Hydraulisch gesteuerte elastische Lagerung Die Erfindung bezieht sich auf eine hy draulisch gesteuerte elastische Lagerung einer vorzugsweise waagrecht angeordneten Welle. Derartige Lagerungen sind grundsätzlich be kannt und dienen zur Erreichung eines Laufes der Wellen mit überkritischer Drehzahl. Bei senkrechten Wellen bietet die Anwen dung sehr weicher, rein radial wirkender Federungen des Lagerkörpers, um relativ niedrige kritische Drehzahlen des Systems Lagerkörper-Wellen-Läufer zu erreichen, keine Schwierigkeiten,
da das Gewicht der Welle und des Läufers senkrecht nach unten wirken und somit der Lagerkörper durch die Riiekstellkraft immer wieder in die genaue Mittellage zuriiekgeführt wird. Bei waagrech ten Wellen und relativ niedrigen kritischen. Drehzahlen besteht dagegen die Neigung, dass sieh der Lagerkörper und damit die Welle mit dem Läufer entsprechend der Weichheit der Federung unter dem angreifenden Gxe- wicht um einen merkbaren, meist unzulässig grossen Betrag senkt. Die Rückführung des Lagerkörpers und damit der Welle und des Läufers in die Mittellage kann dabei z. B. vor dem Anlauf durch Stellschrauben vorge nommen werden.
Diese bekannte Rüekstelhang ist jedoch deshalb nachteilig, da die Senkung des Lagers und der genannten weiteren Teile auch während des Umlaufes der Welle Ver änderungen ausgesetzt sein kann, so dass eire einanal vorgenommene Einstellung der Stell- schrauben sich bald als ungenau herausstellen kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt ins besondere die Behebung des vorgenannten Mangels und damit vor allem die Schaffung einer selbsttätig und zuverlässig wirkenden Rückstelleinrichtung. Sie besteht darin, dass das Lager mit einer hydraulisch wirkenden Rückstelleinrichtung versehen ist, welche das Lager bei Überschreitung einer vorbestimmten Auslenkung, insbesondere Absenkung, selbst tätig wieder in die gewünschte Mittelstellung zurückführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine solche Rückstelleinrichtung in zwei senli:recht aufeinander stehenden Richtungen, bei waagrecht angeordneter Welle, z.
B. senk recht und waagrecht am Lagerkörper, wirk sam ist.
Die hydraulische Rückstelleinrichtung be steht bei waagrecht angeordneter Welle zwecli- mässig aus einem senkrecht zur Wellenachse zumindestens in senkrechter Richtung beweg lich angeordneten und das Lager in dieser Richtung federnd umschliessenden und halten den Ring, der in senkrechter Richtung vor zugsweise unterhalb des Lagers über eine Kolbenstange in einen Steuerkolben einer Steuervorrichtung übergeht, welche zur Steuerung der Lage des Ringes relativ zu einem feststehenden äussern Lagergehäuse dient.
Dieser Ring kann weiterhin vorteilhaft in einem rechten Winkel zum genannten Steuerkolben in einen zweiten Steuerkolben einer gleichartigen Steuervorrichtung über gehen, die das Lager bei überschreitimg einer bestimmten seitlichen Verlagerung in die ge wünschte Mittellage zurückführt, wobei der Ring mit jeder der beiden Kolbenstangen der art querbeweglich verbunden ist, dass die über die eine Kolbenstange mögliche Verschiebung des Ringes nicht auf die andere Kolbenstange übertragen werden kann.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dar gestellt.
Es zeigen: Fig. 1 die elastische Lagerung in einem Schnitt axial zur gelagerten Welle, Fig. 2 bis 5 die hydraulische Steuerein richtung der Lagerung gemäss Fig. 1 in vier verschiedenen Stellungen, Fig. 6 eine Seitenansicht des den Lager körper umgebenden Ringes der hydraulischen Rückstelleinrichtung in einer gegenüber Fig. 1 geringfügig abgewandelten Ausfüh rung.
Die dem Ausführungsbeispiel entspre chende elastische Lagerung umfasst zu nächst die gelagerte Welle 1, die an ihrem freien Ende in einen Läufer 2 übergeht, ein kurz vor dem freien Ende befindliches Kugel lager 3 und einen den äussern Laufring des Kugellagers fest umschliessenden Lagerkörper 4.
Dieser Lagerkörper ist entlang seinem äussern zylindrischen Umfang 5 von einem oder mehreren vorzusweise gleichmässig ver teilten Federmigskörpern 6 umgeben, die zur elastischen Lagerung des Lagerkörpers 4 mit samt dem Kugellager 3 und der Welle 1 nebst Läufer 2 in einem den Lagerkörper 4 umge benden Ring 7 einer hydraulischen Rückstell- einrichtung dienen, die ihrerseits schliesslich in einem feststehenden Lagergehäuse 8 ange ordnet ist.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Ring 7 der hydraulischen Rückstelleinrichtung in nerhalb des Lagergehäuses 8 in senkrechter Richtung beweglich angeordnet und geht senkrecht unter dem Lagerkörper 4 über eine Kolbenstange 9 in einen Steuerkolben 10 einer. hydraulischen Steuereinrichtung über, die zur Steuerung der Lage des Ringes 7 relativ zu dem feststehenden Lagergehäuse 8 dient.
Die hydraulische Steuereinrichtung besteht ausser dem Steuerkolben 10 aus einem in dem Lagergehäuse 8 befindlichen und den Steuer kolben 10 aufnehmenden Zylinderraum 11, aus welchem der Steuerkolben 10 nach beiden Seiten, das heisst nach oben und nach unten mit einem gleichen Kolbenstangenquerschnitt herausführt. Dabei befindet sich an dein freien untern Ende 9' der Kolbenstange 9 eine im Lagergehäuse 8 feststehend angeord nete und in einem axialen Sackloch 12 der Kolbenstange 9 dicht geführte Steuerbüchse 13, die ganz durchbohrt und unten offen ist.
Etwa an der Stelle der Mittelstellung des Steuerkolbens 10 führt eine Querbohrung 14 des Lagergehäuses 8 an eine äussere Ringnute 15 des Steuerkolbens 10 und steht, von dort aus über eine radiale Bohrung 15' des Steuer kolbens 10 mit dessen Sackloch 12 in Verbin dung. An der Einmündungsstelle in das Sael-- loeh 12 ist die Bohrung 15' noch durch eine Längsnute 16 in beiden Längsrichtungen der art erweitert, dass die Verbindung von der Bohrung 14 über die äussere Ringnute 15 und die Bohrung 15' zu einer axial zu dieser Boh rung angeordneten Bohrung 17 in der innern Steuerbüchse 13 auch dann aufrechterhalten bleibt,
wenn der Steuerkolben 10 nach oben oder unten maximale Ausschläge ausführen sollte.
Oberhalb und unterhalb der Querbohrung 1.7 weist die feststehende Steuerbüchse 13 jc eine weitere Querbohrung 18 bzw. 19 auf, die nach aussen mit anschliessenden und unmittel bar oberhalb bzw. unterhalb des Steuerkol bens 10 in den Zylinderraum 11 mündenden Querbohrungen 20 bzw. 21 der Kolbenstange 9 in Verbindung stehen. Dabei sind auch die Querbohrungen 20 und 21 so gross ausgeführt, dass die Verbindung zwischen den benachbar ten Bohitingen 18 bzw 19 und dem Zylinder raum. 11 ständig gewahrt bleibt, auch wenn der Steuerkolben maximale Ausschläge aus führt.
Innerhalb der Steuerbüchse 13 ist weiter hin ein axial verschiebbarer Steuerschieber 22 angeordnet, der sich am untern Ende einer die Kolbenstange 9 und den Ring 7 in einer axialen Bohrung 23 nach dem Innenraum des Ringes 7 hin durchsetzenden Schieberstange 24 befindet und über diese Schieberstange 24 fest mit dem Lagerkörper 4 des Lagers ver bunden ist. Dieser Steuerschieber ist inner halb der Steuerbüchse 13 lediglich durch zwei äussere Bunde 25 und 26 geführt, die in einem solchen Abstand voneinander und in einer solchen Höhe -um den Schieber heriuu angeordnet sind, dass sie die Bohrungen 18, 19 der Steuerbüchse 13 gerade dann überdecken, wenn sich der Lagerkörper 4 in seiner Mittel stellung befindet.
