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Dokumentenidentifikation DE69418620T2 09.12.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0733165
Titel RADIALLAGER MIT GLEITSCHUH UND GLEITSCHUH FÜR EIN RADIALLAGER
Anmelder Danfoss A/S, Nordborg, DK
Erfinder KRISTENSEN, Egon, DK-6430 Nordborg, DK;
JEPSEN, Hardy, Peter, DK-6430 Nordborg, DK
Vertreter U. Knoblauch und Kollegen, 60320 Frankfurt
DE-Aktenzeichen 69418620
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 05.12.1994
EP-Aktenzeichen 959032616
WO-Anmeldetag 05.12.1994
PCT-Aktenzeichen DK9400455
WO-Veröffentlichungsnummer 9516130
WO-Veröffentlichungsdatum 15.06.1995
EP-Offenlegungsdatum 25.09.1996
EP date of grant 19.05.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.1999
IPC-Hauptklasse F03C 1/04
IPC-Nebenklasse F03C 1/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Radial-Gleitlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem oder mehreren Gleitschuhen, und einen Gleitschuh für ein Radial-Gleitlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Ein Gleitschuh ist in der Regel ein bewegliches Teil, das zur Anlage an einer Lagerfläche belastet wird, so daß sein eines Ende mittels einer entsprechenden Anlagefläche an der Lagerfläche zur Anlage kommt. Die Anlagefläche kann eine Drucktasche aufweisen, die zur Lagerfläche hin offen ist und über Kanäle im Gleitschuh mit einem hydrostatischen Druck beaufschlagt wird. Der hydrostatische Druck in der Drucktasche entlastet den Kontaktdruck zwischen den Lagerflächen.

Ein Radial-Gleitlager dieser Art kann aus zwei kreisförmigen, einander gegenüberliegenden Lagerflächen gebildet sein, die in gleitendem Kontakt miteinander stehen, während sie sich relativ zueinander drehen, wobei in einer der Lagerflächen ein oder mehrere Gleitschuhe zur hydrostatischen Entlastung des Lagers angeordnet sind. Eine der Lagerflächen kann aber auch, wie im US Patent 5 182 978 angegeben, ausschließlich aus einer Anzahl von Gleitschuhen bestehen, die in Bezug zur ge genüberliegenden, kreisförmigen Lagerfläche radial angeordnet sind.

Die Funktion dieser Art von Lagern hängt von der genauen Einhaltung eines bestimmten hydrostatischen Drucks in der Drucktasche des Gleitschuhs zur Entlastung der Lagerflächen ab, und es ist daher wichtig, daß sich die Leckage aus der Drucktasche nicht ändert.

Das DE-Patent 29 32 583 zeigt eine Ausgestaltung, bei der der Gleitschuh radial gleitend in einer Führung angeordnet ist und unter dem Gleitschuh in der Führung ein hydraulischer Druck ausgeübt werden kann, um den Gleitschuh an eine rotierende Lagerfläche zu drücken. Dadurch ist sichergestellt, daß zwischen der Anlagefläche des Gleitschuhs und der rotierenden Lagerfläche ständig ein Kontaktdruck herrscht, so daß etwaige Verschiebungen der rotierenden Lagerfläche vom Gleitschuh weg durch Verschiebungen des Gleitschuhs in seiner Führung verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radial- Gleitlager mit Gleitschuh und einen Gleitschuh für ein solches Radial-Gleitlager anzugeben, bei denen die Gefahr von Änderungen der Leckage zwischen der Anlagefläche des Gleitschuhs und der gegenüberliegenden Lagerfläche verringert ist.

Diese Änderungen der Leckage zwischen der Anlagefläche des Gleitschuhs und der gegenüberliegenden Lagerfläche können bei relativen Querverschiebungen der Lagerflächen entstehen, z. B. als Folge der Reibung zwischen einer Welle in einer Lagerauskleidung, wonach die Welle zusammen mit der Lagerauskleidung schließlich exzen trisch und entgegen ihrer Drehrichtung auf einer Kreisbahn umläuft.

