Gleitlager mit in Längsstreifen unterteilter Tragfläche. Die üblichen Gleitlager-Bauarten ergeben bei hohen Drehzahlen (20-40000 U/M) Schwierigkeiten, weil die für einen ruhigen Gang notwendigen sehr kleinen Spiele empfindlich sind und zudem keine Unreinig- keiten des Öls usw. ertragen. Überdies müssen, um die nötige Sicherheit der Lager zu er zielen, grössere Durchmesser vorgesehen wer den, so dass die Reibung unverhältnismässig gross wird.
Man hat aus solchen Gründen, ähnlich wie für Drucklager, auch für zylindrische Trag lager Segmentflächen als Tragflächen ange ordnet, wie zum Beispiel in bereits etwas verbesserter Form die Fig. 1 und 2 der Zeich nung in Längs- und Querschnitt schematisch zeigen. Die Welle 1 wird statt durch einen zusammenhängenden Zylinder durch eine An zahl Längsstreifen 2 prismatischen, vorzugs weise rechteckigen Querschnittes getragen, deren Ausdehnung im Umfang wesentlich kleiner ist als der Umfang selbst, das heisst die Berührung der Welle und der sie tragen- den Flächen dieser Streifen wird in einzelne Linien aufgelöst.
Zwischen den einzelnen Trag flächen ist ein reichlicher Zwischenraum ge lassen, um die Ölerneuerung ähnlich wie bei Segmentdrucklagern zu verbessern. Die Welle 1 wird somit durch beispielsweise sechs Trag körper 2 in ihrer Lage gehalten.
Abgesehen vom Ölfilm berührt somit die Welle die Trag flächen dieser Körper 2 nach der Abwicklung Fig. 3 auf den Linien a-a. Durch den Öl film und durch das ungleiche Spiel zwischen den praktisch ebenen Tragflächen und der runden Welle entstehen Druckpolster 3, Fig. 2, welche infolge der Schwerkraft S der Welle in bezug auf die Horizontalebene b-b un symmetrisch werden. Grundsätzlich wird durch ein solches Lager, das an und für sich stetige Druckpolster eines Gleitlagers bei dieser Lage rung durch ein unterbrochenes nach Fig. 2 ersetzt.
Diese Unterbrechungen haben nun den Nachteil; dass die Wellenlage im Lager bei der Verlagerung, die bekanntermassen beim Drehen auftritt, das Druckpolster beeinflusst und, wie sich zeigt, je nach Ölviskosität und Drehzahl in zufällige Schwingungen geraten kann, so dass die Welle vibriert.
Ähnliche Wirkungen wie das Gewicht der Welle kann ihre Gleichgewichtsstörung be wirken. Durch eine solche Störung wird das Druckpolster der Ölfilme zwischen Welle und den Tragflächen infolge der umlaufenden zu sätzlichen Fliehkraft stets verändert und es ist klar, dass die Veränderung infolge der sechsfachen Unterbrechung unstetig verläuft und dadurch ebenfalls eine Vibration entstehen muss.
Um diese Nachteile zu beheben, sollen die Tragflächen gemäss der Erfindung als nicht zylindrische Schraubenflächen ausgebildetwer den.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein Ausführungs beispiel eines erfindungsgemässen Lagers. Wie die Abwicklung nach Fig. 4 zeigt, findet die Berührung der Welle auf diesen Tragflächen nicht mehr längs geraden Linien a-a parallel zur Achse statt, sondern längs Schraubenlinien c-c, ähnlich einem sechs fachen Gewinde. Durch die Schrägstellung der Tragflächen wird das Druckpolster des Ölfilmes von Millimeter zu Millimeter längs den Tragflächen mitverdreht, so dass für die ganze Traglänge des Lagers durch die Auf einanderfolge der einzelnen Druckpolster ein praktisch stetiges Druckpolster entsteht.
