Eisenbahnachslager. Die Erfindung betrifft ein Eisenbahn aehslager mit einer Lagerschale, welche mit einer von der vertikalen Achsmittelebene nach einander entgegengesetzten Umfangsrichtun gen über einen maximalen Winkelbereiell von je 45 sich erstreckenden Lauffläche am Achs schenkel aufruht. Bei diesen Gleitlagern wird darauf geachtet, dass zwischen den aufeinan derliegenden Flächen ein Schmiermittelfilm erhalten wird, der für einen möglichst rei bungslosen Lauf Sorge tragen soll.
Es hat sich nun gezeigt, dass diese Lager trotz sorgfältig ster Bearbeitung ihrer Laufflächen noch im- nier einen verhältnismässig hohen Prozentsatz an Heissläuten aufzuweisen haben und bisher kein Mittel gefunden wurde, um diesen übel stand zu beheben oder wenigstens auf ein Min destmass herabzusetzen.
Bei Gleitlagern mit hohlzylindrischen Laufbüchsen ist es bekannt, Wellen mit um runden bzw. nockenförmiger Querschnittsform zu verwenden, wobei zumeist vier um 90 ge geneinander im Kreis versetzte Erhöhungen vorgesehen sind, mit welchen die Welle sich an der Lauffläche der Laufbüchse abstützt, wobei zwischen den Erhöhungen im Quer schnitt mondsichelförmige Schmiermittelpol ster frei entstehen. Während der Rotation der Welle erfahren diese Schmiermittelpolster, ab gesehen von der geringfügigen Wirkung des Lagerspiels, keine Veränderung ihres Quer sehnittes, weil die am Umfang symmetrisch verteilten Erhöhungen der Welle an der dem grössten Wellendurchmesser angepassten zy lindrischen Lauffläche des Lagers anliegen und nur eine Ortsveränderung der Schmier mittelpolster in der Drehrichtung bewirken.
Der Erfindung liegt nun der Gedanke zu Grunde, diese an sich bekannte Bildung von im Querschnitt mondsichelförmigen Schmier mittelpolstern zwischen der Welle und der Lauffläche der Lagerschale auch bei Eisen baInachslagern unter Verwendung der bisher üblichen Lagerschale und Beibehaltung der Auftragsschmierung mit der zusätzlichen Wir kung zur Anwendung zu bringen, dass die im Querschnitt mondsichelförmigen Schmiermit telpolster sich im Bereich der Lagerschalen fläche während der Rotation des Achsschen kels in ihrem Querschnittsausmass stets von einem Minimum bis zu einem Maximum ver ändern,
um dadurch das Schmiermittel in den wachsenden Polsterraum anzusaugen und bei weiterer Drehung des Achsschenkels aus dem sich verkleinernden Polsterraum unter dem Druck der Belastung zu verdrängen.
Gemäss der Erfindung wird dieser Gedanke dadurch verwirklicht, dass eine Lagerschale, welche eine von der vertikalen Achsschenkelmit- telebene nach einander entgegengesetzten Um fangsrichtungen über einen maximalen Win kelbereich von je 45 sich erstreckenden Lauf fläche aufweist, mit einem Achsschenkel, der im Querschnitt mindestens eine gegenüber der Kreisform vorstehende und eine zurückste hende Stelle aufweist, wobei der Krümmungs- radius der Lauffläche der Lagerschale in der Querschnittsebene mit dem mittleren Krüm mungsradius des Achsschenkelquerschnittes übereinstimmt, so dass der Achsschenkel wäh rend seiner Drehung die Lagerschale bezüg lich des Radachsenmittels abwechselnd hebt und senkt,
wobei das Schmiermittelpolster während seiner in der Drehrichtung des Achs schenkels entlang der Lagerschalenlauffläche erfolgenden Bewegung sich in seinem mond sichelförmigen Querschnitt von einem Mini mum bis zu einem Maximum ändert und da durch die Erhaltung eines Ölfilms im Bereich der Lagerschalenlauffläche sichert. Erst da durch wird eine ausgezeichnete, dauernd gute Schmierung aller Stellen der Lagerschalen lauffläche erreicht.
