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Mehrgleitflächenlager mit starrem oder einstellbarem Keilspaltprofil
Ein Mehrgleitflächenlager ist ein Gleitlager, bei welchem der für ein Gleitlager
Charakteristische Keilspalt, welcher das Öl zwischen die Gleitflächen bringen soll,
in mehrfacher Weise über den Umfang der Lagerbuchse verteilt ist. Dieser bezeichnende
Lagerspalt verkleinert sich zunächst, zeigt eine engste Stelle und erweitert sich
dann wieder. Durch das Hereinziehen des Öls infolge der Drehung des Lagerzapfens
entsteht an der engsten Stelle ein sehr hoher Öldruck, welcher den Lagerzapfen trägt,
so daß eine Flüssigkeitsschmierung entsteht. Bei Mehrgleitflächenlagern mit einer
über den Umfang verteilten drei- bis fünf- oder sogar noch mehrfachen Anordnung
dieses Keilspaltes ist insofern der Lagerzapfen von mehreren Richtungen aus gewissermaßen
hydraulisch eingespannt.
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Es gibt nun grundsätzlich zwei Arten von Mehrgleitflächenlagern, solche
mit sich selbst einstellbarem Profil und solche mit starrem Profil. Die zuerst genannten
stellen die Gruppe der sogenannten Schuhlager dar, bei welchen, über den Umfang
des Lagers verteilt, die genannte Anzahl von Schuhen angeordnet ist, deren Krümmungsradius
im Lagerspalt etwas größer ist als derjenige des Lagerzapfendurchmessers. Durch
eine sich selbst im Winkel einstellbare Abstützung der Gleitschuhe stellen sich
die Schuhe und damit die Keilspalte selbsttätig beim Betrieb des Lagers ein, und
die Einstellung des Gleitschuhes ist abhängig von dem Lagerdruck, der Viskosität
des Öls usw. Die Bauart dieser Schuhgleitlager ist eine Anwendung der bekannten
Mitschelblöcke, die bereits seit Jahrzehnten für Spurzapfenlager angewendet worden
sind, auf ein zylindrisches Lager.
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Die zweite Gruppe der Mehrgleitflächenlager sind solche mit starrem
Profil. Das am längsten: bekannte dieser Bauart ist das Mackensenlager, welches
sein Bohrungsprofil durch die dreieckige Verspannung einer dünnen Lagerbuchse erhält,
so daß über den Umfang des Zylinders drei gleichmäßig verteilte, sich verengende
und erweiternde Gleitflächen- bzw. Keilspaltprofile entstehen, die sich in ihrer
Form aber nicht in Abhängigkeit von der Belastung des Lagers und der Viskosität
des Öls usw. verändern können. Ein anderes Lager mit starrem Mehrgleitflächenprofil
ist das MGF-Lager, bei welchem vier zur Bohrung exzentrisch liegende Radienprofile
durch ein nicht ganz einfaches Herstellungsverfahren in der Bohrung der Lagerbuchse
erzielt werden. Zwischen diesen Krümmungsflächen liegen vier Ölzuführungsnuten.
Der sich verengende und erweiternde Keilspalt entsteht bei der Montage des Lagers
im Zusammenhang mit dem zylindrischen Zapfen.
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Es gibt ferner einige Mehrgleitflächenlager-Konstruktionen (Patent
931865), bei welchen vier über den Umfang verteilte Gleitschuhe lediglich durch
einen dünnen Steg miteinander verbunden sind, so daß die Lagerbuchse insofern eine
zusammenhängende Form behält. Trotzdem verbleibt für die Lagerblöcke die Möglichkeit
der Einstellung auf den erforderlichen Keilspalt, weil der Verbindungssteg zwischen
den Gleitschuhen dünn und verformbar ist.
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Die Erfindung betrifft ein Mehrgleitflächenlager, bei welchem die
über den Umfang verteilten drei bis fünf oder auch noch mehr Lagerblöcke (Schuhe)
durch anvulkanisierte Zwischenteile aus elastischem, ölfestem Material (Buna od.
