DE1056061B

DE1056061B - Elastic mounting for fast rotating shafts, especially centrifuge shafts

Info

Publication number: DE1056061B
Application number: DEV8742A
Authority: DE
Inventors: Clemens A Voigt; Dr-Ing Konrad Oeser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-03-30
Filing date: 1955-03-30
Publication date: 1959-04-23
Also published as: CH341891A

Description

Elastische Lagerung für schnellrotierende Wellen, insbesondere Zentrifugenwellen Die Erfindung betrifft eine elastische Lagerung für schnellrotierende Wellen, insbesondere Zentrifugenwellen, die aus einem die Welle umgebenden schlauchförmigen Lagerkörper aus eigengedämpftem, elastischem Material besteht.Elastic mounting for fast rotating shafts, especially centrifuge shafts The invention relates to an elastic mounting for rapidly rotating shafts, in particular Centrifuge shafts that consist of a tubular bearing body surrounding the shaft consists of self-damped, elastic material.

Schnellrotierende Teile, beispielsweise Wellen von Wäschezentrifugen, sind bereits mit Hilfe von schlauchförmigen Gummikörpern gelagert worden. Zu diesem Zweck wurde zwischen dem Trockenschleuderaggregat und dem das Aggregat umschließenden Gehäuse ein schlauchartiges Gummimetallformstück angeordnet, an dessen oberem Ende ein Haltering anvulkanisiert ist, der durch Schrauben an dem Ablaufblech des Trockenschleudergehäuses gehalten wird, während das untere Ende des Gununimetallformstückes ein Lagergehäuse umschließt, in welchem die Antriebwelle des Trommelschleuderäggregats in Kugellagern drehbar gelagert und mit diesem durch Vulkanisieren fest verbunden ist.Fast rotating parts, e.g. shafts of laundry centrifuges, have already been stored with the help of tubular rubber bodies. To this The purpose was between the centrifugal dryer unit and the one surrounding the unit Housing a hose-like rubber-metal fitting arranged at its upper end a retaining ring is vulcanized, which is screwed to the drainage plate of the centrifugal dryer housing is held while the lower end of the Gununimetallformstückes a bearing housing encloses, in which the drive shaft of the drum centrifugal unit in ball bearings rotatably mounted and is firmly connected to this by vulcanization.

Eine solche Lagerung ist insbesondere in ihrer Querrichtung zu hart. Dies wirkt sich nachteilig aus, weil für die Lagerung im allgemeinen eine besonders niedrige Eigenfrequenz auch inQuerrichtung gefordertwerden muß.Such storage is too hard, especially in its transverse direction. This has a disadvantageous effect because a special one for storage in general low natural frequency must also be required in the transverse direction.

Versuche haben ergeben, daß man, um eine solche niedrige Eigenfrequenz zu erzielen, mit der Gummiweichheit nicht weit genug heruntergehen kann. Der Grund hierfür liegt wahrscheinlich in der Formeigenschaft solcher schlauchförmigen Lagerkörper. Insbesondere hat sich ergeben, daß das Verhältnis von Schub- zu Drucksteifigkeit - sofern man lediglich die Gummiweichheit ändert - immer etwa auf einem bestimmten Wert bleibt, der für den vorliegenden Fall ungünstig ist.Tests have shown that it is possible to achieve such a low natural frequency to achieve that rubber softness cannot go down far enough. The reason this is probably due to the shape properties of such tubular bearing bodies. In particular, it has been found that the ratio of shear to compressive rigidity - if you only change the softness of the rubber - always about a certain one Value remains, which is unfavorable for the present case.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der sich bei gleicher Steifigkeit in der Hochrichtung eine größere Weichheit in der Querrichtung erzielen läßt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung bei einer elastischen Lagerung gelöst, die, wie erwähnt, in bekannter Weise aus einem die Welle umgebenden Lagerkörper aus eigengedämpftem, elastischem Material besteht, der an seinen Enden mit j e einem Metallring festhaftend verbunden ist, und zwar durch die Anordnung von Aussparungen in dem Lagerkörper, welche diesen in seiner vollen Wandstärke durchsetzen und sich im wesentlichen in Achsrichtung erstrecken.The invention is based on the object of creating an arrangement with the same stiffness in the vertical direction a greater softness can be achieved in the transverse direction. This object is achieved by the invention in a solved elastic storage, which, as mentioned, in a known manner from a die The bearing body surrounding the shaft is made of self-damped, elastic material, which is firmly attached at its ends to a metal ring, namely by the arrangement of recesses in the bearing body, which this in his enforce full wall thickness and extend essentially in the axial direction.

