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Wellen- oder Achsenlager. Die Erfindung bezieht sich auf die Lagerung
von Achsen und Wellen, insbesondere für Trag- und Spurlager, welche aus einer Gruppe
von ineinandergesteckten Ringen bestehen. Solche Lager sind als Traglager vorzugsweise
für Fahrräder an Stelle von Rollen-und Kugellagern bekannt geworden, während inzwischen
für derartige leichtbelastete Gegenreibungslager die Rollen.- und Kugellager getreten
sind. Wenn es sich aber um große Belastungen handelt, bei denen die Belastung sowohl
in radialer als auch in der Längsrichtung aufzunehmen ist, wie insbesondere für
die Achslager von Eisenbahnwagen oder Lokomotiven oder für die Steuerzapfen schwerer
Motorlastwagen u. dgl., genügen Rollen- oder Kugellager unter den großen-Beanspruchungen
nicht, weil sie unter Umständen brechen, und in diesem Falle finden gemäß der Erfindung
vorteilhaft Trag-und Spurlager .der erwähnten Art, also mit einer Gruppe von ineinandergesteckten
Ringen; Anwendung. Gemäß der Erfindung sind aber diese Ringe nicht einfach zylindrisch
und von gleicher Breite, sondern :die Ringgruppen sind mit konischen Anlageflächen
zwischen dem nicht umlaufenden Teil und dem umlaufenden angeordnet. Hierdurch wird
einmal erreicht, daß- die Ringe eine erhöhte Widerstandsfähigkeit. gegen Seitenbeanspruchung
und Endbeanspruchung haben und die Gefahr eines Klemmens oder Festsitzens der aneinanderliegenden
Berührungsflächen verringert ist, wobei auch das Ineinanderpassen und Auswechseln
begünstigt wird, und zweitens ergibt sich der Vorteil, :daß- wegen
der
abnehmenden Breite mit zunehmendem Radius die Lagerflächen zwischen den einzelnen
Ringen als Ganzes die gleiche Größe erhalten. Dieser letztere Vorteil kommt auch
zur Geltung für Traglager ohne Seitenschub. Bei dem Trag- und Spurlager hat sich
für eine gleichmäßige Beanspruchung bei Längsschub und Radialdruck die Ausbildung
der Ringe als Kegelstumpf mit einem Kegelwinkel von etwa q.5° am vorteilhaftesten
erwiesen, und weiter ist es für die Aufnahme des Längsschubes nach beiden Richtungen
vorteilhaft, -daß die kegelförmigen Ringgruppen paarweise in entgegengesetzter Richtung
angeordnet sind. Indem weiter diese mit einem Zwischenraum auseinandergerückt sind
und dieser Zwischenraum als Kammer für das Schmiermittel ausgebildet ist, ist eine
gleichmäßige und gute Schmierung beider Kegelgruppen gesichert. Bei dem Traglager
mit zylindrischem, mit zunehmendem Radius schmäler werdendem Ringe ist eine vorteilhafte
Ausführungsform die, diese Ringe mit schrägen Stirnflächen auszugestalten und sie
durch entsprechend schräge Deckscheiben an der gegenseitigen Seitenverschiebung
zu verhindern.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i einen senkrechten Längsschnitt einer
Ausführungsform des neuen Lagers an dein Zapfen eines Lenkrades für einen Motorwagen,
welches typisch ist für die Vereinigung der radialen und der Längsbeanspruchung
als Trag- und Spurlager.
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Abb. 2 ist ein mittlerer Längsschnitt eines Traglagers finit Kennzeichen
der Erfindung, während Abb. 3 ein senkrechter Querschnitt nach der Linie 3-3 in
Abb. 2 ist.
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In Abb. i sind io und ii die gegenseitig beweglich zu lagernden Teile,
von .denen der eine feststeht und der andere umläuft und die im vorliegenden Falle
als die Achse und die Radnabe angenommen sind, wobei indessen anzumerken ist, daß
die Erfindung auch für jede andere Form gegenseitig beweglicher Teile anwendbar
ist. Das neue Lager ist bei dieser Ausführungsfarm :doppelt an beiden Emden der
Nabe angeordnet, um außer der besonderen Wirkung der eigenartigen Lagerform auch
einen Behälter für das Fett zum Schmieren zwischen den beiden Lagern zu erhalten.
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Jedes Einzellager besteht aus einer Mehrzahl gleichachsiger, glatter
Lagerelemente, nach dem dargestellten Beispiele fünf, von denen,das innerste 12
auf der Achse io gegen eine Schulter 13 passend, anliegt und hier gegen Drehung
gesichert gehalten ist. Das äußerste Element 1¢ liegt gleichfalls gegen eine Schulter
15 nahe Adern Innenende der Nabe passend an. Die Elemente 16, 17 uns 18 bilden
eine Mehrzahl loser, glatter Eleinente, die zwischen 12 und 1q. eingeschaltet sind,
wobei jedes Zwischenelement unabhängig von dem benachbarten auf der einen oder anderen
Seite sich drehen kann. Diese gleichchsigen, ringförmigen Lagerelemente haben eine
merkliche Stärke und sind daher fest und stark und fähig, jeder nicht außergewöhnlichen
Beanspruchung zu widerstehen und jedem Druck oder jeder Kraft, die auf das Lager
in irgendeiner Richtung ausgeübt wird. Obgleich die Erfindung nicht auf besonderes-
Material beschränkt ist, so ist es vorteilhaft, die Lagerelemente wechselweise aus
verschiedenem Material zu machen, so daß niemals zweibenachbarte Elemente aus gleichem
Material miteinander in Berührung stehen. Beispielsweise sind die Elemente 12" 1q.
und 17 aus Stahl, während die Elemente 16 und 18 zwischen ihnen aus Bronze oder
anderem Lagermetall bestehen.
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Wie ersichtlich, bilden die Zwischenelemente 16, 17 und 18 jedes einen
hohlenKegelstumpf mit vorteilhaft gleichmäßiger Wandstärke. Mit anderen Worten,
die Innen- und Außenflächen jedes Elementes sind parallel miteinander, und, zur
besten Widerstandsfähigkeit gegen Seitenbeanspruchung und Endbeanspruchüng erfolgt
die Anordnung aller Elemente mit einem Verlauf der Innen- und Außenflächen in einem
Winkel von annähernd 45' zur Wellenachse. Bei einer solchen Anordnung besteht keine
Gefahr der aneinanderliegenden Berührungsflächen der benachbarten Elemente zu klemmen
oder aneinander festzusitzen, wenn sie einem Druck aus irgendeiner Richtung unterliegen.
Indem weiter jedes Zwischenelement gleichmäßige Wandstärke hat, lassen sie .sich
gut auswechseln und ineinanderpassen, wenn die Zusammensetzung oder Auseinandernahme
des Lagers erfolgt.
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Die verschiedenen Elemente jedes Lagers werden der Breite nach kürzer,
um so größer der Abstand von der Wellenachse wird. Hieraus folgt, daß, während der
Radius wächst, die Lagerfläche annähernd die gleiche bleibt, weil die inneren Elemente
von kleinem Durchmesser eine breitere Lagerfläche- haben. Bezeichnet man die innere
breite Lagerfläche mit S (Abb. 2), die äußere kleinere mit s, während der .mittlere
große Durchmesser k und der kleine Durchmesser r ist, so besteht für die vorstehend
beschriebene Ausbildung das Verhältnis S : s --. R : y. Hieraus =ist ersichtlich,
daß, weil die verschiedenen Paare von Berührungsflächen annähernd gleich sind und
den gleichen Beanspruchungen unterliegen, die tatsächliche Reibung an den verschiedenen
Flächenpaaren ebenfalls gleich wird. Wenn daher das. Element 1q., .das auf
der
Nabe sitzt, eine sehr hohe Umfangsgeschwindigkeit um die Achse hat, wird das Element
18 als Nachbarelement eine geringere Umfangsgeschwindigkeit haben infolge
der Zurückhaltung durch das nächste innere Element 17. Mit anderen Warten,
das Prinzip ist, daß jedes Element, das unabhängig von allen anderen sich drehen
kann, einen verhältnißmäßig geringen Geschwindigkeitsunterschied mit jedem Nachbarelement
an jeder Seite zeigen wird, selbst wenn eines -der Elemente, absolut genommen, eine
ganz hohe Geschwindigkeit besitzt. Hieraus folgt, daß bei Lagern, -die Tausende
von Umdrehungen in der Minute machen, wie es bei modernen, rasch laufenden Maschinen
vorkommt, es möglich ist, ein Gleitlager herzustellen, indem die Lagergeschwindigkeit
zwischen den verschiedenen aufeinanderfolgenden Elementen so unterteilt ist, daß
praktisch jede Gefahr einer übermäßigen Erhitzung oder eines Festlaufens des Lagers
ausgeschaltet ist. Das breiteste innerste Element des Lagersatzes hat auch die ,größte
Stärke im Verhältnis zum Materialaufwand in dem ganzen Satz. Mit anderen Worten,
das innerste Element 12 kann als breite Basis :betrachtet werden, auf welcher die
oberen oder äußeren Elemente aufgebaut und getragen werden.
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Die Lagerform am Außenende der Nabe entspricht im wesentlichen der
beschriebenen am inneren Ende, nur daß der ganze Lagersatz etwas kleiner ist. Das
innerste Element 12' .dreht sich nicht auf der Achse, ist aber längsbeweglich unter
der Einwirkung einer Stellmutter i9, die auf dem Außenende der Achse in geeigneter
Weise sitzt, um das Lager an -der Achse in Stellung zu halten und die richtige Einstellung
oder Lagerelemente aneinander zu bewirken und aufrechtzuerhalten. Das äußerste Element
i¢' paßt in Idas Außenende zu der Nabe gegen eine Schulter i5', während die frei
laufenden Zwischenelemente i6', 17' und 18' ebenso wie auf der anderen Seite der
Nabe ausgebildet sind, wobei indessen die Schräge der des anderen Satzes entgegengesetzt
gerichtet ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Zwischen. den beiden Lagersätzen
wird so ein Raum 2o gebildet, der ganz oder teilweise mit einem geeigneten Fett
oder Schmiermittel von solcher Beschaffenheit gefüllt werden kann, daß es sich in
diesem Raume hält; uni sämtliche Lagerflächen zu schmieren.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung
in Anwendung auf ein reines Traglager, bei welchem eine Mehrzahl gleichachsiger,
ringförmiger Elemente 21 bis 25 vorgesehen ist. Diese entsprechen im wesentlichen
den Elementen 12, bis 18 des vereinigten Trag- und Spurlagers der Abb. i, d. h.
jedes äußere Element ist in der Breite geringer, und zwar umgekehrt proportional
zu dem zunehmenden Radius von der Achsenmitte aus. Ein solches Lager nimmt nur radiale
Belastungen oder Drücke auf und ist keinem Enddruck ausgesetzt; trotzdem empfiehlt
es sich, Schutzscheiben ä6 o. dgl. an dem einen Element, beispielsweise dem Element
22 anzubringen, um eine unbeabsichtigte Verschiebung Ader losen Zwischenelemente
zu verhüten.