DE2606250A1 - Lager - Google Patents
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Description
DR. BERG DIPL.-ING. STAPF
DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 860245
Anwaltsakte 26 806 17. FEB. 1976
Gladys D. Miller Winona, Minnesota 55987 U.S.A.
e .Jager
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung.
Ausgehend von der US-PS 3 905 659 und der US-Ausscheidungsanmeldung
518 475/1974 schafft die Erfindung eine
Schmiereinrichtung für ein Fahrmotor-Traglager, wie es
gemäß der Beschreibung in den US-Patentschriften 2 980 und 3 254 925 in elektrischen und Diesel-Lokomotiven
Verwendung findet.
* (089) 98 82 72 8 Manchen 80, Mauerkircherstraße 45 Bankett: Bayerische Vereinsbank München 453100
98 70 43 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 389 2623
983310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808
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Ein. Traglager der genannten Art dient dazu, einen Teil
des Gewichts eines elektrischen Fahrmotors auf der Achse einer Lokomotive abzustützen. Mittels einer Schmiereinrichtung
wird dem Lager ein Schmierstoff zugeführt.
Wegen der äußerst wichtigen Funktion eines solchen Traglagers ist es unerläßlich, daß jederzeit eine ausreichende
Schmierung gewährleistet ist und das Eindringen von Bremsstaub und sonstigem Schmutz zu den Lagerflächen
verhindert wird. Wegen der verschiedenen auf das Lager einwirkenden Einflüsse, wie Verkanten des Lagery und des
Fahrmotors relativ zur Achse, Reaktionskräften zwischen den Zahnrädern,Querbewegungen zwischen dem Lager und der
Achse und Änderungen des Spiels zwischen der Achse und dem Lager, sind die genannten Bedingungen nur schwer
erfüllbar.
Die Erfindung schafft eine Anordnung zum Verhindern oder Verringern des Austritts des Schmiermittels aus einem
Traglager und zum Zurückführen des Schmiermittels in einen Schmierstoffbehälter. Dies geschieht durch die
Verwendung eines Rückhalteglieds, insbesondere wenigstens eines Rings, welcher sich an einer kreisförmigen
Umfangsflache in Anlage befindet und sich in wenigstens
einer Nut im Traglager dreht, um damit Schmierstoffverluste
zu verringern und den Schmierstoff zu einem Behälter zurückzuführen.
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Gemäß der Erfindung enthält eine Lageranordnung, insbesondere ein Fahrmotor-Traglager eine Auskleidung mit Nuten,
welche mit einem auf dem Umfang der Achse sitzenden Teil zusammenwirken, um SchmierstoffVerluste zu verringern.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Fahrmotor-Traglagers mit einem Gehäuse und einer Schmiereinrichtung
in einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Lagerschale
mit einer gestrichelt eingezeichneten Achse,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines zusammengesetzten Lagers in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig.
Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 2 mit einer Anordnung für die Schmierstoffzufuhr
zu einem Lagerflansch und
Fig. 6 eine Teil-Schrägansicht des Lagers mit einer Anordnung von Schmierstoffnuten.
Eine in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Lageranordnung enthält ein eine Achse oder Welle 12 umgebendes
geteiltes Schalenlager 11. Dieses ist von einem Teil 13
eines Fahrmotorgehäuses und einem mittels Schrauben 15
daran befestigten Lagerdeckels 14 auf der Achse 12 festgehalten.
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für die Yersorgung der Lagerfläche 16 der Achse 12 mit
Schmierstoff dirnt eine Schmiereinrichtung 17, welche
den Schmierstoff, insbesondere Öl, aus einem im Lagerdeckel 14 vorhandenen Behälter 18 entnimmt und ihn der
Lagerfläche über eine im wesentlichen rechteckige Fensteröffnung 19 im Lagerdeckel und eine entsprechende
Fensteröffnung 20 im Schalenlager 11 zuführt. In einer typischen Ausführung ist die Fensteröffnung in einem
Winkel von ca. 30 gegenüber der Waagerechten abwärts zum Schmierstoffbehälter 18 geneigt.
Das buchsenförmige Schalenlager 11 setzt sich aus zwei
einander komplementären Lagerschalen 21, 22 zusammen, welche entlang einer Trennlinie 23 aneinanderliegen.
