DE1525198B2

DE1525198B2 - Hydrodynamisches Gleitlager

Info

Publication number: DE1525198B2
Application number: DE1525198A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Eindhoven Remmers (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1965-10-05
Filing date: 1966-10-04
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE1525198C3; SE324928B; NO117097B; GB1163018A; NL6512869A; ES331890A1; DE1525198A1; CH473324A; FR1501093A; US3399000A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrodynamisches Gleitlager, das ein stillstehendes und ein darin befindliches drehbares Lagerorgan mit Tragflächen zur Aufnahme mindestens einer axialen Belastung enthält, bei dem mindestens eine der mit einander zusammenarbeitenden Tragflächen zur Aufnahme der Belastung mit einem Muster von spiralförmigen oder ähnlichen, zur Umfangsrichtung geneigten offenen Pumprillen geringer Tiefe versehen ist, das bei Drehung des drehbaren Lagerorgans eine Stauwirkung für das Schmiermedium von seiner Eintrittsseite zu seiner Austrittsseite hervorruft, mit einer Vorratskammer für das Schmiermedium, welche durch eine Wand des stillstehenden Lagerorgans radial außen begrenzt ist und mit der Eintrittsseite des Rillenmusters in Verbindung steht.

Derartige Lager sind aus der GB-PS 9 66 839 bekannt und haben eine große Tragkraft sowie einen sehr geringen Reibungsverlust Für eine günstige Wirkung ist es notwendig, daß immer genügend Schmiermedium in dem Lagerspalt vorhanden ist, so daß an der Eintrittsseite des Spiralrillenmusters stets Schmiermedium vorhanden sein muß. Bei relativ hohen Drehzahlen des drehbaren Lagerorgans und bei Anwendung eines Fettes als Schmiermedium besteht beim bekannten

to Lager jedoch die Möglichkeit, daß das Schmiermedium in der Vorratskammer infolge der Zentrifugalkraft aus dem Bereich der Eintrittsseite des Spiralrillenmusters heraus gelangt

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein hydrodynamisches Gleitlager zu schaffen, bei dem das Schmiermedium aus der Vorratskammer zwangsweise der Eintrittsseite des Spiralrillenmusters zugeführt wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorratskammer in einer Ausnehmung im drehbaren Lagerorgan vorgesehen ist, wobei an der den zusammenarbeitenden Tragflächen des Lagers zugewandten Seite der Vorratskammer in einer der einander zugewandten Flächen des stillstehenden und des drehbaren Lagerorgans Förderrillen für das Schmiermedium angebracht sind, welche Rillen bei der vorgegebenen Drehrichtung das Schmiermedium von der Vorratskammer zur Eintrittsseite des Lagerrillenmusters pumpen.
Dadurch, daß die Vorratskammer in dem drehbaren Lagerorgan angebracht ist, wird das Schmiermedium bei Drehung durch die Zentrifugalwirkung zu der Wand des stillstehenden Lagerorgans hin getrieben, wo es in den Bereich der Förderrillen gelangt. Diese drängen das Medium zur Eintrittsseite des Spiralrillenmusters, so daß dieses Rillenmuster immer mit genügend Schmiermedium versehen wird, um eine hydrodynamische Wirkung zu gewährleisten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das hydrodynamische Gleitlager für eine durchgehende Welle, bei dem das drehbare und das stillstehende Lagerorgan Tragflächen zur Aufnahme axialer Belastung und sich anschließende Tragflächen zur Aufnahme radialer Belastung aufweist, derart ausgebildet, daß am vom Axiallager abgewandten Ende des Radiallagers ein schraubenlinienförmiges Rillenmuster vorgesehen ist, das eine Stauwirkung in der Richtung auf die Lager hervorruft, wobei die Eintrittsseite des Axiallagers mit einem spiralförmigen Rillenmuster über mindestens einen im stillstehenden Lagerorgan angebrachten Kanal mit dem abgelegenen Ende des Radiallagers verbunden ist, und daß sich an der von den Förderrillen abgewandten Seite der Vorratskammer ein weiteres schraubenlinienförmiges Rillenmuster in einer der zusammenarbeitenden Flächen des Lagers befindet, das als Außendichtung für das Schmiermedium dient

Falls das Schraubenlinienrillenmuster nur am Ende einer der zusammenarbeitenden zweiten Tragflächen angebracht ist, pumpt das Spiralrillenmuster das Schmiermedium die beiden Tragflächensätze entlang.

