Radiallager. Die Erfindung bezieht sich auf Radiallager mit zwischen den gegeneinander beweglichen Lagerteilen vorgesehenen kippbaren Blöcken, die dazu dienen, tragende Schmiermittel schichten in der eigentlichen Gleitfläche des Lagers zu bilden und aufrecht zu erhalten.
Die Erfindung erstrebt bei derartigen Lagern eine verbesserte Schmierung und eine verbesserte Wärmeabführung. Weiterhin er möglicht die Erfindung ein Anpassen der Lager an verschiedene Wellenlagen unter Auf rechterhaltung der tragenden Schmiermittel schichten.
Dieser Zweck wird gemäss Erfindung da durch erreicht, dass die mit den kippbaren Tragblöcken zusammenarbeitende, diese um hüllende Gleitfläche des Lagers, kugelförmig oder ähnlich ausgebildet ist, welcher Ausbil dung die Gleitfläche der mit ihr zusammen arbeitenden Blöcke sinngemäss angepasst ist.
Auf der beifolgenden Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispiels weisen Ausführungsform veranschaulicht. Die Fig. 1-3 zeigen Querschnitte, die Fig. 4 einen Längsschnitt durch Teile eines gemäss der Erfindung ausgeführten Lagers.
Der linke Teil der Fig. 1 stellt einen Schnitt nach der Linie A-B, der rechte Teil der Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 4 dar.
In den Fig. 5 und 6 ist der Mitnehmer- ring 4 der Fig. 1 in kleinerem Massstab ver anschaulicht, und Fig.7 zeigt in kleinem Massstab eine Innenaufsicht auf einen der Lagerblöcke.
In den Fig. 1-4 bezeichnet 1 eine Lager schale, deren Gleitfläche 2 kugelförmig aus gestaltet ist, wobei der Mittelpunkt der für die Ausbildung der Gleitfläche massgebenden Kugel gegeben ist durch den Schnittpunkt der Lagerachse mit der senkrecht hierzu liegenden Mittelebene des Lagers. Mit dieser Fläche wirken in der nachstehend näher be schriebenen Weise die Blöcke 3 zusammen, deren Gleit- oder Tragflächen der Wölbung der Lagerschale 1 angepasst sind.
Die Blöcke werden mittelst eines an der gelagerten Welle 22 (Fig. 4) befestigten Mitnehmerringes 4 in Umlauf versetzt, der, wie insbesondere die Fig. 5 und 6 erkennen lassen, zylindrisch aus gebildete Flächen 11 und in diesen achsial verlaufende Nuten 12 besitzt, wobei die Kanten zwischen diesen Flächen und Nuten Stützflächen a beziehungsweise b (Fig. 1, 2, 3 und 6) für die Blöcke 3 bilden, gegen die sich die Flächen 10 der kippbaren Blöcke 3 anlegen. Der Mitnehmerring 4 ist ferner mit Vorsprüngen U versehen, die Anschläge 7 und 7X aufweisen, zwischen denen die Blöcke 3 liegen. Die Vorsprünge 6 greifen in periphe- risch verlaufende Nuten 5 der Blöcke 3 ein und verhindern damit eine Verschiebung der Blöcke in achsialer Richtung.
Die Blöcke 3 besitzen ihrerseits Anschläge 8 beziehungs weise 8X, gegen die sich die Anschläge 7 beziehungsweise 7X des Mitnehmerringes beim Umlauf dieses Ringes anlegen, wodurch die Blöcke in der einen oder andern Richtung mitgenommen werden. Die Einrichtung ist so getroffen, dass die Blöcke 3 in peripheri- scher Richtung ein gewisses Spiel zwischen den Anschlägen 7 und 7X des Mitnehmer ringes haben.
Das Lager arbeitet in der folgenden Weise: Beim Umlauf der Welle 22 beziehungs weise des mit ihr verbundenen Mitnehmer ringes 4, beispielsweise in der Pfeilrichtung nach Fig. 2, findet, wenn man von der in Fig. 1 dargestellten Mittellage der Blöcke ausgeht, eine Verschiebung des Mitnehmer ringes zu den Blöcken 3 statt, bis die An schläge 8X der Blöcke gegen die Anschläge 73 der Vorsprünge 6 anliegen.
Die Flächen 10 der Blöcke stützen sich darin kippbar gegen die an dem Mitnehmerring befindlichen Stützflächen a, und die voraneilenden Kanten 9 der Flächen 10 kippen infolge des auf die Gleitflächen der Blöcke wirkenden Öldruckes in die Nuten 12 hinein, wobei die wirksamen Stützpunkte beziehungsweise Stützflächen zwischen dem Mitnehmerring und den Blöcken hinter denn Mittelpunkt der gegen die Gleit fläche 2 gekehrten Tragflächen der Blöcke zu liegen kommen, das heisst hinter einer Linie, die die genannten Mittelpunkte mit dein Umlaufzentrum der Blöcke verbindet.