dgl.) miteinander verbunden sind. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß man ein
Lager in Form einer zusammenhängenden Lagerbuchse vor sich hat, bei welcher das
Keilspaltprofil unterhalb der Lagerblöcke je nach Wunsch einstellbar oder starr
ausgeführt werden kann. Werden die Lagerblöcke außen mit einer zur Lagerachse konzentrischen
Ringfläche versehen, so haben die Lagerblöcke keine Möglichkeit der Einstellung,
und das. Keilspaltprofil bleibt starr wie beim MGF-Lager. Versieht man die Lagerblöcke
an ihrem Umfang mit einer linienförmigen oder punktförmigen (oder kugelförmigen)
Auflage, so gestattet die. Elastizität der anvulkanisierten Zwischenteile eine Einstellung
der Lagerblöcke ähnlich dem Lager nach dem Patent 931865. Außerdem gestattet
die Elastizität der Zwischenteile aus Gummi, daß das Lagerspiel am engsten Teil
der Keilspalte bei diesem Lager verkleinert oder vergrößert werden kann, wenn man
die Lagerschuhe an ihrem Außendurchmesser mit einem Konus versieht und die Lagerbuchse
in eine entsprechende kegelförmige Aufnahme mehr oder weniger weit hineinrückt.
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Der entscheidende Vorteil dieser Erfindung ist aber der, daß die Herstellung
des Lagers sowie des Bohrungsprofils
bedeutend einfacher und billiger
ist als diejenige der bisher bekannten Ausführungsformen. Bei den bisher bekannten
zylindrischen Blocklagern in zusammenhängender Buchse bietet die Herstellung der
zum Lagermittelpunkt exzentrischen Krümmungsflächen zweifellos herstellungstechnisch
erhebliche Schwierigkeiten, abgesehen davon, daß die Herausarbeitung des dünnen
Steges bei dem Lager der entsprechenden Konstruktion auch nicht einfach ist.
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Bei dem Mehrgleitflächenlager gemäß der Erfindung wird eine massive
Buchse zunächst mit einer Bohrung versehen, deren Durchmesser bzw. Krümmungsradius
dem Krümmungsradius des zu erzielenden Spaltprofils entspricht. Es wird also die
Buchse mit einer Bohrung hergestellt, die um ein gewisses Maß größer ist als die
später zu lagernde Welle. Die Buchse wird sodann entsprechend der Anzahl der gewünschten
Gleitschuhe in Segmente zerschnitten, und diese Segmente werden um einen Zylinderzapfen
herum angeordnet, dessen Durchmesser der später zu lagernden Welle entspricht zuzüglich
dem gewünschten Lagerspiel. In dieser Form werden die Segmente zusammenvulkanisiert,
wobei die Stärke der Gummischicht je nach Wunsch verschieden sein kann. Zweckmäßig
ist es, die Zwischenräume sogleich als Ölzuführungsnuten auszubilden.
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Nachdem man durch Zusammenvulkanisieren der Segmente um den verkleinerten
Durchmesser das charakteristische Profil der Mehrgleitflächenlagerbuchse auf einfache
Weise erhalten hat, kann man nun den Außendurchmesser dieser wieder entstandenen,
in sich geschlossenen Lagerbuchse entweder zylindrisch bearbeiten oder die Rückenflächen
der Segmente so ausbilden (punkt-, Linien- oder kugelförmige Auflage), daß sich
die Lagerblöcke einstellen können. Im erstgenannten Fall ergibt sich ein Mehrgleitflächenlager
mit starrem Profil, im zweitgenannten Fall ein solches mit einstellbarem Profil.
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Die Zeichnung zeigt vier Gleitbacken, die zuvor durch Zerteilen einer
konzentrisch gedrehten Buchse hergestellt worden sind. Diese Gleitbacken sind nunmehr
zum Zwecke des Zusammenvulkanisierens um die Welle f angeordnet, welche einen kleineren
Durchmesser besitzt als zuvor die Bohrung der konzentrisch gedrehten Buchse. Hierdurch
entsteht das charakteristische Mehrgleitflächenlagerprofil in Form der sich verengenden
und erweiternden Keilspalte. Bei g und g' ist der Spalt im Anschluß an die Ölzuführungsnuten
b am weitesten, während bei Z sich die engste Stelle befindet. Die Buchse a dient
zum Zusammenhalt der Segmente bei der Vulkanisation, und mit i sind die elastischen
Zwischenteile zwischen den Segmenten bezeichnet. In einer konzentrischen. Buchse
werden die Segmente ohne Nacharbeit am Außendurchmesser zunächst nur bei m und m'
eine Anlage finden. Verbleibt die Außenform der Segmente so oder werden die Segmente
am Außendurchmesser konzentrisch abgedreht, so hat man ein Mehrgleitflächenlager
mit starrem, nicht im Winkel einstellbarem Profil. Wenn die Rücken der Segmente
so frei gearbeitet werden, daß nur eine punktförmige oder linienförmige Stütze verbleibt,
so kann sich das Keilspaltprofil verändern.