Die genannte Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 13 angegebenen Merkmale gelöst.

Anspruch 2 betrifft insbesondere eine Ausführungsform, bei der das Gleitlager zusätzlich eine Schrägstellung der Lagerflächen relativ zueinander ausgleichen kann.

Anspruch 3 betrifft eine besonders einfache Ausführung, bei der sich der gesamte Gleitschuh in seiner Führung neigen kann, und zwar aufgrund eines Spalts oder Spiels zwischen dem Gleitschuh und der Führung. Diese Ausführung läßt sich einfach installieren und preisgünstig herstellen.

Die Ansprüche 4-6 betreffen alternative, günstige Ausführungsformen.

Abhängig von der Anwendung des Gleitlagers können die Gleitschuhe auf der inneren oder auf der äußeren Oberfläche des Gleitlagers, wie in den Ansprüchen 7 und 8 angegeben, angeordnet sein. Zum Beispiel können die Gleitschuhe auf derjenigen Lagerfläche angeordnet sein, auf der ein ständig hochbelasteter Bereich abgegrenzt werden kann.

Die Ansprüche 9 bis 12 betreffen spezielle Ausführungen von Radial-Gleitlagern nach der Erfindung. So ist Anspruch 12 auf einen Drosselkanal zur Regelung des in die Drucktasche des Gleitschuhs übertragenen hydraulischen Drucks gerichtet.

Die erwähnten Vorteile der Erfindung sind beträchtlich, besonders bei Lagern in Wasserhydraulik-Kolbenmotoren, wie in Anspruch 14 angegeben, da ein auf Wasser basierendes Druckmedium trotz seiner niedrigen Viskosität für die hydraulische Entlastung der Gleitlager angewandt werden kann. Der Grund ist, daß Gleitlager in Wasserhydaulik-Kolbenmotoren meistens mit einem größeren Lagerspalt ausgebildet sind, als es normalerweise bei Ölschmierung der Fall ist, da ein ausreichender Flüssigkeitsdurchfluß durch den Lagerspalt zur Kühlung der Lagerflächen erforderlich ist.

Insbesondere zusammen mit der Drosselanordnung nach Anspruch 12 wird erreicht, daß die Drosselung zu einer Reduzierung des Drucks in der Drucktasche und dabei auch der Leckage bei ansteigendem Leckagedurchfluß führt, so daß die Leckage selbststabilisierend wird und sich auf einen akzeptablen Wert stabilisieren kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Hydraulik-Kolbenmotors mit einem Gleitlager nach dem Stand der Technik und einem Gleitlager nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Prinzipzeichnung eines Gleitlagers nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 das Gleitlager nach Fig. 2 mit verschobenen Lagerflächen,

Fig. 4 eine Prinzipzeichnung einer Ausführung eines Gleitlagers nach der Erfindung,

Fig. 5 das Lager nach Fig. 4 mit verschobenen Lagerflächen,

Fig. 6 eine Prinzipzeichnung einer anderen Ausführung eines Lagers nach der Erfindung,

Fig. 7 das Lager nach Fig. 6 mit verschobenen Lagerflächen,

Fig. 8 eine Prinzipzeichnung einer dritten Ausführung eines Lagers nach der Erfindung und

Fig. 9 das Lager nach Fig. 8 mit verschobenen Lagerflächen.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Anwendung von Gleitlagern mit Gleitschuhen in einem Axialkolbenmotor 1 mit einer rotierenden Welle 2, der durch hydraulischen Druck angetrieben wird, der eine Anzahl von Kolben 3 beaufschlagt, wobei die Kalben an der Welle 2 befestigt und gleichmäßig um die Welle 2 herum verteilt sind. In der Zeichnung ist nur ein Kolben 3 dargestellt. Mit Hilfe einer Ventilanordnung werden die Kolben 3 derart mit hydraulischem Druck beaufschlagt, daß sie auf der einen Seite der Welle 2 gegen die geneigte Scheibe 4 drücken, was die Welle in Drehung versetzt.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Welle 2 an zwei Stellen in Gleitlagern 5, 6 aufgehängt, wobei die Gleitlager mit Gleitschuhen 7, 8 versehen sind. Das Gleitlager 6 ist mit einem herkömmlichen Gleitschuh 8 in einer Führung 10 und das Gleitlager 5 mit einem Gleitschuh 7 in einer Führung 9 versehen. Nach der Er findung ist der Gleitschuh 7 so ausgestaltet, daß er sich in der Führung 9 neigen kann.

