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Pressstoffgleitlager.
Der allgemeinen Anwendung von Lagerschalen und Buchsen aus Kunstharzpressstoffen steht entgegen, die geringe Wärmeleitfähigkeit und die schwierige Verbindung dieses Lagerbaustoffes mit Stützschalen oder Ringen. Die gewöhnliche Pressstofflagerbuchse bildet einen Wärmeisolator um die Welle, so dass die Reibungswärme nicht auf das Gehäuse übertragen werden kann, sondern über die Welle abgeführt werden muss. Das Wärmegleiehgewicht solcher Lager stellt sich daher bereits bei kleiner Belastung ein, wenn nicht eine besondere Kühlung vorgesehen ist.
Wird der Pressstoffring auf die Welle aufgebracht und läuft mit dieser in einem besonderen Aussenring um, so wird die Reibungswärme ohne Umweg auf das Gehäuse übertragen und der Pressstoffring sperrt wie ein Wärmeisolator den Wärmetransport nach der Welle, so dass diese relativ kalt bleibt. Erfahrungsgemäss löst sich aber der Pressstoffring bei Wärmeaufnahme während des Betriebes des Lagers von der Welle ab, weil Kunstharzpressstoff einen wesentlich grösseren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, als Stahl.
Die Ablösung des Pressstoffringes von der Welle wird vermieden, wenn dieser wie es die Erfindung vorsieht, mit einem Stützring aus Stahl unlösbar verbunden wird. Der Stahlring lässt sieh leicht auf der Welle befestigen und hebt auch bei geeigneter Verbindung mit dem Pressstoffring dessen grössere Wärmeausdehnung auf, so dass der Pressstoffring im wesentlichen nur der Wärmeausdehnung des Stahlringes folgt.
Es wird auf diese Weise eine Lagereinheit erhalten, welche erfindungsgemäss aus dem Stahl-Pressstoffring als Innenring und dem Aussenring besteht. Diese Lagereinheit kann sowohl mit zylindrischer, als auch mit kugeliger Lauffläche ausgeführt werden.
Um eine unlösbare Verbindung des Pressstoffs mit dem Stützring zu erreichen, wird der Stützring am äusseren Umfang mit Rippen, zweckmässig mit enggestellten dünnen Ringzahnrippen versehen und der Pressstoff nach bekanntem Verfahren mittels Druck und Hitze in die Räume zwischen den Ringzahnrippen eingepresst, so dass nur die Grundfläche des Stützringes die Schrumpfbasis des Pressstoffringes bildet. Bekannte schwalbenschwanzförmige Nuten erwiesen sich für den beabsichtigten Zweck als ungeeignet, weil hier zwei Schrumpfebenen vorhanden sind. Der Aussenring wird in die Pressmatrize miteingesetzt, so dass der zwischen Stützring und Aussenring entstehende Ringraum mit Pressstoff voll ausgepresst werden kann.
Bei Lagern mit kugeliger Gleitfläche entsteht dadurch eine unteilbare Einheit, während bei Lagern mit zylindrischer Gleitfläche der Aussenring axial verschiebbar bleibt. Das Lagerspiel entsteht durch Schrumpfung des Pressstoffringes in den Stützring von selbst, so dass das Lager gebrauchsfertig aus der Presse kommt.
Da Kunstharzpressstoff amorphes Gefüge hat, so geht der Spannungszustand, der durch das Schrumpfen entsteht, allmählich verloren, so dass der Pressstoffring nun im wesentlichen der Wärmeausdehnung des Stützringes folgt. Das tritt um so vollkommener ein, je enger die Ringzahnrippen gestellt sind und je mehr diese vom Pressstoffring einfassen. Lassen die Ringzahnrippen noch eine dicke Pressstoffschicht uneingefasst, so folgt diese wieder ihrer eigenen Wärmedehnung mit der Basis der Schneiden der Rippen. Auf diese Weise können Lager gebaut werden, deren Spiel sich mit zunehmender Betriebstemperatur verringert.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken Find im folgenden näher besehrieben und in den Fig. 1-4 an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es stellen dar : Fig. 1 eine unteilbare
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Lagereinheit mit kugeliger Lauffläche im Längsschnitt nach der Linie A-A der Fig. 2 und Fig. 2 im Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. 1, Fig. 3 den Längsschnitt einer Lagereinheit mit zylindrischer Lauffläche und Fig. 4 den Längsschnitt eines Pressstofflagers, das mit zunehmender Erwärmung ein verringertes Lagerspiel bildet.
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zwischen den Ringzahnrippen b eingepressten, ungeteilten Pressstoffring c verbunden ist, ferner aus dem ungeteilten Aussenring d.
Die dünnen Ringzahnrippen b, deren Schneiden dicht unter der Gleitfläche endigen, sind an den Seiten gezahnt und haben keine zylindrischen Flächen, welche den Schrumpfvorgang behindern würden, so dass die Grundfläche g des stützringes a die Schrumpfbasis des Pressstoffringes c bildet. Nach erfolgter Schrumpfung des Pressstoffringes, welche bereits während des Pressvorganges eintritt, ist der grössere innere Teil e. (Fig. 3) des Pressstoffringes von den Ringzahnrippen eingefasst so dass dieser Teil der Wärmedehnung des Stützringes folgen muss, während der äussere kleinere Teil f des Pressstoffringes der freien Ausdehnung unterliegt. Dadurch bleibt das Lagerspiel h über die Presstemperatur hinaus grösstenteils erhalten.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Pressstofflagers, dessen Spiel sich mit zunehmender Erwärmung. verringert. Um diesen Effekt zu erreichen, wird die nicht in die Ringzahnrippen eingefasste äussere dicke Pressstoffschicht f, die der freien Ausdehnung unterliegt, höher bemessen, als die eingefasste Pressstoffschicht !, so dass das Grösstspiel k aus dem kalten Zustande auf das Kleinstspiel i im betriebswarmen Zustand zurückgeht. Solche Lager sind beispielsweise für, genau laufende Werkzeugmaschinen geeignet und bestimmt.
An Stelle der dargestellten Ringzahnrippen b können auch Rippen in jeder andern Querschnittsform, Grosse und Zahl zur festen Verbindung des Pressstoffringes c mit dem Stütz- ring a an dessen äusseren Umfang vorgesehen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pressstoffgleitlager mit kugeliger oder zylindrischer Gleitfläche, gekennzeichnet durch eine Lagereinheit, bestehend aus dem ungeteilten Stützring (a), dem ungeteilten Aussenring (d) und dem zwischen beiden Ringen konzentrisch eingepressten ungeteilten Pressstoffring (e) als Gleitbaustoff und Wärmeisolator, der mit dem Stützring durch Rippen unlösbar verbunden ist und durch Schrumpfung ein Lagerspiel gegenüber dem Aussenring bildet.