DE1625893C2

DE1625893C2 - Axialgleitlager

Info

Publication number: DE1625893C2
Application number: DE1625893A
Authority: DE
Inventors: Mateusz Kazimierz London Bielec
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1966-09-26
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1982-09-23
Also published as: GB1199147A; CH465970A; US3454312A; DE1625893A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager für hohe Drehzahlen mit einem Tragring und mit einem auf diesem aufliegenden Satz ringförmig angeordneter, je eine Gleitfläche aufweisender Druckstücke, bei dem die Druckstücke von zwischen ihnen im Tragring befestigten Anschlagbolzen voneinander getrennt und axial gehalten sind, die jeweils eine an eine Schmiermittelzuleitung im Tragring angeschlossene Schmiermittel-Kammer und, von ihr ausgehende, auf die in Drehrichtung des Gegenlaufteils benachbarte vordere Druckstück-Gleitflächenkante gerichtete Schmiermittel-Ausspritzkanäle aufweisen.

Ein solches Axialgleitlager ist aus der FR-PS 14 46 668, Fig. 5 bis 7, bekannt. Der Kopf des Anschlagbolzens weist wenigstens einen schlitzförmigen Schmiermittel-Ausspritzkanal auf, der das Schmiermittel nur auf die in Drehrichtung des Gegenlaufteils, z. B. ein Wellenbund, benachbarte vordere Druckstück-Gleitflächenkante richtet, damit es sogleich mit dem Gegenlaufteil auf die Gleitfläche des Druckstücks mitgenommen wird. Hier vermischt sich das Schmiermittel mit dem bereits vorhandenen Schmiermittel und ersetzt es teilweise, so daß es abgepumpt und nach Kühlung im Kreislauf wieder aufgegeben werden kann. Die Schraubbolzen müssen in einer bestimmten Drehlage positioniert werden, damit das Schmiermittel auf die genannte vordere Gleitflächenkante gerichtet wird.

Um den Ölaustausch zu verbessern, ist es bei einer anderen Ausgestaltung des Anschlagbolzens bekannt (FR-PS 14 46 668, Fig. 1 bis 4), zwischen den benachbarten Druckstückem an der Gleitfläche des Gegenlaufteils eine ölabstreifkante anliegen zu lassen, die den heißen Ölfilm vor dem Einlauf in den Spalt des nächsten Druckstücks weitgehend abstreift, so daß jeweils frisches öl bzw. Schmiermittel eingezogen wird. Die ölabstreifkante stellt ein Verschleißteil dar.

Es ist schließlich bekannt (FR-PS 14 51 882), zwischen benachbarten, insbes. kippbar angeordneten Druckstükken eine gesondert gelagerte Abstreifkante vorzusehen, zu deren beiden Seiten jeweils ein Schlitzrohr vorgesehen ist, durch welches austretendes Schmiermitte! auf die jeweils unmittelbar benachbarte vordere bzw. hintere Druckstück-Gleitflächenkante gerichtet wird. Das aus einem Gleitspalt austretende erhitzte öl wird vor dem Abstreifen mir frischem öl vermischt, was zu einer Kühlung führt, worauf nach dem Abstreifen im wesentlichen frisches öl in den nächsten Gleitspalt gelangt.

Die Fertigung dieses Axialgleitlagers erfordert einen vergleichsweise hohen Aufwand. Ein Abstreifer zwischen den benachbarten Schmiermittelrohren, der ein Verschleißteil darstellt, wird für erforderlich erachtet, um erwärmtes öl gekühlt abstreifen und weitgehend durch frisches öl ersetzen zu können.

Bei Axialgleitlagern, die mit öl, in manchen Fällen aber auch mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten als Schmiermittel geschmiert werden, treten verschiedene Energieverluste auf, die zu einer Erwärmung des Schmiermittels führen. Zu diesen zählen die Scherbeanspruchung des Schmiermittels im Gleitspalt sowie die Rühr- und Wirbelverluste im Lager, die ebenfalls zur Schmiermittelerhitzung führen. Diese sind bei Gleitlagern für hohe Drehzahlen, z. B. 15 000 Upm, bei denen die Relativgeschwindigkeit der Gleitflächen in der Größenordnung von 30 m/s liegt, erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Axialgleitlager dahingehend fortzuentwickeln, daß mit einfacheren Mitteln eine ausreichende Positionierung und Halterung der Druckstücke sowie Schmierung aller zu schmierenden Flächen erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei dem eingangs genannten Axialgleitlager vor, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle symmetrisch zur Achse des Anschlagbolzens über dessen ganzen Kopf verteilt und schräg nach außen und auf das Gegenlaufteil gerichtet sind.

Der Anschlagbolzen läßt sich als symmetrisches Bauteil einfach herstellen und in eine entsprechende Bohrung des Tragrings einschrauben, ohne daß eine bestimmte Drehstellung eingehalten werden muß, da die Schmiermittel-Ausspritzkanäle stets auf beide benachbarte Druckstück-Gleitflächenkanten gerichtet sind. Außerdem wird Schmiermittel in den ganzen Raum zwischen den benachbarten Druckstücken und die Gleitfläche des Gegenlaufteils gerichtet. Dies führt zu einer ausreichenden Zerstörung und Abnahme des heißen Schmiermittelfilms auf der Gleitfläche des Gegenlaufteils und Zufuhr frischen Schmiermittels in den in Drehrichtung des Gegenlaufteils benachbarten Gleitspalt.

Die Schmiermittel-Ausspritzkanäle können in Form üblicher Bohrungen ausgebildet sein, wodurch die Herstellung von teuren Längsschlitzen vermieden ist. Einer Ausrichtung bedarf es bei der Montage nicht. Die Anschlagbolzen tragen üblicherweise ein Außengewinde, mit welchem sie in eine entsprechende Gewindebohrung des Tragrings eingeschraubt werden. Dabei ergeben sich beliebige Winkelstellungen. Da für die Schmierung keine bevorzugten Winkelstellungen bestehen, entfällt jede Ausrichtung.

Bei den bis jetzt bekannten Gleitlagern mit

Schmiermitteleinspritzung vor die Gleitflächenvorderkanten der Druckstücke hat sich gezeigt, daß es selbst bei der Verwendung von Abstreifern schwierig ist, den aus dem heißen Schmiermittel bestehenden Schmierfilm zu entfernen, der die Hinterkante des Druckstücks verläßt und an der Gleitfläche des Lagergegenlaufteils haftet. Der Schmiermittelfilm hat eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,025 mm. Die Relativgeschwindigkeit der Gleitflächen liegt in der Größenordnung von 30 m/s. Erfindungsgemäß wird der heiße Schmiermitteinim mit dem zugeführten kühlen Schmiermittel gemischt und durch den Mischvorgang mindestens teilweise abgelöst, so daß im Vergleich zu den bekannten Axialgleitlagern eine bessere Kühlung der Lagerflächen und eine bessere Ablösung durch die Induzierung von Turbulenzen erreicht wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle auf einem Kreisbogen um die Achse des Anschlagbolzens herum angeordnet sind. Ein solcher Anschlagbolzen läßt sich besonders problemlos herstellen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Axialgleitlagers sind die Schmiermittel-Ausspritzkanäle aus der oberen Stirnfläche des Anschlagbolzens so (schräg nach außen) gerichtet, daß sie gleich große axiale und radiale Richtungskomponenten aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 eine Teildraufsicht auf ein Axialgleitlager mit Anschlagbolzen zwischen benachbarten Druckstücken,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

Fig.3 einen in größerem Mstab gezeichneten Längsschnitt durch einen Anschlagbolzen nach Fig. 1,

F i g. 4 die obere Stirnseite des Anschlagbolzens nach F i g. 3 und

Fig.5 die Unterseite des Anschlagbolzens nach Fig. 3.

Das Axialgleitlager umfaßt einen Tragring 1, der auf bekannte Weise ausgebildet sein kann, auf den eine Druck- oder Axialkraft übertragen werden soll. Auf diesem Tragring liegt ein Satz von ringförmig angeordneten Druckstücken 2 auf, deren Oberseite jeweils als Gleitfläche ausgebildet ist. Jedes Druckstück 2 ist mit dem Tragring durch zwischen ihnen im Tragring 1 befestigte Anschlagbolzen 25 voneinander getrennt und axial gehalten. Die Anschlagbolzen 25, deren Ausbildung im einzelnen aus den F i g. 3 bis 5 hervorgeht, dienen der Schmiermittelzuführung. Diese pilzartigen Anschlagbolzen 25 weisen einen unteren Schaft mit einem Außengewinde 26 auf, mit welchem sie in eine Gewindebohrung des Tragrings 1 eingeschraubt werden können, während der obere Teil mit einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 27 versehen ist, der als Abstandsstück zwischen dem Tragring 1 und einem außen vorstehenden Kopf 28 wirkt, der in entsprechende Schlitze in den benachbarten Seitenflächen der beiden Druckstücke 2 hineinragt. Dieser Kopf ist mit mehreren zur Achse des Anschlagbolzens parallelen öffnungen 29 versehen, mittels deren der Anschlaggbolzen 25 mittels eines in diese eingreifenden Werkzeugs in der Gewindebohrung des Tragrings 1 festgezogen werden kann. Der Anschlagbolzen 25 weist ferner eine koaxiale, als Blindbohrung ausgebildete Schmiermittel-Kammer 30 auf, die an ihrem unteren Ende mit einem Schmiermittel-Zufuhrkanal 18 im Tragring 1 und an ihrem oberen Ende mit in dem Kopf 28 ausgebildeten Schmiermittel-Ausspritzkanälen 31 in Verbindung steht. Diese sind unter einem Winkel von etwa 45° nach oben und außen zur oberen Stirnfläche des Kopfes 28 gerichtet.

