DE2504204A1 - Selbstdruckerzeugendes axialgleitlager - Google Patents

Selbstdruckerzeugendes axialgleitlager

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DE2504204A1 DE19752504204 DE2504204A DE2504204A1 DE 2504204 A1 DE2504204 A1 DE 2504204A1 DE 19752504204 DE19752504204 DE 19752504204 DE 2504204 A DE2504204 A DE 2504204A DE 2504204 A1 DE2504204 A1 DE 2504204A1
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Description

SKP KUGELLAGERPABRIKEN .1MHi Schweinfurt, 27.1.1975
TP/vH/gh
Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager
Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager für beide Drehriehtungen einer Welle mit schräg zur Umfangsrichtung geneigten, zu einem Schmiermittelvorratsrauni offenen Rillen, die in einer der aufeinander gleitenden Gleitfla'chen eingearbeitet sind.
Es ist ein selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager der angegebenen Art bekannt, bei der zwei zueinander konzentrisch angeordnete Kränze von Rillen vorhanden sind, die für je eine Drehrichtung einen hydrodynamischen, belastbaren Schmierfilm zwischen den Gleitflächen aufbauen (DT-AS 1 525 190). Dieses bekannte Axialgleitlager hat den Nachteil, daß ein relativ großer Bauraum in radialer Richtung beansprucht wird. Darüber hinaus besitzt dieses Axiallager am Umfang verteilte Bohrungskanäle, durch die das Schmiermittel zwischen die zwei konzentrisch angeordneten Kränze von Rillen strömt. Die Herstellung dieser Bohrungskanäle ist aufwendig und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager für beide Drehrichtungen der Welle zu schaffen, welches einen kleinen Bauraum einnimmt und mit wirtschaftlichen Mitteln herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit Rillen versehene Gleitfläche in mehrere Teilfläehen unterteilt ist, wobei jede Teilfläche eine von einer Umfangskante der Gleitfläche ausgehende radiale Nut und zu beiden Seiten dieser Nut jeweils entgegengesetzt zueinander schräg zur Umfangsrichtung geneigte, druekaufbauende Rillen aufweist. Bei Drehung der mit der Welle umlaufenden Gleitfläche wirken also die auf der einen Seite der Nut auf der Teilfläche befindlichen Rillen hydrodynamisch oder aerodynamisch druckerzeugend, während die auf der gegenüberliegenden Seite der Nut auf der T'iilfläche befindlichen Rillen nun einen kleinen Unterdruck erzeugen, der die hydrodynamische oder aerodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers nicht wesentlich beeinträchtigt.
60983,2/ 0141
Nach einem besonderen Merkmal sind die einzelnen Teilflächen durch Drosselflächen voneinander getrennt. Dadurch wird ein von den Rillen hydrodynamisch oder aerodynamisch erzeugter Druck des Schmiermittels gegen diese Drosselflächen aufgebaut, wodurch sich vorteilhaft eine Vergrößerung der Lagertragfähigkeit ergibt.
Nach einem weiteren Merkmal ist an der, den Rillenöffnungen radial gegenüberliegenden Umfangskante der Gleitfläche eine ringförmige oder kreisförmige Drosselfläche vorgesehen. Diese ringförmige oder kreisförmige Drosselfläehe trägt ebenfalls in vorteilhafter Weise zur vergrößerung der Lagertragfähigkeit bei.
Die zur Umfangsrichtung geneigten Rillen können an ihrem radial äußeren Ende offen sein, so daß diese entweder in die radial verlaufende Nut, oder in den radial äußeren Schmiermittelvorratsraum der Umgebung der mit Rillen versehenen Gleitfläche münden. Sie können aber auch an ihrem radial inneren Ende offen sein und entweder in die radial verlaufende Nut oder in einen radial inneren Schmiermittelvorratsraum münden, der zum Beispiel bei Schmiermittelversorgung durch eine Bohrung in der Welle durch eine mit der Bohrung kommunizierende Ringnut in der Welle gegeben sein kann.
Nach einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung verlaufen die Rillen spiralförmig, so daß eine hydrodynamische oder aerodynamische Pumpwirkung der Rillen entsteht, welche eine vorteilhaft große Lagertragfähigkeit zur Folge hat.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt gemäß der Linie A-A in Figur 2 durch ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die mit Rillen versehene Gleitfläche des in Figur 1 gezeigten Axialgleitlagers,
Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie B-B in Figur 4 durch ein abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager,
609832/0141 - 3 -
ORIGINAL INSPECTED
Fig. 4 eine Draufsicht auf die mit Rillen versehene Gleitfläche des in Figur 3 gezeigten Axialgleitlagers,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein weiteres abgeändertes Axialgleitlager, und
Fig. 6 eine Ansicht der unteren Gleitfläche des in Figur 5 gezeigten Axialgleitlagers.
In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager dargestellt. Dieses besteht aus der umlaufenden Welle 1, auf der ein oberer Ring 2 mit einer ebenen Gleitfläche J5, die keine Rillen aufweist, befestigt ist, und einem im Gehäuse 4 abgestützten unteren Ring 5» der eine ebene Gleitfläche 6 aufweist, die mit spiralförmig verlaufenden Rillen 7,8 versehen ist. Die feststehende Gleitfläche 6 steht der umlaufenden Gleitfläche 3 gegenüber und wirkt unter Zwischenschaltung eines Schmiermittels, z.B. Öl,mit dieser hydrodynamisch zusammen. Am Umfang der mit den Rillen 7, 8 versehenen Gleitfläche 6 sind drei Teilflächen 9 vorhanden, in die je eine radial gerichtete Nut 10 eingearbeitet ist, welche an ihrem äußeren Ende In die äußere, schmiermittelbevorratete Umgebung der Gleitfläche 6 mündet, und welche an ihrem inneren, in der Nähe des inneren Randes dieser Gleitfläche 6 liegenden Ende geschlossen ist. Jede Teilfläche 9 besitzt spiralförmige Rillen J, 8^welche, von der Nut 10 aus gesehen, schräg nach innen gerichtet sind. Die äußeren Enden dieser Rillen 7» 8 sind offen und münden entweder in die Nut 10 oder in die äußere, schmiermittelbevorratete Umgebung der Gleitfläche 6. Die radial inneren Enden dieser Rillen 7» 8 sind geschlossen und liegen entweder in der Nähe der inneren Itofangskante der Gleitfläche 6 oder am Rand der Drosselfläche 11, welche die am Umfang der Gleitfläche 6 befindlichen Teilflächen 9 in Umfangsrichtung voneinander trennt. Die radial inneren Enden der Rillen 7» 8, welche in der Nähe der inneren Umfangskante der Gleitfläche 6 liegen, werden durch eine, die innere Umfangskante der Gleitfläche 6 ringförmig umschließende Drosselfläche 12 begrenzt.
Wenn sich die Welle 1 mit dem oberen Ring 2 im Uhrzeigersinn dreht, wird das Schmiermittel, z.B. Öl, von der äußeren schmiermittelbevorrateten Umgebung der Gleitfläche 6 oder von den, mit dieser Umgebung kommunizierenden Nuten 10 in die Rillen 7 hineingepreßt, so daß in diesen Rillen
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ein hydrodynamischer Druck entsteht, der einen tragfähigen Schmierfilm zwischen den zwei Gleitflächen 3 und 6 hält. In den Rillen 8 wird bei dieser Drehrichtung ein kleiner Unterdruck erzeugt, der nicht kleiner sein kann als der Dampfdruck des Schmiermittels, z.B. Öl.
Wird nun die Welle in der anderen Drehrichtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht, so wird das Schmiermittel von der äußeren schmiermitte !bevorrateten Umgebung der Gleitfläche 6 oder von den mit dieser Umgebung kommunizierenden Nuten 10 in die Rillen 8 hineingepreßt, so daß wieder ein tragfähiger, hydrodynamischer Schmierfilm zwisehen den zwei Gleitflächen 3 und 6 entsteht, während durch die Rillen J nur ein kleiner Unterdruck erzeugt wird.
In den Figuren 3 und 4 ist ein abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager gezeigt, welches aus einer Welle 1 mit einem einstückigen Flansch 13 und einer Stützplatte l4 besteht. Die Welle 1 weist einen zentrischen Kanal 15 auf, welcher durch radiale Bohrungen 15a mit einem Ringnutkanal l6 der Welle 1 in kommunizierender Verbindung steht. Der Flansch 13 besitzt eine ebene Gleitfläche 17 ohne Rillen. Die Stützplatte 14 weist eine mit spiralförmig schräg verlaufenden Rillen l8,19 versehene Gleitfläche 20 auf, welche der ebenen Gleitfläche 17 gegenüberliegt. Am Umfang der mit Rillen l8,19 versehenen Gleitfläche 20 sind wieder drei Teilflächen 21 vorhanden, in die je eine radial gerichtete Nut 22 eingearbeitet ist. Diese Nut 22 mündet hier an ihrem inneren Ende in den Ringnutkanal l6 der Welle 1, welcher über den zentrischen Kanal 15 und die anschließenden radialen Bohrungen 15a mit Schmiermittel, z.B. Öl, bevorratet ist, und ist an ihrem äußeren Ende, das in der Nähe der äußeren Umfangskante der Gleitfläche 20 liegt, geschlossen. Zu beiden Seiten der Nut 22 sind in jeder Teilfläche 21 spiralförmige Rillen 18,19 vorhanden, welche jeweils entgegengesetzt zueinander schräg nach außen verlaufen. Die inneren Enden der Rillen 18,19 sind offen und münden in die Nut 22 oder in den schmiermittelbevorrateten Ringnutkanal l6. Die äußeren Enden dieser Rillen 18, 19 sind geschlossen und liegen entweder am Rand der ringförmigen Drosselfläche 23 oder am Rand der Drosselflächen 24 der Gleitfläche 20. Jede Drosselfläche 24 trennt zwei am Umfang der Gleitfläche 20 angeordnete Teilflächen 21 in Umfangsrichtung voneinander.
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Die Wirkungswelse des abgeänderten Axialgieitiagers ist analog zu der des vorher beschriebenen erfindungsgemäßen Axialgleitlagers, das heißt, bei Drehung der Welle 1 im Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel, zum Beispiel Öl, vom Ringnutkanal 16 oder von den Nuten 22 in die Rillen 19 hineingepreßt, so daß zwischen den Gleitflächen 17 und 20 ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm entsteht. Bei Drehung der Welle 1 entgegen dem Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel in die Rillen 18 hineingedrückt, so daß wiederum zwischen den zwei Gleitflächen 17 und 20 ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm erhalten wird.
In den Figuren 5 und 6 ist ein weiteres abgeändertes erfindungsgemäßes Axialgleitlager dargestellt, welches aus einer Welle 1 mit einer kugelig konvexen Gleitfläche 25 und einem Kalottenstiick 26 mit einer entsprechend kugelig konkaven Gleitfläche 27 besteht. Analog zu dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind hier Teilflächen 28 mit einer radial gerichteten Nut 29 vorhanden, welche an ihrem äußeren Ende in die schmiermittelbevorratete äußere Umgebung der Gleitfläche 27 mündet und an ihrem inneren Ende geschlossen ist. Auf jeder Seite der Nut 29 sind schräg zur Umfangsrichtung nach innen gerichtete Rillen 30, 31 in der Gleitfläche 27 vorgesehen, welche an ihrem inneren Ende geschlossen und an ihrem äußeren Ende offen sind. Dabei münden die äußeren, offenen Enden der Rillen 30, 31 entweder in die Nut 29 oder in die schmiermittelbevorratete äußere Umgebung der Gleitfläche 27. Zwischen den Teilflächen 28 befindet sieh je eine Drosselfläche 32, welche diese in Umfangsrichtung voneinander trennt. Außerdem ist im Zentrum der kugelig konkaven Gleitfläche 27 eine kreisförmige Drosselfläche 33 vorhanden.
Bei Drehung der Welle 1 im Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel der äußeren Umgebung des Axialgleitlagers in die schräg nadi innen gerichteten Rillen 30 hineingepreßt, so daß ein tragfähiger hydrodynamischer Schmierfilm zwischen den Gleitflächen 25, 27 aufgebaut wird. Bei Drehung der Welle 1 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn wird das Schmiermittel in die anderen Rillen 31 der Gleitfläche 27 gedruckt, so daß wiederum ein tragfähiger Schmierfilm zwischen den Gleitflächen 25, 27 entsteht.
609832/0141 OR^:H/,l INSPECTED

