DE3530558C2 - - Google Patents
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- DE3530558C2 DE3530558C2 DE3530558A DE3530558A DE3530558C2 DE 3530558 C2 DE3530558 C2 DE 3530558C2 DE 3530558 A DE3530558 A DE 3530558A DE 3530558 A DE3530558 A DE 3530558A DE 3530558 C2 DE3530558 C2 DE 3530558C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitbüchsenlager
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein
derartiges Gleitbüchsenlager ist beispielsweise aus der
CH-PS 3 26 672 bekannt. Dort wird eine in drei separate
Ringabschnitte aufgeteilte Gleitbüchse verwendet, bei der
die Ringabschnitte durch lange, säulenförmige Stifte, die
parallel zur sich drehenden Welle verlaufen, gegenüber
dem drehfesten Teil gehalten sind. Einer der drei Stifte
ist so angeordnet, daß der untere Halbkreis des Stiftes
in dem Ringteil und der obere Teil des Stiftes durch
kurze rollenartige Teile sowie eine plattenförmige Feder
gedrückt und erfaßt wird. Die drei Stifte, die rollenarti
gen Teile und die plattenförmige Feder übernehmen
gemeinsam die Aufgabe der gegenseitigen Drehsicherung der
Hauptbestandteile des Gleitlagers. Diese Struktur ist
relativ komplex. Ihre Herstellung ist schwierig und
kostenträchtig. Da ferner drei Ringabschnitte verwendet
werden, kommt es dort zu einer Flattervibration der
Ringabschnitte um die Stifte, bei der die Ringabschnitte
gegen die Außenfläche der Welle und die Innenfläche des
Lagers schlagen, was zu Beschädigungen führt.
Die US-PS 31 50 900 zeigt ein Gleitbüchsenlager, bei dem
die Verbindung zwischen dem sich drehenden inneren Teil
und der Gleitbüchse durch einen feststehenden Stift
bewirkt wird, der einstückig an der Gleitbühne angeformt
ist und mit einer Ausnehmung des inneren Teiles Eingriff
nimmt. Der Stift und die Ausnehmung sind dabei radial zur
Drehachse der Welle ausgerichtet. Versuche der Anmelderin
der vorliegenden Anmeldung ergaben, daß diese Stifte bei
Vibrationen leicht brechen und abfallen können. Bei einer
weiteren Ausführungsform dieser Druckschrift wird anstelle
des Stiftes eine Schraubenfeder eingesetzt, deren Achse
ebenfalls radial zur Achse der Welle liegt. Hier treten
die gleichen Probleme auf.
Ein weiteres herkömmliches Gleitbüchsenlager besitzt eine
stationäre Büchse bzw. Lagerschale, eine sich drehende
Welle und eine Gleitbüchse, die drehbar zwischen diesen
beiden Teilen angeordnet ist. Ein solches Gleitbüchsenla
ger soll die Lagerungseigenschaften verbessern in der
Hinsicht, daß die produzierte Wärme minimiert und
Vibrationen verhindert werden. Fig. 1 zeigt eine Schnitt
ansicht eines solchen Gleitbüchsenlagers. Eine sich
drehende Welle 2, die von einem Antriebsmotor angetrieben
wird, ist mittels einer sich drehenden
Gleitbüchse 3 in einer stationären Lagerschale 1 ge
halten, wobei letztere fest in einem Rahmen oder ähn
lichem gehalten ist. Die zylindrische Wand der Gleit
büchse 3 besitzt eine Vielzahl von Ölbohrungen, und die
innere Oberfläche der Gleitbüchse 3 besitzt eine
umlaufende Rille, die in Verbindung mit diesen Öl
bohrungen steht. Wenn ein Schmieröl in den Raum
zwischen die stationäre Lagerschale 1 und die Gleit
büchse 3 zugeführt wird, so wird es durch die Ölboh
rungen und die umlaufende Ölrille über die gesamte
innere Wandoberfläche der Gleitbüchse 3 verteilt, so
daß sich an den inneren und äußeren Wandflächen der
Gleitbüchse Ölfilme 4 bzw. 5 bilden.
