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Läger. Die Erfindung, bezieht sich auf Lager. für Wellen u.
dgl: und insbesondere, wenn auch nicht hierauf beschränkt, für die Wellenlager von
Zahnrädern.
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Lager von Zahnrädern, welche große Kräfte zu übertragen haben, müssen
so gelageit :.ein, daß beim Laufen eine genaue Gleichlinigkeit der ineinandergreifenden
Zähne gesichert ist und der Druck gleichmäßig über die ganze Breite der Zähne verteilt
wird und Vibrationen des Getriebes auf ein Mindestmaß verringert werden.
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Um eine solche genaue Gleichlinigkeit der Zähne beim Lauf zu sichern,
sind Getriebe gebaut-worden, bei denen der Rahmen, welcher die Ritzellager enthält,
durch miteinander verbundene Ölkolben gestützt wird, die eine solche Größe haben,
daß der Druck auf der ganzen Zahnbreite gleichmäßig verteilt wird, wobei die Stellung
des Ritzels in der Mitte durch ein Rückschlagventil gesichert ist.
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Ferner wurde vorgeschlagen; die Lager auf Federn abzustützen, deren
Biegung eine gleichmäßige Verteilung des Druckes über die ganze Zahnbreite ermöglicht.
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Um die Vibration bei ,sehr rasch laufenden Rotoren zu verhindern,
wurden ferner Lager vorgeschlagen, die aus dünnen konzentrischen Hülsen mit geringem
Spalt bestehen, der mit Öl gefüllt ist. Es hat sich indessen gezeigt, daß das
01 im Spalt, in dem es unbewegt ist, dazu neigt, fest zu werden, und entsprechend
die dampfende Wirkung der Hülse beeinträchtigt wird. .
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Das Lager gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt demgegenüber alle
angegebenen Bedingungen und bringt außerdem weitere Vorteile, welche bei den bisher
bekannten Lagern dieser Art fehlen.
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Gemäß der Erfindung werden die Lager in ihrer Stellung durch Filme
von einer geeigneten viskosen Flüssigkeit (in folgendem der Einfachheit halber mit
01 bezeichnet) gehalten, welche dadurch aufrechterhalten werden, daß das
Öl durch eine oder mehrdre verhältnismäßig enge" Spalten hindurchgepreßt wird, welche
zwischen dem Lager und seiner Stütze vorgesehen sind. - Auf diese Weise werden alle
Vibrationen, die beirrt Laufen der Welle o. dgl. entstehen können, teilweise oder
vollständig durch den Film oder die Filme des dies aufgenommen, welche eine außerordentlich
günstige Polsterwirkung ausüben. Auch kann die Stellung des einen Lagers gegenüber
einem anderen dadurch eingestellt werden, daß eine größere Ölmenge durch den oder
die Spalten zwischen dem einen Lager und 'seiner Stütze hindurchgedrückt wird als
durch diejenigen des anderen Lagers. Diese Einstellung kann vor sich gehen, wenn
das Getriebe in Bewegung ist, und ermöglicht die günstigste Laufstellung in kürzester
Zeit.
Bei der Anwendung auf Getriebe kann die genaue Gleichlinigkeit
der in Eingriff stehenden Zähne selbsttätig dadurch gesichert werden, daß die Ölfilme
der verschiedenen Lager des Getriebes von einer einzigen Druckstelle aus gespeist
werden.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele des neuen Lagers.
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Fig. x ist ein- Querschnitt einer Ausführungsform, während Fig. 2
ein schematischer Längsschnitt eines Ritzels ist, da's in zwei Lagern gemäß der
Erfindung gelagert ist. Fig. 3 ist ein Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform,
während Fig. 4 ein Teilschnitt mit einer später erläuterten Form des Spaltes für
den Ölfilm ist. Die Fig. 5, 6 und @ sind Querschnitte, bei denen. die Lagerfilme
mit ebenen Oberflächen von verschiedener Form versehen sind, während die Fig. 8,
9 und io später erläuterte Druckdiagramme darstellen.
