DE2005740C3

DE2005740C3 - Gleitlagerkörper für die unmittelbare Aufnahme und hydrodynamisch geschmierte Lagerung sich drehender Wellen

Info

Publication number: DE2005740C3
Application number: DE2005740A
Authority: DE
Inventors: Roger Nogent-Sur-Marne Laumont (Frankreich)
Original assignee: Hydroperfect International Saint- Maur (frankreich)
Current assignee: Hydroperfect International Saint- Maur (frankreich)
Priority date: 1969-02-26
Filing date: 1970-02-07
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2005740B2; DE2005740A1; FR2033502A5; GB1295173A; JPS4825691B1; US3622212A

Description

Die Erfindung betrifft einen für die unmittelbare Aufnahme und hydrodynamisch geschmierte Lagerung sich drehender Wellen bestimmten Gleitlagerkörper mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches, der insbesondere für mit hohen Drücken arbeitende hydraulische Zahnradpumpen oder hydraulische Motoren bestimmt ist.

Gleitlager werden geschmiert, damit sich zwischen deren Lauffläche und insbesondere der Druck- oder Tragzone und der gelagerten Welle ein Schmiermittelfilm bildet, welcher einen direkten Kontakt zwischen der Lauffläche und der Welle verhindert. Ein bekannter Gleitlagerkörper der eingangs genannten Gattung (FR-PS 15 54 858) enthält in der Laufschicht nebeneinander mehrere parallel verlaufende Schmiernuten gleicher Größe, deren Anzahl und Querschnitt von der zu erwartenden Belastung und der vorgesehenen Drehzahl der gelagerten Welle abhängt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Zufuhr des flüssigen Schmiermittels bei Drücken über 400 kg/cm² und bei Drehzahlen in der Nähe von 10 000 UpM und darüber nicht nur ungenügend, sondern auch sehr unregelmäßig ist und der Schmiermittelfilm daher leicht abreißt.

Diese Probleme werden auch nicht mit einem anderen bekannten Gleitlagerkörper (US-PS 29 86 096) gelöst, der in seiner Laufschicht drei parallele Schmiernuten enthält, die mit großer Neigung zur Mantellinie der Lauffläche verlaufen und mittels in der Ebene der Lauffläche endenden scharfkantigen Stegen voneinander getrennt sind, ebensowenig mit einem anderen bekannten Gleitlager (FR-PS 14 71 846), das in einer Lagerschale diese durchsetzende Schmiernuten verschiedenster Größe und Form enthält, die eine Schmiermittelzufuhr vom Zentrum ermöglichen sollen, damit Verunreinigungen schnell weggespült und abgeführt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleitlagerkörper der in der FR-PS 15 54 858 angesprochenen Gattung derart zu verbessern, daß eine ausreichende Schmierung der Gleitlager auch bei höherer Belastung der gelagerten Welle und unabhängig von deren jeweiliger Drehzahl gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den ίο Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruches gelöst Eine vorteilhafte praktische Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Mit einem derartigen Gleitlagerkörper ist man in der Lage, eine ausreichende Schmierung sowohl bei ι s geringen und mittleren als auch bei höheren Drehzahlen der gelagerten Wellen zu erreichen, ohne daß der zwischen Welle und Lauffläche des Lagers gebildete Schmiermittelfilm abreißen kann, und zwar selbst auch bei größeren Belastungen der gelagerten Wellen. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsheispiel eines für eine hydraulische Pumpe bestimmten erfindungsgemäßen Gleitlagerkörpers dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche Stirnansicht des Gleitlagerkörpers mit zwei Gleitlagern,

Fig.2 eine schaubildliche Ansicht der anderen Stirnseite des Gleitiagerkörpers aus F i g. 1, F i g. 3 eine Abwicklung eines der Gleitlager, Fig.4 einen Schnitt nach Linie IV-IV aus Fig.3 in vergrößertem Maßstab,

