DE1065671B

DE1065671B - Verfahren zur erzeugung keilfoermiger schniertaschen unter Druckanwendung bei aufeinandergleitenden oder ineinandergefuehrten Maschinenteilen, wie vorzugsweise in Lagern

Info

Publication number: DE1065671B
Application number: DE19521065671
Authority: DE
Inventors: Neckars ulm Alfred Buske (Wurtt)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-07
Filing date: 1952-11-07
Publication date: 1959-09-17
Also published as: CH322002A; FR1092606A; NL89689C; US2796659A; GB742218A

Description

DEUTSCHES

kl.47b 4

INTERNAT. KL. F 06 C

PATENTAMT

B 22813 XII/47b

ANMELDE TA G: 7. NOVEMBER 1952

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

17. SEPTEMBER 19S9

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, durch dessen Anwendung es gelingt, bei aufeinandergleitenden oder ineinandergeführten Maschinenteilen, wie vorzugsweise in Lagern, die sowohl einer Querais auch einer Längsbelastung ausgesetzt sind, keilförmige Schmiertaschen zu erzeugen.

Zur Bildung eines tragfähigen Schmierkeiles werden bekanntlich in Quer- und Längslagern Nuten durch spanabhebende Bearbeitung in die Lagerflächen eingearbeitet, wobei darauf zu achten ist, daß ein möglichst glatter Übergang derselben in die Lauffläche erfolgt. Die Herstellung solcher Nuten ist umständlich und oft nur mit Sondereinrichtungen möglich. Die Übergänge lassen sich nur durch teueres Nacharbeiten von Hand genügend sanft ausführen. Außerdem sind solche Nuten durch Spanabhebung nicht genügend flach herstellbar, so daß hierbei Formen entstehen, die für den hydrodynamischen Druckaufbau ungünstig sind oder eine Schmierfilmdruckbildung überhaupt nicht zulassen. ao

Es ist weiterhin bekannt, den Bereich um ein Schmierloch herum durch eine Vorrichtung von außen her federnd in die Lauffläche hineinzudrücken und dann die Lagerbohrung fertigzubearbeiten. Bei dem Ausbau aus der Vorrichtung federt der verdrückte Bereich wieder zurück, und es bildet sich um das Loch herum in der Lauffläche ein linsenförmiges Näpfchen, das einen scharfen Übergang vom Lochrand in die Lauffläche vermeidet. Zur Herstellung dieser Übergänge an Schmierbohrungen sind jedoch besondere Vorrichtungen'notwendig. Weiterhin reicht ein linsenförmiges Näpfchen für den richtigen Schmierfilmdruckaufbau nicht aus, sondern es ist eine keilförmige Ausbildung der Schmiertasche über die gesamte Lagerbreite bis mitunter auf eine kurze Dichtlänge an den Rändern des Lagers zur Vermeidung von Ölverlusten vorteilhaft.

Es ist weiterhin auch nicht mehr neu, keilförmige Schmiertaschen unter der Einwirkung einer spanlosen Verformung, beispielsweise durch die Aufwendung eines von außen ausgeübten Druckes, entstehen zu lassen. So wurde z. B. empfohlen, eine mit Längsrippen versehene Lagerbüchse gegen ihr Gehäuse mittels Klemmschrauben so zu verspannen, daß eine Einstellung der Welle gegenüber dem Gehäuse eintritt und die zylindrische Lauffläche der Büchse eine Veränderung erfährt, gemäß der zwischen der Welle und der Lauffläche der Büchse Schmierspalten entstehen. Zu ihrer Erlangung sind mindestens zwei Druckschrauben erforderlich. Ihre Einstellung geschieht in Abhängigkeit voneinander, was große Erfahrungen voraussetzt. Außerdem ist die Ausrüstung eines Lagers mit Stellschrauben zwecks Erzeugung Verfahren zur Erzeugung keilförmiger Schmiertaschen

unter Druckanwendung

bei aufeinandergleitenden oder

ineinandergeführten Maschinenteilen, wie vorzugsweise in Lagern

Anmelder:

Alfred Büske, Neckarsulm (Württ), Heilbronner Str. 39

Alfred Buske, Neckarsulm (Württ.), ist als Erfinder genannt worden

struktive Ausbildung des Lagers. Schließlich ist das Zustandekommen der Schmiertaschen an die Aufrechterhaltung der Druckwirkung gebunden und verschwindet auch wieder mit ihr. Wenn also während des Betriebes ein Lockern oder Lösen der Schrauben eintritt, ändern sich damit auch die Größe der Schmiertaschen und die Schmier wirkung. Dabei gewährleistet die bekannte Ausführung des Lagers keine ausreichende Betriebssicherheit.

Schrauben sind ferner auch schon in der feststehenden Gleitfläche von Lagerschalen angeordnet worden. Sie dienen als Verspannungsmittel. Da sie jedoch mit ihren Köpfen die Gleitfläche unterbrechen, stören sie den Lauf der Welle. Der von ihnen ausgeübte Verformungsdruck ist im übrigen örtlich auf den Bereich der Schraubenköpfe beschränkt und erstreckt sich nur auf die kegelförmige Sitzfläche der letzteren.

Um keilförmige Schmiertaschen entstehen zu lassen, wurde auch schon in der Fachwelt erwogen, eine Buchse auf den konischen Teil eines Wellenzapfens aufzutreiben und zu verspannen. Die dabei in axialer Richtung ausgeübte Kraft wirkt sich als Druck auf die Rückseite der Gleitfläche aus. Der beim Verspannen auftretende Druck erfolgt somit auf die Zylinderinnenfläche der "Büchse, die dabei deformiert wird. Der sich im Lager drehende Teil wird unrund und stört den ruhigen Lauf im Lager durch einzelne Stöße, die im Takte der Unebenheiten auf der Gleit-

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Es ist weiterhin nicht mehr neu, Schmierkeile dynamischen Druckaufbau in der Schmierschicht. Das

durch die Einwirkung 'der Belastung des Lagers und Herausdrücken der Vertiefungen 4 kann auch mit

während derselben entstehen zu lassen. Dabei wird Hilfe einer plastischen Masse oder andere bildsame

ein unter der Gleitfläche angeordneter Ring¹ benutzt, Stoffe wie z. B. Sand oder auch mit Hilfe einer

der eine Ausnehmung für das Schmiermittel aufweist 5 Flüssigkeit vorgenommen werden. Die Vertiefungen 4 und'-im breiten Bereich unterhalb derselben abgestützt - können auch durch Anwendung eines hydrodynami-

ist, so daß er sich dort durchbiegen und damit sehen Druckes erzeugt werden. Zu diesem Zweck

elastisch verformen kann. Auch bei dieser Ausbildung müßte die Buchse durch den normalen Lagerzapfen

der Lauffläche stört die ,Unterbrechung während des unter Verwendung eines zähen Schmiermittels in

Betriebes, und es hängt die. vorübergehende Einstel- io Richtung der Ausnehmung 2 bei Drehung des Zapfens 7

lung der Schmiertasche von verschienen Faktoren, belastet werden. In dem Schmiermittel bilden sich

insbesondere von der Fähigkeit des Ringwerkstoffes, dann durch die Drehung des Zapfens hydrodynamische

elastisch zu sein, ab. Diese unsicheren Größen gewähr- Drücke aus, die bei entsprechender Zapfenbelastung

leisten aber keineswegs einen zufriedenstellenden eine derartige Größe erreichen, daß die Lauffläche an

Lauf. *5 den durch die Ausnehmungen 2 nachgiebigen Stellen

Von einem elastischen. Ring ist weiterhin auch in nach außen durchgebeult wird.

der Form Gebrauch gemacht worden, daß empfohlen Abb. 3 zeigt ein Querlager im Querschnitt A-B der wurde, über einen mit nockenförmigen Ansätzen ver- Abb. 4, welches mit mehreren Längsnuten 8 am äußesehenen Wellenstumpf den Ring aufzuschrumpfen. ren Umfang versehen ist, die, wie aus dem Längs-Nach dem Aufschrumpfen weicht der Ring von seiner 2° schnitt Abb. 4 zu ersehen, nicht ganz, bis an die Enden runden -Form ab, so daß keilförmige Schmierräume .,, des Lagers durchgeführt sind. Nach dem Aufdrücken entstehen. Sie . befinden sich auf dem umlaufenden der Bohrung mittels eines Gummistopfens oder einer Teil des Lagers und stören, infolge der Unebenheiten plastischen Masse oder mit Hilfe anderer Mittel entauf der Gleitfläche den Lauf der Welle. Im übrigen steht dann bei diesem Lager eine wellenförmige Laufist durch die Zuhilfenahme eines besonderen Schrumpf- ²5 fläche. Derartige Lager gestatten die Anwendung eines gli'edes der Lageraufbau wesentlich verteuert. sehr engen Lagerspieles und sind besonders geeignet

Die den bekannten Ausführungen anhaftenden in den Fällen, wo es auf eine sehr genaue Führung Nachteile und Schwierigkeiten zur Erzeugung keil- der Zapfen ankommt, wie es z. B. bei Werkzeug·- förmiger Schmier taschen werden erfindungsgemäß maschinen der Fall ist. Die Längsnuten können selbstdadurch behoben, daß bei einem bereits einbaufertigen 3° verständlich auch schraubenförmig ausgebildet sein bzw. nahezu-einbaufertigen Lager direkt auf die voll- oder auch jede andere Form haben. Das Schmiermittel kommen glatte, also ununterbrochene Lauffläche wird bei diesen Lagern zweckmäßig durch eine Boh-Drücke ausgeübt werden. Am einfachsten geschieht rung 9 im Lagergehäuse 10 den Nuten 8 zugeführt dies durch eine auf mechanischem Wege hervor- und über die über den ganzen Umfang verlaufende gerufene Verformung der stillstehenden Gleitfläche, 35 Eindrehung 11 auf alle Ausnehmungen 8 gleichmäßig so daß eine besondere Ausgestaltung an sich durch , . verteilt. Durch die Bohrungen 12 wird das Schmierden Wellenteil nicht zu erfolgen braucht. Um keil- mittel dannder Lauffläche zugeführt. So ausgebildete förmige Schmiertaschen hierbei zu erzeugen, sind Lager eignen sich für beide Drehrichtungen,
hinter der Gleitfläche Ausnehmungen, Aushöhlungen In Abb. 5 ist die Nachgiebigkeit der Lagerbohrung bzw. Abschrägungen an den Sitzflächen vorgesehen. 40 durch Löcher 32, die in die Wand der zweiteiligen Hierdurch werden nachgiebige Bereiche geschaffen, Lagerbuchse eingebohrt sind, erreicht,
die bei der Druckausübung bleibend so verformt wer- Abb. 6, 7 und 8 zeigen die Anwendung des Erfinden, d'aß Schmiertaschen entstehen. dungsgedankens auf Längslager. In Abb. 6 ist ein ' Die Abbildungen veranschaulichen Ausführungs- Anlauf ring 15 dargestellt, der auf seiner Rückseite beispiele des' erfindungsgemäßen Verfahrens. 45 mit Füßen 13 versehen ist. Abb. 7 zeigt diesen Ring

Abb. 1 zeigt ein Lager 1, das, wie durch den im Querschnitt mit der darüberliegenden umlaufenden Pfeil»/*« gekennzeichnet, in vertikaler Richtung be- Gegenlauf scheibe 18. Um die Lauffläche des-Ringes lastet ist. Die Zuführung ..'des Schmiermittels wird mit keilförmigen Schmiertaschen zu versehen, wird über zwei seitliche Ausnehmungen 2 mit daran an- auf den Ring 15, wie es in Abb. 8 gezeigt wird, eine -schließenden Löchern 3 vorgenommen. Um dem 5° ringförmige Gummischeibe 16 gelegt und diese Schmiermittel einen ungestörten Eintritt in den be- Scheibe mit Hilfe eines Stempels 17 oder der Gegeniasteten Teil des Lagers zu ermöglichen, enden die laufscheibe 18 gegen die Anlaufscheibe 15 gedrückt. Schmierlöcher 3 in den Vertiefungen 4. Diese Ver- Die Lauffläche 14 der Anlaufscheibe 15 wird hierbei tiefungen werden dadurch hergestellt, daß nach dem an den nachgiebigen Stellen zwischen den Füßen 13 Fertigdrehen der zylindrischen Bohrung des Lagers 1 55 nach hinten durchgedrückt, so daß eine gewellte·Läufern Gummistopfen 5 in die Bohrung eingebracht wird, ,. fläche itn Bereich zwischen den Füßen 13 entsteht, •wie das in Abb. 2 dargestellt ist. Mittels eines Stern- Erst eine so geformte Fläche ist in der Lage, hydropels 6 wird ein Druck in axialer Richtung auf den dynamische Drücke bei der Drehung der Gegenlauf-Gummistopfen 5 ausgeübt. Der Gummistopfen stützt scheibe 18 zu erzeugen. Die bekannten Ausführungen -sich auf Grund der hervorgerufenen Druckkräfte ^6o mit meist sichelförmigen Schmiernuten in der Lagergegen die Wandungen der Lagerbuchse 1 ab. An den fläche gestatten die Ausbildung von hydrodynamischen durch die' Ausnehmungen 2 nachgiebig gestalteten Drücken nichtoder nur mangelhaft, so daß die Lager Stellen der" Buchse wird sich die zylindrische Buchsen- frühzeitig¹ verschleißen und-die Übertragung von bohrung nach außen verformen und hierdurch eine nennenswerten Kräften überhaupt ausgeschlossen

schmiernutenartige Vertiefung 4 in der Lauffläche ⁶5 wird.

