DE2426271A1

DE2426271A1 - Umlaufgeschmiertes lager zur aufnahme von radial- und axialkraeften

Info

Publication number: DE2426271A1
Application number: DE19742426271
Authority: DE
Inventors: Ronald William Woolley
Original assignee: British Gas Corp
Current assignee: British Gas PLC
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1975-01-02
Also published as: DE2426271C2; BE815912A; NL162726C; GB1443448A; US3927921A; NL7407315A; IT1011913B; FR2231884B1; FR2231884A1

Description

PATENTANWÄLTE D 59 Siegen

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Marburger Tor 2 - Postfach

DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER ^{Telefon: (0271)54070}

r~\ ι <■. — r-, t~i * Telegramm-Anschrift: Patschub, Siegen

74 027 Kü/A ' IkIbAI]

2 8. MAI 1974

BRITISH GAS CORPORATION, 59 Bryanston Street, London WlA 2AZ, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 26472/73 vom 4. Juni 1973 beansprucht.

Umlaufgeschmiertes Lager zur Aufnahme von Radial- und Axialkräften

Die Erfindung bezieht sich auf geschmierte Lager, die in der Lage sind, sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufzunehmen.

Erfindungsgemäß weist ein derartiges Lager einen sich drehenden Bauteil, der ein Gehäuse mit einer Öffnung am einen Ende sowie mit einer im Gehäuse befestigten Lagerschale, dessen Mündung auf die genannte Öffnung gerichtet ist, sowie mit einem Schmiermittelraum im Gehäuse, der die Schale umgibt und sich auf beiden Seiten einer durch den Rand der Lagerschale gebildeten Ebene erstreckt, enthält, ferner einen stationären Bauteil, von dem ein Lagerteil in die Lagerschale zur Drehabstützung des drehbaren Bauteils paßt und ein Teil sich vom Lagerteil aus erstreckt, der so angeordnet ist, daß er sich vom Gehäuse durch dessen Öffnung hindurch erstreckt, sowie eine Einrichtung zur Verhinderung des Austritts von Schmiermittel aus der Öffnung des Gehäuses bei sich drehendem Gehäuse auf.

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Entweder der drehbare Bauteil oder der stationäre Bauteil kann in seiner Lagerfläche mit Nuten ausgestattet sein, die eine viskose Pumpwirkung auf das Schmiermittel im Lager erzeugen, wenn sich der drehbare Bauteil dreht, um das Schmiermittel, z.B. Fett oder öl, zu veranlassen, aus dem Schmiermittelraum zwischen die drehbaren und stationären Lagerflächen zu fließen. Auf diese Weise sind die Lagerflächen stets durch einen sich bewegenden Schmiermittelfilm voneinander getrennt, während das Lager in Betrieb ist, obwohl sie axial in Richtung aufeinander zu vorgespannt bzw. vorbelastet sind, z.B. durch Feder- oder Gravitationskraft des einen Lagerbauteils zum anderen, um eine zufriedenstellende Pumpwirkung auf das Schmiermittel sicherzustellen.

Vorzugsweise sind die Pumpnuten an der äußeren Oberfläche des Lagerteils des stationären Bauteils vorgesehen, und die Schale hat eine durch ihre Mitte hindurch gebildete Ausnehmung.

Bei Gebrauch des Lagers ist bzw. wird der Schmiermittelraum innerhalb des Gehäuses mit Schmiermittel bis zu einem Pegel jenseits der Mündung der Schale gefüllt, so daß während der Drehung des Gehäuses das Schmiermittel eine Strudelform innerhalb des Gehäuses annimmt und dadurch in eine rohrartige Form übergeht, da es zentrifugal gegen eine ümfangswand des Gehäuses nach außen gezwungen wird.

Die im Gehäuse untergebrachte Schmiermittelmenge wird so sein, daß sie sich in jedem Falle über den Rand der Schale erstreckt, wenn sich das Gehäuse mit maximaler Drehzahl dreht, und folglich durch Zentrifugalkraft in dieser Rohrform gehalten wird, so daß das Schmiermittel durch die viskose Pumpwirkung der Pumpnuten zwischen der Schale und der Lagerfläche des stationären Lagerbauteils gezogen und dann durch die zentrale Ausnehmung in der Schale ausgestoßen werden kann, von wo es wieder in die Schmiermittelmasse im Gehäuse rückzirkuliert wird.