Fig.5 einen Schnitt nach Linie V-V aus Fig.3 in vergrößertem Maßstab,

Fig.6 eine Stirnansicht des Gleitlagerkörpers aus F i g. 1 und 2 in schematischer Darstellung, F i g. 7 einen Schnitt nach Linie VIl-VH aus F i g. 6,

Fig.8 ein Schema, aus dem die Anordnung der Schmiernuten gegenüber der Druck- oder Tragzone des Gleitlagers zu ersehen ist, und

F i g. 9 einen Längsschnitt durch „'ine Zahnradpumpe, die Gleitlagerkörper gemäß F i g. 1 bis 8 enthält

Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Lagerkörper 1 enthält zwei Gleitlager 2 und 3, die jeweils ein Ende einer ein Zahnrad tragenden Welle einer Zahnradpumpe oder eines mit Zahnrädern versehenen hydraulischen Motores aufnehmen können. Die einzusteckenden Wellen werden in Richtung von Pfeilen 4 und 5 gegenläufig angetrieben, so daß sich die Druck- oder Tragzonen 6 und 7 der beiden Gleitlager 2 und 3 im inneren Bereich des Lagerkörpers, wie in Fig.2 angedeutet, befinden.

Jedes Gleitlager 2 und 3 enthält zwei wendelförmig verlaufende Schmiernuten 8 und 9, die unmittelbar vor seiner Druck- oder Tragzone 6 bzw. 7 angeordnet sind. Die Schmiernut 8 verläuft mit großem Neigungswinkel Λ von etwa 34° und die Schmiernut 9 mit sehr geringem Neigungswinkel β von etwa 3" zur Mantellinie des betreffenden Gleitlagers. Die Schmiernut 9 liegt dabei zwischen der Druck- oder Tragzone 6 bzw. 7 des Gleitlagers 2 bzw. 3 und der anderen Schmiernut 8 und soll besonders bei großen Drehzahlen der Welle den Schmiermittelfilm ausgleichen oder ergänzen, d. h. regulieren.

Die durch die Strömungsrichtung des Schmiermittels definierte Neigung der Schmiernuten verläuft in derselben Richtung wie die Drehrichtung der Welle.

Bei durchschnittlichen Drehzahlen sorgt die große Schmiernut 8 für den größten Teil der Schmiermittelzufuhr, während die kleine Schmiernut 9 nur sehr wenig

Schmiermittel der Lagerfläche zuführt. Die Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen Schmiermittels aus der großen Schmiernut 8 nimmt mit der Drehzahl der Welle derart zu, daß sich eine turbulente Strömung und dabei Unterbrechungen des Schmiermittelfilmes ergeben. Der Neigungswinkel der kleinen Schmiernut 9 ist jedoch so gewählt, daß das Schmiermittel aus ihr stets laminar austritt und sich hinter ihr stets ein ununterbrochener Schmiermittcliilm befindet, d. h. das aus der Schmiernut 9 austretende Schmiermittel gleicht Unregelmäßigkeiten des von der Schmiernut & ausgehenden Schmiermittelfilmes aus. Der Neigungswinkel der kleinen Schmiernut 9 ist deshalb so gering gewählt worden, um die Austrittsgeschwindigkeit des flüssigen Schmiermittels aus ihr zu begrenzen. Man kann dadurch Drehzahlen von 8000 UpM und höher erreichen.

Als Ausführungsbeispiel sind in der Abwicklung gemäß F i g. 3 der Ausgangspunkt und der Endpunkt der Schmiernuten 8 und 9 gegenüber einer Mantellinie G des Gleitlagers für den Fall dargestellt, daß ein Gleitlager der Größe 11,5 mm eine Welle mit einem Durchmesser von 12 mm aufnehmen soll, wobei eine ringförmige Ansenkung 11 von 13 mm vorgesehen ist Die Mantellinie G liegt gegenüber der Druck- oder Tragzone des Gleitlagers wie in F i g. 6 dargestellt Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der Ausgangspunkt der kleinen Schmiernut 9 an der Vorderseite 12 des Lagers unmittelbar hinter der Ansenkung 11 in einem Winkel von 205° und deren Endpunkt an der anderen Seite des Gleitlagers in einem Winkel von 200° von der JO Mantellinie G entfernt Die Breite der Schmiernut 9 beträgt im Bereich der Lagerfläche 0,2 mm und an ihrem Boden 0,1 mm, wobei ihre Seitenwände einen Winkel von 60° zueinander einnehmen. Der Ausgangspunkt der großen Schmiernut 8 liegt 189° und der Endpunkt 120^r von der Mantellinie G entfernt Die Schmiernut 8 hat im Bereich der Lagerfläche eine Breite von 1,1 mm und an ihrem Boden eine Breite von 0,1 mm, wobei ihre Seitenwände einen Winkel von 90° einschließen.

