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Gleitlager Es sind Gleitlager mit einem gegenüber Durchbiegungen seiner
Längsachse nachgiebigen Lagerteil bekannt, der im Bereich seiner Durchbiegungen
den Lagerkörper radial nach außen hin abstützt. Zweck dieses biegenachgiebigen Lagerteiles
ist, die aus den Wärmedehnungen und den normalen Beanspruchungen .sich ergebenden
Radialkräfte aufzunehmen und unschädlich zu machen. Im Betriebe solcher Lager können
jedoch auch unerwünschte Radialkräfte auftreten, welche die normalen Beanspruchungskräfte
weit übersteigen und den biegenachgiebigen Lagerteil so stark beanspruchen, daß
eine bleibende Verformung eintritt. Bei einer solchen Verformung wird die vom Lager
getragene Welle aus dem ursprünglichen Mittel herausgedrückt, was die verschiedensten
Nachteile und Schwierigkeiten bedingt. Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, bei Gleitlage@n der eingangs festgelegten Art eine dauernde, die außermittige
Verlagerung der Welle bedingende Verformung des biegenachgiebigen Lager- oder Stützteiles
zu verhindern und damit alle Nachteile zu vermeiden, die sich aus einer exzentrischen
Lagerung der Welle ergeben. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an der
Außenseite der Biegezone des biegenachgiebigen Lagerteiles eine Abstützung unter
Zwischenschaltung eines radialen Spaltes von einer Weite mindestens gleich der größtmöglichen
Wärmeausdehnung und höchstens gleich der aus dieser Wärmeausdehnung und der normalen
Betriebslast sich ergebenden Durchbiegung des inneren Lagerteiles, zweckmäßig einer
Weite in der Größenordnung weniger hundertstel Millimeter,
angeordnet
ist. Es kommt also beim erfindungsgemäßen Gleitlager auf eine sehr enge Begrenzung
der Durchbiegung des biegenachgiebigen Lagerteiles an, im Gegensatz zu bekannten
Gleitlagern mit einem gegenüber Durchbiegüng seiner Längsachse nachgiebigen Lagerteil,
bei denen eine freie Durchbiegung angestrebt wird, um z. B. kleinere Fehler in der
Gewichtsverteilung oder kleinere Unregelmäßigkeiten in der Wellenrichtung auszugleichen.
Bei einem dieser bekannten Gleitlager besteht demnach der biegenachgiebige Lagerteil
aus einer durch Längsschlitze in achsparallele Stäbe aufgegliederten Stahlhülse,
um eine weitgehende Durchbiegung zu gewährleisten.
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Das Problem einer sehr engen Begrenzung der Durchbiegung eines biegenachgiebigen
Lagerteiles ist auch den bekannten Achslasern fremd, deren Bewegungen als Ganzes
von Federn abgefangen und von Anschlägen grob begrenzt werden. Jedenfalls handelt
es sich bei diesen Achslasern nicht um die Durchbiegungsbegrenzung eines biegenachgiebigen
Lagerteiles innerhalb des Lagergehäuses, sondern um die Bewegungsbegrenzung des
Lagergehäuses selbst, die sich in der Größenordnung von mindestens einigen Millimetern,
gegebenenfalls sogar von Zentimetern, und nicht wie beim erfindungsgemäßen Gleitlager
in der Größenordnung von wenigen hundertstel Millimetern bewegen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßer Gleitlagers
ist der Lagerkörper als selbsttragender, beiderseits einer ringförmigen Abstützfläche
gegen Durchbiegung seiner Längsachse nachgiebiger Gleitlagerkörper ausgebildet und
mittels seiner ringförmigen Abstützfläche im biegenachgiebigen Lagerteil an jener
Stelle abgestützt, an deren Außenseite die Abstützung mit dem radialen Spalt angeordnet
ist.
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Die Nachgiebigkeit gegen Durchbiegungen kann beim Lagerteil und gegebenenfalls
auch beim Lagerkörper auf die verschiedenste Weise erreicht werden. Was den selbsttragenden
Gleitlagerkörper anbelangt, der mittels der ringförmigen Abstützfläche in dem durch
den Spalt begrenzt biegenachgiebigen Lagerteil eingesetzt ist, so empfiehlt es sich,
diesen Gleitlagerkörper beiderseits axial an die ringförmige Abstützfläche anschließend'
mit einer aus Ringnuten und Ringteilen bestehenden Aufgliederung seines äußeren
Umfangsteiles auszustatten. Bei dieser Nuten-Ring-Gliederung bewirken die Nuten
die Biegenachgiebigkeit des Lagerkörpers, während die Ringe die Kreisform des Lagerkörpers
und damit die Kreisform der mit dem Gegenlaufkörper (z. B. Welle) zusammenwirkenden
Innenlauffläche sicherstellen.
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Es ist zwar bei Wälzlagern bekannt, Abstützkörper mit einer ringförmigen
Nutung zu verwenden. Diese .genuteten Abstützkörper bestehen aber aus einem sehr
nachgiebigen Werkstoff, z. B. aus Gummi, und verfolgen den Zweck, eine nachgiebige
Einbettung des ganzen Lagers im Lagergehäuse zu erhalten und Schwierigkeiten im
Sitz des Lagerkörpers zu vermeiden. Zu einem ähnlichen Zweck, nämlich zur elastisch
nachgiebigen Lagerang eines Lagerkörpers, dient auch eine bekannte Lagerkonstruktion,
-bei welcher die Lagerbuchse als Ganzes um eine durch das Wellenmittel gehende,
von einer Ringschneide, einem Ringwulst od. dgl. gebildete Achse schwingbar in einer
äußeren Traghülse gelagert und zu beiden Seiten dieser linienförmigen Abstützung
durch elastisches Material, z. B. Gummi, gegenüber der äußeren Traghülse abgestützt
ist. Hierbei kann die Lagerhuchs.e mit ringförmigen Ausdrehungen versehen sein,
um eine bessere Aufnahme und Verankerung der - Gummifüllung zu erreichen. Diese
Ausdrehungen haben demnach mit dem Problem der Biegenachgiebigkeit im Bereich der
Nuten und der Erhaltung der Kreisform im Bereich der Kreisringe, wie es beim erfindungsgemäßen
Gleitlager mit der Nuten-Ring-Aufgliederung des Gleitlagerkörpers angestrebt und
erreicht wird, nichts zu tun.
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Was den biegenachgiebigen, mit der Abstützung unter Zwischenschaltung
des Spaltes zusammenwirkenden Lagerteil des erfindungsgemäßen Gleitlagers- anbelangt,
so empfiehlt es sich, denselben zu einer dünn- und vollwandigen Buchse auszubilden,
die mit ihren Rändern radial unnachgiebig und mit ihrem Mittelteil durch die den
radialen Spalt aufweisende Abstützung begrenzt nachgiebig gegenüber dem Lagergehäuse
abgestützt ist.
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Die vollwandige, biegenachgiebige Buchse kann an ihrer Außenseite
einen Abstützring aufweisen, der mindestens einmal an seinem Umfang unterteilt,
vorzugsweise durch mehrere in seinem Umfangsteil angeordnete kurze Schlitze aufgegliedert
ist. Der Abstützring kann auch auswechselbar in der biegenachgiebigen Buchse angeordnet
sein. Ferner kann der Abstützring aus einzelnen in die biegenachgiebige Buchse eingesetzten
Segmenten bestehen. Natürlich kann ein Abstützring auch auf dem Lagergehäuse an
der Außenseite des Spaltes vorgesehen sein; dieser Abstützring kann gegebenenfalls
auch in sich geschlossen ausgebildet sein, da beim Gehäuse Wärmedehnungen nicht
kompensiert werden müssen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Gleitlagern gemäß der
Erfindung dargestellt. Abb. I zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleitlagers
im Längsschnitt; in Abb. 2 ist- ein Querschnitt nach Linie II-II der Abb. I veranschaulicht;
Abb. 3 zeigt eine Variante der Abb. 2; in Abb. q. ist eine zweite Ausführungsform
des Gleitlagers gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt; ' -Abb.5 veranschaulicht
das erfindungsgemäße Gleitlager -in einer dritten Ausführungsform; in Abb. 6 ist
ein Querschnitt nach Linie VI-VI Üer Abb. 5 dargestellt; -Abb. 7 zeigt im Querschnitt
eine Variante der in Abb. 5 und 6 dargestellten Konstruktion; die Abb.8 und 9 zeigen
das erfindungsgemäße Gleitlager in weiteren Ausführungsbeispielen im Längss:chnitt;
Abb. io stellt einen Querschnitt nach Linie X-Y der Abb. 9 dar.
Bei
allen Ausführungsbeispielen besteht der Gleitlagerkörper a aus einem zylindrischen
Hohlkörper, dessen Innenfläche I die Lauffläche darstellt, die mit dem nicht dargestellten
Gegenlaufkörper, z. B. der Welle, zusammenwirkt: Der äußere Umfangsteil des Lagerkörpers
ist durch Ringnuten 3 systemmäßig aufgegliedert. Die Ringnuten sind in gleichen
Abständen voneinander angeordnet und weisen, von den Stirnseiten des Lagerkörpers
ausgehend, gegen seine Mitte zu eine immer geringer werdende Tiefe auf. Dadurch
entsteht ein innerer nutenfreier Lagerkörperteil 7, der einem Träger gleichen Widerstandes
gegen Biegung möglichst gleichkommt. In der Mitte des Lagerkörpers I ist ein Tragring
9 vorgesehen, der gegenüber der Umfläche des Lagerkörpers etwas vorspringt. Durch
die Nuten 3 wird dem Lagerkörper eine Nachgiebigkeit im Durchbiegesinne gegeben,
so daß sich der Lagerkörper wie ein Schlauch an die Welle anschmiegt und allen aus
der Lagerbelastung sich ergebenden Durchbiegungen der Welle folgen kann. Die zwischen
den Nuten 3 befindlichen Ringe 8 sichern beim vollkommenen Anschmiegen des Lagerkörpers
an die Welle die ideale Kreisform des Lagerkörpers.
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Der Lagerkörper a stützt sich mit seinem mittleren Tragring 9 an einem
hinsichtlich Durchbiegungen seiner Längsachse nachgiebigen Lagerteil b ab, der zwischen
dem Lagerkörper a und dem Lagergehäuse c angeordnet ist und der im Durchbiegebereich
mit einer Absitützung zusammenwirkt, die einen Spalt s aufweist, dessen Weite gleich
oder kleiner ist als die größtmögliche elastische Durchbiegung des Lagerteiles b.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. I besteht der Lagerteil b aus
einer dünnwandigen Buchse II aus Stahl oder anderem Baustoff mit möglichst hoher
Elastizität, welche Buchse an ihren beiden Rändern mit Stützringen 12, ausgestattet
ist. In der Mitte der Buchse ist ein Stützring 13 vorgesehen, dessen Durchmesser
etwas kleiner ist als der Durchmesser der Stützringe I2. Demzufolge stützt sich
die in das Lagergehäuse eingesetzte Buchse II nur mit den Sützringen 12 an der Wandung
der Gehäusebohrung I4 ab, während zwischen dem Stützring 13 und der Bohrung I4 der
Spalts verbleibt. Die Federbuchse II kann demnach allen innerhalb der Spaltweite
s liegenden. aus den betriebsmäßigen Wärmedehnungen und der normalen Betriebslast
sich ergebenden Durchbiegungen folgen, stützt sich aber an der Gehäusebohrung ab,.
sobald radiale Beanspruchungskräfte auftreten, welche die normale Betriebslast überschreiten
und eine bleibende Verformung der Buchse bewirken könnten. Die im Lager gelagerte
Welle kann daher auch nur so weit aus dem Mittel herausgedrängt werden, als es das
radiale Spiel s zuläßt. Der Spalt oder das Spiel s bewegt sich in der Größenordnung
weniger hundertstel Millirneter.
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Wie sich aus den Abb. 2 und 3 ergibt, ist der Abstützring 13 in der
Umfangsrichtung durch Schlitze 16 bzw. 17 aufgegliedert. Die Schlitze können,
wie dargestellt, verschiedene Form besitzen und in beliebiger Anzahl vorgesehen
sein.
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Bei dem- Ausführungsbeispiel gemäß Abb.4 sind die beiden am Rande
der dünnwandigen Buchse II vorgesehenen Abstützringe 12' bloß um die Weite des Spaltes
s vorspringend ausgebildet, so daß sich der Spalts über die ganze Länge der Buchse
erstreckt; es ergibt sich dadurch eine extrem raumsparende Bauweise.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher der zur
einen Seite des Spaltes vorgesehene Abstützkörper als geschlitzter Ring 13' ausgeführt
ist, der nachträglich auf eine nutenförmige Paßfläche des verdickten Mittelteiles
der Federbuchse II aufgefedert ist. Wie Abb. 7 zeigt, kann dieser Ring auch aus
mehreren segmentartigen Stützschuhen 13" bestehen, die über den ganzen Umfang der
Federbuchse unabhängig voneinander- verteilt angeordnet und durch geeignete Befestigungsmittel,
z. B. Senkschrauben, an der Buchse i i befestigt sind.
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Abb.8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das insbesondere als Einbau-Gleitlager
Verwendung finden kann. Der durch Nuten 3 und Ringe 8 aufgegliederte Lagerkörper
a ist mittels des Tragringes 9 in einem radial federnden Teil 2o eines Einsatzkörpers
d angeordnet, wobei der Teil 2o nach außen hin von einem Abstützring 23 unter Zwischenschaltung
des Spaltes s umgeben ist. Der Abstützring 23 stützt sich mit seinem Umfang an jenem
Teil 2I des Einsatzkörpers d ab, mittels dessen das Einbaugleitlager in die Bohrung
des Gehäuses eingesetzt wird. Der Einsatzkörper d weist beim gezeichneten Ausführungsbeispiel
einen liegenden U-förmigen Querschnitt mit senkrecht zur Lagerachse stehendem Stegteil
22 auf; so daß die beiden Teile 20, 21 von den Schenkeln des U-Querschnittes gebildet
werden.
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Die Ausführungsform gemäß den Abb. 9 und Io weist eine außen glatte
Federbuchse II auf, die sich mit ihren beiden Rändern an einspringende Stützringe
32 des Lagergehäuses c oder eines Einsetzkörpers d abstützen. In der Mitte ist ein
Stützring 33 vorgesehen, der durch den Spalts von der Umfläche der Federbuchse i
i getrennt ist. Der Spalt s wird also hier durch eine größere Ausdrehung des Ringes
33 gebildet.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den Abb. 8 und 9 können die an der
Außenseite des Spaltes s vorgesehenen Abstützringe 23, 33 in sich geschlossen ausgeführt
sein, da in ihrem Bereich keine auszugleichenden Wärmedehnungen auftreten. Diese
Ringe könnten aber auch aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt sein. Die Halterung
der Federbuchse in der Gehäusebohrung kann durch Paßsitz, aber auch auf andere Weise,
z. B., wie Abb. 5 zeigt, durch Anflanschung, erzielt werden.