DD153614A1

DD153614A1 - Trommellagerung,insbesondere fuer trommelwaschmaschinen und zentrifugen

Info

Publication number: DD153614A1
Application number: DD80224568A
Authority: DD
Inventors: Erich Barth; Henry Bochmann; Harald Fischer; Harry Kempe; Guntram Solbrig; Volkmar Solbrig; Goetz Voidel; Hans Wellner
Original assignee: Erich Barth; Henry Bochmann; Harald Fischer; Harry Kempe; Guntram Solbrig; Volkmar Solbrig; Goetz Voidel; Hans Wellner
Priority date: 1980-10-15
Filing date: 1980-10-15
Publication date: 1982-01-20
Also published as: DE3134633A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trommellagerung fuer Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen, die unterschiedlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt und mit Waelzlagern ausgestattet sind. Durch die Erfindung soll die Aufgabe geloest werden, einen hinsichtlich der mechanischen Belastungen und verwendeten Werkstoffe entsprechenden optimalen Lagersitz mit je einem Waelzlager zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Lagersitze sowohl in der Nabe als auch auf der Welle nur in den Randzonen harte Presssitze darstellen und dazwischen Freisparungen aufweisen, so dass zwei Auflageringflaechen vorhanden sind, wobei die montageseitig zuerst gepresste breiter ist als die zweite Auflageringflaeche und dass die Freisparungen in ihrer Breite in Abhaengigkeit vom Werkstoff der Welle bzw. Nabe und Breite des Waelzlagers so bemessen sind, dass bei der gewaehlten Passung infolge geringer Stauchung und Glaettung im Pressbereich etwa gleiche elastische Flaechenvorspannung und Oberflaechenverdichtung besteht. Moegliche Anwendungsgebiete sind Trommellagerungen fuer Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen sowie Lagerungen, bei denen der Werkstoff des Lagersitzes wesentlich weicher als der des Lagers ist.

Description

Trommellagerung, insbesondere für Trommelwaschmaschinen . und Zentrifugen

Anwendungsgebiet.der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trommellagerung für Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen, die unterschied™ liehen mechanischen Belastungen ausgesetzt und mit Wälzlagern ausgestattet sind«

Trommellagerungη für beidseitig horizontal gelagerte Trommeln sind in der Form bekannt, daß 'jedes Lager mit zwei in. einem axialen Abstand zueinander angeordneten Wälzlagern angeordnet ist (DD-PS 137 809)ο

Diese Lagerungen besitzen gegenüber allen Belastungen eine sehr hohe Stabilität und Sicherheit, erfordern jedoch hohe Aufwendungen, insbesondere hinsichtlich der Fertigungstoleranzen zur genauen koaxialen Fluchtung der Wälzlager· Des weiteren sind diese Lagerungen in bezug auf Eadialbelastungen um das Vielfache überdimensioniert und erfordern ein relativ großes Lagergehäuse_e Insgesamt sind diese Lagerungen für eine Massenproduktion in der Perspektive ökonomisch nicht mehr vertretbar und wurden, bereits durch weitere bekannte Lagerungen mit nur je einem Wälzlager teilweise substituierte Bei diesen Lagerungen ist jedoch an die Stelle von hohen Aufwendungen, der Nachteil von geringer Sicherheit und Lebensdauer getreten, wobei im wesentlichen nicht das Wälzlager, sondern dessen Sitz auf

der Welle und Habe die·Schwachstellen sind* Die Ursachen hierfür liegen darin, daß die meist genormten Sitze zwar den Radialbelastungen standhalten, jedoch bei den auftretenden Quermomentenbelastungen, insbesondere im Schleuderr· prozeß, die Kantenbelastung der elastischen Vorspannung -und zulässigen Flächenpressung überwiegt, da Habe und Welle in der Regel aus -weicherem Werkstoff als das Lager sind» Unter diesen dynamischen Belastungen kommt es zu Bewegungen in den Lagersitzen, was bei den meist verwendeten üu~Werkstoffen.zu Verschleiß· und iufWeitungen in den Lagersitaen führt© Bei der Realisierung härterer Preßsitze der Wälzlager zur Erzeugung höherer Flächenvorspannung erfolgt jedoch ein Überdrücken der Wälzlagerringe, was wiederum. jSchwe.rgängigkeit und Erwärmung iß dea-Wäls-