Durch den Rücklaufkanal wird das Medium wieder zur Eintrittsseite dieses Lagers geführt Das Schraubenlinienrillenmuster wirkt dann als Dichtung zwischen den Enden der Tragflächen des Radiallagers. Verlust des Schmiermediums kann somit nahezu nicht auftreten. Die Förderrillen sorgen dafür, daß das geschlossene Schmiersystem unter Druck gehalten wird, und gegebenenfalls Schmiermedium aus der Vorratskammer nachgefüllt wird.

Falls eine der zusammenarbeitenden zweiten Tragfläche z. B. auf der ganzen Länge mit Schraubenlinienrillen versehen ist, so wirkt nur das Ende dieser Rillen als Dichtung; der übrige Teil drängt Schmiermedium in die Richtung des Spiralrillenmusters. Diese Rillen tragen dann zur Vergrößerung der aufzunehmenden axialen Belastung bei. Die aufzunehmende axiale Belastung ist am größten, wenn die Stauwirkung der Schraubenlinienrillen größer ist als die Stauwirkung der Spiralrillen. Das geschlossene Schmiersystem wirkt ausgezeichnet, da es stets mit Schmiermedium gefüllt ist Bei Anwendung von Fett tritt dabei auch bei Stillstand des Lagers keine Leckage auf. Das Lager eignet sich für hohe Drehzahlen, ist schallschwingungsfrei, arbeitet günstig bei geringen Abmessungen und ist außerdem relativ '5 billig. Auch durch die günstige Wirkung der Vorratskammer und der Förderrillen kann das Lager äußerst lange in Betrieb sein, ohne daß es einer Abschmierung bedarf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Lager nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Das Lager nach F i g. 1 enthält ein stillstehendes Lagerorgan 1 und ein drehbares Lagerorgan, das durch eine Welle 2 gebildet wird, die in nur einer Drehrichtung angetrieben wird. Welle 2 hat einen Bund 3, dessen Fläche 4 eine Tragfläche zur Aufnahme axialer Kräfte bildet. Mit der Tragfläche 4 arbeitet eine Tragfläche 5 im stillstehenden Lagerorgan zusammen. In dieser Tragfläche 5 ist ein Muster regelmäßig verteilter, sehr untiefer Spiralrillen 6 angebracht, die bei Drehung der Welle ein Schmiermedium in die Richtung zur Mittellinie der Welle 2 hin zu drängen bestrebt sind. Die Welle 2 besitzt weiter eine zylindrische Tragfläche 7, die mit einer Tragfläche 8 im stillstehenden Lagerorgan zusammenarbeitet. Die Tragflächen 7 und 8 dienen zur Aufnahme einer Belastung. Im stillstehenden Lagerorgan 1 sind in der Nähe des Endes der Tragflächen Schraubenlinienrillen 9 angebracht die bei Drehung der Welle eine Pumpwirkung in der Richtung zu den Spiralrillen hin aufweisen. Die Druckseite der Schraubenlinienrillen 9 und die Eintrittsseite des Spiralrillenmusters 6 sind über Kanäle 10 miteinander verbunden. Zwischen dem Bund 3 und einem zweiten Bund 12 auf Welle 2 ist eine Vorratskammer 11 für das Schmiermedium angebracht. Die Vorratskammer ist durch die Wand des stillstehenden Lagerorgans 1 abgeschlossen. In der Wand 13 sind zwei Sätze von Schraubenlinienrillen 14,15 vorgesehen, die beide bei Drehung der Welle 2 eine Pumpwirkung in der Richtung zum Spiralrillenmuster hin aufweisen. Die Rillen 14 funktionieren dabei als eine Dichtung zur Vermeidung von Schmiermittelverlust nach außen.

