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Dokumentenidentifikation DE19517224A1 14.11.1996
Titel Gleitlager
Anmelder Renk Aktiengesellschaft, 86159 Augsburg, DE
Erfinder Egeter, Klaus, 30880 Laatzen, DE
Vertreter Allgeier & Vetter, 86199 Augsburg
DE-Anmeldedatum 11.05.1995
DE-Aktenzeichen 19517224
Offenlegungstag 14.11.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.11.1996
IPC-Hauptklasse F16C 33/08
Zusammenfassung Gleitlager, insbesondere Axial-Gleitlager mit Gleitschuhen (4), die eine Lager-Lauffläche (20) und auf ihrer dazu abgewandten Stirnseite (40) eine Kugelfläche (22) haben, so daß sie Kippbewegungen auf einer Stützfläche (30) eines Tragkörpers (32) machen können. Zur örtlichen Positionierung der Gleitschuhe (4) auf dem Tragkörper (32) sind Spannstifte (34) vorgesehen, welche in Bohrungen (38, 42) einer der beiden Körper (4, 32) radialen Spielraum haben für die genannten Kippbewegungen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit einer Vielzahl von Gleitkörpern, welche gegenüber einer zu lagernden Anlauffläche ringförmig angeordnet sind, gegenüber der Anlauffläche eine Lauffläche und auf ihrer von der Lauffläche abgewandten Seite eine Kugelfläche haben, mit welcher sie auf einer Stützfläche eines Tragkörpers abrollen können und dadurch Kippbewegungen relativ zur Anlauffläche machen können, und mit Mitteln zur ringförmigen Positionierung der Gleitkörper auf dem Tragkörper.

Die Erfindung betrifft insbesondere Axial-Gleitlager, ist jedoch auch für kombinierte Axial- und Radial- Gleitlager sowie für Radiallager verwendbar.

Bei Axial-Gleitlagern werden die Gleitkörper auch "Gleitschuhe" genannt. Sie haben eine kreiszylindrische Form mit einer kreisrunden Lauffläche auf der einen Stirnseite und der Kugelfläche auf der davon abgewandten Stirnseite. Die Kugelfläche gewährleistet eine allseitige Kippbeweglichkeit der Gleitkörper und damit eine einwandfreie hydrodynamische Funktion der Lagerung. Sie werden vorzugsweise dort eingesetzt, wo hohe Stoßbelastungen auftreten und eine axiale Nachgiebigkeit der Lagerelemente nicht zulässig ist. Sie werden zur Aufnahme von axialen Kräften eingesetzt beispielsweise in hochtourigen Kesselspeisepumpen, Drucklagern von Schiffs-Propellerwellen, Getrieben aller Größen, z. B. Schüsselmühlengetrieben, und als Drucklager für Wasserturbinen, Bagger und Sandpumpen. Durch ihren konzentrischen Aufbau und ihre mittige Abstützung an der Kugelfläche sind sie drehrichtungsunabhängig und damit in beiden Lagerdrehrichtungen verwendbar. Bei den bekannten Axial-Gleitlagern werden die Gleitschuhe entweder in einer Nut geführt oder durch Einzel-Halterungen fixiert.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Gleitkörper derart auszubilden, daß ihre Herstellung und ihre Montage in einem Gleitlager einfacher und damit preiswerter werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß zur ringförmigen Positionierung der Gleitkörper handelsübliche und damit preiswerte Spannstifte verwendet werden können, beispielsweise Spannstifte nach DIN 7346 oder nach EN 28752. Als Spannstifte können aber auch andere radial federelastische Spannstifte verwendet werden, beispielsweise auch in Form von Spiralfedern, welche in die Bohrungen des Tragkörpers oder der Gleitkörper mit radialem Spannsitz eingesteckt oder eingedreht werden können. Für die Verwendung der Spannstifte sind lediglich miteinander im wesentlichen fluchtende Bohrungen im Tragkörper und in der einen Stirnseite der Gleitkörper nötig. Gemäß der Erfindung ist die eine der miteinander fluchtenden beiden Bohrungen im Durchmesser größer als der Spannstift. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß die Gleitkörper auch bei Verwendung eines biegesteifen Spannstiftes Kippbewegungen machen können, was für die Gleitlagerfunktion erforderlich ist, sondern auch den Vorteil, daß die aufeinander ausgerichteten Bohrungen nicht 100% genau miteinander fluchten müssen und ihre Durchmessertoleranzen nicht kritisch sind.

