DE102018212517A1 - Tapered bearing with floating bush - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager (101, 103) mit mindestens einer kegeligen äußeren Gleitfläche, mindestens einer kegeligen inneren Gleitfläche und mindestens einer zwischen der äußeren Gleitfläche und der inneren Gleitfläche angeordneten Schwimmbuchse (101b, 103b). Ein Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche ist kleiner oder größer als ein Kegelwinkel der inneren Gleitfläche.The invention relates to a sliding bearing (101, 103) with at least one conical outer sliding surface, at least one conical inner sliding surface and at least one floating bush (101b, 103b) arranged between the outer sliding surface and the inner sliding surface. A cone angle of the outer sliding surface is smaller or larger than a cone angle of the inner sliding surface.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a plain bearing according to the preamble of claim 1.
Die Druckschrift
Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Gleitlager mit Schwimmbuchsen bekannt. Eine Schwimmbuchse zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwischen einer äußeren Gleitfläche und einer inneren Gleitfläche des Gleitlagers angeordnet ist und relativ zu der äußeren Gleitfläche und der inneren Gleitfläche frei verdrehbar ist. Die Schwimmbuchse weist entsprechend eine erste und eine zweite Gleitfläche auf. Die erste Gleitfläche bildet mit der äußeren Gleitfläche ein Gleitflächenpaar, die zweite Gleitfläche mit der inneren Gleitfläche. Zwischen den Gleitflächen, die ein Gleitflächenpaar bilden, verläuft jeweils ein Lagerspalt. Dieser ist entweder mit Schmierstoff gefüllt oder trocken. Die Gleitflächen eines Gleitflächenpaars sind um eine Drehachse des Gleitlagers relativ zueinander verdrehbar.Slide bearings with floating bushes are also known from the prior art. A floating bush is characterized in that it is arranged between an outer sliding surface and an inner sliding surface of the sliding bearing and is freely rotatable relative to the outer sliding surface and the inner sliding surface. The floating bush accordingly has a first and a second sliding surface. The first sliding surface forms a pair of sliding surfaces with the outer sliding surface, the second sliding surface forms with the inner sliding surface. A bearing gap runs between the sliding surfaces, which form a pair of sliding surfaces. This is either filled with lubricant or dry. The sliding surfaces of a pair of sliding surfaces can be rotated relative to one another about an axis of rotation of the sliding bearing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften kegeliger Gleitlager gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zu verbessern. Insbesondere soll ein kegeliges Gleitlager so gestaltet werden, dass es nicht nur radial, sondern auch axial belastbar ist.The invention has for its object to improve the properties of tapered plain bearings compared to the solutions known from the prior art. In particular, a tapered plain bearing should be designed so that it can be loaded not only radially but also axially.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gleitlager nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by a plain bearing according to claim 1. Preferred further developments are contained in the subclaims.
Das Gleitlager weist mindestens eine kegelige äußere Gleitfläche und mindestens eine kegelige innere Gleitfläche auf. Eine kegelige Gleitfläche hat die Grundform einer Mantelfläche eines Kegelstumpfs. Die Grundform einer Fläche bezeichnet die Form einer ursprünglichen Fläche, aus der die erstgenannte Fläche durch Eliminieren einzelner Bereiche, etwa durch Einfügen von Aussparungen, und/oder durch Hinzufügen einzelner Bereiche entsteht. So können etwa die äußere Gleitfläche und/oder die innere Gleitfläche Ausnehmungen zum Einleiten, Leiten oder Ausleiten von Schmierstoff aufweisen.The plain bearing has at least one conical outer sliding surface and at least one conical inner sliding surface. A conical sliding surface has the basic shape of a lateral surface of a truncated cone. The basic shape of a surface denotes the shape of an original surface from which the first-mentioned surface is created by eliminating individual areas, for example by inserting recesses, and / or by adding individual areas. For example, the outer sliding surface and / or the inner sliding surface can have recesses for introducing, guiding or discharging lubricant.
Die äußere Gleitfläche zeichnet sich gegenüber der inneren Gleitfläche dadurch aus, dass sie die innere Gleitfläche wenigstens teilweise umgibt. Die äußere Gleitfläche bildet die Mantelfläche eines kegelstumpfförmigen Hohlraums, in dem sich mindestens ein Teil der inneren Gleitfläche befindet. Es lassen sich zwei radial, das heißt orthogonal zu einer Drehachse des Gleitlagers verlaufende Ebenen angeben, zwischen denen sich mindestens ein Teil der ersten Gleitfläche und mindestens ein Teil der zweiten Gleitfläche befinden.The outer sliding surface is distinguished from the inner sliding surface in that it at least partially surrounds the inner sliding surface. The outer sliding surface forms the outer surface of a frustoconical cavity in which at least part of the inner sliding surface is located. Two planes running radially, that is to say orthogonally to an axis of rotation of the sliding bearing, can be specified, between which there are at least a part of the first sliding surface and at least a part of the second sliding surface.
Das Gleitlager weist mindestens eine Schwimmbuchse auf. Diese ist zwischen der äußeren Gleitfläche und der inneren Gleitfläche angeordnet. Entsprechend bildet die erste Gleitfläche der Schwimmbuchse mit der äußeren Gleitfläche ein Gleitflächenpaar. Die zweite Gleitfläche der Schwimmbuchse bildet mit der inneren Gleitfläche ein Gleitflächenpaar. Mindestens ein Teil der Schwimmbuchse befindet sich in dem oben genannten kegelstumpfförmigen Hohlraum sowie zwischen den beiden oben genannten radial verlaufenden Ebenen.The plain bearing has at least one floating bush. This is arranged between the outer sliding surface and the inner sliding surface. Accordingly, the first sliding surface of the floating bush forms a pair of sliding surfaces with the outer sliding surface. The second sliding surface of the floating bush forms a pair of sliding surfaces with the inner sliding surface. At least a part of the floating bush is located in the above-mentioned frustoconical cavity and between the two above-mentioned radial planes.
Erfindungsgemäß ist ein Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche kleiner oder größer als ein Kegelwinkel der inneren Gleitfläche. Der Kegelwinkel einer kegeligen Gleitfläche bezeichnet den Kegelwinkel eines entsprechenden Kegelstumpfs. Dies wiederum ist der Öffnungswinkel eines Kegels, der aus dem Kegelstumpf und einem Ergänzungskegel besteht. Der Öffnungswinkel bezeichnet den Winkel, den zwei Mantellinien, die mit einer Mittelachse des Kegels in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, einschließen. Der Öffnungswinkel beträgt das Doppelte eines Winkels zwischen einer Mantellinie und der Mittelachse.According to the invention, a cone angle of the outer sliding surface is smaller or larger than a cone angle of the inner sliding surface. The cone angle of a conical sliding surface denotes the cone angle of a corresponding truncated cone. This in turn is the opening angle of a cone, which consists of the truncated cone and a supplementary cone. The opening angle denotes the angle that two surface lines, which are arranged with a central axis of the cone in a common plane, form. The opening angle is twice an angle between a surface line and the central axis.
Die unterschiedlichen Kegelwinkel der äußeren und der inneren Gleitfläche haben zur Folge, dass eine auf das Gleitlager wirkende Radialkraft eine in axialer Richtung auf die Schwimmbuchse wirkende Kraft hervorruft. Dadurch ist gewährleistet, dass mindestens ein Lagerspalt des Gleitlagers bei einer auf das Gleitlager wirkenden Axialkraft erhalten bleibt. Das Gleitlager bleibt infolgedessen auch unter axialer Belastung drehbar.The different cone angles of the outer and inner sliding surfaces have the result that a radial force acting on the slide bearing causes a force acting on the floating bush in the axial direction. This ensures that at least one bearing gap of the plain bearing is retained with an axial force acting on the plain bearing. As a result, the plain bearing remains rotatable even under axial load.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die erste Gleitfläche und die zweite Gleitfläche der Schwimmbuchse jeweils kegelig. Ein Kegelwinkel der ersten Gleitfläche ist dabei kleiner oder größer als ein Kegelwinkel der zweiten Gleitfläche. Ist der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche kleiner als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche, so ist der Kegelwinkel der ersten Gleitfläche der Schwimmbuchse bevorzugt kleiner als der Kegelwinkel der zweiten Gleitfläche der Schwimmbuchse. Ist der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche größer als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche, so ist der Kegelwinkel der ersten Gleitfläche der Schwimmbuchse bevorzugt größer als der Kegelwinkel der zweiten Gleitfläche der Schwimmbuchse.In a preferred development, the first sliding surface and the second sliding surface of the floating bush are each conical. A cone angle of the first sliding surface is smaller or larger than a cone angle of the second sliding surface. If the cone angle of the outer sliding surface is smaller than the cone angle of the inner sliding surface, the cone angle of the first sliding surface of the floating bush is preferably smaller than the cone angle of the second sliding surface of the floating bush. If the cone angle of the outer sliding surface is greater than the cone angle of the inner sliding surface, the conical angle of the first sliding surface of the floating bush is preferred larger than the cone angle of the second sliding surface of the floating bush.
