DE2145771A1

DE2145771A1 - Kunststofflager

Info

Publication number: DE2145771A1
Application number: DE2145771A
Authority: DE
Inventors: Reiner Peschke
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1971-09-14
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1973-03-22
Also published as: IT964772B; GB1349617A; FR2153934A5; USB287270I5; US3924825A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststofflager, das starken Temperaturschwankungen, insbesondere tiefen Temperaturen ausgesetzt ist, mit einer Einrichtung zum Aufheizen des Lagers.

Selbstschmierende Lager mit aus Kunststoff bestehenden Flächen enthalten als Lagermaterial im allgemeinen ein ganz oder teilweise aus Polytetraflüorathylenfaser bestehendes Gewebe mit einer elastischen Unterlage bzw. Stützmasse, die aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht. Solche Lager haben sowohl selbstschmierende Eigenschaft als auch gute statische und dynamische Tragfähigkeit ohne übermäßigen Verschleiß. Sie haben aber den Nachteil, daß die Reibungszahl des Lagermaterials bei sehr tiefen Temperaturen stark ansteigt, wodurch Lagerschäden auf-' treten können.

Es ist bekannt, die Temperaturen von Lagern für umlaufende Wellen von Maschinen auf einem für den Betrieb des Lagers günstigen Wert zu halten, indem entweder die im Lager entstehende Reibungswärme durch Kühlung abgeführt wird oder aber, wenn das Lager bei tiefen Umgebungstemperaturen betrieben werden soll, eine an der Unterseite des Lagerfußes befindliche

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Heizeinrichtung eingeschaltet wird. Hierdurch wird der untere Teil des Lagergehäuses unmittelbar erwärmt. Ein Teil der Wärme geht an das im Lagergehäuse befindliche 01 über, und ein weiterer .Teil an die von der Abdeckhaube umschlossene Luft, so daß die von der Heizeinrichtung abgegebene Wärme über das ganze Lagergehäuse verteilt wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß nur ein Teil der für die Erwärmung des Lagers zur. Verfugung Stehenden Wärme an die Lagerflächen, wo sie gebraucht wird, gelangt, so daß die Gefahr besteht, daß die Lagerflächen bei sehr niedrigen Außentemperaturen nicht ausreichend erwärmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststofflager der eingange genannten Art zu schaffen, welches auch bei extrem tiefen Temperaturen und bei hoher mechanischer Belastung einwandfrei arbeitet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Heizeinrichtung innerhalb des Lagers angeordnet ist.

Hierdurch wird erreicht, daß die Heizenergie der Einrichtung unmittelbar auf die Kunststoff-Lagerflächen wirksam wird. Insbesondere wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, die Heizeinrichtung in dem die Kunststoffgleitschicht tragenden Stützring des Lagers anzuordnen.

Ein besonderes Verwendungsgebiet von Kunststofflagern besteht im Plugzeugbau, wo sie als Lager für die Flügelverstellung in Flugzeugen mit variabler Flügelpfeilung gebraucht werden. Diese Lager müssen so gebaut sein, daß sie einerseits dem Flügel eine Bewegung in Richtung der Schwenkachse gestatten, andererseits aber auch eine sphärische Bewegung des Flügels relativ zur Einspannung zulassen. Um dieser Bewegung nachgeben zu können und ein Klemmen der Lagerflächen zu vermeiden, ist es bekannt, zwischen den Lageraugen und der Schwenkflügelachse einen Zwischenring anzuordnen, der an einer Seite sphärisch,

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an der anderen Seite zylindrisch ausgebildet ist. Hierbei wird an beiden Seiten des Zwischenringes eine Kunststoffzwischenlage angeordnet, die entweder am Zwischenring selbst oder am Gegenstück angebracht sein kann.

Gemäß der Erfindung wird die Betriebssicherheit dieses Lagers bei tiefen Temperaturen dadurch erreicht, daß die Heizeinrichtung im Zwischenring, der vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, angeordnet ist. Hierdurch wird eine schnelle und effiziente Aufheizung des Kunststofflagers erzielt, und es wird der Nachteil des Auftretens von Wärme- |

spannungen in den Einzelteilen des Aggregats vermieden, der bei der Aufheizung des Gesamtaggregats, die zum Stand der Technik gehört, entstehen muß.

Die Heizung des Zwischenringes kann gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung elektrisch oder durch Heißgasluft geschehen. Im Falle der elektrischen Heizung schlägt die Erfindung vor, die Heizelemente im Inneren des Zwischenringes anzuordnen. Sie können jedoch auch an der Oberfläche des Zwischenringes, z. B. in Nuten, angeordnet werden.

Um die in der Heizeinrichtung erzeugte Wärme möglichst vollständig auf die zu heizende Kunststoffschicht zu leiten, sieht " die Erfindung die Anordnung von die Wärmeströmung beeinflussenden Dämmschichten vor.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die induktive Aufheizung, welche den*Vorteil hat, daß die Heizspulen außerhalb des sich drehenden Bereiches angeordnet werden können und daß die Schleifringe für Stromzufuhr fortfallen.

Die Heizung des Kunststofflagere kann jedoch auch mittels Triebwerkeheißgasen erfolgen. Dies geschieht nach einem weiteren Vorschlag dadurch, daß der Zwischenring Längsbohrungen enthält, die über radiale Nuten mit der Bohrung der "Hohlwelle, , <

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durch welche die Gase zugeführt werden, in Verbindung stehen.

In den beigefügten Abbildungen ist die Erfindung zeichnerisch erläutert. Es zeigen: .

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Kunststofflager mit elektrischer Heizung, deren Heizelemente im Innern eines Zwischenringes angeordnet sind;

Fig. 2 einen Längsschnitt' durch ein Kunststofflager mit elektrischer Heizung, deren Heizelemente an der Oberfläche des Zwischenringes angeordnet sind;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 durch eine Abwicklung des Zwischenringes;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Kunststofflager mit Heißgasheizung ;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Kunststofflager mit einer Dämmschicht für die Wärmeströmung.

In den Figuren 1 und 2 stellen 1 die Welle, z. B. eines Schwenkflügels, dar, die als Hohlwelle ausgebildet ist. Aus Gründen der Einfachheit der Darstellung ist in den Figuren 1, 2, 4 und 5 nur eine Hälfte des Lagers dargestellt. 1' ist die Achse der Hohlwelle 1. 2 ist das Lagerauge, d. h. ein am Kasten 3 fest angebrachtes Metallteil mit hohlkugeliger Oberfläche, k ist in Fig. 2 ein Zwischenring, der im Deispiel der Fig. 1 aus den Teilringen 4a und 4b besteht. Dieser Ring ist an seiner Außenseite halbkugelförmig ausgebildet und ist der Lagerfläche des Lagerauges 2 angepaßt. Zwischen dem Zwischenring und der Welle 1 befindet sich eine Kunststoffschicht 55 zwischen dem Zwischenring und dem Lagerauge 2 befindet sich eine gleichartige Kunststoffschicht 6.

Im Beispiel der Fig. 1 befinden sich innerhalb des Zwischenringes, d. h. zwischen den Teilringen 4a und 4b, Heizelemente 7, denen über einen Schleifring 8 Strom zugeführt wird.

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Demgegenüber sind in Fig. 2 die Heizelemente 11 an der Oberfläche des Zwischenringes in Nuten 9 angeordnet, die in regelmäßigen Abständen von Bohrungen 10 unterbrochen werden, die axial durch das Zwischenstück verlaufen. Die Anordnung dieser Bohrungen 10 und die Verlegung der Heizleiter 11 in die Bohrungen 10 und den Nuten 9 ist in Fig. 3 dargestellt, welche einen Schnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 darstellt und eine Abwicklung des Zwischenringes 4 zeigt. Ebenso wie im Beispiel der Fig. 1 ist in Fig. 2 ein Schleifring 8 für die Stromzuführung vorgesehen.

In Fig. 4 ist eine Ausführung des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei welcher die Heizung durch Heißgasstrahlen erfolgt. In dieser Ausführung ist der Zwischenring 4 mit Bohrungen 13 versehen, die über Nuten 12 mit der Bohrung der Welle 1 verbunden sind.

Das vom Triebwerk kommende Heißgas strömt durch die Hohlwelle 1 (siehe Pfeil) über die am Umfang verteilten Nuten 12 zu den Bohrungen 13 des Zwischenringes 4. Hier gibt es seine Wärme an den Zwischenring 4 und damit an die Kunststoffschichten 5 und 6 ab und tritt dann bei l4 ins Freie.

Die Fig. 5 zeigt die Ausführung eines Kunststofflagers mit einer die Wärmeströmung beeinflussenden Wärmedämmschicht. Diese Wärmedämmschicht, die mit 15 bezeichnet ist, liegt nahe den Heizleitern 7 und verhindert eine Weiterleitung der in diesen erzeugten Wärme radial nach außen. Die Wärme wird infolgedessen in radialer Richtung nach innen geleitet und beheizt praktisch verlustlos die Kunststoffschicht 5·

- Patentansprüche -

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Claims

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1.) Kunststofflager, das starken Temperature chwaiiküngen, insbesondere tiefen Temperaturen, ausgesetzt ist, mit einer Einrichtung zum Aufheizen des'Lagers, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t , daß die Heizeinrichtung innerhalb des Lagers angeordnet ist.

2. Kunststofflager nach Anspruchl, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Heizeinrichtung in dem die Kunststoffgleitschicht tragenden Stützring des Lagers angeordnet ist.

3. Kunststofflager nach Anspruch 1, insbesondere für die Flügelverstellung in Flugzeugen mit variabler Pfeilung, bei dem zwischen der Drehachse des Flügels und dem Lagerauge ein Zwischenring angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (7» 11) im Zwischenring (4a, 4b bzw. 4) angeordnet ist.

4. Kunststofflager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß für die Aufheizung elektrische Widerstände vorgesehen sind.

5. Kunststofflager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizelemente (ll) an der Oberfläche des Zwischenringes in Nuten (9) und in Längsbohrungen (10) des Zwischenringes (4) angeordnet sind.

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6. Kunststofflager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine die Wärmeströmung beeinflussende Dämmschicht (15) vorgesehen ist.

7. Kunststofflager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß für die Aufheizung eine außerhalb des Lagers liegende Induktionswicklung vorgesehen ist.

8. Kunststofflager nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischenring (4) Längsbohrungen (13) enthält, die über radiale Nuten (12) mit der Bohrung der Hohlwelle (l) zwecke Zuführung von Triebwerkeheißgasen in Verbindung stehen.

9. Kunststofflager nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet _t daß der Zwischenring (4; 4a, 4b) aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.

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