Obwohl das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung Axial-Gleitlager sind, kann die Erfindung auch bei Gleitkörpern von Radial-Gleitlagern verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines Axial-Gleitlagers als Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen axialen Vertikalschnitt durch ein kombiniertes Axial-Radial-Gleitlager in Form eines sogenannten Vertikallagers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Tragkörper und darauf angeordneten Gleitschuhen des Axial- Gleitlagerteils des Lagers von Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Ebene III-III von Fig. 2,

Fig. 4 eine untere Stirnansicht auf einen Gleitschuh der Fig. 1 und 2,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch den Gleitschuh von Fig. 4,

Fig. 6 einen Axialschnitt durch den Gleitschuh von Fig. 5, befestigt auf einem Tragring mittels zweier Spannstifte.

Fig. 7 eine stirnseitige Ansicht eines der Spannstifte von Fig. 6.

Das in Fig. 1 der Zeichnungen im vertikalen Axialschnitt dargestellte Gleitlager enthält ein Axial- Gleitlager 2 mit Gleitkörper oder Gleitschuhen 4 und ein Radial-Gleitlager 6 mit Gleitkörpern oder in Lagerumfangsrichtung kippenden Kippsegmenten 8 zur axialen und zur radialen Lagerung einer Laufglocke 10, welche um eine Lagerachse 12 rotiert. Das Radial- Gleitlager 6 kann statt der Kippsegmente 8 eine Lagerschale haben, welche ringförmig einteilig ist oder aus zwei Halbring-Teilen besteht. Gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform können die Kippsegmente in der gleichen Weise durch Spannstifte positioniert werden, wie in der nachfolgend beschriebenen Weise die Gleitschuhe 4 des Axial-Gleitlagers 2. Das Axial- Gleitlager 2 und das Radial-Gleitlager 6 haben ein gemeinsames Lagergehäuse 14.

Das Axial-Gleitlager 2 hat eine Vielzahl von den Gleitschuhen 4. Diese Gleitschuhe 4 sind gegenüber einer Anlauffläche 16 der Laufglocke 10 ringförmig angeordnet. Die Gleitschuhe 4 haben eine kreiszylindrische Form und sind auf ihrer der Anlauffläche 16 gegenüberliegenden Stirnseite mit einer kreisscheibenförmigen Lauffläche 20 und an ihrer davon abgewandten Stirnseite mit einer Kugelfläche 22 versehen. Die Kugelfläche 22, in Wirklichkeit nur ein Kugeloberflächenausschnitt, hat einen großen Krümmungsradius 24, dessen Krümmungsmittelpunkt 26 auf der Zylindermittelachse 28 der kreiszylindrischen Gleitschuhe 4 liegt. Die Gleitschuhe 4 stützen sich mit ihrer Kugelfläche 22 auf einer Stützfläche 30 eines Tragkörpers 32 ab und können auf dieser Stützfläche 30 Kugel-Rollbewegungen machen, so daß ihre Lauffläche 20 relativ zur Anlauffläche 16 Kippbewegungen machen kann, die erforderlich sind, damit sich zwischen der Lauffläche 20 und der Anlauffläche 16 ein keilförmiger Schmierölspalt bilden kann, wenn die Anlauffläche 16 relativ zu den Gleitkörpern 4 um die Lagerachse 12 rotiert, während die Gleitschuhe 4 über den Tragkörper 32 im Lagergehäuse 14 nicht rotierend gehalten werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Laufglocke 10 oder eine ihr entsprechende Welle oder ein ihr entsprechender Maschinenteil nicht rotierend angeordnet sein und der Tragkörper 32 mit den Gleitschuhen 4 rotierend angeordnet sein.

Der Tragkörper 32 ist beispielsweise ein Tragring und im Lagergehäuse 14 untergebracht.

Damit die Gleitschuhe 4 auf dem Tragkörper 32 ihre Ortsposition beibehalten, sind für jeden Gleitschuh 4 mindestens zwei Spannstifte 34 vorgesehen, welche quer zur Spannstiftlängsachse federelastisch sind. Die Spannstifte 34 sind handelsübliche Elemente, beispielsweise Spannstifte gemäß DIN 7346 oder EN 28752. Es sind kurze Rohre, die in Längsrichtung einen durchgehenden offenen Schlitz 36 haben, so daß die Rohrwand in Rohrquerrichtung federelastisch zusammengedrückt und damit in eine Bohrung eingespannt werden kann. Jeder Gleitschuh ist mit mindestens einer der Anzahl der ihm zugeordneten Spannstifte 34 entsprechenden Anzahl von Sackbohrungen 38 versehen, welche mit radialem Abstand voneinander auf der gleichen Seite 40 des Gleitschuhes 4 wie seine Kugelfläche 22 gebildet sind, jedoch außerhalb des Abrollbereiches der Kugelfläche 22 angeordnet sind. Im Tragkörper 32 sind Durchgangsbohrungen 42 gebildet, welche den Sackbohrungen 38 der Gleitschuhe 4 gegenüberliegenden und mit ihnen axial im wesentlichen fluchten. Die Spannstifte 34 ragen mit ihrem einen Endabschnitt in die Sackbohrungen 38 des Gleitschuhes 4 und mit ihrem anderen Endabschnitt in die Durchgangsbohrung 42 des Tragkörpers 32. Die Spannstifte 34 haben in den Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32 radialen Klemmsitz, jedoch in den Sackbohrungen der Gleitschuhe 4 radialen Spielraum 44. Dadurch können die Gleitschuhe 4 die genannten Kippbewegungen auf der Kugelfläche 22 relativ zu den ortsfesten und um ihre Spannstiftlängsachse biegefesten Spannstifte 34 machen. Ein weiterer Vorteil des radialen Spielraumes 44 ist es, daß die Sackbohrungen 38 der Gleitschuhe 4 mit grober Toleranz hergestellt werden können und auch nicht 100% genau mit den Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32 fluchten brauchen.

Anstelle von Spannstiften 34, welche quer zu ihrer Längsachse biegesteif sind, können auch andere Arten von Spannstiften verwendet werden, beispielsweise Spiralfedern, welche quer zu ihrer Federlängsachse biegsam sind und in die Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32 eingeschoben oder eingeschraubt sind und darin durch die radiale Federspannung festgehalten werden.

Bei allen Ausführungsformen haben die Spannstifte 34 im radial entspannten Zustand einen größeren Durchmesser als die Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32, damit sie beim Einsetzen in diese Durchgangsbohrungen 42 federelastisch darin eingespannt werden. Die Spannstifte 34 sind mindestens an ihrem Ende 46, welches in die Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32 eingesetzt werden muß, kegelförmig zum Ende hin verjüngt ausgebildet, damit sie leichter in die Bohrungen 42 eingesetzt werden können. Ihr entgegengesetztes Spannstiftende kann ebenfalls kegelförmig verjüngt ausgebildet sein, damit die Gleitkörper 4 mit ihren Sackbohrungen 38 leichter auf sie aufgesetzt werden können.

Gemäß einer nicht dargestellten anderen Ausführungsform haben die Sackbohrungen 38 der Gleitkörper 4 einen kleineren Durchmesser als die Spannstifte 34 im entspannten Zustand, so daß die Spannstifte 34 in diese Sackbohrungen 38 radial eingespannt werden können, während die Durchgangsbohrungen 42 des Tragkörpers 32 einen größeren Durchmesser als die Spannstifte 34 in ihrem entspannten Zustand haben, damit sie darin radiales Spiel haben. Gemäß einer ebenfalls nicht dargestellten weiteren Ausführungsform können anstelle der Durchgangsbohrungen 42 im Tragkörper 32 Sackbohrungen gebildet sein.