Bei Drehung der Welle 2 schwimmt diese aufgrund des
Ölfilmes 5, der über die innere Wandfläche der über die
innere Wandoberfläche der Gleitbüchse 3 gebildet wird,
und die Gleitbüchse 3 wird von dem inneren Ölfilm 5
mitgezogen und daher gedreht. In diesem Falle schwimmt
die Gleitbüchse 3 und dreht sich zwischen dem äußeren
und dem inneren Ölfilm 4 und 5, so daß sie gut ge
schmiert wird und weniger Hitze entsteht. Die aufgrund
der Viskosität der Ölfilme produzierte Hitze ist eine
Funktion des Quadrates der relativen Gleitgeschwin
digkeit, sofern die Ölfilme die gleiche Dicke haben.
Falls daher ein Gleitbüchsenlager anstelle eines
herkömmlichen Lagers mit nur einem Ölfilm verwendet
wird und sich die Gleitbüchse 3 mit einer Geschwin
digkeit dreht, die der Hälfte der Geschwindigkeit der
Welle entspricht, so wird die von jedem der beiden
Ölfilme 4 und 5 der Gleitbüchse 3 erzeugte Wärme ein
Viertel der in einem herkömmlichen Lager erzeugten
Wärme. Selbst wenn die kalorischen Werte der Ölfilme 4
und 5 addiert werden, so ist die gesamte erzeugte Wärme
nur die Hälfte der Wärme eines herkömmlichen Lagers.
Dreht sich die Gleitbüchse 3 mit halber Geschwindigkeit
der Welle 2, so wird - wie oben beschrieben - der
kalorische Wert die Hälfte gegenüber einem herkömm
lichen Lager, so daß die Lagereigenschaft verbessert
ist. Allerdings ist es in der Praxis - wie viele
Literaturstellen berichten - schwierig, die Gleitbüchse
3 zu drehen; insbesondere dreht sie sich schwer, wenn
die Welle 2 ihre Drehung beginnt. Der Grund für die
Schwierigkeit, die Gleitbüchse 3 in Drehung zu ver
setzen ist folgender: Bei Drehung der Welle 2 wird der
innere Ölfilm 5 gebildet und die Gleitbüchse 3 wird von
dem inneren Ölfilm 5 mitgenommen und versucht sich zu
drehen. Die Kraft, die dafür nötig ist, die Drehung der
Gleitbüchse 3 zu bewirken, ist eine dynamische Reib
kraft, während eine stationäre Reibkraft (Haftreibung),
die weitaus größer ist als die dynamische Reibkraft
zwischen der Gleitbüchse 3 und der stationären Büchse 1
erzeugt wird, bevor sich der äußere Ölfilm 4 gebildet
hat. Wie oben beschrieben, ist die Leistungsfähigkeit
des herkömmlichen Gleitbüchsenlagers nicht so
zufriedenstellen, so daß es sich in der Praxis nicht
in größerem Umfange durchgesetzt hat.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 48-15 536 be
schreibt ein Zwischengetriebe, das hinsichtlich seiner
Konstruktion gewisse Ähnlichkeiten mit dem Gleit
büchsenlager hat. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des
selben. Eine Antriebswelle 7 und eine Ausgangswelle 8
sind koaxial zueinander mittels Rahmen 6 gehalten. Eine
Planetengetriebe-Welle 10 ist mittels eines
Stützrahmens 9, der mit der Ausgangswelle 8 verbunden
ist, parallel zu der Antriebs- und Ausgangswelle 7 und
8 gelagert. Ein Planetenrad 12, das mit einem Antriebs
rad 11 kämmt, welch letzteres mit der Antriebswelle 7
verbunden ist, wird über ein Hilfsrad 13 von der
Planetenradwelle 10 getragen. Das Hilfsrad 13 kämmt
ebenfalls mit dem Antriebsrad 11. Die Bezugszeichen 14
und 15 bezeichnen ein inneres Zahnrad bzw. einen
Abstandhalter. Eine Vielzahl von Planetenradwellen 10,
von Planetenrädern 12, von Hilfsrädern 13 und von
Abstandhaltern 15 sind in gleichen Winkelabständen
angeordnet.
Wenn die Antriebswelle 7 gedreht wird, so drehen sich
die Planetenräder 12 selbst, wobei sie sich an dem
Antriebszahnrad 11 abwälzen, so daß die Ausgangswelle 8
gleichsinnig mit dem Stützrahmen 9 gedreht wird.
