DE1575375A1 - Dynamisch-statisches Gleitringlager fuer Axial- und Radialbelastung - Google Patents
Dynamisch-statisches Gleitringlager fuer Axial- und RadialbelastungInfo
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Description
Dipl.-Ing.E.Jourdan ' Dipl.-Ing.W.Beyer
Svenska Kuriagerfabriken
Göteborg / Schweden
P a t e η t a η m e 1 d u ng
Dynamisch-statisches,Gleitringlager für Axial - und Radialbelastung
Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr. 7596 vom 3. Juni 1966
Die Erfindung betrifft ein dynamisch-statisches Gleitlager sowohl für Axial- wie1 auch für Radialbelästungen, das einen feststehenden
und einen umlaufenden Ring enthält, zwischen denen die relativen Gleitflächen sich befinden, in welche ein Druckmittel
eingeführt wird, wobei eine oder beide der Gleitflächen
eine Anzahl von in gleichem Abstand angeordneten flachen Rillen
enthält.
Gleitlager mit einem zwischen den (^leitflächen wirksamen Druckmittel
und Rillen in einer der Gleitflächen sind bereits bekannt.
Das Druckmittel kann ein Gas oder Flüssigkeit oder ein
geegnetes Schmiermittel sein* Lager dieser Art können nach dem
h7/drostatisehen Prinzip arbeiten, d.h. ein Druckmittel wird
in das Lager aus irgendeiner geeigneten äusseren Druckquelle eingeführt oder nach dem hydrodynamischen Prinzip, wobei ein
die Belastung tragender Film zwischen den Gleitflächen erzeugt
-S-
wird durch die relative Umdrehung zwischen den Gleitflächen und
den das Lager bildenden Ringen. In beiden Fällen der Lagerausbildung ist es wünschenswert, einen die Belastung tragenden
Film zwischen den Gleitflächen zu erzeugen. % ■■-:,-''■
Das Lager gemäß der Erfindung-arbeitet im Prinzip s,o, daß ein
Druckmittel in die .Druckzone zwischen den Gleitflächen mithilfe
d'er in' den Gleit flächen vorhandenen Rillen gepumpt wirdi Lager
dieser Art- sind' bereits bekannt in der Form von flachen sphärischen
oder konischen Endlagern. In all diesen Fällen indessen, haben
die Rillen die Form von einfachen Schrauben oder spiraligen
Rillen und wurden dadurch geeignet, das Druckmittel nur in einer Richtung zu pumpen. Die Rillen wurden oft so gestaltet, daß die'
Mittellinie jeder Rille Teile einer Spirale bildete. Lager dieser
Art wurden mit zufriedenstellenden Ergebnissen bereits benutzt. Sie hatten aber den Nachteil» daß ihr Anwendungsgebiet in sofern
beschränkt war, weil sie nur für den Gebrauch in geschlossenen Endlägern geeignet waren.
Um ein Lager zu schaffen, bei welchem die Welle durch das Gehäuse
hindurchgeht, besteht gemäß der'Erfindung ein dynamischstatisches Gleitlager im wesentlichen darin, daß die zusammenarbeiteten
Oberflachen konisch oder im wesentlichen sphärisch
ausgebildet sind und daß die Rillen in einer oder in beiden Gleitflächen
so angeordnet sind, daß sie in der Gleitfläche oder den
Gleitflächen Gruppen von schraubenförmigen Rillen bilden, die jede
auf einer Seite der Mittellinie des Lagers liegt, wobei die eine
der Gruppen'.'Rillen mit Rechtsdrall und die andere Rillen mit Linksdrall
enthait. ' . . ,
Die, Erfindung.ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
gezeigt. Es zeigen: .
SKF 7677 / 22.5.1967 - 3 -
■ 909851/109f2 ; '
. BADORIGiNAU
Pig. 1 ein Gleitlager mit im wesentlichen sphärischer Gleitfläche, ,
Pig. 2 ein Gleitlager mit konischen Gleitflächen,
Pig. 3 ein Gleitlager, in welchem eines der Lagerteile in entgegengesetzter
Richtung dachartig abfallende konische Gleitflächen aufweisen und bei welchem der andere Teil
des Lagers nach einer senkrecht zur Lagerachse stehenden Ebene geteilt ist, wobei dieser Teil ein Dichtungsmittel
trägt, .
Pig. 4 ein ähnliches Gleitlager jedoch mit anderer Dichtungsart,
Pig. 5 eine andere Form des doppelt konischen Gleitlagers.