Die Fensteröffnung 20 ist in der Lagerschale 21 gebildet. Die Lagerschalen bilden gemeinsam eine in Axialrichtung
verlaufende Lagerfläche 24, welche sich in Anlage an der Lagerfläche der Achse befindet. Ein Druckflansch 25 des
Lagers dient dazu, es an einer in Fig. 2 gestrichelt gezeichneten Nabe 26 eines Rades oder Zahnrads abzustützen.
Wegen der Quer- und Axialbewegungen des Fahrmotors,
Fluchtfehlern zwischen Achse und Lager und anderen Einflüssen
bereitet das Zurückhalten des Schmierstoffs in der Lageranordnung erhebliche Schwierigkeiten.
Im Betrieb wird der Lagerfläche 16 mittels der Schmiereinrichtung 17 zugeführter Schmierstoff in Axialrichtung zu
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den Enden des Lagers gepreßt und geht schließlich verloren. Zur Vermeidung solcher Schmiermittelverluste sieht die
eingangs genannte US-PS 5 905 659 ein Rückhalteteil 27
vor, welches den Schmierstoff zum Behälter 18 zurückführt
, nachdem er entlang der Lagerfläche an eine Stelle vorgedrungen ist, an welcher er zum Schmieren der Druckflächen
des Lagers nicht mehr benötigt wird.
Wie man in Fig. 2 erkennt, ist das beispielsweise als ein Ring ausgebildete Rückhalteteil 27 durch die von einer
Zugfeder 28 ausgeübte Klemmwirkung auf der Lagerfläche der Achse festgehalten. Der gemeinsam mit der Achse drehbare
Ring 27 läuft in einer Nut 29 in der der Lagerfläche
26 der Achse zugewandten Fläche des Schalenlagers. Um die Drehung des Rings nicht zu behindern, hat die Nut
29 in Axial- und Radialrichtung größere Abmessungen als
dieser.
Von der Fensteröffnung bzw. den Druckflächen des Lagers zu der Nut 29 vordringendes Öl wird von dem darin umlaufenden
Ring 27 mitgenommen und einem von der Nut 29 zur
Fensteröffnung 20 führenden Durchlaß 50 zugeführt. Der Durchlaß 50 kann eine geschlossene Bohrung sein, welche
sich von einer im wesentlichen senkrechten Seitenwand 51
des Fensters 20 in der Lagerschale zu einer Einmündung in die Nut 29 erstreckt. Vorzugsweise liegt die Mündung
des Durchlasses 50 am äußeren Umfang oder Boden 29f der
Nut 29, so daß der Schmierstoff sicher abfließen kann.
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Der Schmierstoff fließt über den Durchlaß 30 und das .Fenster 19 im Lagerdeckel zurück zum Behälter 18, dessen
höchster Füllstand 33 unterhalb des Fensters 19 liegt
(Fig. 1). Um das Zurückfließen des Öls zu erleichtern,
verläuft der Durchlaß 30 vorzugsweise schräg abwärts (Fig. 3, 4).
üemäß der Erfindung ist der Verlust an Schmierstoff
dadurch weiterhin verringert, daß in Axialrichtung außerhalb der mit dem Ring 27 zusammenwirkenden Nut 29 eine
zusätzliche Sammeleinrichtung in Form einer weiteren Ringnut 34 vorgesehen ist. Die zweite Sammelnut 34- liegt
also näher an dem betreffenden axialen Ende des Lagers als die zugeordnete, mit dem Ring 27 zusammenwirkende
Nut 29.
Die erste Nut 29 ist über eine Rinne oder Axialnut 35 mit der Sammelnut 34- stromungsverbunden, so daß in der
Sammelnut 34- aufgefangenes Öl zur ersten Nut 29 zurückfließen
kann (Fig. 6). Anschließend wird dieses Öl dann vom Ring 27 zum Durchlaß 30 mitgenommen. Die Rinne oder
Axialnut 35 ist vorzugsweise an der tiefsten Stelle der
Lagerschale^ angeordnet (Fig. 2, 6).
