DE4002402C2 - Gleitlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Lager dieser Art sind aus dem Prospekt RW-1011 (4.86), Wülfel-Gleitlager Baureihe E, der Renk AG, Augsburg, Deutschland, bekannt.

Bei solchen Lagern hat der Lagerkörper eine kugel­ ausschnittförmige Ringfläche, oder mehrere solcher Ringflächen mit einem gemeinsamen Kugel-Mittelpunkt als Stützfläche, welche in einer entsprechend kugel­ ausschnittförmigen Aufnahmefläche des Gehäuses kugelartig schwenkbar untergebracht ist. Das Gehäuse und der Lagerkörper bestehen je aus zwei Teilen, deren Trennflächen sich in einer Ebene erstrecken, welche durch die Drehachse des Lagers geht. Die beiden Teile des Gehäuses klemmen den Lagerkörper zwischen sich ein, so daß er während normalen Betriebszuständen nicht relativ zum Gehäuse schwenkbar ist, sondern nur dann schwenkbar ist, solange die beiden Teile des Gehäuses noch nicht fest miteinander verbunden sind. Dadurch kann sich der Lagerkörper während der Montage, solange die beiden Gehäuseteile noch nicht miteinander endgültig verschraubt sind, auf die im Lager gelagerte Welle ausrichten, ohne daß mechanische Rest-Spannungen entstehen. Eine Bewegung des Lagerkörpers relativ zum Gehäuse während des Betriebes ist unerwünscht, da dies an ihnen zu Materialabnutzungen führen würde. Damit während der Montage, solange der Lagerkörper noch nicht zwischen den beiden Teilen des Gehäuses eingeklemmt ist, der Lagerkörper sich nicht beliebig weit relativ zum Gehäuse kugelförmig verschwenken oder in Umfangsrichtung verdrehen kann, ist mindestens ein Positioniermittel vorgesehen. Dies kann ein Stift sein, welcher in eine Ausnehmung des Lagerkörpers eingefügt ist, normalerweise eingeschraubt ist, und in eine gegenüberliegende Ausnehmung des Gehäuses hineinragt, in welcher der Stift Spielraum hat, damit sich der Lagerkörper relativ zum Gehäuse während der Montage einstellen kann. Je nach Verwendung des Lagers ist es erwünscht, daß der Lagerkörper mit dem Gehäuse elektrisch verbunden oder gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert ist. Im einen Falle möchte man elektrische Ströme ableiten, im anderen Falle möchte man elektrische Kriech-Ströme verhindern, damit diese keine elektrolytischen Materialveränderungen an den übergangsstellen zwischen dem Gehäuse und dem Lagerkörper hervorrufen. Wenn eine elektrische Isolation nicht erforderlich ist, dann besteht der Stift normalerweise aus Metall, und die Stützfläche des Lagerkörpers liegt direkt an der Aufnahmefläche des Gehäuses an. Wenn der Lagerkörper jedoch vom Gehäuse elektrisch isoliert sein muß, dann ist es bei den bekannten Lagern erforderlich, daß das Positioniermittel, also der Stift aus Metall, durch zusätzliche Isolationsmittel elektrisch vom Gehäuse getrennt wird, und es ist ferner erforderlich, zwischen die Stützfläche des Lagerkörpers und die Aufnahmefläche des Gehäuses eine Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material anzuordnen. Dadurch wird es jedoch außerdem erforderlich, für die isolierte Ausführungsform andere Gehäuse oder andere Lagerkörper zu verwenden als für die elektrisch leitende Ausführungsform, welche entsprechend der Dicke einer Isolierschicht andere Maße haben.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Gleitlager zu schaffen, welches für beide Anwendungsmöglichkeiten - einmal elektrische Verbindung zwischen Lagerkörper und Gehäuse und im anderen Fall eine elektrische Isolation zwischen Lagerkörper und Gehäuse verwendet werden kann, ohne daß dafür zwei verschiedene Arten von Lagerkörpern oder zwei verschiedene Arten von Gehäusen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Durch die Erfindung braucht nur noch eine Sorte von Gehäusen und von Lagerkörpern auf Lager gehalten zu werden, welche sowohl für die elektrisch leitende Ausführungsform als auch für die elektrisch isolierte Ausführungsform verwendet werden können. Es müssen lediglich zwei verschiedene Arten von Positioniermittel auf Lager gelegt werden. Diese sind jedoch wesentlich kleiner und billiger als die Gehäuse und die Lagerkörper.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das erste Positioniermittel aus mindestens je einem in einer Ausnehmung des Lagerkörpers befestigten Stift aus elektrisch leitendem Material und einer Druckfeder aus elektrisch leitendem Material besteht, die zwischen den Grund der Ausnehmung des Gehäuses und den Stift eingespannt ist. Damit wird eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Lagerkörper sichergestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung besteht die Isolierschicht aus einem federelastischen Material, welches in Lager-Radialrichtung um mindestens 0,1 mm komprimierbar ist, wenn die Isolierschicht bei der Montage in die Aufnahmefläche des Gehäuses so fest eingespannt wird, daß der Lagerkörper bei normalen Betriebsbelastungen sich nicht relativ zum Gehäuse verschwenken kann. Dies hat den Vorteil, daß das Gehäuse und der Lagerkörper mit größeren Maßtoleranzen als bisher hergestellt werden kann und trotzdem sowohl der Lagerkörper in der Aufnahmefläche des Gehäuses ausreichend festgehalten wird als auch Trennflächen zwischen Teilen des Gehäuses öldicht miteinander verbunden werden können.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf zwei bevorzugte Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Gleitlager nach der Erfindung, wobei eine Hälfte eines von zwei Teilen, aus welchen das Gehäuse besteht, weggeschnitten ist, so daß man auf die Trennfläche des unteren Teiles des Gehäuses sieht, mit einem ersten Positioniermittel, welches einen Lagerkörper elektrisch mit dem Gehäuse verbindet, und

