DE1286344B - Radialwaelzlager - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Radialwälzlager mit zwei Laufringen, von denen der äußere in einem Gleitlager drehbar gelagert ist.
• Als Lager werden für Maschinen bevorzugt Wälzlager, z. B. Kugel- oder Rollenlager, verwendet. Wälzlager sind jedoch gegen Stoßbelastungen verhältnismäßig wenig widerstandsfähig. Unter bestimmten Bedingungen unterliegen die Kugeln oder Rollen erheblicher Abnutzung und neigen zum Festsetzen, gegebenenfalls sogar zum Brechen. Auch die Laufflächen und die Haltemittel für die Kugeln oder Rollen sind durch Aufrauhungen oder sonstige Zerstörungen infolge eines Eintretens von Staub mit dem Schmieröl oder aus anderen Gründen gefährdet. Bevor infolge der auftretenden Beschädigung ein Bruch des Lagers erfolgt, wächst der Reibungswiderstand, der seinerseits wieder die Gefahr eines Bruches vergrößert. Nach einem Bruch können Bruchstücke der Kugeln oder Rollen heraustreten und andere Lager, eventuell auch Zahnräder und andere Maschinenteile, gefährden. Auch wachsen die vorgenannten Gefahren mit zunehmenden Drehzahlen der durch die Lager gelagerten Teile.
• Es sind verschiedene Lageranordnungen bekanntgeworden, durch welche die oben geschilderten Nachteile vermieden werden sollen und durch welche vor allem bei höheren Drehzahlen eine höhere Betriebssicherheit von Lagern erreicht werden soll.
• Dazu ist z. B. eine Hintereinanderschaltung von Wälzlagern vorgeschlagen worden. Eine solche Anordnung besitzt den Nachteil, daß mit zunehmender Zahl der hintereinandergeschalteten Wälzlager die Radialabmessungen einer derartigen Anordnung rasch sehr große Werte annimmt. Ferner sind Wälzlager bekanntlich sehr erschütterungsempfindlich.
• Ferner sind auch Hintereinanderschaltungen von Gleitlagern bekannt. Bei reinen Gleitlagern sind jedoch die hohen Anlauf-Reibwerte störend.
• Schließlich ist noch ein mit einem Schwebelager hintereinandergeschaltetes Wälzlager bekannt. Bei diesem Lager erfolgt die Lagerung des gelagerten Teils primär durch das Wälzlager. Dieses wird nach Aufbau des für das Schwebelager erforderlichen Speisedrucks, wozu ein entsprechender Verdichter erforderlich ist, durch das Schwebelager entlastet. Dieses Lager ist jedoch sehr kompliziert und aufwendig, erlaubt praktisch nur eine Zweifachlagerung, wodurch das Wälzlager vor allem bei höheren Drehzahlen einem hohen Verschleiß unterworfen ist.
• Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Radialwälzlager der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl eine geringe Anlaufreibung als auch eine hohe Unempfindlichkeit gegen Stöße aufweist, für hohe Drehzahlen geeignet ist, geringe Abmessungen besitzt, auch bei Blockieren des Kugellagers weiterläuft und somit erhöhte Sicherheit bietet.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auch der Innenlaufring in einem Gleitlager drehbar gelagert ist und die Gleitlager für die Laufringe jeweils aus einem Tragring und einer zwischen Lauf- und Tragring i schwimmend angeordneten Gleitlagerbuchse bestehen.
• Vorteilhaft sind die Tragringe an beiden Enden mit einem aus einem Lagerwerkstoff bestehenden Anlaufring für die Wälzlagerringe versehen. i Vorteilhaft sind beide Tragringe entlang einer zur Lagerachse senkrechten Ebene geteilt und übergreifen die Anlaufringe stirnseitig. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen exNutert.
• A b b.1 zeigt eine Seitenansicht eines Lagers gemäß Erfindung teilweise im Schnitt; A b b. 2 zeigt eine Vorderansicht des in A b b. 1 gezeigten Lagers; A b b. 3 zeigt eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Lagers gemäß Erfindung teilweise im Schnitt; A b b. 4 zeigt eine Vorderansicht des in A b b. 3 gezeigten Lagers.