Die Mantellinie G liegt etwa 20° außerhalb der Druck- oder Tragzone 13 des Gleitlagers, d. h. etwa 20° außerhalb des Punktes der größten Belastung des Lagers. Die Tragzone 13 verschiebt sich entsprechend der Drehzahl der Welle. Beim gewählten Ausführungsbeispiel ist die Mantellinie G zwischen 23° und 18° gegenüber der Tragzone 13 verschoben, wobei diese Werte gewählt wurden, um eine gute Schmierung innerhalb dieser beiden Werte zu gewährleisten. Die Mantellinie G liegt, wie F i g. 6 zeigt, auf einer Normalen zur gemeinsamen Achse der beiden Gleitlager 2 und 3 bzw. des Lagerkörpers 1.

Das flüssige Schmiermittel durchläuft einen Schmiermittelkreislauf in folgender oder umgekehrter Richtung.

Aus einer Niederdruckkammer '*} — im Falle einer Pumpe der Saugkammer — geiangi dis Schmiermittel durch einen Kanal 10 in die ringförmige Ansenkung 11 und von dort in die Schmiernuten 8 und 9, von wo es in die Niederdruckkammer 14 zurückkehrt Die Richtung dieser Kreislaufes hängt von der Drehrichtung der gelagerten Welle ab. Der Kanal 10 mündet tangential in jeweils eine der ringförmigen Ansenkungen 11.

Fig.9 zeigt im Längsschnitt eine Zahnradpumpe, weiche zwei Lagerkörper 15 und 16 nut Schmiernuten 8 und 9 enthaltenden Gleitlagern aufweist und außerdem zwei Zahnräder 17 und 18, die auf einer treibenden Welle 19 bzw. einer getriebenen Welle 20 angeordnet sind. Alle diese Teile sind in einem gemeinsamen Pumpengehäuse 21 untergebracht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

I Patentansprüche:

1. Gleitlagerkörper fur die unmittelbare Aufnahme und hydrodynamisch geschmierte Lagerung sich drehender Wcifleu, insbesondere von hydraulischen Zahnrad-Pumpen oder -Motoren, welcher an der Lauffläche in Wellenumlauf richtung vor der Druck- oder Tragzoue von einem axialen Ende des Gleitlagerkörpers zu dessen anderem axialen Ende stetig wendelförmig verlaufende, als Vertiefungen in der Laufschidit ausgebildete Schmiernuten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermitensystem aus einer Hauptschmiernut (8) und einer zwischen dieser und der Druck- oder Tragzone (6; 7) mit wesentlich geringerer Neigung zur Mantellinie der Lauffläche verlaufenden weiteren Schmiernut (9) mit kleinerem Querschnitt besteht, wobei die Breite der Hauptschmiemut etwa 5ß mal so groß wie die der weiteren Schmiernut ist und der Steigungswinkel (β) der weiteren Schmiernut zur Manteiimie etwa 3° beträgt

2. Gleitlagerkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Lage des Ausgangspunkts der Hauptschmiernut (8) im Abstand von etwa 214° und des Endpunkts derselben im Abstand von etwa 145° von der Druck- oder Tragzone (6; 7) sowie durch die Lage des Ausgangspunkts der weiteren Schmiernut (9) im Abstand von etwa 225° und des Endpunkts derselben im Abstand von etwa 220° von der Druck- oder Tragzone.