So wohl die Einzelkraft der Schwerkraft, wie auch die eventuell zufällig entstehende, sich drehende Einzelkraft einer Gleichgewichts störung liegt daher in einem stetigen Druck polster, so dass aus solchen Gründen eine Vibration nicht mehr entstehen muss. Vorteil haft wird natürlich die Steigung der Schrauben linien so gewählt, dass die Abschnitte der Schraubenlinien sich gerade ergänzen, oder gar etwas überdecken, um auf diese Weise wirklich auf jeder Mantellinie des ganzen Umfangs der Welle mindestens eine Berüh rungsstelle zu erhalten.
Die Form der Tragflächen quer zur Wellen achse und zum Lager ist je nach den mass gebenden Gesichtspunkten zu wählen, das heisst zwischen der kreisrunden Begrenzung der Welle und der nichtzylindrischen Trag flächenform soll ein Ölkeil geschaffen werden, der die beste Tragfähigkeit mit sehr guter Ölerneuerung verbindet. Neben der Form spielt dabei die Lage der Tragfläche bezüg lich der Berührungslinie c-c eine wesentliche Rolle, indem mit Vorteil diese Berührungs linie innerhalb der Tragfläche gegen den Aus lauf hin verschoben ist, wie die Abwicklung deutlich zeigt.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, können die eigentlichen Tragflächen durch für sich aus gebildete Tragkörper 2 gebildet werden. Die Herstellung dieser Tragkörper, die natürlich bei zylindrischen Körpern als gerade Stäbe sehr einfach ist, bietet aber auch bei dem erfindungsgemässen Lager keine weiteren Schwierigkeiten, indem die schraubenförmigen Tragkörper durch entsprechende Ziehwerkzeuge und dergleichen in fertiger Form erhalten werden können. Die einzelnen Tragkörper sind einzig von einer Stange abzuschneiden. Es können aber auch die nichtzylindrischen Tragflächen aus dem Lagerkörper selbst herausgearbeitet, das heisst ein Stück mitein ander sein. Der Einsatz besonderer Trag flächenkörper hat den Vorteil der Auswechsel barkeit und der Nachstellbarkeit.
Das erfindungsgemässe Lager kann natür lich gleichzeitig auch als Drucklager benutzt werden. Nach den Fig. 5 und 6 stützen sich die Tragkörper 2 auf der einen Seite in der Schale ab und besitzen auf der Gegenseite gegenüber dem Laufkamm 4 entsprechend geformte Stirnflächen 5, damit zwecks Er höhung der Tragfähigkeit ein guter Ölkeil entsteht.
Die Ölzufuhr und Ölabfuhr zu solchen Lagern kann je nach den Umständen im Sinne oder gegen den Sinn der Drehrichtung er folgen. Für die Ölzuführung im Sinne der Drehrichtung kann die entstehende Pump- wirkungfür eine möglichst selbsttätige Schmie rung bezw. Ölerneuerung ausgenützt werden, weil das Lager zugleich, wenigstens für sich selbst, als Schraubenpumpe wirkt.
Umgekehrt kann, um die Durchflussgeschwindigkeit zwi schen Welle und Tragflächen zu vergrössern, der Ölkreislauf entgegen der Drehrichtung angeordnet sein, indem auf Eintrittsseite eine Druckschmierung eingeschaltet wird. Je nach der Belastung des Lagers wird die eine oder andere Lösung verwendet werden.
Plain bearing with a wing divided into longitudinal strips. The usual types of plain bearings result in difficulties at high speeds (20-40000 rpm) because the very small clearances required for smooth gear are sensitive and, moreover, do not tolerate any impurities in the oil etc. In addition, in order to achieve the necessary security of the bearings, larger diameters must be provided so that the friction is disproportionately large.
It has for such reasons, similar to thrust bearings, also for cylindrical support bearing segment surfaces as supporting surfaces is arranged, such as, for example, in an already somewhat improved form, FIGS. 1 and 2 of the drawing schematically show in longitudinal and cross-section. The shaft 1 is supported instead of a contiguous cylinder by a number of longitudinal strips 2 prismatic, preferably rectangular cross-section, the extent of which in the circumference is much smaller than the circumference itself, that is, the contact of the shaft and the surfaces of these strips carrying them is broken down into individual lines.