Es zeigen die Fig. 1 und 2 je einen Quer schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Eisenbahnachslagers mit elliptischem Achs schenkel, welche in zwei verschiedenen Dre hungslagen veranschaulicht ist. Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Achsschenkel mit nockenarti gem Querschnitt in Verbindung mit der La gerschale in zwei verschiedenen Drehlagen, die um eine halbe Drehung versetzt sind, im Quer schnitt. Die Fig. 5 und 6 dienen zur Veran- sehaulichung des Anteils der Teilflächen der Achsschenkelmantelfläche an dem kleinen El lipsenbogen und dem grossen Ellipsenbogen bei elliptischen und kleinen Nockenbogen bei nok- kenartigem Achsschenkelquerschnitt.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Aus führung eines Eisenbahnachslagers zeigt einen Achsschenkel feiner Radachse und eine La gerschale 2 eines Waggonachslagers 3. Wie die Zeichnung übertrieben zeigt, ist der Achs schenkel 1 im Querschnitt elliptisch geformt, wobei die Radien des grossen und des kleinen Ellipsenbogens in Wirklichkeit nur gering fügig, z. B. um Zehntelmillimeter, differieren. Es sei angenommen, dass der grosse Wellen durchmesser 115 mm und der kleinere 1.14,8 mm beträgt. Der Krümmimgsradius des Laufsitzes der Lagerschale ist, so bemessen, dass er der Grössenordnung nach zwischen den beiden Ra dien des grossen und kleinen Ellipsenbogens liegt. Im gegebenen Fall also beträgt der Durchmesser für die Lagerschalenlauffläche 114,9 mm.
Die Fig. 5 zeigt die Aufteilung der ver schieden gekrümmten Ellipsenbögen eines elliptischen. Achsschenkelquerschnittes, und zwar sind mit a die Anteile des kleinen Ellip senbogens, mit 8 die Anteile des grossen Ellip senbogens und mit y die Anteile der Verbin dungsbögen bezeichnet, welche ihrem Radius nach zwischen den kleinen und grossen Ellip senbogen liegen und daher in der Krümmung nahezu mit der Lagerschalenlauffläche über einstimmen. Am Achsschenkel liegt. unten in Richtung einer Erzeugenden seiner Mantel fläche ein in den Schmiermittelsumpf des La gers tauchender saugfähiger Schmiermittel auftragkörper 4 an, welcher den Achsschenkel während seiner Drehung auf seiner ganzen Länge mit Schmiermittel versorgt, so dass auf der ganzen Achsschenkeloberfläche in bekann ter Weise ein Schmiermittelfilm erhalten wird.
Der mit dem Schmiermittelfilm versehene Achsschenkel 1 liegt in der in Fig. 2 darge stellten Drehungsphase mit dem Scheitel des kleinen Krümmungsbogens (Bereich a) seines elliptischen Querschnittes an der Lauffläche der in bezug auf das Radachsenmittel gehobe nen Lagerschale 2 an. Links und rechts vom Krümmungsscheitel des kleinen Ellipsen bogens verbleiben dabei je ein Schmierkeil 5 zwischen der angehobenen Lagerschalenlauf fläche und dem Achsschenkel 1. Nach einer Drehung des Achsschenkels 1 um 90 aus der in Fig. 2 dargestellten Drehungsphase ergibt sich das in Fig. 1 dargestellte Querschnittsbild des zwischen dem Achsschenkel und der Lauf fläche der in ihre Normallage abgesenkten Lagerschale entstehenden Schmiermittelpol ster 6.
In dieser in Fig. 1 dargestellten Dre hungsphase des Achsschenkels 1 liegt der Scheitel des grossen Krümmungsbogens (Be reich 3) der Ellipse dem Krümmungsscheitel der Lagerschalenlauffläche mit Spiel gegen über, -wogegen die Längsränder der Lager schal.enlauffläehe am Acbssehenkel 1 unter der Lagerbelastung satt aufsitzen, so dass ein im Querschnitt mondsichelförmiger Schmiermit- telpolster 6 von wenigen IIundertstelmilli- meter Tiefe entsteht.
Während der Drehung des Achsschenkels 1 von einer der beiden in den Fig. l und 2 dargestellten Drehungspha sen in die andere findet nicht nur die Anhub- iind Senkbewegung der Lagerschale, sondern auch eine vollständige Querschnittsverände rung des Schmiermittelpolsters statt, welche zwischen einem Minimum und einem durch den elliptischen Achsschenkelquerschnitt ge- benen Maximum schwankt.
