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Ausgleichlager. Die Erfindung bezieht sich auf Lager verschiedener
Art, bei denen relativ gegeneinander bewegliche belastete Flächen durch eine dünne
Schicht eines Schmiermittels voneinander getrennt sind.
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Bei allen solchen Lagern ist die Verteilung der Last über die Flächen
im wesentlichen ungleichmäßig, wenn die Träger und die Widerlager der Flächen verhältnismäßig
starr sind, und wenn die Flächen anfänglich genau aufeinandergepaßt sind.
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Jede solche kleine örtliche Ungleichheit des Druckes, wie sie im praktischen
Betriebe gar nicht zu vermeiden ist, wird eine größere oder kleinere örtliche Reibungswärme
erzeugen und mit Bezug auf die ganze Fläche eine verstärkte örtliche Hebung oder
Senkungl verursachen. Dadurch wird die ursprüngliche Ungleichheit vergrößert, außerdem
hat dieser Vorgang das Bestreben, sich weiter auszudehnen, besonders bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten,
bis das Schmiermittel herausgepreßt ist und die Flächen fressen.
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Beim praktischen Betriebe wird die beschriebene Wirkung durch die
Elastizität des Widerlagers, das teilweise Nachgeben oder Schmelzen der Fläche,
wenn es sich um Weißmetall handelt, und das Wärmeleitungsvermögen des Widerlagers
begrenzt, welches das Bestreben hat, die Wärme in der Richtung der Ebene der Fläche
zu verteilen oder in der Richtung der Tangentenebene (wenn die Flächen gekrümmt
sind), während die relative Bewegung der Flächen dazu beiträgt, die Wärme längs
der Bewegungsrichtung zu verteilen.
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Es sind bereits viele Vorschläge gemacht worden, eine gleichmäßige
Verteilung der Belastung durch Unterteilung der Flächen in einzelne Abschnitte zu
bewirken, die auf Ausgleichheteln, Stahlkugeln, die miteinander in Berührung sind,
o. dgl. gelagert sind.
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Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, selbsttätig eine annähernd
gleiche Verteilung des Druckes trotz kleiner anfänglicher Unrichtigkeiten in einfacher
und wirksamer Weise herbeizuführen.
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Die Erfindung beruht auf dem Grundsatz, daß, wenn die Flächen von
zwei Platten oder anderen Elementen, die verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben
oder . auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden, so gestaltet werden, daß
ihre Umrisse einander ergänzen, daß diese Umrisse dann so gestaltet .werden können,
daß sie beim Steigen der Temperatur ein Näherzusammenkommen .der Platten o. dgl.
ermöglichen und umgekehrt.
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Auf den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Abb. r zeigt ein zylindrisches Lager mit Ausgleichungsstreifen in der
oberen Hälfte in Ansicht und in der unteren Hälfte im senkrechten Längsschnitt.
Abb.2 ist ein Querschnitt nach Linie A-A von Abb. z. Abb. 3 zeigt in ähnlicher Weise
wie Abb. i ein zylindrisches Lager mit kegelförmigen Ausgleichungspflöcken. Abb.
¢ ist ein Durchschnitt nach Linie B-B von Abb. 3. Abb. q.a,
4b und
4c zeigen in ähnlicher Weise wie die untere Hälfte von Abb. 3 verschiedene Aus-.tührungsformen
der kegeligen Pflöcke. Abb. 5 zeigt die Anordnung einer Anzahl von. kegeligen Ausgleichungspflöcken
an einem drehbaren Druckstück, wobei auf der linken Hälfte die Rückenplatte in Ansicht
dargestellt ist, während auf der rechten Hälfte die Rückenplatte fortgenommen ist,
um die Pflöcke zu zeigen. Abb. 6 ist ein Schnitt nach Linie C-C von Abb. 5. Abb.
7 ist ein Schnitt durch ein Druckstück, ähnlich wie Abb. 6, aber mit Ausgleichungsschrauben
statt der kegeligen Pflöcke. Abb. 8 zeigt im Schnitt eine besondere Ausführungsform
einer Ausgleichungsschraube mit unterbrochenem :Gewinde. Abb. 8a zeigt die in das
Druckstück eingesetzte Schraube in Oberansicht. Abb.8b ist ein Ouerschnitt durch
die Schraube. Abb. 9 zeigt eine weitere Abänderung, bei der die Schraube sich nicht
unmittelbar gegen die Rückenplatte legt, wie in Abb. 7 dargestellt, sondern in eine
Zwischenplatte aus Messing eingeschraubt ist. Abb. io zeigt eine ähnliche Anordnung
für einen doppelt kegeligen Pflock. ebb. ii zeigt einen mit kegeligen Ausgleichungspflöcken
ausgestatteten Kreuzkopf in seiner oberen Hälfte im Schnitt und in seiner unteren
Hälfte in Ansicht. Abb. 12 ist ein Querschnitt nach Linie D-D von Abb. ii. Abb.