Das in Fig. 1 gezeigte Lager enthält einen stationären oder feststehenden Ring 1 und einen drehbaren inneren Ring 2. Die Gleitflächen des ausseren Ringes ist der Teil einer Kugel und die
Gleitflächen des inneren Ringes 2 ein Toroidkörper wie die,Figur zeigt-, in welcher die Buchstaben Ri und re die Krümmungsradien
der Profile des inneren und ausseren Ringes anzeichnen. Durch die
Formgebung der Ringe ist es möglich, die Druckzone nahe der senkrecht
durch die' Achse gehenden Mittellinie anzuordnen und auf diese Weise schädliche Kantenbeanspruchungen der Lagerbelastung
zu vermeiden. In Fig. 1 sind flache Kanäle oder Rillen J5 in den
Gleitflächen des inneren Ringes 2 angeordnet, die dazu dienen,
das Druckmittel zu pumpen, wobei diese Rillen wie gezeigt zwei Gruppen von schraubenförmigen Rillen zeigen, die auf jeder Seite
der senkrecht zur Lagerachse stehenden Mittelebene angeordnet
sind und zu dieser Ebene hin konvergieren. Die'Gruppen der Rillen ·
haben Rechts- und Linksdrall und erstrecken sich über die ganze
Breite des inneren Lagerringes 2, Während der Drehung des Lagers
wird Druckmittel in Folge der Rillenform von der äusseren Kante des Lagers nach seiner Mitte zu hingepumpt. Wird ein geeignetes
SKF 7677 ./ 22.5.1967 9.0 9 3 51/10 9 2 ^ - 4 -
Schmiermittel zwischen den Gleitflächen vor Zusammensetzung des'
Lagers eingebracht, so wird ein Druck zwischen den Gleitflächen erzeugt, sobald sie sich gegeneinander bewegen, wodurch der gewünschte Druckmittelfilm erreicht und im Lager während der Drehung
in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten wird. Steht das Lager still, so wird ein Teil des Schmiermittels nach der äusseren
Kante zurückgedrückt. Jedoch wird das Lager bezüglich des Schmiermittels
im wesentlichen selbsterhaltend bleiben. Sofern es erwünscht ist, kann eine Reserve von Schmiermittel den äusseren Kanten des
Lagers zugeführt werden. Das Gleitlager wird ebenso wirksam arbeiten,
wenn es mit einer Flüssigkeit oder Gas als Schmiermittel versehen
wird. Das Lager kann sowohl in senkrechter wie in horizontaler
Richtung angeordnet sein und wird, da die Gleitflächen sphärisch ausgebildet sind, immer selbsteinstellend sein.
Pig. 2 zeigt ein ähnliches Lager mit einem inneren Laufring 4 und
einem äusseren Laufring 5, wobei ähnlich wie in Pig. 1 die Rillengruppen
6 im inneren Laufring angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch die zusammenwirkenden Gleitflächen konisch,
was in gewissen Fällen je nach der Art des Einbaus des Lagers vorteilhafter sein kann als das nach Fig. 1. Die Funktion des Lagers
ist praktische dieselbe wie die eines Lagers nach Fig. 1.
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Form des Lagers gezeigt, hier besteht
der innere Ring 7 aus einem.Teil und hat zwei dachartig nach
aussen abfallende äussere Gleitflächen 8 und 9·
Ein nach einer zur Lagerachse senkrechten Ebene geteilter Aussenring
mit den Ringteilen 10, 11 - hat entsprechend ausgebildete innen
konische Gleitflächen, deren Neigung den äusseren Gleitflächen 8
und 9 des Ringes 7 entsprechen. Um die Einzelteile des Aussenringes
zusammenzuhalten und das Lager in geschlossener Form zu sichern,
SKP 7677 / 22.5.1967 9 O 9 8 5 1/10 92 . - 5-
BAD * «{*-— --·■■
ist am !äuss er en Sümfäng^der Ringteile-10 und JI/-ein zusammen- :_ ,-._
haltenderiAusBenfting 12 vorgeseheni 'Zwei-Gruppen^von^spiraliger, .
oder schfäubenförmiger.Gestalt ausgebildeter flacher Rille.n,J4.· ,-.
und 15 sind, auf. der Aussenf lache-des Innenringes -.ao angeordnet,, .
daß -sie #ic.h.ober die Breite der Aussenringteile erstrecken* · .
