DE8417551U1 - Führungslager - Google Patents

Description

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A 14 774

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein FUhrungslager flir Wellen, insbesondere zur Aufnahme radialer auf die Welle wirkender und mit Ihr umlaufender Kräfte, durch weiche die Welle ausgelenkt wird.

Durch eine radiale Kraft, die auf eine umlaufende Welle wirkt, wird diese aus Ihrer Mittellage ausgelenkt. Wenn diese radiale Kraft mit umläuft, so läuft auch die Auslenkung der Welle mit um, und es wird ein Kegelschlag erzeugt. Bei einem starr eingebauten Lager, das dieser Schrägstellung oder Auslenkung nicht folgen kann, kommt es an den Rändern der Lagerbuchse oder Lagerschale zu starken Kantenpressungen und dadurch hervorgerufen, zu einem Uberm&äigen Verschleiß. Bei Verwendung von hoch verschleißfesten und damit harten und/oder spröden Lagerwerkstoffen für die Lagerbuchse und die Wellenbuchse, kann ein starrer Einbau des Lagers zum Bruch dieser Buchsen führen.

Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden.

Ihr liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß übermäßiger Verschleiß und Beschädigungen und insbesondere Brüche von Lagerbuchse und Wellenbuchse im wesentlichen vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das FUhrungslager gelenkig gehaltert ist, derart, daß es den Auslenkungen der Welle nachfolgt.

Vorzugsweise ist die Halterung für das Lager in Form einer dünnen, metallischen Ringplatte ausgebildet, die an ihrem Außenrand fest abgestützt ist und die an ihrem Innenrand mit dem Lager, z.B. mit dem Lagergehäuse, verbunden, z.B. verschweißt ist.

Die Halterung für das Lager kann aber auch aus einer Mehrzahl von radialen Bändern aus Metall oder einem faserverstärktem Elastomer bestehen.

Die Bänder aus Metall sind an ihrem Innenende mit dem Lagergehäuse, z.B. verschweißt und an ihrem Außenende fest abgestutzt.

Die Ba'nder aus dem faserverstärktem, z.B. glasfaserverstärktem, Elastomer sind vorzugsweise an ihrem inneren und/oder äußeren Ende gelenkig abgestützt.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die Halterung für das Lager aus einer Mehrzahl von Haken, insbesondere drei um je 120° zueinander versetzten Haken, die in am Lager befestigte Laschen eingehängt sind.

Die Haken können an ihrem äußeren Ende fest abgestutzt sein, wobei sie zweckmäßigerweise eine vorgegebene Neigung zur Horizontalen erhalten. Die Haken können aber auch über je eine Kugel scheibe gelenkig an einer achsfesten Stutze aufgehängt sein.

Beispielsweise AusfUhrungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 als Anwendungsbeispiel schematisch im Schnitt einen Rührbehälter mit vertikaler Welle zeigt, die in erfindungsgemäßen Führungslagern gelagert ist.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht schematisch die gelenkige Abstützung bzw. Aufhängung eines Führungslagers nach der Erfindung.

Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Ausrührungsformen des erfindungsgemäßen Führungslagers.

Fig. 7 zeigt in Ansicht das untere Ende einer vertikalen Welle, die an einem Führungslager nach der Erfindung gelagert ist.

Fig. 8 zeigt das Führungslager nach Fig. 7 und seine gelenkige Aufhängung in Draufsicht.

Fig. 9 zeigt das FUhrungslager nach den Fig. 7 und 8 im Schnitt.

Fig. 10 zeigt eine Alternative zur Abstützung des Führungslagers nach den Fig. 7 und 8.

Fig. 1 zeigt als Anwendungsbeispiel einen RUhrbehälter 10 mit einer vertikalen Welle 12, die durch eine Antriebseinheit 14 angetrieben wird, welche auf dem oberen Ende des RUhrbehä'lters 10 montiert ist.

Die Welle 12 ist radialen, mit der Welle umlaufenden Kräften F ausgesetzt, die z.B. durch RUhrarme und RUhrschaufeln erzeugt werden, wie in Fig. 7 unter dem Bezugszeichen 56 dargestellt.

Die Welle 12 im Rührbehalter 10 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem Zwischenführungslager 16 und in einem Bodenführungslager 18 gelagert. Diese Lager sind, um die radialen Kräfte F ohne wesentliche Beeinträchtigung aufnehmen zu können, und um den Auslenkungen der Welle 12 folgen zu können, gelenkig aufgehängt, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

In Fig. 2 und den folgenden Figuren ist das Führungslager allgemein mit 20 bezeichnet.

