DE2345719B2 - Axiallager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Axiallager mit zwei in gegenseitiger Beziehung zueinander drehbaren Oberflächen, welches Lager mindestens zwei Muster von spiralförmigen odor ähnlv Jen zur Umfangsrichtung gegensinnig geneigten Pumprillen enthält, die bei relativer Bewegung der Gberfiv hen entgegengesetzte Drücke erzeugen in einem Mittel, das in einem im Betrieb zwischen den beiden Oberflächen auftretenden Spalt vorhanden ist

Ein Lager diese Art ist aus der GB-PS 10 68 448 bekannt Das bekannte Lager, das für zwei Drehrichtungen bestimmt ist, hat in jeder der beiden Drehrichtungen eine hohe Steifheit und eine große Tragkraft

Der Nachteil des bekannten Lagers ist, daß die gi oße Steifheit mit einer hohen Tragkraft einhergeht, was bedeutet daß das Lager durch zusätzliche Vorkehrungen für diejenigen Anwendungen, bei denen die Steifheit erwünscht, aber die Belastung gering ist, belastet werden muß. Die notwendige hohe Belastung führt jedoch zu Verformung der Oberflächen. Weiterhin ist es von Nachteil, daß die Belastung beim Anlaufen vorübergehend aufgehoben werden muß, solange die beiden Oberflächen einander berühren. Anderenfalls tritt Verschleiß auf.

Diese Probleme treten u.a. bei der Lagerung sehr leichter Teile auf, wobei es erwünscht ist, daß die Lageroberflächen im Betrieb sich in einem konstanten Abstand voneinander befinden. Auch treten diese Probleme auf bei den Lagerungen, die unter gewichtslosen Umständen im Weltraum arbeiten müssen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lager für nur eine bestimmte Drehrichtung zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung der hohen Steifheit die Tragkraft bei einer bestimmten Spalthöhe ausgeschaltet ist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem nur für eine Betriebsdrehrichtung vorgesehenen Lager die Rillentiefe des einen Musters, das bei dieser Drehrichtung eine positive Tragkraft liefert, der im Betrieb auftretenden Spalthöhe nahezu entspricht und die Rillentiefe des anderen Musters mindestens dem Fünffachen der Tiefe der Rillen des vorerwähnten Musters entspricht
Auf diese Weise ist ein für nur eine bestimmte Drehrichtung geeignetes Lager geschaffen, das bei einer bestimmten Spalthöhe keine Anpreßkraft erfordert und dabei eine hohe Steifheit aufweist Das Lager bietet außerdem den Vorteil, daß der Spalt zwischen den beiden Oberflächen bei einer Tragkraft gleich Null von

ίο der Drehzahl und von der Viskosität des zwischen dem Lager vorhandenen Mittels unabhängig ist.

Dies bietet den Vorteil, daß dieses Lager für die Lagerung sehr leichter bzw. gewichtsloser Teile verwendbar ist ohne daß die Lagerung durch

!5 zusätzliche Mittel vorbelastet zu werden braucht mit allen damit einhergehenden Nachteilen. Weiter wird sich durch die hohe Steifheit bei etwaiger Belastungsänderung die Spalthöhe nicht oder kaum ⁵.ndern. Das bedeutet eine ziemlich konstante Spalthöhe, was für viele Anwendungen Vorteile bietet Unter Steifheit ist hierbei die Belastungsänderung, geteilt durch die dabei auftretende Spalthöhenänderung, zu verstehen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Lagers, wobei die beiden Rillenmuster in ringförmigen, zueinander konzentrischen Gebieten vorgesehen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rillenmuster mit den untieferen Rillen im zußeren ringförmigen Gebiet und das Rillenmuster mit den tieferen Rillen im inneren ringförmigen Gebiet vorgesehen ist

Das Anbringen des Rillenmusters mit großer Tragkraft und hoher Steifheit im äußeren Ring bietet den Vorteil, daß das Lager auch eine große Steifheit gegen Kippen hat, so daß eine sehr stabile Lagerung erhalten wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 eine schematische und nicht maßgerechte Darstellung, zum Teil in Ansieht, zum Teil im Schnitt eines Spiralrillenlagers,

Fig.3 und 4 eine schematische Darstellung, wie die Tragkraft des Lagers nach F i g. 1 und 2 mit der Spalthöhe zwischen den Lageroberflächen verläuft,
Fig.5 eine schematische Darstellung eines Lagers mit geraden Rillen.

In F i g. 1 und 2 ist durch das Bezugszeichen 1 eine Welle angegeben, an der ein erster drehbarer Lagerteil 2 befestigt ist Der fest angeordnete Lagerteil 3 ist mit zwei Ril)enmust?rn 4 und 5 versehen, die sich über zwei zueinander konzentrisch liegende Gebiete erstrecken.

Die Rillen des Rillenmusters sind dabei von sehr geringer Tiefe und zwar in der Größenordnung von einigen μπι, so daß dieses Muster bei Drehung eine von der Spalthöhe äußerst abhängige Tragkraft liefern wird.

Die Tragkraft dieses Rillenmusters 4 ist in Fig.3 gegenüber der Spalthöhe aufgetragen, was die Kurve 6 ergibt Außer einer hohen Tragkraft weist dieses Muster, wie aus Fig.3 hervorgeht auch eine hohe positive Steifheit auf, d. h, daß kleine Spalthöhenänderangen mit großen Tragkraftänderungen einhergehen. Das RillenmusterS ist mit Rillen versehen, die eine Tiefe aufweisen, die mindestens das Fünffache der Tiefe der Rillen des Musters 4 beträgt. Dies ergibt also Rillen mit einer Tiefe von 10 μηι und mehr und hat zur Folge, daß die Tragkraft dieses Rillenmusters von der Spalthöhe nur wenig abhängen wird, wie auch aus F i g. J hervorgeht, in der die Tragkraft des Muslers 5 durch die Kurve 7 angegeben ist. Aus dieser Figur geht auch

hervor, daß dieses Lager nur für eine Drehrichtung, nämlich diejenige Drehrichtung, bei der das Muster 4 eine positive und das Muster 5 infolge der entgegengesetzten Richtung, in der seine Rillen laufen, eine negative Tragkraft liefert, geeignet ist Die Summe dieser Tragkräfte Δ »/rt in Fig. 4 durch die Linie 8 dargestellt Daraus geht hervor, daß für eine Spalthöhe Λι die Tragkraft des Lagers Null ist Auf beid kann man nun, ausgebend von der gewünschten Spolthöhe die Tiefe der Rillen des Musters 4 der Spalthöhe etwa entsprechend wählen und die Rillen des Musters 5 miiidestens fünfmal tiefer wählen. Man hat dann bereits ein Lager mit einer Tragkraftkurve, wie diese in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist Durch die Wahl der anderen Parameter der Rillenmuster, welche die Größe der '5 Tragkräfte beeinflussen, gelangt man dann zu der gewünschten Kurve für AF, wie diese in Fig.4 dargestellt ist Es stellt sich nun heraus, daß die Drehzahl und die Viskosität des Mittels zwischen den Lageroberflächen die Spalthöhe nicht beeinflussen, so daß also unabhängig davon immer die gleiche Spalthöhe erhalten wird.

In Fig.1 und 2 liegt das Rillenmuster 4 in einem äußeren konzentrischen Ring und das Rillenmuster 5 in einem inneren konzentrischen Ring. Durch die große Steifheit des Musters 4 hat dies einen günstigen Einfluß auf die Kippsteifheit des Lagers. Wenn daran keine hohen Anforderungen gestellt werden, kann die Lage der Muster 4 und 5 vertauscht werden. Gewünschtenfalls können die Rillenmuster beide oder eines derselben im anderen Lagerteil 2 vorgesehen sein. Obschon beim Lager nach F i g. 1 und 2 die Rillen als Spiralrillen ausgebildet sind, können auch andere Rillenformen verwendet werden, so können beispielsweise gerade Rillen verwendet werden, wie dies in Fig.5 auf schematische Weise dargestellt ist

Statt flacher Lager können nach, dem Obenstehenden auch sphärische oder kegelförmige Lager hergestellt werden, wobei dann die beiden Rillenmuster auf einer kugel- bzw. kegelförmigen Oberfläche vorgesehen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Axiallager mit zwei in gegenseitiger Beziehung zueinander drehbaren Oberflächen, welches Lager mindestens zwei Muster von spiralförmigen oder ähnlichen zur Umfangsrichtung gegensinnig geneigten PumpriUen enthält, die bei relativer Bewegung der Oberflächen entgegengesetzte Drücke erzeugen in einem Mittel, das in einem im Betrieb zwischen den beiden Oberflächen auftretenden Spalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem nur für eine Betriebsdrehrichtung vorgesehenen Lager die Rillentiefe des einen Musters (4), das bei dieser Drehrichtung eine positive Tragkraft liefert, der im Betrieb auftretenden Spalthöhe nahezu entspricht und die Rillentiefe des anderen Musters (5) mindestens dem Fünffachen der Tiefe der Rillen des vorerwähnten Musters (4) entspricht

Z Axiallager nach Anspruch 1, wobei dis beiden Rillenm.¹ ister in ringförmigen, zueinander konzentrischen «Gebieten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rillenmuster (4) mit den untieferen Rillen im äußeren ringförmigen Gebiet und das Rillenmuster (5) mit den tieferen Rillen im inneren ringförmigen Gebiet vorgesehen ist