DE3414092C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Axiallager nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Magazin der japanischen Firma Nippon Kogyo Shinbu­ sha, Machine Design, Vol. 25, Nr. 1, Januar 1981, S. 65, Fig. 15 ist ein Axiallager mit einer Vielzahl von Lager­ puffern bekannt, die in Umfangsrichtung des Lagers ver­ schwenkbar und auf einem Auflager über elastische Bautei­ le, wie Blattfedern, abgestützt sind. Mit dem bekannten Axiallager läßt sich zwar eine Dämpfung von beispielswei­ se durch ein Erdbeben hervorgerufene Schwingungen und eine bestimmte Vergleichmäßigung des Längsdrucks errei­ chen, die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des bekannten Lagers ist jedoch nicht ausreichend.

Aus der DE-PS 12 49 601 ist ferner ein Axiallager bekannt, dessen Unterlage in einem Stück ausgebildet und mit Ab­ stützfüßen versehen ist. Dabei ist eine flächige Anlage des entsprechenden Wellenelements direkt an der Unterlage vorgesehen. Die Unterlage hat eine bestimmte Elastizität, die dazu dient, in Betrieb Schmierkeile zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Lagerelementen entstehen zu lassen. Eine Schwingungsdämpfung ist mit dem bekannten Axiallager schon wegen der flächigen Anlage des Wellenele­ ments an der Unterlage nicht möglich.

Bei dem aus der DE-OS 28 44 580 bekannten gattungsgemäßen Axiallager sind die Lagerpuffer einzeln jeweils über ein separates elastisches Element und eine davon getrennte, ebenfalls für jeden Lagerpuffer separat vorgesehene Unter­ lage schwenkbar abgestützt. Bei diesem bekannten Axial­ lager verteilen sich die auftretenden Lasten nicht immer gleichmäßig über das ganze Lager, sondern manchmal nur auf einzelne Lagerelemente, die dann überlastet werden, was die Lebensdauer des Axiallagers beeinträchtigt. Die vorgesehenen elastischen Elemente dienen lediglich zur Anpassung an das Axialspiel, nicht jedoch zur Schwingungs­ dämpfung. Durch die vorgesehene relativ große Anzahl von Einzelelementen ist der Gesamtaufbau dieses bekannten Axiallagers sehr aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, das Axiallager der gattungsgemäßen Art so auszu­ bilden, daß bei einem hohen Schwingungsdämpfungsvermögen der Lagerdruck auf alle Lagerpuffer gleichmäßig verteilt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst, die in den Unteransprüchen 2 bis 8 vorteilhaft ausgestaltet sind.

Das erfindungsgemäße Axiallager ist in seinem Aufbau sehr einfach. Das Druckfilm-Dämpferteil unterstützt das elasti­ sche Teil der Unterlage und verhindert dessen übermäßige Deformation bei hoher Belastung des Axiallagers. Durch den einstückigen Aufbau der Unterlage ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung des Längsdrucks auf alle Lager­ puffer. Das in dieser Weise gebaute erfindungsgemäße Axiallager hat deshalb eine hervorragende Festigkeit, arbeitet äußerst zuverlässig, weist eine lange Lebens­ dauer auf und gewährleistet eine zufriedenstellende Dämpfung von Schwingungen, wie sie durch Kräfte, bei­ spielsweise durch Erdbeben, hervorgerufen werden.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer Teildraufsicht eine erste Ausführungs­ form des Axiallagers,

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1,

Fig. 3 in einer Teildraufsicht eine erste Modifizie­ rung des Axiallagers von Fig. 1,

Fig. 4 in einer Teildraufsicht eine zweite Modifizie­ rung von Fig. 1,

Fig. 5 in einer Teildraufsicht eine dritte Modifizie­ rung des Axiallagers von Fig. 1,

Fig. 6 in einer Teildraufsicht eine zweite Ausfüh­ rungsform des Axiallagers,

Fig. 7 den Schnitt VII-VII von Fig. 6,

Fig. 8 in einer Teildraufsicht eine erste Modifizie­ rung des Axiallagers von Fig. 6,

Fig. 9 in einer Teildraufsicht eine zweite Modifizie­ rung des Axiallagers von Fig. 6,

Fig. 10 in einer Teildraufsicht eine dritte Modifizie­ rung des Axiallagers von Fig. 6,

Fig. 11 in einer Ansicht wie Fig. 2 eine erste Modifi­ zierung des Druckfilm-Dämpferteils,

Fig. 12 in einer Ansicht wie Fig. 11 eine zweite Modifi­ zierung des Druckfilm-Dämpferteils und

Fig. 13 in einer Ansicht wie Fig. 11 eine dritte Modifi­ zierung des Druckfilm-Dämpferteils.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Axiallager weist einen sich als Einheit mit einer Welle drehenden Druckring 1 so­ wie ein Auflager 2 auf. Das Axiallager umfaßt fer­ ner eine Vielzahl von Lagerpuffern 3, die dem Druckring 1 gegenüberliegen und den Längsdruck aufnehmen. Auf der Rückseite der Lagerpuffer 3 sind Zapfen 4 vorgesehen, die ein Hin- und Herbewegen bzw. Schwenken der Lagerpuffer 3 ermöglichen. Die Lagerpuffer 3 sind längs des Umfangs in vorbestimmtem Abstand angeordnet und werden von einer einstückigen, ringförmigen Unterlage 5 abgestützt, die in eine in dem Auflager 2 ausgebildete ringförmige Nut 2 A eingesetzt und dadurch festgelegt ist. Die Unterlage 5 be­ steht aus einem am Innenumfang befindlichen Abstützfuß 5 A, einem am Außenumfang befindlichen Abstützfuß 5 B und einem zwischen diesen Abstützfüßen 5 A und 5 B angeordneten ela­ stischen Teil 5 C. Die Unterlage 5 ist aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Zwischen der Rückseite des ela­ stischen Teils 5 C und dem Auflager 2 ist ein Druckfilm- Dämpferteil 6 vorgesehen, dessen Dicke sich zwischen beispielsweise 0,01 bis 1 mm bewegt. Eine Vielzahl von Öffnungen bzw. Ausschnitten 7 ist in dem elastischen Teil 5 C der Unterlage 5 ausgebildet, und zwar an zwi­ schen zwei benachbarten Zapfen 4 gelegenen Stellen. Diese Ausschnitte 7 dienen der Optimierung des Elastizi­ tätsmoduls des elastischen Teils und des Dämpfungsfaktors des Druckfilm-Dämpferteils 6. Bei diesem Ausführungs­ beispiel sind diese Ausschnitte als Längsschlitze ausge­ bildet, die in bezug auf die Radiallinien schräg verlau­ fen.

Wird ein Längsdruck über den Druckring 1 auf die Lager­ puffer 3 ausgeübt, so nehmen die Lagerpuffer 3 wegen der elastischen Deformation des elastischen Teils 5 C der einstückigen Unterlage 5 und des Dämpfungseffekts des Druckfilm-Dämpferteils 6 den Längsdruck auf. Da in die­ sem Fall die Lagerpuffer 3 in bezug auf die lasttragende Oberfläche eine einheitliche Höhe aufweisen, wird der Längsdruck gleichmäßig auf alle Lagerpuffer 3 verteilt, ohne daß dabei irgendeine Konzentration auf einen oder spezielle Lagerpuffer 3 auftritt. Dem­ zufolge wird die Festigkeit des Axiallagers beachtlich gestei­ gert. Zusätzlich absorbiert das Druckfilm-Dämpferteil 6 von Erschütterungen verursachte Schwingungen, die von einer äußeren, z. B. durch ein Erdbeben, erzeugen Kraft erzeugt werden. Wird ein unangemessen hoher Längsdruck auf den elastischen Teil 5 C der Unterlage 5 ausgeübt, so unterstützt der Druckfilm-Dämpferteil 6 den elastischen Teil 5 C, um dadurch eine übermäßige Deformation und somit einen Zusammenbruch des elastischen Teils 5 C zu verhindern.

