DE19526497A1 - Gleitlager - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung betrifft Radial-Gleitlager und
insbesondere Axial-Gleitlager, welche
hydrodynamisch wirkende Gleitkörper haben,
beispielsweise in Form von Kreissegmenten oder in
Form von Gleitschuhen. Die Gleitkörper haben eine
Lauffläche, welche auf einer Gegen-Lauffläche
gleitet. Zwischen den Laufflächen und Gegen-
Laufflächen befindet sich Schmierflüssigkeit
Aus dem Artikel "Gleitlager" von F. Findeisen in
der Zeitschrift "TR" Nr. 51, 9. Dez. 1975, 67.
Jahrgang, Seite 5, sind Gleitlager bekannt, welche
eine Vielzahl von ringförmig angeordneten
Gleitkörpern aufweisen, die aus einem Grundkörper
und aus einer an ihnen vorgesehenen Lauffläche
bestehen, wobei die Gleitkörper zur Bildung eines
hydrodynamischen Schmierölkeils zwischen den
aufeinander gleitenden Laufflächen und Gegen-
Laufflächen kippbeweglich angeordnet sind, welche
den Laufflächen gegenüberliegen und auf diesen in
Umfangsrichtung gleitend angeordnet sind.
Aus der Offenlegungsschrift DE 36 02 132 A1 sind
Gleitlagerelemente in Form von Lagerschalen
bekannt, welche aus einem Grundkörper aus Stahl,
Kupfer oder Kupferlegierung und mindestens einer
durch ein Kathodenzerstäubungsverfahren auf ihn
aufgespritzten, Fasern enthaltenden Keramikschicht
bestehen. Die Keramikschicht hat eine Lager-
Lauffläche zur Lagerung einer Welle. Unter der
Keramikschicht kann sich Aktivlot befinden, welches
vor ihr ebenfalls durch ein
Kathodenzerstäubungsverfahren auf den Grundkörper
aufgespritzt wurde.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,
Gleitlager so auszubilden, daß sie ohne oder ohne
wesentliche Vergrößerung der Baugröße wesentlich
höher belastbar (Laufflächendruck) sind, mit
höheren Drehzahl betreibbar sind und höhere
Betriebstemperaturen aushalten, bei niedrigen
Herstellungskosten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die
Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung hat insbesondere folgende Vorteile:
Die Gleitlager nach der Erfindung haben eine wesentlich höhere mechanische Belastbarkeit (Laufflächendruck), der beispielsweise 10 mal höher ist als bei bekannten Gleitlagern ohne Keramik- Laufflächen; die Betriebstemperatur des Gleitlagers kann bis nahe an die zulässige Höchsttemperatur seines Schmieröls ansteigen, ohne daß Lagerschäden entstehen; das Gleitlager kann für sehr hohe Drehzahlen verwendet werden; das Gleitlager kann für schwierige Anwendungen verwendet werden, beispielsweise in schmutziger Umgebung wie zum Beispiel in Schmutzwasserpumpen, und beispielsweise in chemisch aggressiver Umgebung wie beispielsweise in Chemiepumpen.
Die Gleitlager nach der Erfindung haben eine wesentlich höhere mechanische Belastbarkeit (Laufflächendruck), der beispielsweise 10 mal höher ist als bei bekannten Gleitlagern ohne Keramik- Laufflächen; die Betriebstemperatur des Gleitlagers kann bis nahe an die zulässige Höchsttemperatur seines Schmieröls ansteigen, ohne daß Lagerschäden entstehen; das Gleitlager kann für sehr hohe Drehzahlen verwendet werden; das Gleitlager kann für schwierige Anwendungen verwendet werden, beispielsweise in schmutziger Umgebung wie zum Beispiel in Schmutzwasserpumpen, und beispielsweise in chemisch aggressiver Umgebung wie beispielsweise in Chemiepumpen.
Gegenüber den gespritzten Gleitlagern gemäß der
genannten DE 36 02 132 A1 hat die Erfindung die
folgende Vorteile: Die Keramikplättchen können in
Massenproduktion preiswert hergestellt werden, ohne
daß hierfür der Grundkörper benötigt wird. Damit
wird auch eine Beschädigung oder unerwünschte
Verformung der Grundkörper durch Werkzeuge oder
Wärme bei der Herstellung der Keramikschicht oder
Keramikplättchen vermieden. Die gleichen
Keramikplättchen können für verschiedene Formen und
Größen von Grundkörpern verwendet werden, z. B. für
verschieden hohe oder dicke Grundkörper. Dadurch
wird die Herstellung der Gleitlager billiger. Der
Hersteller der Gleitlager kann die Keramikplättchen
je nach Bedarf auswählen und ohne besonders
schwierige oder teuere Verfahren, z. B.
