DE1525147A1

DE1525147A1 - Gleitlager

Info

Publication number: DE1525147A1
Application number: DE19651525147
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Korrenn
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1965-07-30
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1972-04-27
Also published as: US3545828A; GB1110344A; DE1525147C3; DE1525147B2

Description

Kugelfischer Georg Schäfer & Co., Schweinfurt Gleitlager

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit Abstützung des drehbaren Lagerteils gegen den ruhenden Lagerteil über eine Flüssigkeitsschicht, die mit Hilfe von wenigstens zwei Aufnehmern gebildet wird, wobei jeder Aufnehmer auf der dem drehbaren Lagerteil gegenüberliegenden Seite mindestens eine muldenförmige Ausnehmung aufweist, die zur Ausbildung einer unter hydrostatischem Druck stehenden, tragfähigen Flüssigkeitssehicht mit einer Flüssigkeitspumpe in Verbindung steht, und am ruhenden Lagerteil mit einstellbarem Abstand gegenüber dem drehbaren Lagerteil abgestützt ist.

Aus der französischen Patentschrift ITr. 1 306 740 ist eine Lagerung bekannt, bei der das zu lagernde,, umlaufende Teil über eine Flüssigkeitsschicht auf Aufnehmern ruht , die ihrerseits sich auf Anstellstücken abstützen, die im ortsfesten Lagerteil verstellbar sind. Die Aufnehmer weisen auf ihrer dem zu lagernden Teil zugewandten Seite muldenförmige Vertiefungen auf, die mit einer Flüssigkeitsdruckleitung verbunden sind. Auf diese Weise ist eine hydrostatische Lagerung verwirklicht. Mit der bekannten Anordnung soll das migelhafte Tragvermögen rein hydrodynamisch arbeitender Lagerungen bei niedrigen Drehzahlen vermieden werden, ebenso wie das Aufliegen metallischer Flächen beim Stillstand bzw. beim Anlaufen des gelagerten Teiles.

Gegenstand der USA-Patentschrift Nr. 3 052 505 ist eine Lagerung für einen Radarschirm. Der umlaufende Lagerteil be-

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steht aus einem Ring, der sich wegen seines ■beträchtlichen Durchmessers aus einzelnen Segmenten zusammensetzt. Um die dadurch gegebenen Ungenauigkeiten ausgleichen zu können, sind zwei Rei-• hen von Aufnehmern vorgesehen, die mit dem Ring axial bzw. radial' zusammenwirken. Die Aufnehmer sind auf der dem umlaufenden Hing gegenüberliegenden Seite jeweils mit einer Mulde versehen, die an eine Plüssigkeitsdruckleitung angeschlossen ist, so dass eine hydrostatische Lagerung des aus Segmenten zusammengesetzten, umlaufenden Lagerringes gegeben ist. Jeder Aufnehmer stützt sich auf einem an einem ortsfesten Gestell exzentrisch gelagerter Kugelabschnitt ab. über diesen exzentrisch gelagerten Kugelabschnitt¹ kann der Abstand der mit der besagten Mulde versehenen Seite jedes Aufnehmers vom ortsfesten Gestell entsprechend der Abweichung des mit dem jeweiligen Aufnehmer gerade zusammenwirkenden Segmentes des umlaufenden Lagerringes über ein geeignetes, vorher einzustellendes Schrittschaltwerk verändert werden.

Die USA-Patentschrift Nr. 2 710 234 bezieht sich auf eine vorzugsweise Gaslagerung umlaufender Teile, die zur Vermittlung einer Drehbarkeit desselben in möglichst vielen Eichtungen jedoch das umlaufende Teil nicht umfasst. Wesentlich ist bei dem bekannten Vorschlag, dass das zu lagernde Teil zugleich mit einem unter Überdruck stehenden Medium und einem unter Unterdruck stehenden Medium beaufschlagt wird, so dass auch die Anordnung des ortsfesten Lagerteils oberhalb des gelagerten Teiles möglich ist, d.h. dieses entgegen der Wirkung der Schwerkraft gehalten wird. /

In der USA-Patentschrift Fr. 2 348 928 ist eine Radiallagerung für umlaufende Wellen beschrieben und dargestellt, die sich durch besonderes strömungsgünstige Ausbildung der die Welle umschliessenden Aufnehmer auszeichnet, die über jeweils eine Schraube im ortsfesten Lagergehäuse abgestützt sind. Die Aufnehmer können auf ihrer dem zu lagernden Teil zugewandten Seite mit einer prallel zum Aufnehmerrand laufenden Hut versehen sein, die

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mit einer Flüssigkeitsdruckleitung in Verbindung steht, so daß unter Druck stehendes Schmiermittel zwischen Aufnehmer und gelagertes Teil gepreßt werden kann, um die Stabilität der Lagerung zu erhöhen.

