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Längslager mit kippbaren Lagersegmenten zur Aufnahme der Lagerlast
einer Gegenlaufscheibe Die Frfiiidung bezieht sich auf Längslager, die mit kippbaren
Lagersegmenten zur Aufnahme der Lagerlast einer Gegenlaufscheibe ausgebildet sind.
Bei solchen Längslagern mit selbsttätig einstellbaren Lagersegmenten, die durch
Walzen, Kugeln oder Federn unterstützt sein können, ergeben sich bei liöliereii
Belastungen Lagerstörungen, die durch die verschiedenartigen Durchbiegungen und
Verwölbungen der gegeneinanderlaufenden Flächen hervorgerufen werden, wie dies die
im Schnitt gezeigten Lager der Fig. i und 2 erkennen lassen.
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Da durch die verschiedenartigen Durchbiegungen und Verwölbungen der
übereinandergleitenden Flächen ln@i Betriebslast die Dicke des Schmierspaltes in
radialer Richtung nicht über die gesamte Lagerbreite gleichbleibend stark ist, treten
bei solchen Lagern die ersten Lagerstörungen stets an den dünnsten Stellen der Schmierschicht
auf. Bei Lagern nach Fig. i beginnen die Beschädigungen aus diesem Grund am inneren
Rand der Segmente, wahrend bei den Segmentlagern mit Kugelunterstützung nach Fig.2
die Beschädigungen immer vorn mittleren Teil der Lagerfläche ihren Ausgang nehmen.
Da bei diesen Lagern nur ein Teil der Lagerfläche die Lagerlast wirksam übernimmt,
sind solche Lager in ihrer Tragfähigkeit nicht voll ausgenutzt, so daß Lagerstörungen
schon bei verhältnisinäßig geringen Belastungen auftreten.
Die Erfindung
hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu beheben und einen Schmierspalt in radialer Richtung
von praktisch gleichbleibender Stärke ohne besonders gefährdete Zonen im Lager zu
bilden.
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Erreicht wird dies dadurch, daß bei einem Längslager mit kippbaren
Lagersegmenten zur Aufnahme der Lagerlast einer Gegenlaufscheibe die einzelnen Segmente,
ihre Abstützung und die Gegenlaufscheibe eine solche Querschnittsbemessung erhalten,
daß sich die Neigungen und Verwölbungen der Lagerfläche unter der Betriebslast im
Sinne eines gleichbleibenden Schmierspaltes in radialer Richtung anpassen.
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Hierfür werden die einzelnen Lagersegmente an ihrem inneren und äußeren
Rand unterstützt, derart, daß sie unter der Betriebslast außer ihrer Kippbewegung
noch zusätzlich eine Durchwölbung erfahren, wobei zur Anpassung dieser Durchwölbung
an die sich auf den einzelnen Segmenten abstützende Gegenlaufscheibe diese so ausgebildet
sein kann, daß die Lagerlast annähernd auf dem Umfang des mittleren Durchmessers
der als Ring ausgebildeten Gegenlaufscheibe angreift, so daß die nach innen und
außen verlaufenden freien Ringzonen der Gegenlaufscheibe sich entsprechend der Durchwölbung
der einzelnen Segmente aufwölben, wobei noch die Ringzonen einen verjüngten Querschnitt
aufweisen können.
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Falls ein mittlerer Lastangriff nicht möglich ist, kann auch der Lastangriff
von der Gegenlaufscheibe auf die einzelnen Segmente von innen nach außen oder von
außen nach innen verlaufend erfolgen, wobei sich die Gegenlaufscheibe in radialer
Richtung aufwölbt. Um nun hierbei ebenfalls je nach Lage des Lastangriffes an den
entsprechenden Stellen der einzelnen Segmente eine gleichbleibende Schmierspaltstärke
zu erreichen, werden diese Segmente in demjenigen Belastungsbereich, der unmittelbar
bzw. annähernd in der Nähe des Lastangriffes liegt, vorzugsweise über ihre Lagerung,
d. h. ihr Widerlager, so in Richtung des Lastangriffes gegebenenfalls elastisch
verschiebbar gelagert, daß diese sich entsprechend der fehlenden Aufwölbung der
Gegenlaufscheibe zusätzlich in der Beanspruchungsrichtung verschieben.
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Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für
sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen.
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In Fig. 3 greift die Lagerlast in der Mitte bei 2 der ringförmig ausgebildeten
Lagerplatte i an, während die Lagersegmente 3 am inneren und äußeren Rand 4 und
5 unterstützt sind.
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Fig. 4 zeigt in einem Schnitt A-A der Fig. 3 die Draufsicht auf die
Michelsegmente 3 mit der Anordnung der Unterstützungsrollen 6 bei der eingetragenen
Drehrichtung der Lagerplatte i.
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Fig. 5 zeigt das Lager in belastetem Zustand. Wie aus dieser Darstellung
ersichtlich ist, bleibt bei entsprechender Wahl der Wandstärken der sich nach den
Enden zu beispielsweise verjüngenden Lagerplatte i und der Stärke der Michelsegmente
3 die Dicke des Schmierspaltes in radialer Richtung durch die Anpassung der Verwölbungen
aneinander konstant.
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In Fig.6 wird bei zentralem Lastangriff eine gleichbleibende Schmierschichtstärke
in radialer Richtung durch die zusätzliche, vorzugsweise elastische Verschiebung
des Widerlagers und der Abstützung der Michelsegmente an den äußeren und inneren
Rändern erreicht.
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Fig.7 zeigt die Verformungen dieses Lagers unter der Betriebslast.
Die Verschiebung des Widerlagers 9 und damit der Segmente 3 kann hierbei durch Anschlagringe
io, -rippen od. dgl. auf ein bestimmtes Maß begrenzt werden. Es ist auch möglich,
diese Teile frei federnd auszubilden. Werden die Durchmesser der inneren Bunde r
r der Kipprollen 6 nach Fig. 5 mit einem um die Durchfederung der Anlaufscheibe
kleineren Maß ausgeführt als die äußeren Bunde, so kann die Federung des Widerlagers
entfallen. Die Anlaufscheibe wird dann bei geringer Belastung erst am äußeren Rand
aufliegen und bei stärkerer Belastung sich mehr und mehr der schwach kegeligen und
durchgewölbten Lauffläche der Segmente anpassen. Statt die Segmente mit Hilfe von
Kipprollen zu lagern, können diese Segmente auch mit Kippkanten 12 nach Fig. 8 versehen
werden.
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Bei Verwendung eines starren, nicht federnden Widerlagers wird zweckmäßig
die Höhe der inneren Kippkante tun das Maß der Durchbiegung der Anlaufscheibe kleiner
gehalten als die entsprechende Höhe der äußeren Kippkante. Für Segmentlager mit
Kippwalzen oder Kippkanten, deren Mittellinien nicht im Mittelpunkt des Lagers zusammenlaufen,
sondern einen Mittelkreis tangieren, und bei denen die hinteren, äußeren Kanten
zur Schmierkeilverengung stärker ankippen sollen als die hinteren, inneren Kanten
der Segmente, gelten die gleichen Voraussetzungen. Greift die Lagerlast am äußeren
Rand der Anlaufscheibe an, so muß auch entsprechend der äußere Teil des Widerlagers
federnd ausgebildet bzw. die äußeren Bunddurchmes,ser der Rollen oder die äußeren
Höhen der Kippkanten in ihren Maßen kleiner gehalten werden als die entsprechenden
inneren Abmessungen dieser Teile. Auch bei KugelunterstÜtzung der Segmente an Stelle
der Kippwalzen gilt grundsätzlich das gleiche, wie dies die Fig. 9 und 9 a im unbelasteten
und belasteten Zustand zeigen.
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Es lassen sich auch Längslager herstellen, bei denen die Segmente
nicht als einzelne Teile, die um Walzen, Kanten oder Kugeln kippen, in das Lager
eingebracht werden, sondern bei denen die Segmente aus einem Ring herausgearbeitet
sind und die Schmierkeilbildung dusch entsprechend federndes Abkippen der eirizelncn
Segmente gegeneinander bewirkt wird. Ein solches Lager mit seinen hauptsächlichen
Einzelteilen ist in Fig. io bis 1,4 dargestellt.
