DE464649C - Durch Rollanlauf entlastbares Gleitlager - Google Patents

Description

• Durch Rollanlauf entlastbares Gleitlager Bei mittleren und hohen Drehzahlen haben sich Gleitlager gut bewährt. Wenn für ausreichende Schmierung gesorgt ist, können auch große Drucke vom Ölfilm sicher getragen werden. Selbst erhebliche Druckschw ankungen bleiben ohne nachteilige Wirkung auf Lager und Welle, da sie von dem Ölfilm abgepuffert werden. Anders liegen die Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen. Hier tritt, je nach Lagerspiel, Druck, Schmiermittel und Drehzahl verschieden, Teilschmierung auf, die zur Abnutzung, gegebenenfalls zum Pressen und damit zur Beschädigung des Lagers führen kann. Jedes umlaufende System hat aber wenigstens vorübergehend niedrige Drehzahlen, nämlich bei An- und Auslauf. Die mit dem Vorhandensein von Teilschmierung verbundenen Gefahren bestehen also ganz allgemein für jedes Gleitlager.
• Rollager haben im Gebiete niedriger Drehzahlen diese Nachteile nicht. Einer ihrer bekanntesten Vorzüge besteht sogar in der geringen Anfangsreibung. Dafür treten aber namentlich bei höheren Drehzahlen andere Schwierigkeiten auf, z. B. die erheblichen Schwingungen, die sich schon äußerlich durch starkes Geräusch bemerkbar machen. Besonders bei großen Belastungen ist das Springen einzelner Kugeln zu befürchten. . Jede große und besonders schnelle Druckschwankung erhöht die Gefährdung des Lagers.
• Es sind nun Lagerungen bekannt, bei denen Gleit- und Rollager so vereinigt sind, daß jede Lagerart in dem für sie günstigen Gebiete zur Wirkung kommt. Die Einschaltung der einen bzw. Ausschaltung der anderen Lagerart wird durch lagerfremde Hilfsmittel erzielt, z. B. auf mechanischem oder hydraulischem Wege. Andere Lagerkombinationen bezwecken eine teilweise Entlastung der einen oder der anderen Lagerart.
• Die Erfindung betrifft ein durch Rollanlauf vollständig entlastbares Gleitlager. Zur Entlastung wird kein lagerfremdes Element, sondern nur die selbsttätige Bildung des Ölfilms im Gleitlager benutzt. Das Kombinationslager arbeitet bei niedrigen Drehzahlen als Rollager, während es bei höheren Drehzahlen als Gleitlager wirkt. Es bietet bei langsamem Umlauf der Welle, also besonders bei An- und Auslauf, den Vorteil der geringen rollenden Reibung.und vermeidet die Nachteile der Teilschmierung, während bei höheren Drehzahlen der tragfähige Ölfilm des Gleitlagers die Belastung und ihre Schwankungen aufnimmt und so die Schwingungen des Wälzlagers und seine weiteren Gefahren umgangen werden. Zugleich können die Rollkörper, die nur bei geringen Geschwindigkeiten Beanspruchungen unterliegen, schwach gehalten werden. Ebenso kann die Gleitlagerfläche knapp (verglichen mit bisherigen Lagern) bemessen werden, da man sehr hohe Drücke je Flächeneinheit zulassen kann; denn das Gleitlager arbeitet nur unter den Bedingungen der Vollschmierung. Der Werkstoff der Schale unterliegt daher nur der Forderung genügender Druckfestigkeit, sonst keiner Einschränkung. Es kann z. B. Stahl gewählt «erden, auch wenn die Welle gleichfalls aus Stahl besteht.
• In der Abb. i ist ein Lager der beschriebenen Wirkungsart beispielsweise schematisch dargestellt. Die Welle A vom Durchmesser b ist in der Schale SG des Gleitlagers von der Bohrung B gelagert, berührt diese jedoch auch in der Ruhe nicht, sondern hat von ihr an der tiefsten Stelle einen Abstand i. Nur vermöge des Rollagers W, hier eines Kugellagers, liegt die Welle in Ruhe im Lager auf. Bei Anlauf tritt zunächst die geringe Kugellagerreibung auf. Sobald j edoch die Drehzahl steigt, bildet das von der Welle mitgenommene Öl an der tiefsten Stelle eine keilige Schicht von der bekannten großen Tragfähigkeit. Die im Gleitlager quer bewegliche Welle wird angehoben und so glas Kugellager selbsttätig ausge-. schaltet. Die Anordnung ist natürlich entsprechend auch für die Fälle (z. B. Eisenbahnwagen) durchzuführen, -wo der Ölkeil oberhalb der Welle gebildet wird. Dann wird nicht der Zapfen, sondern der Lagerteil durch die Schmierschicht angehoben und so das Rollenlager von selbst ausgeschaltet. Konstruktiv ist allgemein zu bemerken, daß in der Ruhelage der Abstand t an der tiefsten (bzw. höchsten) Stelle zwischen Welle und Schale kleiner sein muß als die bei den größten im Betrieb vorgesehenen Drucken sich einstellende geringste Ölfilmdicke. Mit der Festlegung von i ist auch die Bohrung der Schale Sw des Wälzlagerteils gegeben. Die Lagerluft B-b des Gleitlagers richtet sich nach der nun bedeutend höheren zuzulassenden Belastung in der üblichen Art der Berechnung. Erwähnt sei noch, daß natürlich auch mehrere Rollager, -z. B. je eins an den Enden des Gleitlagers, verwendet werden können.