Während bei schlauchförmigen Tragelementen gleicher Tragfähigkeit in jedem Fall die Steifigkeit in Hochrichtung konstant ist, nämlich wobei F = tragende Fläche, E = Elastizitätsmodul, l = Länge des Schlauches, so ist die Quersteifigkeit variabel, je nachdem, wie viele Fenster in dieses schlauchförmige Tragelement eingesetzt werden. Bei zFenstern sind auch zStege, d. h. zEinzelfedern, etwa mit kreisförmigem Querschnitt und der Fläche sowie der Länge vorhanden.While in the case of tubular support elements with the same load-bearing capacity, the stiffness in the vertical direction is constant, namely where F = load-bearing surface, E = modulus of elasticity, l = length of the hose, the transverse rigidity is variable, depending on how many windows are used in this hose-shaped load-bearing element. With zwindows there are also zbars, ie zindividual springs, for example with a circular cross-section and area as well as the length available.

Da bei der Querbewegung alle Federn auf Biegung (vgl. »Hütte«, I, 27. Auflage, S. 666) beansprucht werden, ist die Quersteifigkeit jeder einzelnen Feder wobei J = äquatoriales Flächenträgheitsmoment. Besitzt danach eine Schlauchfeder mit dem Außendurchmesser d und der Wandstärke - die Quersteifigkeit CQ, so hat die äquatoriale Fenstermanschette mit z Fenstern die Quersteifigkeit Diese ist also hyperbolisch variabel, und zwar - wie gewünscht - sogar im Sinne einer erheblichen Verkleinerung.Since all springs are subjected to bending stress during the transverse movement (cf. "Hut", I, 27th edition, p. 666), the transverse rigidity of each individual spring is where J = equatorial moment of inertia. Then has a hose spring with the outer diameter d and the wall thickness - the transverse stiffness CQ, the equatorial window sleeve with z windows has the transverse stiffness This is therefore hyperbolically variable, and indeed - as desired - even in the sense of a considerable reduction in size.

Man hat es also in der Hand, das notwendige Verhältnis von Hoch- zu Ouersteifigkeit für jeden einzelnen Fall und für jede gewünschte Frequenzlage zu wählen. Die Anordnung nach der Erfindung entspricht daher hinsichtlich ihrer Eigenschaften grundsätzlich nicht mehr dem geschlossenen schlauchförmigen Federkörper. Wohl aber bleiben bei dieser Anordnung sämtliche Vorteile, z. B. der einer leichten Montage, in vollem Umfang erhalten, wie sie sich aus dem bekannten Aufbau als einheitlichem Bauteil ergeben.So you have it in your hand, the necessary ratio of high to The rigidity for each individual case and for each desired frequency position increases Select. The arrangement according to the invention therefore corresponds in terms of its properties basically no longer the closed tubular spring body. But remain with this arrangement all advantages, z. B. that of easy assembly, fully preserved, as can be seen from the familiar structure as a uniform Component.

