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Spurgleitlager.
Es ist bekannt, dass Verformungserscheinungen an flüssigkeitsgeschmierten Laufflächen der
Gleitlager deren Verhalten erheblich beeinflussen können. Meist hat eine Verformung der Lauffläche zur Folge, dass örtliche, halbtrockene Reibung eintritt, wodurch Verschleiss und Anfressen stattfinden können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn solche Gleitlager bei hoher Belastung, hohen
Temperaturen oder sonst unter Bedingungen arbeiten müssen, die durch geringe Schmierschichtdicke gekennzeichnet sind.
Bei Spurlagern wurde die Möglichkeit der Verformung der Laufflächen unter der Lagerlast bisher kaum beachtet, weil einerseits die Klötzchenlager (nach Mitehell) gegen gewisse Verformungen weitgehend unempfindlich sind und anderseits bei Ringspurlagern überhaupt der als Folge von bisher kaum beachteten Verformungen auftretende Verschleiss als unvermeidlich hingenommen wurde.
Versuche haben erwiesen, dass Verschleiss und Anfressen darauf zurückzuführen ist, dass der umlaufende Spurring eine bezüglich der Schmierschichtdicke wesentliche kegelförmige Deformation erfährt. Dadurch tritt eine Konzentrierung der Last auf nur einen Teil der Lauffläche des ruhenden
Spurringes ein und damit schliesslich eine Durchbrechung der Schmierschiehte.
Es wurde bereits bei grossen Spurlagern vorgeschlagen, den ruhenden Spurring auf einer Anzahl von Federn abzustützen, u. zw. um Bearbeitungs-und Montageungenauigkeiten auszugleichen. Solehe
Spurlager geben wohl dem ruhenden Spurring auch die Möglichkeit zu einer entsprechenden kegel- förmigen Verformung, besitzen jedoch den Nachteil, dass die Verformung nicht in der für praktische
Fälle, insbesondere bei hochbelasteten Spurlagern mit dünner Schmierschichte, erforderliche Weise beherrscht werden kann und überdies die Herstellungs-und Montagekosten sehr hoch sind.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine gleichmässige Druekverteilung in radialer Richtung dadurch zu erzielen, dass die Abstützung der Spurringe schneidenförmig an deren äussersten inneren bzw. äusseren Umkreis erfolgt und die Querschnittsform nach Regeln der Verformungslehre gewählt wurde, wodurch auch die schneidenförmige Lagerung bedingt ist. Die Schneidenlagerung führt aber zu hohen spezifischen Belastungen, so dass bei gusseisernem Gehäuse mindestens besondere Auflage- ringe aus hochwertigem Stahl vorgesehen werden mussten, und es eignen sich daher solche Lager nicht für Lagerungsfälle mit hohen spezifischen Drücken, wie vor allem für Spurgleitlager, die an Stelle von
Wälzlagern Verwendung finden sollen.
Die Fig. 1-4 zeigen schematisch einerseits die typische Form eines Ringspurlagers, das sich an den Laufflächen unter dem Lagerdruck kegelförmig verformt (Fig. 1), anderseits die Verformung (Fig. 2) und eine Einrichtung zur Durchführung der bezüglichen Untersuchungen : 1 ist der fest- stehende, 2 der rotierende Spurring, 3 die Welle mit dem Wellenbund, 4 das feststehende Gehäuse.
Die Lauffläche ist mit a bezeichnet. So ein Lager erträgt nur verhältnismässig kleine Lagerdrüeke und diese erst nach längerem Einlaufen, welches unter Verschleiss an den Laufflächen ? vor sich geht.
In der Fig. 2 ist der erwähnte, feststehende Spurring 1 nach dem Einlaufen dargestellt, wobei die beim
Einlaufen entstandene Lauffläche mit a'bezeichnet ist. Der rotierende Spurring 2 biegt sich unter der Belastung sehalenförmig durch. Besteht der feststehende Spurring 1 aus einem weicheren Material als der rotierende Spurring 2, dann ist die Lauffläche des ersteren, so wie in der Fig. 2 angedeutet, entsprechend der Durchbiegung kegelförmig mit der Kegelspitze nach abwärts abgelaufen. Ist der Spurring 2 weicher oder weniger verschleissfest als der Spurring 1, so ist ersterer abgelaufen und die
Spitze des Abnutzungskegels ss liegt oben.
