DE2621105A1

DE2621105A1 - Dichtung fuer ein sphaerisches lager

Info

Publication number: DE2621105A1
Application number: DE19762621105
Authority: DE
Inventors: William Fred Lynn; Gordon Marvin Walker
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1975-05-12
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1976-11-25
Also published as: SE420118B; SE7605001L; FR2311220B1; US4055369A; FR2311220A1; NL181750C; IT1073732B; DE2621105C2; NL7604745A; GB1513355A; NL181750B

Description

The Boeing Company, Seattle, Washington, U.St.A,

Dichtung für ein sphärisches Lager

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung für ein Lager und insbesondere eine Dichtung für ein sphärisches Lager sowie ein Uerfahren zu deren Herstellung.

Selbstausrichtende sphärische Lager mit einer Lagerfläche aus einer Formauskleidung wie beispielsweise aus Teflon (Polytetrafluorethylen) werden weitestgehend für Anwendungen eingesetzt, bei denen bei geringen Drehzahlen ein hoher Lastfaktor aufzunehmen ist. Diese Lager sind besonders attraktiv, da sie nicht periodisch geschmiert zu werden brauchen, eine hohe Lastkapazität aufweisen, sich selbst ausrichten und von katastrophischem Versagen wie Festfressen frei sind. Diese Lagerart zeichnet sich durch eine erhebliche Stand-

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Standzeit unter schwerer Belastung aus. Sind sie jedoch Fremdstoffen wie hydraulischen oder Enteisunqsflüssigkeiten oder schleifenden Feststoffen ausgesetzt, kann die Standzeit des Lagers beträchtlich sinken.

Zur Abdichtung der Lager gegen l/srunreiniqunqen sind verschiedene Arten von Dichtungen eingesetzt worden. Bei einer solchen Dichtung uurde der äußere Lagerring mit einer einwärts gerichteten Ringnut an jeder Seite versehen, der einen Verbunddichtring aus einem von elastomerem Gummi umhüllten Metallring aufnahm, der zwischen den Laufringen verlief und die Fläche zwischen diesen abdichtete. In einer weiteren solchen Dichtung verlief ein dünner IMylonring eingespannt zwischen den beiden Laufringen und wurde mit Spannringen in der Arbeitslage gehalten, die in Ringnuten im äußeren Laufring sitzen. Derartige Versuche, Fremdstoffε von den Lagerflächen fernzuhalten, erbrachten jedoch keinen Erfolg.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um eine Dichtung zu erreichen, die Fremdstoffe von den aufeinanderliegenden Flächen eines ausgekleideten sphärischen Lagers wirkungsvoll fernhält.

Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Dichtung für ein ausgekleidetes sphärisches Lager mit einem an einer Seite eines äußeren Laufrings des Lagers befestigten Ring, dessen Innenkante auswärts gegen eine sphärische äussere Fläche eines inneren Laufrings des Lagers ausqebagen ist, sowie mit einem hinter dem ausgebogenen Teil des Rings angeordneten elastischen Material.

Diese Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung sollen nun anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert werden.

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Fig. 1 zeigt eine teilgeschnittene Perspektivansicht eines sphärischen Lagers im Gehäuse eines Stangenendes;

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt des Lagers nach Fig 1;

Fig. 3 zeigt einen Seitenriß des Lagers nach Fig. 1 mit teilweise weggeschnittener Dichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. k zeigt eine teilgeschnittene Perspektivansicht eines abgedichteten Lagers;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittdarstellunn des abgedichteten Lagers nach Fig. k;

Fig.. 6 ist eine Diagrammdarstellung und zeigt die Standzeit eines sphäri-■ sehen Lagers;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das einen Standzeitvergleich eines abgedichteten mit einem nicht abgedichteten Lager zeigt.