Vergleicht man das beschriebene Zwischengetriebe mit
dem Gleitbüchsenlager der Fig. 1, so erkennt man, daß
die Planetenradwelle 10, die nicht gedreht wird, der
stationären Lagerbüchse 1 entspricht und daß das
Hilfsrad 13, das an der Planetenradwelle 10 gehalten
ist, der Gleitbüchse 3 entspricht. Weiterhin entspricht
das Planetenrad 12, das mit dem Hilfsrad 13 kämmt und
sich dreht, der sich drehenden Welle 2. Vom Standpunkt
der Konstruktion und hinsichtlich der Tatsache, daß
Schmieröl zu den miteinander kämmenden Zahnrädern ge
liefert wird, kann das Zwischengetriebe der oben be
schriebenen Art als ein Gleitbüchsenlager angesehen
werden. Bei dem Zwischengetriebe übernimmt das Hilfsrad
13 - wie oben beschrieben - die Funktion der Gleit
büchse 3, wenn das Hilfsrad 13 mit dem Antriebszahnrad
11 kämmt und mit gleicher Geschwindigkeit wie das
Planetenrad 12 gedreht wird. Im Ergebnis wird weniger
Wärme erzeugt und Bearbeitungsfehler können absorbiert
werden. Da darüber hinaus die Ölfilme Vibrationen ver
hindern, kann die Last gleichmäßig auf die Planeten
räder 12 verteilt werden.
Allerdings ist bei dem oben beschriebenen Zwischen
getriebe die Kraft, die die Drehung des Hilfsrades 13
bewirkt, so klein, daß die statischen Auslenkungen der
Zähne des Hilfsrades 13 beträchtlich kleiner sind als
die Bearbeitungsfehler. Wenn also im Ergebnis ein Zahn
außer Eingriff mit einem anderen Zahn kommt und in
Eingriff mit dem nächsten Zahn, so werden Vibrationen
verursacht, daß sich die Zahnflächen verschleißen und
ausbrechen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gleitbüchsen
lager zu schaffen, bei dem eine Gleitbüchse gleich
laufend mit einem sich drehenden Körper gedreht werden
kann, wobei im wesentlichen keine dynamische Last ent
steht, so daß weniger Hitze produziert wird, Vibra
tionen verhindert werden und die Leistungsfähigkeit des
Lagers verbessert wird.
Ein Gleitbüchsenlager nach der Erfindung enthält fol
gendes:
ein Paar von äußeren und inneren Teilen, von denen eines festgehalten und das andere drehbar gelagert ist, wobei die einander zugewandten Oberflächen dieser im wesentlichen koaxail zueinander liegenden Teile zylin drisch sind, eine zwischen diesen Teilen eingesetzte Gleitbüchse mit inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen,
eine fließfähige Flüssigkeit (Schmierflüssigkeit), die in den beiden Räumen beidseitig der Gleitbüchse vorhan den ist,
wobei die Erfindung darin besteht, daß die Gleitbüchse und das drehbare Teil des Paares von äußeren und inneren Teilen an einander gegenüberliegenden Oberflächen je eine halbzylindrische Rille aufweisen, wobei die Achsen der beiden Rillen im wesentlichen parallel zur Achse des drehbaren Teiles verlaufen, wobei eine der Rillen einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die andere Rille und wobei die beiden Rillen zusammen ein im wesentlichen zylindrisches Loch bilden, in welches ein Stift eingesetzt ist, wobei der Durch messer des Stiftes im wesentlichen gleich dem Durch messer der Rille mit dem kleineren Durchmesser ist.
