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Gleitlageränordnung Die Erfindung bezieht sich auf Gleitlageranordnungen
für eine Welle, einen Zapfen oder ein anderes drehbares Element und insbesondere
auf diejenige Art von Gleitlageranordnungen, bei denen eine mit einem aus Stahl
bestehenden Zapfen od. dgl. zusammenwirkende Lagerbuchse ganz oder wenigstens an
ihrer Arbeitsoberfläche aus einem porösen Metallgefüge besteht bzw. an ihrer Oberfläche
mit Vertiefungen oder Furchen versehen ist und in die dadurch gebildeten Hohlräume
Polytetrafluoräthylen eingebracht ist, welches im Betrieb einen Schmierfilm schafft,
der beim Fehlen der normalen Flüssigkeitsschmierung ein wirksames Arbeiten der Lageranordnung
ermöglicht bzw. bei zeitweiligem oder teilweisem Ausfall der normalen Flüssigkeitsschmierung
eine Beschädigung der Lageranordnung verhindert.
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Es hat sich jedoch bei solchen Lageranordnungen, bei welchen die Oberfläche
der Lagerbuchse Polytetrafluoräthylen enthält, gezeigt, daß, wenn im Betrieb
unter
gewissen Belastungs- oder Geschwindigkeitsbedingungen die Achse der Lagerbuchse
und die Achse des Zapfens od. dgl. nicht mehr genau zusammenfallen, die Neigung
besteht, daß die Oberfläche des Stahlzapfens, selbst wenn sie gehärtet ist, eingeschnitten
oder geritzt wird. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß in solchem Fall
die Gefahr besteht, daß der dünne und weiche Polytetraluoräthylenfilm beschädigt
oder unterbrochen wird, so daß das Lager heißläuft und sich an örtlich erhöhten
Stellen Metall anschweißt, welches ein Einschneiden oder Ritzen der Oberfläche des
Zapfens od. dgl. verursacht und dadurch die Lageranordnung schließlich unbrauchbar
macht.
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Zweck der Erfindung ist, den vorstehend genannten Nachteil bei Gleitlagern,
bei welchen die Lagerbuchse eine Oberfläche von Polytetrafluoräthylen aufweist,
zu beheben.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die aus einem
porösen Metallgefüge bestehende und mit dem Polytetrafluoräthylen versehene Lagerbuchse
mit einem aus Stahl bestehenden Zapfen od. dgl. kombiniert wird, dessen Gleitfläche
mit einem Überzug von Blei versehen ist.
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Es sind Lageranordnungen bekannt, bei welchen ein Stahlzapfen in einer
Lagerbuchse läuft, deren Oberfläche mit einem Bleiüberzug versehen oder aus mit
Bleizusätzen versehenen gesinterten Metallpulvern besteht. Von derartigen Lageranordnungen
unterscheidet sich jedoch die Lageranordnung gemäß der Erfindung grundsätzlich,
da bei den bekannten Lagern das gemäß der Erfindung zu lösende Problem überhaupt
nicht auftritt.
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Während bei den bekannten Lageranordnungen der Bleiüberzug auf der
Oberfläche der Lagerbuchse lediglich die Aufgabe hat, eine weiche Zwischenschicht
für den Stahlzapfen zu schaffen, hat bei der Erfindung der Bleiüberzug auf dem Stahlzapfen
die Aufgabe, den Polytetrafluoräthylenfilm auf der Oberfläche der Lagerbuchse gegen
Beschädigung bzw. Unterbrechung zu schützen und dadurch die Bildung von Schweißstellen,
welche die Zapfenoberfläche einschneiden oder ritzen können, zu verhindern.
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Wenn bei einer Lageranordnung gemäß der Erfindung unter besonderen
Arbeitsbedingungen eine Reibung an örtlich erhöhten Stellen auftritt, entsteht rasch
die notwendige Temperatur, um das Blei auf dem Zapfen zu schmelzen, so daß es über
die gefährdeten Stellen fließt und sofort den geschilderten schädlichen Zustand
beseitigt, ehe eine Beschädigung des Polytetrafiuoräthylenfilms eintreten kann.