Im Betrieb bis über den Ring 27 und die dazugehörige Nut
vordringendes Öl gelangt in die Sammelnut 34 und fließt
in dieser abwärts zu der an der tiefsten Stelle angeordneten Rinne 35· In dieser fließt es dann zur ersten Nut 29,
in welcher es von dem umlaufenden Ring 27 aufwärts zu dem
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zum Fenster führenden Durchlaß 30 mitgenommen wird. Durch
die Verwendung der Sammelnut 34 mit der Rinne 35 läßt sich der Ölverlust um einen zusätzlichen Faktor von 10:1 verringern.
In eeiner vorteilhaften Ausführung können, wie in Fig. 2
dargestellt, beiderseits der Fensteröffnung 20 Jeweils eine erste Nut 29 und eine zweite oder Sammelnut 34 angeordnet
sein. In gewissen Fällen kann gedoch eine verstärkte Schmierung am Druckflansch 25 notwendig sein,
wozu dann die Sammelnut 34 an der dem Flansch zugewandten
Seite wegfallen kann.
In den meisten Fällen ist zwischen der Achse 12 und dem fest mit dem Fahrmotor verbundenen Schalenalger 11 ein
gewisses Axialspiel vorhanden. Dieses hat gewöhnlich eine Größe von ca. 1,5 bis 8 mm. Um bei einem solchen Spiel
die Reibung zwischen dem umlaufenden Ring 27 und den
Seitenwänden 36 der Nut 29 auf ein Mindestmaß zu begrenzen,
ist die Nut 29 in Axialrichtung vorzugsweise breiter
als der Ring 27. Bei einer Breite des Rings 27 von ca. 6,35mm
beträgt die der Nut 29 vorzugsweise etwa 14,3 mm. Bei
einer radialen Höhe des Rings 27 von ca. 6,35 nun ist zwischen
ihm und dem Boden 29' der Nut 29 ein Abstand von ca. O-,75 mm ausreichend.
Der Abstand zwischen der Sammelnut 34 und der ersten Nut beträgt vorzugsweise etwa 4,75 mm, bei einer Breite der
Sammelnut 34 von ca. 6,35 mm. Es sind jedoch auch andere
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Abstände und Abmessungen anwendbar.
Im Betrieb kommt der mit der Achse umlaufende Ring 27 auch
bei axialen Bewegungen des fest mit dem Lager verbundenen Fahrmotors nicht in Anlage an den Wänden der Nut 29.
Selbst wenn jedoch der Ring 27 einaml in Anlage an den
Seitenwänden 36 der Nut 29 kommt, so wird er dadurch
mühelos in Axialrichtung auf der Lagerflache der Achse
verschoben, um sich damit selbst zu zentrieren. Wird der Ring auf irgendeine Weise gebremst oder festgehalten, so
ermöglicht die ihn zusammenhaltende Feder 28 ein Rutschen auf der Lagerfläche des Achse.
Bei einem wahlweise kollektor- oder öchleifringseitig
oder aber abtriebsseitig an einem Fahrmotor verwendbaren Lager gemäß der Erfindung ist vorzugsweise jeweils eine
Rücklaufrinne 35 an der tiefsten Stelle sowie in der
"Zwei-Uhr-Position" vorgesehen. -So kann das in Fig. 2 dargestellte Lager umgedreht und an der anderen Seite
des Fahrmotors verwendet werden, wobei dann die vorher in der Zwei-Uhr-Position liegende Rinne 35 an die tiefste
Stelle des Lagers kommt und umgekehrt.
Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführung für die zusätzliche
Schmierstoffzufuhr zur Lagerfläche des Flansche 25. Dieser
hat hier einen Ausschnitt 38 für die Aufnahme eines (nicht
gezeigten) Filzdochts. Der Ausschnitt 38 ist über eine den Flansch schräg aufwärts durchsetzende Bohrung 39 mit der
benachbarten Sammelnut 34 verbunden, so daß ein Teil des
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von dieser aufgenommenen Schmierstoffs zu dem im Ausschnitt
38 sitzenden Docht gelangt. Für die Begrenzung des Ölaustritts kann in die Bohrung 39 sin Pilzstopfen
od. dergl. eingesetzt werden. Vorzugsweise mündet die Bohrung 39 direkt gegenüber der Rücklaufrinne 35 in der
Sammelnut 34·· Anstelle der Bohrung 39 kann auch eine
offene Rinne mit Einrichtungen zum Begrenzen des Ölaustritts vorgesehen sein. Außerdem kann die Bohrung 39
für die Schmierstoffzufuhr zum Druckflansch 25 auch mit der zugeordneten ersten Nut 29 verbunden sein.