Gegenstand der schweizerischen Patentschrift Ur₀ 352 197 ist eine gasgeschmierte Wellenlagerung, bei der die gelagerte Welle auch durch mehrere gleichmäßig über ihren Umfang verteilte Aufnehmer getragen ist, die im Lagergehäuse um eine zur Wellenachse parallele Achse verschwenkbar untergebracht sind, wobei in den Spalt zwischen jedem Aufnehmer und der Welle ein Druckgas vom Aufnehmer her eingeführt wird und auch in den Spalt zwischen jedem Aufnehmer und dem Lagergehäuse ein Druckgas eingeführt werden kann·

Von den im vorstehenden abgehandelten bekannten Gleitlagern unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß jeder Aufnehmer auf der dem drehbaren Lagerteil oder der dem ruhenden Lagerteil zugewandten Seite einen in einer Kugelfläche mit Mittelpunkt auf der Lagerachse liegenden Muldenrand aufweist, der mit einer entsprechend kugelig ausgebildeten Fläche am drehbaren Lagerteil bzw. am ruhenden Lagerteil zusammenwirkt» Durch diese Ausbildung ist es ermöglicht, einschlägige Lagerungen mit äußerst engen Lagerspalten herzustellen, die selbst bei großen Durchmessern der Tragflächen zuverlässig und störungsfrei arbeiten. Enge Lagerspalten sind deswegen anzustreben, um eine hohe Führungsgenauigkeit zu erreichen und die Leistung der Pumpen zur Versorgung der Staufelder mit Druckflüssigkeit möglichst gering zu haltern Lagerungen mit derart engen Lagerspalten sind jedoch extrem empfindlich gegenüber Fluchtfehlern der Lagersitzstellen im Gehäuse und an der Welle, gegenüber Fertigungsfehlern der einzelnen Lagerteile und gegenüber Verwindungen der Lagerteile, welche von Verkantungen während des Betriebes des Lagers herrühren. Diese Schwierigkeiten sind naturgemäß besonders groß bei Lagern mit großen Abmessungen.»

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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Darin sind drei Ausführungsbeispiele dafür dargestellt und zwar zwei Beispiele für Schräglager (Fig. 1 bis 3) und ein Beispiel für ein Radiallager (Fig. 4 und 5). Die Darstellungen in der Zeichnung sind vorwiegend im Schnitt vermitteltο

Nach den Figuren 1 und 2 wird der gegenüber der Drehachse 17 ruhende Lagerteil eines Schräglagers durch die im nur teilweise dargestellten Gehäuse 23 befestigte Basis 24 verkörpert. An der Basis 24 ist die Halterung 28 für die Stellschraube 27 des Anstellstückes 22 angebracht, in welchem die Kugel in einem sie umgebenden Sackloch ruht. Der obere Teil der Kugel 21 wird von einer Pfanne in dem Aufnehmer 20 derart umgeben, dass zwischen dem Anstellstück 22 und dem Aufnehmer 20 ein Zwischenraum entsteht. ■

Auf der der Kugel 21 abgewandten Seite des Aufnehmers 20 befindet sich die Mulde 26, die über einen Kanal mit einer Flüssigkeitspumpe in Verbindung steht. Der Mulde 26 mit ihren kugelförmig gewölbten Randflächen gegenüber ist der mit einer ebensolchen kugelförmigen Wölbung mit Kugelmittelpunkt 25 auf der Lagerachse 17 ausgestattete drehbare Lagerteil 19 vorgesehen.* Die Wölbungen des Lagerteils 9 einerseits und der ihm benachbarten Flächen des Randes der Mulde 26 im Aufnehmer 20 gestattet es, dass durch Schwenkungen der kugelförmig gestalteten Flächen gegeneinander Fluchtungsfehler der Achse 17 ausgeglichen werden können.

Zwischen dem drehbaren und dem ruhenden Lagerteil befindet sich ja der Aufnehmer 20, über dessen Kanal fortwährende Flüssigkeit, insbesondere öl, in die Mulde 26 hinein und über den zwischen dem Muldenrand und der ihm gegenüberliegenden Fläche des Lagerteils 19 gebildeten Ringspalt ausströmt. Die Lage des Aufnehmers 20 stellt sich dabei durch seine Abstützung auf der Kugel 21 ständig so ein, dass sich die Grosse des Ringspaltes über den Umfang des Muldenrandes hinweg gleich«

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massig ausbildet. Mit Hilfe der Schraube 27 kann dafür die jeweilige Grundeinstellung des Randes der Mulde 26 so einjustiert werden, dass sich z.B. bei Anordnung von mehr als drei Aufnehmern, auf die Achse 17 herum der Spalt zwischen dem Aufnehmer 20 und dem Lagerteil 19 bei allen Aufnehmern gleich gross ausbildet und dementsprechend sämtliche Abstützungssteilen der betreffenden Gleitlagerung einen gleichen Anteil der Gesamtbelastung übernehmen.