Fig. 2 das Gleitlager von Fig. 1 mit einem zweiten Positioniermittel, welches aus elektrisch isolierendem Material besteht und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Lagerkörper verhindert.

Das in den Fig. 1 und 2 in Draufsicht dargestellte Gleitlager nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 aus elektrisch leitendem Material, einem Lagerkörper 2 aus elektrisch leitendem Material, und einem Ölring 3, welcher von einer im Lagerkörper 2 gelagerten Welle 4 in Rotation versetzt wird und dadurch aus einem Ölsumpf im Gehäuse 1 Öl in bekannter Weise nach oben fördert, welches dann auf der Oberseite des Lagerkörpers 2 in den Lagerkörper hinein zwischen dessen Lagerfläche und die Welle 4 fließt. Das Gehäuse 1 besteht aus einem unteren Gehäuseteil 7 und einem oberen Gehäuseteil 8, deren horizontale Trennflächen, von welchen nur die Trennfläche 9 des unteren Gehäuseteils 7 in der Zeichnung ersichtlich ist, flüssigkeitsdicht durch Schraubverbindungen 10 miteinander verbunden sind, welche durch den oberen Gehäuseteil 8 in Gewindebohrungen 11 des unteren Gehäuseteils 7 geschraubt sind. Der Lagerkörper 2 besteht in bekannter Weise ebenfalls aus zwei Teilen, nämlich einer unteren Lagerschale und einer oberen Lagerschale, deren Trennebene in der gleichen Ebene liegt wie die Trennflächen 9 der beiden Gehäuseteile 7 und 8.

Das Gehäuse 1 hat in axialer Mitte einen ringförmigen Steg 15 mit einer ringförmigen, kugelausschnittförmigen Aufnahmefläche 16, deren Kugelmittelpunkt 17 auf der Drehachse 19 des Lagers liegt. Der Lagerkörper 2 ist in axialer Mitte mit einer ihn umgebenden ringförmigen, kugelausschnittförmigen Stützfläche 18 versehen, deren Kugelmittelpunkt ebenfalls im Mittelpunkt 17 der Aufnahmefläche 16 liegt. Zwischen die Aufnahmefläche 16 des Gehäuses 1 und die Stützfläche 18 des Lagerkörpers 2 ist ein Isolierring 20 aus elektrisch isolierendem Material eingespannt, so daß der Lagerkörper 2 vom Gehäuse 1 elektrisch getrennt ist. Der Isolierring 20 besteht aus einem federelastischen komprimierbaren Material, so daß die Dicke des Isolierringes 20 um mindestens 0,1 mm zusammendrückbar ist, wenn der obere Gehäuseteile 8 auf den unteren Gehäuseteil 7 aufgesetzt und daran befestigt wird. Durch die radiale Komprimierbarkeit des Isolierringes 20 können die Gehäuseteile 7 und 8 und der Lagerkörper 2 mit wesentlich größeren Maßtoleranzen hergestellt werden als bei bekannten Ausführungsformen, bei welchen kein Isolierring 20 vorhanden ist oder der Isolierring die Form einer dünnen, nicht komprimierbaren Isolierschicht hat.

