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Schmiervorrichtung für Gleitlager, bei der das Schmiermittel durch
die Axialverschiebungen der Welle aus einer Schmierkammer zur Schmierstelle gedrückt
wird Es ist bekannt, bei Lagern, insbesondere bei Achslagern von Eisenbahnfahrzeugen,
die während der Fahrt auftretenden axialen Verschiebungen des Lagers auf der Achse
dazu auszunutzen, Schmiermittel in die Schmiernut des Lagers zu fördern. Zu diesem
Zweck ist vorgeschlagen worden, an der einen Seite des Lagers eine Kammer mit fester
Wandung anzuordnen, Das bei axialer Verschiebung der Achse in Richtung nach dieser
Kammer aus derselben durch das Achsende verdrängte Schmiermittel gelangt hierbei
durch Bohrungen zur Schmierstelle.
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Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß das Schmiermittel aus
der Schmierstelle durch den Spalt zwischen dem Lager und der Radnabe entweichen
kann, was insbesondere dann der Fall sein wird, wenn infolge heftiger axialer Schläge
der Druck des Schmiermittels in der Kammer sehr hoch ansteigt. Neben diesem Ölverlust
besteht weiterhin der Nachteil, daß bei umgekehrter Bewegungsrichtung der Achse
in der Kammer ein Unterdruck entsteht, der das Eindringen von Luft auf dem gleichen
Weg, auf dem das Öl austreten kann, zur Folge hat. Staub und Feuchtigkeit, die in
der so in das Lager eintretenden Luft enthalten sind, beeinträchtigen die Schmierfähigkeit
des Schmiermittels; außerdem bildet sich in der Kammer allmählich ein so großes
Luftpolster, das bei Axialbewegung der Welle komprimiert wird, ohne daß hierdurch
eine Schmiermittelförderung zur Schmierstelle hervorgerufen wird, da die Luft durch
den Spalt zwischen dem Lager und der Radnabe entweichen kann.
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Es ist fernerhin eine Schmiervorrichtung für Wälzlager bekannt, bei
der beiderseits des Lagerkörpers je eine Schmiermittelkammer angeordnet ist und
das Schmiermittel durch besondere Schmiernuten nach Art einer Förderschnecke den
zu schmierenden Stellen zugeführt wurde. Bei Wälzlagern normaler Konstruktion kann
jedoch keine nennenswerte Axialverschiebung, welche zur Schmiermittelförderung nutzbar
gemacht werden könnte, auftreten, und außerdem haben derartige Schmiervorrichtungen
den Nachteil, daß namentlich bei hohen Umlaufzahlen die Wälzkörper in dem Schmiermittelvorrat
einen Hohlraum, den sogenannten Käfig, bilden, welcher eine ausreichende Schmiermittelversorgung
unmöglich macht.
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Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für Gleitlager, bei
der das Schmiermittel durch die Axialverschiebungen der Welle aus einer Schmierkammer
zur Schmierstelle gedrückt wird, und besteht im wesentlichen darin, daß beiderseits
des Lagerkörpers an sich bekannte Schmiermittelkammern angeordnet und durch Drosselkanäle
miteinander verbunden sind und dem zu- und abnehmenden Druck des Schmiermittels
Ausgleichsmöglichkeiten bieten.
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Bei dem Lager nach der Erfindung wird in dieser Weise erreicht, daß
das Schmiermittel durch die Axialbewegungen der Welle ständig über die Schmierstelle
von einer Kammer
zur anderen und umgekehrt gefördert wird. Ein ständiger
Schmiermittelverlust, wie er bei den bekannten Lagern dieser Art mit, einerseits
angeordneter Schmierkammer nicht zu vermeiden war, tritt demnach bei dem Lager nach
der Erfindung nicht auf. Weiterhin kann bei dem Lager nach der Erfindung das Schmiermittel
von einer Kammer in die andere auch auf einem anderen Weg als über die Schmierstelle
gelangen, so daß bei heftigen Axialbewegungen oder sonstigen Drucksteigerungen das
Auftreten zu hoher Drücke in den Kammern vermieden werden kann, da ein Druckausgleich
von einer Schmierkammer zur an-deren über die Drosselkanäle eintreten kann.
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Um jedoch zu vermeiden, daß der Schmiermittelstrom auch bei langsamer
Axialbewegung der Welle in erster Linie durch diese Verbindungskanäle und nicht
durch den zur Schmierstelle führenden Kanal strömt, kann gemäß der Erfindung dem
Schmiermittel in den Drosselkanälen von einer Kammer zur anderen ein größerer Strömungswiderstand
geboten werden als in den Verbindungskanälen von jeder Kammer zur Schmierstelle.
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Eine besonders günstige Ausführungsforen der Erfindung besteht darin,
daß mindestens eine der beiderseits des Lagerkörpers angeordneten Schmierkammern
eine nachgiebige Wandung besitzt. Diese Ausführüngsform der Erfindung ist namentlich
für Lager mit großer . Axialverschieburig geeignet, wobei sich der Vorteil ergibt,
daß die nachgiebige Wandurig die durch Axialverschiebungen hervorgerufenen Drucksteigerungen
teilweise aufnimmt und ausgleicht. Fernerhin wird hierdurch noch die gute Abdichtung
der beiden Schmierkammern, welche für ein einwandfreies Arbeiten des Lagers nach
der Erfindung sehr wichtig ist, erleichtert. Zu diesem Zweck kann gemäß einem weiteren
Vorschlage der Erfindung die Wandung mindestens einer Schmierkammer membranartig
gestaltet sein, um gegen axiale, radiale und schiefwinklige Bewegungen nachgiebig
zu sein, so - daß sie allen Bewegungen der Achse leicht folgen kann und in jeder
Achsstellung zuverlässig abgedichtet ist.
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Gegebenenfalls kann bei der Erfindung auch ein Windkessel Anwendung
finden, welcher mit den Drosselkanälen und den Verbindungskanälen verbunden ist.
Dieser bietet bei großen Axialverschiebungen eine zuverlässige Sicherung gegen plötzlich
auftretende Druckstöße und Überbeanspruchungen. Durch den im Windkessel erzeugten
Druck wird das Schmiermittel allmählich wieder in die Kammern gedrängt.
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Um zu vermeiden, daß aus den Kammern Schmiermittel austritt, ist es
ferner notwendig, die Abdichtung der feststehenden Kammerwand gegen die umlaufende
Welle so auszubilden, daß Dichtheit auch bei der eigenartigen Beanspruchung erzielt
wird, der diese Dichtung beispielsweise bei den Kurbelzapfen dC Trieb- und Kuppelstangen
von Lokoinotiven ausgesetzt ist. Diese Zapfen beschreiben bekanntlich eine Zykloide;
die an den Umkehrpuhkten der Zykloide auftretenden Schläge würden bei einer üblichen,
auf dem Zapfen laufenden Dichtung ein Abheben der Dichtflächen und damit nicht nur
Ölverluste, sondern auch ein allmähliches Ausweiten der Dichtung hervorrufen. Gemäß
der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die feststehende, mit
der nachgiebigen Wand verbundene und die umlaufende, mit der Welle bzw. dem Zapfen
verbundene Dichtfläche in an sich bekannter Weise senkrecht zur Achse der Welle
bzw. des Zapfens stehen. Dadurch wird erreicht, daß beim Auftreten von Stößen die
Dichtflächen nicht voneinander abgehoben werden, sondern aufeinander gleiten, ohne
daß hierdurch ihre Dichtwirkung beeinträchtigt wird.
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In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. z die Lagerung einer durchgehenden Welle im Längsschnitt, Abb.2
die Lagerung eines Zapfens im Längsschnitt.
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Die Welle g wird in ihrem oberen Teil von der Lagerschale in umschlossen,
die ein- oder zweiteilig ausgebildet sein kann und im Lagerkasten d angeordnet ist.
Zu beiden Seiten des Lagers befindet sich je eine Kammer k bzw. k1, die durch die
am Lagerkasten a befestigten nachgiebigen Membranen b und b1 begrenzt werden und
mit Schmiermittel angefüllt sind. Gegen die umlaufende Welle sind diese Kammern
abgedichtet, einerseits durch eine Verstärkung e der Membran b, über die zum Zwecke
der Erhöhung der Dichtwirkung zwischen der Welle ä und der Verstärkung e eine Schlauchfeder
f gelegt ist, andererseits durch eine Verstärkung ei der Membran b1, die auf einem
Gleitring h des auf der Welle g sitzenden Rades i oder auch unmittelbar gegen das
Rad i läuft. Die Verstärkungen e und e' oder der Gleitring
h können auch besondere Dichtungen tragen.
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Die beiden Kammern k und k1 sind durch einen Kanal L in der
Lagerschale n1 verbunden, der aus den beiden Teilkanälen h und 12 besteht. Von diesem
Kanal zweigt der zur Schmiernut r führende Kanal p ab. Der Kanal Z ist dicht
an der Schmiernut r angeordnet und damit der zur Nut r führende Kanal p kurz. Infolgedessen
kann auch der Strömungswiderstand auf dem Wege 1, p, r
bzw.
1 2 , p, r von jeder Kammer zur Nut erfindungsgemäß
kleiner gehalten werden als der Strömungswiderstand in der Gesamtlänge des Kanals
L von einer Kammer zur anderen. Im Lagerkasten ist ein Schmi-ermittelbehälter q
angeordnet, der mit dein Verbindungskanal L durch den Kanal p1 in Verbindung steht.
Oberhalb des Schmiermittelbehälters q ist ein Windkessel t vorgesehen
mit Schraubverschluß u und einem das Schmiermittel vom Luftpolster trennenden Kolben.
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Die Wirkungsweise des Lagers nach Abb. i ist folgende: Bewegt sich
die Welle g während des Betriebes beispielsweise nach links, so wird der Rauminhalt
der Kammer lzl verringert. Der aus der Kammer k1 verdrängte Teil -des Schmiermittels
strömt infolge des geringen Widerstandes, den er auf diesem Weg findet, durch den
Kanalll und den Kanal p zur Schmiernut r, wo das Schmiermittel in der anschließenden
Schmiertasche in bekannter Weise von der drehenden Welle mitgenommen wird und so
zwischen Welle und Lagerschale gelangt. Der überschüssige Teil des verdrängten Schmiermittels
strömt durch den Kanal 1, weiter zur anderen Kammer k und kann von dieser
wegen der nachgiebigen Wandung b, b' aufgenommen werden. Erfolgt die Axialbewegung
der Welle schlagartig, so wird das Schmiermittel in der sich verkleinernden Kammer
unter einen solchen Druck gesetzt, daß es außerdem durch den Kanal p1 zum Schmiermittelraum
q und weiter zum Windkessel t strömt, in welchem der Druckstoß durch das Luftpolster
unter dem Schraubverschluß u abgefangen wird. Bei Axialbewegung der Welle in entgegengesetzter
Richtung kehrt sich die Strömungsrichtung des Schmiermittels im Kanal l um, die
Schmiernut r und der Windkessel t werden jedoch in gleicher Weise mit Schmierstoff
versorgt. Bleibt die axiale Bewegung der Welle längere Zeit aus, so wird die Schmiernut
infolge der Ausdehnung des Luftpolsters. aus den Behältern q und
t durch die Kanäle p1 und p mit Schmierstoff versehen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. z, die Glas Lager einer Lokomotivtreibstange
darstellt, ist nur eine der beiden Schmiermittelkammern mit einer, nachgiebigen
Wandung versehen. Diese Kammer wird gebildet durch die federnde Membran b, die einerseits
am Stangenkopf a befestigt ist, andererseits sich mit ihrer Verstärkung e gegen
einen an der den Zapfen g tragenden Wange i befestigten Ring f legt. Die Verstärkung
c vermag sich infolge der Anordnung der Dichtflächen, die senkrecht zur Achse des
Zapfens g verlaufen, gegen den Ring f zu verschieben, so daß bei den an den Umkehrpunkten
der vom Zapfen g .,beschriebenen Zykloide auftretenden Schlägen die beiden Dichtflächen
sich nicht voneinander ' abheben.
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Die äußere Kammer k, ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit starren
Wänden versehen und wird gebildet durch den am Stangenkopf befestigten Zylinder
c und den Deckel bi. In diesem ist ein Füllventil w für die Schmiermittelzuführung
vorgesehen, die jedoch auch durch Bohrungen im Zapfen g oder durch den mittels der
Schraube n verschlossenen Kanal q erfolgen kann. Die beiden Kammern k und hl sind,
wie beim ersten. Ausführungsbeispiel, durch den aus den Teilabschnitten 1l und 12
bestehenden Kanal L verbunden, an den mittels des kurzen Kanals p die Schmiernut
r angeschlossen ist.