DE9114279U1 - camp - Google Patents

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

LAGERCAMP

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf ein Lager bestimmt für hauptsächlich Radialbelastung und bestehend aus einem äusseren Laufring und einem demgegenüber drehbaren inneren Ring, bei welchen Ringen im wesentlichen sphärische Lagerflächen mit gegenseitiger Berührung vorgesehen sind.The present innovation relates to a bearing intended for mainly radial loads and consisting of an outer race and an inner ring rotatable relative to it, in which rings are provided essentially spherical bearing surfaces with mutual contact.

Nachteile bekannter Lager entstehen gewöhnlicherweise, wenn sich sie in korrodierenden Umgebungen befinden, z.B. Schiffen, und in Kombination damit nur wenige oder gelegentliche Lagerbewegungen ausführen; wegen Korrosion mögen die Lagerflächen stocken, wobei Schäden an den Anschlussteilen, z.B. hydraulischen Zylindern, angerichtet wurden. In dieser Beziehung wurden Materialien widerstandsfähig gegen Korrosion wie z.B. Bronze eingesetzt, die aber ein verhältnismässig schwaches Material ist. Ferner leiden Lagerflächen aus Stahl an dem Nachteil, dass es schwierig oder unmöglich ist, effiziente Schmierung deren zu sichern, wenn es sich um lange .dauernde, statische Belastungen handelt, da das Schmiermittel ab den am meisten belasteten Flächen abpresst welches Korrosion und hohe Reibsteigerung mit sich führt, und das Lager mag stocken und Schäden dadurch entstehen.Disadvantages of known bearings usually arise when they are in corrosive environments, e.g. ships, and in combination with this they have little or occasional bearing movements; due to corrosion the bearing surfaces may seize up, causing damage to the connecting parts, e.g. hydraulic cylinders. In this respect, materials resistant to corrosion such as bronze have been used, but this is a relatively weak material. Furthermore, bearing surfaces made of steel suffer from the disadvantage that it is difficult or impossible to ensure efficient lubrication of them when there are long-term, static loads, as the lubricant squeezes out of the most loaded surfaces, causing corrosion and high friction increase, and the bearing may seize up and damage occurs as a result.

Eine andere Lösung, beschrieben in GB A 2.208.176 besteht darin, die Lagerfläche des äusseren Umlaufringes aus einem fluorid-basierten Kunststoff zu gestalten, wobei es bei einem besonderen Herstellungsvorgang mit Metall begossen wurde, welches an einer Zwischenschicht von geflechtetem Metalldraht am Kunststoff befestigt wurde. Dabei wird ein La-Another solution, described in GB A 2.208.176, is to make the bearing surface of the outer ring out of a fluoride-based plastic, which is then cast with metal in a special manufacturing process and attached to the plastic by an intermediate layer of braided metal wire.

ger erzielt, das keine Erhaltung fordert und das widerstandsfähig gegen Korrosion ist und noch statische Belastungen sowie Umdrehungen vertragt. Dieser Typ verträgt aber keine schwenkenden Bewegungen, sogenannte Plus/Minus-Bewegungen, quer zur Mittelachse des Lagers, wobei sich die Lagerflächen gegenüber in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Dazu kommt, dass das Lager gemäss dieser Technik kompliziert und kostenaufwendig ist.ger that does not require maintenance and is resistant to corrosion and can withstand static loads and rotation. However, this type does not tolerate swiveling movements, so-called plus/minus movements, across the central axis of the bearing, where the bearing surfaces move in opposite directions. In addition, the bearing according to this technology is complicated and expensive.

US Patent Nr. 3.802.756 zeigt ein Lager, wobei sowohl der innere als der äussere Ring aus Draht besteht, der auf einer Welle dreht und worauf ein Klebemittel beauftragt wird, und danach als äusseren Umlaufring bzw. kugelförmigen inneren Ring gestaltet wird. Die Teile werden danach gehärtet. Um verbesserte Verschleisshärte zu erziehlen ist der Vorschlag hier, die äusseren Fläche des inneren Ringes zu metallisieren. Es handelt sich hier um ein recht komplizierter und kostspieliger Herstellungsvorgang und darüber hinaus besitzt das bekannte Lager geringere Festigkeit als entsprechende Lager aus Stahl.US Patent No. 3,802,756 shows a bearing in which both the inner and outer rings are made of wire that rotates on a shaft and has an adhesive applied to it and is then formed into an outer orbital ring and a spherical inner ring, respectively. The parts are then hardened. To achieve improved wear resistance, the proposal here is to metallize the outer surface of the inner ring. This is a rather complicated and expensive manufacturing process and, in addition, the known bearing has less strength than corresponding bearings made of steel.

ERKLÄRUNG DER NEUERUNGEXPLANATION OF THE INNOVATION

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist, ein Lager anzuweisen, wobei die Nachteile bekannter Lager überkommen werden.The purpose of this innovation is to designate a bearing, whereby the disadvantages of known bearings are overcome.

Insonderheit besteht die Neuerung darin, dass einer der Ringe aus Metall hergestellt wird und der andere Ring aus einem Kompositmaterial bestehend aus einer Polyester-basierten Kunststoffmatrix mit Fasern.In particular, the innovation is that one of the rings is made of metal and the other ring is made of a composite material consisting of a polyester-based plastic matrix with fibers.

Wegen der unterschiedlichen Materialien der Lagerflächen kann das Lager wegen Korrosion zwischen den Flächen nicht stocken, und gleichzeitig wird ermöglicht, die Lagerfläche aus Kompositmaterial in einer erheblich einfacheren und preisgünstigeren Weise als der laut dem Stand der TechnikDue to the different materials of the bearing surfaces, the bearing cannot jam due to corrosion between the surfaces, and at the same time it is possible to manufacture the bearing surface from composite material in a significantly simpler and cheaper way than the state of the art.

bekannten herzustellen, da das Werkstück bei spanabhebender Bearbeitung aus Halbzeug hergestellt werden kann. Das Lager verträgt hohe statische Belastungen und Plus/Minus Bewegungen quer zur Mittelachse des Lagers und gleichzeitig fordert es keine Erhaltung und kein Schmieren. Ferner lässt sich polyester-basiertes, zusammengesetztes Material, mit besseren Festigkeitseigenschaften als z.B. Bronze herstellen. Schliesslich sind polyester-basierte Kompositmaterialien an sich erheblich preisbilliger als die öfters verwendeten fluorid-basierten Materialen.known, since the workpiece can be manufactured from semi-finished products using machining. The bearing can withstand high static loads and plus/minus movements across the center axis of the bearing and at the same time does not require maintenance or lubrication. Furthermore, polyester-based composite material can be produced with better strength properties than, for example, bronze. Finally, polyester-based composite materials are considerably cheaper than the more frequently used fluoride-based materials.

Besonders gute Festigkeit im Komposit-Ring ergibt sich, wenn sich der Hauptanteil der Fasern im Kompositmaterial im wesentlichen rechtwinklig zur Radialbelastung erstrecken.Particularly good strength in the composite ring is achieved if the majority of the fibers in the composite material extend essentially at right angles to the radial load.

Eine einfache, preisgünstige und deshalb bevorzogene Ausführung des Lager geht aus Anspruch 3 hervor, wobei der innere Ring aus Kompositmaterial besteht und aus einem zylindrischen, stangenförmigen rohen Werkstück hergestellt ist; die Fasern des letzteren erstrecken sich sowohl parallel zur Längsrichtung des Stanges als entlang des Umfang des Stanges herum. Dazu bedeutet die Wahl von Kompositmaterial für den inneren Ring, dass das Lager hohe radiale Kräfte aufnehmen kann, typisch mehrfach die unter Verwendung von Bronzlagerflachen zu erlaubenden Kräfte.A simple, inexpensive and therefore preferred embodiment of the bearing is shown in claim 3, wherein the inner ring is made of composite material and is made from a cylindrical, rod-shaped blank; the fibers of the latter extend both parallel to the longitudinal direction of the rod and around the circumference of the rod. In addition, the choice of composite material for the inner ring means that the bearing can accommodate high radial forces, typically several times the forces permitted using bronze bearing surfaces.

Ferner wird bevorzugt, dass das Kompositmaterial Molybdändisulf id enthält. Es zeigt sich, dass dieses an sich bekannte Additiv im Betrieb auf die Lagerfläche der Kompositfläche eine glatte und harte Oberfläche bildet, wobei besonders gute Reib- und Verschleisseigenschaften erzielt werden, wo der andere Ring aus gehärtetem Stahl ist. Dies ist insbesondere von Bedeutung mit neuerungsgemässen Lagern, die kräftig belastet sind.It is also preferred that the composite material contains molybdenum disulphide. It has been shown that this additive, which is known per se, forms a smooth and hard surface on the bearing surface of the composite surface during operation, whereby particularly good friction and wear properties are achieved where the other ring is made of hardened steel. This is particularly important with new bearings that are heavily loaded.

DIE ZEICHNUNGTHE DRAWING

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung wie folgt erläutert und zeigt inThe innovation is explained using the drawing as follows and shows in

Fig. 1 ein Seitenansicht auf ein Beispiel eines neuerungsgemässen Lagers, undFig. 1 is a side view of an example of a bearing according to the innovation, and

Fig. 2 einen Schnitt in der Richtung II-II der Fig. 1Fig. 2 a section in the direction II-II of Fig. 1

BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF AN EMBODIMENT

In einer bevorzugten Ausführung hat das neuerungsgemässe Lager einen äusseren Ring 1 aus gehärtetem Stahl und einen inneren Ring 2 aus einem polyester-basierten Kompositmaterial bezeichnet T 100 G hergestellt von Tofcot Ltd., England. T 100 G enthält Molybdändisulfid und Fasern aus Baumwolle. Das Lager ist von Dimension wie bekannte Lager aus Stahl entsprechend geltenden Normen.In a preferred embodiment, the bearing according to the invention has an outer ring 1 made of hardened steel and an inner ring 2 made of a polyester-based composite material called T 100 G manufactured by Tofcot Ltd., England. T 100 G contains molybdenum disulphide and fibres made of cotton. The bearing is of dimensions like known bearings made of steel in accordance with applicable standards.