Die Überdeckung ist dabei bei einer genauen Mittelstellung des Lager körpers 4 nach beiden Seiten der Bohrungen <B>18,</B> 19 hin gleich gross, so dass der Lagerkör per 4- und damit die Welle 1 mit dem Läufer<B>'-'</B> Schwingungen mit Ausschlägen in der CTrö- ssenordnung der Exzentrizitäten von Welle 1 und Läufer 2 ausführen können, ohne dass bei diesen geringen Ausschlägen die innern Öff nungen der Bohrungen 18 und 19 durch den Steuerschieber 22 freigegeben werden wür den.
In dem Steuerschieber 22 befindet sich ähnlich wie in der Kolbenstange 9 ein von unten axial hineingebohrtes Sackloch 27, wel- ehes bis kurz über den obern Bund 25 in ihn hineinragt. Dieses Sackloch 27 steht oberhalb des Bundes 25 durch eine Querbohrung 28 mit dem ausserhalb und oberhalb des Steuer.- sehiebers befindlichen Teil des Sackloches 1'? in Verbindung.
Die hydraulische Rückstelleinrichtung ist weiterhin von der Bohrung 14 aus mit der Zuführungsleitung einer nicht besonders dar gestellten Druchölpumpe und von der untern Öffnung 29 der Steuerbüchse 13 aus mit einer Riiekleitung für das durch die Rüekstellein- richtung durchgesetzte Öl in ebenfalls nicht besonders dargestellter Weise verbunden.
Der das eigentliche Lager in sich aufneh mende Lagerkörper 4 und der Ring 7 sind beidseitig von je einem in dem Lagergehäuse 8 in Richtung der Welle verschiebbar geführten Bremsring 30 umgeben, wobei die Bremsringe mittels äusserer Federglieder 31 von beiden Ailssenseiten her an Kegelflächeh 32, 33 gegen den Lagerkörper 4 gepresst werden und damit das Lager in seiner Mittelstellung feststellen können. In dem Ring 7 ist weiterhin parallel zur Welle 1 liegend ein zwei Kolben 34, 35 enthaltender Zylinder 36 angeordnet, wobei die Kolbenstangen<B>37,</B> 38 dieser Kolben 34, 35 beidseitig aus dem Zylinder 36 und damit aus dem Ring 7 herausragen.
Der Zylinder 36 ist in seinem Mittelteil über eine Öffnung 40 mit einer Zuführungsleitung 41 verbunden, durch welche Drucköl in den Zylinder 36 einge führt werden kann. Die Wirkungsweise dieser einfachen Feststelleinrichtung zur wahlweisen Feststellung des Lagers in seiner Mittelstel lung, z. B. beim Durchfahren einer kritischen Drehzahl, geht aus Fig. 1 ohne weiteres her vor. Werden die Kolben 34, 35 durch in dem Zylinder 36 befindliches Drucköl nach den beiden Stirnseiten des Zylinders hin bewegt, so stützen sich deren beide Kolbenstangen 37, 38 gegen je einen Bremsring 30 ab und halten gemeinsam die Bremsringe in einem solchen Abstand von dem Lagerkörper 4, dass dieser über die Federkörper 6 unbeeinträchtigt aus federn kann.
Das Lagergehäuse 8 ist schliesslich beid seitig des Lagerkörpers 4 unmittelbar bis an diesen herangeführt und bildet dort je einen Bund 39, wobei beide, den Lagerkörper ein schliessenden Bunde 39 diesem eine derartige Pührung geben, dass er in Richtung der Welle 2 festgelegt, jedoch senkrecht dazu frei ver schiebbar ist.
Die hydraulische Rückstelleinrichtung der vorbeschriebenen elastischen Lagering wirkt folgendermassen Senkt sich die Welle 1 und damit der Lagerkörper 4 und der Steuerschieber 22 aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Mittelstellung, z.
