DE6610102U

DE6610102U - Vorrichtung zur selbsttaetigen ausrichtung von gleitlagern, insbesondere von spiralnutlagern.

Info

Publication number: DE6610102U
Application number: DE19686610102
Authority: DE
Original assignee: Svenska Kullagerfabriken AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 1967-08-10
Filing date: 1968-08-02
Publication date: 1973-03-15
Also published as: GB1234837A; FR1577608A; AT295940B; CH509522A; NL6811391A; DE1775350A1; SE325755B

Description

_{n p n} P.A.ii52 922-2.B.68 k

Der Patentanwalt Dipl-Inc. W. Beyer

FRANKFURT/MAIN FREIHERR-VOM-STEIN-STRAS5E ie In Sachen: At.ι f^

Aktiebolaget Svenska D

Kullagerfabriken
Göteborg / Schweden
Hornsgatan 1

* ; Vorrichtung zur selbsttätigen Ausrichtung

von (rleitlagem, insbesonderen von Spiral= nutlagern.

Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr. 11 3^5/67 vom 10.August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Ausrichtung eines Lagers, insbesondere eines Axialdrucklagers ,durch die Ausbildung eines die Belastung aufnehmenden ölfilmes.

Mehrere Ausführungen zur Erzielung einer selbsttätigen Ausrichtimg eines Lagerteiles in Beziehung zu einem Gegenstück sind bereits vorgeschlagen worden, wie beispielsweise der Einbau der Teile in einen Kardan oder an eine Kugel oder eine Solle. Ausführungen dieser Art sind mit dem Nachteil behaftet, (Q) daß sich die Belastung tun die Befestigungspunkte konzentriert, was zu unerwünschten Deformationen in den einzelnen feilen führt. Diese Nachteile werden besonders dann offensichtlich, wenn große Lagerbelastungen auftreten oder wenn der Ölfilm zwischen den Einzelteilen nur dunnschicirfcig ausgebildet ist. Die Gefahr einer Berührung der deformierten metallischen. Lagerflächen ist dann besonders gegeben.

Ausgleichsscheiben aus einem elastischen Material, wie z.B. Gummi, sind zur Herstellung einer Ausrichtung der Lagerteile ebenfalls verwendet worden. Das Material in. den Ausgleichs— scheiben muß dabei so ausgewählt und angeordnet; werden, daß

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es unter Belastung nicht nach außen fließen kann. Diese Voraussetzung macht die Verwendung eines verhältnismäßig festen Materials ß^ek notwendig, welches wiederum die gewünschten selbständig ausrichtenden Eigenschaften nicht oder nur unvollständig besitzt.

Aufgabe der- Erfindung ist es, eine Ausrichtvorrichtung für Gleitlager zu schaffen, bei der auch bei großer Lagerbelastung die Deformationen gering sind und ein· Kontakt der O deformierten Metallflächen sicher verhindert wird* Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei plattenförmige Lagerteile an ihren Rändern durch ein elastisches Wandteil miteinander verbunden sind und daß mindestens eine Kammer zur Aufnahme eines Fluides von den Lagerteilen eingeschlossen ist.

Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer beschrieben. Es zeigen:

. 1 das Prinzip der selbsttätigen Ausrichtung eines Lagers durch ein eingeschlossenes nmd,

5*ig. 2 ein Lager mit einer Zentralb'ffnung für eine das Lager durchragende Welle,

Xg. 3 einen selbsttätig ausrichtenden TTnterlegring Gummiwänden und einem "FHnfi"Tiv»T>»i _t

Eig. 4· ein Lagerteil gemäß Sig. 3 nach Einfüllen des Pluides,

Eig. 5 sin selbsirfeätig sieh ausrichtendes Lager mit;

GummxwandeiL "und ohne einem. Einfüllstutzen, bei dem die Ausrichiraiig durch. Deformation des Boden— ■ceiles erfolgt,

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Fig. 6 ein Lagerteil nach Fig. 2 nach Deformation des Bodenteiles,

Fig. 7 ein selbsttätig sich ausrichtendes Lagerteil

ähnlich der Bauart nach Fig. 3j bei dem die Ausrichtung durch Deformation eines in einer Kammer eingeschlossenen Flansches erfolgt,

Fig. 8 ein Lager, bei dem eine die Kammer einschließende Wand von einem elastischen Ring gebildet wird,

Fig. 9 ein Lager, bei dem das die Kammer einschließende Wandteil aus einem Gummiring besteht, welcher durch einen festen Ring gehalten wi*"d,

Fig.10 einen Querschnitt durch ein Lagerteil, bei dem die Kammer von zwei miteinander verschweißten Platten eingefaßt wird,

Fig. 1-1 die Ansieht einer Platte, die «inen Seil der Lagerkomponente nach Fig* "Q darstellt,

Fig. 12 eine weitere Ausführung der Verbindung zwischen den Platten gemäß Fig. 10.

