DE863880C

DE863880C - Achs- oder Spurlager

Info

Publication number: DE863880C
Application number: DET4421A
Authority: DE
Inventors: Robert Turk
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-25
Filing date: 1951-06-09
Publication date: 1953-01-19
Also published as: FR1051179A; BE504305A

Description

Es ist bei einseitig belasteten Achslagern bekannt, die Lagerschale mit einer flüssiges Schmiermittel unter Druck enthaltenden Druckkammer und einem sie umgebenden rahmenartigen Laufsitz zu versehen. Derartige Lagerschalen sitzen starr im Lagergehäuse und können den Bewegungen des Achsschenkels nicht folgen. Die Lägerschale wird sich daher bei jeder Lageveränderung der Radachse aus ihrer Normallage vom Achsschenkel leicht abheben und dadurch den Druck in der Laufsitzdruckkammer aufheben. D'ie Folge dieser Relativbewegungen zwischen Achsschenkel und Lagerschale ist ein rasches Ausleiern ihres rahmenartigen Laufsitzes und baldiges Undichtwerden der Druckkammer. Das Schmiermittel kann durch die undichte Stelle des Laufsitzes rasch entweichen und ist infolge des dadurch in der Druckkammer sinkenden Überdruckes nicht imstande, die am Achsschenkel aufruhenden Laufflächenteile zu schmieren, so daß diese nach kurzer Zeit nur wenig oder gar kein Schmiermittel mehr erhalten und heißilaufen. Dieser Mangel der Ausbildung und Lagerung der bekannten Lagerschalen mit rahmenartigem Laufsitz ist auch die Ursache, daß diese Lagerschalen sich trotz der Anordnung einer Schmiermittel unter Druck enthaltenden Kammer

bisher nicht bewähren konnten, ja sogar in ihrer Lebensdauer den normalen, mit glattem Laufsitz ausgestatteten, Lagerschalen unterlegen waren.

Gemäß der Erfindung werden nun alle diese Mangel dieser bekannten Lagerschalen mit rahmenartigem Laufsitz und Schmiermitteldruckkammer sowohl bei Achs- als auch bei Spurlagern dadurch behoben, daß im Lagergehäuse unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitsdruckpolsters

ίο eine Lagerschale nach allen Richtungen beweglich gelagert ist, deren vom rahmenartigen Lauf sitz umschlossene Druckkammer diirch einen Kanal mit dem Flüssigkeitsdruckpolster in Verbindung steht und von diesem im Ausmaß der jeweiligen Lagerbelastung mit Schmiermittel unter D'ruck versorgt wird.

D'urch diesen Flüssigkeitspolster ist die Lagerschale, z. B, von Eisenbahnachslagern, in der Lage, alle Bewegungen des Achsschenkels mitzumachen

ao und trotzdem mit ihrem rahmenartigen Laufsitzam Achsschenkelumfang satt sitzenzubleiben, so daß das unter Druck stehende flüssige Schmiermittel in der vom Achsschenkel und dem Lagerschalenlaufsitz eingeschlossenen Lager-Schalendruckkammer stets an allen Laufsitzstellen den gleichen Widerstand vorfindet und dadurch gezwungen wird, den ganzen Laufsitz gleichmäßig zu schmieren.

Weiter wird dadurch der große Vorteil erreicht, daß^t der jeweils auf das Lager ausgeübte Belastungsdruck vom Flüssigkeitspolster aufgenommen und auf das in der Lagerschalendruckkammer befindliche Schmiermittel übertragen wird. Der dichte Lauf sitz der Lagerschale bewirkt eine ausgezeichnete Abdichtung der Lagerschalendruckkammer und einen geringen Durchgang des Schmiermittels. Der Flüssigkeitspolster wirkt aber nicht nur als Druckübertragungsmittel, sondern auch als ein. unter D'ruck stehender Schmier mi ttelvorrat, der die Lagerschalenkammer unter allen Umständen mit Schmiermittel versorgt, auch wenn aus irgendeinem Grunde die das Schmiermittel unter D'ruck fördernde Pumpe vorübergehend aussetzen würde. Der Flüssigkeitspolster sorgt auch dafür, daßl schon beim Anfahren des Rotors die erforderliche Schmierung des Achsschenkels sofort mit voller Wirkung eintritt.