Die Rücklaufdurchlässe 30 brauchen nicht, wie in der Zeichnung
dargestellt, in bezug auf die senkrechten Seitenwände 3^ des Fensters 20 zentriert zu sein, sondern können
auch an einer anderen Stelle der Nuten 29 angeordnet sein,
um das Öl aus dem Lager abzuführen. In einer solchen Ausführung kann dann im Lagerdeckel eine komplementäre Rücklaufbohrung
für den Rückfluß des Schmierstoffs in den Behälter 18 vorgesehen sein. An jeder Seite der Fensteröffnung
und/oder an anderen Stellen der ersten Nuten können jeweils mehrere Rücklaufdurchlässe vorhanden sein.
Anstelle des in der Zeichnung dargestellten, als geschlossene Bohrung ausgeführten Durchlasses 30 kann auch eine
die erste Nut mit der Fensteröffnung verbindende offene Nut in der Lagerfläche der Lagerschalen vorgesehen sein.
Anderenfalls kann ein solcher Durchlaß auch an der Außenseite der Lagerschale zwischen dieser und dem Lagerdeckel
gebildet sein. Obgleich in der Zeichnung jeweils nur eine
ßna838/nfi2i
Sammelnut 34 für jede erste Ringnut 29 vorgesehen ist,
können jeweils auch mehrere Sammelnuten vorhanden sein.
cnoooo /noOl
Claims (28)
- Patentansprüche;rl.) Lager , gekennzeichnet durch eine bogenförmig gewölbte Lagerfläche für die Aufnahme eines drehbaren Teils (12,16), durch eine erste Ausbildung (29) in der Lagerfläche für die Aufnahme eines gemeinsam mit dem drehbaren Teil umlaufenden Teils (27), durch einen mit der ersten Ausbildung strömungsverbundenen Durchlaß (30) für die Aufnahme von Schmierstoff aus der ersten Ausbildung bei der Drehung des drehbaren Teils und durch eine mit der ersten Ausbildung verbundene Sammeleinrichtung (34) aus welcher sich darin ansammelnder Schmierstoff in die erste Ausbildung abführbar und von dem drehbaren Teil dem Durchlaß zuführbar., ist.
- 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Durchlaß (30) oberhalb der untersten Stelle der ersten Ausbildung (29) angeordnet ist.
- 3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausbildung eine Nut (29) ist.
- 4. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung eine zweite Nut (34) ist.
- 5. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11) von einer Fensteröffnung (20) durchsetzt ist und daß der- 609838/0821Durchlaß (30) von der ersten Ausbildung (29) zur Fensteröffnung verläuft.
- 6. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausbildung (29) jenseits außerhalb der Fensteröffnung (20) und die Sammeleinrichtung (34·) jenseits außerhalb der ersten Ausbildung angeordnet ist.
- 7. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine erste Ausbildung (29) beiderseits der Fensteröffnung (20) angeordnet ist.
- 8. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß eine das Lager (11) durchsetzende Bohrung (30) für den Abfluß des Schmierstoffs von der ersten Ausbildung (29) ist.
- 9. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge'kennzeichnet, daß die erste Ausbildung (29) breiter ist als das umlaufende Teil (27), so daß dieses innerhalb des Lagers (11) axial beweglich ist.
- 10. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9». dadurch gekennzeichnet , daß die Sammeleinrichtung (34) im wesentlichen an der tiefsten Stelle Qes Lagers (11) mit der ersten Ausbildung (29) strömungsverbunden ist.60 9 838/0821
- 11. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein geteiltes Lager (11) ist und zwei einander komplementäre Lagerteile (21, 22) aufweist.
- 12. Lager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Lagerteile (21) eine im wesentlichen rechteckige Fensteröffnung (20) hat und daß der Durchlaß (30) zu einer im wesentlichen senkrechten Seitenwand (31) der Fensteröffnung verläuft.
- 13· Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11) einen Druckflansch (25) sowie Einrichtungen (38, 39) zum Überführen von Schmierstoff von der Sammeleinrichtung (34 zum Druckflansch aufweist.