• Zunächst wird @ auf A b b. 1 und 2 Bezug genommen, in welchen eine erste Ausführungsform eines Lagers gezeigt ist.
• Zwischen einem Innenlaufring 1 und einem Außenlaufring 2 sind Kugeln 3 zur Bildung eines Wälzlagers angeordnet. Zwischen den Laufringen ist ferner ein Käfig 4 für die Kugeln 3 vorgesehen. An der Innenseite des Innenlaufringes 1 ist eine dünne aus Lagermetall hergestellte Gleitlagerbuchse 5 angeordnet. An der Innenseite dieser Gleitlagerbuchse 5 ist der innere Tragring 6 des Lagers angeordnet. An der Außenseite des Außenlaufringes 2 ist eine dünne aus Lagermetall hergestellte Gleitlagerbuchse 7 angeordnet, und an der Gleitlagerbuchse 7 ist der äußere Tragring 8 des Lagers angeordnet. An den Stirnseiten der Ringe 6 und 8 sind stufenfdrmige Ausnehmungen vorgesehen, in welche Anlaufringe 9 und 10 fest eingepreßt sind.
• Das Lager bildet eine Kombination eines Wälzlagers mit Gleitlagern. Es weist besonders geringe Außen- und Innendurchmesser auf. Die Innen- und die Außenfläche der inneren Gleitlagerbuchse 5 und die Innen- und Außenfläche der äußeren Gleitlagerbuehse 8 bilden insgesamt vier Gleitflächen. Welche dieser Gleitflächen gleitet und mit welcher Geschwindigkeit dies erfolgt, hängt von der Oberflächenbeschaffenheit und den Schmierverhältnissen ab. In der Regel wird sich das Gleiten auf sämtliche Flächen verteilen.
• Wenn bei den üblichen Kugel- oder Rollenlagern die Laufringe in ihrer Halterung gleiten, nennt man dies syKriechen«. Bei einer solchen Erscheinung kann eine erhebliche Erhitzung und Abnutzung stattfinden, welche zur Beschädigung oder Zerstörung der Lager führen kann.
• Durch das vorbeschriebene Lager werden die kritische Belastungsfähigkeit und die zulässige Drehzahl erhöht. Wie bereits erwähnt, hängt die Verteilung der Drehgeschwindigkeit auf die verschiedenen Lagerringe von der Beschaffenheit ihrer Gleit- bzw. Rollflächen und den Schmierverhältnissen ab. Bei dem beschriebenen Lager wird jedoch die vom Wälzlager aufzunehmende Drehzahl auf die Hälfte bis zu einem Fünftel der von üblichen Wälzlagern aufzunehmenden Drehzahl herabgesetzt. Die Lebensdauer des Lagers wird infolgedessen erheblich erhöht.
• Wenn sich die Kugeln oder Rollen infolge Auftretens von Widerständen, z: B. infolge Eintretens von Staub mit dem Schmieröl, festsetzen, verursacht dies bei den üblichen Lagern erhebliche Schäden, und zwar erhebliche Abnutzung oder Bruch des Lagers. Bei dem beschriebenen Lager kann lediglich ein Stillsetzen des Wälzlagers eintreten, während die Gleitlager weiterarbeiten. Somit können dadurch keine Schäden auftreten. Nachdem die Hemmnisse durch das öl herausgespült sind, fängt das Wälzlager wieder an zu arbeiten, wodurch die Gleitgeschwindigkeit der Gleitflächen wieder herabgesetzt wird. Bei der Ausführungsform nach A b b. 3 und 4 ist wieder an der Innenseite des Innenlaufringes 1 des Wälzlagers eine Gleitlagerbuchse 5 aus Lagermaterial angeordnet. An der Außenseite des Außenlaufrings 2 ist ebenfalls eine Gleitlagerbuchse 7 aus Lagermaterial angeordnet. An den Stirnseiten des Wälzlagers sind Anlaufringe 9, 9', 10 und 10' aus Lagermaterial angeordnet. Die Gleitlagerbuchse 7 ist von einem geteilten Tragring 8, 8' umgeben, und an der Innenseite der Gleitlagerbuchse 5 ist ein geteilter Tragring 6, 6' vorgesehen. Die Tragringe sind in einer in der Mitte des Lagers und zu seiner Achse senkrecht verlaufenden Ebene geteilt. Die geteilten Tragringe 6, 6', 8 und 8' übergreifen die Anlaufringe 9, 9',10 und 10' stirnseitig.