Die Gleitschuhe 7, 8 werden über einen Anschlußstutzen 11 und Kanäle 12, 13 mit einem hydrostatischen Druck versorgt. Dabei entlastet der hydraulische Druck, der in Drucktaschen 14 der Gleitschuhe über Kanäle 15 in den Gleitschuhen aufgebaut wird, den Kontaktdruck in den Gleitlagern 5, 6. Wenn über den Anschlußstutzen 11 auch die Kolben 3 mit Druckmedium versorgt werden, wird ein proportionaler Zusammenhang zwischen der Motorbelastung und der durch die Gleitschuhe 7, 8 bewirkten Entlastung der Gleitlager 5, 6 erzielt.

Das Lager 6 nach dem Stand der Technik mit dem Gleitschuh 8 ist in Fig. 2 im Prinzip und vergrößert dargestellt, wobei die Lagerfläche 16 der Welle 2 mit der Anlagefläche 17 des Gleitschuhs 8 in Kontakt steht, der die Drucktasche 14 aufweist. Wie schon erwähnt, wird die Drucktasche 14 über einen Kanal 13 und den Kanal 15 im Gleitschuh 8 mit hydraulischem Druck versorgt. Dabei wird der Gleitschuh 8 in der Führung 10 verschoben, so daß ein fest er Kontakt mit der Lagerfläche 16 sichergestellt ist. Der Gleitschuh 6 ist in der Zeichnung mit einem Dichtring 18 dargestellt, der den Gleitschuh 6 gegen die Führung 10 abdichtet.

In Fig. 3 ist dann dargestellt, was mit dem Lager nach Fig. 2 geschehen kann, wenn sich die Welle 2 mit ihrer Lagerfläche 16 aus der Mitte des Lagers herausbewegt, da dies eine Leckage 19 an der Anlagefläche 17 des Gleitschuhs 8 verursacht. Dabei geht ein großer Teil des Drucks in der Drucktasche 14 verloren, wobei die Entlastung des Gleitschuhs 8 im Lager 6 verringert wird.

Nach der Erfindung ist dies dadurch verhindert, daß es der Anlagefläche 17 ermöglicht ist, der Bewegung der Lagerfläche 16 aus der Mitte heraus zu folgen, was bei dem Lager 5 nach Fig. 1 der Fall ist, das in den Fig. 4 und 5 vergrößert und im Prinzip dargestellt ist. Hier liegt der Gleitschuh 7 mit einer ringförmigen Kontaktfläche 19 von sehr kleinem Ausmaß an der Führung 9 an, und es gibt einen kleinen, genau begrenzten Spalt zwischen der ringförmigen Anlagefläche 19 und der Führung 9, so daß sich der Gleitschuh 7 in der Führung 9 neigen kann, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Damit kann die Anlagefläche 17 der Bewegung der Lagerfläche 16 aus der Mitte heraus folgen, wie aus Fig. 5 zu sehen ist.

Es ist klar, daß der Grundgedanke dieser Erfindung in zahllosen, mehr oder weniger geeigneten Ausführungen abgeändert werden kann, abhängig von der Lage des Lagers, in dem sie angewandt wird. Die Fig. 6 und 8 zeigen alternative, grundlegende Ausführungen, bei denen der Gleitschuh in zwei Hauptteile aufgeteilt ist, nämlich ein oberes Teil 20, das relativ zum unteren Teil 21 beweglich abgestützt ist, so daß das obere Teil 20 mit seiner Anlagefläche 17 der Lagerfläche 16 der Welle 2 folgen kann, wie in den entsprechenden Fig. 7 und 9 dargestellt ist.

