DE2718012A1 - Lagervorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL-ING 8000 MÜNf

KARL H. WAGNER GEWÜRZMÜHLSRASSE 5

POSTFACH 246

22. April 1977 77-S-2O93

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, 111. 61629, V.St.A.

Lagervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Lagerkonstruktionen, und zwar insbesondere auf solche, die zur Anwendung in Anordnungen geeignet sind, bei denen eine dynamische Belastung radial zur W'1Ie auftritt.

Bezüglich des Standes der Technik sei auf die US-PS 3 096 746 und 3 276 676 hingewiesen.

Bei Vorrichtungen, die relativ zueinander drehbare Glieder einschließlich einer Welle verwenden, besteht bei auf die Glieder radial zur Welle ausgeübten Belastungen die Tendenz, die Form der Lager zu verformen, und zwar infolge dynamischer Belastungen, was zu dem Ergebnis führt, daß die Lager ihre Belastungstragkapazität verlieren, in einigen Fällen reicht dies aus, um ein Fressen des Lagers zu verursachen.

Typischerweise werden zur Überwindung dieses Problems die Lager mit veränderbarer Wandstärke ausgebildet und besitzen einen maximalen Innendurchmesser längs der Trennlinie oder Tuj I linie det> Lagers, d.h. in einer Richtung im allgemeinen quer zur Anlegung der Last oder Belastung. Der minimale Innendurchmesser befindet sich auf annähernd 9O gegenüber dem

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maximalen Innendurchmesser. US-PS 3 276 676 beschreibt ein solches Vorgehen.

Bei den Lagern gemäß US-PS 3 276 676 treten jedoch beträchtliche Schwierigkeiten auf. Beispielsweise müssen diese während des anfänglichen Einbaus richtig orientiert werden oder aber ihre Lasttragkapazität wird in der Tat vermindert und nicht erhöht, und zwar infolge der Abweichung von einer tatsächlichen Kreisgestalt.

Die Erfindung hat sich in erster Linie zum Ziel gesetzt, eine Lagervorrichtung vorzusehen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, wobei insbesondere die Lasttragkapazität maximiert und die anfänglichen Einbauprobleme eliminiert sind.

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Ziel bei einer Vorri htung erreicht, welche folgendes aufweist: Eine Welle, ein relativ drehbares Glied mit einer Öffnung zur Aufnahme der Welle und ein zylindrisches Lager getragen von dem Glied und zur drehbaren Lagerung dei. Welle.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die verbesserte Lagervorrichtung dadurch vorgesehen, daß man die Lageraufnahmeöffnung in einer Richtung quer zur Belastungsrichtung verlängert, und zwar bei der Herstellung und vor dem Einbau des Lagers derart, daß beim Einbau des Lagers eine gewünschte Beziehung der maximalen Innendurchmesser erreicht wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, das Lager anfänglich bezüglich des drehbaren Gliedes zu orientieren.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Aussenoberflache des Lagers mit Nuten versehen, so daß das Lager etwas elastisch wird und sich ohne weiteres der Öffnung anpassen kann, und zwar selbst dann, wenn letzteressich während des Betriebs verformt, um s wiederum die gewünschte Beziehung der Innendurchmesser zu erreichen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt eine dünne Lage aus Elastomer zwischen dem Lager und der Öffnung, und zwar ebenfalls aus dem Grunde, daß sich das Lager biegen und der Öffnung anpassen kann, wenn es dynamisch belastet ist.

Gemäß einem außerordentlich bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zwei oder mehr der vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele in einer einzigen Anordnung kombiniert.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeig ι .

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung, und zwar insbesondere eine Trochoidvorrichtung, welche erfindungsgemäße Lager verwendet;

Fig. 2 eine Explosionsansicht eines Lagers und eines relativ drehbaren das Lager aufnehmenden Gliedes;

Fig. 3 eine Ansicht von Linie 3-3 der Fig. 2 aus.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung ist in Fig. 1 dargestellt, und zwar zusammen mit einer Drehkolbenvorrichtung, nämlich einer Trochoidvorrichtung, mit einem Mittelgehäuse 10 flankiert von Seiten- oder Endgehäusen 12 zum Zwecke der Bildung einer Kammer 14. Eine Welle 16 erstreckt sich durch die Kammer und besitzt darinnen einen Exzenter 18. Die Welle 16 ist durch erfindungsgemäße Luger 20 drehbar in den Endgehäusen 12 gelagert, und der Exzenter 18 ist mittels eines Lagers 22, getragen von einem Rotor 24, innerhalb der Kammer 14 gelagert. Ein Zeitsteuergetriebe ist im ganzen bei 26 dargestellt.