Es wird somit durch die Erfindung der außerordentlich wichtige Vorteil erzielt,
daß eine Lageranordnung von der hier betrachteten besonderen Art auch unter schweren
Belastungs- und Geschwindigkeitsbedingungen stets einwandfrei arbeitet.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Bleiüberzug
nicht unmittelbar auf den Stahlzapfen od. dgl. aufgebracht, sondern auf die Außenfläche
einer besonderen Stahlbuchse, die ihrerseits auf den Zapfen od. dgl. aufgepaßt werden
kann. Vor dem Überziehen der Arbeitsfläche des Zapfens od. dgl. bzw. der Außenseite
der auf ihn aufzupassenden besonderen Buchse mit Blei wird die Arbeitsfläche vorzugsweise
gehärtet, beispielsweise durch Einsatzhärtung. Der Bleiüberzug kann eine Dicke von
o,oo5 bis 0,I3 mm und vorzugsweise von ungefähr o,o25 bis o,o5 mm besitzen. Der
Überzug aus Blei kann durch Elektroplattierung unter Verwendung eines Fluoborat-
oder Perchloratbades oder durch Heißtauchen oder in irgendeiner andere@ Weise aufgebracht
werden. Im übrigen sind die Abmessungen der Anordnung vorzugsweise solche, daß nach
dem Zusammenbau ein laufendes Spiel von 0,0I3 bis o,4 mm vorhanden ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Gleitlageranordnung
gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine Stirnansicht der Anordnung gemäß Fig. I ; Fig.
3 ist ein Längschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform; Fig. 4 ist eine Stirnansicht
der Anordnung gemäß Fig. 3; Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform;
Fig. 6 ist eine Stirnansicht der Anordnung gemäß Fig. 5.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. I und 2 weist
eine einfache Lageranordnung einen Zapfen oder ein anderes drehbares Element I aus
Stahl auf, dessen vorzugsweise einsatzgehärtete Arbeitsfläche mit einem Überzug
2 aus Blei versehen ist, der z. B. durch elektrische Abscheidung aus einem Fluoborat-
oder Perchloratbad bis zu einer Dicke von ungefähr o,o25 bis o,o5 mm erhalten ist.
Der mit Blei überzogene Zapfen I od. dgl. wird in Kombination mit einer Lagerbuchse
3 aus porösem Metall, das z. B. durch Sintern von Kupferpulver erzeugt ist, benutzt.
In die Oberflächenschicht der Lagerbuchse 3 ist nach irgendeinem geeigneten Verfahren
Polytetrafluoräthylen eingebracht, das im Betrieb einen Oberflächenfilm schafft,
der sich gleichmäßig über die ganze Oberfläche des Lagers 3 erstreckt.
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Bei der in den Fig. 3 und q. wiedergegebenen Ausführungsform ist auf
einen Zapfen oder ein ähnliches Element i' eine nahtlose, gehärtete Stahlbuchse
q. aufgepaßt, die mit einem Überzug 5 aus Blei in der vorstehend beschriebenen Art
und Weise versehen ist und in Kombination mit einer Lagerbuchse 6 benutzt wird.
Die Lagerbuchse 6 weist ein poröses Metallgefüge auf, das Polytetrafluoräthylen
enthält, und sie ist z. B. dadurch hergestellt, daß ein ebener Rohling zu zylindrischer
Form gebogen worden ist. Die Lagerbuchse 6 kann so ausgebildet sein, daß sie sich
zum Einsetzen in ein sie äbstützendes Gehäuse 7 eignet, oder sie kann eine geschlossene
Stoßverbindung 8 (Fig. q.) haben, so daß sie selbsttragend ist.
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Gemäß der in den Fig. 5 und 6 veranschaulichten weiteren Ausführungsform
ist die Lagerbuchse 6,
die Polytetrafluoräthylen enthält und die
eine offene Stoßverbindung, wie bei I3 in Fig.6 angedeutet, haben kann, in ein äußeres
nahtloses Gehäuse 9 eingeschlossen, das in axialer Richtung breit genug ist, um
Abdichtungen Io aus Filz od. dgl. zum Ausschließen von Staub od. dgl. aufnehmen
zu können. Die Abdichtungen Io liegen dabei z. B. an Schultern I2 an, die sich an
der mit einem Bleiüberzug 5" versehenen Stahlbuchse 4" des Zapfens od. dgl. befinden,
und sie werden z. B. mittels Ringen II, die in das Gehäuse 9 eingreifen, in ihrer
Lage gehalten.
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Es ist ersichtlich, daß eine Lagerbuchsenausbildung, wie sie z. B.
in den Fig. 3 und 4 oder den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, zu einer vollständigen Einheit
zusammengebaut sein kann, die sich zum Aufsetzen auf einen Zapfen od. dgl. und zum
Einsetzen in ein Lagerbuchsengehäuse eignet.
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Es sei bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die besonderen, im vorstehenden
beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Beispielsweise ist die Erfindung
auch auf Drucklager od. dgl. anwendbar, in welchem Fall die eine der zusammenarbeitenden
Oberflächen mit Blei überzogen ist und die andere Polytetrafluoräthylen enthält.