ein Paar von äußeren und inneren Teilen, von denen eines festgehalten und das andere drehbar gelagert ist, wobei die einander zugewandten Oberflächen dieser im wesentlichen koaxail zueinander liegenden Teile zylin drisch sind, eine zwischen diesen Teilen eingesetzte Gleitbüchse mit inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen,
eine fließfähige Flüssigkeit (Schmierflüssigkeit), die in den beiden Räumen beidseitig der Gleitbüchse vorhan den ist,
wobei die Erfindung darin besteht, daß die Gleitbüchse und das drehbare Teil des Paares von äußeren und inneren Teilen an einander gegenüberliegenden Oberflächen je eine halbzylindrische Rille aufweisen, wobei die Achsen der beiden Rillen im wesentlichen parallel zur Achse des drehbaren Teiles verlaufen, wobei eine der Rillen einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die andere Rille und wobei die beiden Rillen zusammen ein im wesentlichen zylindrisches Loch bilden, in welches ein Stift eingesetzt ist, wobei der Durch messer des Stiftes im wesentlichen gleich dem Durch messer der Rille mit dem kleineren Durchmesser ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus
führungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung
ausführlicher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines herkömmlichen Gleit
büchsenlagers;
Fig. 2 einen Längsschnitt eines weiteren bekannten
Gleitbüchsenlagers;
Fig. 3 einen Querschnitt eines ersten Ausführungs
beispieles der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 einen Längsschnitt desselben;
Fig. 5 einen Querschnitt eines zweiten Ausführungs
beispieles der Erfindung;
Fig. 6 einen Längsschnitt desselben;
Fig. 7 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungs
beispieles der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Effekte des
dritten Ausführungsbeispieles der Fig. 7.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist ein Querschnitt
desselben während Fig. 4 ein Längsschnitt ist. Eine
zylindrische stationäre Büchse 21 ist fest in einem
Maschinenrahmen gehalten, während eine zylindrische
Gleitbüchse 22 drehbar in der stationären Büchse 21
befestigt ist. Eine sich drehende Welle 23, die ein
Beispiel für einen Rotor darstellt, wird von der
Gleitbüchse 22 gelagert. Der Raum zwischen der sich
drehenden Welle 23 und der Gleitbüchse 22 einerseits
und der Raum zwischen der Gleitbüchse 22 und der
stationären Büchse 21 stehen durch eine Vielzahl von
Ölbohrungen 24 miteinander in Verbindung. Ein Schmier
öl, das von einem (nicht dargestellten) Öleinlaß
zugeführt wird, füllt den Raum zwischen der sich
drehenden Welle 23 und der Gleitbüchse 22 und den Raum,
der zwischen der Gleitbüchse 22 und der stationären
Büchse 21 gebildet ist, so daß Ölfilme 25 und 26
gebildet werden, die miteinander über die Ölbohrungen
24 in Verbindung stehen. Der Innendurchmesser der
Gleitbüchse 22 ist geringfügig größer als der Außen
durchmesser der sich drehenden Welle 23, während der
Außendurchmesser der Gleitbüchse 22 geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser der stationären
Büchse 21. An der inneren zylindrischen Oberfläche der
Gleitbüchse 22 und an der äußeren zylindrischen
Oberfläche der sich drehenden Welle 23 sind jeweils
halbzylindrische Löcher 27 und 27a vorhanden, die
zusammen ein im wesentlichen zylindrisches Loch bilden.
In diesem im wesentlichen zylindrischen Raum, der von
den einander gegenüberliegenden halbzylindrischen
Löchern 27 und 27a gebildet ist, ist ein Stift 28
eingesetzt, um so die relative Drehung zwischen der
Gleitbüchse 22 und der sich drehenden Welle 23 zu
begrenzen bzw. unterbinden. Es sei darauf hingewiesen,
daß der Radius des halbzylindrischen Stiftloches 27a
auf der Seite der sich drehenden Welle 23 im
wesentlichen gleich dem des Stiftes 28 ist, daß jedoch
der Radius des Stiftloches 27 auf der Seite der
Gleitbüchse 22 größer ist als der Radius des Stiftes
28, da ein Spalt für den Ölfilm 26 zwischen der sich
drehenden Welle 23 und der Lagerbüchse 22 berück
sichtigt wurde. Liegt beispielsweise der Außendurch
messer der Welle 23 bei 175 mm und haben die Welle 23
und die Gleitbüchse 22 einen radialen Abstand von ca.
0,5 mm zueinander, so sind der Radius des Stiftes 28
und der des Stiftloches 27a auf 15 mm festgesetzt,
während der Radius des Stiftloches 27 bei 16,25 mm
liegt. Die Länge des Stiftes 28 ist verhältnismäßig
kurz und liegt beispielsweise bei 20 mm.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des ersten Aus
führungsbeispieles der oben beschriebenen Konstruktion
erläutert werden. Wenn die Welle 23 gedreht wird, so
wird die Gleitbüchse 22 gezwungen, sich in Einklang mit
der Welle 23 zu drehen, da eine relative Drehung
zwischen der Welle 23 und der Gleitbüchse 22 mittels
des Stiftes 28 begrenzt ist, so daß die Ölfilme 25 und
26 über die äußeren und inneren zylindrischen Ober
flächen der Gleitbüchse 22 gebildet wird. Im Ergebnis
schwimmt die Gleitbüchse 22 und dreht sich zwischen
diesen beiden Ölfilmen 25 und 26.
