DE1942638A1 - Wellenlagerung - Google Patents

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

!!" (S 318) S 69/060

Ulb/Kp

20.August 1969

Il Wellenlagerung

: Die Erfindung betrifft eine Wellenlagerung mit einem in

J] einem Lagersitzkörper, wie einem Gehäuseteil oder dergleichen, ';' eingepaßten mindestens eine zylindrische Lagerlauffläche aufi^! weisenden Lagerkörper. Sie betrifft vornehmlich solche Lagerungen, bei denen das Lagerlaufspiel, also der Spalt zwischen der Lagerlauffläche und der Lauffläche am Wellenzapfen in radialer Richtung, sowohl in der Herstellung als auch während des Betriebes innerhalb enger Toleranzen auf einen bestimmten Wert gehalten werden muß. Sie betrifft ferner bevorzugt die Fälle, bei denen zwischen dem Lagersitzkörper und dem Wellen-

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zapfen betriebsbedingte größere Temperaturunterschiede eintreten können.

Es ist bekannt, daß sich die .Durchmesser der Lagerbohrung einer ganz einfachen Lagerbüchse, als einfachster Form eines Lagerkörpers, an verschiedenen Stellen gemessen, beim Einbau in eine Aufnahmebohrung des Lagersitzkörpers in Abhängigkeit von der. Passung der Lagerbüchse in dem Lagersitzkörper verändern. Bei komplizierten Bauformen treten diese Änderungen natürlich auch auf, nur ist die Erkennung der Abhängigkeitsverhältnisse viel schwieriger, oder auch gar nicht mehr möglich. Die Erfindung geht auf die Festetellungen und erkenntnisreichen Gedanken zurück, daß Veränderungen der Durchmesserwerte auch nach vollzogenem Einbau auftreten können, wenn zwischen den die Lagerlauffläche umgebenden Teilen des Lagerkörpers und dem Lagersitzkörper eine Änderung des Temperaturunterschiedes eintritt. Derartige Temperaturunterschiede können z.B. entstehen, wenn sich die die Lagerlauffläche umgebenden Teile des Lagerkörpers infolge der Reibungswärme im Lager stärker erwärmen als der Lagersitzkörper oder wenn z.B. der Lagersitzkörper als Teil- eines Gehäuses einer in der Kältetechnik verwendeten Maschine im Betrieb stark abgekühlt wird, während die Abkühlung an der Lagerlauffläche wegen der Reibungswärme nicht oder nur in geringem Maße zustandekommt. Da für fortschrittlich

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\ konstruierte Maschinen, insbesondere für Schnell- und Schnellstläufer der Lagerspalt in möglichst engen zulässigen Toleranzen gehalten werden muß, können die durch die Temperaturunterschiede hervorgerufenen Unterschiede in der Wärmedehnung der miteinander in Beziehung stehenden Bauteile wie Wellenzapfen, Lagerkörper und Lagersitzkörper zu einer über- bzw. Unterschreitung der zulässigen Toleranz für das Lagerspiel und damit zu Punktionsstörungen des Lagers führen. Dies soll bei ! einer Wellenlagerung der vorbeschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, daß der Lagersitzkörper und/oder der Lagerkörper in Nähe des Lagersitzes eine radial gerichtete erhöhte elastische Verformbarkeit aufweist, die mindestens gleich groß der durch die Temperaturunterschiede auftretenden Wärmedehnungsunterschiede zwischen Wellenzapfen, Lagerkörper und Lagersitzkörper ist. Dabei sind die der elastischen Verformung entgegenwirkenden Kräfte ins Oleichgewicht mit den von der Wärmedehnung hervorgerufenen KrSften gebracht. Dieser Vor-Ij schlag geht von der Erkenntnis aus, daß sich die von den Lagerbetriebsbedingungen abhängigen Lagerspalttemperaturen auf die der Lagerlauffläche und der ZapfenlaufflMche benachbarten Teile des Lagerkörpers bzw. der Welle den örtlich vorliegenden bzw. einstellenden Wärmeltitverhältnissen entsprechend mitteilen und dementsprechend unterschiedliche Wärmedehnungen und Spannungen, - also Unterschiede in der körperlichen Veränderung - in den Teilen hervorrufen. Bei einem besonders zweck-

