Radiales Gleitlager. für, eine durchgehende Welle Die Erfindung .bezieht sich auf ein radiales. Gleit lager für eine durchgehende Welle, bei dem zwischen .den zusammenarbeitenden Oberflächen des Lagers und .der Welle ein Schmiermittel .angebracht wird. Lager dieses Typs sind bereits lange bekannt und arbeiten gut, wenn nur genügendes Schmiermittel zwischen Iden zusammenarbeitenden Oberflächen vorhanden ist.
Bei hydrodynamischer Schmierung treten jedoch infolge des Druckes im Schmiermittel an den Enden des Lagers Lenkverluste auf, wodurch nach kürzerer oder längerer Zeit kein .Schmiermittel mehr im Lager vorhanden ist. Es ist bekannt, z. B. mittels Filzabdichtunigsringe oder Lager .aus poröser Bronze, eine gewisse Schmiermenge im Lagerspalt zu behalten.
Es hat sich jedoch gezeigt, ,dassdiese Mittel nichtausreichend sind und @dass Idas Lager nach verhältnismässig kurzer Zeit festläuft, wenn kein Schmiermittel zugeführt wird.
Die Erfindung bezweckt, ein Lager zu schaffen, das imstande ist, unter völliger Filmschmierung längere Zeit zu arbeiten. Zu .diesem Zweck sind gemäss der Erfin- dung die zusammenarbeitenden Oberflächen,des Lagers und der Welle über einen Teil ihrer Länge ;glatt ausge- bildet, und wenigstens auf :
einer Seite dieses glatten Teiles ist eine ider zusammenarbeitenden Oberflächen des Lagers :oder der Welle :mit wenigstens einer schrau- benförmIgen Nut versehen und sind Mittel vorgesehen, um das .Schmiermittel, das wenigstens über einen Teil der zusammenarbeitenden glatten Oberflächen gelaufen ist, zu der Nut oder den Nuten zurückzuleiten.
Die Nut oder Nuten pumpen,das Schmiermittel in Richtung der zusammenarbeitenden glatten Oberflächen, wodurch immer genügende Zufuhr von Schmiermittel erhalten wird, um eine hydrodynamische Schmierung zu ver- wirklichen. Man ist :in (der Wahl des Schmiermittels nicht beschränkt. Häufig wird man Öl oder Fett wählen, aber .auch z. B. Wasser, Graphit und dergleichen sind ,als Schmiermittel geeignet.
Es entsteht eine Schmier mittelzirkulation durch das Lager, so dass eine :be schränkte Schmiermittelmenge ausreichend ist, wäh- rend doch immer hydrodynamische Schmierung auftre ten wird.
Man .kann eine der zusammenarbeitenden Ober flächen des Lagers und der Welle auf beiden Seiten des glatten Teiles mit gleichen Nuten, aber mit ent- geigenges'etzter Steigung versehen. Das Schmiermittel wird dann, durch die :beiden Nuten zum glatten Teil gestaut. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es sehr schwie rig ist, die beiden Nuten derart gleich auszubilden, dass sie beide eine genau gleiche Stauwirkung haben.
Bei einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ist eine der zusammenarbeitenden Oberflächen auf beiden Seiten des glatten Teiles. mit feiner oder mehreren schraubenförmigen Nuten. versehen, die eine ent-egen:ge- -setzte Steigung aufweisen und derart ausgebildet sind, dass die Staukraft einer der Nuten grösser ist als die Staukraft :
der ,anderen Nut, während -auf einer der Oberflächen weiter eine weitere mit einer Steigung versehene Nut vorhanden ist, die sich über im wesent lichen die ganze Länge des Lagers erstreckt, welch letztere Nut Schmiermittel zu ,der Nut oder den Nuten mit der grössten Staukraft zurüaklehet. Durch den Stau kraftunterschied der beiden Nuten wird .ein Schmier- mittelübermass in einer zuvor bestimmten Richtung durch das Lager geleitet.
-Die zurückleitende Nut kann derart ausgebildet sein, dass das Übermass zu der Nut oder den Nuten mit der grössten Staukraft zurückge pumpt wird, wodurch eine Schmiermittelzirkulation ent steht. Hierdurch tritt keine Leckage von Schmiermittel ,auf.