^5 lagern und damit vorzeitigen Verschleiß hervorrufte Des weiteren ergibt sich, insbesondere bei Haben aus weichen Werkstoffen wie Aluminium, ein etwas konischer Lagersitz beim Einpressen, da während des Einpreßvorganges die spezifische Flächenpressung mit der Bindrücktiefe des Wälzlagers abnimmt als Folge, .daß die elastische Aufweitung der Passung zunimmt_e

_<Zijej_:_Jar__Erfindung

Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, einen über die 2j? gesamte Lebensdauer allen mechanischen Belastungen entsprechenden festen Lagersitz mit je einem Wälzlager zu erreichen, ohne daß infolge eines harten Preßsitzes das Wälzlager in sich überdrückt und somit schwergängig wird»

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, den Lagersits in seinen 'Äbmes sungen hinsichtlich der vorliegenden Belastungen und der verwendeten Werkstoffe optimal zu gestalten*, Im allgemeinen sind in !Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen die mit der Lagerung belastungsseitig in Verbindung stehenden

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Bauelemente, wie Wasch- und Schleudertrommel und Laugenbehälter biegeelastische Blechteile, wodurch sowohl Radialbelastungen als auch Quermomentenbelastungen auf die Lager einwirken» Die in Folge der Eadialbelastungen auf die Wälzlager und die Lagersitze einwirkenden Belastungen liegen vielfach unter den zulässigen Werten· Die jedoch für die Wälzlager noch zulässigen axial·™· und quermomentseitigen Belastungen weisen in den Lagersitzen in Form von Kantenpressung Spitzenspannungen auf, welche größer als die vorhandenen Flächenvorspannungen, mitunter sogar größer als die zulässigen Flächenpressungen,, insbesondere bei Alu-V/er kst of fen, sind, wenn ein herkömmlicher Lager» • sitz vorliegt© Mit der Erfindung soll mittels einer größeren Flächenvorspannung als die auftretenden Kanten-

Ί5 pressungen ein sicherer Sitz erzielt werden, ohne daß die Wälzlagerring?) überspannt und die Wälzlager geklemmt werden»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagersitze sowohl in der Habe als auch auf der Welle nur in den Band zone η harte Preßsi'tze darstellen und dazwischen periphere Freisparungen aufweisen, so daß zwei in einen .Abstand vone.inanderliegende Auflageringflachen vorhanden sincL

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Freisparungen in ihrer Breite in Abhängigkeit vom Werkstoff der Welle bzw«» der Nabe und der Breite des Wälzlagers so bemessen sind, daß im Zusammenwirken mit der gewählten Passung infolge geringer Stauchung und Glättung im Preßbereich bei allen Fertigungstoleranzen in etwa gleiche elastische Flächeavorspannung und Oberflächenverdichtung bestehtβ

Erfinderisch ist ferner, daß die mcntageseitig zuerst gepreßte Auf lager ingf lache breit ei· ist als die zweite Auflageringfläche, '·.'

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden« ^

. In den Zeichnungen zeigen ·

Fig« 1 s eine Prinzipdarstellung eines'Waschvollautomaten " mit einer zweiseitig gelagerten Trommel und je einem Wälzlager . ·

Figs 2 s einen Querschnitt eines Lagereinsatzes mit einem

Wälzlager

Figo 3 g eine konstruktive Darstellung eines erfindungsgemäß dimensionierten Lagersitzes«,

