DE815872C

DE815872C - Zweiring-Verbundgleitlager mit kugelfoermigen Gleitflaechen

Info

Publication number: DE815872C
Application number: DEF2515A
Authority: DE
Inventors: Hans Feighofen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-08-26
Filing date: 1950-08-26
Publication date: 1951-10-04

Description

Zweiring-Verbundgleitlager mit kugelförmigen Gleitflächen Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiring-Verbundgleitlager mit kugelförmig ausgebildeter Gleitfläche. Der aus einem festen Werkstoff gefertigte Innenring hat an seinem äußeren kugelförmigen Umfang eine dem Stand der Technik entsprechende bestgeglättete Oberfläche. Der ebenfalls aus einem festen Werkstoff hergestellte Außenring erhält eine etwa kugelförmige Bohrung, wobei der kleinste Bohrungsdurchmesser etwas größer ist als der größte Durchmesser des Innenringes. Der bei konzentrischer Anordnung der vorbeschriebenen Ringe verbleibende Raum wird erfindungsgemäß mit Lagermetall ausgefüllt bzw. ausgegossen. Die Bohrung des Außenringes ist zuvor mechanisch, metallurgisch und/oder chemisch so zu behandeln, daß sich eine feste Bindung zwischen Außenring und Lagermetall ergibt. Demgegenüber wird die kugelförmig gestaltete Lauffläche des Innenringes so behandelt, daß nach erfolgtem Einguß des Lagermetalls sich zwischen diesem und der kugelförmigen Oberfläche des Innenringes eine Spielpassung (Lagerluft) ergibt.
Bekannt sind sog. Pendel-Kurzgleitlager mit radial oder axial geteiltem Außenring. Abgesehen davon, daß durch die beiderseitige Bearbeitung und passungsmäßige Abstimmung der Innen- und Außenkugelgleitfläche 'ein erheblicher Mehraufwand an Fertigungskosten entsteht, wird durch die unvermeidbare Unterbrechung der Lauffläche in der Teilfuge des Außenringes der im Schmierfilm herrschende Druck reduziert und damit die Tragfähigkeit dieser Lager nicht unwesentlich vermindert. Darüber hinaus sind die auf dieser Ebene liegenden bekannten Lagerkonstruktionen als Ein- oder Zweistofflager ausgeführt, die im allgemeinen nicht die hervorragenden Gleit-und Notlaufeigenschaften besitzen, wie dies bei dem Erfindungsgegenstand der Fall ist. Es sind ferner Gleitlager mit kugelbeweglicher Gleitfläche bekannt, wobei der Innenring außen mit einer Anzahl mechanisch befestigter und entsprechend geformter Gleitsteine bestückt ist. Neben den durch die komplizierte Konstruktion solcher Lager bedingten hohen Fertigungskosten ist auch deren Tragvermögen im Hinblick auf den hierbei unterbrochenen Schmierfilm geringer als bei den Kugelgleitflächenlagern gemäß Erfindung.
Schließlich sind noch Pendel-Kurzgleitlager bekannt mit ungeteiltem Innen- und Außenring. Die Kugelabmessungen beider Ringe sind hierbei mit entsprechender Lagerspielpassung aufeinander abgestimmt. Der Außenring hat zwecks Einführung des Innenringes zwei diametral zueinanderhegende Ausnehmungen, die der Breite des Innenringes entsprechen und im allgemeinen bis zur Mitte des Außenringes reichen, so daß der Innenring um 9o° zur Bohrung des Außenringes versetzt in diesen eingeführt und alsdann um den gleichen Winkel gedreht sich die Kugelflächen beider Ringe umspannen. Auch bei dieser Lagerkonstruktion sind im Hinblick auf die durch die Ausnehmungen bedingte Unterbrechung der Gleitfläche die gleichen negativen Trageigenschaften gegeben, wie dies bei den vorbeschriebenen bekannten Konstruktionen zutrifft.
Dem Bekannten gegenüber besteht die Erfindung darin, daß die kugelförmige Oberfläche des Innenringes c eine metallabweisende und die entsprechende Bohrung des Außenringes a eine metallbindende Ausbildung besitzt und daß der bei konzentrischer Lage des Innen- und Außenringes a, c (Abb. i) vorhandene Raum mit Lagermetall ausgegossen ist.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Schnitt durch das Kugelgleitlager, Abb. 2 Kugelgleitlager in Seitenansicht nach Abb. i, Abb. 3 Außenring für Kugelgleitlager im Schnitt, Abb. 4 Schnitt durch einen Außenring, Abb. 5 Kugelgleitlager im Schnitt, Abb.6 Seitenansicht des Kugelgleitlagers nach Abb. 5, Abb. 7 Kugelgleitlager im Schnitt, Abb. 8 Schnitt durch zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, Abb. 9 Kugelgleitlager im Schnitt, Abb. io Seitenansicht des Kugelgleitlagers gemäß Abb. 9.
Die beiden aus Stahl, Gußeisen oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellten Ringe a, c (Abb. i) werden konzentrisch ineinandergefügt und der verbleibende Zwischenraum mit Lagermetall b ausgegossen oder ausgeschleudert, nachdem zuvor die sehr glatte kugelförmige Oberfläche des Innenringes c mit einem metallabweisenden und die mehr oder weniger rauhe, in etwa kugelförmige Bohrung desAußenringesa mit einem metallbindenden Mittel behandelt wurden. Durch besondere Ausnehmungen bzw. Bohrungen d, f, h (Abb. 2, 3, 4 usw.) wird die Verklammerung und somit das Haftvermögen des Lagermetalls am Außenring a, e, g begünstigt.
In den Rahmen dieser Erfindung gehört die Ausbildung des Innenringes n (Abb. 5) mit Schmierfasen m sowie die Gestaltung des Außenringes k mit Schmiermittelabflußlöchern und -nuten o, i (Abb. 6). Durch die Schmierfasen m gelangt das Schmiermittel bis an den kleinsten Durchmesser der Gleitfläche und wird von hier aus, den Gesetzen der Hydrodynamik folgend, während des Betriebes zum größten Gleitdurchmesser fließen, um durch eine oder mehrere Ausflußöffnungen o wieder in den Schmiermittelsammelbehälter zurückzufließen. Hierbei gibt das Schmiermittel seine von den Lagergleitflächen mitgenommene Reibungswärme an den Lagerkörper ab, wodurch eine ausgeglichene Lagertemperatur und ein kontinuierlicher Schmiermittelfluß erreicht werden.
Durch die Ausbildung des Erfindungsgegenstandes mit Schmierfasen y am Lagermetallfutter q des Außenringes p (Abb. 7) wird die Schmiermittelzufuhr und somit das Auflaufen des Innenringes s auf den sich bildenden Schmierfilm begünstigt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird insbesondere bei größeren Wellenneigungen der Außen- oder der Innenring t, w (Abb. 8) breiter ausgeführt, so daß die volle Gleitfläche auch bei relativ großem Neigungswinkel des Innenringes v, w (Abb. 8) erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, den Außenring z (Abb. 9 und io) geteilt auszuführen. Der Spalt aa zwischen Innen- und Außenring bb, z kann hierbei sehr klein gehalten werden, so daß nur geringe Mengen Lagermetall zur Ausfüllung dieses Zwischenraumes notwendig sind. Der nach Abb.9 und io axial geteilte Außenring z kann auch radial geteilt und in ähnlicher Weise wie hier durch Lagermetall dd und Schwalbenschwanznuten cc zusammengegossen werden.
Es gehört schließlich noch in den Rahmen dieser Erfindung, einen aus Leichtmetall oder einem sonstigen Werkstoff mit großem Ausdehnungskoeffizient gefertigten und für die Bohrung des Innenringes passenden Dorn in letztere einzuführen und so zu erwärmen, daß sich der Innenring nicht über sein Elastizitätsmaß dehnt. Hierbei treten eine bleibende plastische Verformung und eine weitere Verfestigung des meist relativ weichen Lagermetalls ein, so daß auch auf diesem Wege die gewünschte Passung bzw. Lagerluft erreicht werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Zweiring-Verbundgleitlager mit kugelförmigen Gleitflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Oberfläche des Innenringes (c) eine metallabweisende und die entsprechende Bohrung des Außenringes (a) eine metallbindende Ausbildung besitzt und daß der bei konzentrischer Lage des Innen- und Außenringes (a, c in Abb. i) vorhandene Raum mit Lagermetall ausgegossen ist.
2. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Gleitfläche des Innenringes (c in Abb. i) mit Ruß, Graphit oder einem anderen geeigneten und metallabweisenden Stoff behandelt wird, so daß sich dieser Ring nach dem Ausguß in dem Metallfutter allseitig leicht bewegen läßt.
3. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (e, g in Abb. 3 und 4) durch Verzinnen seiner Bohrungsoberfläche oder durch Ausnehmungen (d, f, h in Abb. a, 3 und 4) so gestaltet wird, daß sich eine feste Bindung zwischen dem Außenring und dem Lagermetall ergibt.
4. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schmierfasen (m, r in Abb. 5 und 7) sowie Schmiermittelabflußlöcher bzw. -nuten (i, o in Abb. 5 und 6) ein kontinuierlicher Schmiermittelumlauf erzielt wird, wobei der Querschnitt der Schmiermittelabflußlöcher (o) so bemessen ist, daß an den Gleitflächen ein tragender Schmiermittelfilm bleibt.
5. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verbreiterung des Innen- oder Außenringes (t, w) die volle tragende Gleitfläche erhalten bleibt.
6. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axial oder radial geteilte Außenring (z in Abb. 9 und io) bei engstem Spalt mit Lagermetall (aa) zu einem in sich geschlossenen Ring verbunden wird.
7. Zweiring-Verbundgleitlager nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Kupfer oder Aluminium gefertigter, dem Durchmesser der Bohrung des Innenringes entsprechender Dorn geheizt wird und die hieraus resultierende Dehnung des Innenringes eine plastische Verformung und Verfestigung des Lagermetalls bzw. eine Vergrößerung der Lagerluft bewirkt.