Die Kanäle 10 und die Vorratskammer 11 werden mit Schmiermedium, z. B. Fett, gefüllt Bei Drehung der Welle 2 wird das Schmiermedium durch die Spiralrillen 6 in den Lagerspalt zwischen den Tragflächen 4 und 5 und von dort in den Lagerspalt zwischen den Tragflächen 7 und 8 gedrängt Durch den Kanal 10 wird das Schmiermedium wieder zur Eintrittsseite der Spiralrillen 6 zurückgeführt Die Schraubenlinienrillen 9 bilden zusammen mit der drehenden Welle eine Dichtung für das Schmiermedium.

Das Lager kann sowohl axiale als auch radiale Kräfte aufnehmen und wirkt hydrodynamisch, so daß Reibungsverluste auf ein Minimum beschränkt sind. Bei hohen Drehzahlen der Welle 2 kann es vorkommen, daß infolge der Zentrifugalwirkung nicht genügend Schmiermedium in den Wirkungsbereich der Eintrittsseite des Spiralrillenmusters gelangt und daß somit die günstige hydraulische Schmierwirkung gestört wird. Auch ein geringer Verlust des Schmiermediums macht die Wirkung weniger günstig. Das in der Vorratskammer 11 vorhandene Schmiermittel wird nun aber bei Drehung der Welle 2 durch die Zentrifugalkraft in die Richtung zur Wand 13 des stillstehenden Lagerorgans 1 hin gedrängt. Die Förderrillen 15 bringen das infolge der Zentrifugalkraft gegen die Wand 13 gedrückte Schmiermedium zur Eintrittsseite der Spiralrillen 6 und halten das geschlossene Schmiersystem unter Druck, so daß dies stets völlig mit Schmiermedium gefüllt ist Die Förderwirkung der Rillen 15 tritt auf, wenn Schmiermedium verlorengegangen ist.

Obschon die Rillen bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 alle im stillstehenden Lagerorgan 1 angebracht sind, können alle oder einige Rillen auch im drehbaren Lagerorgan angebracht sein; die Wirkungsweise des Lagers wird dadurch nicht beeinflußt. Vielerlei Schmiermittel sind anwendbar; das Lager hat besonders bei Anwendung von Fett als Schmiermedium eine günstige Wirkung.

Fig.2 zeigt ein Lager, das als einzelne Einheit ausgeführt ist und dem die Außenabmessungen eines Kugellagers gegeben werden können. Das drehbare Lagerorgan besteht bei dieser Ausführungsform aus einer Büchse 17, die auf der Welle 18 befestigt ist In der Büchse 17 sind ein Spiralrillenmuster 19 und ein Schraubenlinienrillenmuster 20 des geschlossenen Schmiersystems angebracht. Die Stauwirkung des Rillenmusters 19 ist bei Drehung der Welle zur Mittellinie der Welle hin gerichtet; das Wellenmuster 20 drängt bei Drehung der Welle Schmiermedium in die Richtung zum Spiralrillenmuster 19 hin. In Abweichung von den Rillen 9 in F i g. 1 sind die Rillen 20 hier auf der ganzen Länge einer Tragfläche zur Aufnahme radialer Belastung angebracht. Der Teil 20a der Rillen 20 dient hier als Dichtung für das Schmiermedium, zur Vermeidung von Leckage nach außen. Die Eintrittsseite für das Schmiermedium in den Spiralrillen 19 ist über Kanäle 21 mit dem Schraubenlinienrillenmuster 20 verbunden, an der Stelle, wo die Rillen 20a anfangen. Das stillstehende Lagerorgan ist als ein ringförmiger Körper 16 ausgebildet Eine Vorratskammer 22 für das Schmiermedium ist in einem verdickten Teil der Büchse 17 angebracht Auf diesem Teil sind auch Pumprillen 23 und 24 vorhanden. Rille 24 befördert evtl. Schmiermedium aus einer Vorratskammer 22 zur Eintrittsseite der Spiralrillen 19, wie auch anhand der F i g. 1 erläutert ist, Rille 23 dient als Dichtung. Die Anwendung der Büchse 17 ergibt den Vorteil, daß sich die Rillenmuster leicht anbringen lassen.