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mäßigen Lösungsvorschlag können in dem Lagersitzkörper und/oder in dem Lagerkörper ringförmige,sich hauptsächlich senkrecht zur radialen Richtung erstreckende Nuten ausgebildet sein, und zwar bevorzugt in Nachbarschaft der Einpaßfläche zwischen Lagerkörper und Lagersitzkörper. In vorteilhafter Weise können dabei die ringförmigen Nuten ,in gleichem und in verschiedenem radialen Abstand und axial versetzt zueinander angeordnet sein. Auch kann es zweckmäßig sein, daß sich die radial benachbarten Nuten in axialer Richtung teilweise überschneiden. Durch diese Maßnahme kann die radial gerichtete elastische Verformbarkeit verbessert werden. Dem gleichen Zwecke kann eine Ausführung dienen, bei der die Summe der

Längen des Querschnittes der ringförmigen Nuten mindestens gleich der Lagersitzlänge ist. Die ringförmigen Nuten können

nach einem weiteren erfinderischen Gedanken zumindest teilweise in das Kanalsystem des Shhmiermittelflusses eingeschaltet sein, wodurch ein perlpherer Temperaturausgleich und eine bauliche Vereinfachung der Wellenlagerung erzielbar ist. Auch die zumindest; teilweise Ausbildung von ringförmigen Kuten

als Pührungakanäle für ein klimatisierendes Medium stellt eine zweckmäßige Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Wellenlagerung dar.

Eine Wellenlagerung nach den vorstehenden Merkmalen soll nicht nur dazu dienen, das Lagerepiel bei verschiedenen Temperatur*

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ORIGINAL INSPECTED

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differenzen konstant zu halten, sondern sie kann ebensogut noch dazu dienen, das Lagersplel bei gewissen Temperaturdifferenzen nach einer ganz bestimmten Gesetzmäßigkeit zu ändern. Für die beschriebene Wellenanordnung sind grundsätzlich alle Schmierstoffe verwendbar.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wellenlagerung im Schnitt dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Wellenlagerung mit einem kombinierten Radial-Axiallager. Dabei ist die Welle 1 zur Bildung einer Planfläche 2 für das Axiallager und einer zylindrischen Lagerlauffläche 3 für das Radiallager abgesetzt ausgeführt. Die Gegenlaufflächen 4 bzw. 5 des Axial- bzw. Radiallagers befinden sich an einer Lagerbüchse 6. Diese ist-in einem zylindrischen Lagersitz 7 in einem Gehäuseteil 8 eingepaßt; ihre Befestigung erfolgt dabei mittels Flanschschrauben 9. Zwischen der Planfläche 2 an der Welle 1 und der Planfläche an der Lagerbüchse 6 1st ein Lagerspiel 10 und zwischen der Lauffläche 3 des Wellenzapfens 1 und der Lagerlauffläche 5 der Lagerbüchse 6 ist ein Lagersplel 11 vorgesehen. Da sich bei den bisherigen Ausführungen das Lagerspiel H mit der Art der Passung der Lagerbüchse 6 im Lagersitz 7 verändert, .wobei diese Änderungen in der Art der Passung nicht nur von den Herstellungswertön der Einzelteile, sondern auch