Nach S¹IgO 3 ist der drehbare Lagerteil 29; der mit der Welle 30 fest verbunden ist, gegen den ruhenden und mit dem Gestell 31 verbundenen Lagerteil 32 eines Schräglagers wiederum über das durch die Schraube 33verstellbare Anstellstück 34 und den Aufnehmer 35 über eine Flüssigkeitsschioht abgestützt, die in der Mulde 36 über den Kanal 37 von einer Pumpe her aufgebaut wird und eine Abströmung der flüssigkeit über den Ringspalt zwischen dem Rand der Mulde 36 und dem drehbaren Lagerteil zustande kommen lässt. Auch bei der hier in Rede stehenden Ausbildung der Lagerung als Schräglager muss zwecks Erzielung einer statisch einwandfreien Unterstützung die bisher beschrie-, bene Lägerstelle an drei gleich weit voneinander entfernten Punkten am Lagerumfang vorgesehen werden.

Wie schon bei der Beschreibung der Anordnung nach Fig.1 ausgeführt wurde, ist die dem Aufnehmer 35 zugewandte Fläche des drehbaren Lagerteils 29 auch hier kugelförmig gewölbt und der Kugelmittelpunkt 38 dieser Wölbung liegt wiederum auf der Achse 39 der Welle 30. Desgleichen weist der Rand der Mulde eine entsprechende Wölbung auf. Auch bei dieser Anordnung lassen sich also Iluchtungsfehler der Lagerung durch eine entsprechende Orientierung des drehbaren Lagerteils 29 gegenüber dem ruhenden Lagerteil 32 mittels dieser zueinander verschwenkbaren Bestandteile ausgleichen.

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Ein gleichmässiger Spalt des Randes der Mulde 36 stellt sich zur ihm gegenüber liegenden Fläche des drehbaren Lagerteile 29 bei dieser Anordnung jedoch nicht durch eine zwischen dem Aufnehmer 35 und dem Anstellstück 34 vorgesehenen Kugel sondern unter dem Einfluss des sich in der Mulde 40 auf derRückseite des Aufnehmers 35 zum Anstellstück 34 aufbauenden hydrostatischen Druckes ein, der hier ebenfalls durch die über den Kanal 37 in den Aufnehmer 35 einströmende und ihn über den Ringspalt der Mulde 40 verlassenden Flüssigkeit erzeugt wird.

, In gleicher Weise wirken sich die rückseitigen Mulden 41 und 42 der Aufnehmer 43 und 44 bei der Radiallager-Ausführung nach den Fig. 4 und 5 aus, bei der die beiden Aufnehmer 43 und 44 über den Lagerumfang um die Lagerachse 45 herum gleich weit voneinander entfernt sind. Die Mulden 46 und 47 in den Aufnehmern 43 und 44 vermitteln wieder die eigentliche Grleitlagerung und zwar in derselben Weise durch das Zustandekommen einer hydrostatisch wirkenden Flüssigkeitssehicht in diesen Mulden 46 und 47 bei ständigem gleichzeitigen Ausströmen der Flüssigkeit über den Rand dieser Mulden hinweg· Die Flüssigkeitsspeisung wird dabei durch die Kanäle 48 und 49 vorgenommen, die von den betreffenden Pumpen aus auch die Mulden und 42 mit Druckflüssigkeit versorgen. Die Basis 50 vom Gehäuse 51 des ruhenden Lagerteils erlaubt durch ihre den Aufnehmern 43 und 44 zugewandten schrägen Flächen,die'Anstellstücke 52 und 53 durch die in den Halterungen 54 und 55 sitzenden Schrauben 56 und 57 wiederum zu verschieben, wodurch wegen der bei diesem Ausführungsbeispiel vorhandenen Ausbildung der kugelförmig gewölbten Anstellstüeke 52 und 53 mit auf der Achse 45 liegendem Kugelmittelpunkt 58 eine Orientierungsmöglichkeit für den durch die Welle 59 verkörperten drehbaren Lagerteil sowie eine Einstellbarkeit des Abstandes vom Rand der Mulden 41 und 42 zu den mit ihren zusammenwirkenden kugelförmig gewölbten Flächen in den Ansteilstücken 52 und 53 in gleicher Weise zustande kommt, wie dies bereits bei der Schilderung des Schräglagers nach Fig. 3 ausgeführt ist.