There is ample space between the individual wings in order to improve the oil renewal similar to that of segmented thrust bearings. The shaft 1 is thus held in place by, for example, six supporting bodies 2.
Apart from the oil film, the wave thus touches the support surfaces of this body 2 after the development of Fig. 3 on the lines a-a. Due to the oil film and the uneven play between the practically flat wings and the round shaft, pressure cushions 3, Fig. 2, which are symmetrical with respect to the horizontal plane b-b un due to the force of gravity S of the shaft. Basically, by such a bearing, the steady pressure pad of a plain bearing in this location tion by an interrupted one according to FIG. 2 replaced.
These interruptions now have the disadvantage; that the shaft position in the bearing influences the pressure cushion during the displacement, which is known to occur when turning, and, as can be seen, can get into random vibrations depending on the oil viscosity and speed, so that the shaft vibrates.
Effects similar to those of the weight of the shaft can affect its balance. Due to such a disruption, the pressure cushion of the oil films between the shaft and the wings is constantly changed as a result of the additional rotating centrifugal force and it is clear that the change is discontinuous as a result of the sixfold interruption and that a vibration must also arise as a result.
In order to remedy these disadvantages, according to the invention, the wings should be designed as non-cylindrical screw surfaces.
4 to 6 show an embodiment example of a bearing according to the invention. As the development according to FIG. 4 shows, the contact of the shaft on these wings no longer takes place along straight lines a-a parallel to the axis, but along helical lines c-c, similar to a six-fold thread. Due to the inclination of the wings, the pressure cushion of the oil film is rotated from millimeter to millimeter along the wings, so that a practically constant pressure cushion is created for the entire length of the bearing due to the success of the individual pressure cushions.
The individual force of gravity, as well as the rotating individual force of an imbalance that may occur randomly, is therefore in a constant pressure cushion, so that for such reasons, vibration no longer has to arise. Advantageously, of course, the slope of the helical lines is chosen so that the sections of the helical lines just complement each other, or even overlap somewhat, in order to get at least one contact point on each surface line of the entire circumference of the shaft.
The shape of the wing at right angles to the shaft axis and to the bearing is to be selected depending on the relevant criteria, i.e. an oil wedge should be created between the circular boundary of the shaft and the non-cylindrical wing shape, which combines the best load-bearing capacity with very good oil renewal. In addition to the shape, the position of the wing with respect to the contact line c-c plays an important role, as this line of contact is advantageously shifted within the wing towards the outlet, as the development clearly shows.
As FIGS. 1 and 2 show, the actual wings can be formed by support body 2 formed for themselves. The production of this support body, which is of course very simple in the case of cylindrical bodies as straight rods, does not present any further difficulties in the bearing according to the invention either, in that the helical support bodies can be obtained in finished form by appropriate drawing tools and the like. The individual support bodies only need to be cut from a rod. But it can also be worked out from the bearing body itself, the non-cylindrical bearing surfaces, that is, a piece of mitein other. The use of special wing bodies has the advantage of being exchangeable and readjustable.
The camp according to the invention can of course also be used as a thrust bearing at the same time. According to FIGS. 5 and 6, the supporting body 2 are supported on one side in the shell and have on the opposite side opposite the ridge 4 correspondingly shaped end faces 5, so that a good oil wedge is created in order to increase the load capacity.
The oil supply and oil discharge to such bearings can, depending on the circumstances, in the sense of or against the sense of the direction of rotation he follow. For the oil supply in the sense of the direction of rotation, the resulting pumping effect can be used for lubrication that is as automatic as possible. Oil renewal can be exploited because the bearing also acts, at least for itself, as a screw pump.
Conversely, in order to increase the flow rate between the shaft and the wings, the oil circuit can be arranged against the direction of rotation by switching on pressure lubrication on the inlet side. Depending on the load on the bearing, one or the other solution will be used.