Die Blöcke werden also in der Weise ex zentrisch unterstützt, dass zwischen ihnen und der Gleitfläche 2 in der Lagerschale 1 die Lagerbelastung übertragende, keilförmige Schmiermittelschichten entstehen können, die in der Bewegungsrichtung der Blöcke gesehen an Dicke zunehmen. Bei der Drehbewegung wird das Schmier mittel von den voraneilenden Stirnseiten der Blöcke vor sich hergeschoben, wobei es be strebt ist, sich unter der Wirkung der Zentrifu galkraft infolge der hohlkehlförmigen Aus gestaltung der Gleitfläche nach der Lager mitte zu zusammenzuziehen. Einem Ölverlust durch etwaiges seitliches Ausfliessen des Öles, das sich zwischen zwei Blöcken befindet, wird dadurch wirksam vorgebeugt.
Aus den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Blöcken, die gewissermassen Ölnäpfe bilden, die mit den bekannten Schmiernuten normaler Lager verglichen werden können, tritt das Öl ständig in die Keilflächen zwischen den Blöcken und dem sie umgebenden Lagerelement über. Es fliesst also dauernd neues Öl durch die Keilflächen hindurch und ersetzt das dort etwa verbrauchte Öl. Der Zutritt des Öles zu den Gleitflächen wird durch Abschrägungen 29 der Kantern der Blöcke erleichtert. Da durch, dass das Öl während des Betriebes des Lagers ständig in der Hohlkehle der Lagerschale rotiert, wird die Wärmeabgabe des Öles an die Lagerschale und damit nach aussen sehr begünstigt.
Der oben beschriebene Vorgang vollzieht sich, wenn die Blöcke wie in Fig. 1-3 dar getan, doppelt exzentrisch abgestützt sind, ganz unbbhängig davon, in welcher Dreh richtung die Welle verläuft.
Fig.3, die keiner besondern Erklärung bedarf, zeigt die Einstellung eines Blockes bei rechtsläufiger Bewegungsrichtung der Welle. Bei stillstehendem Lager sammelt sich das Öl unten in der Hohlkehle der die Blöcke. umgebenden Lagerschale, wodurch Gewähr gegeben ist, dass bei ungenügender Schmierung die Keilflächen selbst im Augenblick des An laufens stets so viel Öl erhalten, dass ein metallischer Kontakt nicht eintreten kann.
Konstruktiv lässt sich der Erfindungsge danke naturgemäss in der verschiedenartigsten Weise verwirklichen.
Die Blöcke können beispielsweise in einem Gehäuse untergebracht sein, ähnlich derjenigen, wie sie bei Kugel- oder- Rollenlagern Ver wendung finden. Insbesondere ist dieses von Vorteil, wenn bei Umkehrung der Drehrich tung eine möglichst gleichzeitige Umstellung sämtlicher Blöcke erwünscht ist. was aber auch dadurch erreicht werden kann, dass man den Blöcken in peripherischer Richturig kein oder nur ein sehr geringes Spiel gibt.
In gewissen Fällen können die Blöcke unter Fortfall eines besonderen Mitnehmer ringes direkt auf dem gelagerten Teil der Welle, angeordnet werden, die dann mit den für die Unterstützung beziehungsweise Steuerung der Blöcke erforderlichen Stützflächen beziehungs weise Vorsprüngen zu versehen ist. Die die Lagerblöcke umgebenden Ringelemente, das heisst der Mitnehmerring 4 als auch das Element 1, können unterteilt sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Elemente so ausgestaltet, dass sie mit den Blöcken zusammen ein Ganzes bilden, dessen Elemente sich gegenseitig gegen achsiale Ver sichern.
Die Gleitfläche kann beispielsweise auch einem doppelten Konus oder dergleichen ge- bildet: sein, welche Ausführungsform genau wie die kugelförmige Ausbildung die Eigen- sehaft hat, achsiale Kräfte aufnehmen zu können. Die kugelförmige oder annähernd kugelförmige Gestaltung der Gleitfläche ge stattet -jedoch ein besseres Anpassen des Lagers an verschiedenen Wellenlagen.
Die Erfindung umfasst auch solche Aus führungsformen, bei denen die Welle still steht und der Aussenring 1 rotiert. Falls nur eine Drehrichtung in Frage kommt, genügt eine einfache exzentrische Unterstützung der Blöcke.
Radial bearing. The invention relates to radial bearings with tiltable blocks provided between the mutually movable bearing parts, which are used to form and maintain layers of bearing lubricant in the actual sliding surface of the bearing.
In such bearings, the invention seeks improved lubrication and improved heat dissipation. Furthermore, he enables the invention to adapt the bearings to different shaft positions while maintaining the load-bearing lubricant layers.
According to the invention, this purpose is achieved by the fact that the sliding surface of the bearing that cooperates with the tiltable support blocks and envelops them is spherical or similar, to which training the sliding surface of the blocks working with it is appropriately adapted.
On the accompanying drawing, the subject matter of the invention is illustrated in an exemplary embodiment. 1-3 show cross-sections, FIG. 4 shows a longitudinal section through parts of a bearing designed according to the invention.
