DE674263C - Gleitlager - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gleitlager mit Kreislaufschmierung für horizontal oder genieigt angeordnete Wellen und bezweckt eine verbesserte Schmierung der Lagergleitflächen. Um bei einem Gleitlager ein hohes Tragvermögen zu erreichen und gleichzeitig einen zuverlässigen. Betrieb zu gewährleisten, ist es von größter Bedeutung, daß die Gleitflächen eine gute Schmiermittelzufuhr erfahren, damit ein tragfähiger Ölfilm zwischen ihnen unter allen Betriebsbedingungen aufrechterhalten wird, insbesondere in den Teilen, die die Lagerbelastung zu tragen haben. Dias Tragvermögen eines Gleitlagers hängt stark davon ab, ob Lufteinmischungen im Öl vorhanden sind roder nicht, denn Luftblasen, die insbesondere bei hohen Umdrehungszahlen leicht in das Öl hineinkommen können, setzen, das Tragvermögen des

ao Ölfilms in hohem Grade herab. Das Problem der Schmierung ist von besonderer Bedeutung bei solchen Lagerbauarten, die für horizontale oder geneigt angeordnete Wellen bestimmt sind und bei denen sich die Gleitflächen bei der Rotation zeitweilig über dem Ölspiegel im Lagergehäuse befinden; weiterhin bei solchen Lagern bzw. Belastungsfällen, bei denen über dem Ölspiegel im Lagergehäuse liegende Teile der Gleitflächen Belastungen unterworfen sind, wie z. B. bei Lagern, die axialen Schub aufzunehmen haben.

Es sind Lager bekannt, die im umlaufenden Lagerteil von den zu schmierenden Flächen räumlich getrennte Hohlräume aufweisen, aus denen heraus das Schmiermittel durch Kanäle infolge der Fliehkraftwirkung den zu schmierenden Lagerflächen zugeführt wird. Soweit es sich hier um Lager für horizontale Wellen handelt, sind die Lager nur für innere Ölschmierung bestimmt, d. h. sie habein kein äußeres Ölbad, von dem aus Schmieröl den Gleitflächen zugeführt wird." Die bekannten Einrichtungen haben alle den Nachteil, daß der umlaufende Lagerteil mehrere axial inebeneinanderliegende Ölzuführungskanäle besitzt, wodurch das Lager einmal komplizierter wird und des weiteren die äußeren Kanäle nur einen ganz kleinen Teil der Gleitfläche zu schmieren vermögen. Weil das Öl von den letztgenannten Kanälen zu den Austrittsstellen an der Gleitfläche den kürzesten Weg hat und also hierdurch einem verhältnismäßig niedrigen Widerstand ausgesetzt wird, strömt eine verhältnismäßig große Ölmenge durch diese Kanäle. Was naturgemäß nicht wünschenswert ist, da die ganze vorhandene Ölmenge für eine wirksame. Schmierung sich über möglichst große Teile der Gleitfläche ausbreiten muß.

Demgegenüber kennzeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß das Lager mit einem äußeren Ölbad versehen ist und

daß die Hohlräume im umlaufenden Lagerteil bei ihrem Durchgang durch das im unteren Lagergehäuse befindliche Ölbad jeweils Öl aufnehmen und mitnehmen und daß weiterhin die Zufuhr des Schmiermittels aus diesen Hohlräumen zu der Gleitfläche im wesentlichein nur in oder nahezu in einer Ebene (Mittelebene der Gleitfläche) erfolgt. Hierdurch wird eine außerordentlich gute Schmierung sichergestellt, da das gesamte aus den Hohlräumen im umlaufenden Lagerteil der Gleitfläche zugeführte Öl von der Zuführungsstelle aus, sich über die Lagergleitfläche, und zwar im Falle von Axiallagern über die äußere Hälfte der Lagergleitfläche verteilt und diese wirksam schmiert.

Die Fig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt durch ein mit einem Radiallager vereinigtes Schublager gemäß der Erfindung; die Figur ist ein Schnitt nach der Linie I-1 der Fig. 3, die ihrerseits einen Schnitt nach der Schnittlinie III-III der Fig. 1 darstellt. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 1 und Fig. 4 ein Schnitt durch einen Teil der zusammenarbeitenden Gleitflächen des Schublagers.