Da der Radius des Stiftes 28 geringfügig kleiner ist
als der des Stiftloches 27 auf der Seite der Gleit
büchse 22 und daher dort ein kleiner Zwischenraum
zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche der
Welle 23 und der inneren zylindrischen Oberfläche der
Gleitbüchse 22 vorhanden ist, bewegt sich der
Berührungspunkt zwischen dem Stift 28 und dem Stiftloch
27 geringfügig, wenn die Welle 23 sich dreht und damit
auch die Gleitbüchse 22.
Nach der oben erläuterten Arbeitsweise des Gleit
büchsenlagers weist dieses vollständig die wesentlichen
Merkmale eines Gleitbüchsenlagers auf, nämlich daß die
erzeugte Wärme klein ist und Vibrationen verhindert
werden, wobei es gleichzeitig die Lagereigenschaften
beibehält.
Das Gleitbüchsenlager mit dem oben beschriebenen Aufbau
ist einfach und mit wenig Bearbeitungsfehlern herzu
stellen. Im Gegensatz zu einem wechselseitigen Eingriff
von Zahnrädern wird darüber hinaus hier kein Stoß
erzeugt, so daß keine Vibration auftreten und folg
lich eine "weiche" Energieübertragung sichergestellt
ist. Die auf den Stift 28 ausgeübte dynamische Last ist
sehr klein.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines zweiten Aus
führungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, während
Fig. 6 einen Längsschnitt desselben zeigt. Die Fig. 5
und 6 entsprechend den Fig. 3 und 4. Bei dem zweiten,
nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die
Beziehung zwischen dem stationären Körper und dem sich
drehenden Körper umgekehrt zu dem ersten Ausführungs
beispiel. Dies heißt, daß eine Welle 29 stationär von
Maschinenrahmen oder ähnlichem gehalten ist und daß ein
sich drehender Zylinder 30 mittels einer Gleitbüchse 31
über der stationären Welle 29 gehalten ist. Mit Aus
nahme dieser Anordnung entspricht das zweite Aus
führungsbeispiel hinsichtlich seiner Konstruktion im
wesentlichen dem oben im Zusammenhang mit den Fig. 3
und 4 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Dies
bedeutet, daß an den äußeren und inneren zylindrischen
Oberflächen der Gleitbüchse 31 Ölfilme 32 und 33 ausge
bildet sind; weiterhin ist ein Stiftloch 30a an der
inneren zylindrischen Oberfläche des sich drehenden
Zylinders 30 ausgebildet, während ein Stiftloch 31a an
der äußeren zylindrischen Oberfläche der Gleitbüchse
31 ausgebildet ist; schließlich ist ein Stift 34 in
diese beiden Stiftlöcher 30a und 31a eingepaßt.
Während des Betriebes wird aufgrund der Drehung des
sich drehenden Zylinders die Gleitbüchse 31 gezwungen,
sich im Gleichklang mit dem sich drehenden Zylinder 30
zu drehen, wobei dann die Ölfilme 32 und 33 gebildet
werden. Folglich sind die Wirkungen, Merkmale und Vor
teile des zweiten Ausführungsbeispieles im wesentlichen
gleich denen des oben beschriebenen ersten Ausführungs
beispieles.
Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung in Form eines Längsschnittes eines
Gleitbüchsenlagers gemäß der vorliegenden Erfindung,
welches im Zusammenhang mit einem Planetengetriebe ver
wendet wird. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den
Fig. 2 bis 7 durchgängig die gleichen Teile, wobei die
bereits erläuterten Bauteile hier nicht noch einmal be
schrieben werden sollen. In dem dritten Ausführungsbei
spiel ist das Planetenrad 12 über eine Gleitbüchse 35
von der Planetenradwelle 10 gehalten, die ihrerseits
fest von den Rahmen 9 gehalten ist. Das dritte Aus
führungsbeispiel ist eine Anwendung bzw. Modifikation
des oben im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrie
benen Ausführungsbeispieles. Dies heißt, daß ein Stift
36 drehbar in die entsprechend angepaßten halb
zylindrischen Vertiefungen eingesetzt ist, welche an
der äußeren zylindrischen Oberfläche der Gleitbüchse
35 und der inneren zylindrischen Oberfläche des
Planetenrades 12 ausgebildet sind. Es werden sich also
auch hier Ölfilme an den äußeren und inneren zylin
drischen Oberflächen der Gleitbüchse 35 ausbilden.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der
Änderungsfrequenz des Drehmomentes und dem Variations
bereich des Drehmomentes zeigt und dazu dient, den
Effekt der Absorbtion von Drehmomentänderungen bei dem
oben in Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebenen dritten
Ausführungsbeispiel zu erläutertn. Die dargestellten
Größen wurden durch Messung des Variationsbereiches
des Drehmomentes einer Welle relativ zur Variation des
Drehmomentes erhalten und zwar mit einem speziellen
Energiezirkulations-Getriebetester. Längs der Abszisse
ist die Drehmomentvariation in Hz aufgetragen, während
der Änderungsbereich des Drehmomentes längs der Ordi
nate in kg·m aufgetragen ist. Die Kurve A wurde er
halten, als kein Gleitbüchsenlager verwendet wurde; die
Kurve B wurde bei einem Gleitbüchsenlager erhalten, das
ein Hilfszahnrad entsprechend dem im Zusammenhang mit
Fig. 2 beschriebenen Zwischengetriebe besaß; die Kurve
C wurde bei einem Gleitbüchsenlager gemäß Fig. 7 er
halten.
Es ist zu erkennen, daß bei einem Gleitbüchsenlager der
Änderungsbereich des Drehmomentes klein ist, wie aus
den Kurven B oder C zu erkennen ist. Dies bedeutet, daß
die Gleitbüchse dazu dient, Vibrationen zu verhindern.
Es ist zu erkennen, daß das Gleitbüchsenlager gemäß
dem Stand der Technik, welches ein Hilfszahnrad
besitzt, im wesentlichen den gleichen Effekt hat, wie
das Gleitbüchsenlager nach der vorliegenden Erfindung.
Allerdings ist ersteres in seiner Konstruktion offen
sichtlich komplizierter und hat eine größere Masse. Im
Ergebnis ist die zum Drehantrieb benötigte Kraft
beträchtlich größer als die bei der vorliegenden Er
findung benötigte Kraft. Dies rührt daher, daß - wie
oben beschrieben - die Antriebskraft im wesentlichen
von einer dynamischen Last bestimmt wird, die propor
tional der Masse des sich drehenden Körpers ist.
Wie die Kurve B zeigt, wirkt beim Stand der Technik die
Antriebskraft auf einen Punkt, an dem sich ein Rücken
und ein Tal berühren, da eine Außenverzahnung verwen
det wird. Im Gegensatz hierzu wirkt im Falle der
vorliegenden Erfindung - wie im Zusammenhang mit Fig. 5
gezeigt - die Antriebskraft auf einen Punkt, an dem
sich der Radius des Stiftes 34 und das Stiftloch 30a
auf der Seite des sich drehenden Körpers 30 berühren.
Folglich wird ein Vorteil hinsichtlich der Festigkeit
erhalten. Bei Experimenten, die durchgeführt wurden, um
die in Fig. 8 abgebildeten Meßgrößen zu erhalten,
hatten das Hilfszahnrad und das mit ihm kämmende Zahn
rad gleichen Radius mit einem Teilkreis von 150 mm,
einen Druckwinkel von 20° und eine Zahnbreite von 40 mm.
Bei der vorliegenden Erfindung lag der Radius des
Stiftloches 31a bei 15 mm; der Radius des Stiftloches
30a bei 16,25 mm und die Länge des Stiftes 34 bei 20 mm.
Die Kontaktspannungen (σ) wurden in den beiden Fällen
wie folgt berechnet:
Im Falle der Kurve B des Standes der Technik:
Im Falle der Kurve C bei der vorliegenden Erfindung:
wobei W die Antriebskraft ist und die Konstante von
60,6 in Abhängigkeit von dem Young′schen Modulus und
dem Poisson-Verhältnis des verwendeten Materiales be
stimmt wurde. Obwohl - wie oben erwähnt - bei der vor
liegenden Erfindung ein kleiner Stift verwendet wird,
kann die Kontaktbeanspruchung ungefähr auf die Hälfte
reduziert werden, so daß die vorliegende Erfindung
hinsichtlich der Festigkeit sehr vorteilhaft ist.