In einer bevorzugten Weiterbildung stimmen der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche und der Kegelwinkel der ersten Gleitfläche der Schwimmbuchse überein. Weiterbildungsgemäß stimmen zudem der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche und der Kegelwinkel der zweiten Gleitfläche der Schwimmbuchse überein.In a preferred development, the cone angle of the outer sliding surface and the cone angle of the first sliding surface of the floating bush match. According to a further development, the taper angle of the inner sliding surface and the taper angle of the second sliding surface of the floating bush also match.
Bevorzugt ist das Gleitlager als ein erstes Gleitlager einer Anordnung weitergebildet, die auch ein zweites Gleitlager der oben beschriebenen Art aufweist. Das erste Gleitlager und das zweite Gleitlager sind in O-Anordnung angeordnet. Dies bedeutet, dass sich die Gleitflächen des ersten Gleitlagers in Richtung des zweiten Gleitlagers verjüngen. Ebenso verjüngen sich die Gleitflächen des zweiten Gleitlagers in Richtung des ersten Gleitlagers. Die Durchmesser der Gleitflächen der beiden Gleitlager sind also mittig, d.h. zwischen den Gleitlagern, am geringsten und werden axial nach außen hin größer.The plain bearing is preferably developed as a first plain bearing of an arrangement which also has a second plain bearing of the type described above. The first slide bearing and the second slide bearing are arranged in an O arrangement. This means that the sliding surfaces of the first plain bearing taper in the direction of the second plain bearing. The sliding surfaces of the second slide bearing also taper in the direction of the first slide bearing. The diameters of the sliding surfaces of the two plain bearings are therefore central, i.e. between the plain bearings, the smallest and become axially larger towards the outside.
Der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche des ersten Gleitlagers ist weiterbildungsgemäß kleiner als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche des ersten Gleitlagers; der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche des zweiten Gleitlagers ist kleiner als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche des zweiten Gleitlagers. Der eingangs beschriebene Effekt bewirkt dann, dass eine radiale Belastung des ersten Gleitlagers und des zweiten Gleitlagers mit Kräften einhergeht, die auf die Schwimmbuchse des ersten Gleitlagers und die Schwimmbuchse des zweiten Gleitlagers wirken und axial nach innen gerichtet sind.According to a further development, the taper angle of the outer sliding surface of the first sliding bearing is smaller than the taper angle of the inner sliding surface of the first sliding bearing; the cone angle of the outer slide surface of the second slide bearing is smaller than the cone angle of the inner slide surface of the second slide bearing. The effect described at the outset then causes a radial load on the first plain bearing and the second plain bearing to be accompanied by forces which act on the floating bush of the first plain bearing and the floating bush of the second plain bearing and are directed axially inward.
Die beiden Schwimmbuchsen sind bevorzugt so angeordnet, dass sie sich gegeneinander abstützen. Dies verhindert eine Verlagerung der Schwimmbuchse nach innen hin. Infolgedessen bleiben sämtliche Lagerspalten des ersten Gleitlagers und des zweiten Gleitlagers erhalten.The two floating bushes are preferably arranged so that they are supported against each other. This prevents the floating bush from shifting inwards. As a result, all bearing gaps of the first slide bearing and the second slide bearing are retained.
