DE844233C - Radial bewegliches Spindellager fuer schnell umlaufende Maschinenteile, z. B. fuer Schleudertrommeln - Google Patents

Description

• Radial bewegliches Spindellager für schnell umlaufende Maschinenteile, z. B. für Schleudertrommeln Spindeln für schnell umlaufende Maschinenteile sind gewöhnlich mit radial beweglichen Lagern zur Aufnahme der exzentrischen Bewegung der Spindel versehen, die dadurch entsteht, daß ihre Längsachse nicht vollkommen mit der Drehachse zusammenfällt, die durch den Schwerpunkt der umlaufenden Masse gehen muß.
• Bei bestimmten schnell umlaufenden Körpern kommt es außerdem im allgemeinen vor, daß die Unwucht im Laufe der Arbeit größer wird, was z. B. hei Schleudertrommeln infolge ungleichmäßiger Schlammablagerungen eintritt. Dies hat zur Folge, daß die obenerwähnte exzentrische Bewegung der Spindel und der Lager erhöht wird; außerdem erhält die Schleudertrommel' aber eine Neigung zum sog. Pendeln, d. h. zu langsameren und größeren Schwingungen oder Pendelbewegungen, die auf die verschiedenen Teile des Antriebsmechanismus eine sehr schädliche Einwirkung haben. Um dieses Pendeln zu verhindern oder wenigstens zu dämpfen, pflegt man die Lager derart auszubilden, daß außer der gegen die radiale Bewegung wirkenden Kraft, die mittels Federn od. dgl. herbeigeführt wird, noch ein Reibungswiderstand vorhanden ist, welcher sowohl gegen die radiale als auch gegen die tangentiale Bewegung wirkt.
• Bei Schleudertrommeln ist es aus praktischen Gründen üblich, die beiden Lager der Spindel unterhalb der Trommel vorzusehen und nur das der Trommel am nächsten liegende Lager in radialer Richtung beweglich zu machen. Die wenigstens bei größeren Schleudern am meisten verwendete Lagerbauart ist mit einerAnzahl radial verschiebbarer Puffer versehen, die mittels Spiralfedern gegen die Lagerbüchse oder die Lagerschale gepreßt werden. Bei einem radialen Ausschlag wird die Federkraft dadurch erhöht, daß die Federn an der Bewegungsseite mehr als zuvor zusammengepreßt werden, während gleichzeitig die Federn an der entgegengesetzten Seite des Lagers verlängert werden. Die dem Ausschlag entsprechende Federkraft steigt also proportional zur Größe des Ausschlages. Die Summe der auf die Spindel wirkenden radialen Kräfte ist indessen unverändert, und folglich bleiben auch die obengenannten Reibungskräfte unverändert. Dasselbe gilt für andere bereits benutzte Lagerkonstruktionen, z. B. solche mit Blattfedern od. dgl., und es liegt darin besonders hei Schleudertrommeln mit verhältnismäßig schlechter Auswuchtung ein erlieblicher Nachteil.
• Gegenstand der Erfindung ist ein in radialer Richtung bewegliches Lager, bei dem der Reibungswiderstand gegen die Lagerbewegung bei der radialen Verschiebung des Lagers steigt.
• In der Zeichnung werden in den Abt). 1, 2, 3 und 4 fünf :\usführungsforinen der Erfindung gezeigt, die sich jedoch hiermit- nicht erschöpft. Die _\1i1>. 1, 3 und 4 sind Längsquerschnitte der Lagerausbildung, Abt). 2 ist eine Endansicht eines Puffers des Lagers nach Abb. i.
