DE19630244A1 - Axialgleitlager - Google Patents
AxialgleitlagerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/108—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid with a plurality of elements forming the bearing surfaces, e.g. bearing pads
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Description
Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
DE-A 43 43 965 zeigt kreiszylindrische Gleitschuhe mit
einer sie stützenden Tellerfeder.
US-Patent 1 117 504 zeigt kreiszylindrische Gleitschuhe
mit einer Gleitfläche auf einer Stirnseite und einer
kugelförmigen Stützfläche auf der anderen Stirnseite.
US Patent 3 142 519 zeigt segmentförmige Gleitschuhe.
DE-A 35 22 037 zeigt ein Radialgleitlager mit radial
wirkenden, kippbar angeordneten Gleitschuhen.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, das
Axialgleitlager derart auszubilden, daß es
preisgünstiger in der Herstellung ist, weniger
Ersatzteile auf Lager gehalten werden müssen, und
weniger Teile montiert werden müssen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die
Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den
Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen
als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Axialschnitt durch ein
Axialgleitlager gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Stirnansicht längs der Schnittebene
II-II von Fig. 1 ohne ein Lagergehäuse,
Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen
zylindrischen Gleitkörper,
Fig. 4 einen Axialschnitt durch einen weiteren
zylindrischen Gleitkörper,
Fig. 5 einen Axialschnitt durch einen nochmals
weiteren zylindrischen Gleitkörper,
Fig. 6 eine Axialschnitt durch einen Träger mit
einem von ihm gehaltenen, zylindrischen
Gleitkörper.
Im Gegensatz zu kreiszylindrischen Radial-Gleitlagern,
bei welchen sich zwischen einer Lagerschale und einer
in ihr gelagerten Welle ein Schmierstoffilm bildet,
wenn sich die Welle relativ zur Lagerschale dreht,
müssen bei einem Axialgleitlager besondere Maßnahmen
geschaffen werden, damit sich ein Schmierstoff-Tragfilm
zwischen den relativ zueinander bewegenden, aufeinander
gleitenden Flächen bilden kann. Diese besonderen
Maßnahmen bestehen darin, daß Gleitkörper oder Segmente
verwendet werden, die insgesamt oder zumindest in ihrem
die Gleitfläche aufweisenden Teil kippbeweglich relativ
zu einer Anlauffläche sind, die den Gleitflächen der
Gleitkörper gegenüberliegt und sich relativ zu ihnen
dreht. Auf Schmierstoff und einen sich zwischen den
gegenüberliegenden Gleitflächen bildenden
Schmierstoffteil kann nur dann verzichtet werden, wenn
die Gleitflächen selbst ausreichende Gleiteigenschaften
haben, die auch bei hohen Axiallasten nicht verloren
gehen. Axialgleitlager der Erfindung sind insbesondere
für die Übertragung von hohen Axiallasten bei hohen
Drehzahlen geeignet und benötigen nach gegenwärtigem
Stand der Technik auch dann einen Schmierstoff, wenn
die Gleitflächen aus einem gut gleitfähigen Kunststoff
bestehen. Die Gleitfläche kann durch den Gleitkörper
selbst oder durch eine auf ihn aufgebrachte dünne
Materialschicht gebildet sein, welche aus einem anderen
Werkstoff als der Gleitkörper selbst besteht. Der
Gleitkörper kann einteilig oder mehrteilig sein.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Axialgleitlager mit einem
ringförmigen Träger 2 konzentrisch zu einer
Lagerdrehachse 4. Eine Vielzahl von Gleitkörpern 6 mit
zylindrischer oder kreisrunder Außenform ist mit ihren
Mittelachsen 8 ringförmig um die Drehachse 4 herum
parallel zu ihr angeordnet und quer zu ihr kippbar
durch einen auf ihre Gleitfläche 10 wirkenden
Axialdruck. Die Gleitflächen 10 liegen einer
ringförmigen Anlauffläche 12 eines Stützkörpers 14
gegenüber, welcher sich relativ zu den Gleitflächen 10
der Gleitkörper 6 um die Drehachse 4 dreht. Die zu
lagernde Welle kann mit dem Tragkörper 2, vorzugsweise
jedoch mit dem Stützkörper 14 drehfest verbunden sein.
Die Axialkraft der Welle wird über die Anlauffläche 12
und die Gleitflächen 10 übertragen. Bei der Welle kann
es sich beispielsweise um eine Schiffsantriebswelle
oder um die Welle einer Turbine handeln.
Im Träger 2 ist konzentrisch zur Drehachse 4 eine
ringförmige, hinterschnittene Nut 16 mit einer
beidseitigen Nutverbreiterung 18 gebildet. Die
Gleitkörper 6 haben einen Nuteingriffsteil 20, welcher
durch Nutvorsprünge 22 in der Nut 16 gehalten wird. Der
Träger 2 ist vorzugsweise in zwei Ringhälften
aufgeteilt, so daß an ihrer Trennstelle die Gleitkörper
6 mit ihren Nuteingriffsteilen 20 in die Nut 16
eingeführt werden können. Der Nuteingriffsteil 20
besteht aus einer Umfangsnut 24 und einem ringförmigen
Vorsprung 26 am einen axialen Ende der Umfangsnut 24.
