DE2133259C2

DE2133259C2 - Selbstausrichtendes Gleitlager

Info

Publication number: DE2133259C2
Application number: DE2133259A
Authority: DE
Inventors: Albert Richard Mccloskey; Alfreds Fairfield Conn. Rozentals
Original assignee: Incom International Inc Fairfield Conn; Incom International Inc
Current assignee: Incom International Inc
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1971-07-05
Publication date: 1985-04-11
Also published as: AT309157B; JPS5347469U; JPS5413498Y2; CA935858A; AU3118271A; DE2133259A1; GB1349008A; US3656821A; AU463421B2; BE770889A; CH546898A; FR2103876A5; NL7110412A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbstausrichtendes Gleitlager gemäß üem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Gleitlager weist ein äußeres Teil mit einer Ausnehmung, iin inneres Teil mit einer sphärischen Außenfläche und ein im äußeren Teil sitzendes, vorgeformtes Zwischenteil aus einem nachgiebigen, selbstschmierenden Werkstoff mit einer zum inneren Teil passenden, sphärischen Innenfläche auf. Am vorgeformten Zwischenteil im Bereich der Einführöffnung im äußeren Teil ist mindestens eine Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung zwischen dem äußeren Teil und dem Zwischenteil vorgesehen.

Ein Gebiet von besonderem Interesse ist die Schmierung dieses Gleitlagers, bei dem für das vorgeformte Zwischenteil ein Werkstoff, wie Teflon, Delrin, Celcon, verwendet wird, der Schmiereigenschaften aufweist und somit die üblichen Schmieröle und -fette ersetzt.

Aus der GB-PS 8 61 976 ist ein selbstausrichtendes Gleitlager der eingangs erwähnten Art bekannt (Fig.4). Bei diesem Gleitlager weist das Zwischenteil mit dem äußeren Teil an der Eintrittsöffnung des inneren Teils eine Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung auf; jedoch besteht das Zwischenteil aus zwei Hälften, die der Reihe nach einzeln eingeführt werden, weshalb ein \ lerausschälen des Zwischenteils möglich ist, das die Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung zu dem äußeren Teil aufweist.

Aus der GB-PS 8 52 139 ist ein weiteres selbstausrichtendes Gleitlager bekannt, bei dem das Zwischenteil eine Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung zu dem äußeren Teil aufweist (Fig. 1). Die Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung ist an dem hinteren Abschnitt des Zwischenteils und nicht an der Eintrittsöffnung des Zwischenteils ausgebildet. Deshalb ist eine zusätzliche Sicherung an der Eintrittsöffnung zum Verhindern des Herausgleitens des Zwischenteils samt dem inneren Teil vorgesehen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein selbstausrichtendes Gleitlager zu schaffen, bei dem das selbstschmierende, vorgeformte Zwischenteil innerhalb der Lageranordnung mechanisch sicher verriegelt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein selbstausrichtendes Gleitlager geschaffen, bei dem cLs einstückige Zwischenteil derart massiv gestaltet ist, daß es bei der Belastung des inneren Teils entgegen der Einführrichtung die entsprechende Kraftkomponente direkt auf die Ringlippe-Ringnut-Verbindung im Sinne einer Verstärkung der Verklammerung überträgt. Daneis t?n läßt sich das Gleitlager schnell und preiswert sowie mit einer großen Fertigungstoleranz zusammenbauen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht und einen Teilschnitt eines Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung,
F i g. 2 eine Stirnansicht des Lagers gemäß der F i g. 1. Fig.3 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Lagers gemäß der vorliegenden Erfindung und

F i g. 4 eine Stirnansicht des Lagers der F i g. 3.
Ein Lager gemäß a^r.m Konzept der vorliegenden Erfindung ist allgemein durch die Beziigszahlen 10 in den Zeichnungen, insbesondere in den F i g. I und 2. angedeutet

Das Lager 10 kann aus einem einsteckbaren oder aufnehmenden Typ in Form eines Stangenendes bestehen. Das Lager 10 weist ein äußeres Teil 12 auf. das aus irgendeinem geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann. Der Werkstoff wird durch den betrieblichen Einsatz und die Umgebung bestimmt. In einem typischen Fall kann er aus Bronze, Aluminium oder Stahl bestehen, und er kann nach verschiedenen Verfahren bearbeitet bzw. hergestellt werden, z. B./^yrch Fräsen, Gießen und dgl.

