DE2838768A1

DE2838768A1 - Mehrflaechengleitlager

Info

Publication number: DE2838768A1
Application number: DE19782838768
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Herbert; Wunnibald Kunz
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1978-09-06
Filing date: 1978-09-06
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE2838768B2; DE2838768C3

Description

Mehrflächengleitlager
Die Erfindung betrifft ein Mehrflächengleitlager, das in der Bohrung eines mit radial verlaufenden Nuten versehenen Gehäuses angeordnet ist und in Umfangsrichtung aus mehreren federnden Teilen besteht, die eine Welle lagern.
Ein aus mehreren federnden Lagerteilen bestehendes Lager ist beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 196 881 bekannt.
Beim Betrieb des Lagers bilden sich einzelne keilförmige Ölfilm schichten, die dazu dienen sollen, gefährliche Vibrationen zu vermeiden.
Ein anderes zum Stand der Technik gehörendes Lager ist aus der DE-PS 193 083 bekannt. Hier werden federnde Bleche mittels Stellschrauben tangential gegen eine Welle gedrückt, so daß diese federnd gelagert ist. Die Befestigungselemente für die Bleche beanspruchen viel Raum und die Ausbildung eines genau berechenbaren Schmierspalts zwischen der Welle und den die Welle tragenden, federnden Elementen ist kaum möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für den Bau hochtouriger Maschinen eine Lagerung zu schaffen, die ein stabiles Laufverhalten in Verbindung mit niedriger Verlustleistung aufweist. Dabei soll das Lager selbstversorgend sein und aus einem Feder-Dämpfer-System mit relativ großen Federwegen und kleinen Lagermassen bestehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerteile Federbleche sind, deren Enden in den Nuten des Gehäuses angeordnet sind und im wesentlichen parallel zu den Nuträndern verlaufen, und daß die Federbleche im Bereich der Nuten zwischen sich und der Welle einen keilförmigen Schmierspalt bilden, während sie im Bereich zwischen den Nuten im wesentlichen tangential zur Welle verlaufen und an ihrer Rückseite zusammen mit der Gehäusebohrung einen Dämpferraum bilden.
Ist das Mehrflächengleitlager als schwimmende Buchse in die Bohrung eines Gehäuses eingesetzt, dann wird die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß wellen- und gehäuseseitig Dämpferräume und Tragkeile vorhanden sind, die über saugseitig angeordnete Bohrungen miteinander in Verbindung stehen.
Mit Lagern dieser Art lassen sich zum einen die erforderlichen Wuchtgüten und zum anderen die dynamischen Lagerkräfte erheblich reduzieren.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind zum Gegenstand von Unteransprüchen gemacht worden.
Weitere Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind.
Es zeigen: Fig. 1 ein Mehrflächengleitlager, das aus mehreren Federblechen besteht, in Querschnittsansicht und Fig. 2 ein Mehrflächengleitlager mit schwimmender Buchse.
Fig. 1 zeigt ein Mehrflächengleitlager 2, das aus einem Gehäuse 4 mit einer kreisförmigen Bohrung 6 und in der Bohrung angeordneten Federblechen 8 besteht. Im Ausführungsbeispiel sind drei Federbleche 8 vorhanden, deren Enden 10 sich in radial verlaufenden Nuten 12 des Gehäuses 4 befinden und in diesen Bereichen parallel oder nahezu parallel zur Nutwand verlaufen. Im Bereich der Nuten bilden die Federbleche 8 zwischen sich und einer Welle 14 jeweils einen keilförmigen Schmierspalt, der im Bereich zwischen den Nuten eine ganz geringe Dicke erreicht. In diesen Bereichen verlaufen die Federbleche 8 nahezu tangential zur Welle 14 und bilden an ihrer Rückseite zusammen mit der Gehäusebohrung 6 einen Dämpferraum 16, der weiter unten noch näher erläutert wird.
Die Federbleche 8 stellen massenarme Federn dar, die Wellenschwingungen folgen können, ohne daß große Lagerkräft erforderlich sind.
Im Lager werden durch das Einbringen der Federbleche 8 Räume gebildet, denen verschiedene Funktionen zugeordnet sind: - Die radialen Nuten 12 im Lagergehäuse 4 sind Ölzufuhrkanäle, in denen die Enden 10 der Federbleche 8 arretiert sind.
- Die Nuten 12 sind als Kapillarspalte ausgebildet, in denen das Schmieröl aus einem tiefergelegenen Sumpf emporsteigen kann.
Der Raum 13 zwischen Welle 14 und Federblech 8 (Schmierraum) ist ebenfalls als Kapillarspalt ausgebildet. In ihm wird das Schmieröl vom Ölzufuhrkanal (Nut 12) zur tragenden Stelle des Mehrflächengleitlagers befördert. Als Ölpumpe wird dabei die drehende Welle 14 benutzt, auf der das Öl infolge Adhäsionskräften haftet.