In der Zeichnung bedeutet 2 ein Lagergehäuse, in dem teils ein Radialblocklager und teils ein Axial- oder Schublager eingebaut ist. Das Schublager umfaßt zwei ringförmige Elemente 73 und 74, die an der Welle 9 mittels einer Klemmhülse 72 befestigt sind, die ihrerseits vom einem Zapfen 71 gegen unerwünschte Verdrehung gesichert sein kann. Die Klemmhülse 72 ist im vorliegenden Fall sowohl für die rotierenden Teile des Axiallagers als für die des Radiallagers gemeinsam. Das letztgenannte Lager besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem an sich bekannten Blocklager, auf das hier nicht näher eingegangen werden soll. Zwischen den rotierenden Elementen 73 und 74 des Schublagers sitzt ein Kardanring 18, der mit zwei sich gegenüberliegenden, in Ausnehmungen 7 5 des Elementes 73 eingreifenden Vorsprüngen 7 8 gegen dieses Element anliegt. Auf der anderen Seite des Kardanringes 18 sind zwei ähnliche Vorsprünge 79 vorgesehen, die mit Ausnehmungen 76 in dem Element 74 zusammenarbeiten. Der Kardanring 18 ist außerdem mit zwei radial nach außen gerichteten Vorsprüngen 80 versehen, die gegenüber den Vorsprüngen 78,79 um 90° versetzt sind und in eine Spur 81 des die umlaufenden_; Gleitflächen des Schublagers aufweisenden Tragringes 82 eingreifen. Diese Gleitflächen sind im vorliegenden Fall schlitz- bzw. wellenförmig ausgebildet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Zwischen je zwei Wellen der Gleitfläche sind radiale Rillen 88 angeordnet. Die stillstehenden Gleitflächen werden von zwei mit dem Lagergehäuse verbundenen Ringelementen 85 gebildet, die an beiden Seiten des Tragringes 82 angeordnet sind. Die Ausnehmung 81 erstreckt sich über den ganzen inneren Umfang des Tragringes 82 und an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen sind Einführungsschlitze 83 vorgesehen, durch die hindurch die Zapfen 80 des Kardamringes in die Ausnehmung 81 eingeschoben werden können. Nach seiner Einführung wird der Kardanring um ungefähr 90⁰ verdreht, so daß seine Zapfen 80 außerhalb des Bereiches der Einführungssclilitze kommen. Zum Festhalten des Kardanringes in seiner neuen Lage dienen zwei halbe Verschlußringe 84, die in die Spur 81 zwischen den Zapfen 80 des Kardanringes eingelegt sind. Diese _ Sicherungselemente 84 machen die Drehung' des Kardanringes um 90⁰ in seine neue Lage mit. In der neuen Lage kann der Kardanring in irgendeiner Weise gesichert sein, damit er sich während des Betriebes des Lagers nicht unbeabsichtigt in der Spur 81 zu drehen vermag.

Das umlaufende Lagerelement 82 ist erfindungsgemäß mit Ausnehmungen oder Taschen versehen, die mit Öl aus dem umgebenden Lagergehäuse gefüllt werden und eine Art rotierenden Ölvorrats bilden, der die Gleit- go flächen mit Öl versieht. Im vorliegenden Falle wird dieser Ölvorrat durch Aussparungen 89 in den Verschlußringen 84 gebildet und außerdem kann der innere Durchmesser der Ringhälften 84 etwas größer gewählt werden als der Innendurchmesser des umlaufenden Elementes 82, so daß zwischen diesen Teilen eine ringförmige Aussparung entsteht, die radial nach innen Öffnet. Von den Ausnehmungen 89 gehen radial gerichtete Kanäle 90 aus, die sich in axial gerichtete Kanäle verzweigen, durch die hindurch das Schmiermittel in die Rillen 8 8 der Gleitfläche gelangt. Das Lager ist des weiteren so ausgeformt, daß Luft aus dem Lagerinneren beim !inbetriebsetzen des Lagers entfernt werden kann sowie daß beim normalen Betrieb eine Zirkulation des Öls sichergestellt wird. Zu "diesem Zweck dienen die Kanäle 87, die in der oberen Hälfte der festen Tragringe 85 vorgesehen sind und die sich von einem an dem äußeren Umkreis des Lagerelementes 82 befindlichen ringförmigen Raum aus zu der Innenseite der Elemente 8 5 erstrecken.

Das Lagergehäuse wird bis zu einer Höhe mit Öl gefüllt, so daß der Ölspiegel die untenliegende Innenkante des Tragringes 82 überdeckt. Bei dem Betrieb des Lagers strömt deshalb Öl in die vorerwähnten Ausnehmungen 89 bzw, in die ringförmigen Taschen zwischen den Elementen 84 und 82 hinein und wird durch die Umdrehung mitgenom-

men, so daß ein rotierender Ölvorrat gebildet wird. Vom diesem Ölvorrat fließt das Öl unter dem Einfluß der Fliehkraft durch die Kanäle 90 zu den Rillen 88 und gelangt somit in die Lagergleitflächen. Der das Element 82 umgebende Raum wird mit Öl gefüllt, wobei im Lager vorhandene Luft durch die Kanäle 87 entfernt wird, durch die hindurch sich beim normalen Betrieb die Ölzirkulation durch das Lager vollzieht. Gemäß der Erfindung wird eine ständig vorzügliche Schmierung der sämtlichen Teile der Gleitflächen sichergestellt, so daß das Lager ein hohes Tragvermögien erhält und ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Lager mit hohen Umdrehungszahlen, bei denen, für den Fall, daß Einrichtungen gemäß der Erfindung nicht vorgesehen sein sollten, gewisse Teile der Gleitflächen, und zwar die Inneren, ungenügend geschmiert werden würden, weil das im unteren Lagerteil zugeführte Öl nach außen, von den Gleitflächen abgeschleudert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das in die Gleitflächen einkommende Öl praktisch frei von Lufteinmischungen ist, weil im Öl vorhandene Luftblasen nach innen gegen die Lagermitte zu durch die Umdrehung des Öls entweichen können.

Um die Ölzufuhr zu den Gleitflächen noch mehr zu verbessern, können die Innenflächen der feststehenden Lagerringe 85 konisch ausgebildet sein, so daß Nuten 92 entstehen, in.

die Öl durch die Zentrifugalkraft infolge der schrägen Ausbildung der seitlichen Flächen 93 des rotierenden Lagerelementes 82 hineingeworfen wird und die hierdurch öl aufsammeln, das später den Lagergleitflächen zufließt.

Das in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulichte Axiallager ist, wie vorerwähnt, als Schlitzlager ausgeführt, wobei die eine Lagergleitfläche derart wellenförmig ausgebildet ist, daß das Öl, und zwar bei jeder Drehrichtung des Lagers, in keilförmige Spielräume eingepreßt wird. Die Tiefe a (Fig. 4) der Wellen kann zweckmäßig ein oder mehrere Hundertstel von Millimeter betragen und wird mit Rücksicht auf die Belastungsverhältnisse gewählt.

Der vorgenannte Kardanring 18 hat zur Aufgabe, eine dauernde Parallelität zwischen den Gleitflächen aufrechtzuerhalten, um ein möglichst hohes Tragvermögen des Lagers auch bei Schrägstellungen, Verbiegungen der Welle o. dgl. sicherzustellen. Zu diesem Zweck ist der Kardanring sowohl gegenüber den umlaufenden Elementen 73, 74 wie dem Tragring 82 beweglich, so daß sich die Welle in allen vorkommenden Lagen schräg einzustellem vermag, ohne daß Kantenpiessungen in den Ölfilmen 'entstehen. Derartige Schrägeins tellungen haben nur zur Folge, daß der Kardanring eine Schräglage gegenüber den umgebenden Organen einnimmt, ohne aber das Element 82 Drehmomenten auszusetzen. Der Kardanring 18 dreht sich dabei um seine Vorsprünge 78, 79 bzw. um die ihnen gegenüberliegenden, um 90⁰ versetzten Vorsprünge 80. Das Axiallager ist derart ausgebildet, daß es axiale Belastungen in beiden Richtungen mit Hilfe vqn einem einzelnen Kardan 18 aufzunehmen vermag. Wirkt der Schub in der Welle in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles, so wird dieser Schub über die Klemmhülse 7 2 auf das mit ihr fest verbundene Ringelement 73 und durch die Vorsprünge 78 hindurch auf den Kardanring 18 übertragein. Von hier aus wird der Schub durch die Zapfein8o des Kardanringes auf den rotierenden Tragring 82 überführt und von diesem auf den in Fig. 1 rechts gelegenen, feststehenden Tragring 85. Ist die Schubrichtung umgekehrt, so kommen entsprechende Elemente in der linken Lagerhälfte zur Wirkung.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gleitlager mit Kreislaufschmierung für horizontal oder schwach geneigte Wellein, das im umlaufenden Lagerteil von den zu schmierenden Flächen räumlich getrennte Hohlräume aufweist, aus denen heraus das Schmiermittel durch Kanäle infolge der Fliehkraftwirkung den zu schmierenden Lagerflächen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager mit einem äußeren Ölbad versehen ist und daß die Hohlräume im umlaufenden Lagerteil bei ihrem Durchgang durch das im unteren Lagergehäuse befindliche Ölbad jeweils Öl aufnehmen und mitnehmen und daß weiterhin die Zufuhr des Schmiermittels aus diesen Hohlräumen zu der Gleitfläche im wesentlichen nur in oder nahezu in einer Ebene (Mittelebene der Gleitfläche) erfolgt.

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß besondere Einrichtungen (Kanäle 87 o. dgl.) vorgesehen sind, die ein leichtes Absondern und Abführen von mit dem Schmieröl nach außen geschleuderter Luft ermöglichen und durch die hindurch gleichzeitig eine Ölzirkulation ermöglicht wird.

3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (92) der in festen Lagerteilen vorgeseheinen Ölzufuhrkanäle konisch aus- 121. gebildet sind und daß die an sie anschließenden seitlichen Flächen (93) der

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rotierenden Lagerteile abgeschrägt sind, derart, daß infolge dieser Abschrägungen unter dem Einfluß des Umlaufs Öl in die konischen Aussparungen der festen Lagerteile hineingeschleudert wird, das nach Aufhören der Ölförderung in der oberen Lagerhälfte in · die Lagergleitflache zurückfließt.

4. ■ Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; . daß die Rillen bzw. Taschen 'im umlaufenden Lagerteil radial gerichtet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen