DE1052753B

DE1052753B - Gleitlager mit in kreisfoermige Segmente unterteilter Lagerbuechse fuer zwei verschiedene Drehrichtungen

Info

Publication number: DE1052753B
Application number: DEM28880A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Fritz Eberle
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1955-11-24
Filing date: 1955-11-24
Publication date: 1959-03-12

Description

Gleitlager mit in kreisförmige Segmente unterteilter Lagerbüchse für zwei verschiedene Drehrichtungen Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit schwimmender, in kreisförmige Segmente unterteilter Lagerbüchse für zwei verschiedene Drehrichtungen.
In der Regel wird, um eine möglichst große Tragfähigkeit zu erreichen, bei Gleitlagern das Verhältnis von Lagerlänge zu Wellendurchmesser zwischen 3 und 0,8 gewählt. Aus baulichen Gründen muß unter Umständen der Kleinstwert noch wesentlich unterschritten werden, wie z. B. bei der Lagerung mehrfach gekröpfter Kurbelwellen auf den als kreisrunde Scheiben ausgebildeten Wangen. In solchen Fällen wurden daher bisher fast durchweg Wälzlager vorgezogen. Gleitlager geringer Länge und großen Durchmessers hingegen, die in der Herstellung wesentlich billiger, leichter auszuwechseln und instand zu halten sind, konnten für hohe Belastungen deshalb nicht angewendet werden, weil bei diesen schmalen Lagern üblicher Ausführung ein seitliches Austreten des Schmieröls aus dem Lagerspalt bei dem in hydrodynamisch geschmierten Lagern erforderlichen hohen Öldruck im Schmierkeil nicht zu verhindern war. Bei breiten Lagern ist dieser Nachteil nicht vorhanden. Bei einem schmalen Gleitlager hingegen reicht die vom Zapfen aus der entlasteten Zone mitgeführte Ölmenge nicht aus, um das an den Seitenrändern der Druckzone austretende Öl zu ergänzen. Man hat daher bereits insbesondere bei wechselnder Lastrichtung eine größere Anzahl Ölzufuhrstellen mit keilförmigen Öltaschen am Umfang angeordnet, wodurch die Lagerfläche in eine Anzahl Einzeltragflächen unterteilt wird. Ein schmales Gleitlager hat gegenüber einem normalen Gleitlager der gleichen Lagerfläche bei gleicher Drehzahl überdies den Nachteil wesentlich höherer Reibungsverluste. Diese hat man bereits durch Einsetzen eines beweglichen Zwischenringes zwischen Lagerzapfen und Gehäusebohrung vermindert. Derartige Ringe machen jedoch das Ausbauen oder Auswechseln des Lagers sehr umständlich. Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, die erwähnte Zwischenbüchse durch eine Anzahl gleicher voneinander getrennter Segmente zu ersetzen, deren Stirnflächen in durch die Mitte der Öltaschen gehenden Radialebenen liegen. Die Zwischenkörper können dadurch aus- und eingebaut werden, ohne daß die Welle aus der Lagerbohrung entfernt werden muß. Die bisher üblichen Segmentlager haben jedoch den Nachteil einer geringen Tragfähigkeit, da durch die Ausbildung einander gegenüberliegender Gleitflächen mit annähernd gleichem Krümmungsradius sich nur ein sehr kleiner Schmierkeilwinkel ausbilden kann. Die erzeugten. Öldruckprofile sind daher für eine gewisse Mindestdicke des Schmierfilms flach und niedrig.
Um die Tragfähigkeit eines Gleitlagers mit schwimmender, in kreisförmige Segmente unterteilter Lager-Büchse zu vergrößern, wurde auch schon vorgeschlagen, die zur Bildung des Schmierkeils dienenden Flächen jedes Segmentes in Umfangsrichtung versetzt zueinander anzuordnen, derart, daß die Schwerpunkte der Öldruckprofile in einer Radialebene liegen, indem die radiale Stärke jedes Segmentes an den axparallelen Seitenkanten auf annähernd 1/3 seiner Länge wesentlich verringert wird, wobei die vorzugsweise eine geringere Stärke aufweisenden Enden benachbarter Segmente sich gegenseitig überdecken können. Eine derartige Ausbildung ist jedoch nur für Lager geeignet, in denen sich die Welle stets in der gleichen Richtung dreht.
Um die Tragfähigkeit von Gleitlagern mit in kreisförmige Segmente unterteilter Lagerbüchse für zwei verschiedene Drehrichtungen zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den äußeren Krümmungsradius des Schwimmkörpers wesentlich kleiner als den Radius der Lagerbohrung, den inneren Radius der Schwimmkörper hingegen wesentlich größer als den Radius der Welle auszubilden, derart, daß die Schwerpunkte der Öldruckprofile in einer Radialebene liegen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Schwimmkörper werden die Druckprofile unsymmetrisch und die Tragkraft steigt mit zunehmender Versetzung bis zu einem Höchstwert. Die Wirkung der derart ausgebildeten Segmente kommt dann einem Spurlager mit beweglichen, einseitig unterstützten Segmenten gleich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Gleitlager nach der Erfindung für zwei verschiedene Drehrichtungen, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 die Anordnung der Schwimmkörper in größerem Maßstab.
In Fig. 1 ist mit 1 beispielsweise die Zwischenwand eines Brennkraftmaschinengehäuses und mit 2 die Kurbelwelle bezeichnet. Zwischen dem Gehäuse 1 und der Kurbelwelle 2 ist in bekannter Weise in dem von diesen gebildeten Ringspalt 3 eine schwimmende in kreisförmige Segmente unterteilte Lagerbüchse 4 vorgesehen. Die einzelnen Segmente werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, durch Abdeckringe 5 und 6 in der Betriebsstellung gehalten und können nach Entfernen derselben leicht ausgewechselt werden.
Für Gleitlager für zwei verschiedene Drehrichtungen müssen die Segmente derart ausgebildet sein, daß der äußere Krümmungsradius 11 derselben wesentlich kleiner als der Radius der Lagerbohrung 12 und der innere Radius des Schwimmkörpers 13 wesentlich größer als der Radius der Welle 14 ist. Die Stellung der Schwimmkörper 4 und die dazugehörige Drehrichtung sind mit ausgezogenen und gestrichelten Linien in Fig. 3 dargestellt, ebenso wie die dazugehörigen Druckpolster 9 und 10, deren Schwerpunkte in einer Radialebene liegen.
Die Verwendung derartiger Gleitlager ist natürlich nicht auf ein niedriges Verhältnis von Lagerlänge zu Wellendurchmesser beschränkt, sondern ist auch für normale Lagerlänge möglich. Desgleichen können Gleitlager der erfindungsgemäßen Ausführung mit Vorteil auch bei verhältnismäßig niedriger Belastung und hoher Zapfenumfangsgeschwindigkeit, z. B. bei der Lagerung der Rotoren von Abgasturboladern verwendet werden: Im übrigen ist die Erfindung nicht auf .das gezeigte Ausführungsbeispiel und für die Lagerung von Kurbelwellen in Brennkraftmaschinen beschränkt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Gleitlager mit in kreisförmige Segmente unterteilter Lagerbüchse für zwei verschiedene Drehrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Krümmungsradius des Schwimmkörpers wesentlich kleiner als der Radius der Lagerbohrung, der innere Radius der Schwimmkörper hingegen wesentlich größer als der Radius der Welle ist, derart, daß die Schwerpunkte der öldruckprofile in einer Radialdbene liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 076 254; britische Patentschriften Nr. 480 707, 252 939, 187 497; schweizerische Patentschrift Nr. 201707.