In den Fig. 1 und 2 befindet sich ein sphärisches Lager 1d in einem Gehäuse 12. Das Lager meist einen inneren Laufring 14 und einen äußeren Laufring auf. In dieser Konfiguration enthält der äußere Laufring auf jeder Seite eine Abstecknut ("staking groove") 18; diese Nut braucht nicht unbedingt vorzuliegen, ist hier jedoch dargestellt, um zu zeigen, daß die vorliegende Erfindung mit allen herkömmlichen sphärischen Lagern einschließlich solcher mit Abstecknut einsetzbar ist. Die äußere Fläche 2o des inneren Laufrings ist sphärisch ausgebildet und paßt in die innere Fläche 22 des äußeren Laufrings. Diese Fläche ist mit einem Lagermaterial 24 beschichtet, das wie eine Lagerbuchse wirkt und fest amäußeren Laufring haftet. Bei dem Lagermaterial kann

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-lies sich um jedes geeignete Material wie Lager-üJeißmetall oder Bronze handeln; vorzugsweise handelt es sich jedoch um PDlytetrafluorathylen (TFE). Bei der Auskleidung handelt es sich vorzugsweise um ein mit einem Klebeharz gefülltes und an dem äußeren Ring festgelegtes TFE-Gewebe ("TFE-fabric").

Die Fig. 3, k und 5 zeigen das gleiche Lager mit in der Arbeitsstellung befindlicher Dichtung nach der vorliegenden Erfindung. Aus diesem Grunde sind identische Teile des abgedichteten und des nichtabgedichteten Lagers mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.

Eine Abschrägung 26 befindet sich auf jeder Seite 28 des äußeren Laufrings am Übergang der be den sphärischen Flächen. Diese Abschrägung erzeugt eine Tasche, in die ein Haltering 32 ein elastisches Abdichtmaterial 3o eindrückt. Der Haltering ist starr auf den Seitenflächen des äußeren Laufringes gehalten und verläuft zur sphärischen Fläche 2o des inneren Laufrings. Der Innendurchmesser des Rings ist dabei so gewählt, daß er etwa dem mittleren Durchmesser des offenliegenden Teils des inneren Laufrings entspricht. Der Ring verläuft also etwa zur Hälfte die äußere Fläche 2o hinab und ist nahe seinem Innendurchmesser nach außen aufgebogen. Das elastische DicHmaterial wird hinter dem gebogenen Ring festgehalten, und fortwährend in die Tasche oder den Hohlraum zwischen der Abschrägung des äußeren Laufrings und dem Außendurchmesser des inneren Laufrings eingedrückt. Diese Abdichtung wirkt nicht nur, indem sie Verunreinigungen von der Lagerfläche fernhält; desgl. verlangsamt sie den Uerlust von Abhub der selbstschmierenden ausgekleideten Lager bzw. hält bei geschmierten sphärischen Lagern das Gleitmittel im Lager fest. Bei einem selbstausgerichteten Lager ist die Tiefe des Rings vorzugsweise so bemessen, daß dieser sich so weit einwärts erstreckt, wie möglich, und dennoch etwa 5

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Ausrichtfehler des Lagers zuläßt. Um die Dichtung zu montieren, wird das elastische Dichtmaterial vorzugsweise auf eine Seite des Rings nahe dessen Innendurchmesser aufgebracht, der Ring nahe seinem Außendurchmesser gegen die Seite des äußeren Laufrings aufgedrückt und der Ring - vorzugsweise durch Punktschweißen - in seiner Arbeitslage festgelegt.

Ein mit TFE ausgekleidetes.sphärisches Lager arbeitet unter schweren Lasten vorzüglich, wirkt selbstschmierend und hat bei Freiheit von Fremdstoffen eine beträchtliche Standzeit. Liegen Fremdstoffe vor, kann seine Standzeit erheblich abnehmen.

Es wurde die Lagerabnutzung in Abhängigkeit von der Anzahl der Pendelspiele für verschiedene Materialien bestimmt, die Verunreinigung beim Einsatz In Flugzeugen verursachen können.