• Bei der geringen Beanspruchtmg;- der die Rollkörper infolge ihrer Wirksamkeit bei nur geringen Drehzahlen unterliegen, ist =es möglich, den gehärteten Zapfen unmittelbar als Lauffläche für sie zu verwenden. Als Rollenreihe um die Achse herum kann z. B. anstatt des sollständigen Rollagers der Abb. i der Käfig mit Walzen eines gebräuchlichen Rollenlagers gewählt werden. Der Käfig kann nunmehr sogar teilbar gemacht werden, da er nur für die Erhaltung des Walzenabstandes benötigt wird. Dann liegt sozusagen ein »teilbares Rollager« vor, das für schwer zugängliche Stellen besondere Vorteile bietet.
• In Abb.2 ist die Anwendung des Rollanlaufs für Längslager schematisch gezeigt. D1 ist ein ruhender Druckklotz in Aufsicht. Er ist nach der Seite des Druckbundes C der Welle A hin mit zwei schrägen Flächen versehen. Zwischen diesen Flächen und dem Ring C bildet sich bei Bewegung in bekannter Weise ein Ölkeil. Würde z. B. die Drehrichtung durch einen nach oben gerichteten Pfeil in der Zeichnung angedeutet, so würde zwischen der unteren der beiden schrägen Flächen des Druckklotzes D1 und dein Druckring C der Ölkeil gebildet, bei der entgegengesetzten Drehrichtung mit der oberen. Bei Anlauf unter Längsdruck wird nun auch beim Längslager wie in den beschriebenen Fällen des Querlagers zunächst nur Teilschmierung vorhanden sein. Auch hier sind daher Anlaufkugehi I( vorgesehen. D2 veranschaulicht einen Druckklotz in Seitenansicht, also einem Längsschnitt durch Welle und Lager entsprechend. Der Durchmesser der Kugeln K wird so gewählt, daß er wenig größer ist als die Dicke der Dnickklötze, aber kleiner als d, vermehrt um die geringste Olschichtdicke bei Vollschmierung. Statt der skizzierten Anordnung, bei der die Druckklötze außen liegen und der Ring der Wälzelemente innen liegt, kann auch die umgekehrte Folge statthaben. Ebenso ist der Einbau des Rollanlaufs nicht von der Art des Längslagers abhängig, er läßt sich z. B. auch bei Lagern mit kippbaren Druckklötzen durchführen. . Es ist ferner gleichgültig, ob das Längslager (wie in Xbb. 2 beispielsweise skizziert) waagerecht oder ob es senkrecht angeordnet ist.
• Abb.-3 zeigt schematisch eine Anordnung für Querlager, bei der das Rollager N' so angebracht ist, daß es, sobald das Gleitlager in Wirksamkeit tritt, als Schmierring arbeitet. Zwischen dem Teil Siy, der Lagerschale, der das Rollager trägt, und dem Gleitlagerschalenteil SG sind Durchbohrungen E vorhanden, durch die der Ölstand sls das Wälzlager erreichen kann. Läuft nach dem Anlauf Glas Rollager finit der Welle A um, so fördern Außenring und Rollkörper Öl, das von oben der Lagerschale und der Welle in bekannter Weise wieder zugeführt werden kann.
• Bei der Kleinheit -der Olschichtdicke erfordert besonders auch im Hinblick auf etwaige Formänderungen die Anordnung des Rollagers in allen vorgenannten Fällen große Genauib keit, damit die Rollkörper mit Sicherheit nur bei Vorhandensein von Teilschmierung in Wirksamkeit sind und sonst das Gesamtlager als Gleitlager arbeitet. Es ist daher zweckmäßig, eine Einstellbarkeit der Rollbahn vorzusehen. Eine solche ist z. B. in Abb. ¢ für ein Querlager skizziert, wo die Höhenverschiebung der Schale Sw durch die Führung F und den Keil H erfolgt. Die richtige Einstellung der keiligen Flächen und damit des Rollagers kann leicht, etwa durch einen Probelauf, überpriift und auch während des Betriebes verfolgt werden, da man stets das rechtzeitige Ausschalten des Rollagers am beginnenden Umlauf des Außenringes beobachten kann. Diese Einstellmöglichkeit besteht entsprechend natürlich auch für Drucklager.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Durch Rollanlauf entlastbares,Gleitlager, dadurch gekennzeichnet, daß Gleitlager und Rollager so zusammen angeordnet sind, daB bei niedriger Drehzahl die Welle nur von den Rollagern getragen wird, während bei höherer Drehzahl das Rollager durch den im Gleitlager sich bildenden Ölkeil ausgeschaltet wird und das Gleitlager allein die Belastung aufnimmt.
2. 2. Lagerung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzielung rollender Reibung dienenden Einrichtungen für das Gleitlager als Schmiervorrichtung arbeiten.
3. 3. Lagerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzielung rollender Reibung dienenden Einrichtungen einstellbar angeordnet sind.