Alternativ können das erste Gleitlager und das zweite Gleitlager in X-Anordnung weitergebildet sein. Dabei ist der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche des ersten Gleitlagers größer als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche des ersten Gleitlagers. Entsprechend ist der Kegelwinkel der äußeren Gleitfläche des zweiten Gleitlagers größer als der Kegelwinkel der inneren Gleitfläche des zweiten Gleitlagers. Auch hier wirken nach innen gerichtete Axialkräfte bei einer radialen Belastung des ersten Gleitlagers und des zweiten Gleitlagers auf die beiden Schwimmbuchsen.Alternatively, the first slide bearing and the second slide bearing can be developed in an X arrangement. The cone angle of the outer sliding surface of the first sliding bearing is larger than the cone angle of the inner sliding surface of the first sliding bearing. Accordingly, the cone angle of the outer sliding surface of the second sliding bearing is larger than the cone angle of the inner sliding surface of the second sliding bearing. Here, too, inward axial forces act on the two floating bushes when the first plain bearing and the second plain bearing are subjected to radial loading.
Das erste Gleitlager und das zweite Gleitlager sind bevorzugt spiegelsymmetrisch zu einer radial, das heißt orthogonal zu einer gemeinsamen Drehachse des ersten Gleitlagers und des zweiten Gleitlagers verlaufenden Ebene.The first slide bearing and the second slide bearing are preferably mirror-symmetrical to a plane running radially, that is to say orthogonally to a common axis of rotation of the first slide bearing and the second slide bearing.
Bevorzugt ist die Anordnung mit einem Planetenrad und einem Planetenbolzen weitergebildet. Mittels des ersten Gleitlagers und des zweiten Gleitlagers ist das Planetenrad drehbar auf dem Planetenbolzen gelagert. Eine derartige Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Planetenrad schrägverzahnt ist und die Lager Axialkräfte aus der Verzahnung aufnehmen müssen.The arrangement is preferably further developed with a planet gear and a planet pin. The planetary gear is rotatably mounted on the planet pin by means of the first plain bearing and the second plain bearing. Such an arrangement is particularly advantageous if the planet gear is helically toothed and the bearings have to absorb axial forces from the toothing.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Planetenrad einstückig ausgeführt und bildet die äußere Gleitfläche des ersten Gleitlagers und die äußere Gleitfläche des zweiten Gleitlagers aus. Wenn die Gleitflächen in das Planetenrad integriert sind, gestaltet sich die Montage der Anordnung besonders einfach.In a preferred development, the planet gear is made in one piece and forms the outer sliding surface of the first sliding bearing and the outer sliding surface of the second sliding bearing. If the sliding surfaces are integrated in the planet gear, the assembly of the arrangement is particularly simple.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
-
1 eine Gleitlageranordnung.
-
1 a plain bearing arrangement.
Die Gleitlageranordnung umfasst ein erstes Gleitlager
Die beiden Gleitlager
Das erste Gleitlager
Über das Planetenrad eingeleitete radiale Kräfte wirken infolgedessen in den Schwimmbuchsen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- erstes Gleitlagerfirst plain bearing
- 103103
- zweites Gleitlagersecond plain bearing
- 105105
- Planetenbolzenplanet shaft
- 101a101
- Innenring des ersten GleitlagersInner ring of the first plain bearing
- 103a103a
- Innenring des zweiten GleitlagersInner ring of the second plain bearing
- 101b101b
- Schwimmbuchse des ersten GleitlagersFloating bush of the first plain bearing
- 103b103b
- Schwimmbuchse des zweiten GleitlagersFloating bushing of the second plain bearing
- 101c101c
- Außenring des ersten GleitlagersOuter ring of the first plain bearing
- 103c103c
- Außenring des zweiten GleitlagersOuter ring of the second plain bearing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- CN 107299966 A [0002]CN 107299966 A [0002]
Claims (7)
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DE102018212517A1 true DE102018212517A1 (en) | 2020-01-30 |
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-
2019
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Legal Events
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