Spritzverfahren, selbst an beliebigen Grundkörpern
befestigen. Trotzdem hat man eine innige, feste,
dauerhafte Verbindung zwischen dem Keramikplättchen
und dem ihn tragenden Grundkörper, und damit auch
eine gute Wärmeabfuhr von der Lauffläche des
Keramikplättchens zu ihrem Grundkörper.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
Zeichnungen anhand einer bevorzugten
Ausführungsform beschrieben. In den Zeichnungen
zeigen
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein
kombiniertes Axial- und Radiallager,
Fig. 2 schematisch und verkleinert eine
Draufsicht auf einen Tragring und darauf
arretierten Gleitschuhen des Axiallagers
von Fig. 1 auf die Ebene II-II gesehen.
Das in Fig. 1 im Vertikalschnitt dargestellte
kombinierte Axial-Radial-Gleitlager ist ein
sogenanntes Vertikallager zur vertikalen und
radialen Lagerung einer vertikal angeordneten Welle
2. Die Welle 2 kann zusammen mit einer Laufglocke 4
ein einstückiges Teil bilden oder mit der
Laufglocke 4 durch festen Schrumpfsitz oder durch
leichten Schrumpfsitz und zusätzlicher
Paßfederverbindung lösbar verbunden sein. Von der
Paßfederverbindung zeigt Fig. 1 eine Paßfedernut 6
in einer axialen Bohrung 8, welche zur Aufnahme der
Welle 2 dient. Die Laufglocke 4 überträgt von der
Welle 2 Radialkräfte über bogensegment-förmige
Radiallager-Kippsegmente 10 auf ein Gehäuse 12 und
Axialkräfte über Axiallager-Gleitschuhe 14 und
einen sie tragenden Tragring 16 auf das Gehäuse 12.
Die Kippsegmente 10 des Radial-Lagerteils sind in
dem Gehäuse 12 kippbar abgestützt. Die Gleitschuhe
14 des Axial-Lagerteils sind über Tellerfedern 18
auf dem Tragring 16 kippbeweglich abgestützt und in
Bohrungen 20 des Tragrings 16 in
Lagerumfangsrichtung positioniert. In ähnlicher
Weise sind auch die Kippsegmente 10 des Radial-
Lagerteils durch Elemente 24 kippbeweglich, jedoch
in Lagerumfangsrichtung relativ zum Gehäuse 12
ortsfest angeordnet. Die Kippsegmente 10 und die
Gleitschuhe 14 sind je auf einem Kreis konzentrisch
zur Lager-Rotationsachse angeordnet.
Die Radiallager-Kippsegmente 10 und die Axiallager-
Gleitschuhe 14 bestehen jeweils aus einem
Grundkörper 10.1 oder 14.1 aus Metall, vorzugsweise
ungehärtetem Stahl, beispielsweise Stahl C10, und
einem Keramikplättchen 34 aus faserverstärktem
Keramik, welches eine Lauffläche 10.2 oder 14.2
aufweist und auf seiner davon abgewandten Seite an
dem Grundkörper 10.1 oder 14.1 angeklebt oder
angelötet ist. Die Klebeverbindung oder
Lötverbindung bildet einen festen, dauerhaften und
innigen Kontakt zwischen dem Grundkörper und dem
Keramikplättchen, so daß eine lange Lebensdauer und
ein guter Wärmetransfer gewährleistet sind. Somit
bestehen die Grundkörper 10.1 und 14.1 der Radial-
Kippsegmente 10 und der Axiallager-Gleitschuhe 14
aus einem wesentlich weicheren Material als ihre
Lauffläche 10.2 und 14.2.
Bei allen vorgenannten Ausführungsformen bestehen
die Keramikplättchen 34 und ihre Lauffläche 10.2
und 14.2 aus Keramik (Silicium-Karbit) und darin
eingebetteten Fasern. Die Fasern können aus Glas,
Baumwolle oder Kohle oder einem anderen Material
bestehen.
