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Einrichtung zur Abstützung eines sich drehenden Körpers
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Die dargestellte Ausführungsform zeigt als Beispiel eine Anwendung der Erfindung auf einen Drehofen, wie er in den Fig. 1 und 2 als ganzer abgebildet ist, dessen Tiegel 20 zylindrische Rollreifen 21 aufweist, die auf Rollen 22 ruhen, die Gürtelrollen genannt werden und dazu dienen, den Tiegel zu tragen und vorteilhafterweise auch anzutreiben. Einer dieser Reifen 21 wirkt an seiner Seitenfläche 23 mit Stützrollen 24 zusammen, die einen axialen Anschlag für den Tiegel bilden.
Eine solche Ofenanlage hat grosse Abmessungen und bringt bedeutende Kräfte ins Spiel, woraus sich folgendes ergibt : Schwierigkeiten, die schweren und sperrigen Einzelteile der Anlage mit der nötigen Genauigkeit zu bearbeiten ; Mangel an Steifigkeit der Einzelteile infolge ihrer Abmessungen und ihrer Herstellungsweise, nämlich im allgemeinen durch Schweissen in Handarbeit ; schliesslich Deformationen durch die Belastung und solche thermischen Ursprunges während des Betriebes.
Aus diesen verschiedenen Gründen ist es schwer, geometrische Mängel und Unvollkommenheiten der ganzen Anlage zu vermeiden, was die Gefahr bedingt, erhöhte Flächenpressungen zwischen den Rollen 22 bzw. 24 und den Reifen 21 zu verursachen, was deren Haltbarkeit schadet. Eine Vergrösserung der Ab- messungen der miteinander in Berührung kommenden Teile, um die Spannungen zu vermindern, wäre illusorisch. So würde die Vergrösserung der Breite der Rollen und der Reifen die Einrichtung gegen die vorgenannten Mängel nur noch empfindlicher machen.
Gemäss der Erfindung wird die im Stammpatent beschriebene Einrichtung für den Einbau der Rollen 22 und/oder der Rollen 24 verwendet, um eine Selbsteinstellung der gegenseitigen Berührungsflächen zu bewirken und die Konzentrierungen der Berührungsspannungen zu vermeiden.
Die Fig. 3-5 betreffen eine Anwendung der im Stammpatent beschriebenen Einrichtung beim Einbau der Gürtelrollen 22.
Jede dieser Rollen 22 ist fest mit einer Achse 25 verbunden, die in Lagern 26 drehbar gelagert ist, die von einer rahmenförmigen Wiege 27 getragen werden. Diese Wiege ist unabhängig und stützt sich mit jedem ihrer Enden auf einen Träger 28 des festen Ofengerüstes mittels irgendeiner geeigneten Vorrichtung, welche die Wirkung eines Kugelgelenkes ermöglicht, u. zw. vorzugsweise die im Stammpatent beschriebene Einrichtung mit Fettpolster 11.
Diese Einrichtung besitzt, wie Fig. 5 deutlicher zeigt, eine kreisförmige Höhlung 12, die im Ende der Wiege 27 ausgespart ist. In dieser Höhlung 12 liegt einMetallring 13, der auf dem Träger 28 aufruht. Der Ring 13 erhält eine Dichtung 14, die mit der Wand der Höhlung 12 zusammenwirkt, und eine Dichtung 15, die mitdemTräger 28 zusammenwirkt, wodurch eine dichte Kammer begrenzt wird, die mit Fett gefüllt ist, das den Fettpolster 11 bildet. Es ist eine Fettreserve 16 vorgesehen, die mit dem Polster 11 in Verbindung steht. Diese Reserve ist durch ein Gewindeorgan 18 verstellbar, wodurch eine Einstellung der Dicke des Polsters 11 ermöglicht wird.
DieWiege 27, die auf dieseWeise mit ihren beiden Enden auf den Fettpolstern 11 ruht, ist um den gemeinsamen Durchmesser der beiden Fettpölster schwenkbar, d. i. um eine waagrechte Linie in der Ebene der Fig. 3. Dies ermöglicht, zu erreichen, dass im Berührungspunkt die Erzeugenden des Rollreifens 21 mit jenen der Rolle 22 in der den beiden Profilen gemeinsamenBerührungsebene zusammenfallen.
Einer der beiden Ringe 13 ist auf seinem Träger 28 ortsfest angebracht, während der andere 13a vollkommen frei ist und sich auf seinem Träger 28 verschieben kann. Die Wiege 27 hat durch eine Zentriervorrichtung das Bestreben, in ihre Mittelstellung zurückzukehren ; diese Zentriervorrichtung weist beispielsweise Federn 29 auf, die an dem zum freien Ring 13a gehörigen Ende der Wiege angreifen.