Die Fig. 6 zeigt die Ergebnisse einiger der Tests an Lagern ohne die Abdichtung. Die mit der Kurve 3k dargestellten Restergebnisse ergeben sich bei Freiheit von Fremdstoffen, alle anderen mit verschiedenen Fremdstoffe. Die mit der Kurve 36 dargestellten Testergebnisse wurden mit einer Mischung von Kieselmehl, Flugzeugreinigungsmittel, Wasser, Enteisungsmittel, Hydraulikflüssigkeit und Kerosin erhalten, die der Kurve 38 mit Hydraulikflüssigkeit, die der Knrve ^o mit einem Enteisungsmittel aus Äthylenglykol und Alcohol.

Die Tests wurden sämtlich unter einer Last von 1171 kg/cm (16.65a p.si.) und Pendelschwingungen van +^ 2o bei 1ao Pendelspielen pro Minute durchgeführt.

Es wurden zusätzliche Tests durchgeführt, um die Standzeit von mit TFE ausge-

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kleideten sphärischen Lagern mit und ahne Dichtung nach der vorliegenden Erfindung beim Vorhandensein eines Enteisungsmittels während des Tests zu bestimmen, und zwar ebenfalls bei Pendelschtuingungen um + 2o bei 1oo Pendelspielen pro Minute. Hierbei wurde die Last variiert und die Anzahl der Pendelspiele bestimmt, nach der die Lagerauskleidung um α,127 mm (o,oa5 in.) abgenutzt uar. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Fig. 7 dargestellt. Dieses Diagramm zeigt, daß die abgedichteten Lager der Kurve UZ den nicht abgedichteten Lagern nach der Kurve kk weit überlegen waren.

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Claims

Patentansprüche

Λ» J Dichtung für ein ausgekleidetes sphärisches Lager, gekennzeichnet durch einen an einer Seite eines äußeren Laufrings des Lagers befestigten Ring, dessen Innenkante gegen eine sphärische äußere Fläche eines inneren Laufrings des Lagers ausgebagen ist, und durch ein hinter dem ausgebogenen Teil des Rings befindliches elastisches Material.

2. Dichtung für ein sphärisches Lager nach Ansprcuh 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring auf die Seite des äußeren Laufrings aufgeschuieißt ist.

3. Dichtung fy_{r Β}^_π sphärisches Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus Metall besteht und es sich bei dem elastischen Material um Silikon handelt.

h. Dichtung für ein sphärisches Lager nach

Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß entlang jeder Seitenwand

des äußeren Laufrings am Übergang zuischen den beiden Laufringen eine Abschrägung vorgesehen ist.

5. Dichtung für ein sphärisches Lager nach

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einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring derart auswärts gebanen ist, daß er einen Ausrichtfehler des Lagers van etwa 5 zuläßt.

6. Verfahren zum Abdichten selbstausrichtender ausgekleideter sphärischer Lager mit einer Ausnehmung in einer Seiüenwand eines äußeren Laufringes am Übergang zu einem inneren Laufring, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Ring herstellt, dessen Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser in der Mitte dines affenliegenden Teils des inneren Laufrinps entspricht, ein elastisches Material nahe dem Innendurchmesser des Rings aufbrinnt, den Rinn auf die Seite des äußeren Laufrings aufdrückt, dabei den Ring ausbieot und das elastische Material in den Raum zwischen den Laufrinqen und dem gehobenen Ring eindrückt und dann den Rinn auf der Seite des äußeren Laufrings aufschweißt.

7. Dichtung für ein ausgekleidetes sphärisches Lager, die so ausgebildet ist und arbeitet, wie es im wesentlichen hier unter Bezug auf die Fig. 3 bis 7 der Zeichnung ausgeführt ist.

8. l/erfahren zum Abdichten eines selbsteinstellenden sphärischen Lagers, wie es hier im wesentlichen unter Bezug auf die Fig. 3 bis 7 der Zeichnung dargestellt ist.

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ORIGINAL INSPECTED