Der Raum zwischen Federblech 8 und der Bohrung 6 des Lagergehäu ses im Bereich zwischen den Nuten (Dämpferraum) ist ebenfalls als Kapillarspalt ausgebildet und dient in seiner Funktion als Flüssigkeitsdämpfer. Schwingungen der Welle teilen sich den Federblechen 8 mit und verdrängen periodisch Öl aus diesem Raum 16, wodurch Schwingungsenergie vernichtet wird.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 befindet sich in der Bohrung 6 des Gehäuses 4 eine schwimmende Buchse 20, die ihrerseits die Welle 14 lagert.
Bei dieser Ausgestaltung werden zwei an sich bekannte AusfUhrungen von hydrodynamisch geschmierten Gleitlagern, nämlich das Lager mit schwimmender Buchse und das Mehrflächengleitlager, derart kombiniert, daß ein neuer Lagetyp mit den Vorteilen der beiden AusfUhrungsformen aber auch mit neuen Eigenschaften entsteht.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht ist die Bohrung 6 des Lagergehäuses wesentlich größer als der Durchmesser der Welle 14, wodurch die schwimmende Buchse 20 zwischen beiden Teilen angeordnet werden kann. Diese Buchse ist im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen nicht kreisförmig, sondern als Schale ausgebildet, die zur Welle 14 und zum Gehäuse 4 hin mehrere Tragstellen 22 aufweist und so ein Mehrflächengleitlager bildet. Durch diese AusfUhrungsform ist eine Zentrierung der Welle auch im Stillstand möglich, was bei bekannten Lagerungen mit schwimmender Buchse nicht der Fall ist.
Die Schale 20 selbst hat Federeigenschaften und kann durch entsprechende Wahl ihrer Wandstärke dem jeweiligen Verwendungszweck in Tragkraft und Federeigenschaften angepaßt werden. Die Räume 24, die sich zwischen Welle und Buchse, sowie die Räume 26, die sich zwischen Buchse und Gehäusebohrung ausbilden, sind als Kapillarspalte ausgelegt und dienen als Flüssigkeitsdämpfer und Tragkeile.
Zugeführt wird das Schmieröl über Bohrungen oder Spalte im Lagergehäuse (nicht gezeigt), die als Kapillarspalte ausgebildet sein können, wenn das Öl aus einem tiefergelegenen Sumpf angesaugt werden soll. Dabei wird die Saugwirkung ausgenutzt, die an der Buchse durch ihre Ausbildung als Mehrflächengleitlager entsteht.
In der schwimmenden Buchse 20 selbst, sind saugseitig Bohrungen 28 angeordnet, die dazu dienen, das Schmiermittel zu den wellenseitigen Kapillarspalten zu führen. Bei Schwingungen wird dieses Schmiermittel durch die Bohrung in Richtung auf die Dämpferräume 26 verdrängt, Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der elastischen Verformung der Buchse 20 im Betrieb durch die Lagerkräfte an den Tragstellen der Buchse. Dadurch wird der Schmierspalt automatisch vergraßert, was zu einer Verringerung der Verlustleistung führt.
Dynamisch wirkende Lagerkräfte werden durch die geringe Masse der Buchse so stark verringert, daß die erforderliche Auswuchtgüte wesentlich reduziert werden kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patentanspruche: Mehrflächengleitlager, das in der Bohrung eines mit radial verlaufenden Nuten versehenen Gehäuses angeordnet ist und in Umfangsrichtung aus mehreren federnden Teilen besteht, die eine Welle lagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile Federbleche (8) sind, deren Enden (10) in den Nuten (12) des Gehäuses (4) angeordnet sind und im wesentlichen parallel zu den Nut-rändern verlaufen, und daß die Federbleche (8) im Bereich der Nuten (12) zwischen sich und der Welle (14) einen keilförmigen Schmierspalt (13) bilden, während sie im Bereich zwischen den Nuten im wesentlichen tangential zur Welle verlaufen und an ihrer Rückseite zusammen mit der Gehäusebohrung (6) einen Dämpferraum (16j bilden.
2. Mehrflächengleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbleche (8) mit unterschiedlicher Steifigkeit auf dem Umfang versehen werden.
3. Mehrflächengleitlager, das als schwimmende Buchse in die Bohrung eines Gehäuses eingesetzt ist und aus federnden Bereichen besteht, die eine Welle lagern, dadurch gekennzeichnet, daß wellen- und gehäuseseitig Dämpferräume und Tragkeile (24, 26) vorhanden sind, die über saugseitig angeordnete Bohrungen (28) miteinander in Verbindung stehen.
4. Mehrflächengleitlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferräume (26) und die Tragkeile (24) schraubenförmig auf der Buchse (20) angeordnet sind.
5. Mehrflächengleitlager nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (20) aus zwei Hälften besteht, deren Trennungsebene senkrecht zu der Buchsenachse steht und die über dünne Stege miteinander verbunden sind.