Die Vorbedingung für den angegebenen Effekt ist der gut dichtende Sitz der Lagerschale am Achsschenkel, welcher eine ausreichende Schmierung bei sparsamstem Schmiermittelverbrauch nur dann gewährleistet, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der von der Außenkante des rahmenartigen Laufsitzes der Lagerschale am Achs- schenkelmantel umschriebene Gesamtflächeninhalt mit dem Flächeninhalt der Kolbenstirnfläche übereinstimmt oder diese Kolbenstirnfläche bei gleichbleibender Rahmenleistenbreite nach einer oder nach beiden Ausdehnungsrichttiugen" hin um maximal 4 mm übertrifft.

In· der Zeichnung ist die Erfindung an, zwei heispielsweisen Ausführungsformen eines Eisenbahnachslagers veranschaulicht. Die Abb. 1 und 2 zeigen schematisch "ein Eisenbahnachslager im Querschnitt und Längsschnitt. Die Abb. 31 und 4 stellen die Lagerschale in Verbindung mit einem Achsschenkel und einem in ein beliebiges Lager einbaubaren D'ruckkammergehäuse im Querschnitt und in Ansicht auf den Lauf sitz dar. In Abb. 5 ist die Lager-' schale schaubildlich veranschaulicht.

D'ie Lagerschale 2> des in den Abb. 1 und 2 dargestellten Eisenbahnachslagers sitzt mit einem rahmenartigen Laufsitz 31 auf dem Achsschenkel 1 auf, welcher zusammen mit dem rahmenartigen Lauf sitz eine aus dem Lagerschalenkörper 2 ausgenommene seichte Kammer 4 einschließt. Diese auf dem Umfang des Achsschenkels 11 auf ruhende Lauffläche 3 ist iri ihrer Giesamtbreite so bemessen, daß sie ausschließlich in einem Bereich 60¹⁰ rechts und links von der vertikalen Mittelebene des Achsschenkeis auf dessen Mäntelfläche zur Auflage kommt, in welchem vornehmlich die vertikalen Belastungskräfte auf ihn einwirken. Die Bfreite der aus der Lagerschale 2 auf der Laufflächenseite ausgesparten Druckkammer 4 ist so groß zu wählen, daß ein 14 mm breiter Flächenstreifen als Lauffläche 3 allseits der Druckkammer 4 verbleibt, welche nur eine geringe Tiefe von zweckmäßig I bis 2 mm aufweist. Dieser Laufsitzstreifen bleibt in seiner Breite unbeeinflußt vom Achsschenkeldurchmesser, von dessen D'rehungsgeschwindigkeit und vom Auflagerdruck. Die Lagerschale 2 ist in ihrem Oberteil als zylindrischer Kolben 5 ausgebildet und mit diesem Kolben in eine im Lagergehäuse 6 vorgesehene Kammer 7 mit einem die Beweglichkeit der Lagerschale nach allen Richtungen gewährleistenden Lagerspiel eingesetzt. Für das Ausmaß! der Verteilung des auf das Lager ausgeübten Auflagerdruckes auf den Laufsitz der Lagerschale ist es von Bedeutung, daß; der von der Außenkante der rahmenartigen Sitzfläche am Achsschenkelmantel umschriebene Gesamtflächeninhalt mindestens gleich dem Flächeninhalt der Kolbenstirrufläche ist, um den auf das Lager ausgeübten Auflagerdruck auf den Lauf sitz in einem Ausmaß zu übertragen, daß nebst einer guten Abdichtung der Lagerschalendruckkammer auch eine einwandfreie Schmierung bei sparsamstem. Schmiermittelaufwand gewährleistet wird. In dem einen oder anderen Fall kann es zur günstigen Verteilung des Auflagerdruckes zweckmäßig sein, diesen Gesamtflächeninhalt des Laufsitzes gegenüber dem Flächeninhalt der Kolbenstirnfläche dadurch zu vergrößern, daß der Lauf sitz über das übereinstimmende Flächenausmaß hinaus entweder in Richtung der Achse oder des Wellenumf anges oder in beiden Ausdehnungsrichtungen um maximal 4 mm überbaut bzw. vergrößert wird, wobei die Rahmenleistenbreite im Ausmaß von 14 mm beibehalten wird. Die zylindrische Mantelfläche des Kolbens 5 besitzt eine Rille zur Aufnahme eines Dichtungsringes S, welcher sich auch gegen die zylindrische Kammerwandung stützt und den zwischen Lagerschalenkolben 5 und Kammer 7 verbleibenden Hohlraum flüssigkeitsdicht abschließ*. Das Lagergehäuse 6 besitzt einen, über die