Das Schmiermittel wird in Richtung auf die öffnung des Gehäuses gedrückt, sobald die Drehzahl des Gehäuses zunimmt, doch

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wird es daran gehindert, aus der öffnung des Gehäuses zu entweichen, und zwar durch die Austrittverhinderungseinrichtung, die zweckmäßig die Form einer öldichtung haben könnte, welche am stationären Lagerbauteil befestigt ist, obwohl diese vorzugsweise in Form eines! Deckels vorgesehen wird, der am Gehäuse, mit diesem drehbar, befestigt ist, wobei die genannte öffnung des Gehäuses dann in der Mitte des Deckels vorgesehen ist.

Der herausragende Teil, der die Form eines Achsstumpfes des stationären Bauteils haben kann, erstreckt sich mit geringem Spiel durch die öffnung des Deckels hindurch. Da das Schmiermittel eine rohrartige Form annimmt und gegen die Umfangswand des Gehäuses gedrückt wird, wird es durch die Zentrifugalkraft von der zentralen öffnung im Deckel weg gehalten, und dadurch wird ein Entweichen des Schmiermittels verhindert.Jso kann mit dieser Anordnung das Gehäuse ein wesentliches Volumen an Schmiermittel halten, und dieses wird kontinuierlich zwischen den Lagerflächen in Umlauf gehalten, wenn immer das Lager in Betrieb ist. Jegliche Gase, z.B. Luft, die im Schmiermittel eingefangen werden, "werden aus dem Schmiermittel herausgetrennt, weil deren Dichte, die geringer als diejenige des Schmiermittels ist, das Gas veranlaßt, in der Mitte der rohrförmigen Masse von Schmiermittel zu bleiben. Die Gase werden daher nicht in den Schmiermittelfilm gelangen, der zwischen den Lagerflächen fließt, und jede Verminderung der Lasttragefähigkeit des Schmiermittelfilms wird somit verhindert. Wegen der relativ großen Masse von Schmiermittel, die innerhalb des Gehäuses aufgenommen werden kann, und der Aufrechterhaltung des Schmiermittelfilms im Lager kann das Lager über sehr lange Zeitperioden ohne Wartung laufen. Ferner läuft das Lager wegen der Wirksamkeit der Schmierung extrem leise und ruhig. Diese Vorteile machen das Lager für die Verwendung bei von Elektromotoren angetriebenen Luftgebläsen und bei anderen Maschinen besonders geeignet, die mit einem Minimum an Geräusch arbeiten müssen.

Die Innenoberfläche der Schale und die Lagerfläche des stationären Lagerbauteils sind vorzugsweise halbkugelförmig, können aber auch beispielsweise konisch oder kegelstumpfartig sein.

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Wenn beispielsweise das Schmiermittel Fett ist, so wird dieses die ihm gegebene Rohrform beibehalten, wenn die Drehung nachläßt. Dies liegt an der Eigenschaft von Fett, die es erforderlich macht, daß ihm eine Beanspruchung über eine bestimmte Größe hinaus auferlegt wird, bevor es sich aus der Lage, die es eingenommen hat, herausbewegt. Die erforderliche Beanspruchung, um eine Bewegung hervorzurufen, ist größer als diejenige, die ihm durch sein Eigengewicht auferlegt wird.

Ein solches fettgefülltes Lager kann mit in jeder beliebigen Richtung liegenden Drehachse des Gehäuses betrieben werden. Wenn öl das verwendete Schmiermittel ist, so würde es natürlich aus der öffnung im Deckel herausfließen, sobald die Drehung nachläßt oder aufhört, wo die Drehachse oberhalb der Horizontalen wäre. Doch kann ein ölgefülltes Lager in einer umgekehrten Lage verwendet werden, wenn eine Drehdichtung zwischen dem Gehäuse und dem stationären Lagerbauteil vorgesehen 1st.

Normalerweise könnten die Lagerflächen bei Beginn der Drehung und vor einem Schmiermittelfluß zwischen ihnen miteinander in Berührung stehen, und um die Abnutzung der Oberflächen unter dieser Bedingung zu vermindern, könnte eine oder jede Lagerfläche mit einem Rand-Schmierstoff von geringer Reibung, z.B. PTFE, überzogen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen schematischen Mittellängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lager, während

Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 wiedergibt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist das umlaufgeschmierte Lager ein drehbares Gehäuse 1 mit einer abnehmbaren Deckplatte 2

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auf, die mit einer öffnung 3 versehen ist, und weist ferner eine Lagerschale 4 auf, die durch ihren geschlitzten Randflansch 5 an der zylindrischen Wand des Gehäuses 1 befestigt ist. Ein stationärer Lagerbautail 6 mit einem halbkugelförmigen Teil 7 paßt unter geeigneter Axialkraft in die Schale 4, wobei ein konzentrischer Arbeitsspielraum von etwa 0,003 Zoll (etwa 0,08 mm) bei Gebrauch vorhanden ist. Der Schaft 8 des stationären Lagerbauteils 6 erstreckt sich vom halbkugelförmigen Teil 7 aus und ragt durch die öffnung 3 der Deckplatte 2 hindurch, wobei dazwischen ein geringes Spiel verbleibt.

Die Oberfläche des Lagers 7 ist mit einer Vielzahl vonschrägen Nuten 9 versehen, die eine Einrichtung zur Erzeugung der viskosen Pumpwirkung auf das Schmiermittel bei Gebrauch bilden. Eine Aussparung 10 ist zentral in der Schale ¹I vorgesehen. Ein Schmiermittel, z.B. Fett, ist in die Räume 11 und 12 im Gehäuse hineingepackt, welches die Schale ¹I umgibt, wobei beide Räume sich oberhalb und unterhalb des Randflansches 5 befinden«

Bei Gebrauch des Lagers mit Betriebsdrehzahlen wird das Fett die rohrartige Form im Gehäuse annehmen, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und die viskose'Pumpwirkung verursacht eine Umlaufströmung des Schmiermittels zwischen den Lagerflächen und den Räumen 11 und 12 über die Schlitze im Flansch 5 und über die zentrale Aussparung 10, wie durch Pfeile angedeutet.

Patentansprüche

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Claims

- 6 74 027 Kü/A 28. MAI 1974

Patentansprüche

fl. Umlaufgeschmiertes Lager, gekennzeichnet durch einen dreh- ^-—^
baren Bauteil, der ein Gehäuse (1) mit einer öffnung (3) am einen Ende und einer im Gehäuse (1) befestigten Lagerschale "(4), deren Mündung auf die genannte öffnung (3) gerichtet ist, sowie mit einem Schmiermittelraum (11, 12) im Gehäuse (1), der die Schale (4) umgibt und sich auf beiden Seiten einer durch den Rand (5) der Lagerschale (4) gebildeten Ebene erstreckt, enthält, durch einen stationären Bauteil (6) mit einem Lagerteil (7), der zur Drehabstützung des drehbaren Bauteils (1) in die Lagerschale (²O paßt, sowie mit einem Teil (8), der sich vom Lagerteil (7) erstreckt und so angeordnet ist, daß er aus dem Gehäuse (1) durch dessen öffnung (3) hindurch herausragt, sowie durch eine Einrichtung (2) zum Verhindern des Austritts von Schmiermittel aus der öffnung (3) des Gehäuses (1) bei Drehung desselben.
2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der einander gegenüberliegenden Lagerflächen mit Nuten (9) versehen ist, die so angeordnet sind, daß sie eine viskose Pumpwirkung auf das Schmiermittel bei Gebrauch des Lagers erzeugen.
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpnuten (9) an der Außenoberfläche des stationären Lagerteils (6 bzw. 7) vorgesehen sind und daß die Lagerschale (4) mit einer Aussparung (10) in ihrer Mitte versehen ist.
4. Lager nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare und der stationäre Lagerbauteil (1, 6) in Richtung auf die Stellen des gegenseitigen Eingriffs ihrer Lagerflächen axial vorbelastet sind.
5. Lager nach Anspruch 3 oder ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelraum (11, 12) innerhalb des Gehäuses (1) mit einem Schmiermittel bis zu einer Höhe Jenseits der Mündung der

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Lagerschale (¹I) gefüllt ist, derart, daß während der Drehung des Gehäuses (1) das Schmiermittel sich innerhalb des Gehäuses verwirbelt, wobei es eine rohrartige Form annimmt, sobald es zentrifugal auswärts gegen eine Umfangswand des Gehäuses (1) gedrückt wird, jedoch derart, daß es über die viskose Pumpwirkung der Pumpnuten (9) zwischen der Lagerschale (*J) und der Lagerfläche des stationären Lagerbauteils (6) gezogen und dann durch die zentrale Aussparung (10) in der Lagerschale ausgestoßen werden kann, von wo es in die Schmiermittelmasse im Gehäuse (1) rückzirkuliert wird.
6» Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verhindern des Austritts von Schmiermittel die Form einer Abdeckplatte (2) hat, die am Gehäuse (1) befestigt ist und in der sich die genannte öffnung (3) des Gehäuses (1) in der Mitte derselben befindet.
7. Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der herausragende Teil des stationären Lagerbauteils (6) ein Achsstumpf (8) ist, der sich durch die öffnung (3) mit geringem Spiel erstreckt.
8. Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche des stationären Lagerbauteils (6 bzw. 7) halbkugelförmig ist.
9» Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel ein Fett ist, derart, daß das Lager mit seiner Drehachse in jeder beliebigen Richtung liegend betrieben werden kann.
10. Lager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lagerfläche mit einem Randschmierstoff von niedriger Reibung überzogen ist.

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