Die Wiege 27 hat auf diese Weise eine Freiheit, um den festen Fettpolster 11 zu schwenken.
Daher kann jede Rolle 22 eventuellen Abweichungen des Reifens 21 folgen, die parallel zur Drehachse sind. Das seitliche Gleiten zwischen dem Reifen 21 und der Rolle 22 wird durch ein Gleiten des freien Fettpolsters 11 auf seinem Träger 28 ersetzt, was viel geringere Reibungskräfte hervorruft.
Wenn die Rolle 22 den Drehungsantrieb des Tiegels 20 bewirkt, kann die Bewegung z. B. durch ein Getriebe 30 mit Schnecke und tangierendem Schneckenrad übertragen werden, das fliegend am Ende der Achse 25 der Rolle 22 angebracht ist. Die aus dem übertragenen Drehmoment entspringende Reaktion wird von der Wiege 27 mittels eines an ihr bei 32 angelenkten Armes 31 aufgefangen.
Dies gestattet dem ganzen Getriebe 30, allen Bewegungen der Rolle 22 zu folgen.
Die Schnecke des Getriebes 30 wirdvoneinemElektromotor 33 angetrieben, beispielsweise durch eine Welle 34 und Kupplungen 35 mit Innenverzahnung, wobei die Welle 34 genügend lang vorgesehen sein muss, damit die durch die Verschiebungen des Getriebes 30 entstehenden Winkelabwei- chungen für die Kupplungen 35 in annehmbaren Grenzen bleiben.
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Die Fig. 6-9 betreffen eine Anwendung der im Stammpatent beschriebenen Einrichtung auf den Einbau. der Stützrollen 24.
Diese Stützrollen 24 haben Kegelstumpfform und sind paarweise auf Schwinghebeln'40 angebracht, die in geeigneter Weise längs der Rollfläche 23 verteilt sind. Die Achse 41 jeder Rolle 24 ist so geneigt, dass die Spitzen der Kegel der verschiedenen Rollen 24 mit dem Drehungsmittelpunkt 42 der Rollfläche 23 zusammenfallen. Diese ist im dargestellten Beispiel eben.
Die eventuellen Verschiebungen der Rollen 24 auf dieser ebenen Fläche 23 verursachen so nur wenig Störung der Berührungsverhältnisse und insbesondere weniger als z. B. zwischen zwei konischen Flächen entstünden.
Jeder Schwinghebel 40 ist auf einer Achse 43 drehbar gelagert, die von einer Wiege oder einem Träger 44 getragen wird. Die Enden dieses Trägers 44 stützen sich auf Balken 45 des festen Gerüstes durch irgendein Zwischenglied, das ein Kugelgelenk bildet, u. zw. vorzugsweise durch die Einrichtung mit Fettpolster 11 gemäss dem Stammpatent. Dies gestattet ein Verschwenken des Trägers 44 umdengemeinsamenDurchmesserderbeidenFettpölster 11, d. i. eine lotrechte Linie in der Ebene der Fig. 6, was die Selbsteinstellung der Erzeugenden der Rollen 24 auf die ebene Rollfläche 23 bewirkt.
Die Ringe 13 werden auf dem Gerüst 45 durch je eine Achse 46 an ihrem Platz gehalten. Eine der Achsen 46 ist ortsfest angebracht, während die andere 46a in einem Langloch 47 des Ringes parallel zur Längsachse des Trägers 44 verschiebbar ist, d. i. eine lotrechte Linie in der Ebene der Fig. 6 oder Fig. 8, um die Wirkungen der Ausdehnung aufzufangen. Man erhält auf diese Weise dreierlei : eine Verteilung der Last auf jede Rolle 24 desselben Schwinghebels 40 durch dessen Drehung um die Achse 43 ; Selbsteinstellung der Erzeugenden der Rollen 24 auf die Erzeugenden der Rollfläche 23 ; genaue Regelung des Einbaues der Rollen 24 durch Einstellen der Fettreserven 16 mittels der Schrauben 18.
Ausserdem sind gemäss der Erfindung Mittel vorgesehen, um eine Verteilung der Gesamtbelastung auf die verschiedenen Schwinghebel 40 zu erzielen. Demgemäss stützt sich ein Ende des Trägers 44 mittels des Fettpolsters 11 auf eine Platte 48. Diese ist mit dem festen Gerüst 45 durch ein weiches oder elastisches Glied verbunden, wie z. B. eine Feder oder Tellerfedern und vorzugsweise durch eine hydraulische Winde 49, die mit einem vorgespannten ölpneumatischen Akkumulator 50 in Verbindung steht.
