DE2046516A1

DE2046516A1 - Drehlager

Info

Publication number: DE2046516A1
Application number: DE19702046516
Authority: DE
Inventors: High Wycombe Buckinghamshire W almsley. Robert Geoffrey (Großbritannien)
Original assignee: Railko Ltd
Current assignee: Railko Ltd
Priority date: 1969-09-23
Filing date: 1970-09-21
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR2062459A5; BE756464A

Description

Drehlager

DI© Erfindung betrifft ein Lager und Insbesondere ein Drehlager bzw_o einen Drehlagerteil, die insbesondere als Drehzapfenlager bei Drehgestellen von Schienenfahrzeugen Anwendung finden₀

Derartige Lager sind erforderlich, um Bewegungen in allen Richtungen abzufangen und um sehr hohe Belastungen aufzunehmen* und zwar insbesondere Stoiibelastungen, die beim Hangieren eines Fahrzeuges auftreten» Bei einem bekannten zentralen Drehzapfenlager ruht die konvexe Oberfläche eines ersten teilweise sphärischen Stahl» gußkörpera in einer konkaven Oberfläche eines zweiten teilweise sphärischen. Stahlgußkörpera, wobei eine niohtmetallische Lagereinlage in dem konkaven Gußkörper vorgesehen let und sich zwischen den Lagerflächen der beiden Stahlgußkörper befindete Gewöhnlich liegt; dar konvexe Gußkörper über dem konkaven Gußkörper, Derartige Anordnungen haben den NachtoiL, daß es schwierig oder

- 2

109816/U88

kostspielig ist, die Einlage bzw„ Auskleidung auszurichten, was zur Folge hat, daß die Einlage während des Betriebes bruchanfällig isto Als weiterer Nachteil stellt sich ein» daß der freie Rand der Einlage beschädigt wird₀ Dieses kann beim Hangieren eintreten» wobei die StSBe den oberen Gußkörper ho oh- bzw., raus-» springen und sich horizontal gegenüber dem unteren Körper bewegen lassen» was einen erheblichen Stoß auf die Kante der Einlage zur Folge hat, wenn die Gußkörper wieder in ihre Ausgangslage zurückgehen₀ Verschiedene Versuche wurden unternommen₈ um Lager zu schaffen» bei denen diese Nachteile ausgeschaltet werden sollten, doch führten diese Versuche nicht zu vollkommen be» friedigenden Ergebnissen oder zu relativ kosteninten» si von Konstruktionen«.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen Drehlagerteil und ein Drehlager zu schaffen» die die genannten Nachteile in relativ kostensparender Weise ausschalten bzw» vermindern_o

Es ist deshalb erfindungsgemäß ein Drehlagerteil mit einer teilweise sphärischen konkaven Lagerfläche zur Aufnahme einer Lagereinlage vorgesehen? wobei die Erfindung darin besteht, daß der den grüßten Durchmesser der Lagerfläche aufweisende Bereich in einen Rand ausläuft, der mit einer Schulter versehen ist, die an dem Lagerteil angearbeitet 1st und eine sich von der Lager» fläche aus radial nach innen erstreckende Fläche aufweist, die unter einem stumpfen Winkel gegenüber der Lagerflache angeordnet 1st und im Querschnitt unter einem Winkel von 5 bis 35° zu einer zur Achse der Lager-

1 0 9 8 1 6 / 1 A 8 8

fläche parallelen Linie verläuft.

Für den Gebrauch ist der Lagerteil mit einer genau passendenp nicht-metallischen Einlage versehen, die eine teilweise sphärische, konvexe Oberfläche aufweist, die an der konkaven Lageroberfläche anliegto Die Einlage ist nachgiebig und hat einen maximalen Durchmesser auf ihrer konvexen Oberfläche _t der ißi wesentlichen dem größten Durchmesser der konkaven Lagerfläche entspricht» in die sie eingepaßt isto Die weitere Gestaltung der Einlage und der Schulter ist so getroffen, daß die Einlage in den Lagerteil eingepaßt werden kann, indem die Einlage durch radiales Zusammendrücken über die Schulter geschoben wird,, wonach sich der Umfangsrand der Einlage entspannte so daß diese eine Lege einnimmt, in der sie an der radial nach innen weisenden Fläche der Schulter anliegt und sich Vorteilhafterweise an dieser abstützt_; und die den größten Durchmesser aufweisenden Bereiche der konvexen Oberfläche der Einlage und der konkaven Lageroberfläche im wesentlichen miteinander in Eingriff stehenο Gewöhnlich begrenzt die Lageroberfläche teilweis© eine ringförmige Ausnehmung des Lagerteils. Die g Ausnehmung bildet einen Sita für die Einlage und ist weiterhin durch die Fläche der Schulter und eine Wand des Lagerteils begrenzt«, die dieser Fläche gegenüberliegt O

Hieraus ist ersichtlich^ daß die Schulter die beiden Aufgaben hat, die Einlage genau in Stellung zu halten und einen Rand der Einlage zu überdecken, um diesen gegen Stöße zu schützen;, die von der konvexen Lager» oberfläche des gegenüberliegenden Lagerteiles unver-

109816/1488

_ 4 -mittelt auf dem konkaven Lagerteil ausgeübt werden_ö

Genäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Drehlager vorgesehen» das einen Drehlagerteil mit einer teilweise sphärischen, konkaven Lagerflache zur Auf» nähme einer Lagereinlage aufweist_p deren den größten Durchmesser aufweisender Bereich in einen Rand ausläuft, der mit einer Schulter versehen ist, die an dem Lagerteil angearbeitet ist und eine sich von der Lagtirfläche aus radial nach innen erstreckende Fläche aufweist, die unter einem stumpfen Winkel gegenüber der Lagerflache angeordnet ist und im Querschnitt tuter einem Winkel von 5 bis 35° zu einer aur Achse der Lagerflache parallelen Linie verläuft, und die mit einer nioht-metallischen Lagereinlage versehen ist, die eine teilweise konvexe Oberfläche aufweist, die an der Lägeroberfläche anliegt, indem eine Kante der Einlage mit ihrem größten DurohmeBserbereich im Bereich der Fläche der Schulter liegt und die konvexe Oberfläche der Einlage in Fläohenberührung mit der Lager« fläche steht, und wobei die Einlage ausreichend nachgiebig ausgebildet ist und die Schulter so bemessen lot, daß die Einlage über die Schulter hinweg in ihre vorgesehene Betriebestellung gebracht werden kannο

Vorteilhafterweiße 1st die Kante der Einlage an der Fläohe der Schulter abgestützt und steht der den grüßten Durchmesser aufweisende Bereioh der konvexen Oberfläche der Einlage mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Teil der Lager fläohe in Eingriff«,

1 098 1 ß/ U88

Der beschriebene Lagerteil ist zum Zusammenwirken mit einem zweiten lagerteil mit einer konvexen I»agerfläohe ausgelegt, die in die Jüinlage paßt und sich, auf dieser abstützte wobei die nach, innen weisende Oberfläche der Einlage eine zu der konvexen Lagerfläohe komplementäre Gestalt aufweist und die beiden Lagerteile so angeordnet sind» daß sie eine relative Schwenkbewegung gegenüber einander um die Achse der Lager flächen ge<~ β tat ten ο Gewöhnlich ist die konvexe Oberfläche das zweiten Lagerteils teilweise sphärisch ausgebildet und die beiden Teile Bind so angeordnet, daß sie eine ^ Schwenkbewegung um einen zentralen Zapfen gestatten» wobei der den größten Durchmesser aufweisende ¹SeIl der konvexen Lagerfläohe größer ist ale die konkave Lagerfläche ο Der Lagerteil mit der konvexen Lagerfläche liegt also auf dem Lagerteil mit der konkaven Lagerfläohe _a wobei jedoch die umgekehrte Anordnung ebenfalls möglich isto

Ein vorteilhafter Winkelbereioh für die Anordnung der Piaohθ an der Schulter gegenüber der zur Achse der konkaven Lagerfläohe parullelen Linie ist 10 bis 20°»

Vortöilhafterweise 1st der Rand an der von der konkaven Lagerfläche abgekehrten Seite der Schulter radial nach außen abgeschrägt₀ Hierdurch wird eine Einführung au der nach innen weisenden Fläche der Schulter ausgebildet, die das Ausrichten der Einlage beim Einsätzen in den Lager bell erleichterto Die Abschrägung an dem Rand dient gleichzeitig als Führung der konvexen Lagerfläoho in die Einlage hinein, falls jemals die konvaxe Lagerfläohe sich aus der Einlage herausheben sollte,, VorteLlhaftorweliia ist die Absohrägung des Handos an

109816/1A88

den Lagerteil angeaxbeitet. Obgleich zwischen der Einlage und der konkaven Lagerfläohe ein Verbindungsmittel vorgesehen sein könnte, macht die fixierende Wirkung der Schulter ein derartiges Verbindungsmittel entbehrlich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungefoelspiel der Erfindung wiederzugeben, dao anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird., Es seigens

Fig, 1 einen axialen Querschnitt, durch die

Lageranordnung und

Flg. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den die

Schulter aufweisenden Bereich»