Besonders günstig ist jedoch nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens die Ausführungsform, bei der die Aussparungen den Lagerkörper nicht in voller Stärke durchsetzen, sondern eine vorzugsweise dünne, die Federungseigenschaften nicht beeinflussende Haut elastischen Materials stehenbleibt, die die Aussparungen überdeckt. Auf diese `'eise wird erreicht, daß der einheitliche Lagerkörper gleichzeitig dichtend ausgebildet ist.However, a further development of the inventive concept is particularly favorable the embodiment in which the recesses are not the full strength of the bearing body enforce, but a preferably thin one, the suspension properties not influencing skin of elastic material remains, which covers the recesses. In this way it is achieved that the uniform bearing body is simultaneously sealed is trained.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele in derZeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Lagerkörper mit zwei verschiedenen Formen von Aussparungen, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung der Linie A -A in Fig.1. Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Aussparungen durch eine dünne Gummihaut überdeckt sind; Fig. 4 zeigt links einen Schnitt in Richtung der Linie B in Fig. 3 und rechts eine Ansicht in Richtung der Linie C in Fig. 3.The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments in the drawing. 1 shows a longitudinal section through a bearing body with two different shapes of recesses, and FIG. 2 shows a section in the direction of the line A-A in FIG. 3 shows a longitudinal section through a preferred embodiment in which the recesses are covered by a thin rubber skin; FIG. 4 shows a section on the left in the direction of the line B in FIG. 3 and on the right a view in the direction of the line C in FIG. 3.

In Fig.1 und 2 ist der Lagerkörper 1, der aus elastischem Material, z. B. aus Gummi, besteht, an seinen beiden Enden mit je einem starren Ring 2 und 3 verbunden. Die starren Ringe sind in diesem Fall als einfache flache Metallringe ausgebildet; sie können selbstverständlich je nach der vorliegenden Konstruktion auch anders profiliert sein. An den starren Ringen 2 und 3 sind Schrauben 4 angebracht, mit deren Hilfe die Befestigung des gesamten Lagerkörpers an den Maschinenteilen erfolgt. An Stelle der Schrauben können auch andere Befestigungsmittel verwendet werden.In Fig. 1 and 2, the bearing body 1, which is made of elastic material, z. B. made of rubber, at both ends with a rigid ring 2 and 3 connected. The rigid rings are in this case as simple flat metal rings educated; they can of course depending on the present construction also be profiled differently. Screws 4 are attached to the rigid rings 2 and 3, with the help of which the attachment of the entire bearing body to the machine parts he follows. Instead of the screws, other fastening means can also be used will.

Die Anordnung ist beispielsweise bei der Lagerung einer Zentrifugenwelle derart getroffen, daß der untere starre Ring 3 unmittelbar am Motorschild befestigt ist, während der obere starre Ring 2 die Verbindung mit dem Gehäuse herstellt. Die Welle des Motors liegt also zentrisch im Lagerkörper und trägt oberhalb des oberen starren Ringes 2 die Schleudertrommel. In diesem Fall wird der Lagerkörper 1 durchdie statischeLast aufZug beansprucht. Es ist aber auch eine Anordnung denkbar, bei der der Lagerkörper 1 durch die statische Last auf Druck beansprucht wird.The arrangement is, for example, in the case of the storage of a centrifuge shaft taken in such a way that the lower rigid ring 3 is attached directly to the engine shield is, while the upper rigid ring 2 establishes the connection with the housing. the The motor shaft is centered in the bearing body and carries above the upper one rigid ring 2 the centrifugal drum. In this case, the bearing body 1 is through the static load on tension. However, an arrangement is also conceivable in which the bearing body 1 is subjected to pressure by the static load.

Im Lagerkörper 1 sind Aussparungen 5 vorgesehen, die gleichmäßig über seinen Umfang verteilt sind. Fig. 1 zeigt zwei verschiedene Formen der Aussparungen 5. Form, Anzahl und Lage der Aussparungen müssen jeweils von Fall zu Fall festgelegt werden.In the bearing body 1 recesses 5 are provided that evenly over its scope are distributed. Fig. 1 shows two different shapes of the recesses 5. The shape, number and position of the recesses must be determined on a case-by-case basis will.

In Fig. 1 und 2 weist der Lagerkörper 1 eine zylindrische Form auf. Es ist auch möglich, diesem Lagerkörper 1 die Form eines Kegelstumpfes zu geben. Die Aussparungen 5 erstrecken sich im Lagerkörper 1 parallel zu dessen Achse, wobei sie in axialer Richtung länger sind als in der Umfangsrichtung.In Fig. 1 and 2, the bearing body 1 has a cylindrical shape. It is also possible to give this bearing body 1 the shape of a truncated cone. The recesses 5 extend in the bearing body 1 parallel to its axis, wherein they are longer in the axial direction than in the circumferential direction.