B. in eine in Fig. 2 dargestellte tiefere Stel lung, so kann das Drucköl bzw. entsprechende andere Druckmittel in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile durch die Querbohrung 14, die radiale Bohrung 15', die Querbohrung 17 und den innerhalb der Steuerbüchse 13 ausserhalb des Steuerschiebers 22 zwischen dessen Bunden 25, 26 bestehenden Raum über die Querbohrung 19 der Steuerbüchse 13 unter den Steuerkolben 10 treten, während gleichzeitig das über dem Steuerkolben 10 befindliche Öl durch die obere Querbohrung 18, den oberhalb des Steuerschiebers 22 be findlichen Raum des Sackloches 12 und die Querbohrung 28 des Steuerschiebers 22 in das Sackloch 27 der Steuerbüchse 22 und damit durch die untere Öffnung 29 der Steuerbüchse drucklos abfliessen kann.
Damit wird der Steuerkolben 10 durch das unter ihm befindliche Drucköl nach oben verscho ben, wobei auch trotz der dazwischenliegen den Federung 6 der Lagerkörper 4 und damit schliesslich auch der Steuerschieber 22 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung angehoben wird, bei der die Querbohrungen 1$ und 19 der Steuerbüchse 13 durch die Bunde 25, 26 des wieder in seine Mittelstellung zurückge kehrten Steuerschiebers 22 wieder abgedeckt werden.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, unter scheidet sich die neue Gleichgewichtsstellung gegenüber der Stellung gemäss Fig. 1 lediglich dadurch, dass der Steuerkolben 10 nunmehr etwas angehoben und damit die Federung 6 unterhalb des Lagerkörpers 4 mehr vorge spannt ist.
Wird gemäss Fig. 4 der Steuerschieber 22 z. B. durch entsprechende Schwingungen der. Welle 1 so weit nach oben verschoben, dass das Drucköl nunmehr an dem obern Bund 25 über die Querbohrung 18 der Steuerbüchse <B>1.3</B> auf die Oberseite des Steuerkolbens 10 treten kann, wobei zugleich das unter dein Steuerkolben 10 - befindliche Öl durch die Querbohrung 19 der Steuerbüchse 13 und die untere Öffnung 29 derselben abfliesst (in Richtung der Pfeile in Fig. 4), so wird der Steuerkolben 10 nunmehr durch das Drucköl nach unten verschoben und der Lagerkörper 4 über die Federung 6 nach unten hin ent lastet,
bis schliesslich der Steuerschieber 22 und damit die Welle 1 gemäss Fig. 5 wie derum die Mittelstellung eingenommen haben. Im Gegensatz zur Mittelstellung gemäss Fig. 3 befindet sich nun der Steuerkolben 10 jedoch unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Stellung.
Während die vorbeschriebenen Schwin gungen des Lagerkörpers 4 und entsprechende Gegensteuerungen mittels der hydraulischen Steuereinrichtung dann möglich sind, wenn die Bremsringe 30 durch im Zylinder 36 kie- findliches Drucköl über die Kolben 34, 35 und deren Kolbenstangen 37, 38 beidseitig des Lagerkörpers in einem ausreichenden Abstand gehalten werden, wird der Lagerkörper 4 und damit die Welle 1 dann in der Mittelstellung starr festgehalten, wenn das im Zylinder 36 befindliche Öl z B. durch eine in der Zulei tung 41 eröffnete Ableitung abfliessen kann.
Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 1 gering fügig abgewandelte hydraulische Steuerein- richtung, bei der der Ring 7' in einem reeh- ten Winkel zum in dieser Abbildung nicht sichtbaren untern Steuerkolben 10 bzw. zu dessen sichtbarer Kolbenstange 9cc in einen zweiten Steuerkolben 9b einer gleichartigen Steuervorrichtung übergeht., die das Lager<B>3,</B> 4 bei Überschreitung einer bestimmten seit lichen Verlagerung in die gewünschte Mittel lage zurückführt.
Bei dieser doppelt wirken den hydraulischen Rückstelleinrichtung ist der Ring 7' mit jeder der beiden Kolbensta.ii- gen 9a., 9b derart querbeweglich verbunden, dass die über die eine Kolbenstange (9a bzw. 9b) mögliche Verschiebung des Ringes "i' nicht auf die andere Kolbenstange (9b bzw. 9a.) übertragen werden kann.