DE2504204C3 - Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager für beide Drehrichtungen mit mehreren, je eine Teilfläche umfassenden Gruppen über den Umfang verteilter, schräg zur Umfangsrichtung geneigter, zu einem Schmiermittelvorratsraum offener Pumprillen, die in eine der aufeinander gleitenden Flächen eingearbeitet sind.

Es ist ein selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager der angegebenen Art bekannt, bei der zwei zueinander konzentrisch angeordnete Kränze von Rillen vorhanden sind, die für je eine Drehrichtung einen hydrodynamischen, belastbaren Schmierfilm zwischen den Gleitflächen aufbauen (DE-AS 15 25 190). Dieses bekannte Axialgleitlager hat den Nachteil, daß ein relativ großer Bauraum in radialer Richtung beansprucht wird. Darüber hinaus besitzt dieses Axiallager am Umfang verteilte Bohrungskanäle, durch die das Schmiermittel zwischen die zwei konzentrisch angeordneten Kränze von Rillen strömt. Die Herstellung dieser Bohrungskanäle ist aufwendig und teuer.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager für beide Drehrichtungen zu schaffen, welches einen kleinen Bauraum einnimmt und mit wirtschaftlichen Mitteln herstellbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mittels der in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß bei jeder Rillengruppe die auf der einen Seite der Nut befindlichen Pumprillen bei Drehung der mit der Welle umlaufenden Gleitfläche hydrodynamisch oder aerodynamisch druckerzeugend wirken, während die auf der gegenüberliegenden Seite der Nut auf der Teilfläche befindlichen Pumprillen nur einen kleinen Unterdruck erzeugen, der die hydrodynamische oder aerodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers nicht wesentlich beeinträchtigt. Die aus den Teilgleitflächen des Axialgleitlagers zusammengesetzte Gleitfläche nimmt einen vorteilhaft kleinen Bauraum ein. Dabei können die zur Umfangsrichtung geneigten Pumprillen an ihrem radial äußeren Ende offen sein, so daß diese entweder in die radial verlaufende Nut. oder in den radial äußeren Schmiermitieivorratsraum der Umgebung der mit Pumprillen versehenen Gleitflächen münden. Sie können aber auch an ihrem radial inneren Ende offen sein und entweder in die radial verlaufende Nut oder in einen radial inneren Schmiermittelvorratsraum münden, der zum Beispiel bei Schmiermittelversorgung durch eine Bohrung in der Welle durch eine mit der Bohrung kommunizierende Ringnut in der Welle gegeben sein kann. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird eine hohe Tragfähigkeit des Axiallagers erzielt, weil die Pumprillen einen hydrodynamischen oder aerodynamischen Druck an den die Teilflächen voneinander trennenden Drosselflächen erzeugen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat zur Folge, daß die Pumprillen eine hohe hydrodynamische oder aerodynamische Pumpwirkung haben, welche die Lagertragfähigkeit vergrößert.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in F i g. 2 durch ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager,

Fig.2 eine Draufsicht auf die mit Pumprillen versehene Gleitfläche des in Fig. 1 gezeigten Axialgleitlagers,

Fig.3 einen Querschnitt gemäß der Linie B-B in Fig.4 durch ein abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager,

Fig.4 eine Draufsicht auf die mit Pumprillen versehene Gleitfläche des in Fig.3 gezeigten Axialgleitlagers,

Fig.5 einen Querschnitt durch ein weiteres abgeändertes Axialgleitlager, und

Fig.6 eine Ansicht der unteren Gleitfläche des in F i g. 5 gezeigten Axialgleitlagers.

In den Fi g. 1 und 2 ist ein Axialgleitlager dargestellt. Dieses besteht aus der umlaufenden Welle 1, auf der ein oberer Ring 2 mit einer ebenen Gleitfläche 3, die keine Pumprillen aufweist, befestigt ist, und einem im Gehäuse 4 abgestützten unteren Ring 5, der eine ebene Gleitfläche 6 aufweist, die mit schräg zur Umfangsrichtung geneigten spiralförmig verlaufenden Pumprillen 7, 8 versehen ist. Die feststehende Gleitfläche 6 steht der umlaufenden Gleitfläche 3 gegenüber und wirkt unter