Die Vorspannung des Akkumulators 50 wird so gewählt, dass die Gesamtheit der Schwinghebel 40 den Tiegel 20 in allen Fällen innerhalb der Hubgrenzen der Winde 49 in seiner Arbeitsstellung im Gleichgewicht hält. Eine augenblickliche Überlastung eines der Schwinghebel 40 z. B. unter der Wir- kung einer örtlichenDeformation der Lauffläche 23 wirkt sich durch eine Verschiebung. des Kolbens der Winde 49 in einer Druckerhöhung im zugehörigen Akkumulator 50 aus. Die auf diese Weise aufgespeicherte Energie wird bei der Rückkehr zu den normalen Laufverhältnissen zurückgegeben.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Varianten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Abstützung eines sich drehenden Körpers auf einem Tragrahmen, die auch bei hoher Belastung eine Selbsteinstellung ohne merklichen Widerstand ermöglicht, mit mindestens einem zwischen einer Stützplatte des Tragrahmens und einer Pfanne des Lagergehäuses (Lagerbock) angeordneten Stützpolster, wobei die Höhlung der die Belastung durch den sich drehenden Körper aufnehmenden Pfanne der Stützplatte zugewendet ist, wobei der Stützpolster aus Starrfett besteht und von einem in den Rand der Pfanne mit Spiel eingreifenden Abschlussring umgeben ist, der sowohl gegenüber dem Pfannenrand als auch gegenüber der Stützplatte des Tragrahmens mittels je einer Dichtung abgedichtet ist,
so dass zufolge des Gleitens des Starrfett-Polsters und des Spiels des Abschlussringes die Schale in bezug auf die vorgenannte Stützplatte verschiebbar und neigbar ist, nach dem Patent Nr. 236173, dadurch gekenn- zeichnet, dass die aus Stützplatte, Pfanne (12) und Fettpolster (11) sowie Abdichtung (13, 14, 15) be- stehende Lagervorrichtung eine Wiege (27, 44) trägt, die wenigstens eine Welle (25, 43) mittels eines oder mehrerer Lager (26) aufnimmt.
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Device for supporting a rotating body
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The embodiment shown shows, as an example, an application of the invention to a rotary kiln, as it is depicted as a whole in FIGS. 1 and 2, the crucible 20 of which has cylindrical rollers 21 which rest on rollers 22, which are called belt rollers and are used to to carry the crucible and advantageously also to drive it. One of these tires 21 cooperates on its side surface 23 with support rollers 24 which form an axial stop for the crucible.
Such a furnace system has large dimensions and brings significant forces into play, which results in the following: Difficulties in processing the heavy and bulky individual parts of the system with the necessary accuracy; Lack of rigidity of the individual parts as a result of their dimensions and their method of manufacture, namely generally by welding by hand; finally, deformations due to the load and such thermal origins during operation.
For these various reasons it is difficult to avoid geometrical defects and imperfections of the entire system, which creates the risk of causing increased surface pressures between the rollers 22 or 24 and the tires 21, which damages their durability. Increasing the dimensions of the parts that come into contact with one another in order to reduce the stresses would be an illusion. Increasing the width of the rollers and tires would only make the device more sensitive to the aforementioned deficiencies.
According to the invention, the device described in the parent patent is used for installing the rollers 22 and / or the rollers 24 in order to bring about a self-adjustment of the mutual contact surfaces and to avoid the concentration of the contact stresses.
3-5 relate to an application of the device described in the parent patent when installing the belt rollers 22.
Each of these rollers 22 is fixedly connected to an axle 25 which is rotatably mounted in bearings 26 which are carried by a frame-shaped cradle 27. This cradle is independent and is supported at each of its ends on a support 28 of the fixed furnace frame by means of any suitable device which enables the action of a ball joint, u. between preferably the device with fat pad described in the parent patent 11.
As FIG. 5 shows more clearly, this device has a circular cavity 12 which is recessed in the end of the cradle 27. In this cavity 12 lies a metal ring 13 which rests on the carrier 28. The ring 13 is provided with a seal 14 which cooperates with the wall of the cavity 12, and a seal 15 which cooperates with the carrier 28, thereby delimiting a sealed chamber which is filled with fat which forms the fat pad 11. A fat reserve 16 is provided which is connected to the pad 11. This reserve can be adjusted by means of a threaded member 18, which enables the thickness of the pad 11 to be adjusted.
The cradle 27, which in this way rests with its two ends on the fat pads 11, is pivotable about the common diameter of the two fat pads, i. i. around a horizontal line in the plane of Fig. 3. This makes it possible to achieve that at the point of contact the generatrices of the tire 21 coincide with those of the roller 22 in the plane of contact common to the two profiles.