Das äußere Teil 12 enthält einen offenen Abschnitt 14. der einen zylindrischen Teil 16 und einen konischen Teil 17 aufweisen kann. Der konische Teil ist deshalb so geformt, weil er in typischer Weise der konischen Form des Bohrwerkzeugs entspricht, das zur Ausarbeitung des offenen Abschnitts 14 benutzt wird. Der offene Abschnitt !4 ist ferner mit wenigstens einer Ringnut 18 versehen. Die Ringnut wird am oder in d<:r Nähe des offenen Endes des oftenen Abschnitts vorgesehen.

so Das Lager 10 ist ferner mit einem inneren Teil 20 versehen, der einen kugelähnlichen Abseilnitt 22 aufweist Das innere Teil 20 kann aus irgendeinem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, der, wie oben angedeutet, durch den betrieblichen Einsatz und die Umgebung bestimmt wird. Das innere Teil 20 kann durch verschiedene Verfahren ausgebildet werden, z. B. durch Gießen. Fräsen und dgl. Das innere Teil 20, welches in dem Zwischenteil drehbar gelagert ist, kann mit eine τι Gewindefortsatz 24 versehen sein, der wiederum an einem Gelenksystem, z. B. einem Schiffssteuerungssys tem oder einem Drossel-Steuerungssystem für eine Erdbewegungsmaschine, angebracht sein kann. Das äußere Teil kann ebenfalls mit einem Fortsatz 32 versehen sein, der ein Innengewinde 34 zur entsprechenden Befestigung an einem solchen Gelenksystem enthalten k;inn.

Das Lager 10 ist ferner mit einem vorgeformten Zwischenteil 26 ausgerüstet, das aus irgendeinem handelsüblichen warmhärtbaren oder thermoplastischen

Kunststoff bestehen kann, z.B. aus handelsüblichem Nylon, Acetyl (ζ. B. Celcon und Delrin, Warenzeichen der Celanese Corporation und EI. du Pont de Nemours & Co.) Polycarbonaten (z. B. Lexan 191, ein Warenzeichen der General Electric Company) oder Fluorkohlenstoffen (z. B. Teflon, ein Warenzeichen der EI. du Pont de Nemours & Co.) oder Phenolharze.

Von Wichtigkeit ist, daß das Zwischenteil die richtige Federung und Festigkeit sowie chemische Eigenschaften für den betreffenden betrieblichen Einsatz und die Umgebung aufweist, und es kann vor dem Einbau durch verschiedene Maßnahmen vorgeformt werden, z. B. durch Fräsen, Gießen und dgL Das Zwischenteil kann ferner selbst aus einer zusammengesetzten Konstruktion bestehen, z. B. kann es durch ein Nylontuch gebildet sein, das in eine Teflonmatrix eingebettet ist

Das Zwischenteil 26 weist hier eine ringförmige Lippe 28 auf, und diese Lippe ist am oder in der Nähe des offenen Endes des Zwischenteils 26 angeordnet Das Zwischenteil 26 kann auch mit mehreren ringförmigen Lippen oder Bünden 28 versehen sein. Die Lippen oder Bünde 28 sind an dem Zwischenteil 26 derart angeordnet daß sie in Deckung mit den Ringnuten liegen, welche im offenen Abschnitt 14 des äußeren Teils vorgesehen sind, wenn das Lager in einer Art und Weise zusammengebaut wird, die noch erläutert wird. Wenn auf diese Weise die Ringnut 18 mit der Lippe 28 in Deckung gebracht ist sichert letztere mechanisch das Zwischenteil 26 in Einbaulage innerhalb des offenen Abschnitts 14 des äußeren Teils 12, während sie gleichzeitig das innere Teil 20 mit seinem sphärischen Ende 22 innerhalb des Zwischenteils 26 mechanisch festhält Das Zwischenteil 26 weist in seiner eingebauten Position eine innere Fläche auf, die eine sphärische Lagerfläche 30 bildet, welche im allgemeinen mit der konvexen äußeren Fläche des sphärischen Endes 22 des inneren Teils 20 übereinstimmt. Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß man jedes Teil sorgfältig prüfen muß, bevor es eingebaut wird, um irgendwelche Fehler oder unerwünschte Ligenschaften festzustellen, welche die Leistungsfähigkeit des Lagers nachteilig beeinflussen könnten. Insbesondere sollte das Zwischenteil 26 sorgfällig geprüft werden, um sicherzustellen, daß es keine Risse oder Unterbrechungen besitzt, welche schließlich zu einem frühzeitigen Ausfall des Lagers aufgrund mangelhafter Schmierung führen.

