DE3414774A1 - Lagerung fuer eine drehbare spindel - Google Patents
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Description
Lagerung für eine drehbare Spindel
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine drehbare Spindel mit einem Lagergehäuse, das zwei nahe beieinander angeordnete
Lager einfaßt, von denen eines axiale und das andere radiale Kräfte übertragen soll, wobei das Lagergehäuse elastisch in
einem Rahmen so aufgehängt ist, daß es gegenüber dem Rahmen eine gewisse radiale und axiale Bewegungsfreiheit hat.
Lagerungen dieser Art werden bspw. in Verbindung mit bestimmten;
Zentrifugal-Separatoren mit einem Rotor'angewandt, der am :
Oberteil einer vertikalen drehbaren Spindel angeordnet ist.
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Das Lagergehäuse befindet sich hierbei unmittelbar unter dem Rotor am oberen Spindelende. Weiterhin ist die Spindel in ihrem
unteren Teil mit einem Kugellager gelagert.
Spindeln dieser Art sind erheblichen Kräften ausgesetzt, da ein Zentrifugenrotor bis zu einer Tonne wiegen und mit einer Geschwindigkeit
von 5000 U/min umlaufen kann. Es ist daher wesentlich, daß die Arbeitsbedingungen für die Lager die
bestmöglichen sind, so daß keine unnötige Wärme auftritt. Die Lager werden im Betrieb des Zentrifugal-Separators geschmiert
durch einen ölnebel, der axial durch das Lagergehäuse strömt. Der ölnebel wird mittels eines durch die Spindeldrehung·
angetriebenen Sauggebläses von unten aufwärts durch das Lagergehäuse gesaugt.
! Trotz der wirkungsvollen Schmierung der Lager auf die.oben er-,
läuterte Weise hat sich herausgestellt, daß im Lagergehäuse un-
■
• erwünschte Wärme und Schwingungen auftreten, so daß die gesamte
Aufhängung in bestimmten Fällen nur eine sehr eingeschränkte
Nutzungsdauer erreicht.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Arbeitsbedingungen und eine längere Nutzungsdauer für Lagerungei
der beschriebenen Art zu erreichen.
COPY
Dieses Ziel wird bei einer Lagerung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Lagergehäuse
in zwei. Teile unterteilt ist, die jeweils eines der Lager einfassen, daß eine erste Federeinrichtung vorgesehen
ist und Radialkräfte zwischen dem Rahmen und dem das Radiallager einfassenden Teil des Lagergehäuses überträgt, während
eine zweite Federeinrichtung vorgesehen ist und Axialkräfte zwischen dem Rahmen und dem das Axiallager einfassenden
Lagergehäuseteil überträgt, und daß die Lagergehäuseteile eine Winkelbewegung zueinander um zur Spindel rechtwinklige
Achsen ausführen, aber so miteinander im Eingriff stehen,
daß sie sich nicht gegeneinander in Umfangsrichtung der
Spindel bewegen können.
Lagergehäuseteil überträgt, und daß die Lagergehäuseteile eine Winkelbewegung zueinander um zur Spindel rechtwinklige
Achsen ausführen, aber so miteinander im Eingriff stehen,
daß sie sich nicht gegeneinander in Umfangsrichtung der
Spindel bewegen können.
Auf diese Weise erreicht man, daß die äußeren Laufringe der
beiden Lager verschiedene Winkelpositionen relativ zueinander einnehmen können, ohne daran durch ein starres Lagergehäuse
gehindert zu werden, d.h. die gleichen Winkelstellungen wie die inneren Lagerringe einnehmen können, die jeweils
mit einem Spindelteil vereint sind und daher den jeweiligen Bewegungen dieser Spindelteile folgen, wenn die
Spindel sich biegt. In dem begrenzten Gebiet zwischen den
Lagern ist die Spindelbiegung zwar äußerst gering; trotzdem hat sich erwiesen, daß man mit der vorliegenden Erfindung
eine erheblich verbesserte Lagerungsfunktion erhält. Es ist damit möglich geworden, die eingangs erwähnten Probleme mit
Spindel sich biegt. In dem begrenzten Gebiet zwischen den
Lagern ist die Spindelbiegung zwar äußerst gering; trotzdem hat sich erwiesen, daß man mit der vorliegenden Erfindung
eine erheblich verbesserte Lagerungsfunktion erhält. Es ist damit möglich geworden, die eingangs erwähnten Probleme mit
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Schwingungen und unerwünschter Wärmeentwicklung erheblich abzuschwächen.