Zwischen den beiden Gruppen befindet sieh-eine zylindrische Zone
~T6y4ie^die gleiche BreTite wie-der "Raum 17 -besitzt j ,der ;^zv?i sehen!
den-beiden äü'sseren Ringteilen 10 und 11 bestehti. Ein-Dichtungsmittel
15 ist "in diesem Raum 17 angeordnet. .Wie in der. Figur gezeigt,
"kann daa Dichtungsmittel.aus einer doppelt wirkenden Lip- ,
pendichtung-bestehen, aber auch jede anderegeeignete Form.aufweisen.
:" - ·:-"-.-"" '-- .,": ■.-.'·- ; ;- *^τ.::_· :.- , ... .,, : ._ ... . . . . - ■;
Das lager arbeitet wie folgt:
Wie in den Fig. 1 und'2 wird1 das Druckmittel durch die spifäTigeh
Rillen 14 und 15 auf den äusseren Kanten des Lagers nach seiner '
Mt te hin g.e pumpt. Da die Rillen sich bis zu "den inneren Enden ·; '--der
äusseren R'inge 10 und 11* erstrecken, entstehtvim Raum-17 ein- ;
• Überdruck."Weriri also eine einseitige Axialbelastxirig auf' das· Lager
ausgeübt wird, af|ieitendie in der belasteten Zone 'des Lagersι-angeordneten Rillen stärker als die"Rillen in entgegengesetzter Richtung.
Um Druckabfall duriäi die unbelastete Hälfte des Lagers zu vermeiden,
welches mögiicherw'eise dien Fiim 'in der belasteten Zone beschädigen
würde, ist die Dichtung^ yorgeseh^n, welche die beiden Hälften
des Lagers voneinander abdichten. '" *'■"'' '" ' .-,.,,,
Fig. 4 zeigt ein arfderes Beispiel des Gleitlagers Jnäch der Ef findung,
das im Prinzip der Ausführungsform nach Fig. ^entspricht.
Hler 1st der Innenring einteilig und mit zwei dachaftig^abfallenden
Gleitflachen yersehen, während der Aussenring nach seiner Mittelebene in zwei Hälften 19 und 20 geteilt ist. Ein Aussenring 2i
sichert den Zusammenhalt der beiden Ringe und des gesamten Lagers. Jedoch ist in dieser Ausführungsform die Konstruktion
so gedacht, daß der Aussehring keinen Innenhohlraum enthält, ; C
sondern das die beiden geteilten lagerringhälften 19 und 20 ;r
direkt gegeneinander stoßen. Um indessen auch hier eine Abdichtung in der Mitte des Lagers zu erzielen, wird der Innenring
mit einer mittleren ebenen Zone 22 ausgestattet, d.h. einer Zone,
in welcher keine Rillen angeordnet sind, da die beiderseits der Mittelebene angeordneten Rillengruppen 23 an der Mittelzone 22
enden. Wenn das Läger umläuft, wird das Drückmittel zur ebenen
Mittelzone 20 gepumpt und in der Mitte des Lagers ein Überdruck ;
erzeugt. Ist das Lager einer einseitigen Endbelastung ausgesetzt, so wird hier eine Dichtung erzeugt, die den Druckabfall zur unbelasteten
Zone verhindert.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein Gleitlager gezeigt,
das sich in gewisser Beziehung von den übrigen Lager unterscheidet. In diesem Fall ist der Innenririg nach zur Lagerachse senkrechten
Mittelebene in zwei Hälften 24 und 25 geteilt, während der Aussenring
26 aus einem Stück besteht. Die Gleitflächen sind auch in diesem Fall beiderseits konisch. Der Aussenring besitzt eine Anzahl
von über die Breite des Lagers durchgehenden Bohrungen 27. An die Enden der Bohrungen 27 schließen sich auf beiden Seiten
der Gleitflächen Abdichtungsplatten 29 an, wobei der Aussenring in der Nähe seiner Seiten ringförmige Rillen 28 trägt, in welche
die Dichtungsplatten 29 eingreifen. Die Dichtungsplatten erstrecken sich andererseits in radialer Beziehung nach innen in äussere
ringförmige Rillen 30 der Innenringhälfte 24 und 25. Diese Ringhälften
sind in der Gleitfläche mit schraubenförmigen Rillen 32 versehen, die kurz vor den an den inneren Seiten der Ringe befindlichen
Zonen 32 enden.
SKF 7677 / 22.5.1967 9Ö385 t / ΐ Q 92 ■"; - 7 -
BADORiGfA
Das Lager arbeitet wie folgt:
Das Druckmittel wird durch die Rillen 31 zur Mitte des Lagers hin gepumpt. Wird das Lager einer einseitigen Axialbelastung ausgesezt,
so wird der Pumpeffekt in den Rillen der belasteten Seite des Lagers ansteigen. Dabei dienen die ebenen Zonen 32 des Dichtungsgrades zum Abfliessen des Druckmittels nach der unbelasteten Seite.