In der Stützfläche 18 ist im Lagerkörper 2 eine Ausnehmung 22 in Form einer Gewindebohrung gebildet, in welche ein Gewindeabschnitt 23 eines Stiftes 24 aus elektrisch leitendem Material eingeschraubt ist. Der Stift 24 hat einen Ringbund 25 und einen im Durchmesser kleineren Stiftabschnitt 26, welche beide in eine Ausnehmung 28 hineinragen, die in der Aufnahmefläche 16 im unteren Gehäuseteil 7 gebildet ist. Der Stiftabschnitt 26 hat einen radialen Abstand vom Grund 30 des Ausschnittes 28 im unteren Gehäuseteil 7. Eine Druckfeder 32 ist auf den Stiftabschnitt 26 aufgesteckt und stützt sich einerseits am Grund 30 des Ausschnittes 28 im unteren Gehäuseteil 7 und andererseits am Ringbund 25 des Stiftes 24 ab. Dadurch bilden der Stift 24 aus elektrisch leitendem Material und die Druckfeder 32, welche ebenfalls aus elektrisch leitendem Material besteht, ein erstes Positioniermittel, welches radial und axial Abstand von den Wänden der Ausnehmung 28 des unteren Gehäuseteils 7 hat und dadurch eine Bewegung des Lagerkörpers 2 relativ zum Gehäuse 1 erlaubt, solange der obere Gehäuseteil 8 noch nicht mit dem unteren Gehäuseteil 7 fest verbunden ist und dadurch der Isolierring 20 noch nicht eingespannt ist. Durch die elektrische Leitfähigkeit des Stiftes 24 und der Druckfeder 32, und den Kontakt-Druck der Druckfeder 32, bilden diese ersten Positioniermittel 24, 32 eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Lagerkörper 2 und dem Gehäuse l. Anstatt im unteren Gehäuseteil 7, oder zusätzlich, können solche erste Positioniermittel 24, 32 auch im oberen Gehäuseteil 8 vorgesehen sein. Damit der Isolierring 20 in seiner Dicke um mindestens 0,1 mm radial zusammengedrückt werden kann, muß seine radiale Dicke im entspannten Zustand (nicht zusammengedrückter Zustand) mindestens 0,2 mm betragen.

Fig. 2 zeigt das gleiche Gleitlager wie Fig. 1, wobei die ersten Positioniermittel, nämlich der Stift 24 aus elektrisch leitendem Material und die Druckfeder 32 aus elektrisch leitfähigem Material, ausgetauscht sind durch zweite Positioniermittel 30. Diese bestehen hier aus einem Stift aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, der einen Gewindeabschnitt 33 aufweist, welcher in die Gewindebohrung 22 des Lagerkörpers 2 eingeschraubt ist. Der Gewindeabschnitt 33 des Stiftes 30 aus elektrisch isolierendem Material hat die gleiche Gewindegröße wie der Gewindeabschnitt 23 des aus elektrisch leitendem Material bestehenden Stiftes 24 von Fig. 1. Der Stift 30 aus elektrisch isolierendem Material hat einen aus dem Lagerkörper 2 herausragenden Abschnitt 35, welcher vorzugsweise den gleichen Durchmesser hat wie der Ringbund 25 des elektrisch leitenden Stiftes 24 von Fig. 1. Der Abschnitt 35 des elektrisch nicht leitenden Stiftes 30 von Fig. 2 hat nach allen Seiten einen Abstand von den Wänden der Ausnehmung 28 im Gehäuse 1. Selbst wenn der Stift 30 oder dessen Abschnitt 35 die Wände der Ausnehmung 28 des Gehäuses 1 berührt, ist sichergestellt, daß das Gehäuse 1 vom Lagerkörper 2 elektrisch isoliert ist, da dieser Stift 30 aus elektrisch isolierendem Material besteht. Der Stift 30 aus elektrisch isolierendem Material hat die gleiche mechanische Funktion wie der Stift 24 aus elektrisch leitendem Material, indem er eine begrenzte Relativbewegung des Lagerkörpers 2 relativ zum Gehäuse erlauben soll. Durch einfaches Austauschen der ersten Positioniermittel 24, 32 von Fig. 1 aus elektrisch leitendem Material gegen das zweite Positioniermittel 30 in Form des elektrisch isolierenden Stiftes von Fig. 2 kann also das elektrisch leitfähige Lager von Fig. 1 in ein elektrisch isolierendes Lager nach Fig. 2 umgewandelt werden, und umgekehrt. Wesentlich dafür ist, daß die Ausnehmungen in Form der Gewindebohrung 22 im Lagerkörper 2 und die Ausnehmung 28 im Gehäuse 1 sowie die beiden Positioniermittel 24, 32 und 30 andererseits, so aufeinander abgestimmt sind, daß die beiden Positioniermittel gegeneinander ausgetauscht werden können und dabei die gleiche mechanische Funktion aufrechterhalten wird. Durch diesen einfachen Austausch der Positioniermittel 24, 32 gegen 30, oder umgekehrt, erhält man wahlweise eine elektrische Verbindung oder eine sichere elektrische Trennung des Lagerkörpers 2 vom Gehäuse 1.