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Das Gleitlager nach der Erfindung stellt über seine bereits eingangs geschilderten Vorteile hinaus auch noch eine lagerungsart dar, die 'jeweils an einzelnen Stellen der gesamten Lagerabstützung, also bei einem der vorhandenen Aufnehmer dann Reparaturen oder Auswechselungen vorzunehmen gestattet, wenn eine genügende Anzahl solcher Aufnehmer über den lagerumfang vorhanden sind. Weiterhin zeichnet sich das Gleitlager nach der Erfindung dadurch aus, dass es keine hohe Genauigkeit von den Gehäusen verlangt, in denen es zum Einbau kommt.

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Claims

■1-525U7 Patentansprüche .

1. Gleitlager· mit Abstützung des drehbaren Lagerteils gegen den ruhenden Lagerteil über eine Flüssigkeitsschicht, die mit Hilfe von wenigstens zwei Aufnehmern gebildet wird, wobei jeder Aufnehmer auf der dem drehbaren Lagerteil gegenüber liegenden Seite mindestens eine muldenförmige Ausnehmung aufweist, die zur Ausbildung einer unter hydrostatischem Druck stehenden, tragfähigen Flüssigkeitsschicht mit einer Flüssigkeitspumpe in. Verbindung steht, ferner am ruhenden Lagerteil mit einstellbarem Abstand gegenüber dem drehbaren Lagerteil abgestützt ist* dadurch gekennzeichnet, dass jeder Aufnehmer (2Oj 35; 43; 44) auf der dem drehbaren Lagerteil (18, 19; 29, 30) oder der dem ruhenden Lagerteil (50, '51, 52, 53) zugewandten Seite einen in einer Kugelfläche mit Mittelpunkt (25? 38; 58) auf der Lagerachse (17; 39» 45) liegenden Muldenrand aufweist, der mit einer entsprechend kugelig ausgebildeten Fläche am drehbaren Lagerteil (.18, 19; 29» 30) bzw. am ruhenden Lagerteil (50, 51» 52 53) zusammenwirkt. >

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Aufnehmer (20; 35i 43; 44) ein Anstellstück (22; 34; 52} 53) zugeordnet ist, über das sich der Aufnehmer am ruhenden Lagerteil (23; 24; 31, 32; 50, 51) abstützt und das zur Veränderung seines Abstandes von der Tragfläche des drehbaren f Lagerteils (18, 19; 29, 30; 59) im ruhenden Lagerteil verschieblich ist.

3β Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Anstellstück (22) mit einer in einem Sackloch untergebrachten Kugel (21) versehen ist, auf welcher der zugeordnete, mit einer entsprechenden p&nnenartigen Vertiefung ausgestattete und den in einer Kugelfläche liegenden Muldenrand auf der dem drehbaren Lagerteil (l9, 20) zugewandten Seite aufweisende Aufnehmer (20) aufIiegt.

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ierSaa^n (Art. V §1 <-^s· ^{2 Ur}- ' ^s-^{tz 3 des} Änderungsges. v. 4.

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4* Crleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, .dass jeder Aufnehmer (35} 45» 44) auf der dem zugeordneten An- ' stellstüek (34j 5%i 53) und auf der dem drehbaren lagerteil (29j 3ÖJ 59)' zugewandten Seite jeweils eine muldenförmige Ausnehmung (40 bzw. 36$ 41 bzw« 46;-42 "bzw* 47) aufweist, die an eine fiüssigkeitädruekleitung (37 j 48) angeschlossen ist

5* öieitlager nach Anspruch 4*" dadurch gekennzeichnet, dass "bei kugelförmiger Ausbildung des Muldenrandes jedes Aufnehmers (35) auf der dem drehbaren lagerteil (.29» 30) zugewandten Seite der' Sand der muld@n£öriaigen Aussparung (40) auf der dem zugeordneten Anstellstüok (34) zugewandten Seite in einer Ebene liegt und mit einer ebenen fläche am Anstellstück zusammenwirkt«,

Si Sieitiäger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei zylindrischer Ausbildung des Muldenrandes jedes Aufnehmers (43$ 44) auf der dem drehbaren lagerteil (59) zugewandten Seite, der Hand der muldenförmigen Aussparung (41»- 42) auf der dem zugeordneten Anstellstück (12? 53) zugewandten Seite in einer Kugelfläche mit Mittelpunkt (58) auf der Lagerachse (45) liegt und mit einer entsprechend kugeligen fläche am Anstellstück zusammenwirkt· · -

7i o-leitlager nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j däBs die Anstellstücke (22$ 34» 52; 53) in Nuten im ruhenden, !lagerteil (23* Hi 31, 32} 50, 51) mittels . Stellschrauben (2?j 33ί 56j 57) versohieblich sind.' .

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