- 14. Lager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (25) von einer zu der Sammeleinrichtung (3^) führenden Bohrung (39) durchsetzt ist.
- 15· Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennz eichnet, daß die Einrichtung (38, 39) zum Überführen von Schmierstoff zum Druckflansch (25) nahe der tiefsten Stelle des Flanschs angeordnet ist.
- 16. Lager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es ein geteiltes Fahrmotor-Traglager ist und ein Paar einander komplemen-609838/0821tärer Lagerteile (21, 22) aufweist.
- 17· Lageranordnung, gekennzeichnet durch eine drehbare Welle (12), durch ein die Welle umgebendes, sie tragendes Lager (11) mit einer ersten, zur Welle hin offenen Ausnehmung (29) darin, durch einen mit der ersten Ausnehmung strömungsverbundenen, von einem Schmiermittel durchströmbaren Durchlaß (30), durch ein an der Welle angeordnetes, über ihren Umfang hervorstehendes, in die erste Ausnehmung hineinragendes und zum Befördern des Schmierstoffs in der ersten Ausnehmung zum Durchlaß gemeinsam mit der Welle drehbares Teil (27) und durch eine in dem Lager gebildete Sammeleinrichtung (34) welche zum Zruückfuhren von darin gesammeltem Schmierstoff zu der ersten Ausnehmung mit dieser strömungsverbunden ist.
- 18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausnehmung eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (29) ist, in welcher das mit der Welle verbundene Teil drehbar geführt ist.
- 19. Anordnung nach Anspruch I7 oder 18, dadurch gekennz e ichne t, daß der Durchlaß (30) an einem Punkt oberhalb der tiefsten Stelle der ersten Ausnehmung mit dieser strömungsverbunden ist.
- 20. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche I7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausnehmung (29) breiter ist als das mit der Welle (12)609838/0821verbundene Teil, so daß dieses gemeinsam mit der Welle im Lager beweglich ist.
- 21. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Welle (12) getragene Teil (27) darauf gleitend verschieblich ist.
- 22. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11) von einer Fensteröffnung (20) für die Zufuhr des Schmiermittels zur Welle (12) durchsetzt ist und daß der Durchlaß (30) von der ersten Ausnehmung (29) zur Fensteröffnung verläuft.
- 23. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Welle (12) getragene Teil (27) die Welle umgibt und elastisch darauf festgehalten ist.
- 24. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausnehmung (29) und die Sammeleinrichtung (34) als in gegenseitigem Abstand in Umfangsrichtung der Lagerfläche verlaufende, zur Welle (12) hin offene Nuten ausgebildet sind.
- 25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nuten (29, 34) über eine Rinne (35) miteinander stromungsverbunden sind.609838/0821
- 26. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11) einen Druckflansch (25) sowie Einrichtungen (38, 39) für die Zufuhr von öl von der Sammeleinrichtung zum Druckflansch aufweist.
- 27. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche I7 bis 26, dadurch gekennze ichnet, daß das Lager (11) ein Fenster (20) aufweist, daß die erste Ausnehmung (29) in axialem Abstand zu dem Fenster angeordnet ist und daß die Sammeleinrichtung (34) in axialem Abstand außerhalb der ersten Ausnehmung gebildet ist.
- 28. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Fahrmotor-Traglager ist, daß das Lager (11) von einem einen Schmierstoffbehälter (18) aufweisenden Deckel (14) auf der Welle (12) gehalten ist, daß-das Lager und der Deckel von im wesentlichen miteinander fluchtenden, im Schmierstoffbehälter ausmündenden Fensteröffnungen (20 bzw. 19) durchsetzt sind, daß die erste Ausnehmung eine in der Bohrung des Lagers gebildete Nut (29) ist, welche über den Durchlaß (30) mit dem Schmierstoffbehälter strömungsverbunden ist, daß die Sammeleinrichtung eine zweite, axial außerhalb der ersten angeordnete Umfangsnut (34) aufweist, welche für die Überführung von sich darin ansammelndem Schmierstoff in die erste Nut mit dieser strömungsverbunden ist und daß das mit der Welle verbundene Teil (27)609838/0821bei seiner Drehung mit der Welle dazu beiträgt, Schmierstoff von der ersten Nut zum Durchlaß und von dort zum Schmierstoffbehälter zu befördern.609838/0821
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