Die Bohrungen 27 verhindern die Gefahr des Ausbleibens von Schmiermitteln auf der belasteten Seite. Jede Druckflüssigkeit, welche aus
der unbelasteten Seite austritt, wird durch die Löcher 27 zurück auf die andere Seite des Lagers befördert, wodurch die ausreichende
Zufuhr von Druckmittel zur belasteten Seite des Lagers gesichert ist,
Die Erfindung ist nicht an die gezeigten und dargestellten Ausführungsbeispiele
gebunden. Die Rillen können von einer dem Druckmittel angepassten Breite sein und hängen auch ab von der Belastung und
anderen Laufbedingungen des Lagers. Ihre Anzahl ist beliebig, in den
Zeichnungen sind je drei Rillen chematisch gezeigt. Die Rillen können nach beliebigen bekannten Verfahren durch Ätzen in die Oberfläche
eingebracht sein. Das Lager ist nicht für bestimmte spezielle technische Gebiete gedacht, kann jedoch insbesondere bei bestimmten
Gruppen von Haschinen Anwendung finden, die verhältnismäßig billige
und während des Laufens von der Belastung unabhängige Gleitlager
verlangen.
SKP 7677 / 22.5.1967 - 8 -
909851/1092
original
Claims (5)
1. Dynamisch-statisches Gleitlager für Axial- und Radialbelastung,
insbesondere Gleitringlager, bestehend aus einem feststehenden und einem drehbaren Ring mit zwischen ihnen
befindlichen Gleitflächen, denen ein Druckmittel zugeführt wird und von denen mindestens eine Gleitfläche eine Anzahl
von im gleichen Abstand voneinander angeordneten flachen Rillen besitzt, dadurch gekennzeichnet,
daß die zusammenwirkenden Gleitflächen konisch oder im wesentlichen sphärisch gekrümmt gestaltet sind und die
Rillen in den Gleitflächen des feststehenden (1, 5, 10, 11, 19, 20, 26) oder des drehbaren Ringes (2, 4, 7, 18,
24, 25) zwei Rillengruppen (3, 6, 14, 15, 23, 31) darstellen,
die beiderseits der zur Lagerachse senkrechten Mittelebene liegen und von denen die eine Rechtsdrall und
die andere Linksdrall besitzt.
2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillengruppen zur Mittelebene des Lagers hin konvergieren.
3. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen der Gleitflächen (14, 15,
23, 31) sich nur über einen Teil der Breite des zugehörigen Lagerringes erstrecken.
4. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine der Gleitflächen sphärisch und die Gegengleitfläche als ToroidkÖrper ausgebildet sind,
SKF 7677 / 22.! 909851/1092
mit dem kleinsten Abstand nahe dem Mittelpunkt der Gleitflächen.
5. Gleitlager nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der drehbare Ring (7) mit einer doppelt konischen Aussenflache (8, 9) und der
feststehende Ring (10, 11) mit einer doppelt konischen Innenfläche (8, 9) ausgestattet sind, wobei letzterer
nach einer zur Lagerachse senkrechten Mittelebene geteilt ist und beide Teile (10, 11) durch einen sie aussen umgebenden
Ring (12) zusammengehalten werden (Fig. 3 und 4-).
6. Gleitlager nach Anspruch 1, dessen feststehender Aussenring eine Gleitfläche in Form eines Doppelkonus und dessen
Innenring nach einer zur Lagerachse senkrechten Mittelebene in zwei die entsprechenden Innenkonusflächen tragende
Teile (24, 25) geteilt ist.
7· Gleitlager nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der Einzelteile (10, 11) des feststehenden Aussenringes so bemessen ist, daß in
der Mitte des Lagerringes eine Kammer (17) entsteht, in der eine Dichtungsvorrichtung (13) eingebracht sein kann
(Fig. 3).
8. Gleitlager nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet,
daß der feststehende Aussenring (26) nahe seinen Gleitflächen mit einer Anzahl von Seite zu
Seite durchgehender Bohrungen (27) ausgestattet ist, die das auf der einen Seite des Lagers austretenden Druckmittel
zur anderen Lagerseite führen.
SKF 7677/ 22.5.W09851/1092
Fig. 2
/4
Fig. 3
20
ΗαΛ
9 09 8 5 1 'I Π 9
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |