Gleitlager Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit hydro dynamischer Schmierung für kombinierte radiale und axiale Belastung.
Die sowohl radiale als auch axiale Belastung der Welle aufnehmenden Gleitlager pflegen gewöhnlich derart beschaffen zu sein, dass die betreffenden Gleit flächen voneinander unabhängig angeordnet sind, wobei die die axialen Kräfte aufnehmenden Gleit flächen an einem grösseren Halbmesser als die die ra dialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen vorgesehen sind. Derart ausgeführte Gleitlager mit hydrodyna mischer Schmierung weisen in Wirklichkeit stets eine geringere Tragfähigkeit auf, als theoretisch einem La ger von endloser Länge entspricht.
Dieser bedeutende Nachteil der üblichen Ausführungen wird durch das Entweichen von Schmieröl von den Rändern der die radialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen verur sacht, wobei sich der Einfluss der ölentweichung desto mehr bemerkbar macht, je kürzer das Lager ist. Eine Erhöhung der Tragfähigkeit des Lagers durch Wahl einer grösseren Lagerlänge ist nicht angebracht, da dies zu einer unverhältnismässigen Vergrösserung der Reibungsverluste führt.
Dieser Nachteil soll dadurch beseitigt sein, dass gemäss der Erfindung eine oder zwei die axialen Kräfte aufnehmende Gleitflächen und die die radialen Kräfte aufnehmende Gleitfläche der Lagerschale um das Profil des Wellenbundes herum derart angeordnet sind, dass sich die die radialen Kräfte aufnehmende Gleitfläche, am grössten Umfangshalbmesser des Bun des befindet.
Vorteilhaft ist durch eine Verbindung der Gleit flächen zu einer funktionellen Einheit dafür gesorgt, dass das Entweichen von Schmieröl von den Rändern der die radialen Kräfte aufnehmenden Gleitfläche we sentlich beschränkt ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Gleit- Lagers kann eine wesentlich höhere Tragfähigkeit des Lagers als, bei -einem gleich langen Lager von übli cher Konstruktion erzielt werden.
Die beigefügte Zeichnung veranschaulicht zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung, und) zwar Lager in einer horizontalen und einer vertikalen Ausführung, Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise ein Schnitt, der hori zontalen Ausführung des Lagers, Fig. 2 ist ein Querschnitt des Lagers gemäss Fig. 1, Fig. 3 stellt im axialen Schnitt die vertikale Aus führung des Lagers dar, und Fig. 4 ist ein teilweiser Grundriss und teilweiser Schnitt gemäss der Linie<B><I>A -A</I></B> in Fig. 3.
Bei der zur Aufnahme der vertikalen Belastung PR geeigneten horizontalen Ausführung des Lagers be findet sich an der Welle 1 ein Bund 9, dessen Um fangsfläche 2 die die radialen Kräfte aufnehmende Gleitfläche bildet, während die beiden Seitenflächen 3, 3' die die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflä chen der Welle bilden. Die entsprechende Lager schale 4 weist die Gestalt eines Halbzylinders mit einer der Gestalt der Welle 1 mit dem Bund 9 ent sprechenden Aussparung auf.
Die Aussparung für den Bund bildet die Gleitflächen der Schale 4, und zwar die Umfangsgleitfläche 5 für die radiale Belastung und Seitengleitflächen 6, 6' für die axiale Belastung. Alle diese Gleitflächen sind an beiden Enden mit An laufkanten von geeignetem Abschrägungswinkel ver sehen (siehe Fig. 2).
Bei der die radialen Kräfte auf nehmenden Gleitfläche 5 sind es die Anlaufkanten 7, 7' und bei den die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen 6, 6' die Anlaufkanten 8, 8'.
Der Bund läuft mit seinem freien Unterteil in einem Ölbad 10 ähnlich wie ein fester Schmierring eines Lagers mit Ringschmierung. Das Öl wird von dem Bund 9 zu allen Gleitflächen 5, 6, 6' der Lager schale 4 getragen, wobei sich in den Anlaufkanten 7, <B>7</B>, 8, 8' keilförmige Ölfilme bilden, welche einen hydrodynamischen Druck des Öls zwischen allen Gleitflächen der Lagerschale 4 und des Wellen bundes 9 hervorrufen. Infolge der beiderseitigen An ordnung der Anlaufkanten 7, 7', 8, 8' wird diese Wirkung bei beiden Drehrichtungen der Welle 1 erzielt.
Die Gleitflächen der Lagerschale 4 sind um das Profil des Bundes 9 (Fig. 1) herum derart angeordnet, dass sich die die radialen Kräfte aufnehmende Gleit fläche 2 an dem grössten Umfangshalbmesser des Bundes befindet, während die die axialen Kräfte auf nehmenden Gleitflächen 6, 6' die Seitenwände des betreffenden Profils bilden. Dadurch wird der dem an den Seiten der die radialen Kräfte aufnehmenden Gleitfläche 5 hindurchfliessenden Öl geleistete Wider stand erhöht, denn dieses Öl muss durch eine schmale Lücke, d. h. durch das Lagerspiel zwischen den die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen 6, 3 bzw.
6', 3' hindurchfliessen, in welchem gegen seinen Ausfluss einerseits der hydrodynamische Druck zwischen den die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen wirkt, anderseits die Zentrifugalkraft.
Durch diese Beschränkung der Randverluste des Schmieröls aus der die radialen Kräfte aufnehmen den Gleitfläche 5 kann man eine wesentliche Erhö hung der radialen Tragfähigkeit erreichen, wobei der Widerstand (hydrodynamische Druck) zwischen den die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflächen vor zugsweise zur Aufnahme der axialen Belastungs kraft PAl bzw. PA2 oder zur Erzielung der axialen Steifheit der gelagerten Welle 1 ausgenützt wird.
Es .ist ersichtlich, dass das Gleitlager in der be schriebenen Anordnung z. B. zur Lagerung von Wellen mit vertikaler Belastung, wie dies z. B. bei Fahrzeugen, Achsen von Eisenbahnwagen und der gleichen vorkommt, besonders vorteilhaft ist.
Die vertikale Ausführung des Lagers nach den Fig. 3 und 4 ist mit denselben Bezugszeichen wie die erste Ausführung versehen.
An der vertikalen Welle 1 ist hier wiederum ein Bund 9 angeordnet, der am Umfang eine die radialen Kräfte aufnehmende Gleitfläche 2 und seitliche axiale Kräfte aufnehmende Gleitflächen 3, 3' der Welle bildet. Die aus zwei oder mehreren zusammengesetz ten Teilen bestehende Lagerschale 4 weist in ihre Gesamtform die Gestalt eines hohlen zylindrischen Körpers auf, dessen innere Oberfläche die Gleitflä- chen für den Bund 9 der Welle 1 bildet.
Die an beiden Seiten des Bundes 9 angeordneten Gleitflächen 6, 6' der Lagerschale 4 werden von festen Segmenten 11 gebildet, gemäss Fig. 4 z. B. von drei Segmenten an jeder Seite.
Die die axialen Kräfte aufnehmenden Gleitflä chen 6, 6' an diesen Segmenten weisen an beidem Enden entsprechend abgeschrägte Anlaufkanten 13, 13' auf. Die die radialen Kräfte aufnehmende Gleit fläche 5 wird unmittelbar durch die innere Umfangs- wand der Lagerschale 4 gebildet und ist in dieselbe Anzahl von Teilen, wie Segmente 11 sich an einer Seite befinden, unterteilt. Praktisch erstrecken sich die Segmente 11 über die gleichen Winkelteile wie die einzelnen Teile der die radialen Kräfte aufneh menden Gleitfläche 5, die durch Aussparungen 14 in der Wand der Lagerschale 4 voneinander getrennt sind.
Die einzelnen Teile der die radialen Kräfte auf nehmenden Gleitfläche 5 sind gleichfalls an beiden Seiten mit geeignet abgeschrägten Anlaufkanten 12, 12' versehen.
Der Bund 9 taucht entweder zur Gänze oder nur teilweise im Ölbad 10 unter. Die Wirkung ist hier ähnlich wie bei der zuerst beschriebenen Aus führung, und zwar auch in beiden Drehrichtungen der Welle 1.
Es ist ersichtlich, dass diese Ausführung z. B. für die Lagerung von vertikalen Wellen von Wasser turbinen und dergleichen geeignet ist. Die beschrie bene vertikale Anordnung des Gleitlagers kann aller dings wesentlich vereinfacht werden, wenn die be treffende Belastung auf die Welle nur in einem be stimmten Sinn oder annähernd in einer Ebene ein wirkt, so dass man z. B. nur mit zwei Segmenten an beiden Seiten oder sogar auch nur an der Unterseite des Wellenbundes auskommen kann.
Die beschriebenen Gleitlager mit hydrodyna mischer Schmierung können natürlich ihrer Konstruk tion nach den verschiedensten Betriebsbedingungen angepasst sein, was seine weitgehende Benützung ermöglicht. Vom wirtschaftlichen Standpunkt sei auf die Vorteile seiner einfachen und in der Herstellung billigen Konstruktion hingewiesen, die praktisch eine maximale Ausnützung der Gleitflächen und der Lager materialien in den anspruchsvollsten Betrieben (wie z. B. im Eisenbahntransport) ermöglicht, und dies bei völliger Betriebsverlässlichkeit und langer Lebens dauer des Lagers.