Die Lauffläche 20 der Gleitschuhe 4 ist vorzugsweise durch eine auf die Gleitschuhe 4 aufgebrachte Schicht aus Weißmetall oder einem anderen Material gebildet, welches abriebfest ist und gute Gleiteigenschaften hat. Der Stützkörper 32 kann ein einteiliger Ring sein oder entsprechend den Fig. 2 und 3 aus zwei Halbkreis- Ringkörpern 32.1 und 32.2 bestehen. Die Gleitschuhe 4 sind auf dem Tragkörper 32 auf einem Kreisdurchmesser 48 angeordnet.

Die Längsmittelachsen 50 der Spannstifte 34 sind identisch mit den Bohrungsmittelachsen der Durchgangsbohrung 42 des Tragkörpers 30 und der Sackbohrungen 38 der Gleitschuhe 4 und liegen achsparallel zur Rotationsachse 12 des Gleitlagers und achsparallel zur Zylindermittelachse 28 der Gleitschuhe 4 in ihrem ungekippten Zustand.


Anspruch[de]
  1. 1. Gleitlager mit einer Vielzahl von Gleitkörpern (4), welche gegenüber einer zu lagernden Anlauffläche (16) ringförmig angeordnet sind, gegenüber der Anlauffläche (16) eine Lauffläche (20) und auf ihrer von der Lauffläche (20) abgewandten Seite (40) eine Kugelfläche (22) haben, mit welcher sie auf einer Stützfläche (30) eines Tragkörpers (32) abrollen können und dadurch Kippbewegungen relativ zur Anlauffläche (16) machen können, mit Mitteln zur ringförmigen Positionierung der Gleitkörper (4) auf dem Tragkörper (32), dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur ringförmigen Positionierung der Gleitkörper (4) für jeden Gleitkörper (4) mindestens zwei Spannstifte (34) aufweisen, welche quer zur Spannstiftlängsachse federelastisch sind, daß jeder Gleitkörper (4) mit mindestens einer der Anzahl seiner Spannstifte (34) entsprechenden Anzahl Sackbohrungen (38) versehen ist, welche mit Abstand voneinander auf der gleichen Seite (40) des Gleitkörpers (4) wie seine Kugelfläche (22) gebildet sind, jedoch außerhalb des Abrollbereiches der Kugelfläche (22) angeordnet sind, daß im Tragkörper (32) Bohrungen (42) gebildet sind, welche den Sackbohrungen (38) der Gleitkörper (4) gegenüberliegen und mit ihnen axial im wesentlichen fluchten, daß die Spannstifte (34) mit ihrem einen Endabschnitt in die Sackbohrungen (38) der Gleitkörper (4) und mit ihrem anderen Endabschnitt in die jeweils gegenüberliegenden Bohrungen (42) des Tragkörpers (32) hineinragen und dabei in den Sackbohrungen (38) oder den gegenüberliegenden Bohrungen (42) radialen Spielraum (44) haben, jedoch in der betreffenden anderen Bohrung (gegenüberliegende Bohrung 42 oder Sackbohrung 38) radial eingeklemmt sind.
  2. 2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstifte (34) in Längsrichtung geschlitzte Rohre sind.
  3. 3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstifte (34) mindestens an ihrem eingeklemmten Endabschnitt zum Ende (46) hin kegelförmig verjüngt sind, um ihr Einsetzen in die betreffende Bohrung (38, 42) zu erleichtern.
  4. 4. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Axiallager ist und die Gleitkörper (4) zur Kräfteübertragung in Lager-Axialrichtung angeordnet sind.
  5. 5. Gleitlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkörper (4) im wesentlichen eine kreisrunde Zylinderform mit einer kreisscheibenförmigen Lauffläche (20) haben.
  6. 6. Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstifte (34) mit radialem Klemmsitz in die Bohrungen (42) des Tragkörpers (32) eingesetzt sind und in den Sackbohrungen (38) der Gleitkörper (4) radialen Spielraum (44) haben.






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