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In Fig. x ist eine Welle ii zwischen einer unteren und oberen Lagerschale
12 und 13-gelagert, wobei sich die untere .Schale in eiüem Gehäuse 14 befindet,
das oben durch einen Deckel 15 abgeschlossen wird. Zwischen der unteren Schale und
dem Gehäuse und ebenso zwischen der oberen Schale und dem Deckel sind Spalten 16
und 17 vorgesehen, während Kanäle 18 und ig in diese Spalten führen, durch welche
Öl unter Druck eingepreßt #hird. Das Lager wird infolgedessen durch die Ölfilme,
die auf diese Weise in den Spalten gebildet werden, getragen. Wie ersichtlich, ist
das Lager mit senkrechten Führungsflächen 2o versehen; welche mit entsprechenden
Führungsflächen 2i des Gehäuses zusammenwirken. An jeder Seite des Lagers sind Abführungskanäle
22 und 23 vorgesehen, welche das Öl aus dem oberen und unteren Spalt 16 bzw. 17
abführen. Bei dieser Anordnung kann das Lager angehoben werden dadurch,- daß die
Menge des Öles, das in den unteren Spalt 16 gespeist wird, vergrößert wird gegenüber
der Menge des in den oberen Spalt i7 gespeisten Öles.
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,Die Fig. 2 zeigt _ ein Ritzel 24, dessen Welle 25 in zwei Lagerli
26 und 27 gelagert ist. Jedes Lager sitzt auf je einer Seite. des'Ritzels und hat
vorteilhaft die aus der Fig. i ersichtliche Form mit Spalten 28 bis 30 oben und
unten. Durch . eine Ölpumpe 32 wird in die unteren . Spalten 29 und 31
01 durch eine Leitung 33 mit Abzweigungen 34 und 35 eingeführt, während in
die oberen Spalten 28 und 3o durch eine Pumpe 36 mittels Leitung 37 und Abzweigungen
38 und 39 Öl eingepreßt wird. Geeignete Drosselventile 40 sind in jeder Abzweigung
angebracht, so daß das zu den verschiedenen Spalten zugeführte Öl in seiner Menge
und damit auch die Stellung jedes Lagers je nach Bedarf unabhängig einstellbar ist.
Zusätzlich hierzu oder als Ersatz für die Drosselventile 40 können Rückschlagventile
oder Nebenleitungen vo--gesehen sein, wie. bei 41 angedeutet; um die Menge des Öles
zu beiden unteren Spalten gleichzeitig öder zu einer - derselben unabhängig einzustellen,
w:e dies ohne weitere Beschreibung verständlich ist. Ähnliche Nebenleitungen oder
Rückschlagventile können in der Hauptleitung und in den Abzweigungen nach den oberen
Spalten 28 und 3o vorgesehen sein. Der den Lagern zugeführte Ölbetrag kann auch
dadurch geändert werden, daß die Menge des von der einen öder der anderen . Ölpumpe
32 und 36 geförderten Öles geändert"wird. Abänderungsweise kann das Öl zu sämtlichen
Lagern durch eine einzige Pumpe zugeführt werden, wobei die nötige Ein's'tellung
jedes Lagers durch Betätigung der Drosselventile, Nebenleitungen oder Rückschlagventile
geschehen kann. Mit dieser Anordnung läßt sich eine sehr feine Einstellung jedes
Lagers erzielen, wobei alle hierzu nötigen Ventile außerhalb des Getriebegehäuses
an gut zugänglicher Stelle liegen können.
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Wenn ein Ritzel durch zwei Lager abgestützt ist, so kann das eine
der Lager in der üblichen Weise starr gehalten sein, während das andere. Lager mit
Lagerfilmen in der vorbeschriebenen Weise versehen ist. In diesem Falle wird eine
genaue Gleichlinigkeit des Ritzels dadurch.- erreicht, daß mehr oder weniger Öl
durch die Spalten des filmgelagerten Lagers gepreßt wird. Wenn ein Ritzel durch
drei Lager abgestützt ist; kann das mittlere Lager starr gelagert sein, während
die beiden Endlager auf Ölfilmen ruhen: Diese beiden Lager können dabei von zwei..
getrennten Pumpen oder auch, wie vorgeschrieben, von einer gemeinsamen Pumpe gespeist
sein.
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In Fig. 3 ist das Lager 43 einer Welle 4,2 mit Spalten an den Seiten
versehen, so daß nicht nur oben und unten, sondern auch seitlich ein Ölfilm vorhanden
ist. Kanäle 44 gestatten die Zuführung des Öles in die Spalten, aus denen es durch
Auslässe 45 austreten kann. Ein Anschlagstift 46 dient dazu, das Lager an einer
Drehung gegenüber seinem Gehäuse zu verhindern.