13 zeigt einen der Gleitschuhe in Ansicht.
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Bei dem in Abb. i und 2 dargestellten Lager für eine zylindrische
Welle a ist in einer Messingbuchse b, die mit 'Weißmetall c ausgefüttert ist, eine
Anzahl ringsherumlaufender Nuten d mit schrägen Seitenwandungen angebracht, in denen
eine Anzahl von stählernen Segmenten e liegt. Jedes dieser Segmente erstreckt sich
nicht ganz über den halben Kreisumfang, kann aber auch ' aus kurzen Streifen bestehen.
die durch kleine Zwischenräume voneinander getrennt sind. Die Segmente e, mögen
sie nun kurz oderlang sein, können in der Buchse b durch Schrauben
f gehalten werden, die durch sie hindurchgreifen, und werden von einer Rückenplatte
1a aus geeignetem Stoff umfaßt.
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Wenn in einem solchen Lager eine örtliche Erhitzung stattfindet, wird
die Buchse b sich mehr ausdehnen als die Segmente e und letztere «-erden tiefer
in die 'Nuten d hineintreten, wobei die Überallabmessungen- des vereinigten Weißmetallfutters,
der Buchse .und der Segmente konstant gehalten werden, so daß ein Klemmen der Welle
vermieden wird.
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Bei der in Abb. 3 und 4 dargestellten Abänderung ist an Stelle der
Nuten ci eine Anzahl von kegelförmigen Löchern i in der Messingbuchse vorgesehen,
von denen jede einen kegelförmigen Stahlpflock g aufnimmt, der I durch Schrauben
f lose in seiner Lage gehalten wird.
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j In Abb. 4a ist eine besondere Ausführungsart eines Pflockes g1 dargestellt,
dessen Tragfläche stufenförmig mit kegeligen Flächen j1 j ausgebildet ist, die gleichachsig
liegen und eine gemeinsame Spitze haben. -Die Oberseiten j2 der Stufen sind ebenfalls
kegelig geformt, aber in umgekehrter Richtung, und haben einen geeigneten Spielraum,
wie in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. 4b zeigt eine andere Form eines Pflockes g2, bei .welchem die
kegeligen Flächen j3 ähnlich .den zuletzt beschriebenen gestaltet sind; aber die.Oberseiten
j1 der Stufen, die den erforderlichen Spielraum lassen, sind nach ebenen Flächen
gestaltet.
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Bei dem in Abb. 4c dargestellten Pflock g3 sind endlich nur zwei kegelige
Tragflächen j5 und je dargestellt, die ineinander liegen und ungefähr denselben
Hauptabstand von der Achse der Welle d haben, wobei ein ringförmiger Vorsprung f
der Büchse b auf seiner Innerseite mit der Fläche j5 zusammenwirkt, während auf
seiner Außenseite ein Spielraum vorhanden ist.
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Bei allen drei zuletzt beschriebenen Ausführungsformen ist die äußere
Fläche j$ kugelig gestaltet mit einem Halbmesser, der etwas kleiner ist als derjenige
der Bohrung der zylindrischen Rückenplatte, `wobei die Schrauben f in Fortfall gekommen
sind. Die Außenflächen der in Abb. 3 dargestellten Pflöcke g können in ähnlicher
Weise gestaltet sein und die Schrauhen können auch dort fortgelassen werden.