hervorrufen. Die so erzeugten Vertief ungen 4 haben . . In Abb. 9 wird ein sogenanntes Festlager gezeigt,

einen" ganz sanft verlaufenden Übergang in die zylin- bei dem der Erfindungsgedanke zur Ausbildung des

dris«he Tragfläche des Lagers und gestatten dem Lagers sowohl für die Ouerbelastung als auch für die

Schmiermittel einen ungehinderten Zutritt in die be- Führung des Lagers in Längsrichtung und zur Auflastete Zone des Lagers und einen günstigen hydro- 7° nahmeder Längskräfte· angewandt ist. In das Lager-

Claims

1 üöb t>7 gehäuse 10. ist das Lager 20 eingebaut. Das Lager 20 ist bei dieser Ausführung mit Zentriernasen 21 versehen, auf denen Anlaufscheiben 22 sitzen. Das Lager 20 ist hierbei in ähnlicher Weise wie das Lager 1 in Abb. 1 oder 3 ausgeführt, und die seitlichen Anlaufringe 22 sind nach Art der Anlaufringe 15 in Abb. 6 bis 8 hergestellt. Durch die Vereinigung eines solchen Quer- und Längslagers entsteht eine für viele allgemeine Zwecke anwendbare, hoch belastbare, billige Lagerung. Selbstverständlich können das Lager 20 ίο und auch die Anlauf ringe 22 einteilig odeT auch mehrteilig ausgeführt werden. Es ist weiterhin auch möglich, die seitlichen Anlauf ringe 22 als einfache Ringscheiben ohne Füßchen auszubilden und diese Scheiben gegen abstützende Füße 23, die in die Buchse oder Lagerschale 20 eingefräst sind, anzulehnen, wie das in Abb. 10 gezeigt ist. Bei Verwendung von Lagerschalen oder Buchsen 1 mit seitlichen Anlaufbunden werden die abstützenden Füße 23 zweckmäßig in das Lagergehäuse 10 nach Art der Abb. 11 und 12 eingearbeitet, und der Lagerbund 19 wird nach dem Einbringen dies Lagers in das Gehäuse in der beschriebenen Weise verformt. In Abb. 13 ist ein Lager 24 dargestellt, bei dem die nachgiebigen Bereiche zur Erzeugung der keilförmigen Schmiertaschen durch Ausnehmungen 25 gebildet werden, welche in der Weise ausgeführt sind, daß zwischen dem inneren Ringteil des Lagers 26 und dem äußeren Stützring 27 schräg verlaufende Stützrippen 28 entstehen. Dieses Lager kann nun in der beschriebenen Weise zur Bildung der Schmiertaschen verformt werden. Wird dagegen für einen derart gestalteten Lagerkörper 24 ein Werkstoff mit einer Wärmedehnungszahl verwendet, die größer ist als die Wärmedehnungszahl des Gehäuses 29, so nimmt die zylindrische Lauffläche 30 schon alkin durch die Betriebstemperatur eine wellige Form an. Die Stege 28 werden bei der Erwärmung versuchen, sich in Richtung des inneren Ringteiles 26 zu verlängern, da das umgebende Gehäuse 29 eine Wärmedehnung nach außen verhindert. Der innere Ringteil 26 seinerseits versucht sich nach außen zu dehnen. Hierdurch entsteht eine leichte Drehung des Ringes 26 in Richtung der Stege 28. Die Stege 28 werden sich durch die Wärmedehnungskräfte des Ringteiles 26 leicht verbiegen und den Ringteil 26 an der Einmündungsstelle des Steges 28 an der Wärmedehnung nach außen behindern. An den Stellen der Durchbrüche 25 jedoch, an denen sich der innere Ringteil 26 frei nach außen dehnen kann, entstehen in der zylindrischen Lauffläche 30 schmiertaschenförmige Ausbeulungen. Die Zuführung des Schmiermittels wird zweckmäßig durch Schmierlöcher 31 in diese Ausbeulungen vorgenommen, um einen ungestörten Eintritt des Schmiermittels in den Tragbereich des Lagers zu erreichen. Durch die zum Teil behinderte Wärmedehnung des inneren Lagerringteiles 26 wird sich das Lagerspiel über einen sä pun 'ujapuTi Stu3av Jips jnu ippigqsqaujag uaipM ist durch diese Gestaltung möglich, eine recht genaue Führung des Lagerzapfens über weite Drehzahlbereiche