Nach Fig. 6 ist das obere Teil 20 relativ zum unteren Teil 21 in einer Gleitführung 22 abgestützt, die durch einen Dichtring 24 abgedichtet ist.

Fig. 8 zeigt einen elastischen Ring 23, der zwischen dem oberen Teil 20 und dem unteren Teil 21 angebracht ist.

Die dargestellten Ausführungen sind nur normative Beispiele in Verbindung mit dem in Fig. 1 dargestellten Anwendungsbeispiel. Das heißt, daß die Gleitschuhe auf anderen Anwendungsgebieten in der Welle statt in der Lagerauskleidung angebracht sein können und die Anzahl der Gleitschuhe und ihre Ausgestaltung, abhängig vom jeweiligen Zweck, frei gewählt werden können.

Die Wirkung der Erfindung ist erheblich, besonders in Verbindung mit Druckmedien mit geringer Viskosität, z. B. auf Wasser basierenden Druckmedien. Die Erfindung kann aber auch mit Vorteil in Verbindung mit Druckmedien mit hoher Viskosität angewandt werden.


Anspruch[de]

1. Radial-Gleitlager (5, 6) mit einer inneren Lagerfläche (16) gegenüber einer äußeren Lagerfläche entlang einer Längsachse, wobei die eine Lagerfläche einen Gleitschuh (7, 8)enthält, der an seinem einen Ende eine Anlagefläche (17) aufweist, die zur Anlage an der anderen Lagerfläche belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende derart beweglich ist, daß die Anlage der Anlagefläche (17) an der anderen Lagerfläche im Falle einer relativen Verschiebung der Lagerflächen rechtwinklig zur Belastungsrichtung und zur Längsachse unverändert bleibt.

2. Radial-Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner das eine Ende derart beweglich ist, daß die Anlage der Anlagefläche (17) an der anderen. Lagerfläche durch Neigen der Lagerflächen relativ zueinander weiterhin beibehalten wird.

3. Radial-Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (7, 8) in einer Führung (9) gleitend unterstützt ist, und daß zwischen dem Gleitschuh und der Führung (9) ein Spalt vorhanden ist, der so ausgestaltet ist, daß sich der Gleitschuh (7, 8) neigen kann.

4. Radial-Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (7, 8) zwei Teile (20, 21) aufweist, von denen das eine Teil das eine Ende aufweist und relativ zum zweiten Teil gleitend gelagert ist.

5. Radial-Gleitlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Element (23) zwischen den beiden Teilen (20, 21) angebracht ist.

6. Radial-Gleitlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit dem ersten Ende relativ zum zweiten Teil tangential beweglich ist.

7. Radial-Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (7, 8) zumindest einen Teil der inneren Lagerfläche bildet.

8. Radial-Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (7, 8) zumindest einen Teil der äußeren Lagerfläche bildet.

9. Radial-Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (17) eine Auffangfläche umfaßt, die eine Ausnehmung (14) umgibt.

10. Radial-Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung durch einen hydraulischen Druck ausgeübt wird.

11. Radial-Gleitlager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung durch einen hydraulischen Druck ausgeübt wird, und daß der Druck auf die Ausnehmung ausgeübt wird.

12. Radial-Gleitlager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druck über einen Drosselkanal auf die Ausnehmung ausgeübt wird.

13. Gleitschuh (7, 8) für ein Radial-Gleitlager mit einer Längsachse, dessen eines Ende eine Anlagefläche (17) zur radial belasteten Anlage an einer zylindrischen Lagerfläche trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende derart beweglich ist, daß die Anlage der Anlagefläche (17) an der Lagerfläche durch eine relative Verschiebung der Lagerfläche rechtwinklig zur Belastungsrichtung und zur Längsachse unverändert bleibt.

14. Anwendung eines Radial-Gleitlagers nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Wasserhydaulik-Kolbenmotoren.







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