In Fig. 1 haben die Ausschnitte 7 die Form von Längsschlitzen. In der in Fig. 3 gezeigten Modifizierung ist der Ausschnitt 7 sektorförmig ausge­ bildet, so daß der Abschnitt des elastischen Teils 50 C, der mit dem Zapfen 4 in Berührung steht, weitgehend quadratisch ist. Bei der in Fig. 4 gezeigten Modifizierung ist jedem Zapfen 4 zu beiden Seiten jeweils ein eigener Ausschnitt 7 B in Form eines Längsschlitzes zugeordnet, so daß der mit dem Zapfen 4 in Berührung stehende Abschnitt des elastischen Teils 51 C auch bei dieser Modifizierung quadratisch ist. Bei der in Fig. 5 gezeigten Modifizierung ist der Ausschnitt 7 C so gestaltet, daß die Breite des Mittelteils des elasti­ schen Teils 52 C, der mit demZapfen 4 in Berührung steht, verringert ist. Die Ausschnitte 7, 7 A, 7 B und 7 C können abhängig von der Wahl des Elastizitätsmoduls der elasti­ schen Teile 50 C bis 52 C verschiedene andere Formen auf­ weisen. Unter dem Gesichtspunkt der optimalen Auslegung des Elastizitätsmoduls werden die Ausschnitte 7 A und 7 B bevorzugt, wodurch die Wirkungsbereiche der elastischen Teile 50 C und 51 C eine weitgehend quadratische Form haben. Außerdem kann irgendein gewünschter Dämpfungs­ faktor des Druckfilm-Dämpferteils 6 durch geeignete Aus­ wahl der Formen der elastischen Teile 50, 51 und der hinter diesen Teilen liegenden Aussparung erzielt wer­ den.

Bei dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Axiallager weist die einstückige Unterlage 53 sich in radialen Richtungen erstreckende und in Umfangsrich­ tung verteilte Abstützfüße 53 D und elastische Teile 53 E auf, die zwischen benachbarten Abstützfüßen 53 D vorge­ sehen sind. Zwischen der Rückseite jedes elastischen Teils 53 E und dem Auflager 2 sind Druckfilm- Dämpferteile 61 mit geringem Zwischenraum angeordnet. Ebenso weisen die Abstützfüße 53 D eine sektorförmige, planare Gestalt auf, so daß die elastischen Teile 53 E eine rechteckige, planare Gestalt annehmen.

Mit diesem Aufbau kann, wie im Falle der Ausführung von Fig. 1 und 2, eine hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit der Lagerpuffer 3 erzielt werden.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte, radiale Abstütz­ füße 53 D aufweisende Unterlage 53 kann mit sektorför­ migen Ausschnitten 7 D in den Abstützfüßen 54 D - wie in Fig. 8 gezeigt - oder mit Längsschlitzen 7 E, die an der Innen- und Außenseite jedes elastischen Teils 55 E radial verlaufen, versehen werden, um den Elastizitätsmodul des elastischen Teils 53 E abzustimmen. Es können ebenso, wie in Fig. 10 gezeigt, an der radialen Innen- und Außenseite des elastischen Teils 56 E Einkerbungen 7 F vorgesehen wer­ den.