Das heisst, dass das Schmiermittelpolster 6 in einer Drehungs phase des Achsschenkels 1, welche stets zwi- chen den beiden in den Fig. 1 und 2 darge stellten Drehungsphasen liegt und die Be reiche ; umfasst, unter dem auf die Lager sehale ausgeübten Belastungsdruck bis auf den Schmiermittelfilm vollständig verpresst und so auf ein Querschnittsminimum herab gesetzt wird.
Nach dieser Verpressung des Schmiermittelpolsters der vorhergegangenen Drehungsphase werden entweder die Schmier keile 5 oder der Schmiermittelpolster 6 bis zum Erreichen der nächsten Drehungsphase gemäss Fig. 1 oder 2 jedesmal neu gebildet, wobei das Schmiermittel in die zwischen dein Achsschenkel und der Lagerschale gebildeten mondsichelförmigen Zwischenräume unter der Sogwirkung hineingezogen wird.
Da diese mondsichelförmigen Schmiermittelpolster 5 bzw. 6 bei elliptischer Ausbildung des Achs- sehenkelquersehnittes pro Achsumdrehung zweimal neu gebildet und bis auf den Schmier mittelfilm wieder verpresst werden, wird eine ausreichende Schmierung der Lagerschalen lauffläelie, wie die Praxis zeigte, mit grosser Sicherheit erhalten und so die Gefahr des Reisslaufens der Achsschenkel praktisch be seitigt.
Erhält der Achsschenkel eine nockenför- mige Querschnittsform, etwa in der Art, wie sie in der Fig. 6 abgebildet ist, so werden die mondsichelförmigen Schmiermittelpolster 5 und 6 pro Achsumdrehung nur einmal gebil det. In diesem Falle basiert die Achsschenkel- quersehnittsform auf der Kreisform, von der die beiden mit e bezeichneten Anteile verblei ben. Aus der Kreisform tritt der nockenför- mige, mit S bezeichnete Anteil des Querschnit- tes um Hundertstel von Millimetern hervor und weist einen im Radius gegenüber dem Kreisquerschnitt kleineren Krümmungsradius auf.
Der Nockenscheitel besitzt dann einen um Hundertstelmillimeter grösseren Radialab stand von der Achsmitte als die die konzentri schen Kreisbogen der Anteile der Kreisquer schnittsform des Achsschenkels. Zum Nocken seheitel um 1.80 versetzt, befindet sich der Scheitel eines flachen Krümmungsbogens z, der an die zur Achsmitte konzentrischen Kreisbogen anschliesst. Der Radius dieses Krümmungsbogens ist zwar grösser als der Radius der zur Achsmitte konzentrischen Kreisbogen e; sein Bogenscheitel liegt jedoch um einen Radialabstand von Hundertstel- millim:etern näher der Achsmitte als jeder Punkt der beiden konzentrischen Kreisbogen.
Eine strichpunktierte, mit den beiden kon zentrischen Kreisbögen e übereinstimmende Kreislinie zeigt in Fig. 6 sowohl die nocken- förmige Erhöhung als auch die gegenüber dem Kreisquerschnitt verbleibende, im Querschnitt mondsichelförmige Vertiefung des Achsschen kels.
Bei der Drehung des nockenförmig gestal teten Achsschenkels in die Drehungsphase gemäss Fig. 4 befindet sich die nockenförmige Erhöhung mit ihrem Scheitel im Krümmungs- scheitel der Lauffläche der hierbei angehobe nen Lagerschale, so dass in der Drehrichtung vor und hinter den beiden Scheiteln mond sichelförmige Spalte zwischen dem Achsschen kel und der Lagerschale entstehen, welche un ter der hierbei auftretenden Sogwirkung Schmiermittel in den ganzen Spaltquerschnitt einziehen.
In der in Fig. 3 dargestellten Dre hungsphase des Achsschenkels liegt der Schei tel seines flachen Krümmungsbogens dem Krümmungsscheitel der Lauffläche der bereits abgesenkten Lagerschale gegenüber, so dass ein im Querschnitt mondsichelförmiger Spalt ver bleibt, in welchem sich unter dem Druck der Lagerschale stehendes Schmiermittel befin det. In den Drehungsphasen des Achsschen kels, welche zwischen den beiden in den Fig. 3 und 4 dargestellten Drehungsphasen um 90 versetzt bestehen, liegen die Laufflächen der Lagerschale und des Achsschenkels vorüber gehend satt aneinander, wobei als reibungs vermindernde Zwischenlage der Schmiermit telfilm erhaltenbleibt und dadurch das Heiss laufen des Lagers wirksam verhindert.