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In_ Abb. 5 und 6 ist ein Druckstück eines Lagers dargestellt, bei
welchem das aus Messing hergestellte Druckstück k reit Weißutetall in bekleidet
ist. Auf seiner Rückseite ist eine Anzahl von kegelförmigen Löchern ac vorgesehen.,
in die Stahlpflöcke o eingesetzt sind. Diese Stahlpflöcke o legen sich gegen eine
Rückenplatte c, die mit einem aus gehärtetem Stahl bestehenden. Mittelstück s versehen
ist, so daß das Druckstück sich in bekannter Weise hin, und her bewegen kann. Das
eigentliche Druckstück und die Rückenplatte werden dabei lose .durch den Schraubenbolzen
t zusammengehalten. Bei dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei dem zylindrischen
Lager eine Erhöhung der Temperatur bewirken, daß das aus Messing bestehende Druckstück
1c sich stärker ausdehnt als die Stahlpflöcke o, so daß diese tiefer in die Vertiefungen
des Druckstückes eintreten und die Überallabinessungen in einer Richtung recht-@:
rechtwinklig zu der Arbeitsfläche im wesentlichen konstant halten.
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In Abb. 7 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher
an Stelle der kegeligen
Pflöcke eine Anzahl von stählernen Schraubenbolzen
ii in die entsprechend mit 'Tutterge«-inde ausgestatteten Löcher des ans Messing
bestehenden Druckstückes k eingeschraubt sind. Bei dieser Ausführungsform wird der
zylindrische Stallpflock bei Ansteigen der Temperatur mehr und mehr Spielraum bekominen,
so daß er dementsprechend tiefer weiter in die Offnung einsinken kann. Ein Keil
r dient dazu, eine Drehuri --'des Pflockes zu verhindern.
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In Abb. 8, 8a ixnd 8b ist eine andere Ausführungsform dargestellt,
bei der ein Schraubenpflock üy so mit einer Anzahl von Längsnuten :e- versehen ist.
ähnlich wie bei dem Schraubenverschlußblock eines ' Geschützes, wobei die Löcher
mit entsprechendem -Muttergewinde zur Aufnahme der Schraubpflöcke versehen sind.
Bei -dieser Form der Erfindung kann der Keil r1 bogenförmig gestaltet sein, damit
er dem (las Gewinde unterbrechenden Schlitz entspricht. ' Wenn ein größerer Ausgleich
erwünscht ist, kann der Stahlpflock, anstatt sich unmittelbar gegen die Rückenplatte
r zu stützen, wie in Abb.7 dargestellt, verlängert werden, wie in. Abb. g veranschaulicht,
so daß er in 'eine andere Messingplatte hl eingeschraubt werden kann, die sich ihrerseits
gegen die Rückenplatte r stützt. so daß mit derselben Form des Schraubencrewindes
ein doppeltes Maß des Nachgehens erzielt wird. Auch bei dieser Ausführungsform kann
.ein Keil v verwendet werden, um eine Drehung .des Pflockes in seinem Loch zu verhindern.
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In Abb. io ist eine entsprechende Abänderung des kegelförmigen Pflockes
dargestellt, bei welcher der Pflock o' die Form eines Doppelkegels mit nach entgegengesetzten
Seiten aerichteteh Spitzen hat und in entsprechenden Löchern der Platten k und k1
liegt.
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In Abb. i i bis-43 ist ein nach der -rfindung ausgeführter Kreuzkopf
dargestellt, dessen Gleitbacken W mit einer Anzahl von kegelförmigen Löchern :2
versehen sind. Von diesen ist jedes mit einem Stahlpflock 3 versehen, .der bei Änderung
der Temperatur in der oben beschriebenen Weise zur Wirkung kommt.
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Da (las Lager von einer großen Zahl solcher Ausgleicheleinente getragen
wird, die als Säulen wirken, so wird die Einstellung der ganzen Fläche annähernd
beibehalten, trotz örtlicher :Moderungen des- Druckes und der Temperatur.
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Außerdem kann bei diesen Einrichtungen gewünschten Falles eine bestimmte
Höhe der Arbeitsfläche finit Bezug auf das Gehäuse des Lagers konstant erhalten
werden.
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Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann auch die sogenanate
Invar-Legierung an Stelle von Stahl l.enutzt werden, wodurch der Betrag der Ausgleichung
dann mehr als ver-=loppelt wird.
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Anstatt Metalle mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten zu verwenden,
können dieselben oder verschiedene Metalle, die denselben Ausdehnungskoeffizienten
besitzen, benutzt werden, wobei dann eine ungleiche Erhitzung die erforderliche
verschiedene Ausdehnung bewirkt.
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Die Umrisse der Tragfläche können eben, zylindrisch, kegelförmig oder
gekrümmt sein, und die Einzelheiten der Konstruktion können in verschiedener Weise.
geändert werden, ohne Ton dem Wesen .der Erfindung abzuweichen.