The left part of FIG. 1 shows a section along the line A-B, the right part of FIG. 1 shows a section along the line C-D in FIG.
In FIGS. 5 and 6, the driver ring 4 of FIG. 1 is illustrated on a smaller scale, and FIG. 7 shows, on a small scale, an inside view of one of the bearing blocks.
1-4, 1 denotes a bearing shell, the sliding surface 2 of which is spherical in shape, the center point of the decisive ball for the formation of the sliding surface being given by the intersection of the bearing axis with the central plane of the bearing perpendicular thereto. With this surface, the blocks 3 cooperate in the manner described in more detail below, the sliding or supporting surfaces of which are adapted to the curvature of the bearing shell 1.
The blocks are set in circulation by means of a driver ring 4 fastened to the mounted shaft 22 (FIG. 4), which, as can be seen in particular from FIGS. 5 and 6, has cylindrical surfaces 11 and axially extending grooves 12 in these, with the edges between these surfaces and grooves form support surfaces a and b (FIGS. 1, 2, 3 and 6) for the blocks 3, against which the surfaces 10 of the tiltable blocks 3 rest. The driver ring 4 is also provided with projections U which have stops 7 and 7X, between which the blocks 3 are located. The projections 6 engage in peripheral grooves 5 of the blocks 3 and thus prevent a displacement of the blocks in the axial direction.
The blocks 3 in turn have stops 8 and 8X, respectively, against which the stops 7 and 7X of the driver ring apply when this ring rotates, whereby the blocks are taken in one direction or the other. The device is made so that the blocks 3 have a certain amount of play in the peripheral direction between the stops 7 and 7X of the driver ring.
The bearing works in the following way: When rotating the shaft 22 or the associated driver ring 4, for example in the direction of the arrow in Fig. 2, if you start from the central position of the blocks shown in Fig. 1, a shift of the driver ring to the blocks 3 instead of until the hits 8X of the blocks against the stops 73 of the projections 6 rest.
The surfaces 10 of the blocks are supported tiltably against the support surfaces a located on the driver ring, and the leading edges 9 of the surfaces 10 tilt into the grooves 12 as a result of the oil pressure acting on the sliding surfaces of the blocks, the effective support points or support surfaces between the Driving ring and the blocks come to lie behind the center of the wing facing the sliding surface 2 of the blocks, that is, behind a line that connects the mentioned centers with your center of rotation of the blocks.
The blocks are therefore supported ex-centrically in such a way that wedge-shaped lubricant layers that transmit the bearing load and increase in thickness when viewed in the direction of movement of the blocks can arise between them and the sliding surface 2 in the bearing shell 1. During the rotary movement, the lubricant is pushed from the leading end faces of the blocks in front of you, whereby it strives to contract under the action of the centrifugal force as a result of the fillet-shaped design of the sliding surface after the bearing center. A loss of oil due to any lateral leakage of the oil that is located between two blocks is effectively prevented.
From the spaces between the individual blocks, which to a certain extent form oil cups that can be compared with the known lubricating grooves of normal bearings, the oil constantly passes into the wedge surfaces between the blocks and the bearing element surrounding them. So new oil constantly flows through the wedge surfaces and replaces any oil that has been used up there. The access of the oil to the sliding surfaces is facilitated by bevels 29 of the edges of the blocks. Since the oil constantly rotates in the groove of the bearing shell during operation of the bearing, the heat dissipation of the oil to the bearing shell and thus to the outside is very beneficial.
The process described above takes place when the blocks, as done in Fig. 1-3, are supported double eccentrically, regardless of the direction in which the shaft extends.
Fig. 3, which does not require any special explanation, shows the setting of a block with a clockwise direction of movement of the shaft. When the bearing is at a standstill, the oil collects in the groove of the blocks. surrounding bearing shell, which guarantees that, in the event of insufficient lubrication, the wedge surfaces always receive enough oil, even at the moment of startup, that metallic contact cannot occur.
In terms of construction, the inventive concept can naturally be implemented in a wide variety of ways.
The blocks can, for example, be housed in a housing, similar to that used in ball or roller bearings. This is particularly advantageous if, when reversing the direction of rotation, a simultaneous changeover of all blocks is desired. but this can also be achieved by giving the blocks little or no play in the peripheral direction.
In certain cases, the blocks can be arranged directly on the mounted part of the shaft, with the elimination of a special driver ring, which is then to be provided with the necessary support surfaces or projections, respectively, for the support or control of the blocks. The ring elements surrounding the bearing blocks, that is to say the driver ring 4 as well as the element 1, can be subdivided. In the illustrated embodiment, these elements are designed so that they form a whole with the blocks, the elements of which secure each other against axial ver.
The sliding surface can, for example, also be in the form of a double cone or the like: which embodiment, like the spherical design, has the property of being able to absorb axial forces. The spherical or approximately spherical design of the sliding surface ge equips, however, a better adaptation of the bearing to different shaft positions.
The invention also includes those embodiments in which the shaft stands still and the outer ring 1 rotates. If only one direction of rotation is possible, a simple eccentric support of the blocks is sufficient.