Das Lager besteht gewöhnlich aus ©inero oberen Lagerteil 1 mit einer teilweise sphärischen, konvexen Lagerfläohe 2, einer teilweise sphärischen Einlage 3 und einem unteren Lagerteil 4 mit einer teilweise sphärischen, konkaven Lagerfläche 5. Der Lagerteil 4 weist einen zentralen _t erhabenen Bund 6 auf» der in einer Bohrung 7 in der Fläche 2 geführt lot, und eine Halteplatte 8 ist mittels eines Bolzens 9 gegenüber dem Bund 6 gesichert. BIe Halteplatte 8 verhindert, daß der Lagerteil 1 vollkommen aus der Einlage 3 herausspringen kamio Die Achse des Lagers verläuft gemäß Linie A-A, wobei das Lager unter Einschluß der Linie A-A symmetrisch auch au der Ebene senkrecht zur Zeiohnungsebene ist„

Wio fiuo dem rächten ieil der Zeichnung, insbesondere der vergrößerten Teilansicht, hervorgeht, läuft die konkave Lagorfliiohö 3 in einen Hand 10 aus, der mit einer Schulter Il vorsehen ist_? die eine Fläche 12 aufweist, die sich von dem den größten Durchmesser aufweisenden Bereich 13 der Lagerfläoho 5 radial nach innen erBtreckt« Wie

109816/U88

aus der Schnittdarstellung ersichtlich, steht die Fläche 12 unter einem Winkel gegenüber einer Linie 14» die parallel zu der Achse AvA der Lagerflache 5 verläuft ₀ Dieser Winkel o{ beträgt vorteilhafterweise zwischen 10 und 20°', obgleich er auch bis auf 5° baw_e 35° auegedehnt werden kann_o Oberhalb der Fläche 12 ist der Hand 10 bei 15 radial nach außen abgeschrägt_o

Die Lagerfläche 5 begre'nzt teilweise eine ringförmige Ausnehmung in dem Lagerteil 4» in der die Einlage 3 angeordnet isto Die Ausnehmung wird weiterhin durch die Fläche 12 und eine Wandung 5a begrenzt, die sich von dem den kleinsten Durohmesser aufweisenden Bereich der Lagerfläche 5 radial nach innen erstreckte

Die Einlage 3 ist an ihrem den größten Durchmesser aufweisenden Bereich mit einer Kante 16 versehen und in der Ausnehmung des Lagerteils 4 so angeordnet_P daß die Kante 16 an der Fläche 12 anliegt, die diese Überragt, wobei der Bereich 17 der Einlage 3 von größtem Durch« messer an dem den größten Durchmesser aufweisenden Bereich 13 der Lagerflache 5 anliegt» Der restliche Seil der konvexen Oberfläche der Einlage steht in Flächenberührung mit der Lagerfläche 5° Die innere konkave Oberfläche der Einlage 3 im Bereich des Randes 16 ist bei 18 abgeschrägt, wobei die abgeschrägten Fläohen 15 und 18 praktisch eine gemeinsame Konusfläche bilden·

Die Einlage 3 ist aus einem beliebigen nicht-metallischen Lagerwerkstoff hergestellt, der genügend nachgiebig ist, damit sein den größten Durohmesser aufweisender Sereioh 17 radial so zusammengedrückt werden kann, daß die Einlage über die Schulter 11 hinweg bewegt werden kann und

1 ö 9 8 1 6 / U 8 8

in die Stellung zurüokspringt, die in der Zeichnung dargestellt iet_o Geeignete Werkstoffe sind beispieleweise mit Asbest angereicherte Phenolharze, Polyamide» Polyazetal oder Linear-PolyeBtero

Die Fläche 12 fixiert die Einlage 3 in der gewünschten Stellung innerhalb des Lagerteils 4 und überdeckt die freie Kante 16 der Einlage 3₀ Wenn sich der obere lagerteil 1 von der Einlage 3 abhebt und sioh quer zur fe Achse A-A bewegt _t fällt er auf die abgeschrägte Oberfläche 15 zurück und wird in die Einlage 3 aurückgeleiteto Dieses hat zur Folge, daß die Einlage 3 gar nicht oder nur sehr geringfügig beschädigt wird.

Bei dem speziellen dargestellten Ausführungsbuispiel hat die Kugel,auf der die konvexe Oberfläche der Einlage 3 und die konkave Lagerfläche 5 ruhen, einen Durchmesser von 396 nun. Der Winkel beträgt 13° und die Breite der Flüche 12 ist 8,5 mm« Dieses liefert einen Preßsits von etwa 6 mm Länge zwischen der Fläohe 12 und der Kante der Einlage 3 und damit eine sichere Ausrichtung der Einlage 3«,

Bei de» beschriebenen Aueführungsbeispiel kann die Einlage 3 mit der Lagerflache 5 verbunden bzw» verklebt sein oder auoh nicht_o

Anspruches

109816/U88

Claims

- 9 Patentansprüche ι

1ο Drehlager mit einem eine teilweise sphärische, konkave

La&erfläche aur Aufnahme einer Lagereinlage aufweisenden

Lagerteil, dadurch gekennzeichnet» daß der den größten

Durchmesser der Lagerfläohe (5) aufweisende Bereich (13)

in einen Hand (10) aueläuft, der mit einer Sohulter (11) versehen ist, die an dem Lagerteil (4) angearbeitet ist

und eine sich von der Lagerfläohe (5) aus radial nach |

innen erstreckende Fläohe (12) aufweist» die unter einem stumpfen Winkel gegenüber der Lagerfläche (5) angeordnet ist und im Querschnitt unter einem Winkel (oO von 5 bis 35° su einer zur Aohse (A-A) der Lagerfläehe (5) parallelen

Linie verläuft.