Das Spiralrillenmuster 19 und das Schraubenlinienrillenmuster 20 haben eine zueinander hin gerichtete Stauwirkung. Die Richtung, in der das Schmiermedium durch das geschlossene Schmiersystem umläuft wird durch das Rillenmuster mit der größten Stauwirkung bestimmt Die Axialkräfte werden am besten aufgenommen, wenn die Staukraft der Schraubenlinienrillen 20 etwas größer ist als die Staukraft der Spiralrillen 19. Zur Erzielung eines für einen gewissen Belastungsfall günstigsten Verhältnisses zwischen den aufzunehmenden Radial- und Axialkräften kann z.B. bei einem gewissen Spirairillenmuster dem Schraubenlinienrillen-

muster 20 eine für diesen Belastungsfall geeignete Steigung gegeben werden. Die Förderrillen 24 sorgen dafür, daß erforderlichenfalls Schmiermedium aus der Kammer 22 dem geschlossenen Schmiersystem zugeführt wird, so daß dieses stets völlig mit Schmiermedium gefüllt bleibt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydrodynamisches Gleitlager, das ein stillstehendes und ein darin befindliches drehbares Lagerorgan mit Tragflächen zur Aufnahme mindestens einer axialen Belastung enthält, bei dem mindestens.eine der miteinander zusammenarbeitenden Tragflächen zur Aufnahme der Belastung mit einem Muster von spiralförmigen oder ähnlichen, zur Umfangsrichtung geneigten offenen Pumprillen geringer Tiefe versehen ist, das bei Drehung des drehbaren Lagerorgans eine Stauwirkung für das Schmiermedium von seiner Eintrittsseite zu seiner Austrittsseite hervorruft, mit einer Vorratskammer für das Schmiermedium, welche durch eine Wand des stillstehenden Lagerorgans radial außen begrenzt ist und mit der Eintrittsseite des Rillenmusters in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer (11) in einer Ausnehmung im drehbaren Lagerorgan (2, 3, 12) vorgesehen ist, wobei an der den zusammenarbeitenden Tragflächen (4, 5) des Lagers zugewandten Seite der Vorratskammer in einer der einander zugewandten Flächen des stillstehenden (1) und des drehbaren Lagerorgans Förderrillen (15) für das Schmiermedium angebracht sind, welche Rillen bei der vorgegebenen Drehrichtung das Schmiermedium von der Vorratskammer zur Eintrittsseite des Lagerrillenmusters (6) pumpen.

2. Hydrodynamisches Gleitlager nach Anspruch 1 ' für eine durchgehende Welle, bei dem das drehbare und das stillstehende Lagerorgan Tragflächen zur Aufnahme axialer Belastung und sich anschließende Tragflächen zur Aufnahme radialer Belastung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am vom Axiallager abgewandten Ende des Radiallagers ein schraubenlinienförmiges Rillenmuster (2Oa^ vorgesehen ist, das eine Stauwirkung in der Richtung auf die Lager hervorruft, wobei die Eintrittsseite des Axiallagers mit einem spiralförmigen Rillenmuster (19) über mindestens einen im stillstehenden Lagerorgan (16) angebrachten Kanal (21) mit dem abgelegenen Ende des Radiallagers verbunden ist, und daß sich an der von den Förderrillen (24) abgewandten Seite der Vorratskammer (22) ein weiteres schraubenlinienförmiges Rillenmuster (23) in einer der zusammenarbeitenden Flächen des Lagers befindet, das als Außendichtung für das Schmiermedium dient.