Aus der obigen Beschreibung geili ferner hervor, daß die Toleranzen der verschiedenen Teile sehr genau kontrolliert werden können. Das Zwischenteil 26 kann so geformt werden, daß die Toleranzen zwischen seiner konkaven Innenfläche 30 und der konvexen Außenfläche des sphärischen Teils 22 variieren, um das richtige Drehmoment zu erhalten, das man zur Drehung des Kugelteils 22 innerhalb des Zwischenteils 26 benötigt. Wenn man dagegen das Zwischenteil durch Spritzgie-Ben desselben an Ort und Stelle innerhalb des Lagers herstellt, ist die Kontrolle der Toleranzen zwischen den Lagerteilen äußerst schwierig, insbesondere zwischen der Kugel und ihrer Gegenfläche, und ebenso schwierig ist es festzustellen, ob das auf diese Weise hergestellte Teil fehlerfrei ist.

Dadurch, daß man wenigstens eine der ringförmigen Lippen 28 am oder in der Nähe des offenen Abschnitts 14 vorsieht, erzielt man den Vorteil, daß die Sicherungswirkung der ringförmigen Lippe weiter verstärkt wird durch die Kraft der sphärischen Kugel 22, wenn eine Belastung am inneren "Veil 20 angreift, insbesondere, wenn die Belastung in einer Richtung angreift, daß das Bestreben besteht, die sphärische Kugel 22 aus dem Zwischenteil 26 herauszuziehen. Wenn man demzufolge die richtige Kombination von Werkstoffen auswählt ist das Lager fähig, extrem starken Belastungen zu widerstehen.

Der Zusammenbau des Lagers 10 erfolgt unter Verwendung handelsüblicher Fertigungswerkzeuge, Spannvorrichtungen und Haltevorrichtungen. Man braucht nur darauf zu achten, daß das Zwischenteil 26 auf der sphärischen Kugel 22 angeordnet wird, um letztlich in den offenen Abschnitt 14 des äußeren Teils 16 eingeführt zu werden. Wenn das Zwischenteil 2ö und die sphärische Kugel 22 des inneren Teils 20 fortschreitend in den offenen Abschnitt 14 des äußeren Teils eingeführt werden, kommt die Lippe. 28 in Deckung mit der Ringnut 18, wodurch die verschiedenen Bauteile des Lagers in einer genau kontrollierten Weise mechanisch verriegelt werden.

Es wird nun auf die F i g. 3 und 4 Bezug genommen. In diesen ist ein Lager 36 gezeigt das dn äußeres Teil 38, ein inneres Teil 40 und ein Zwischenteil 42 aus einem federnden selbstschmierenden Kunststoff aufweist. Der Werkstoff der verschiedenen Komponenten des Lagers 36 wird auf der gleichen Grundlage ausgewählt, wobei den gleichen Faktoren Beachtung geschenkt wird, wie dies im Zusammenhang mit dem obigen Lager beschrieben wurde.

Das äußere Teil 38 des Lagers 36 ist an beiden Stirnseiten offen, und an seiner Innenfläche ist wenigstens eine Ringnut 43 angeordnet Das äußere Teil 38 ist ferner mit einem ringförmigen Bund 47 versehen, dessen Zweck später erläutert wird.