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Fig. io zeigt die Zusammenstellung im unbelasteten, Fig. i i im belasteten
Zustand, während Fig. 12, 13 und 14 den Hauptt;il des Lagers, und zwar den
federnden Segnientring, in Draufsicht,
Seiten"# usiclit und iii
c inr-i#i Schnitt C-C der Fig. r r und Fig. 1,3 den federnden S-glnentring in perspe!<tivi@cilcr
Darstellung zeigt. In Fig. 15 ist ein Se@#rnent zur besseren Klaratellutig des Ringquarschnitts
aus (lern Ring herausgeschnitten.
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I)ul-cl, die Viiischintte 13 in der Lauffläche, die in 1?insciutltte
1-1 iin :iul!el-eil Mantelflansch 15 übergein#ii, scm ie durch clie Gestaltung der
inneren Stützfüße k üiincil die : inzelnen Segmente 3 unter der i)Itilmilrtsc!al,la:iung
federnd abkippen und die Schinieikciillil(Ituig sicherstellen. Alle Segmente li:ingen
iltirch den üul.teren Flansch mit dem sch,-afferten )uerschilitt (Fig. 14 und 15)
zusanlinen tillr1 I@11(leli eitteti einzigen Teil. Je nach denn Lastaugrift mid
der Durchfederung der Anlauf-Scheibe tielinicii infolge der Finsclinitte 13 und
14 Lind d-i- :\listiitzting der Scgniente über den äußeren Flansch 1 5 inid die
I#iil.ie 16 die Segmente eine solche @t@lluiil@ eilt, dal3 Tiber die radiale Breite
ein gleicher Schmierspalt eingehalten wird. Zur Verbessertiiig (1;-i- Kühlung kiiiinen
Kühlrippen iy zweckin@ißig ;tii der hl:iclie unter der Lauftläche.des Seginelltriiiges
ring- oder spiralförmig oder in Irgeu<lciner aiidereii \\'eise angeordnet sein,
wie dies die Vig. t 5 erkennen 1<ißt.
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Diese Kühlrippen können gleichzeitig durch kurveilf@irmige Lider andersartige
Bearbeitung als .-\nschlag zur Hc,grenzung der Durchfederung und der \'ert@<illlung
der einzelnen Segmente des Seginentring@#s dienen. Der C)uerschnitt des äußeren
.Flausches l3, der <lull Zusammenhalt der einzelnen Segmente sicherstellt, kann
zur Verbesserung der Festigkeit des Seguientringes zweckmäßig nach innen eine Verstärkung
1S aufweisen. Zur Erzielung eines geringen Öldurchsatzes durch das Lager werden
di0 ""Schnitte 13 in der Lagerfläche auf l A
ihrer ganzen T_änge oder mir
auf ihrem äußeren Teil sowie im oberen Teil dc#s äußeren Flansches sehr eng, nüiglichst
unter 2 111111, ausgeführt und der ätil.icre Flansch l; zur 1=Jberdeckung der Einschnitte
1d 1111 Segnientring möglichst bis fast an die Lauffliiche in (las \\'iderlager
eingelassen. Der Seginentring kann für den gleichen Zweck ohne Beeinträchtigung
;einer Federungseigenschaften mit einem kuliesitz in das NN\'iderlager 17 eingebracht
werden.
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Sind die Segmente, wie (lies insbesondere Fig. i5 zeigt, aus einem
ringförmigen zusammenhängenden Stuck durch die l,insclinitte 13, 14 leerausgearbeitet,
dann ist es auch möglich, falls auch der innere Ringteil aus Gründen der Festigkeit
zusammenhängend bleiben soll, die Einschnitte, und zwar insbesondere die Einschnitte
14, senkrecht zur Prehachse des Lagers bis durch den inneren, jetzt durchgehenden
Abstützungsrand durchlaufen zu lassen. Es werden auf diese Weise die einzelnen Kühlrippen,
falls das Lager mit solchen versehen ist, und der äußere und innere Rand L-förmig
angeschnitten, alter der innere Zusammenhang sowohl der Kühlrippen als auch der
inneren und äußeren Ränder nicht gestört.