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Wenn es gewünscht wird, die Polsterwirkung der Ölfilme zu steigern,
kann eine Mehrzahl paralleler bzw. gleichachsiger Spalten vorgesehen sein, wobei
zu jeder der Spalten Öl zugespeist wird. Beispielsweise hat das in der Fig. 4 gezeigte
Lager 47, dessen Auflagefläche 48 eben statt zylindrisch ist, wie bei Fig. i zwei
Spalten- 49 und 50, in welche Öl durch einen gemeinsamen Kanal 5i in der- durch
Pfeile angedeuteten Weise. gelangt. Anstatt das Öl den Spalten durch eine Pumpe.
zuzuführen, kann auch die bekannte pumpende
O
Wirkung des
Lagers selbst zu diesem Zwecke benutzt werden. Wird eine äußere Pumpe benutzt, so.
kann das 01 auch dazu dienen, das Lager zu schmieren, nachdem es durch di,3-
Polsterspalten gegangen ist.
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Diese Spalten und entsprechend die Ölfilme können verschiedene Form
erhalten. Beispielsweise zeigt Fig. 4 einen ebenen Ölfilm, während Fig..i einen
teilweise zylindrischen Film zeigt. Wo ein ebener- Ölfilm erforderlich ist, wird
auch das Lager rechtwinklig im Querschnitt ausgestaltet, wie aus den Fig. 5 bis
7 ersichtlich ist.
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Die Fig. 5 zeigt ein Lager 5z, bei welchem der Spalt 53 gleiche Weite
hat und sich über annähernd die ganze Tragfläche erstreckt. In diesem Falle ändErt
sich der Druck des Öles in dem Fiten im wesentlichen,, wie aus dem-Diagramm der
Fig.8 ersichtlich, indem die Ordinaten den mittleren Druck des Ölfilms anzeigen.
- Wie ersichtlich, fällt der Druck in annähernd gleichmäßiger Weise vom Punkt a,
bei welchem das 01 in den Spalt eintritt, nach dem Punkt. b, wo es austritt.
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In der Fig. 6 erstreckt sich der . Spalt 54 nur über einen Teil der
Stützfläche. In diesem Falle wird bei gegebenem Anfangsdruck des Öles und einer
gegebenen Stützfläche die gesamte Stützkraft größer als da, wo der Spalt gleichmäßig
in seiner Breite ist und sich über die ganze Stützfläche erstreckt. Dagegen ist
in letzterem Falle die Polsterwirkung eine größere. Dies ergibt sich aus dem zugehörigen.
Druckdiagramm der Fig. g: Bei der Anordnung der Fig: 7 ändert sich der Spalt 55;
in seiner Weite, d. h. der- tragende Ölfilm ändert seine Stärke so, daß er über
einem Teil oder -die Gesamtheit der stützenden Fläche abnimmt, so daß der volle
Öldruck über einen Teil der gesamteu Stützfläche ausgeübt wird, selbst wenn sich
das Lager in seiner tiefsten Stellung befindet. Die Änderung des Öldruckes in dem
Film kann so sein, wie die Fig. io zeigt, doch ändert sich die Gestalt der Druckkurve
erheblich, je nachdem wie die Stärke des Ölfilmes von der. Mitte nach den Seiten
des Lagers wechselt. Wenn der Spalt von gleicher Weite ist, so werden vorteilhaft
Anschläge vorgesehen, welche verhindern, daß das Lager' so tief sinkt, daß der Spaltganz
geschlossen wird. Diese Anschläge können die Form schmaler Streifen erhalten, die
sich quer über die Stützfläche erstrecken, oder sie können auch außerhalb des Spaltes
liegen und irgendeine geeignete Form haben.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Einfachheit halber
angenommen, da.ß die Kräfte senkrecht nach unten wirken. Es ist aber klar, daß diese
Kräfte auch senkrecht nach aufwärts oder in irgendeiner anderen Richtung wirken
können, und es empfiehlt sich, im voraus die genaue Lage dieser Kräfte festzustellen
und den Ölfilm so anzuordnen, daß die resultierenden Kräfte in den Filmen unmittelbar
den von der Welle auf das Lager übertragenden Kräften entgegenwirken. ` Bei den
beschriebenen Ausführungsfo_ tuen können die Läger ganz unabhängig voneinander sein.
Sie können aber auch untereinander durch mehr oder weniger starre Rahmen in Verbindung
stehen.