Die Lager 20 werden von den Endgehäusen 12, und zwar speziell darinnen ausgebildeten Öffnung 32 und 33, getragen, wohingegen das Lager 12 innerhalb einer öffnung 34 im Rotor 24 getragen ist.

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Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, sind die Öffnungen 30 und 3.2 nicht kreisförmig ausgebildet. Insbesondere sind sie im ganzen elliptisch ausgebildet und in einer Richtung verlängert, die quer zur darauf ausgeübten Belastung liegt, wobei die Belastung durch den Pfeil L in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Der Fachmann erkennt, daß die auf die Welle 16 ausgeübte Belastung bei einer Trochoidvorrichtung im allgemeinen in einer Richtung erfolgt.

Obwohl dies hier nicht dargestellt ist, ist die Öffnung 34 ebenfalls nicht kreisförmig ausgebildet und nähert sich für eine Vorrichtung der beschriebenen Trochoidbauart einer hexagonalen Form, wobei die maximalen Abmessungen quer zu der Richtung der daran angreifenden Last verlaufen. Der Fachmann erkennt, daß der Rotor im ganzen dreieckig ausgebildet ist und daß zu unterschiedlichen Zeiten während des Betriebszyklus an jede der drei Stirnflächen des Rotois die Belastung ausgeübt wird. Somit verläuft eine entgegengesetzte Ecken der hexagonalen Öffnung 34 umfassende Ebene parallel zu einer entsprechenden der Stirnflächen des Rotors, um die obige Beziehung zu erreichen.

Im Falle der beiden Lager 20 und 22 ist das Lagergebilde selbst zylindrisch, wobei der Aussenumfang eine Länge annähernd gleich dem Umfang der Öffnung besitzt, in die die Lageranordnung eingesetzt werden soll, und zwar mit einer im folgenden im einzelnen zu beschreibenden Ausnahme. Das Lager wird somit etwas beim Einsetzen in die Öffnung verformt, in der es aufgenommen werden soll,und wird anfangs bezüglich der Öffnung, wie in Fig. 3 gezeigt, erscheinen.

Nachdem die Lager einmal eingebaut sind, nehmen sie, unabhängig davon, ob es sich um die Lager 20 oder 22 handelt, eine Form an, die die Form der Öffnung eng annähernd nähert, in der die Lager aufgenommen sind, so daß dann, wenn die Last während des Betriebs aufgeprägt wird, diese sich leicht verformen, um die Welle 16 oder Jen Exzenter 18 zu umfassen, und zwar nach Lage des !'alles mit einer wahrhaft zylindrischen Innenoberfläche zur Maxiuiierung der Lasttragkapazität.

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Zur Erhöhung der Fähigkeit des Lagers, sich erfindungsgemäß bei Belastung zu verformen, um eine wahrhaft zylindrische innere Gestalt zu erreichen, werden die Lager elastischer durch in der Aussenoberflache der Lager vorgesehene Nuten 40 gemacht. Die Nuten 40 erstrecken sich in Axialrichtung oder umfangsmäßig oder in Kombinationen aus diesen Richtungen, wie dies in den Figuren gezeigt ist.

Um die Fähigkeit der Lager für eine Verformung, so daß deren Innenoberflächen eine wahrhaft zylindrische Gestalt erreichen, weiter zu erhöhen, kann eine dünne Lage 42 aus einem Elastomer zwischen der Aussenoberflache der Lager und den Öffnungen, in denen sie aufgenommen sind, vorgesehen sein. Normalerweise wird die Lage 42 eine Stärke in der Größenordnung von nur einigen wenigen I/I000 Zoll aufweisen, da im allgemeinen nur eine Verformung der Lager in der Größenordnung von 1 oder 2/1000 eines Zolls erforderlich ist, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erhalten.

Die Erfindung sieht die speziell die Verwendung nicht kreisförmiger Öffnungen mit Lagern vor, die weder an der Aussenseite mit Nuten versehen, noch in einem Elastomer angeordnet sind. Gleichzeitig sieht die Erfindung die Verwendung von aussen mit Nuten versehenen Lagern in wahrhaft zylindrischen Öffnungen vor, und zwar mit oder ohne die Verwendung eines Elastomers. Wenn die Lager während des Betriebs Wärme ausgesetzt sind, so wird im allgemeinen die Verwendung des Elastomers vermieden, und. zwar deshalb, weil das Elastomer die Wärmeübertragung verhindert, die notwendig ist, um die Lager zu kühlen und einen Ölfilm von hinreichender Stärke aufrechtzuerhalten, um so eine Lagerschädigung auszuschließen. Es sei ferner bemerkt, daß die Erfindung sowohl bei geteilten (aufgespaltenen) oder einstückigen Latern verwendet werden kann.

Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Lager maximieren die Lasttragkapazität und machen keine besondere Sorgfalt hinsichtlich der Orientierung beim Einbau erforderlich.

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Leerseite

Claims (14)

Ansprüche

1.1 Vorrichtung mit einer Welle, einem relativ drohbaren Glied Tit einer die Welle aufnehmenden öffnung und einem vom Glied getragenen, die Welle drehbar lagernden zylindrischen Lager, wobei die Vorrichtung im ganzen radial gegenüber der Welle belastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30, 32) in einer Richtung quer zur Lastrichtung langgestreckt ist (Fig. 2, 3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenoberflache des Lagers (20, 22) genutet (4O) ist, um die Elastizität des Lagers zu erhöhen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine dünne Lage aus Elastomer (42) angeordnet zwischen dem Lager und uer Öffnung.

4. Vorrichtung mit einer Welle (16, 18), einem relativ drehbaren Glied (12, 24) mit einer Öffnung (30, 34) zur Aufnahme der Welle und einem vom Glied getragenen zylindrischen Lager (20, 22) zur Lagerung der Welle, wobei die Vorrichtung einer Last im allgemeinen radial zur Welle ausgesetzt sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenoberflache des Lagers genutet (bei 40) ist, um die Elastizität des Lagers zu erhöhen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine dünne Lage aus Elastomer (42) angeoidnet zwischen dem Lager und der Öffnung.

6. Vorrichtuny mit einer Welle(16, 18), einem relativ drehbaren Glied (12, 24) mit einer Öffnung (30, 34) zur Aufnahm, der Welle und einem zylindrischen Lager (2O, 22) getragen vom Glied und zur Lagerung der Welle, wobei die Vorrichtung im ganzen radial zur Welle belastbar ist, gekennzeichnet durch eine dünne Lage aus Elastomer (42) angeordnet zwischen dem Lager und der Öffnung.

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Λ"

7. Vorrichtung mit einer Welle (16, 18), einem relativ drehbaren Glied (12, 24) mit einer die Welle aufnehmenden Öffnungen (•30, 34) und einem vom Glied getragenen zylindrischen Lager zur drehbaren Lagerung der Welle, wobei die Vorrichtung im ganzen radial zur Welle belastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30, 32) in einer Richtung quer zur Last (Fig. 2, 3) langgestreckt ist, daß die Aussenoberfläche des Lagers genutet ist, um die Elastizität des Lagers zu erhöhen, und daß eine dünne Lage (4 2) aus Elastomer zwischem dem Lager und der Öffnung angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (30, 32) im ganzen elliptisch ausgebildet und in einer Richtung quer zur Anlage der Last langgestreckt sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (34) für eine Vorrichtung der Trochoidbauart sich einer Hexagonalform nähert, wobei die Maxiiualdimensionen quer zur Richtung der darauf ausgeübten Last verlaufen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß :ine entgegengesetzte Ecken der Hexagonalöffnung (34) umfassende Ebene parallel zu einer entsprechenden der Stirnflächen des Rotors verläuft.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ans^tüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle beider Lager (20, 22) das Lagergebilde selbst zylindrisch ausgebildet ist, wobei dessen Aussenumfang eine Länge annähernd gleich dem Umfang der Öffnung,in der es aufgenommen werden soll, besitzt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten (40) axial oder umfangsmäßig erstrecken.

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13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten (40) axial und umfangsmäßig erstrecken (Fig. 2).

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aussen mit Nuten versehene Lager in wahrhaft zylindrischen Öffnungen mit oder ohne eine Elastomerlage verwendet werden.

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