Darüber hinaus ist die Erfindung - wie oben beschrieben
- auch dahingehend vorteilhaft, daß die Last W in
obiger Gleichung verringert werden kann.
Sofern die Stifte 28 und 34 als feste zylindrische
Körper beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, daß
sie auch als kurze hohle Rohre ausgebildet sein können.
Darüber hinaus kann ein hierfür verwendetes kurzes
hohles Rohr auch die Form ein "C" im Querschnitt
haben, so daß die Flexibilität des Rohres verbessert
werden kann. Zusätzlich kann ein Stift in das kurze, im
Querschnitt C-förmige Rohr eingesetzt werden. Weiterhin
können mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete
Stifte 22 oder 31 verwendet werden. Bei den ersten,
zweiten und dritten Ausführungsbeispielen wird nur eine
Gleitbüchse 22 oder 31 verwendet; es sei jedoch darauf
hingewiesen, daß eine Vielzahl von Gleitbüchsen in
koaxialer Beziehung zueinander angeordnet werden können
und daß sie mittels Stiften miteinander verbunden wer
den können.
Wie oben beschrieben, wird bei einem Gleitbüchsenlager
nach der vorliegenden Erfindung die Gleitbüchse ge
zwungen, im Gleichklang mit dem sich drehenden Körper
zu drehen, ohne daß eine dynamische Last entsteht. Dies
wird mit einer sehr einfachen und sehr zuverlässigen
Konstruktion erreicht, bei der eine zylindrische
Gleitbüchse zwischen einem sich drehenden Körper und
einem festen Körper angeordnet ist und bei dem ein
Stift die relative Drehung zwischen der Gleitbüchse und
dem sich drehenden Körper verhindert, wobei dieser in
zueinander angepaßte Oberflächen der Gleitbüchse und
der sich drehenden Körper eingesetzt ist. Damit ist die
Leistungsfähigkeit des Gleitbüchsenlagers hinsichtlich
der Verringerung von Wärme und hinsichtlich der Unter
drückung von Vibrationen beträchtlich verbessert und
das Gleitbüchsenlager kann unter großer Last mit hohen
Drehzahlen betrieben werden.
Claims (7)
1. Gleitbüchsenlager
mit einem Paar von äußeren und inneren Teilen (21, 23 oder 29, 30), wobei eines der äußeren und inneren Teile (21 oder 29) fest gehalten ist, während das andere (23 oder 30) drehbar gelagert ist, wobei das äußere Teil (21 oder 30) eine zylindrische innere Oberfläche aufweist, während das innere Teil (23 oder 29) eine zylindrische äußere Ober fläche aufweist und in das äußere Teil (21 oder 30) in einer im wesentlichen koaxialen Beziehung mit diesem eingesetzt ist;
mit einer Gleitbüchse (22 oder 31), die zwischen dem äußeren und dem inneren Teil angeordnet ist und innere und äußere zylindrische Oberflächen aufweist;
mit einer fließfähigen Flüssigkeit (25, 26 oder 32, 33), die in den Raum zwischen dem äußeren Teil (21 oder 30) und der Gleitbüchse (22 oder 31) einerseits und den Raum zwischen der Gleitbüchse (22 oder 31) und dem inneren Teil (23 oder 29) eingefüllt ist,
gekennzeichnet durch
ein Rillenpaar bestehend aus einer im wesentlichen halbzylindrischen äußeren Rille (27 oder 30a) und einer im wesentlichen halbzylindrischen inneren Rille, wobei die Rillen in einander gegenüber liegenden Oberflächen des drehbaren Teiles (23 oder 30) des Paares von äußeren und inneren Teile und der Gleitbüchse (22 oder 31) ausge bildet sind, wobei die Achse der im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen sich im wesentlichen parallel zur Achse des drehbaren Teiles erstrecken, wobei eine der im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27 oder 30a) einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die andere Rille des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27a oder 31a); und
einen Stift (28 oder 30), der in ein im wesent lichen zylindrisches Loch eingesetzt ist, welches durch die im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27, 27a oder 30a, 31a), welche miteinander ausgerichtet sind, ge bildet ist, wobei der Durchmesser des Stiftes (28 oder 34) im wesentlichen gleich demjenigen Durchmesser einer der Rillen des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27a, 31a) ist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der anderen Rille des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27 oder 30a) ist.