Das innere Teil 40 des Lagers 36 weist ein axial durch seinen Mittelpunkt gehendes Loch 46 auf. Ferner ist das innere Teil 40 mit einer konvexen Außenfläche 48 versehen. Das Zwischenteil 42 enthält ebenfalls ein axial durch seinen Mittelpunkt gehendes Loch, und außerdem besitzt dieses Teil wenigstens eine ringförmige Lippe 50. Die Lippe 50 kann in Deckung mit der Ringnut 43 im äußeren Teil 38 gebracht werden, um das Zwischenteil 42 in Einbaulage innerhalb des offenen Abschnitts des äußeren Teils 38 mechanisch iu sichern, während dadurch gleichzeitig das innere Teil 40 innerhalb des Zwischenteils 42 mechanisch festgelegt wird. Die ringförmige Lippe 44 des äußeren Teils 38 unterstützt ferner den mechanischen Eingriff zwischen der ringförmigen Lippe 50 und der Riiigfiüi 43, indem sie einen Sitz bildet, auf dem das Zwischenteil in seiner eingebauten Lage aufliegt. Diese Zusammenwirkung und die Ringnut-Lippenkombination hält in wirksamer Weise den Zusammenhalt der Lageranordnung aufrecht und sichert axial das Zwischenteil 42 in Einbaulage.

Dr- Zwischenteil 42 bildet, wenn sich das Zwischenteil in seiner eingebauten Position befindet, eine konkave Innenfläche 52, cüe im allgemeinen mit der konvexen Außenfläche des inneren Teils 40 übereinstimmt. Der Zusammenbau dss Lagers 36 wird einfach in einer Art und Weise bewirkt, welche im wesentlichen derjenigen entspricht, die bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird das innere Teil 40 innerhalb des Zwischenteils 42 angeordnet und anschließend in das äußere Teil 38 eingeführt. Wenn das innere Teil und das Zwischenteil fortschreitend in das äußere Teil 38 eingesetzt werden, kommt die ringförmige Lippe 50 in Deckung mit der Ringnut 43 des äußeren Teils 38, um die Lageranordnung mechanisch zu verriegeln. Die Federung oder Elastizität des Zwi-

schenteils 42 ermöglicht es, daß die ringförmige Lippe 50 in Einbaulage in die Ringnut 43 einschnappen kann, und demzufolge wird, wie im Fall des oben erläuterten Lagers, die Verwendung spezieller Herstellungswerkzeuge, Brechstempel, Spannvorrichtungen und Halte- vorrichtungen, vermieden.

Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen eine ringförmige Lippe an dem Zwischenteil angeordnet ist, sei jedoch bemerkt, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine umgekehrte Anordnung vorgesehen werden kann. Das heißt, das Zwischenteil kann mit ringförmigen Lippen oder Rippen und/oder Nuten versehen sein, die wiederum die mechanische Verriegelung und den Zusammenhalt der Lageranordnung bewirken können.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

20

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40

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Claims

Patentansprüche:

1. Selbstausrichtendes Gleitlager, das ein äußeres Teil mit einer Ausnehmung, ein inneres Teil mit einer sphärischen Außenfläche und ein im äußeren Teil sitzendes, vorgeformtes Zwischenteil aus einem nachgiebigen, selbstschmierenden Werkstoff mit einer zum inneren Teil passenden sphärischen Innenfläche aufweist, wobei am vorgeformten Zwischenteil im Bereich der Einführöffnung im äußeren Teil mindestens eine Ringlippe-Ringnut-Schnappverbindung zwischen dem äußeren Teil und dem Zwischenteil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Zwischenteil (26,42) derart massiv gestaltet ist, daß es bei Belastung des inneren Teils (20, 40) entgegen der Einführrichtung die entsprechende Kraftkompoinente direkt auf die Ringlippe-Ringnut-Verbindung im Sinne einer Verstärkung der Verklammerung überträgt

2. Verfahren zur Herstellung eines selbstausrichtenden Gleitlagers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil mit dem eingesetzten inneren Teil durch die Einführöffnung in die Ausnehmung des äußeren Teils bis zum Einschnappen der Ringlippe-Ringnut-Verbindung eingeschoben wird.