Gem F i g. 4 sind die Ausspritzkanäle 31 symmetrisch

zur Achse des Anschlagbolzens 25 angeordnet, so daß es beim Einschrauben des Anschlagbolzens in den Tragring 1 nicht erforderlich ist, sie in eine bestimmte

Stellung gegenüber den Druckstücken 2 zu bringen.

Vielmehr können die Anschlagbolzen 25 in jede beliebige Stellung gebracht bzw. beliebig eingeschraubt

werden, ohne daß sich die Form der abgegebenen Schmiermittelstrahlen verändert.

Während des Betriebs dreht sich das Gegenlaufteil gemäß F i g. 1 in Richtung des Pfeils B. Die Ausspritzkanäle 31 in der einen Hälfte des Anschlagbolzens 25, d. h. gemäß F i g. 1 in der unteren Hälfte, sind entgegen der Drehrichtung des Gegenlaufteils gerichtet, während die Ausspritzkanäle in der anderen bzw. der oberen Hälfte des Anschlagbolzens in Drehrichtung des Gegenlaufteils gerichtet sind, wobei eine Bewegungskomponente in Richtung des Pfeils B verläuft. Somit bewirken die Ausspritzkanäle 31 der unteren Gruppe, daß Schmiermittelstrahlen auf den heißen Schmiermittelfilm des Gegenlaufteils treffen, wobei eine Turbulenz erzeugt und ein Mischvorgang herbeigeführt wird, so daß ein Teil des heißen Schmiermittelfilms verlagert wird und das verlagerte Schmiermittel dann weiter dadurch abgekühlt wird, daß es mit dem zugeführten kühlen Schmiermittel gemischt wird. Die obere Gruppe von Ausspritzkanälen 31 führt das Schmiermittel zu, durch das die Druckstücke gegenüber dem Gegenlaufteil (z. B. einem umlaufenden Bund) geschmiert werden. Auch an dieser Stelle spielt sich ein Mischvorgang ab. Die gesamte überschüssige Schmiermittelmenge wird dadurch beseitigt, daß sich die Lagerstücke 2 relativ unter dem Gegenlaufteil hindurchbewegen. Die Ausspritzkanäle bzw. -düsen 31 sind so angeordnet, daß das Schmiermittel einen Strahl bildet, dessen Geschwindigkeit dadurch erheblich herabgesetzt wird, daß es auf das umlaufende Gegenlaufteil trifft. Nach diesem Auftreffen wird der Schmiermittelstrahl erneut beschleunigt. Durch das Austreten von Schmiermittel aus den benachbarten Ausspritzkanälen wird die Turbulenz auf dem Schmiermittelfilm vergrößert. Die den Anschlagbolzen 25 benachbarten Kanten der Druckstücke bzw. Druckstück-Gleitflächenkanten wirken für einige der Schmiermittelstrahlen, die aus der oberen und der unteren Gruppe von Ausspritzkanälen austreten, als Strahlumlenkorgane, wobei die Kanten der Druckstücke durch das zugeführte relativ kühle Schmiermittel gekühlt werden, bevor sich dieses Schmiermittel schließlich mit dem Schmiermittelfilm auf dem Gegenlaufteil vereinigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axialgleitlager für hohe Drehzahlen mit einem Tragring und mit einem auf diesem aufliegenden Satz ringförmig angeordneter, je eine Gleitfläche aufweisender Druckstücke, bei dem die Druckstücke von zwischen ihnen im Tragring befestigten Anschlagbolzen voneinander getrennt und axial gehalten sind, die jeweils eine an eine Schmiermittelzuleitung im Tragring angeschlossene Schmiermit- to tel-Kammer und, von ihr ausgehende, auf die in Drehrichtung des Gegenlaufteils benachbarte vordere Druckstück-Gleitflächenkante gerichtete Schmiermittel-Ausspritzkanäle aufweisen, d a durch gekennzeichnet, daß die Schmiermit- ts tel-Ausspritzkanäle (31) symmetrisch zur Achse des Anschlagbolzens (25) über dessen ganzen Kopf verteilt und schräg nach außen und auf das Gegenlaufteil gerichtet sind.

2. Axialgleitlager nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle (31) auf einem Kreisbogen um die Achse des Anschlagbolzens (25) herum angeordnet sind.

3. Axialgleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle (31) aus der oberen Stirnfläche des Anschlagbolzens (25) so gerichtet sind, daß sie gleich große axiale und radiale Richtungskomponenten aufweisen.

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