• Bei dieser Ausführungsform werden große axiale Kräfte durch die aus Lagermetall bestehenden Anlaufringe 9, 9',10 und 10' gut aufgenommen. Die aus Lagermetall hergestellten Gleitlagerbuchsen 5 und 7 bilden wieder vier Gleitflächen. Der innere Tragring 6 und 6' und der äußere Tragring 8 und 8' bestehen aus weichem Stahl und können durch Drehen oder Pressen hergestellt werden. Die aus Lagermetall bestehenden Gleitlagerbuchsen 5 und 7 und die aus Lagermetall bestehenden Anlaufringe 9 und 10 sind beispielsweise aus 0,5 mm starken kalt gewalzten dünnen Platten durch Pressen hergestellt. Die Herstellungskosten sind außerordentlich gering. In die Lagermetallteile und die inneren und äußeren Gleitflächen der Tragringe können Schmiernuten eingeschnitten werden, so daß eine gute Ölzuführung gewährleistet ist. Gegebenenfalls kann an Stelle von Lagermetall Teflon oder ein anderes synthetisches Harz verwendet werden.
• Durch die Anlaufringe kann die konzentrische Lage der verschiedenen Lagerringe gesichert werden. Das neue Lager weist die Vorteile von Wälzlagern auf, z. B. geringe Lagerreibung. Zugleich weist es auch die Vorteile der mehrringigen Gleitlager auf, insbesondere die gute Aufnahmefestigkeit für Stöße. Es ist für besonders hohe Drehzahlen und Belastungen geeignet. Wenn ein übliches Lager beispielsweise für Turbinen mit hoher Drehzahl benutzt wird, kann. beim Auftreten eines Bruches in den Kontaktflächen oder Kugeln ein derartig heftiges Festsetzen des Lagers eintreten, daß es schmilzt, und durch Einwirkung der aus dem drehenden Teil gegen die Statorteile geführten Partikel kann es dazu kommen, daß die Turbine Flammen ausbläst, daß also erhebliche Störungen auftreten. Derartige Gefahren treten in Fällen auf, bei denen die drehenden Teile Drehzahlen von über 20 000 Umdrehungen pro Minute aufweisen.
• Durch den Erfindungsgegenstand kann nicht nur eine höhere Lebensdauer erzielt werden, es können auch, wenn Störungen in den Kugellaufflächen auftreten, die Gleitflächen des Gleitlagers weiter gleiten. Auch können erhebliche Beschädigungen dadurch vermieden werden, daß, selbst wenn Lagerteile schmelzen, der rotierende Teil zentrisch im Lager gehalten wird und infolgedessen die Teile des Stators nicht berühren kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Radialwälzlager mit zwei Laufringen, von denen der äußere in einem Gleitlager drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Innenlaufring (1) in einem Gleitlager drehbar gelagert ist und die Gleitlager für die Laufringe (1 und 2) jeweils aus einem Tragring (6, 8) und einer zwischen Lauf- und Tragring schwimmend angeordneten Gleitlagerbuchse (5, 7) bestehen.
2. 2. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragringe an beiden Enden mit einem aus einem Lagerwerkstoff bestehenden Anlaufring (9,10) für die Wälzlagerringe (1, 2) versehen sind.
3. 3. Radialwälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tragringe (6, 8) entlang einer zur Lagerachse senkrechten Ebene geteilt sind und die Anlaufringe (9,10) stirnseitig übergreifen.