so Zwischenschaltung eines Schmiermittels, z. B. öl, mit dieser hydrodynamisch zusammen. Am Umfang der mit Pumprillen 7, 8 versehenen Gleitfläche 6 sind drei Teilflächen 9 vorhanden, in die je eine radial gerichtete Nut 10 eingearbeitet ist, welche an ihrem äußeren Ende in die äußere, schmiermittelbevorratete Umgebung der Gleitfläche 6 mündet und welche an ihrem inneren, in der Nähe des inneren Randes dieser Gleitfläche 6 liegenden Ende geschlossen ist. Jede Teilfläche 9 umfaßt eine Gruppe von spiralförmigen Pumprillen 7,8, welche, von der Nut 10 ausgehend schräg nach innen gerichtet und symmetrisch zur Nut 10 angeordnet sind. Die radial äußeren Enden dieser Pumprillen 7, 8 sind offen und münden entweder in die Nut 10 oder in die äußere, schmiermittelbevorratete Umgebung der Gleitfläche 6.

Die radial inneren Enden dieser Pumprillen 7, 8 sind geschlossen und liegen entweder in der Nähe der inneren Umfangskante der Gleitfläche 6 oder am Rand der Drosselfläche 11. welche die am Umfane der

Gleitfläche 6 befindlichen Rillengruppen der Teilflachen 9 in Umfangsrichtung voneinander trennt. Die radial inneren Enden der Pumprillen 7, 8, welche in der Nähe der inneren Umfangskante der Gleitfläche 6 liegen, werden durch eine, die inneren Umfangskante der Gleitfläche 6 ringförmig umschließende Drosselfläche 12 begrenzt. Wenn sich die Welle 1 mit dem oberen Ring 2 im Uhrzeigersinn dreht, wird das Schmiermittel, z. B. öl, von der äußeren schmiermittelbevorrateten Umgebung der Gleitfläche 6 oder von den mit dieser Umgebung kommunizierenden Nuten 10 in die Pumprillen 7 hineingepreßt, so daß in diesen Pumprillen 7 ein hydrodynamischer Druck entsteht, der einen tragfähigen Schmierfilm zwischen den zwei Gleitflächen 3 und 6 hält. In den Pumprillen 8 wird bei dieser Drehrichtung ein kleiner Unterdruck erzeugt, der nicht kleiner sein kann als der Dampfdruck des Schmiermittels, z. B. öl.

Wird nun die Welle in der anderen Drehrichtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn jedreht, so wird das Schmiermittel von der äußeren schmiermittelbevorrateten Umgebung der Gleitfläche 6 oder von den mit dieser Umgebung kommunizierenden Nuten 10 in die Pumprillen 8 hineingepreßt, so daß wieder ein tragfähiger, hydrodynamischer Schmierfilm zwischen den zwei Gleitflächen 3 und 6 entsteht, während durch die Pumprillen 7 nur ein kleiner Unterdruck erzeugt wird.

In den F i g. 3 und 4 ist ein abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager gezeigt, welches aus einer Welle I mit einem einstückigen Flansch 13 und einer Stützplatte 14 besteht. Die Welle ! weist einen zentrischen Kanal 15 auf, welcher durch radiale Bohrungen 15a mit einem Ringnutkanal 16 der Welle 1 in kommunizierender Verbindung steht. Der Flansch 13 besitzt eine ebene Gleitfläche 17 ohne Pumprillen. Die Stützplatte 14 weist si Gruppen von spiralförmig schräg verlaufenden Rillen 18, 19 auf ihrer Gleitfläche 20 auf, welche der ebenen Gleitfläche 17 gegenüberliegt. Am Umfang der mit Pumprillen 18,19 versehenen Gleitfl-che 20 sind wieder drei leitflächen 21 vorhanden, in die je eine radial gerichtete Nut 22 eingearbeitet ist. Diese Nut 22 mündet hier an ihrem inneren Ende in den Ringnutkanal 16 der Welle 1, welcher über den zentrischen Kanal 15 und die anschließenden radialen Bohrungen 15a mit Schmiermittel, z. B. öl, bevorratet ist, und ist an ihrem äußeren Ende, das in der Nähe der äußeren Umfangskante der Gleitfläche 20 liegt, geschlossen. Zu beiden Seiten der Nut 22 sind in jeder Teilfläche 21 spiralförmige Pumprillen 18,19 einer Rillengruppe vorhanden, welche jeweils entgegengesetzt zueinander, symmetrisch zur Nut 22 schräg nach außen verlaufen. Die inneren Enden der Pumprillen 18, 19 sind offen und münden in die Nut 22 oder in den schmiermittelbevorratetei) Ringnutkanal 16. Die äußeren Enden dieser Pumprillen 18, 19 sind geschlossen und liegen entweder am Rand der ringförmigen Drosselfliiche 23 oder am Rand der Drosselfläche 24 der Gleitfläche 20. Jede Drosselfläche 24 trennt zwei am Umfang der Gleitfläche 20 angeordnete Rillengruppen der Teilflächen 21 in Umfangsrichtung voneinander.