Der äussere Ring 1 wird in bekannter Weise hergestellt, und der innere Ring 2 wird durch Drehen einer runden Stange aus Kompositmaterial hergestellt, wobei sich das Loch 3 bestimmt für Eingreifen mit einem Wellenzapfen mit der runden Stange koaxial erstreckt. In einer derartigen runden Stange erstrecken sich die Fasern in Längsrichtung der Stange und entlang dem zylindrischen Umfang der Stange. Bei Radialbelastung in der Richtung K werden in dem inneren Ring 1 Zugspannungen entstehen und im wesentlichen rechtwinklig zu K, und die Fasern werden deshalb als Verstärkung auftreten.
30The outer ring 1 is manufactured in a known manner and the inner ring 2 is manufactured by turning a round rod of composite material, the hole 3 intended for engagement with a shaft journal extending coaxially with the round rod. In such a round rod the fibres extend in the longitudinal direction of the rod and along the cylindrical circumference of the rod. Under radial loading in the direction K, tensile stresses will arise in the inner ring 1 and substantially perpendicular to K and the fibres will therefore act as reinforcement.
30

Der innere Ring 2 und der äussere Ring 1 werden in bekannter Weise wie bei Lagern völlig aus Stahl montiert.The inner ring 2 and the outer ring 1 are assembled entirely from steel in the usual way as for bearings.

Es zeigt sich, dass ein derartiges Lager für viele Zwecke geeignet ist, nebst maritimen auch für Krane, schwenkbare Brückenbauwerke und Unterseezwecke. Es verträgt grosseIt turns out that such a bearing is suitable for many purposes, including maritime, cranes, pivoting bridge structures and submarine applications. It can withstand large

Temperaturschwenkungen und da die Nassumgebungen die Lagerflächen schmierend beeinflussen, indem die wässrige Schmierung den Reibkoeffizient auf niedriger als 0,01 ermässigt. Ferner ist die Wasseraufnahme im Kompositmaterial äusserst niedrig nebst den zur Erläuterung der Schutzansprüche angeführten Vorteilen.Temperature fluctuations and wet environments have a lubricating effect on the bearing surfaces, as the aqueous lubrication reduces the coefficient of friction to less than 0.01. Furthermore, the water absorption in the composite material is extremely low, in addition to the advantages cited to explain the protection claims.

Andere Ausführungen, z.B. ein äusseren Ring aus Kompositmaterial, sind im Rahmen der Schutzansprüche möglich.Other designs, e.g. an outer ring made of composite material, are possible within the scope of the protection claims.

Claims (4)

SCHUTZANSPRÜCHEPROTECTION CLAIMS 1. Lager hauptsächlich bestimmt für Radialbelastung und bestehend aus einem äusseren Ring und einem demgegenüber drehbaren inneren Ring, welche Ringe zusammenwirkende im wesentlichen sphärische Lagerflächen mit gegenseitiger Berührung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ringe (1) aus Metall ist und der andere (2) aus Kompositmaterial bestehend aus einer polyester-basierten Kunststoffmatrix mit Fasern.1. Bearing mainly intended for radial load and consisting of an outer ring and an inner ring rotatable relative thereto, which rings have cooperating substantially spherical bearing surfaces with mutual contact, characterized in that one of the rings (1) is made of metal and the other (2) is made of composite material consisting of a polyester-based plastic matrix with fibers. 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptanteil der Fasern im Kompositmaterial sich im wesentlichen rechtwinklig zur Radialbelastung erstrecken.2. Bearing according to claim 1, characterized in that the majority of the fibers in the composite material extend substantially at right angles to the radial load. 3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring (2) aus Kompositmaterial ist und aus einem zylindrischen stangförmigen Rohwerkstück hergestellt wird, wobei sich die Fasern teils parallel mit der Längsrichtung der Stange teils entlang dem Umfang der Stange herum erstrecken.3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the inner ring (2) is made of composite material and is produced from a cylindrical rod-shaped blank, the fibers extending partly parallel to the longitudinal direction of the rod and partly along the circumference of the rod. 4. Lager nach einer der Ansprüche 1-3, dadurch g e kennzeichnet, dass das Kompositmaterial Molybdändisulf id enthält.4. Bearing according to one of claims 1-3, characterized in that the composite material contains molybdenum disulfide.