Claims (9)

  1. SKP KUGELLAGERPABRIKEN GIGH Schweinfurt, 27.1.1975
    TP/vH/gh
    Patentansprüche
    i; 1.!Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager für beide Drehrichtungen einer Welle mit schräg zur Umfangsrichtung geneigten, zu einem Schmiermittelvorratsraum offenen Rillen, die in einer der aufeinander gleitenden Gleitflächen eingearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Rillen versehene Gleitfläche (6,20,27) in mehrere Teilflächen (9,21,28) unterteilt ist, wobei jede Teilfläche (9*21,28) eine von einer Umfangskante der Gleitfläche (6,20,27) ausgehende radial verlaufende Nut (10,22,29) und zu beiden Seiten dieser Nut (10,22,29) jeweils entgegengesetzt zueinander, schräg zur Umfangsrichtung geneigte, druckaufbauende Rillen (7,8,18,19,30,31) aufweist.
  2. 2. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilflächen (9»21,28) durch Drosselflächen (11,24,32) voneinander getrennt sind.
  3. 3· Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der, den Rillenöffnungen radial gegenüberliegenden Umfangskante der Gleitfläche (6,20) eine ringförmige Drosselfläche (12,23) vorgesehen ist.
  4. 4. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Rillenöffnungen radial gegenüberliegenden Umfangskante der Gleitfläche (27) eine kreisförmige Drosselfläche (33) vorgesehen ist.
  5. 5. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg zur Umfangsrichtung geneigten Rillen (7*8,30,31) an ihrem radial äußeren Ende offen sind.
  6. 6. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die schräg zur Umfangsrichtung geneigten Rillen (l8,19) an ihrem radial inneren Ende offen sind.
    609832/01 W\
    250A204
  7. 7. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (7,8,18,19) spiralförmig verlaufen.
  8. 8. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden
    Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander gleitenden
    Gleitflächen (3,6,17,20) eben sind.
  9. 9. Selbstdruckerzeugendes Axialgleitlager nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander gleitenden Gleitflächen (25,27) gewölbt, zum Beispiel kugelig, sind.
    609832/014 1
    Leerseite
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