Die Wirkungsweise des abgeänderten Axialgleillagers ist analog zu der des vorher beschriebenen erfindungsgemäßen Axialgleitlagers, das heißt, bei Drehung der Welle 1 im Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel, zum Beispiel öi, vom Ringnutkanal 16 oder von den Nuten 22 in die Pumprillen 19 hineingepreßt, so daß zwischen den Gleiiflächen 17 und 20 ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm entsteht. Bei Drehung der Welle M entgegen dem Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel in die Pumprillen 18 hineingedrückt, so daß wiederum zwischen den zwei Gleitflächen 17 und 20 ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm erhalten wird.

In den F i g. 5 und 6 ist ein weiteres abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager dargestellt, welches aus einer Welle 1 mit einer kugelig konvexen Gleitfläche 25 und einem Kalottenstück 26 mit einer entsprechend kugelig konkaven Gleitfläche 27 besteht. Analog zu dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind hier Teilflächen 28 mit einer in Projektion auf eine achsnormale Ebene radial verlaufenden Nut 29 vorhanden, weiche an ihrem äußeren Ende in die schmiermittelbevorratete äußere Umgebung der Gleitfläche 27 mündet und an ihrem inneren Ende geschlossen ist. Auf jeder Seite der Nut 29 sind schräg zur Umfangsrichtung nach innen gerichtete Rillen 30, 31 in der Gleitfläche 27 vorgesehen, welche symmetrisch zur Nut 29 entgegengesetzt zueinander, schräg zur Umfangsrichtung geneigt, an ihrem inneren Ende geschlossen und an ihrem äußeren Ende offen sind. Dabei münden die äußeren, offenen Enden der Pumprillen 30, 31 entweder in die Nut 29 oder in die schmiermittelbevorratete äußere Umgebung der Gleitfläche 27. Zwischen den Rillengruppen der am Umfang angeordneten Teilflächen 29 befindet sich je eine Drosselfläche 32. Außerdem ist im Zentrum der kugelig konkaven Gleitfläche 27 eine kreisförmige Drosselfläche 33 vorhanden, an der die Pumprillen 30, 31 und die Nut 29 enden.

Bei Drehung der Welle 1 im Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel der äußeren Umgebung des Axialgleitlagers in die schräg nach innen gerichteten Pumprillen 30 hineingepreßt, so daß ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm zwischen den Gleitflächen 25,27 aufgebaut wird. Bei Drehung der Welle 1 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel in die anderen Pumprillen 31 der Gleitfläche 27 gedrückt, so da3 wiederum ein tragfähiger Schmierfilm zwischen den Gleitflächen 25, 27 entsteht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager fur beide Drehrichtungen mit mehreren, je eine Teilfläche umfassenden Gruppen über den Umfang verteilter, schräg zur Umfangsrichtung geneigter, zu einem Schmiermittelvorratsraum offener Pumprillen, die in eine der aufeinander gleitenden Flächen eingearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Rillengruppe aus einer von einer Umfangskante der Gleitfläche (6, 20, 27) aus radial bzw. in Projektion auf eine achsnormale Ebene radial verlaufenden Nut (10, 22, 29) und aus von dieser-Nut bzw. Umfangskante ausgehenden, symmetrisch zur Nut entgegengesetzt zueinander, schräg zur Umfangsrichtung geneigten Pumprillen (7, 8, 18, 19, 30, 31) besteht, wobei Nut und Pumprillen an einer Drosselfläche (12,23,33) vor der anderen Umfangskante enden.

2. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rillengruppen durch Drosselflächen (11, 24,32) voneinander getrennt sind.

3. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumprillen (7,8,18,19) spiralförmig verlaufen.