zu erhalten. Eine Beeinflussung der Änderung des Lagerspieles mit der Temperatur kann durch die Wahl der Wärmedehnungszahl des Lagerwerkstoffes, durch die Abmessungen sowie durch die Schräglage der Stege erreicht werden. Abb. 14 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einem dünnwandigen Lager 1. Hier sind die Ausnehmungen 33 und 34 in Form von Bohrungen 33 und in Nierenform 34 im Lagergehäuse 10 vorgesehen, und die Nachgiebigkeit der Bereiche, in denen die Schmiertaschen nach dem angegebenen Verfahren eingebracht werden sollen, wird hierdurch gewährleistet. In den Abb. 15 und 16 ist ein Lager für Quer- und Längsbelastung angegeben. Abb. 15 stellt den Schnitt C-D der Abb. 16' und Abb. 16 den Schnitt A-B der Abb. 15 dar. Hier ist der Sitz der Buchse 1 im Gehäuse 10, in den Bereichen, in denen die Schmiertaschen in der zylindrischen Laufbüchse gebildet werden sollen, durch flache Längsnuten 35 in der Gehäusebohrung unterbrochen und die Nachgiebigkeit des ein- oder mehrteiligen Lagers 1 in diesen Zonen gewährleistet. Die Anlaufscheibe 15 und der Buchsenbund 19 stützen sich auf Stege 36 im Gehäuse 10 ab und können hierdurch in der beschriebenen Weise zur Bildung von Schmiertaschen in den ebenen Gleitflächen 14 verformt werden. Zur Erreichung einer ausgeprägten Schmiertasche ist der Übergang des Bundes zum Schaft der Buchse noch durch Nuten 37 unterbrochen. Nach dem angegebenen Verfahren lassen sich bei Quer- und Längslagern sowie auch bei ebenen Führungsplatten und bei Buchsen zur Führung von zylindrischen Stangen alle Arten* und Formen von Schmiiertaschen einbringen. Diese Schmiertaschen können in jeder beliebigen Richtung zur Gleitbewegung angewendet werden. Bei Führungen empfiehlt es sich, die Schmiertaschen senkrecht zur Gleitbewegung zu legen, da erst damit die für den hydrodynamischen Druckaufbau notwendigen keilförmigen Schmierfilme geschaffen werden. Das Heraustreiben der Schmiertaschen kann auch mit Hilfe von konischen Dornen oder unter Verwendung von Dornen und Kugeln oder Rollen oder in anderer Weise mit Hilfe von starren Mitteln vorgenommen werden. Mit Hilfe des Verfahrens lassen sich auch andere bekannte Lager, bei denen die Schmierkeilwirkung durch elastische Federung einzelner Lagerteile bewirkt wird, wie z. B. Lager nach der deutschen Patentschrift 853 990, Abb. 10 bis 15, in der Weise vorverformen, daß am SchmrermitteLeinlauf keilförmige Schmiertaschen gebildet werden, die die Federwirkung einleiten und die Bildung des Schmierfilmdruckes unterstützen. Abb. 17 und 18 zeigen Führungen, die nach dem angegebenen Verfahren hergestellt sind. In dieser Weise lassen sich zylindrische Stangen oder Rohre oder flache oder anders profilierte Teile führen. In Abb. 19 ist eine Umkehrung des neuen Verfahrens angegeben, wobei eine Buchse 21 aus Stahl oder Lagerwerkstoff vorgesehen wurde, die, gegen Drehung gesichert, fest auf der Welle 38 sitzt und sich mit Längsrippen 39 gegen die Welle 38 abstützt. Die äußere Mantelfläche der Buchse dient hierbei als Lauffläche. Die Schmiertaschen können jetzt z. B. durch einen über die Buchse geschobenen Gummiring 40, der sich gegen ein Gehäuse 41 anlegt und durch einen Ringstempel 42 gepreßt wird, in. die Lauffläche der Lagerbuchse 21 eingedrückt werden. Im übertragenen Sinne läßt sich das angegebene Verfahren auch bei den anderen Beispielen Ar Lager und Führungen umkehren. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung keilförmiger Schmiertaschen unter Druckanwendung bei aüfeinandergleitenden oder ineinandlergeführten Ma-