Am anderen axialen Ende der Umfangsnut 24 befindet sich
ein aus der Nut herausragender Gleitteil 28 des
Gleitkörpers 6, welcher mit der Gleitfläche 10 versehen
ist. Alle Teile befinden sich in einem Lagergehäuse 30,
das mit dem Träger 2 verbunden ist.
Damit die Gleitteile 28 mit den Gleitflächen 10 die
genannten Kippbewegungen relativ zur Anlauffläche 12
machen können, ohne daß sich die Gleitteile 28 von
benachbarten Gleitkörpern 6 gegenseitig behindern,
sollten sie auf seitlichem Abstand voneinander gehalten
werden. Zu diesem Zweck haben die ringförmigen
Vorsprünge 26 der Gleitkörper 6 einen größeren
Außendurchmesser als die übrigen Teile der Gleitkörper
6, insbesondere einen größeren Außendurchmesser als
ihre Gleitteile 28. Der dadurch gebildete Abstand
zwischen den Gleitteilen 28 hat den weiteren Vorteil,
daß Schmierstoff schneller zufließen und schneller
abfließen kann, wodurch die Kühlwirkung des
Schmierstoffes begünstigt wird.
Der Gleitkörper 6 kann aus mehreren Teilen bestehen.
Beispielsweise kann der ringförmige Vorsprung 26 eine
am Gleitkörper 6 befestigte Tellerfeder sein. Gemäß
anderer Ausbildung kann der ringförmige Vorsprung 26
und der die Umfangsnut 24 bildende Zapfen oder Hals des
Gleitkörpers zusammen ein einstückiges Teil sein, an
welchem der Gleitteil 28 befestigt ist. Gemäß nochmals
weiterer Ausbildung können jedoch der ringförmige
Vorsprung 26, der die Umfangsnut 24 bildende Zapfen
oder Hals, und der Gleitteil 28 zusammen aus einem
einteiligen Körper bestehen. Die Gleitfläche 10 kann
durch den Gleitteil 28 oder durch eine auf ihn
aufgebrachte Gleitmaterialschicht gebildet sein.
Insbesondere der Gleitteil 28 besteht vorzugsweise aus
Kunststoff, der gute Gleiteigenschaften hat.
Die genannte Kippbeweglichkeit der Gleitkörper 6 mit
ihren Mittelachsen 8 relativ zur Lagerachse 4 kann
dadurch gebildet sein, daß der ringförmige Vorsprung 26
eine Feder ist oder aus federelastischem Material
besteht, so daß der Gleitteil 28 relativ zum
ringförmigen Vorsprung 26 die Kippbewegungen machen
kann.
Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch einen einteiligen
Gleitkörper 6.1, welcher aus einem als Tellerfeder
wirkenden ringförmigen Vorsprung 26, einem den Nutgrund
der Umfangsnut 24 bildenden Halsteil 32 und dem
Gleitteil 28 mit der Gleitfläche 10 besteht. Der
ringförmige Vorsprung 26, der hier als Tellerfeder-
Druckfeder wirkt, hat eine radial nach außen hin
abnehmende axiale Dicke. Dadurch läßt sich die
Verteilung der Biegespannung im ringförmigen Vorsprung
26, welche bei axialer Belastung des Gleitkörpers 6.1
entsteht, gleichmäßiger verteilen, und es wird Material
eingespart. Dem gleichen Zweck dient eine stirnseitige
Ausnehmung 34 auf der Unterseite des ringförmigen
Vorsprunges 26. Der Gleitkörper 6.1 besteht
vorzugsweise aus Kunststoff, jedoch kann auch ein
anderes Material verwendet werden, welches die
erforderliche Flexibilität hat, damit die Gleitfläche
10 relativ zum Vorsprung 26 Kippbewegungen machen kann.
Der radial über den Hals 32 überstehende, über der
Umfangsnut 24 liegende Randabschnitt 36 des Gleitteils
28 hat eine so weit reduzierte axiale Dicke, daß er
sich in die Umfangsnut 24 hinein abbiegen kann, wenn im
Betrieb des Lagers die Gleitfläche 10 stärker erwärmt
wird als die darunterliegenden Innenbereiche des
Gleitkörpers 6. Dies führt dazu, daß die Gleitfläche 10
mit zunehmender Temperaturdifferenz eine stärkere
konvexe Balligkeit durch die thermisch bedingte
Materialausdehnung erhält. Damit paßt sich die
Balligkeit der Gleitfläche 10 automatisch den
unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Lagers an. Da
der Gleitkörper im Bereich seines Halses 32 eine
größere axiale Dicke hat als im Randbereich 36 des
Gleitteils 28, wird sich der Gleitteil 28 in der
genannten Weise thermisch verformen, anstatt sich
gleichmäßig geradlinig auszudehnen. Die Gleitfläche 10
wird bereits bei der Produktion mit einer kleinen
konvexen Balligkeit von beispielsweise 10 µm versehen,
µm sicherzustellen, daß die Gleitfläche 10 bei
Materialexpansionen oder Materialkontraktionen des
Gleitkörpers, welche durch mechanische Belastungen oder
Temperaturveränderungen verursacht werden, nicht konkav
hohlkugelförmig wird. Bei einer hohlen konkaven Form
der Gleitfläche 10 würden nur ihre Ränder an der
Anlauffläche 12 anliegen.
Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt eines ähnlichen
Gleitkörpers 6.2, bei welchem auch der Gleitteil 28,
ausgehend vom Grund der Umfangsnut 24, radial nach
außen hin eine kleiner werdende axiale Dicke hat. Durch
diese nach außen hin abnehmende Dicke des Gleitteils 28
wird die selbständige Einstellung der optimalen
Balligkeit der Gleitfläche 10 während des Lagerbetriebs
begünstigt. Ferner wird Material eingespart, und die
Biegespannung im Gleitkörper 6.2 wird bei axialer
Belastung des Gleitkörpers 6 gleichmäßiger verteilt.
Fig. 5 zeigt einen Gleitkörper 6.3, welcher wie die
Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 einteilig
hergestellt ist, bei welchem jedoch der ringförmige
Vorsprung 26 nur über die Umfangsnut 24 übersteht,
jedoch nicht auch über den Gleitteil 28. Ferner hat die
Umfangsnut 24 einen im wesentlichen rechteckigen
Querschnitt, so daß der als Tellerfeder wirkende
ringförmige Vorsprung 26 und der Gleitteil 28 auch in
ihren Randbereichen eine im wesentlichen rechteckige
Querschnittsform haben.
Fig. 6 zeigt einen Gleitkörper 6.4, welcher auf seiner
von der Gleitfläche 10 abgewandten Unterseite einen
kugelförmigen oder balligen Vorsprung 36 hat, mit
welchem er sich auf dem Nutgrund 38 der ringförmigen
Nut 16 des Trägers 2 abstützen kann, und die genannten
Kippbewegungen mit seiner Zylinder-Mittelachse 8
relativ zur Lager-Mittelachse 4 machen kann.
Claims (8)
1. Axialgleitlager, enthaltend einen Träger (2); eine
Vielzahl von Gleitkörpern (6; 6.1 bis 6.5), die
eine Gleitfläche (10) aufweisen, ringförmig um
eine Lagerdrehachse (4) angeordnet sind und am
Träger (2) positioniert sind; einen Stützkörper
(14), der relativ zu den Gleitkörpern (6) um die
Drehachse (4) drehbar ist und mit einer
Anlauffläche (12) versehen ist, die den
Gleitflächen (10) gegenüberliegt, um zwischen
ihnen Axialkräfte zu übertragen, wobei mindestens
der Teil (28) des Gleitkörpers (6), welcher die
Gleitfläche (10) aufweist, quer zur Drehachse (4)
kippbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitkörper (6; 6.1 bis 6.4) durch eine
hinterschnittene Nut (16) und einen in sie
eingreifenden Nuteingriffsteil (20) mit dem
Tragkörper (2) in Nutlängsrichtung steckbar
verbunden sind, daß die Nut (16) am Tragkörper (2)
gebildet ist und sich ringförmig um die Drehachse
(4) erstreckt, und daß der Nuteingriffsteil (20)
an den Gleitkörpern (6; 6.1 bis 6.4) gebildet ist.
2. Axialgleitlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Träger (2) aus zwei halbkreisförmigen Hälften
besteht, die zum Einsetzen und Entfernen der
Gleitkörper (6; 6.1 bis 6.4) trennbar sind.
3. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitkörper (6; 6.1 bis 6.3) mit
tellerförmigen Federmitteln (26) versehen sind,
welche die Gleitkörper am Träger (2) abstützen, in
Richtung zur Anlauffläche (12) drängen, und quer
zu einer Gleitkörper-Mittelachse (8) federnd
nachgiebig sind für Axial- und Kippbewegungen der
Gleitfläche (10) relativ zu den Federmitteln.
4. Axialgleitlager nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federmittel (26) und mindestens ein sie
tragender Teil des Gleitkörpers (6; 6.1 bis 6.3)
zusammen aus einem einteiligen Element bestehen.
5. Axialgleitlager nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federmittel (26) und ihr Gleitkörper (6; 6.1
bis 6.3) zusammen aus einem einteiligen Element
bestehen.
6. Axialgleitlager nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das einteilige Element aus Kunststoff besteht.
7. Axialgleitlager nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federmittel (26) über alle anderen Teile ihres
Gleitkörpers (6; 6.1; 6.2) seitlich überstehen und
sich an den Federmitteln (26) von benachbarten
Gleitkörpern (6; 6.1; 6.2) seitlich abstützen.
8. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Gleitkörper (6; 6.1 bis 6.4) eine kreisrunde
Querschnitts-Außenform haben.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19630244A DE19630244C2 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Axialgleitlager |
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DE19630244A DE19630244C2 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Axialgleitlager |
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ID=7800964
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DE19630244A Expired - Fee Related DE19630244C2 (de) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Axialgleitlager |
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