Die auf :beiden: Seiten des glatten Teiles liegenden Nuten können z. B. mit verschiedener Steigung oder mit verschiedener Breite oder Tiefe ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jedoch das :auf den beiden Seiten einer der zusammenarbeitenden Oberflächen ange ordnete Nutenm_uster mit der gleichen Steigung :ausge- bildet,aber mit einer verschiedenen Länge, während tdie das Schmiermittel zurückleitende Nut eine .grössere Steigung und :
eine derartige Tiefe aufweist, dass .durch ihrs Pumpwirkung :das :in einer Richtung des Lagers gestaute Schmiermittelübermass zu der Nut oder den Nuten mit der :grössten Länge zurückgeleitet wind. Es zeigt sich, @dass diese Ausführungsform insbesondere her vorragend genügt für Lager, bei denen .Fettschmierung verwendet wird. Bei Versuchen, bei denen das.
La- ,er bereits wochenlang kontinuierlich läuft, tritt nicht .immer hydrodynamische Schmierung .auf, obwohl nur -Du An fang des Versuches Schmiermittel angebracht ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine der zusammenarbeitenden Oberflächen auf bei .den Seiten des !glatten Teiles mit einer oder mehreren schraubenlinienförmigen Nuten .versehen, die eine ent gegengesetzte Steigung haben, wobei :
die Welle in einem Lager läuft, das aus einem porösen, das Schmiermittel aufnehmenden Material hergestellt ist. Bei, diesem Lager wird durch die Nuten immer Schmiermittel in Richtung des Lagerspaltes .gestaut, welches Schmiermittel durch ,das poröse Material des Lagers, z. B. poröse Bronze, aufgenommen wird.
Ohne Anordnung der Nuten läuft ein solches Lager infolge der Leckage des :Schmiermit- tels ,an .den beiden, Enden nach einiger Zeit ganz trocken. Bei ,drehender Welle verursachen die Nuten eine Zirku lation des Schmiermittels, vorzugsweise Öl, durch das poröse Material, wodurch immer genügend Schmier mittel nm Lagerspalt vorhanden ist.
Es ist nicht erforderlich, @die Nuten. auf beiden. Seiten des glatten Teiles der zusammenarbeitenden Oberflächen des Lagers und der (Welle anzuordnen.
Nach einer .günstigen Ausführungsform des Lagers ge mäss der Erfindung sind eine :oder mehrere Nuten auf einer Seite des glatten Teiles einer der zusammenarbei- tvnden Oberflächen angeordnet, während ,im Lager oder in der -Welle wenigstens ein Kanal vorgesehen ist, der sich von der :anderen, .Seite des glatten Teiles ;bis in die Umgehung der Nut oder Nuten erstreckt.
Die Nut pumpt dann Schmiermittel zum Lagerspalt, während die :gleiche Pumpwirkung ,auch für die Zurückleitung ,des Schmiermittelsdurch den Kanal sorgt. Bei dieser Ausbildung wird an dem den Nuten ,abgewendeten Ende des Lagers- .eine Abdichtung vorgesehen, um Lek- kage des Schmiermittels zu verhüten.
Diese Abdichtung besteht vorzugsweise aus einer schraubenlinienförmigen Nut .mit :einer kleinen Steigung, die der Steigung der ersteren Nuten entgegengesetzt ist.
Insbesondere bei Lagern der bis jetzt üblichen Bauart mit einem kleinen ;Welllendurchmesser treten beim Erhalten hydrodynamischer Schmierung Schwie- rigkeiten auf.
Das radiale Gleitlager gemäss der Er- findung ,genügt jedoch auch sehr ,gut, wenn der :glatte Teil :der Welle einen Durchmesser :aufweist, der kleiner .als 1 cm ist.
Bei Versuchen an .Lagern mit :einem Wellendurchmesser von 4 @mm trat nach längerem Dauerbetrieb noch immer völlige Filmschmierung .auf.
Die Konstruktion des Lagers gehnäss der Erfindung äst nicht kompliziert, und bei der Herstellung werden keine besonderen technischen Anforderungen gestellt, :die -eine teuere Herstellung fordern. Hierdurch ist :
das Lager auch aus wirtschaftlichem Gesichtspunkt sehr ,geeignet zur .Anwendung in Geräten, die in Massen- erzeugung hergestellt werden, z.
B. Geräte für- den Hausbedarf. Vorzugsweise wird Fett ;als Schmiermittel verwendet. ,Auch bei Stillstand der Welle wird dann keine Leckage,auftreten können.