In dem in Figur 1 dargestelltes Waschvollautomaten ist die Trommel 1 beidseitig gelagert und die Lager-steilen δ nur mit einem Wälzlager 2 versehen« Die in der Trommel 1 entstehenden TJntfuchtkräfte F^- werden durch die Lagerung auf die Ausgleichsmassen 3 über die Federungselemente 4 und Dämpfuügselemente 5 auf die Stellfläche 6 übertragen An den Lagerstellen 8 entstehen die Radialkräfte lg außerhalb der Lagermitte und erzeugen mit den Umrachtkräften F-g insbesondere Biegemomente Mg.quer zur Lagerachse 7* Ist nur ein Wälzlager 2 vorhanden, muß dieses, im Verhältnis zum Durchmesser relativ schmale Lager,- in seinem Sits diese Kräfte von der Welle 9 auf die labe 10 und umgekehrt übertragen«, In Figur 2 sind die Lagersitze und die sich einstellenden Belastungsverhältnisse dargestellte Die bei einem herkömmlichen Lagereinsatz auftretenden Spannungen erreichen Spitzenwerte an den Randzonen 11 und führen zur sogenannten Santenpressung und somit zur Ausarbeitung in den Kantenbereichen und in der Folge zur Lockerung dos Lagersitzes« Ein extrem harter Lagersits würde unter Voraussetzung einer geringen Oberflächenrauheit einen festeren Lagersitz schaffen, verursacht jedoch eine Überdrückung der Wälzlagerringe und macht das-Lager schwergängig und kurzlebig* Mit einer mittigen Freisparung 14 in Abstimmung mit dem Werkstoff der Welle 9 und Habe 10, mit der Größe des Wälzlagers 2 und den Temperatur- und

Lastverhältnissen ist dank der verringerten Auflageringflächen 12 und 13 ein zuverlässiger Lagersitz in den hoch beanspruchten Handzonen 11 gewährleistet, ohne daß es zu einer Übardrückung der Wälzlagerringe kommt» Die tragenden Bereiche der Passung werden in Abhängigkeit von der jeweiligen !Eoleranzlage beim Eindrücken des Wälzlagers 2 mehr oder weniger stark kalibriert bis bei jeder vorgesehenen ÜJoleranzlage ein bestimmter elastisch vorgespannter Lagersita und eine absolut glatte und verdichtete Oberfläche 'entsteht· In Figur 3 sind die Flächenverhältnisso und die Anordnung der Auflageringflächen 12 und 13 dargestellt*, Die Passung, insbesondere an der Habe 10, bringt in Abhängigkeit von der lindrücktiefe des Wälzlagers 2 eine zunehmende Aufwertung des Durchmessers mit sich und bediügt dadurch eine Flächenpressung an der montageseitig zuerst gepreßten Auflageringfläche 12 nach Montage des Wälzlagers 2, die geringer ist als an der zweiten Auflageringfläche 13, Zur Erzielung gleicher Preßkräfte an beiden AuflageringfIacheη 12 und I3 wird deshalb die Auflagebreite 2^ * X₂ ^¹³ Korrekturfaktor für die Flächenpressung unterschiedlich gehaltene

Claims

Erfindungsansprüche ^!

1_e Trommellagerung, insbesondere für Trommelwaschmaschinen und Zentrifugen, gekennzeichnet dadurch» daß die Lagersitze sowohl in der nabe (10) als auch auf der Welle (9) nur in den Eandzonen (11) als harte Preßsitze ausgebildet und dazwischen periphere Preisparungen (14) sind, so daß zwei in einem Abstand voneinander liegende Auflageringflächen (12_? 13) vorhanden sind«

2e Trommellagerung nach Punkt 1, gekennzeichnet da~ durchs daß die Preisparungen (14-) in ihrer Breite (c) in Abhängigkeit vom-Werkstoff'der.Welle (9) bzw· der Nabe (10) und der Breite (b) d-es Wälzlagers (2) so bemessen sind, daß im Zusammenwirken mit der gewählten Passung, infolge geringer Stauchung und Glättung im Preßbereich bei allen Fertigungstoleranzen in etwa gleiche elastische Flächenvorspannung und Oberflächenverdichtung be-" steht,.

3<5 Trommellagerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die montageseitig zuerst gepreßte Auflageringfläche (12) breiter ist als die zweite . Auflageringflache 03)·

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