2. Lager nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet» daß die Fläche (12) der Sohulter (11) unter einem Winkel (oQ von 10 bis 20° zu der zur Aohse (A-A) der Lagerfläohe (5) parallelen Linie (14) stehtο

3ο Lager nach Anspruch 1 und 2» dadurch ^kennzeichnet, ,

daß der Hand (10) bei (15) an der von der Lagerfläohe ™

(5) abgekehrten Seite der Sohulter (11) zur Ausbildung einer Einführung zur Fläohe (12) der Sohulter (11) zum erleichterten Ausrichten der Einlage (3) auf der Lagerfläche (5) radial nach außen abgeschrägt ist»

4 ο Lager nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Lagerfläohe (5) teilweise eine ringförmige Ausnehmung zur Ausbildung eines Sitzes für die Einlage (3) in dem Lagerteil (4) begrenzt» wobei die Ausnehmung weiterhin durch die Pläohe (12) des Sohulter (11) und

- 10 -

109816/U88

eine sioh radial naoh innen erstreckende, des Fläche (12) gegenüberliegende Wandung (5a) des Lagerteilee (4) be grenzt ißt.

5ο Lager mit einem Lagerteil nach Anspruch 1 bis 4 und einer nicht-metallischen Lagereinlage mit einer teilweise aphärieohen, konvexen Lagerfläohe, dadurch gekennzeichnet, daß ssur Ausrichtung der Lagereinlage (3) gegenüber der Lagerfläohe (5) eine Kante (16) der Einlage (3) in ihres größten Durohmesserbereioh (17) im Bereich der Fläche (12) der Sohulter (11) liegt und die konvexe Oberfläche der Einlage (3) in Fläohenberührung mit der Lagerfläohe (5) steht» wobei die Einlage{3)ausreichend nachgiebig ausgebildet ist und die Sohulter (11) so bemessen ist, daß die Einlage (5) über die Sohulter (11) hinweg in ihre vorgesehene Stellung gebracht werden kanne

6ο Lager naoh Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (16) der Einlage (3) an der Fläche (12) der Sohulter (11) abgestützt ist.

7. Lager naoh Anspruoh 5 und 6, daduroh gekennzeichnet, daß der den grüßten Durohmesser aufweisende Bereich (17) der konvexen Oberfläche der Einlage (3) mit dem den größten Durchmesser aufweisenden Seil (13) der Lagerfläohe (5) in Eingriff steht·

8» Lager naoh Anspruoh 1 bis 7, daduroh gekennzeichnet, daß dl· innere» konkave Oberfläche der Binlage (3) bei (18) im Bereich der Kante (16) radial naoh außen abgeschrägt 1st und die abgeschrägte Fläohe (18) der Einlage (3) und die abgeschrägte Fläche (15) des Randes (10) praktisch eine gemeinsame Konusfläohe bilden.

- 11 -

109816/U88

do Säger nach Anspruch 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Lagerteil (1) mit einer konvexen Lagerfläohe (2), die in die Einlage (3) paßt und sich auf dieser ' abstutst, deren nach innen weisende Oberfläche genau der konvexen Lagerfläche (2) entspricht, vorgesehen ist und die. beiden Lagerteile (1, 4) so angeordnet sind, daß sie eine Schwenkbewegunggegenüber einander um die Achse (A-A) der Lagerflächen (2, 5) in bekannter Weise gestatten„

10. Lager nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß | die konvexe Lagerflache (2) des zweiten Lagerteilee (1) teilweiee sphärisch lato

11o Lager nach Anspruch 9» dadurch gekenneelohnet, daß der den größten Durchmesser aufweisende Bereich der konvexen Lagerfläche (2) größer ist als der den größten Durchmesser aufweisende Bereich (13) der konkaven Lagerfläche (5) ο

12a Lager nach Anspruch 1 bis 11, daduroh gekennzeichnet, daß die beiden Lagerteile (1, 4) eo angeordnet sind, daß sie eine Schwenkbewegung gegenüber einander um ein *

zentrales Zapfenlager (8, 9) gestätten_o I

109816/U88

Leerseite