Das Prinzip eines sich selbst ausrichtenden Lagers ist in Fig. 1 gezeigt. Eine obere tellerförmige Platte 1 und eine untere Platte 2 bilden zusammen mit einem elastischen Wandteil 3 eine geschlossene Kammer 4. Diese Kammer ist mit einem Fluid, vorzugsweise mit einer Flüssigkeit von geringer Kompressibilität, in der Weise gefüllt, daß das Fluid unabhängig von der möglichen Belastung einer der Platten sein Volumen behält-. Die Rückfederung der Einzelteile ist gering und das FlüssigkeitsvolBmen reicht aus, um eine winklige Verschiebung

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der Platten 1 und 2 gegeneinander zuzulassen.

Der in Fig. 1 als Balg-dose dargestellte elastische Wandteil 3 ist in der Weise ausgebildet, daß er nur einen geringen Widerstand gegen Axialverschiebungen der Platten gegeneinander aufweist, daß er aber keine durch den Druck des Fluides bewirkte Ausdehnung nach außen zulaßt. Sie obere Platte 1 trägt eine weitere Platte 5» deren obere abgedrehte Oberfläche mit einer Spiralnut versehen ist. Dieses Glied stellt s~. den Teil eines Lagers dar, welches allgemein als ein Spiralnutenlager bezeichnet wird. Ein derartiges Lager ist in A^erbindung mit Fig. 8 im einzelnen beschrieben. Wie Fig. 2 zeigt, kann das Lager mit einer Zentralöffnung versehen sein, in die eine Welle oder ähnliches eingesetzt werden' kann, wobei die Wandeinfassung dieser öffnung in obiger Weise ausgestaltet ist. Die Spiralnut 6 kann direkt auf einer der zwei Platten der Ausrichtvorrichtung angeordnet sein (Fig. 2).

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung ist ein elastischer Wandteil 7 aus iGummi oder ähnlichem Material mit einer oberen Platte 8 und einer abgedichteten unteren Platte 9 verbunden, deren Durchmesser größer als der der Platte 8 ist. Während (fg) des Einsetzens ." · der Wandteile ? sind die Platten, gegeneinander gepreßt, so daß der Gummi lediglich den Ringraum zwischen ;den Seitenflächen 10 und 11 der Platten ausfüllt. Diese Seiten- ^K- if lachen sind so bearbeitet, daß der Gummi darin festgehalten wird, wobei der Ringteil 12 der unteren Platte aur Verhinderung -·'·--· %es Anhaftens mit einem Agent behandelt worden ist.. Danach wird ein Fluid durch einen mit einer Abschließvorrichtung versehenen Einfüllkanal 13 zwischen die Platten eingefüllt bis die Komponenten in die in Fig. 4 dargestellte Lage gebracht sind. Während dieser Operation ist der Gummi zusammengedrückt, was seine Widerstandskraft gegen Abnutzung vergrößert. Die Distanz zwischen den Platten wird dann einige zehntel Millimeter betragen.

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Zwei weitere Ausführungsbeispiele, bei denen elastische Wandteile aus Gummi verwendet werden, sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist das Fluid durch, die Verbindung eines Djcäitiingsrandes 14 mit einem unteren Plattenelement 15 ·> durch das eine Kammer gebildet wird, eingeschlossen. Sobald die Verbindung des Wandteiles 17 abgeschlossen ist, wird ein Druck auf die oberen Ränder der Platten 18 und 19 ausgeübt. Die untere Platte 15 wird dann in der Weise getragen, daß sich der /~\ Rand 14 deformiert und die in Fig. 6 gezeigte zurückgedrückte Gestalt annimmt. Dies wird bewerkstelligt durch beispielsweise . Bewegen einer Kraft 18, z.B. einer Rollkraft, längs der Peripherie der oberen Platte. Danach kann eine Ausrichtung der Platten schon durch eine Geringe, von dem Widerstand des Wandteiles 17 abhängige Kraft erreicht werden.