Die Erfindung ist unten unter Bezug auf die beigefügte
Zeichnung ausführlich erläutert, die einen Längsschnitt durch eine Lagerungsanordnung für die Spindel eines Zentrifugal-Separators
zeigt.
In einem Zentrifugal-Separator ist eine den Zentrifugenrotor
tragende Spindel 1 in in einem Lagergehäuse 2 eingesetzten Lagern gelagert. Bei diesen Lagern handelt es sich oben um ;
ein Rillen-Kugellager 3 und unten um ein Schrägkugellager 4. Das untere Spindelende ist drehbar in einem sphärischen Kugel- '
lager 5 gelagert. Der Zentrifugenrotor wird mit einem nicht
gezeigten Antrieb gedreht. Ein Zahnrad 6 auf der Spindel kämmt . mit einem Zahnrad 6a mit einem Schwungrad, wobei die Zahn- ;
räder von dem Antrieb angetrieben werden.
Das Lagergehäuse besteht aus einem oberen Gehäuseteil 7 und einem unteren Gehäuseteil 8, die miteinander über eine sogenannte
Klauenkupplung 9 in Eingriff stehen; die Kanten der einander zugewandten ringförmigen Teile des Lagergehäuses
sind folglich entlang des Umfangs mit Zähnen ausgebildet, die mit vorbestimmten Spiel so miteinander kämmen, daß zwischen
den Teilen des Lagergehäuses eine gewisse Bewegungsfreiheit ι
besteht, wobei man trotzdem ein gemeinsames Lagergehäuse erhält
das die beiden Lager aufnimmt. Die hier gezeigte und beschriebene Kupplung ist nur eine bevorzugte Ausführungsform;
andere Kupplungen, die die gleiche Funktion erfüllen, sind ebenfalls einsetzbar.
Der obere Gehäuseteil 7 hat einen Ringflansch 10, der mittels umfangsmäßig verteilter Bolzen 11, 12 elastisch zwischen zusammengedrückten,
vorzugsweise ringförmigen Gummihülsen 13 bzw. 14 oder einer entsprechenden Federungseinrichtung liegt.
Diese Gummihülsen sind so dimensioniert, daß sie im wesentlichen die gesamte Radialkraft, die die Spindel auf den Rahmen
betrieblich ausüben kann, übertragen. In Löchern der unteren Gummihülse 14 befinden sich in ümfangsrichtung über diese verteilt
Druckschraubfedern 15. Diese Schraubfedern 15 sollen
einen kleinen Teil der von der Spindel auf den Rahmen zu übertragenden Axialkraft übertragen, d.h. denjenigen Teil, den das
Kugellager 3 übertragen soll. Dank der Schraubfedern 15 ist vermieden, daß die untere Gummihülse 14 wesentlich stärker
komprimiert wird als die obere Gummihülse 13.
Das untere Lagergehäuseteil 8 sitzt elastisch auf Schraubfedern 16, 17 oder ähnlichen Federeinrichtungen auf, die
in Ümfangsrichtung verteilt und so dimensioniert sind, daß
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sie den größeren Teil des Gewichts der Spindel und des auf ihr sitzenden Rotors aufnehmen.
Durch die Drehung der Spindel 1 wird ein Luftstrom durch das ■Lagergehäuse in der mit den Pfeilen 18, 19 gezeigten Richtung
geführt, wobei dieser Luftstrom einen ölnebel mitreißt, der in der Kammer 20 vorliegt; auf diese Weise erfolgt die
Schmierung der Lager 3, 4. Dieser Luftstrom wird mit einem Flügelrad 20a erzeugt, das auf der Oberseite des Lagergehäuseteils
7 sitzt. Damit der ölnebel nicht an einer Kappe über der Aufhängung vorbeigesaugt wird, sind zur Abdichtung
an der unteren Kappenkante ein O-Ring 2 2 und an der oberen Kappenkante eine Nylon-Ringdichtung 23 vorgesehen. In den Lagern
3, 4 verbrauchtes öl kann aus dem Lagergehäuse durch den
von der Klauenkupplung gebildeten Schlitz zwischen den Lagergehäuseteilen 7, 8 austreten. Das Lagergehäuse wird also
selbsttätig von verbrauchtem öl gereinigt.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Lagerung kann zunächst das gesamte Lagergehäuse 7, 8 sich radial und auch axial bewegen,
wenn die Spindel 1 sich verbiegt. Zweitens können die Lagergehäuseteile 7,8 sich relativ zueinander bewegen derart,
so daß die äußeren und inneren Laufringe beider Lager 3, 4
eine winklige Lageänderung der Spindel beim Durchbiegen mitmachen können.
Die oben beschriebene und in der Zeichnung gezeigte Lagerung kann natürlich auch in anderem Zusammenhang als bei Zentrifugal-Separatoren
verwendet werden.
Claims (4)
1. Lagerung für eine drehbare Spindel (1) mit einem Lagergehäuse,
das zwei nahe beieinander angeordnete Lager (3, 4) einfaßt, von denen eines Axial- und das andere Radialkräfte übertragen
soll, wobei das Lagergehäuse elastisch derart in einem Rahmen angeordnet ist, daß es axial und radial eine gewisse Bewegungsfreiheit
relativ zum Rahmen hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse in zwei Teile (7, 8) unterteilt ist, die
COPY
jeweils eines der Lager (3, 4) aufnehmen, daß eine erste Federeinrichtung (13, 14) vorgesehen ist und Radialkräfte
zwischen dem Rahmen und dem das Radiallager (3) einfassende Lagergehäuseteil (7) überträgt, während eine zweite Federeinrichtung
(16, 17) vorgesehen ist und Axialkräfte zwischen dem Rahmen und dem das Axiallager (4) einfassenden Lagerge- ;
häuseteil (8) überträgt, und daß die Lagergehäuseteile (7,8) eine Winkelbewegung relativ zueinander um zur Spindel (1) '
rechtwinklige Achsen ausführen können, aber miteinander so im Eingriff stehen, daß sie sich in ümfangsrichtung der
Spindel (1) nicht gegeneinander bewegen können.
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagergehäuseteile (7, 8) miteinander über eine sogenannte
Klauenkupplung (9) um die Spindel (1) herum in Eingriff stehen.
3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2 für eine vertikale Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Lagergehäuseteil (7)
einen Umfangsflansch (5) aufweist, der im Rahmen radial und axial federnd nachgiebig gelagert ist, während das untere Lagergehäuseteil
(8) von Rahmen über vertikal wirkende Federn (16, 17) abgestützt ist, die um die Spindel herum angeordnet
sind.
4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Flansch zwischen zwei um die Spindel herum verlaufenden Gummiringen (13, 14) gelagert ist und Ausnehmungen im unteren Gummiring (14) zwischen dem Flansch (10) und dem den
Gummiring (14) tragenden Rahmenteil Federeinrichtungen (15) enthalten.
der Flansch zwischen zwei um die Spindel herum verlaufenden Gummiringen (13, 14) gelagert ist und Ausnehmungen im unteren Gummiring (14) zwischen dem Flansch (10) und dem den
Gummiring (14) tragenden Rahmenteil Federeinrichtungen (15) enthalten.
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