mit einem Paar von äußeren und inneren Teilen (21, 23 oder 29, 30), wobei eines der äußeren und inneren Teile (21 oder 29) fest gehalten ist, während das andere (23 oder 30) drehbar gelagert ist, wobei das äußere Teil (21 oder 30) eine zylindrische innere Oberfläche aufweist, während das innere Teil (23 oder 29) eine zylindrische äußere Ober fläche aufweist und in das äußere Teil (21 oder 30) in einer im wesentlichen koaxialen Beziehung mit diesem eingesetzt ist;
mit einer Gleitbüchse (22 oder 31), die zwischen dem äußeren und dem inneren Teil angeordnet ist und innere und äußere zylindrische Oberflächen aufweist;
mit einer fließfähigen Flüssigkeit (25, 26 oder 32, 33), die in den Raum zwischen dem äußeren Teil (21 oder 30) und der Gleitbüchse (22 oder 31) einerseits und den Raum zwischen der Gleitbüchse (22 oder 31) und dem inneren Teil (23 oder 29) eingefüllt ist,
gekennzeichnet durch
ein Rillenpaar bestehend aus einer im wesentlichen halbzylindrischen äußeren Rille (27 oder 30a) und einer im wesentlichen halbzylindrischen inneren Rille, wobei die Rillen in einander gegenüber liegenden Oberflächen des drehbaren Teiles (23 oder 30) des Paares von äußeren und inneren Teile und der Gleitbüchse (22 oder 31) ausge bildet sind, wobei die Achse der im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen sich im wesentlichen parallel zur Achse des drehbaren Teiles erstrecken, wobei eine der im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27 oder 30a) einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die andere Rille des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27a oder 31a); und
einen Stift (28 oder 30), der in ein im wesent lichen zylindrisches Loch eingesetzt ist, welches durch die im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27, 27a oder 30a, 31a), welche miteinander ausgerichtet sind, ge bildet ist, wobei der Durchmesser des Stiftes (28 oder 34) im wesentlichen gleich demjenigen Durchmesser einer der Rillen des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27a, 31a) ist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der anderen Rille des Paares von im wesentlichen halbzylindrischen äußeren und inneren Rillen (27 oder 30a) ist.
2. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Paar von halbzylindrischen
äußeren und inneren Rillen (27, 27a oder 30a,
31a) und der Stift (28 oder 34) im wesentlichen
gleiche Länge haben.
3. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das äußere Teil (21) stationär
gehalten und hohl ist, daß das innere Teil (23) in
dem äußeren Teil (21) drehbar gehalten ist und
die Form eines Vollzylinders hat, daß die Gleit
büchse (22) die Form eines Ringes hat und in den
Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Teil
eingesetzt ist, und daß der Stift (28) in die
innere zylindrische Oberfläche der Gleitbüchse und
die äußere zylindrische Oberfläche des inneren
Teiles eingesetzt ist.
4. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das innere Teil (29) stationär
gehalten und ein Vollkörper ist, daß die Gleit
büchse (31) über das innere Teil (29) gesetzt ist,
daß das äußere Teil (31) hohl ist, über die
Gleitbüchse (31) gesetzt und drehbar ist, und daß
der Stift (34) in die zylindrische äußere Ober
fläche der Gleitbüchse (31) und die zylindrische
innere Oberfläche des äußeren Teiles (30)
eingesetzt ist.
5. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Durchmesser der äußeren
Rille (27 oder 30a) größer ist als der der
inneren Rille (27a oder 31a).
6. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Vielzahl von Stiften und
von im wesentlichen zylindrischen Löchern der oben
beanspruchten Art vorhanden ist.
7. Gleitbüchsenlager nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß es im Zusammenhang mit einem
Planetengetriebe verwendet wird und daß das
äußere Teil ein drehbares Planetenrad (12) ist,
während das innere Teil eine festgehaltene Plane
tenradwelle (10) ist.
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