One of the two rings 13 is fixedly attached to its carrier 28, while the other 13a is completely free and can move on its carrier 28. By means of a centering device, the cradle 27 tends to return to its central position; this centering device has, for example, springs 29 which act on the end of the cradle belonging to the free ring 13a.
In this way, the cradle 27 is free to pivot around the fixed fat pad 11.
Therefore, each roller 22 can follow possible deviations of the tire 21 which are parallel to the axis of rotation. The lateral sliding between the tire 21 and the roller 22 is replaced by a sliding of the free fat pad 11 on its support 28, which causes much lower frictional forces.
When the roller 22 effects the rotational drive of the crucible 20, the movement can e.g. B. be transmitted by a gear 30 with worm and tangent worm wheel, which is attached to the end of the axis 25 of the roller 22 overhung. The reaction resulting from the transmitted torque is absorbed by the cradle 27 by means of an arm 31 hinged to it at 32.
This allows the entire transmission 30 to follow all movements of the roller 22.
The worm of the gear 30 is driven by an electric motor 33, for example by a shaft 34 and clutches 35 with internal teeth, the shaft 34 must be long enough so that the angular deviations for the clutches 35 caused by the displacements of the gear 30 remain within acceptable limits .
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6-9 relate to an application of the device described in the parent patent to the installation. of the support rollers 24.
These support rollers 24 have the shape of a truncated cone and are attached in pairs to rocking levers 40 which are suitably distributed along the rolling surface 23. The axis 41 of each roller 24 is inclined so that the tips of the cones of the various rollers 24 coincide with the center of rotation 42 of the rolling surface 23. This is flat in the example shown.
The possible displacements of the rollers 24 on this flat surface 23 cause little disruption of the contact conditions and in particular less than z. B. would arise between two conical surfaces.
Each rocker arm 40 is rotatably mounted on an axle 43 which is carried by a cradle or a support 44. The ends of this beam 44 are supported on beams 45 of the fixed framework through some intermediate link forming a ball joint, u. between preferably by the device with fat pad 11 according to the parent patent. This allows the carrier 44 to pivot about the common diameter of the two fat pads 11, i. i. a vertical line in the plane of FIG. 6, which causes the self-adjustment of the generators of the rollers 24 on the flat rolling surface 23.
The rings 13 are held in place on the frame 45 by an axle 46 each. One of the axes 46 is fixedly attached, while the other 46a is displaceable in an elongated hole 47 of the ring parallel to the longitudinal axis of the carrier 44, i.e. i. a perpendicular line in the plane of Figures 6 or 8 to accommodate the effects of expansion. In this way three things are obtained: a distribution of the load on each roller 24 of the same rocker arm 40 by its rotation about the axis 43; Self-adjustment of the generators of the rollers 24 to the generators of the rolling surface 23; precise regulation of the installation of the rollers 24 by adjusting the fat reserves 16 by means of the screws 18.
In addition, means are provided according to the invention in order to achieve a distribution of the total load on the various rocker arms 40. Accordingly, one end of the carrier 44 is supported by means of the fat pad 11 on a plate 48. This is connected to the fixed frame 45 by a soft or elastic member, such as, for. B. a spring or plate springs and preferably by a hydraulic winch 49 which is connected to a preloaded hydropneumatic accumulator 50.
The preload of the accumulator 50 is selected so that the totality of the rocking levers 40 keeps the crucible 20 in equilibrium in all cases within the stroke limits of the winch 49 in its working position. A momentary overload of one of the rocker arms 40 z. B. under the effect of a local deformation of the running surface 23 acts through a displacement. of the piston of the winch 49 in a pressure increase in the associated accumulator 50. The energy stored in this way is returned when you return to normal running conditions.
The invention is of course not restricted to the embodiment described, but rather encompasses all possible variants.
PATENT CLAIMS:
1. Device for supporting a rotating body on a support frame, which enables self-adjustment without noticeable resistance even under high loads, with at least one support pad arranged between a support plate of the support frame and a socket of the bearing housing (bearing block), the cavity of the load by the rotating body-receiving pan facing the support plate, the support pad consists of rigid fat and is surrounded by a locking ring that engages with play in the edge of the pan and is sealed against both the pan edge and the support plate of the support frame by means of a seal is
so that, due to the sliding of the rigid fat pad and the play of the end ring, the shell can be slid and tilted with respect to the aforementioned support plate, according to patent no. 236173, characterized in that the support plate, pan (12) and fat pad (11) and seal (13, 14, 15) existing bearing device carries a cradle (27, 44) which receives at least one shaft (25, 43) by means of one or more bearings (26).