Wie in Fig. 11 gezeigt, kann ein Unterlegstück 8 in die das Druckfilm-Dämpferteil 6 umgebende Aussparung eingesetzt werden, um die Größe der Aussparung zur Abstimmung des Dämpfungsfaktors des Druckfilm-Dämpferteils 6 abstimmen zu können. Fig. 12 zeigt eine andere Modifizierung, bei der die Lagerpuffer 3 über ein Medium eines Zwischenträ­ gers 9 durch einen Aufbau abgestützt werden, der aus zwei konzentrischen Unterlagen 58 A und 58 B besteht, die einstückig miteinander ausgebildet sind. In diesem Fall ist der Druckfilm-Dämpferteil 63 sowohl unterhalb der Unterlage 58 A als auch unterhalb der Unterlage 58 B ausgebildet. Diese An­ ordnung ermöglicht nicht nur die Einstellung des Dämp­ fungsfaktors des Druckfilm-Dämpferteils 62 und des Ela­ stizitätsmoduls des elastischen Teils der Unterlage, son­ dern auch eine größere Zuverlässigkeit des Lagers durch Verringerung der Beanspruchung, da der Längsdruck auf zwei Unterlagen 58 A und 58 B verteilt wird. Fig. 13 zeigt eine andere Modifizierung, bei der der elastische Teil der Unterlage 59 abgestuft ist und dadurch einen zentralen Vorsprung aufweist. Hinter dem zentralen Vor­ sprung ist auf einem Teil des Auflagers 2 ein Unterleg­ stück 10 angeordnet, um ein zentrales Druckfilm-Dämpferteil 64 A auszubilden. Ebenso sind ein innerer und ein äußerer Druckfilm-Dämpferteil 64 B, 64 B vorgesehen. Mit Hilfe dieses Aufbaus kann ein Dämpfungsvermögen erzielt werden, das sich verschiedenen Druckpegeln anpaßt.

Claims (8)

1. Axiallager mit einer Vielzahl von Lagerpuffern, deren Rückseiten jeweils mit einem Zapfen versehen sind, mit einem Auflager, auf dem die Lagerpuffer mittels der Zapfen schwenkbar abgestützt und in Umfangsrichtung angeordnet sind, mit einer auf dem Auflager angeordneten Unterlage, und mit einem elastischen Element, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Auflager (2) befestigte Unterlage (5, 53) einstückig ausgebildet ist, wobei sie Abstützfüße (5 A, 5 B, 53 D) und ein elastisches Teil (5 C, 53 E) als elastisches Element aufweist, und daß zwischen der Rückseite der Unterlage (5, 53) und der gegenüberliegenden Fläche des Auflagers (2) ein Druckfilm-Dämpferteil (6, 61) ausgebildet ist.

2. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterlage (5) einen am Außenum­ fang vorgesehenen Abstützfuß (5 A), einen am Außenum­ fang vorgesehenen Abstützfuß (5 B) und einen zwischen diesen Abstützfüßen (5 A, 5 B) vorgesehenen elastischen Teil (5 C) aufweist.

3. Axiallager nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elastische Teil (5 C; 50 C; 51 C; 52 C) mit Ausschnitten (7; 7 A; 7 B; 7 C) versehen ist, die jeweils zwischen zwei benachbarten Zapfen (4) angeordnet sind.

4. Axiallager nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterlage (53) sich radial erstreckende Abstützfüße (53 D), die in Umfangsrichtung verteilt sind, und elastische Teile (53 E) aufweist, die zwischen jeweils zwei benachbarten, sich radial er­ streckenden Abstützfüßen (53 D, 53 D) angeordnet sind.

5. Axiallager nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mit dem Zapfen (4) in Berüh­ rung stehende elastische Teil (55 E) an seiner radialen Innen- und Außenseite mit Ausschnitten (7 E) versehen ist.

6. Axiallager nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elastische Teil (56 E) an seinem inneren und äußeren Teil jeweils eine Einker­ bung (7 F) aufweist, so daß die radiale Länge des ela­ stischen Teils geringer als die radiale Länge des Ab­ stützfußes ist.

7. Axiallager nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt des Druckfilm-Dämpfungsteils (62) mit Hilfe eines auf dem Auf­ lager (2) vorgesehenen Unterlegstücks (8) veränderbar ist, um somit der Rückseite des elastischen Teils (57 C) entgegenzuwirken.

8. Axiallager nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Druckfilm-Dämpferteile (63, 63) durch Aneinandersetzen mehrerer Unterlagen (58 A, 58 B) in einem einstückigen Aufbau vorgesehen sind.