Anschlußmuffe 9 an eine Zuleitung id angeschlossenen Zulaufkanal 11 für das flüssige Schmiermittel. Dieser Zülaufkanal 111 mündet in der Kammer 7, welche in der weiteren Beschreibung auch als Flüssigkeitspolster bezeichnet ist. D'ieser Druckflüssigkeitspolster 7 wird durch eine im Schmiermittelsumpf 12' des Lagergehäuses 6 angeordnete Druckpumpe 13 mit Schmiermittel· versorgt. Diese Pumpe 1-3 wird durch einen Exzenter 14- des Achsschenkels 1 angetrieben und fördert mit ihrem ungefähr 6 mm starken Kolben flüssiges Schmiermittel nur in kleiner Menge, jedoch mit hohem Druck von z. B. 100 atü zum Druckflüssigkeitspolster. D'ieser steht durch eine oder mehrere die Lagerschale 2 durchsetzende Kanäle 115 mit der Lagerschalendruckkammer 4 in Verbindung und überträgt daher den Flüssigkeitsdruck auf diese.

Im leeren Zustand des Flüssigkeitspolsters 7 sitzt das Lagergehäuse 6 unmittelbar auf derKolbenstirnfläche der Lagerschale 2 auf. Durch die Rotation des Achsschenkels ι wird die Druckpumpe 13 mittels des Exzenters 14 betätigt und dadurch flüssiges Schmiermittel durch die Leitung no und den Kanal M in die Kammer 7 gedrückt und auf diese Weise ein Flüssigkeitspolster gebildet, der mit zunehmendem, der Lagerbelastung entsprechendem Druck das Anheben des Lagergehäuses 6 von der Kolbenstirnfläche der Lagerschale 2. bewerkstelligt. D'as der Kammer 7 zuströmende Schmiermittel gelangt aber auch durch die Kanäle 1:5 zu gleicher Zeit in die Lagerschalendruckkammer 4, welche dadurch sofort imstande ist, die rahmenartige Lauffläche 3 allseits gleichmäßig mit Schmiermittel zu versorgen. Es herrscht demnach im Flüssigkeitsdruckpolster 7 und in der Lagerschalendruckkammer 4 der gleiche Überdruck, welcher dem auf das Lager ausgeübten Belastungsdruck entgegenwirkt und eine einwandfreie Laufflächenschmierung gewährleistet. Der auf die Kolbenstirnfläche der Lagerschale 2 ausgeübte Flüssigkeitsdruck wird nur zum Teil von dem rahmenartigen Laufsitz 3 der Lagerschale 2 übernommen, weil der andere Teil von der in der Druckkamer 4 befindlichen Schmierflüssigkeit aufgenommen und aufgehoben, wird. Der Laufsitz 3 der Lagerschale 2 sitzt dadurch mit vermindertem Druck auf dem Umfang des Achsschenkels in der Art eines leichten Laufsitzes auf, der sich leicht und mit geringstem Schmiermittelaufwand schmieren läßt und eine bisher unerreichte Lebensdauer besitzt.

Um den Überdruck des Flüssigkeitspolsters durch die ständige Förderung von Schmiermittel nicht über das erforderliche, dem jeweiligen Belastungsdruck entsprechende Maß; hinaus zu steigern und ein damit verbundenes übermäßiges Abheben der Lagerschale zu vermeiden, ist ein Überströmventil 16 vorgesehen (Abb. 3), welches auf einen bestimmten Überdruck eingestellt ist und bei Überschreitung desselben flüssiges Schmiermittel aus dem Flüssigkeitspolster freigibt. Dieses Überströmventil 16 ist in einer zentralen Ausnehmung 17 des Kolbens 5 der Lagerschale 2 angeordnet und aus einem unter der Wirkung einer Feder ü8- stehenden Ventilschaft 119 gebildet, dessen Ventilkegel 16 eine in der D'ecke der Kammer 7 vorgesehene, als Ventilsitz ausgebildete Mündung eines Rücklaufkanals 20 absperrt. In der Ausnehmung 17 des Kolbens 5 sitzt außerdem noch ein schraubbarer Stellring 21, welcher der sich im Lagerschalenkolben 5 abstützenden Feder ΐ& als Widerlager dient und als ein axial zum Ventilschaft 19 verstellbarer Anschlag ausgebildet ist. an dem ein Bfund 22 des Schaftes ig unter dem D'ruck der Feder 18 anliegt. Blei normalem überdruck im Flüssigkeitspolster 7 schließt das Überströmventil 16 den· Rücklaufkanal 20 ab, so daß kein flüssiges Schmiermittel aus dem Flüssigkeitspolster 7 durch den Rücklaufkanal 20 entweichen kann. Wird jedoch der Überdruck im Flüssigkeitspolster 7 durch ständige Zufuhr von Dtuckflüssigkeit und damit das eingestellte Abstandmaß', des Kolbens 5 von der Decke der Kammer 7 überschritten, dann; hebt der Stellring 2:1 den Ventilkegel 1(6 von der Mündung des Rücklauf kanal s 20 ab, so daß das überschüssige flüssige Schmiermittel durch den Rücklauf kanal 2Κ> entweichen kann. D'er Rücklaufkanal 21ο¹ bleibt nur so lange frei, als das normale Überdruckmaßi wieder erreicht ist und dadurch das Lagergehäuse 6 sich wieder auf den Normal abstand der Kolbenetirnfläche genähert hat. Sinkt der Überdruck im D'ruckflüssigkeitspolster 7, so sinkt auch die 'Kammerdecke auf die Kolbenstirnfläche nieder, und der Ventilschaft 19 weicht unter zusätzlicher Spannung seiner Feder 18 zurück, wobei er den Rücklaufkanal 201 unter erhöihtem D'ruck geschlossen hält. Es ist klar, daß' durch axiales Verstellen des Stellringes 2H der axiale Bewegungsbereich des Ventilschaftes mehr oder minder verändert und dadurch auch die Höhe des Druckflüssigkeitspolsters auf jenes Maßi eingestellt werden kann, welches zur Spannung der Feder 18 auf das jeweils erwünschte Überdruckausmaß· erforderlich ist.

Gemäß dem in den Abb. 31 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagerschale 2 in einem besonderen Druckkammergehäuse 23 mit allseitigem Lagerspiel eingesetzt und durch den Dichtungsring 8 in der Kammer 7 flüssigkeitsdicht gehalten. Es herrschen, hier bei diesem D'ruckkammergehäuse die gleichen, schon beim ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Verhältnisse des Flüssigkeitsdruckpolsters, wehalb diese Merkmale nicht wiederholt werden. Das Dtuckkammergehäuse hat die normale Lagerlänge und zwei längsseits des Achsschenkels 1 fast bis zur Mittelebene reichende Anschlagschenkel, welche zwischen sich und der Mantelfläche des Achsschenkels ein großes Lagerspiel frei lassen und ausschließlich nur zur Sicherung dienen. Aus den Abb. 3 und 4 ist deutlich der Verlauf des Zulauf- und des Rück- iao laufkanals it bzw. 20 zu ersehen. Auch die Vterstellbarkeit des Stellringes 211 · kann aus der Abb. 3 ersehen- werden.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß das Lager auch als Spurlager mit gleicher Wirkung iss Verwendung finden, kann. Die Lagerschale hat in

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einem solchen Falle einen ebenen : ringförmigen Laufsitz von 5 mm Streifenbreite, auf welchem die Welle mit ihrer' Stirnfläche aufruht. Die kolbenärtige ^Lagerschale ist im D^frückkammergehäuse flüssigkeitsdicht,- jedoch beweglich auf - dem Flüssigkeitspolster gelagert, welcher mit unter Druck zugeführter'Schmierflüssigkeit gespeist wird und durch eine'^: Bohrung der Lagerschale mit deren vom ringförmigen Läufsitz umschlossenen Druckkammer in direkter Verbindung steht. "Es wird-ausdrücklich bemerkt, daß; die dargestellten Ausiührurigsfoeispiele nur zur prinzipiellen-V'eranschaulichüng der Erfindung dienen und diese- sich keineswegs¹ auf diese Beispiele beschränkt-. Außerdem wird darauf hingewiesen, daß das Achslager sich- nicht nur für Eisenbahnwaggons,-^;sondern auch für "Lager jeder Art von schweren' Maschinen eignet.

Claims

'Patentansprüche:

■^;· i. Achs-'oder Spurlager, welches einseitig ^! belastet: ist und dessen Lagerschale mit einem ·■-- rahmenartigen Lauf sitz am Achsschenkel aufsitzt und eine aus dem Schalenkörper aus- -■ genommene, vom rähmenartigen Laufsitz um-' schlossene- - Flüssigkeitsdruckkammer besitzt, ^welche- über eine Druckpumpe mit dem S chmiermittelsumpf des Lagers in Verbindung steht, :■· insbesondere Eisenbahnachslager, dadurch gekennzeichnet, daß im Lagergehäuse (6) unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitsdruck-■ ■·■■ polsters (7) eine Lagerschale (2) nach allenRich- -■-"" tungen beweglich gelagert ist, deren vom rahmen- '<■ - artigen 'Laufsitz (3) umschlossene Druckkammer (4) 'durch einen Kanal (»5) mit dem ¹ "Flüssigkeitsdruckpolster (7) in Verbindung steht "·■' und von diesem im Ausmaß der jeweiligen * -^!Lagerbelastung mit Schmiermittel unter Druck versorgt wird. ■

* " ' "-%-. Äehs- oder Spurlager nach Anspruch 1,

• dadurch gekennzeichnet, daß* die Lagerschale

- (ß) einen auf den Flüssigkeitsdruckpolster (7)

- "efciWirkenden¹ zylindrischen -Kolben; fs). besitzt^ welcher in einer den Flüssigkeitsdruckpolster ■ (7) einschließenden ,Druckkammer., des Lagerr

^: 'gehäuses (6)^;'oder eines in'- dieses eingesetzten Druckkammergehauses (23) nach. allen Rich-

' tungen hin beweglich, jedoch flüssigkeitsdicht

'•■sitzt. ■ ' " ■-■■■-■.

_' ■,. 3.^:Achslager nach den Ansprüchen i{ und 21, ^! dadurch- gekennzeichnet, daßi der rahmenartige

Läufsitz (3) der Lagerschale (12) innerhalb des Bereiches von 6oi° rechts und links von der vertikalen Mittelebene des Achsschenkels (1) liegt und die .Rahmenleistenbreite 14 mm beträgt.

4. Achs- und Spurlager nach den Ansprüchen i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß, der von der Außenkante des rahmenartigen Lagerschalehlaufsitzes (3) auf der Welle umschriebene Gesamtflächeninhalt mit dem Flächeninhalt der Stirnfläche des Lagerschalenkolbens übereinstimmt oder diese bei gleichbleibender . Rahmenleistenbreite nach einer oder beiden Ausdehnungsrichtungen um maximal 4 mm übertrifft.

5. Achs- oder Spurlager nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) der Lagerschale (2») und die Wandung der den Flüssigkeitsdruckpolster (7) umschließenden Druckkammer je einen Sitz für eine ölfeste Dichtungseinlage (8) besitzen, welche die freie Beweglichkeit des Kolbens (5.) und damit der Lagerschale (2) gegenüber dem Lagergehäuse (6) und zugleich die Abdichtung des Flüssigkeitsdruckpolsters gewährleistet.

6. Achs- oder Spurlager nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß:

in das Druckkammergehäuse (6 oder 23) des ■ Flüssigkeitsdruckpolsters (7) ein von der beweglichen Lagerschale (2) gesteuertes, auf einen bestimmten Druck eingestelltes Überströmventil (16) eingebaut ist, welches einen Rücklaufkanal (20) für das überschüssige flüssige Schmiermittel freigibt.

7. Achs- oder Spurlager nach den Ansprüchen ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daiß ' das Überströmventil (iö) in einer Ausnehmung (17) des Kolbens (5) der Lagerschale (2) an- g₀ geordnet ist und mit seinem Ventilkegel eine im Gehäuse (6 oder 23) vorgesehene Mündung des Rücklaufkanals (20) unter dem Druck einer Feder (18) schließt, welche sich unter Zwischenschaltung eines Ventilschaftbundes (22) an einem in Richtung der Ventilbewegung verstellbaren Anschlag (21) der Lagerschale (2) abstützt und gleichzeitig auch den Ventilschaft (19) .- und damit die Ventilöffnung in Abhängigkeit von der vertikalen Relativbewegung zwischen Lagerschale (ß) und Lagergehäuse

(6 oder 23) steuert.

8. Spurlager nach den Ansprüchen 1, 2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rahmenartige Lauf sitz (3) einem Ring entspricht, dessen Sitzbreite 5 mm beträgt.

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