Mit den Ausführungen gemäß Fig. 5 und 6 wird ein sicherer Unterdruck im Fluid erhalten, wenn das Lager unbelastet ist. Bei der Ausführung nach Fig. 7 wird ein solcher Unterdruck vermieden. Durch die Befestigung des Wandteiles 21 ist die Kammer 60 von einem Flansch 22 begrenzt, welcher sich an den inneren Rand 2$ der oberen Platte 24 dichtend anlegte O Durch eine rollende Belastung wird der Flansch 22 deformiert und in die gestrichelt eingezeichnete Position 25 gebracht. Durch die Deformation des Flansches 22 tritt demssufolge keine Veränderung des Kammervolumens ein, so daß der Druck des Fluides konstant gehalten wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung gemäß der Erfindung bei der das Wandteil aus einem elastischen Ring 23 besteht, welcher in einer Nut in einer Platte 24 angeordnet ist. Der Ring grenzt federnd an eine zweite Platte 25, deren obere Fläche mit einer Anzahl von Spiralnuten 26 versehen ist. Das Spiralnutenlager enthält ferner einen drehbaren Lagerkörper 27 und

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— O —

eine Ölaufnahme 28. Der Ölfilm zwischen der Platte 25 und dem Lagerkörper 27 ist mit Rücksicht auf die Axialbelastungen vorgesehen. Durch den Treibeffekt der Spiralnuten auf das Öl zwischen den koaxialen Flächen wird das öl von der· Peripherie der Platten in Richtung auf das Zentrum gedrückt, so daß ein hi er Hochdruck entsteht, der die Tragkraft vergrößert. Der Ring kann aus Gummi oder ähnlichem Material bestehen und zwischen • den Platten 24- und 25 eine geringe Menge eines Gleitmittels umschließen, vorzugsweise ein gleiches Gleitmittel wie es für

O die Spiralnuten in dem Lagergummi verwendet wird. Wenn das lager einer Belastung ausgesetzt wird, verkleinert sich der Abstand zwischen den zwei Platten und Tragdruck entsteht im Schmiermittel der Kammer 29·.- Sollte Fluid aus dem Zwischenraum im Ring ausfließen und sich somit das eingeschlossene Volumen unzulässig verkleinern, vergrößert sich die Kraftwirkung auf den Ring, wodurch sich gleichzeitig die Dichtungseigenschaften desselben töltver-größern. Durch die Wahl einer zweckmäßigen Größe der Kammer, bzw. des Durchmessers des Q-Ringes, wird eine Verteilung der Druckwirkung auf beide Seiten der Platte erreicht, welche zu einer geringstmöglichen Deformation führt. Sobald die Platten bestrebt sind gegeneinander eine winklige

S-*. Lage einzunehmen, wird der Widerstand des Ringes klein.

Statt eines elastischen Ringes kann das Wandteil gemäß Fig. 9 ausgestaltet sein, d.h. aus zwei Teilen bestehen, von denen ein innerer Ring 30 mit Dichtungsiippen aus Gummi oder ähnlichem Material und ein äußerer fester Hing 31 aus Metall besteht. Der Wandteil umschließt eine Kammer zwischen zwei Platten 32 und 33 für ein Fluid oder eine ähnlich viskose Substanz, deren Volumen so groß ist, daß die Distanz zwischen den Platten 32 und 33 im Zustand der Belastung um einiges größer als die Ringstärke JI ist. Der- Hing JO wird dann dichtend an den zwei Platten anliegen und es auf Grund seiner Elastizität gestatten, die Platten in verschiedene winklige Lagen gegen-

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einander zu bringen. ¥ie bei den oxigen, mit; einem O-Ring ausgestatteten Ausführungen kann der !Durchmesser der Kammer 34· so gewählt werden, daß sich, der Druck in zweckmäßiger Weise verteilt. Dadurch, wird eine minimale Deformation der durch die sich selbsttätig ausrichtende Vorrichtung getragenen Lagerkomponenten erreicht.

Eine typische Druckverteilung in einem Spiralnutenlager ist in Pig. 9 gezeigt. Die last auf der Lagerseite ist durch P^ gekennzeichnet. Der auf den Rand des Schraubennutlagers wirkende Druck ist am Rand Null und baut sich bis zu einem konstanten Wert über dem zentralen Teil des Lagers linear auf. Die Lastverteilung auf dieser Seite der Platte folgt der Linie 35. Um die kleinstmögliche Deformation der Platte zu erhalten, sind die Dichtungslippen des Ringes 30 in einem Abstand von der Plattenmitte angeordnet derart, daß der Druck in der selbsttätig sich ausrichtenden Vorrichtung» der sich in einer Kammer 34- ausbildet und mit dem Pfeil P2 bezeichnet ist, den durch die Linie 35 gekennzeichneten Lagerdruck ausgleicht.