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von deren jeweiligen Temperatur abhängig sind, ist zur erfindungsgemäßen Abwendung dieser Erscheinung die Lagerbüchse 6· in der Nähe des Lagersitzes 7 mit einer radial gerichteten erhöhten elastischen Verformbarkeit, ausgestattet, die dadurch erreicht ist, daß Nuten 12, 13, 14, 15, 16 angeordnet sind. Die Nuten 14 und 15 sind hier in das Kanalsystem für das Schmiermittel einbezogen, zu dem auch die Bohrungen 17 und 18 gehören. Durch die Anordnung der Nuten 12 bis 16 können sich bei Temperaturunterschieden der Lagerlaufflächen und die Lagersitzfläche ¹J weitgehend unabhängig voneinander verformen, wobei die Temperatur und damit die Wärmedehnung an den laufflächennahen Teilen von Welle und Lagerbüchse gleich sind, so daß das Lagerspiel in seiner exakten Größe erhalten bleibt.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch eine Wellenlagerung mit einem kombinierten Radial- Axiallager für eine Welle 21 in einer Lagerbüchse 22, die in einem Lagersitzkörper 23 angeordnet 1st. Im Gegensatz zur Fig. 1 ist hier der Lagersitzkörper 23 mit einer radial gerichteten erhöhten elastischen Verformbarkeit ausgestattet, indem in Nähe des Lagersitzes 24 ringförmige Nuten 25, 26,.27, 28, 29 ausgebildet sind, <Üe sich in axialer Richtung teilweise überschneiden und fm gleichem 25, 28 bzw. 26, 27 und verschiedenem 25, 26 bzw. 28, 2? radialem Abstand angeordnet sind. Auch hier sind die Nuten 26, 27 Teile des Kanalsystems f(|_r ein Schmiermedium, au dem auch die Bohrungen 30* 31 gehören.

7 Patentansprüche y _Q . . _ 1 Bi.fcfc S.iohaui^⁹⁸²

Claims (7)

1. (S 318) S 69/60

   Ulb/Kp

   20.August I969

   ,Patentansprüche

   (1.) Wellenlagerung mit einem in einem Lagersitzkörper, wie einem Gehäuseteil oder dergleichen, eingepaßten mindestens eine zylindrische Lagerlauffläche aufweisenden Lagerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersitzkörper (8, 2j5) und/oder der Lagerkörper (6, 22) in Nähe des Lagersitzes (7, 24) eine radial gerichtete erhöhte elastische Verformbarkeit aufweist, die mindestens gleich groß der durch die Temperaturunterschiede auftretenden Wärmedehnungsunterschiede zwischen Wellenzapfen (1, 21), Lagerkörper (6, 22) und Lagersltzkörper (6, 23) ist, wobei die der elastischen Verformung entgegenwirkenden Kräfte ins Gleichgewicht mit den von der Wärmedehnung hervorgerufenen Kräften gebracht sind.

   OftlGINAL INSPECTED

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2. 2. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagersitzkörper (8, 23) und/oder in dem Lagerkörper (6, 22) ringförmige, sich hauptsächlich senkrecht zur radialen Richtung erstreckende Nuten (12, 13, 14, 15, 16: ?5, 26, 27, 28, 29) ausgebildet sind.
3. 3. Wellenlagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Nuten (12 - 16: 25 - 29) in gleichem (12/13, 14/15; 25/28, 26/27) und in verschiedenem (12/15/16, 13/14; 25/26, 27/28) radialen Abstand und axial versetzt zueinander angeordnet sind.
4. 4. Wellenlagerung nach Anspruch 1 bis 3 j dadurch gekennzeichnet, daß sich die radial benachbarten Nuten (12/15, 13/14: 25/26, 27/28) in axialer Richtung teilweise überschneiden.
5. 5. Wellenlagerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Längen des Querschnittes der ringförmigen Nuten mindestens gleich der Lagersitzlänge ist.

   149*21-/0736. * _m<m al

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6. 6. Wellenlagerung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Nuten (14, 15: 26, 27) zumindest teilweise in das Kanalsystem (17/18: 30/31) des Schmiermittelflusses eingeschaltet sind.
7. 7. Wellenlagerung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Nuten zumindest teilweise Führungskanale für ein klimatisierendes Medium sind.

   ORIGINAL INSPECTED

   Λ).

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