Die Erfindung wird ton Hand der Zeichnung näher erläutert. Es- zeigt: Fig. 1 :ein Lager, das auf einer Seite mit schrauben- linienförmigen <B>Nuten</B> versehen ist, Fig. 2a ;ein Lager, das auf beiden Seiten seit schraubenlinienförmigen Nuten und w eher mit :
einer Zurückleitungsnut für das Schmiermittel versehen ist, Fig. 2b Beine ,Abwicklung der Lageroberfläche mit in !ihr angeordneten Nuten, Fig. 3 ein Lager aus porösem Material .mit einer auf beiden Seiten mit schraubenlinienförmigen Nuten versehenen Welle, Fig. 4 ein Lager,
das auf einer Seite mit schrauben- linienförmigen Nuten versehen ist und das einen Zurück- leitun@gskanal für das Schmiermittel ,enthält.
In zig. 1 ist,das Lager mit 1 und die durchgehendee Welle mit 2 bezeichnet. Die Lageroberfläche eist mit einem glatten Teil 3 versehen, der mit der glatt ausge bildeten Welle zusammenarbeitet. Im Lager siind weiter auf einer Seite schraubenlinienförmige Nuten 4 vorge sehen, deren Enden in den glatten Teil des Lagers auslau fen. Das Lager enthält eine Kammer 5, der Schmier- mitteldurch einen Kanal 6 zugeführt wird..
Wenn die Welle 2 sich in der dargestell;en Richtung dreht, stauen die Nuten 4 Schmiermittel @in Richtung ,der zusammenarbeitenden glatten Teile ides Lagers und der Welle.
Es ist immer eine ,ausreichende Schmier mittelm:enge zwischen den zusammenarbeitenden Ober flächen vorhanden, wodurch eine völlige Filmschmie rung zwischen denn Lager und der Welle aufrechterhal ten wird. Die Nuten brauchen. nur :eine sehr :geringe Tiefe zu haben und können z.
B. .in das Lager geätzt werden. Die Nuten können mit :gleich igünstiger Wirkung, hinsichtlich der .Filmschmierung auch in der Welle- angeordnet werden. Bei dieser letzteren Ausbildung muss die Welle dann ,je(doch ziemlich genau in ,axialer Rich- tunrg gegenü!ber dem Lager eingestellt werden.
Um ein Lager zu erhalten, bei dem kein Leckverlust auftritt, können auf den beiden Seiten der zus!ammen- arbeitenden @glatten Oberflächen des Lagers und der Welle eine oder mehrere schraubenlinienförmige Nuten mit entgegengesetzter Steigung vorgesehen werden, die eine gleich grosse Schmiermittelmenge in Richtung,der zusammenarbeitenden .glatten Oberflächen stauen.
Das Schmiermittel, das bei hydrodynamischer Schmierung insbesondere imRTI ID="0002.0218" WI="15" HE="4" LX="1426" LY="1814"> Mittenteil der ;zusammenarbeitenden Oberflächen unter hohem Druck steht, wird infolge .dieses Druckes :an Iden Enden des Lagers weglecken. Die Nuten stauen das Schmiermittel zurück, so dass Leckverluste verhütet werden.
Es :ist jedoch schwierig, diese vollkommen gleich wirkenden Nuten technisch zu verwirklichen. .Ein: Satz ;der Nuten wird in der Praxis häufig eine grössere Stauwirkung aufweisen, wo- durch am Lager: .auf :einer Seite Leckverluste :auftreten.
Nach ider Erfindung können die beiden Notensätze derart umgebildet werden, @dass sie ,in :einer vorher be stimmten Richtung eine verschiedene .Stauwirkung :auf weisen, wobei das zu Iden Nuten mit der kleinsten Stauwirkung fliessende Schmiermittelübermass zu den Nuten mit der grössten Stauwirkung zurückgeleitet wind.
Fng. 2a zeigt ein so ausgebildetes Lager, das keine Nachschmierung braucht, da das Schmiermittel durch das Lager zirkuliert .und bei dem keine Leckverluste auftreten.
Der Deutlichkeit halber ist die Welle nicht ,dargestellt. Ein Lagerblock 7 hat eine zylindrische Bohrung, deren Mittenteil 8 glatt -ausgebildet äst. Auf :den beiden Seiten des glatten Teiles B sind :schrauben- linienförmige Nuten 9 und 10 mit einer gleich grossen, jedoch, entgegengesetzten Steigung vorgesehen. Die Länge der Nuten 9 ist (grösser als diejenige der Nuten 10.