Bei der Ausbildungsform nach Fig. 3 und 4 weist der Lagerkörper 6 die Form eines Kegelstumpfes auf. Er ist in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, in seinen beiden Enden mit starren Ringen 7 und 8 verbunden. Diese übernehmen auch hier die Verbindung mit den entsprechenden Maschinenteilen. Der Lagerkörper 6 weist ebenfalls Aussparungen 9 auf, die gleichmäßig über seinem Umfang verteilt sind. Die Aussparungen 9 durchsetzen den Lagerkörper 6 jedoch nicht in voller Stärke, sondern es bleibt eine dünne Haut 10 aus elastischem Material stehen, die die Aussparungen 9 überdeckt. Durch diese dünne Haut 10 werden die Federungseigenschaften des Lagerkörpers 6 nicht beeinflußt; sie hat dagegen den Vorteil, daß nunmehr der Lagerkörper dicht ausgeführt ist. Man kann also mit einem solchen Lagerkörper das Übertreten von unerwünschter Feuchtigkeit von dem einen in den anderen, gegeneinander abgetrennten Raum verhindern.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the bearing body 6 has the shape of a truncated cone. It is in the same way as described above, connected at both ends with rigid rings 7 and 8. These also take over here the connection with the corresponding machine parts. The bearing body 6 has also recesses 9, which are evenly distributed over its circumference. However, the recesses 9 do not penetrate the bearing body 6 in full strength, instead, a thin skin 10 made of elastic material remains, which covers the recesses 9 covered. Through this thin skin 10, the spring properties of the bearing body 6 not affected; on the other hand, it has the advantage that the bearing body is now tight is executed. So you can trespassing undesirable with such a bearing body Prevent moisture from one room in the other, which is separated from one another.

In den vorstehenden Beispielen ist als Lagerkörper ein solcher aus Gummi dargestellt. An Stelle von Gummi kann auch elastischer Kunststoff verwendet werden. Die Verbindung des elastischen Körpers mit den starren Ringen soll über einen an sich bekannten Kleb- oder Haftvorgang erfolgen. Man kann dabei in vorteilhafter Weise das elastische Material des Lagerkörpers, wie an sich bekannt, auch die als Dichtflächen vorgesehenen Flächen der starren Ringe überdecken lassen. Auf diese Weise kann das Einlegen besonderer Dichtungen zwischen den starren Ringen und dem jeweiligen Maschinenteil erspart werden. Die starren Ringe selbst können, falls dies aus Festigkeitsgründen erforderlich ist, mit einer bestimmten Profilierung, beispielsweise mit Sicken, versehen sein. Ebenso kann auch das die Dichtfläche bedeckende elastische Material noch eine besondere Profilierung aufweisen.In the above examples, a bearing body is used Rubber shown. Instead of rubber, elastic plastic can also be used will. The connection of the elastic body with the rigid rings should be over take place a known gluing or adhesion process. You can do this in more advantageous Way the elastic material of the bearing body, as known per se, also known as Allow the surfaces of the rigid rings to cover the intended sealing surfaces. To this Way can insert special seals between the rigid rings and the respective machine part can be saved. The rigid rings themselves can, in case this is necessary for reasons of strength, with a certain profiling, be provided with beads, for example. The one that covers the sealing surface can also be used elastic material still have a special profile.

Claims

PATENT CLAIMS: 1.Elastic mounting for rapidly rotating shafts, in particular centrifuge shafts, which consists of a bearing body that surrounds the shaft and is made of self-damped, elastic material, which is firmly attached at its ends to a metal ring, characterized by recesses extending essentially in the axial direction (5 ) in the bearing body (1), which enforce this in its full wall thickness.

2. Elastic mounting according to claim 1, characterized in that the recesses (9) of a thin, the suspension properties of the bearing body not influencing skin (10) are covered.

3. Elastic mounting according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses (5, 9) are longer in the axial direction than in the circumferential direction.

4. Elastic Storage according to claim 3, characterized in that the recesses (5, 9) in the Bearing body (1, 6) run parallel to its longitudinal axis. Considered Publications: German Patent No. 908 127.