Die Welle 12 ist im FUhrungslager 20 gelagert und sie wird durch die radialen Kräfte aus ihrer Mittellage um einen Winkel &. ausgelenkt, der in Fig. 2 aus Gründen der Obersichtlichkeit stark vergrößert dargestellt ist. Er kann in der Praxis beispielsweise bei etwa 3° liegen. Da die radialen Kräfte der Welle 12 umlaufen, läuft auch die Schrägstellung der Welle 12 um den Winkel 3 mit um und erzeugt einen Kegelschlag. Damit das Lager 20 dieser umlaufenden Schrägste!lung bzw. Auslenkung der Welle folgen kann, ist eine Halterung 24 vorgesehen, die an ihrem inneren Ende 30 gelenkig mit dem Gehäuse 22 des Lagers 20 verbunden ist und die an ihrem äußeren Ende 28 fest, vorzugsweise aber ebenfalls gelenkig, mit einer ortsfesten Abstützung 26 verbunden ist.

Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt eine erste praktische Ausfi/hrungsform der Halterung 24, die hier in Form einer dünnen Ringplatte 32 ausgebildet 1st. Die Bohrung der Ringplatte 32 entspricht dem Außendurchmesser des Lagergehäuses 22. Die metallische Ringplatte 32 ist längs ihres Inrienrandes mit der Außenwand des Lagergehäuses 22 verbunden, insbesondere verschweißt. Der Außenrand 28 der zweckmäßigerweise kreisförmigen Ringplatte 32 1st mit der ortsfesten Abstützung 26 verbunden, Insbesondere verschraubt.

Nach der Theorie der dUnnen Platten bilden sich längs der beiden Einspann- «tellen, bzw. Einspannlinien, Gelenke aus, die eine Durchbiegung der Ringplatte 32 und damit eine Schrägstellung des Lagergehäuses 22 ermöglichen.

Fig. 4 zeigt eine Alternative zur Ausführungsform nach Fig. 3. Anstelle einer einteiligen Ringplatte werden hier eine Mehrzahl von metallischen Bändern 34 verwendet, im dargestellten Beispiel acht Bänder, die, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3, an ihrem Innenrand 30 mit dem Lagergehäuse 22 verbunden, z.B. verschweißt sind, während sie an ihrem Außenrand 28 mit der ortsfesten Abstützung 26 z.B. verschraubt sind. Im Betrieb bilden sich, ebenso wie bei der Ringplatte 32 nach Fig. 3, im Bereich der Einspannstellen Gelenke aus, die eine Durchbiegung der Bänder 34 und damit eine Schrägstellung des Lager gehäuses 22 ermögliche>i.

Anstelle metallischer Bänder können, wie Fig. 5 zeigt, Bänder 36 aus einem Elastomermaterial, insbesondere einem faserverstärkten, z.B. glasfaserverstärkten Elastomer verwendet werden.

Die Bänder 36 haben, wie Fig. 5 zeigt, an ihrem inneren und an ihrem äußern Ende je einen Wulst 42. Am Lagergehäuse 22 ist ein Bund 38 und an der ortsfesten Abstützung 26 ist ein Bund 38 fest angebracht, z.B. angeschweißt, und diese ringförmigen Bunde 38 haben jeweils einen ringförmigen Wulst 40. Die Wulste 42 jedes Bandes 36 greifen hinter die ringförmigen Wulste 40, so daß in radialer Richtung eine bewegliche oder gelenkige Verankerung bzw. Verbindung zwischen den Bändern 36 und den Bunden 38 gebildet wird. Um die Bänder 36 an den Bunden 38 zu halten, sind ringförmige Pratzen oder Gegenhalter 44 vorgesehen, derart, daß die Bänder 36 zwischen den Bunden 38 und

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den Geganhaltem 44 angeordnet sind. Die Gegenhalter 44 sind mit den Bunden z.B. durch Schrauben, verbunden, wobei diese Schrauben ggf. auch durch die Bänder 36 hindurchgeführt sein können. Statt der Bänder kann auch eine Ringplatte aus einem Elastomer verwendet werden. Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Halterung oder Aufhängung des Lagergehäuses 22.

An der Außenwand des Lagergehäuses 22 sind hier mehrere Laschen 46 befestigt, z.B. angeschweißt, insbesondere drei um je 120° versetzte Laschen 46, wobei jede Lasche eine öse oder Bohrung 50 besitzt, durch die ein Haken 48 geführt ist. Der Schaft des Hakens 43 erstreckt sich durch eine Bohrung 80 in der festen Abstützung 26 hindurch. Auf das über die feste Abstützung 26 hinausragende Ende des Schaftes des Hakens 48 ist eine Kugelscheibe 52 geschoben, d.h. eine ringförmige Scheibe, deren der Bohrung 80 zugewandte Fläche kugelförmig ausgebildet ist. Das Ende des Schaftes des Hakens 48 ist mit einem Gewinde versehen, auf welches eine Mutter 54 geschraubt wird, durch welche die Kugel scheibe 52 gegen die feste Abstützung 26 angedrückt wird. Die Kugel scheibe 52 ermöglicht eine Schrägstellung des Hakens 48, außerdem wird zwischen der Lasche 46 und dem Haken 48 eine gelenkige Verbindung gebildet.

Fig. 7 zeigt in Ansicht eine zweckmäßige Ausführungsform der festen Abstützung 26, die hier in Form eines Gestells 58 ausgebildet ist, durch welches das Lager 20, in diesem Fall das in Fig. 1 mit 18 bezeichnete Bodenführungslager, gelenkig abgestützt bzw. aufgehängt ist.

Im Lager 20 nach Fig. 7 ist das untere Ende der vertikalen Welle 12 gelagert, auf der ein Rührarm 56 mit Rührschaufeln montiert ist. Das Gestell 58 ist mit Füßen 60 versehen, die am Boden 62 des Rührbehälters befestigt sind.

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf das Gestell 58 nach Fig. 7, wobei die WPlIe 12 geschnitten ist.

Wie dargestellt, sind am Lagergehäuse 22 drei Laschen 46 in Winkelabständen

von je 120° angeschweißt. Jede Lasche 46 hat eine Bohrung, durch welche jeweils ein Haken 48 hindurchgeführt ist, dessen Schaft 82 in der ortsfesten Halterung 26, die Teil des Gestells 58 ist, abgestützt ist.

Jede der ortsfesten Abstützungen 26 besteht, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, aus einem metallischen Band 84, und die drei Bänder 84 sind mit den Füßen verschraubt, die ihrerseits, wie bereits erwähnt, am Boden 62 des Rührbehälters befestigt sind.

Das Lagergehäuse 22 ist somit, wie Fig. 8 zeigt, an drei Punkten aufgehängt, wobei jeweils zwischen einer Lasche 46 und einem Haken 48 ein Gelenk gebildet wird, so daß das Lager 20 den Auslenkungen der Welle 12 nachfolgen kann.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch das Führungslager 20 naclh Fig. 8, sowie die Verbindung des Hakens mit der ortsfesten Abstützung.

Auf der Welle 12 sitzt eine Wellenbuchse 68, die mit der Welle, z.B. mittels Paßfeder, drehfest verbunden ist und mit ihr umläuft. Die Wellenbuchse ist in einer Lagerbuchse 66 gelagert, die im Lagergehäuse 22 sitzt. Die Materialien von Wellenbuchse 68 und Lagerbuchse 66 sind vorzugsweise hoch verschleißfeste Werkstoffe, die ggf. auch hart und/oder spröde sein können.

Die Laschen 46 sind, wie bereits erläutert, in Haken 48 eingehängt, deren Schaft 82 durch eine Bohrung 70 hindurchgeführt ist, die in den Bändern ausgebildet sind, welche die ortsfeste Abstützung 26 bilden. Die Bohrung ist zweckmäßigerweise in Form eines Langloches ausgebildet.

Das über die Abstützung 26 hinausragende Ende des Schaftes 82 ist mit Gewinde versehen, und auf diesem Ende ist eine Scheibe 64 angeordnet, die durch die Mutter 54 gegen die Abstützung 26 angedrückt wird. Zwischen der Scheibe 64 und der Mutter 72 ist eine konische Scheibe 72 derart angeordnet, daß sich der Schaft 82 des Hakens 48 um einen Winkel ß schräg zur Horizontalen einstellen kann, in der Weise, daß der Schaft 82 des Hakens 48 von innen nach

außen relativ zur Horizontalen ansteigt.

Der Winkel ß entspricht im wesentlichen dem Winkel, um den sich die Welle 12 im Betrieb schrägstellt. Dies hat zur Folge, daß im Betrieb bei Auslenkung der Welle der Lagermittelpunkt M, der Gelenkpunkt G und der Abstitzpunkt A im wesentlichen auf einer geraden Linie liegen.

Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen die Ausbildung des Bodenführungslagers 18 nach Fig. 1.

Zur Abstützung, bzw. Aufhängung des Zwischenführungslagers 16 nach Fig. 1 kann dasselbe Gestell 58, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, jedoch ohne die Füße 60, verwendet werden, wobei in diesem Fall die Abstützung 25, die aus den drei Metal!bändern 84 gebildet ist, an der Innenwand des Rührbehälters 10 befestigt ist, anstatt am Boden des Rührbehälters, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 7.

Wird jedoch ein Rührbehälter mit einem Leitrohr 74 verwendet, wie in Fig. dargestellt, so kann das Zwischenführungslager an diesem Leitrohr aufgestützt werden.

(Derartige Leitrohre werden in manchen Fällen zur Führung de% durchzurührenden Fluides verwendet).

Fig. 10 zeigt die Einhängung des Lagergehäuses 22 mit den Haken 48 in ein solches Leitrohr 74. Das Lager, die Laschen 46 und die Haken 48 sind im übrigen in derselben Weise ausgebildet, wie in der Ausführungsform nach Fig. 9.

Wie Fig. 10 zeigt, ist das Leitrohr 74 mit drei in Winkelabständen von je 120° versetzten axialen Schlitzen 78 ausgestattet, die von seinem oberen Stirnende ausgehen. In diese Schlitze 78 sind die Haken 48 von oben her eingeschoben und eingehängt. Auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Schaftes 82 jedes Hakens 48 sitzen, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9, die Scheibe 64 und die konische Scheibe 72, die durch die Mutter 54 gegen die feste Abstützung, die hier durch das Leitrohr 74 gebildet ist, angedrückt

werden. Zwischen der Scheibe 64 und dem Leitrohr 74 ist außerdem eine Platte 76 angeordnet, die an das Leitrohr angeschraubt und an die Krümmung des kreisförmigen Leitrohres 74 angepaßt ist.

Wie Fig. 10 zeigt, sind auch bei dem Zwischenführungslager die Haken zur Horizontalen nach oben schräg angeordnet, in derselben Weise, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 9.

Die erfindungsgemäße Abstützung bzw. Aufhängung der Führungslager ermöglicht es diesen, den Auslenkungen der Welle nachzufolgen wodurch unzulässige Kantenpressungen an der Oberseite und der Unterseite der Lagerbuchse und der Wellenbuchse vermieden werden. Infolge der Schr&gstellung des Lagers ergibt sich eine Ltnienberührung zwischen der Wellenbuchse und der Lagerbuchse und damit eine gleichmäßige Flächenpressung. Der Verschleiß wird dadurch reduziert und ein Bruch von Lagerbuchse oder Wellenbuchse im wesentlichen vermieden.

Claims (9)

ΕΚΑΤΟ .... A 14 774 Batefttghspruche

1. Führungslager für Wellen, insbesondere zur Aufnahme radialer, auf die Welle wirkender und mit ihr umlaufender Kräfte, durch welche die Welle ausgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager 20 gelenkig gehaltert ist, derart, daß es den Auslenkungen der Welle (12) nachfolgt.

2. Führungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für das Lager in Form einer dünnen metallischen Ringplatte (32) ausgebildet ist, die an ihrem Außenrand (28) fest abgestützt und an ihrem Innenrand (30) mit dem Lager (20) verbunden, z.B. verschweißt ist.

3. Führungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für das Lager aus einer Mehrzahl von radialen Bändern (34, 36) aus Metall oder einem faserverstärkten Elastomer besteht.

4. Führungslager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (34) aus Metall an ihrem inneren Rand (30) mit dem Lager verbunden, z.B. verschweißt sind, und daß sie an ihrem äußeren Rand (28) fest abgestützt sind.

5. Führungslager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (36) aus dem Elastomer an ihrem inneren und/oder äußerer Rand (30, 28) gelenkig abgestützt sind.

6. Führungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für das Lager aus einer Mehrzahl von Haken (48), insbesondere drei um je 120° versetzte Haken (48), gebildet ist, die in am Lager (20) befestigte Laschen (46) eingehängt sind.

I

7. Fiihrungslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

% Haken (48) an ihrem äußeren Ende gelenkig über je eine Kugel-

^? scheibe (52) an einer ortsfesten Abstützung (26, 84, 74) aufge

hängt sind.

I

8. Führungslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

: Haken (48) an ihrem äußeren Ende fest mit einer vorgegebenen

Neigung zur Horizontalen abgestützt sind.

9. Führungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für d?s Lager in Form einer Ringplatte aus einem faserverstärkten Elastomer ausgebildet ist, die an ihrem inneren und/oder äußeren Rand gelenkig abgestützt ist.