerbüchse aus ihrer Mittellage herauszubewegen sucht, in zwei senkrecht
aufeinanderstehende Komponenten zerlegen, deren Richtungen jeweils mit denjenigen
der Längsachsen zweier am Umfang einander gegenüberliegender Stege übereinstimmen.
Die Kraftwirkung jeder Komponente wird dann symmetrisch von beiden zugehörigen gleichgerichteten
Stegen aufgenommen, die nur auf Zug bzw. Druck beansprucht werden.
-
In vorteilhafter Weise ist die Anordnung dabei so getroffen, daß von
den vier Stegen zwei in die Hauptbelastungsrichtung des Lagers fallen. Auf diese
Weise wird das Gewicht der Welle mit zugehörigen Komponenten in der erwähnten vorteilhaften
Weise aufgenommen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stege
sowie. ein mit der Lagerbüchse zu verbindender innerer Ring und ein mit dem Tragkörper
zu verbindender äußerer Ring aus einem einzigen, mit entsprechenden Aussparungen
versehenen Blech bestehen. Dadurch ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung
außerordentlich einfach, weil zur Herstellung der Stege und der erwähn-, ten inneren
und äußeren Ringe beispielsweise nur das Stück Blech ausgestanzt werden muß.
Es
folgt nun die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigt F i g. 1. eine teilweise geschnittene Perspektive der erfindungsgemäßen
Einrichtung, F i g. 2 den aus den Ringen und den Stegen bestehenden Teil der Einrichtung
und F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-11I der F i g. 2.
-
Gemäß F i g. 1 ist eine Welle 1 in einer Lagerbüchse 2 gelagert. Dabei
ist die Lagerbüchse 2 in einem sie umgebenden Tragkörper 3 aufgehängt. Zu diesem
Zweck sind in einer zur Lagerbüchse senkrechten Ebene vier biegsame Stege 4 in gleichem
Abstand von der Lagerachse am äußeren Umfang der Lagerbüchse gleichmäßig verteilt
angeordnet. Diese Stege verbinden die Lagerbüchse 2 mit dem Tragkörper 3.
-
Wie aus F i g. 2 und 3 hervorgeht, bestehen die Stege 4 sowie ein
mit der Lagerbüchse 2 zu verbindender innerer Ring 5 und ein mit dem Tragkörper
3 zu verbindender äußerer Ring 6 aus einem einzigen, reit entsprechenden Aussparungen
7, 8 und 9 versehenen Blech 10.
-
Wie F i g. 1 zeigt, ist der innere Ring 5 mittels Schrauben 11 zwischen
einem Flansch 12 der Lagerbüchse 2 und einem Gegenring 13 eingeklemmt. Zur Befestigung
des äußeren Ringes 6 dienen Schrauben 14; welche den Ring 6 mit Hilfe eines Gegenringes
15 an einen inneren Flansch 16 des Tragkör=pers 3 andrücken.
-
Gemäß den F i g. 1 und 2 bilden die vier Stege 4 zusammen ein Quadrat.
Zwei Seiten dieses Quadrates fallen in die Hauptbelastungsrichtung, die hier als
die vertikale Richtung angenommen ist. Die Mitten 17 der Seiten dieses Quadrates
sind über den Innenring 5 mit der Lagerbüchse 2 und die Ecken 18 des Quadrates über
den Außenring 6 mit dem Tragkörper 3 fest verbunden. -Bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung ist die Nachgiebigkeit mit Bezug auf Winkeländerungen in der Stellung
der Lagerbüchse besonders günstig. Die mit Hilfe der Aussparungen 7, 8 im Blech
10 gebildeten Stege 4 weisen aber nun auch eine gewisse Nachgiebigkeit in radialer
Richtung auf. Bei einer Ausdehnung der Lagerbüchse 2 und des inneren Ringes 5 infolge
Erwärmung erfahren die Stege 4 nur eine Biegebeanspruchung, und es werden hierbei
Zugbeanspruchungen von schädlicher Größe vermieden. Dennoch bleibt die zentrische
Lage der Lagerbüchse stets gewährleistet, da quer zur Achse verlaufende Kräfte die
Stege 4 nur auf Zug oder Druck beanspruchen, wobei keine Verformung von praktischer
Bedeutung auftritt.