DE894643C - Zapfenlagerung fuer Wellen in feinmechanischen Getrieben - Google Patents

Description

• Zapfenlagerung für Wellen in feinmechanischen Getrieben Die Erfindung betrifft eine Zapfenlagerung für Wellen in solchen feinmechanischen Getrieben, welche sowohl bei sehr hohen wie bei sehr tiefen Temperaturen arbeiten. Für feinmechanische Geräte, die in tropischen oder polaren Zonen eingesetzt werden, sind besondere Schmieröle geschaffen worden, welche beispielsweise bei -I- 6o° C oder aber bei entsprechenden Kältegraden einen genügenden Schmierfilm abgeben. Derartige Öle sind aber nicht geeignet, unter beiden Bedingungen, d. h. sowohl bei hohen Wärme- wie bei hohen Kältegraden, verwendet zu werden, sie verflüchtigen bzw. erstarren, und es wird dann die Reibung an der Lagerstelle derart erhöht, daß -die Getriebe, denen in der Regel nur eine verhältnismäßig geringe Antriebskraft zur Verfügung steht, zum Stillstand kommen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zapfenlagerung zu schaffen, welche mit ein und demselben Schmiermittel sowohl bei sehr hohen wie bei sehr niedrigen Temperaturen einwandfrei arbeitet. Ein Bedürfnis nach einer derartigen Lagerung besteht insbesondere bei den Laufwerken von wissenschaftlichem Gerät und Kriegsgerät, z. B. bei Zündern für Abschuß- und Abwurfgeschosse. Die Lösung der Erfindungsaufgabe besteht in dem Vorschlag, als Lagerwerkstoff feinporige, ölgesättigte Metallkeramik zu verwenden. Unter Metallkeramik werden die Erzeugnisse der Pulvermetallurgie verstanden, d. h. die aus Metallpulver durch einen Sinterungs- oder Frittungsprozeß hergestellten kompakten Metallkörper. Es ist eine Reihe von Herstellungsverfahren sowohl der Metallpulver wie der keramischen Metallkörper bekanntgeworden, die es ermöglichen, die Porigkeit den jeweiligen Erfordernissen entsprechend zu bestimmen.
• Die physikalische Erscheinung, welcher die Erreichung des Erfindungszieles im vorliegenden Falle zuzuschreiben ist, ist folgende: Dadurch, daß der Lagerkörper lediglich bis zur Sättigung mit Öl getränkt ist, dieses also nicht, wie sonst allgemein für notwendig gehalten, im Überschuß vorhanden ist, zieht sich das Öl bei der Erstarrung in die Poren des Lagerkörpers zurück. Es findet nun zwar trockene Reibung, Metall auf Metall, statt, und es tritt damit eine gewisse Erhöhung der Reibung und auch eine etwas stärkere Abnutzung der Lagerflächen ein. Diese Erhöhung der Reibung ist aber nicht so groß, als daß sie nicht leicht durch entsprechende Bemessungen der Antriebskraft ausgeglichen werden könnte, und auch die Abnutzung steigert sich nur in einem solchen Maße, daß sie immer noch in der Größenordnung der Lebensdauer der übrigen Geräteteile bleibt, besonders dann, wenn die Laufdauer nur eine kurze ist, wie z. B. bei Laufwerken für Zünder. Im Bereich der normalen bis zu den sehr hohen Temperaturen einschließlich tritt genügend Öl aus den Poren aus, so daß sich ein zusammenhängender Schmierfilm auf dem Zapfen bilden kann. Der grundsätzliche Vorteil der neuen Lagerart besteht also darin, daß dem Schmiermittel nur dann der Zutritt an die Lagerflächen zugelassen wird, wenn eine Temperatur herrscht, bei der es seine Aufgabe erfüllen kann.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, an Stelle von Lagersteinen in Uhrwerken Lagerbuchsen aus Metall anzuwenden, beispielsweise solche aus Berylliumbronze. Auch ist es bekannt, Metall= keramiken als Werkstoff bei Uhren anzuwenden. Die bekannten, auf schmelzmetallurgischem wie pulvermetallurgischem Wege gewonnenen Lagerwerkstoffe wurden jedoch immer in der gebräuchliichen Art, d. h. unter Arbeiten mit ölüberschuß, angewendet. Es wurden die in der Uhrentechnik üblichen Ölsenkungen bei Schulterlagern oder die Ölkammern bei Decksteinlagern vorgesehen, und die wesentliche Erkenntnis der vorliegenden Erfindung, nämlich die Ausnutzung der Porigkeit gewisser Metallkeramiken zum Zwecke, die Lagerung zugleich hitze- und kältefest zu machen, lag bis jetzt nicht vor.
• Aus der Verwendung ölgesättigter, feinporiger Metallkeramiken als Lagerwerkstoff ergibt sich eine Reihe neuer Möglichkeiten für die konstruktive Durchbildung der Lagerungen. So kann man bei normaler, der Platinenstärke entsprechender Höhe des Lagerkörpers an Stelle der üblichen Ölsenkung eine als Konstruktionsraum verwendbare Ausnehmung vorsehen. Man kann aber auch deni Lagerkörper lediglich die durch die axiale Länge der Lagerfläche bedingte Dicke geben. An solchen Lagerungsstellen, an denen bis jetzt Schulterlager wie aber auch Decksteinlager angewandt wurden, kann ein als Spurlager ausgebildetes Lager gemäß der Erfindung vorgesehen werden, wobei vorzugsweise der Spurzapfen am Ende kugelig geformt ist. Man kann gegebenenfalls die ganze Platine oder Teile davon aus feinporiger, ölgesättigter Metallkeramik herstellen.
• Ein bedeutender Vorzug der geringen Schmierölmenge ist, daß sich nirgendwo Ölmengen befinden, die leicht verschmutzen oder durch chemische Einwirkung, z. B. von Luftsauerstoffen, zersetzt werden könnten. Will man das Öl noch zusätzlich schützen, so kann man erfindungsgemäß dem Lagerkörper (dem sog. Bouchon) an (den nicht der Lagerung dienenden Stellen an der Oberfläche die Porigkeit nehmen, vorzugsweise durch Verdichtung oder durch Überzüge, die z. B. im galvanischen oder im Spritzverfahren aufgebracht werden. Man kann auch den ganzen Lagerkörper überziehen und nachträglich an der Lagerstelle die Poren freilegen. Das vorher oder nachher eingebrachte Öl ist dann in hohem Maße gegen schädliche Einwirkungen geschützt, und es werden außerdem durch die 'Beschränkung der porigen Oberfläche die Festhaltung des Öles sowie seine Einsaugung bei Abkühlung und sein Herausdrücken bei Erwärmung verbessert bzw. gesteigert.
• Mehrere Ausführungsformen von Zapfenlagerungen gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
• Abb. i zeigt ein Schulterlager bekannter Ausführung, Abb. 2 ein solches gemäß der Erfindung; Abb.3 zeigt ein Decksteinlager üblicher Ausführung, Abb. q. ein Spurlager gemäß der Erfindung.
• Die Höhe a des Lagerkörpers z alter Ausführung (Abb. i) bestimmt sich aus der axialen Länge b der Lagerbohrung 2 und der Tiefe c der Ölsenkung 3, die erforderlich ist, um für die bestimmungsgemäße Betriebsdauer genügend Öl zu haben. Bei dem Lagerkörper q. gemäß der Erfindung, dem Schulterlager gemäß Abb. 2, ist an Stelle der Ölsenkung eine Ausnehmung 5 vorgesehen, die bei gleicher Tiefe c wie die Ölsenkung vorzugsweise im Durchmesser größer gehalten ist und als Konstruktionsraum zur Verfügung steht. Die Bauhöhe des Getriebes kann unter Ausnutzung dieses Konstruktionsraumes beträchtlich vermindert werden.
• Das in Abb. q. dargestellte Spurlager gemäß der Erfindung kann das in Abb. 3 dargestellte übliche Decksteinlager ersetzen. Dieses letztere besteht aus dem Lochstein 6 und dem Deckstein 7. Zwischen beiden liegt die Ölkammer B. Da die Ölkammer bei der erfindungsgemäßen Lagerung wegfallen kann, weil ja der Lagerkörper gewissermaßen selbst die Ölkammer bildet, kann wiederum beträchtlich an Bauhöhe gewonnen werden, wie der Vergleich der Masse d (Abb. q.) und e (Abb. 3) zeigt. Die Herstellung des Spurlagerkörpers 9 (Abb. q.) ist beträchtlich einfacher als die Herstellung eines Decksteinlagers, da lediglich ein Sackloch io durch Bohren, Schleifen oder Eindrücken im Lagerkörper hergestellt zu werden braucht. Es empfiehlt sich, bei Lagerausbildungen gemäß Abb. .4 dem Lagerzapfen am Ende kuglige Form zu geben oder durch sonstige geeignete Formgebung von Zapfen und Lagerbohrung für dasEintreten der sog. Olivierung Sorge zu tragen. Spurlager gemäß Abb. q. werden vorteilhaft auch an Stelle der bekannten Schulterlager nach Abb. i treten können. Bei dieser Lagerausbildung ist die Gefahr der Verschmutzung besonders gering.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zapfenlagerung für Wellen in Uhren und anderen feinmechanischen Getrieben, Meßinstrumenten u. dgl., welche sowohl bei sehr hohen. wie bei sehr tiefen Temperaturen arbeiten, gekennzeichnet durch die Verwendung feinporiger, ölgesättigter Metallkeramik als Lagerwerkstoff. a. Zapfenlagerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei normaler, der Platinenstärke entsprechender Höhe des Lagerkörpers an Stelle der üblichen ölsenkung eine als Konstruktionsraum verwendbare Ausnehmung vorgesehen ist. 3. Zapfenlagerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper lediglich die durch die axiale Länge der Lagerfläche bedingte Dicke hat. q.. Zapfenlagerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Spurlager ausgebildet ist zum Zwecke, sowohl als Ersatz für die üblichen Schulterlager wie die Decksteinlager Anwendung zu finden, wobei vorzugsweise der Spurzapfen kuglig geformt ist. 5. Zapfenlagerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Platine oder Teile davon mit mehreren Lagerstellen aus der feinporigen, ölgesättigten Metallkeramik bestehen. 6. Zapfenlagerung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lagerkörper an den nicht der Lagerung dienenden Stellen an der Oberfläche die Porigkeit genommen ist, vorzugsweise durch Verdichtung oder Überzüge, die z. B. im galvanischen oder im Spritzverfahren aufgebracht sind.