Die Positioniermittel können selbstverständlich auch durch andere Elemente gebildet sein, beispielsweise ist es möglich, die Positioniermittel 24, 32 dadurch von einer elektrisch leitenden Version in eine nicht-leitende Version umzubauen, daß man die Druckfeder 32 gegen eine Kappe aus elektrisch isolierendem Material austauscht, welche auf den Stift 24 aus elektrisch leitendem Material wahlweise anstelle der Druckfeder 32 aufgesetzt wird.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, die durch den Isolierring 20 gegebene elektrische Isolierung zwischen dem Lagerkörper 2 und dem Gehäuse 1 durch die ersten Positioniermittel 24, 32 elektrisch zu überbrücken. Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, zwei Positioniermittel vorzusehen, nämlich einerseits elektrisch leitende 24, 32 nach Fig. 1 und andererseits elektrisch isolierende 35 nach Fig. 2, und diese beiden Positioniermittel sowie Ausnehmungen 22 und 28 im Lagerkörper 2 und im Gehäuse 1 so aufeinander abzustimmen, daß die beiden Positioniermittel wahlweise verwendet werden können, um dadurch auf einfache Weise ein elektrisch leitendes Gleitlager nach Fig. 1 oder ein elektrisch isolierendes Gleitlager nach Fig. 2 zu bilden.

Die Aufnahmefläche 16 und die Stützfläche 18 können entweder wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt je die Form eines Kugelausschnitt-Ringes haben, oder je die Form von mehreren Kugelausschnitt-Ringen mit einem gemeinsamen Kugelmittelpunkt 17.

Claims (3)

1. Gleitlager mit einem Gehäuse (1) aus elektrisch leitendem Material, mit einem darin schwenkbar angeordneten Lagerkörper (2) aus elektrisch leitendem Material, mit einer Isolierschicht (20) aus elektrisch isolierendem Material zwischen einer ringförmigen Aufnahmefläche (16) des Gehäuses (1) und einer sich darin abstützenden ringförmigen Stützfläche (18) des Lagerkörpers (2), wobei die Aufnahmefläche (16), die Isolierschicht (20) und die Stützfläche (18) zusammen ein Kugelgelenk mit einem Kugelmittelpunkt (17) bilden, um welchen der Lagerkörper (2) relativ zum Gehäuse (1) verschwenkbar ist, solange die Isolierschicht (20) während der Montage noch nicht mit der für die Lagerbenutzung erforderlichen Kraft eingespannt ist, und mit mindestens einem ersten Positioniermittel (24, 32), welches sich in Ausnehmungen (22, 28) des Lagerkörpers (2) und des Gehäuses (1) erstreckt und dadurch eine Bewegung dieser beiden Teile relativ zueinander beschränkt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Positioniermittel (24, 32) aus elektrisch leitendem Material besteht und eine elektrische Verbindung zwischen dem Lagerkörper (2) und dem Gehäuse (1) bildet, daß ein zweites Positioniermittel (30) vorgesehen ist, daß die beiden Positioniermittel (24, 32 einerseits und 30 andererseits) so aufeinander und auf die Ausnehmungen (22, 28) im Lagerkörper (2) und im Gehäuse (1) abgestimmt sind, daß diese beiden Positioniermittel wahlweise gegeneinander austauschbar sind, und daß das zweite Positioniermittel (30) mindestens teilweise aus elektrisch isolierendem Material besteht, durch welches diese zweiten Positioniermittel (30) zwischen dem Lagerkörper (2) und dem Gehäuse (1) eine elektrische Isolation bilden, auch dann, wenn diese zweiten Positioniermittel (30) sowohl mit dem Lagerkörper (2) als auch mit dem Gehäuse (1) Kontakt haben.

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Positioniermittel (24, 32) aus mindestens je einem in einer Ausnehmung (22) des Lagerkörpers (2) befestigten Stift (24) aus elektrisch leitendem Material und einer Druckfeder (32) aus elektrisch leitendem Material besteht, die zwischen den Grund (30) der Ausnehmung (28) des Gehäuses (1) und den Stift (24) eingespannt ist.

3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (20) aus einem elektrisch isolierenden, federelastischen Material besteht, welches in Lager-Radialrichtung um mindestens 0,1 mm in der Dicke komprimierbar ist, wenn die Isolierschicht (20) bei der Montage zwischen der Aufnahmefläche (16) des Gehäuses (1) und der Stützfläche (18) des Lagerkörpers (2) so fest eingespannt wird, daß der Lagerkörper (2) bei normalen Betriebsbelastungen sich nicht relativ zum Gehäuse (1) verschwenken kann.