Diese Bemessung der Druckfläche der Ausrichtvorrichtung kann natürlich auch bei den anderen Ausführungen verwendet und für den Gebrauch auch ringförmigerAusrichtvorrichtungen abgeändert werden. Wenn die sich selbst ausrichtende Vorrichtung beispielsweise in Verbindung mit einer Welle aus mehreren Teilen besteht, welche um den Schaft umlaufend aneinander befestigt sind, können die eingeschlossenen Kammern in den einzelnen Teilen untereinander durch einen oder mehrere Kanäle verbunden sein, um das Fluid von einer Kammer in die andere überzuleiten.

Eine erfindungsgemäße Ausführung, bei der die eingeschlossene Kammer von zwei miteinander verschweißten Platten begrenzt wird, ist in Pig. 10 dargestellt. Zwei schalenförmige Platten

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37 "un-cL $8, in diesem Beispiel als Bingteile ausgeführt, sind längs ihrer äußeren und inneren Bänder miteinander verschweißt. Eine geringe Menge eines viskosen ITuides ist in der Klammer 39 zwischen den Platten eingeschlossen und da die Platten relativ dünn ausgebildet sind, kann sich eine winklige Verschiebung zwischen einer oberen Komponente 4-0 und einem unteren Teil 41 vollziehen ohne Anwendung eines erheblichen Druckes. Die Platten 37 wicL können mit einem radialen Schlitz 42 versehen sein, der O das Anbringen des Ringsegmentes um die Welle erlaubt, ohne daß sein Einsetzen von einem Wellenende erfolgen muß-(Pig.11)

Eine weitere Ausführung der Verbindung.zwischen den Platten ist in Pig. 12 gezeigt. Ein Dichtungsteil aus elastischem Material ist zwischen die Platten 4-3 und 44 eingesetzt. Der Eand der einen Platte 44· ist so über die zweite Platte gebogen, daß eine dichtende Verbindung besteht.

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Claims

gnspr üche

1. Selbsttätig ausrichtbares Lager, dadurch. g e kenzeich.net , daß zwei plattenförmige Lagerteile (1, 2) an ihren Rändern durch ein elastisches Wandteil (3) miteinander verbunden sind und daß mindestens eine Kammer (A-) zur Aufnahme eines Fluides von den Einzelteilen (1^ 2, 3) eingeschlossen ist.

2. Lager nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Fläche eines der Lagerteile (1, 2) mit einer Spiralnut (6) versehen ist.

3· Lager nach Anspruch 1 und 2, dadurch. gekennzeichnet , daß der Wandteil (3) als Balg ausgebildet ist.

A-. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Wandteil als ringförmiges Gummielement zum Zusammenhalten der Randflächen der Lagerteile (8, 10) ausgebildet ist.

5. Lagern nach. Anspruch A-, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einleiten des Fluides in die oder in eine der Kammern nach dichtendem Einsetzen des elastischen Wandteiles (7) ein mit einer Abdichtvorrichtung versehener Füllkanal (13) vorgesehen ist.

6. Lager nach Anspruch A-, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verhinderung von Leckverlusten des Fluides zwischen der gefüllten Kammer (16) und dem Wandteil (17) während des üefestigungsVorganges eines der Lagerteile (ί5) deformierbar ausgebildet und mit einer dichtenden Kontaktfläche (14) versehen ist.

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7· lager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Wandteil als O-Ring (23) ausgebildet ist, wobei das !Fluid gleichzeitig als Gleitmittel dient*

8. Lager· nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Wandteil (30) in radialer Richtung durch einen festen Ring (3Ό gehalten ist, der so ausgebildet ist, daß kfein Kontakt mit den plattenförmigen Lager-CD teilen (32, 33) entsteht.

9. Lager nach Anspruch Λ und 2« dadurch gekennzeichnet , daß das Wandteil aus zwei an ihren Rändern verbundenen Platten (37» 38) zusammengesetzt ist.

10. Lager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Wandteil aus zwei Platten (4-31 ²^-) zusammengesetzt ist, deren radial äußere Teile durch einen umgebogenen äußeren Rand (46) einer Platte und durch einen zwischen die Plattenränder eingesetzten elastischen Dichtungsring (45) miteinander verbunden sind.