Die Laufglocke 4 hat an ihrem einen stirnseitigen
Ende eine ringförmige Gegen-Lauffläche 26, auf
welcher die Laufflächen 14.2 der Axiallager-
Gleitschuhe 14 gleiten. Hinter dieser Axiallager-
Gegen-Lauffläche 26 weist die Laufglocke 4 eine
radial nach außen zeigende Radiallager-Gegen-
Lauffläche 28 auf, auf welcher in Umfangsrichtung
die Radiallager-Kippsegmente 10 gleiten. Diese
axialen und radialen Gegen-Laufflächen 26 und 28
der Laufglocke 4, oder die gesamte Laufglocke 4,
können gehärtet sein oder aus gehärtetem Stahl oder
aus einem anderen Material bestehen, welches einen
geringen Reibungswiderstand und eine geringe
Reibungsabnutzung durch die aus faserverstärktem
Keramik bestehenden Laufflächen 10.2 und 14.2 der
Radiallager-Kippsegmente 10 und der Axiallager-
Gleitschuhe 14 hat. Vorzugsweise bestehen die
Gegen-Laufflächen 26 und 28 aus einem anderen
Material als ihr Tragkörper, im vorliegenden
Beispiel die Laufglocke 4. Wenn die Gegen-
Laufflächen 26 und 28 aus einem ungehärteten Metall
oder Kunststoff bestehen, werden sie von den
Keramikplättchen 34 schnell abgenutzt. Wenn die
Gegen-Laufflächen 26 und 28 aus einem gehärteten
Metall bestehen, z. B. gehärtetem Stahl, dann
besteht die Gefahr, daß sie die Keramikplättchen 30
beschädigen oder schnell abnutzen. Vorzugsweise
bestehen deshalb die Gegen-Laufflächen 26 und 28
aus einer Schicht 36 aus Keramik, welche an dem
Trägerkörper 4 befestigt ist. Die Keramikschicht 36
kann aus faserverstärktem Keramik bestehen und kann
in den Tragkörper 4 angeklebt, angeschraubt oder
angesintert sein; ist jedoch vorzugsweise durch ein
Spritzverfahren auf den Tragkörper 4 aufgespritzt,
z. B. durch ein Flamm- oder Plasmaspritzverfahren
oder ein Kathodenzerstäubungsverfahren.
Alle Laufflächen 14.2 und 10.2 und Gegen-
Laufflächen 26 und 28 des Axial-Lagerteils und des
Radial-Lagerteils werden durch eine
Schmierflüssigkeit, z. B. Öl, geschmiert und sind
derart ausgebildet, daß sich zwischen ihnen ein
hydrodynamischer Schmierflüssigkeitsfilm oder
Schmierflüssigkeitskeil bilden kann.
Die Anwendung der Lager ist nicht auf bestimmte
Verwendungszwecke beschränkt. Insbesondere können
sie auch bei schmutziger oder chemisch aggressiver
Umgebung eingesetzt werden, beispielsweise in
Schmutzwasserpumpen und in Chemiepumpen.
Claims (5)
1. Gleitlager, welches eine Vielzahl von
ringförmig angeordneten Gleitkörpern (10,14)
hat, die mit einer Lauffläche (10.2, 14.2)
versehen sind, wobei die Gleitkörper (10, 14)
zur Bildung eines hydrodynamischen
Schmierflüssigkeitskeils zwischen ihren
Laufflächen (10.2, 14.2) einerseits und Gegen-
Laufflächen (28, 26) andererseits kippbeweglich
angeordnet sind, welche den Laufflächen (10.2,
14.2) gegenüberliegen und auf ihnen in Lager-
Umfangsrichtung gleitend angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laufflächen (10.2, 14.2) durch
Keramikplättchen (34) gebildet sind, welche aus
faserverstärktem Keramik bestehen, daß die
Keramikplättchen (34) auf ihrer von den
Laufflächen (10.2, 14.2) abgewandten Seite an
einen Grundkörper (10.1, 14.1) der Gleitkörper
(10, 14) angeklebt oder angelötet sind, und daß
der Grundkörper aus einem wesentlich weicheren
Material als das Keramikplättchen (34)
besteht.
2. Gleitlager nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegen-Lauffläche (28, 26) durch eine
Schicht (36) aus Keramik gebildet ist, die von
einem Tragkörper (4) getragen wird, welcher
aus einem weicheren Material als die
Keramikschicht (36) besteht.
3. Gleitlager nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikschicht (36) eine auf den
Tragkörper (4) aufgespritzte Schicht ist.
4. Gleitlager nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Axial-Gleitlager (14) ist.
5. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß es ein kombiniertes Axiallager-Radiallager
(14, 16) ist.
Priority Applications (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19526497A DE19526497A1 (de) | 1994-12-21 | 1995-07-20 | Gleitlager |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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8130 | Withdrawal |