• In den Abb. i und 2 ist die Spindel i in der Büchse 2 gelagert, die zwischen eine Anzahl in radialer Richtung beweglicher Puffer 3 eingesetzt ist. Die Puffer 3 sind geteilt und bestehen aus vier Sektionen 31 mit etwas Spielraum zwischen jedem Paar. Das gegen die Spindel i gerichtete Ende 4 des Puffers 3 ist innen als Kegel, Pyramide od. dgl. geformt, in die ein entsprechend geformter Teil 5 eingreift, der an der Büchse 2 anliegt. Die Puffer 3 sind in austauschbare Büchsen 6, die in ein Gehäuse 7 eingeschraubt sind, eingesetzt und werden durch diese geführt. Der radiale Druck auf die Büchse 2 wird durch Spiralfedern 8 lierbeigeführf, die zwischen die Puffer 3 und in die Büchsen 6 eingesetzte Schraubdeckel 9 eingespannt sind. Das Gehäuse 7 ist im Maschinengestell io befestigt.
• Die Wirkungsweise des Lagers ist wie folgt: Die Federn 8 sind mit einer gewissen Kraft vorgespannt, so daß der Kegel 5 die geteilten Puffer 3 auseinanderspreizt und sie an den Führungsflächen in den Büchsen 6 gut anliegen. Es kann somit an diesen Stellen kein Spielraum entstehen. Bei radialer Verschiebung der Spindel 2 zur einen Seite werden die Federn auf dieser Seite zusammengedrückt, und die Federkraft wird in entsprechendem Maße erhöht, was zur Folge hat, daß der Druck auf die Führungsflächen der Puffer und somit auch der Reibungswiderstand erhöht wird. Durch Anpassen des Kegelwinkels kann in jedem besonderen Fall eine geeignete Steigerung des Reihungswiderstandes erhalten werden. In Abt). 3 ist die Spindel i finit einem Kugellager i i versehen, das in einen Halter 12 eingesetzt ist, der mit einem Flansch 13 versehen ist, welcher auf dem :Maschinengestell io ruht. Der Halter 12 wird mittels eines Ringes 14 und einer Anzahl Spiralfedern 15 gegen (las Gestell 1o gepreßt. Iin übrigen zeigt die Abb. 3 die beiden folgenden Ausführungsformen Auf der linken Seite der Abb.3 ist die obere Kante 161 des Flansches abgerundet und liegt an einer kegeligen oder ausgebuchteten Fläche 171 an der durch die Bolzen 181 geführten Unterseite des Ringes 14 an.
• Auf der rechten Seite der Abb. 3 hat der Flansch 13 eine Kugelfläche 16z, die an einer entsprechenden Kugelfläclie-17z des Ringes 14 von demselben Halbmesser anliegt. l)er Ring 14 wird hier von Bolzen 18, geführt, die eine :\nschwellung 19 geeigneter Form haben.
• Die @\'irkungsw-eise dieses Lagers ist wie folgt: Bei einer radialen Verschiebung der Spindel i wird auch der Halter 12 verschoben, und der Flansch 13 gleitet an dem Ring 14, (fier \-oii den Bolzen 181 und 182 zentriert wird. Bei einer :\nordnung nach der linken Seite der Abt). 3 wird also der Ring 14 in axialer Richtung mit der \\'irkung verschollen, daß die Federn 15 zusammengepreßt werden und der Druck zwischen den lAeitflächen 161 und 171, d. h. der Reibungswiderstand, wesentlich steigt. Indem man der Fläche 171 eine geeignete Form gibt, kann man erreichen, daß die der radialen Be-#vegung entgegengerichtete Kraft bedeutend stärker als geradlinig proportional zur radialen Verschiebung des Lagers ansteigt. Die Anlagefläche zwischen dem Flansch 13 und dem Ring 14 wird indessen bei dieserAnordnung verhältnismäßig klein.
• Die auf der rechten Seite der Abb.2 gezeigte Anordnung wirkt nahezu in derselben Weise wie die auf der linken Seite; (la aber die Anlageflächen 162 und 172 kugelig sind und denselben Krümniungshalbmesser haben und der Ring 14 kippbar ist, weil er nur durch die Anschwellungen i9 der Bolzen 182 zentriert wird, werden die Flächen 1,6., und 17, bei einer Verschiebung des Halters 12 in radialer Richtung immer voll aneinander anliegen. Anstatt von den Bolzen 181 und -i82 geführt zu werden, kann der Ring 14 auch von einer federnden Membran od. dgl. gehalten oder zwischen radiale federbelastete t'tiffer bekannter Ausführung eingesetzt werden.
• In Abt). 4 liegt die Spindel i in einem Kugellager i i, das mittels der finit (;e\\-inde versehenen Hülse 2o auf der Spindel befestigt wird. Ein Lagergehäuse 21 ist mittels holzen 22 am NIascliiliengestell io befestigt. , Weiterhin zeigt auch :'\111s. 4 auf ihren beiden Längsseiten zwei etwas voneinander abweichende Ausführungsformen der I?i-fin(lung.
• Auf der linken Seite der :11111.4 ist (las Kugellager i i in eine Hülse 23 eingesetzt, die oben mit einem kleinen Flansch 24 versehen ist. Auf die Hülse 23 ist ein Federring 25 gesteckt, der die Form eines Doppelkegels hat. Unterhalls des Federringes 25 ist ein diesen tragender Federring 26, angeordnet, der aber die Gestalt eines Doppeltellers hat. Zur Aufnahme und Führung des Ringes 262 dient ein Ansatz 27 im Gestell 1o. Oberhalb des Ringes 25 ist ein dritter Federring 26i angeordnet, der wie der Ring 261 gestaltet ist und von einem Ansatz 28 im Gehäuse 21 geführt wird. Mit Hilfe der Bolzen 22 können die Federn 25, 261 und 26, in geeigneter Weise vorgespannt werden.
• Bei der etwas allgeänderten Ausführung auf der rechten Seite der ->b. 4 wird das Kugellager i i von einem oberen Ring 291 mit kegelförmigerOberseite sowie von einem unteren Ring 292 mit kegelförmiger Unterseite umschlossen. Ober- und unterhalb dieser Ringe sind, ähnlich wie auf der linken Hälfte der Abbildung, Federringe 301 und 302 angeordnet, die denselben Kegelwinkel wie die Ringe 291 bzw. 292 haben. Zwischen dem Federring 301 und dem Gehäuse 21 sowie zwischen dem Federring 302 und dem Gestell io sind noch Federringe 311 und 3 i" angeordnet, die wie der Ring 25 ausgeführt sind. Die Anlagefläche für die Feder 311 im Gehäuse 21 kann man ebenfalls als Kegelfläche mit demselben Spitzenwinkel wie die Feder 31, ausführen; dasselbe gilt für die Anlagefläche der Feder 31, am Gestell 1o. Die Federringe 301, 302- 31, und 31z werden mittels der Bolzen 2@2 vorgespannt.
• Die Wirkungsweise des Lagers nach Abb.4 ist folgende: Bei einer radialen Verschiebung der Spindel i wird bei einer Anordnung nach der linken Seite der Abb. [ die Zwischenfeder 25 zwischen die äußeren Federn 261 und 262 hineingepreßt und dadurch deren Spannung erhöht; gleichzeitig erfolgt ein Gleiten zwischen den Berührungsflächen der Federn.
• Bei einer Anordnung nach der rechten Seite der .1b11. 4 tritt ebenfalls eine Zusammenpressung dir Federringe ein, aber das Gleiten kann an den Anlageflächen sowohl zwischen den Federn als auch zwischen den Federn 31" 31, und dem Gehäuse 21 bzw. (lern Gestell io erfolgen.
• Infolge der Gestaltung der Federringe wird die Federkraft verhältnismäßig klein bei kleinen Ausschlägen der Spindel, steigt aber dann bedeutend stärker als im linearen Verhältnis zur Größe des Ausschlages an. Dies gilt auch für dieradialeFederkraftkoenponente und den Reibungswiderstand, weshalb diese Ausbildung für Spindeln von Schleudertrommeln besonders günstig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, (laß die Federringe auch axiale Drücke aufnehmen können.
• Obgleich (las in =\1111. .4 gezeigte Federringprofil, d. h. ein nahezu reines V-Profil, besonders geeignet ist, kann (las 1_ager auch lnit anderen Federprofilen befriedigend arbeiten. So kann das Profil auch gebogene Seiten hallen, d. Il. die Ringe können anstatt kegeliger, gewölbte Flächen hallen. Ferner können beispielsweise die Ringe 301 und 311 sowie 302 und 312 durch je einen einzigen Ring von Z-Profil ersetzt werden. \lan kann auch die Anzahl derFederringe ändern und das Lager sogar mit nur einem Federring ausstatten, wein' es wie in A1111.3 gezeigt ausgeführt wird und die Scheibe 1.1 und die-Spiralfedern 15 durch einen solchen Ring ersetzt werden.

Claims (7)

1. PA-TENTANSPRUCH-E: i. Radial bewegliches Spindellager für schnell umlaufende Maschinenteile, z. B. für Schleudertrommeln, dadurch gekennzeichnet, (laß zwischen (lern beweglichen und dem festen Teil des Lagers Reibungskörper angeordnet sind, deren lZeibungswiderstand gegen die radiale Bewegung beim radialen Verschieben des Lagers ansteigt.
2. 2. Ausführungsform des Lagers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der radial bewegliche Teil (2) des Lagers zwischen einer Anzahl aufgeschnittener oder geteilter federbelasteter Puffer (3) angeordnet ist, die in dem festen Lagergehäuse (7) geführt und in radialer Richtung verschiebbar sind und in die kegelige, pyramidenförmige oder mit ähnlichen Schrägflächen versehene Teile (5) eingesetzt sind, die entweder gegen den beweglichen Teil (2) des Lagers oder gegen die auf die Puffer wirkenden Federn (8) drücken, wodurch die Puffer sich ausdehnen und der Druck gegen ihre Führungsflächen in dem festen Lagergehäuse (6, 7) bei einer Erhöhung der auf die Puffer wirkenden Federkraft ansteigt.
3. 3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen für die Puffer (3) in austauschbaren Hülsen (6) liegen, die im Lagergehäuse (7) befestigt sind.
4. Ausführungsform des Lagers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der radial bewegliche Teil (12, 13) des Lagers zwischen zwei in radialer Richtung festliegende, aber in axialer Richtung gegeneinander verschiebbare oder kippbare Flächen eingesetzt ist, von denen die eine oder beide eine kegelige oder gewölbte Form haben und mit Hilfe einer oder mehrerer axial wirkender Federn gegen den beweglichen äußeren Teil (13) des Lagers drücken.
5. 5. Lager nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet.- (laß die eine oder beide axial verschiellharen oder kippbaren Flächen (17z) kugelförmig sind und daß derjenige Teil (i62) des radial beweglichen Lagerteils (i3y, der gegen diese Fläche oder Flächen anliegt, eine Kugelfläche *Von demselben Krümmungs'halbmesser wie die entsprechende Anlagefläche ist.
6. 6. =1usführungsform des Lagers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der radial bewegliche Teil (iil, 411 292) des Lagers von einer oder mehreren ringförmigen Federn gehalten wird, die aus je zwei oder mehreren kegeligen oder gewölbten Ringen derart zusammengesetzt ist, (laß ihr Profil ein V, Z oder W mit geraden oder gekrümmten Seiten bildet, lind (laß der oder die äußersten Federringe von (lein oder den festen Teilen des Lagers geführt oder in radialer Richtung festgehalten sind.
7. 7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Flächen der festen und/oder radial beweglichen Teile desLagers, gegen welche die Federringe anliegen, eine derartige Form haben, daB die Federringe bei einer radialen Verschiebung der beweglichen Teile des Lagers axial zusammengedrückt werden. B. Lager nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch Anordnungen zum Vorspannen der Federringe in axialer Richtung.