Zu Beginn jeder der Nuten ist eine Vorratskammer 11 für das Schmiermittel vorgesehen. In Aussparungen 12 kann ein nicht dargestellter Verschlussring ange,- ordnet werden, durch den sich die Welle erstreckt. Die Lageroberfläche ist weiter mit einer Nut 13 ver sehen, (deren Steigung grösser ;stalsdiejenige der Nuten 9 und 10 und die zugleich eine .grössere Tiefe aufweist.
Fig. 2g- zeigt eine Abwicklung der in der Lagerober- flächeangeondneten Nuten.
Wenn die Welle (oder das Lager) sich dreht, wird das in den Vorratskammern angebrachte Schmiermittel ,durch (die .Nuten 9 und .10 ;in Richtung der glatten Oberfläche 8 gestaut, wodurch immer (genügend Schmiermittel im Lagerspalt vorhanden ist, um eine hydrodynamische Schmierung -zu gewährleisten. Die Nu- t-.n 9 stauen & n.- grössere Schmiermittehnenge zum glatten Teil 8 als die Nuten 10, da ihre Länge grösser ist.
Der Untersch:,ad des (durch die beiden Nutensäize beförderten Schmiermittels wird jetzt in Richtung der Nuten<B>10</B> gestaut wenden. Diesels Schmiermittelübermass wird durch die Nut 13 zu der Vorratskammer 11 der Nuten 9 zurückgeleitet. Es entsteht auf diese Weise eine Schmiermittelzirkulation durch Idas Lager; Nach schmieren des Lagers ist nicht erforderlich, und Leckage tritt nicht :auf.
Der Logentyp gemäss Fig. 2 ist ;sehr geeignet zur Anwendung bei Wellen mit einem kleinen Durchmesser, z. B. kleiner (als 1 cm. Bei Versuchen, bei denen eine Welle mit ;einem .Durchmesser von 4 mm und Fett .als Schmiermittel verwendet wurde, drehte (die Welle sich wochenlang kontinuierlich.
Immer war eine völlige Filmschmierung im Lagerspalt vorhanden, :obwohl das Lager nur zu Beginn des Versuches geschmiert wunde. Die Tiefe der .Nuten 9 :und 10 war etwa 50,u, @die Tiefe der Nut 13 war etwa 0,15 mm. Das Lager gemäss der Erfindung ist ausserordentlich geeignet für Anwen dung in Geräten für den Hausbedarf.
Bei -Verwendung von Fett als Schmiermittel wird auch (bei Stillstand keine Leckage auftreten. Die Aufgabe, um besonders für eine Welle mit kleinem Durchmesser ein Lager zu erhalten, das ohne Nachschmierung und ohne Leckage immer unter hydrodynamischer Schmierung arbeitet, ist mit einer Ausbildung, wie z.
B. in Fig. 2 dargestellt ist, auf technisch einfach zu verwirklichende und wirt schaftlich akzeptierbare Weise gelöst, was .mit keinem ,der bisher bekannten Lager erreicht werden konnte.
Das Zieh einen zuvor bestimmten Schmiermittel überschuss zu erreichen, kann statt durch Verwendung gleicher Nuten mit verschiedener Länge auch,auf andere Weise erhalten werden. So .kann die Breite oder die Tiefe eines Nutensatzes grösser (gewählt werden als .diejenige (des andemen Satzes; auch kann die Steigung eines Nutensatzes grösser sein als ,diejenige des anderen Satzes.
Die Form der ,zurückleitenden Nut 9 kann atü einfache Weise .berechnet werden. Auch hier ist die Steigung, die Breite und:
die Tiefe der Nut (ein Mass für (die zurückgeleitete Schmiermittelmenge. Die Nuten können unter Beibehaltung der gleichen hydrodynami- schen Wirkung auch in der Welle vorgesehen werden, oder aber ,es können Nuten .in der Welle und ,andere in ,der Lageroberfläche angeordnet werden. (Beim Anord nen der Nuten in der Welle muss die Welle axial gegen über dem Lagereingestellt werden; bei Nuten im Lager ,ist (dies nicht erforderlich.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die besonders für<B>01</B> als Schmiernuttel geeignet ist. Das Lager 14 besteht .aus porösem Material, z. B. etwas zusammen geschmolzenen Bronzekügelchen.
Die Welle 15 ist mit zwei Sätzen von gleichen schraubenlinienförmigen Nu ten 16 und 17 mit entgegengesetzter Steigung versehern. Um das Lager herum ist eine Abdichtungskappe 18 vorgesehen. Die (dem glatten Teil der Welle gegenüber liegenden Teile 19,des Lagers haben vorzugsweise keine poröse Oberfläche.
Die schraubenlinienförmigen Nuten 16, 17 stauen bei Drehung der Welle Öl, das infolge des bei hydro- .dynamisicher .Schmierung auftretenden Druckes längs der Welle aus dem Lager wegleckt, wieder in Richtung der zusammenarbeitenden glatten Oberflächen (des La gers und der Welle. Das Öl zirkuliert dabei in einer durch die Pfeile (dargestellten Richtung durch .das Lager. Leckage von Schmiermittel tritt nicht auf.
Die Öl menge, die bei Stillstand des Lagers weglecken will, , ist viel kleiner als die Menge, die infolge des Druckes während der Drehung nach aussen lecken will. Das poröse Material hält jedoch bei Stillstand der Welle genügend Öl fest. Dieses Lager :braucht -also auch keine Nachschmierung und wird immer unter Bodingungen von völliger Filimschmierung arbeiten.
Das Spiel zwi schen der Welle und dem Lager ist in der Zeichnung der Deutlichkeit halber :grösser dargestellt .als es in Wirklichkeit ist. Die Nuten können auch im Lager statt in dez Welle :angeordnet werden.
F :ig. 4 zeigt ein Lager, Idas nur mit einem Satz das Schmiermittel stauender Nuten verstehen ist. Das Lager 20 hat eine glatte Oberfläche, in der auf einer Seite schraubenlinienförmige Nuten 21 vorgesehen sind. Die durchgehende Welle 22 ,ist :ganz glatt ,ausgebildet.
Im Lager sind Abdichtungsringe 23 vorgesehen, die .ein geringes Spiel gegenüber der Welle 22 ,aufweisen (können. Im Lager ist ein ringförmiger Raum 24 ausgespart, der mittels eines oder mehrerer Kanäle 25 mit einer ring- förmigen Vorratskammer 26 für das Schmiermittel ver bunden ist.
Das sn der Vorratskammer 26 angebrachte Schmier mittel wind bei .Drehung der Welle in Richtung der zusammenarbeitenden glatten Oberflächen des Lagers und der Welle gestaut, in. der Zeichnung nach rechts.
Durch den Kanal 25 :wird das Schmiermittel wieder zur Vorratskammer 26 geleitet. Das Schmiermittel rzirku- liert also immer idureh,das Lager.
Aus. der Vorratskam mer :wird ,das .Schmiermittel wieder durch die Nuten .aufgenommen und steht nicht unter einem derartigen Druck, @dass auf (dieser Seite des Lagers Leckage auf tritt.
Auf der rechten Seite ist Beine ringförmige Aus sparung 27 vorgesehen, in der eine Abdichtung ange ordnet werden kann. Da das Schmiermittel (durch den Kanal<B>25</B> zurückgeleitet wird, wird bereits bei einer einfachen Abdichtung (das Auftreten von Leckage ver hütet.
Vorzugsweise RTIID="0003.0207" WI="8" HE="4" LX="1408" LY="2148"> kann im Lager oder in der Welle eine Nut 28 angeordnet werden, (die nur :eine sehr ge ringe Tiefe und eine sehr geringe Steigung ,zu haben braucht, entgegengesetzt zur Steigung der Nut 21.
Diese Nut 28 hat lauf das Schmiermittel eine derartige Stau wirkung, dass keine Leckage ,zwischen dem Lager und ,der Welle auftritt und :eine günstige Abdichtung erhal ten wird.
Die Nuten bei den Lagern (gemäss der Erfindung können im Lager oder in der Welle :angeordnet werden oder einige im Lager und einige in der Welle. Statt ,der Welle .kann auch das Lager sich drehen. Als Schmiermittel wird Fett manchmal bevorzugt, besonders bei Lagern mit kleinem Durchmesser, die z. .B. in Ge- säten für ,den Hausbedarf verwendet werden.
Jedoch auch öl, Graphit, Wasser und dergleichen geben dem Lager gemäss der ;Erfindung seine günstige Wirkung.