Untersucht man beispielsweise den Spurring 2 auf Durch-
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Nuten k eine doppelte Federung auf, wodurch vor allem Schwingungen u. dgl. unschädlich gemacht werden. Man hat insbesondere bei Lagern mit kippbaren Gleitblöcken, also Mitehell-Lagern, versucht, die Wirkung der Schwingungen durch kardanartige Aufhängung oder Abstutzung einzelner Lagerteile unschädlich zu machen. Die gleiche Wirkung wird jedoch bei der eben beschriebenen Ausführungsform mit geringeren Kosten und ohne erhöhte Empfindlichkeit oder Montageschwierigkeit der Lagerung erreicht.
Es Hegt im Wesen der Erfindung, dass die beschriebenen konstruktiven Massnahmen einzeln oder in ihrer Gesamtheit nicht nur für den feststehenden Spurring 1, sondern auch für den umlaufenden Spurring 2 oder für beide angewendet werden können (vgl. Fig. 13).
Um eine möglichst kräftige Schmierschichte zu erhalten, werden bei Spurlagern vorzugsweise die Laufflächen des feststehenden Spurringes 1 in bekannter Weise keilförmig angeflächt.
Die Fig. 12 zeigt schaubildlich einen Teil eines solchen Spurringes. Die Bewegungsrichtung des umlaufenden Spurringes ist durch einen Pfeil v gekennzeichnet. An die Nuten c schliessen im Sinne der Bewegungsrichtung keilförmige Flächen m an. Das Öl wird in den Keil hineingezogen, unter Druck gesetzt und trennt so sicher die metallischen Laufflächen. Dieses an sich bekannte Prinzip kann zu einer weiteren Verbesserung aller beschriebenen Ausführungsfoimen verwendet werden. Es ist hiebei möglich, die Erzeugende n der Keilfläche, so wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, senkrecht zur Drehachse ( = 90 ) zu stellen oder dieselben in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel or gegen die Drehachse verlaufen zu lassen.
Bei einem Lager, welches nach beiden Richtungen laufen soll, bildet man die Keilflächen so aus, dass sie von den Nuten nach beiden Seiten gehen. Die Folge dieser Ausbildung der Keilflächen ist, dass bei Verformung der Lauffläche eine die hydrodynamische Druckbildung begünstigende Gestalt der Keilflächen erreicht werden kann.
Die Schmierung kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen, beispielsweise mit Dochten, wobei diese in den Nuten c liegen und so bis zur Lauffläche a reichen. Sie ermöglichen eine dauernde und vor Fremdkörpern gesicherte Eigenschmierung des Lagers. Selbstverständlich können nach Bedarf Dochte durch andere an sich bekannte Fördereinrichtungen ersetzt werden.
Die Lager gemäss der Erfindung können bei entsprechender Bauart an Stelle eines Wälzlagers verwendet werden, weil sie sich für Lagerungsfälle mit hohen spezifischen Drücken besonders eignen.
Die Fig. 13 zeigt eine bezügliche Ausführungsform mit einer balligen Auflagefläche. Der Durchmesser o des balligen Grundringes 4 ist genau gleich dem eines Wälzlagers, die gesamte Bauhöhe des Lagers q weicht von der eines Wälzlagers unwesentlich ab. Es ist infolge der besonderen erfindungsgemässen Ausgestaltung der Spurringe somit möglich, Gleitlager herzustellen, die als ganzes ebenso leistungsfähig sind wie Wälzlager und dabei innerhalb des für Wälzlager vorgesehenen Raumes ohne wesentliche Änderung der Einbaumasse, insbesondere jedoch ohne Änderung der Passung am Durchmesser o, Verwendung finden können. Dies ist natürlich ebenso für Spurgleitlager mit ebener Auflagefläche möglich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Spurgleitlager mit Flüssigkeitsschmierung mit starr abgestütztem ruhenden Spurring, dadurch
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unterschnitten ist (Fig. 5-13), so dass die infolge des Lagerdruckes auftretende, der kegelförmigen Verformung des andern Spurringes folgende Verformung des ruhenden Spurringes im wesentlichen durch das infolge der Untersehneidung gebildete stegartige Element (s) aufgenommen wird.