DE2253162A1

DE2253162A1 - Wassergeschmiertes lager

Info

Publication number: DE2253162A1
Application number: DE2253162A
Authority: DE
Inventors: Donald W Finefrock; John R Sudyk
Original assignee: Johnson Rubber Co
Current assignee: Johnson Rubber Co
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1972-10-30
Publication date: 1973-05-03
Also published as: GB1398746A; CA961542A; IT975325B; NO135264B; JPS4851149A; NL7214002A; NO135264C; SE383025B; US3746414A

Description

. F. ENDLICH. SO34. UNTEBPFAFFJrMHOFEN, POSTFACH

CABLE ADDRESS,-•PATENDLICH MONJCB

TELEX S 212 309 Meine Akte; j-3111

Anmelder? The Johnson Rubber- Company, 16025 Johnson Street, Middlefield, Ohio 44062, USA.

Waösergeschmiertes Lager

Die Erfindung feetrifft ein wassergeschmiertes Lager, in dessen Gehäuse stabförmige Lagerelemente aus einem elastomeren Material die Lagerfläche'begrenzen.

Es sind eine Reihe von Konstruktionen derartiger demontierbarer wassergesehmierter Lager begannt, In vielen Fällen werden die Lagereleniente in schwalbenschwanzförinigen Nuten an dem Lagergehäuse gehaltert, in welche die Lagerelemente einschiebbar sind. In anderen Fällen sind in Längsrichtung verlaufende Halterungen an der Innenseite des Lagergehäuses befestigt, um die Lagerelemente zn haltern.{US-PS 1 885 339, 1 895 936, 2 393 017)-

In anderen Fällen sind die Lagerelemente in dem Lagergehäuse eingeklemmt« Beispielsweise können getrennte Gehäusehälften zusammengeklemmt werden, um die Lagerelemente radial zu haltern (US-PS 3 407 779). Es wurde ferner bereits vorgeschlagen (US-Serial No. 653 796), die Lagerelemente von gegenüberliegenden Enden her zusammenzudrücken, um deren seitliche Abmessung zu vergrößern und radiale Klemmkräfte zwischen den

309018/0903

Lagerelerneηteη in dem Lagergehäuse zu erzeugen. Diese Konstruktionen sind so ausgebildet, daß ein Zusammenbau oder ein Ausbau um eine Welle erfolgen kann, die nicht aus dem Lagergehäuse entfernt werden muß. Derartige Lager werden deshalb gewöhnlich als demontierbare Lager bezeichnet.

Durch die Erfindung soll ein verbessertes demontierbares Lager dieser Art geschaffen werden, bei dem insbesondere durch Temperaturänderungen bedingte Abnutzungseffekte möglichst weitgehend verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Lager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lager eine Anzahl von Haltestangen enthält, die entfernbar mit ihren Enden in dem Lagergehäuse angeordnet sind und sich in Längsrichtung der Lagerelemente erstrecken, daß die Haltestangen die Lagerelemente in einer geeigneten Lage in dem Gehäuse halten, und daß die Lagerelemente in Längsrichtung aus dem Gehäuse herausschiebbar und austauschbar sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Haltestangen durch entfernbare Endplatten gehaltert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel finden elastomere Einsätze Verwendung, die unter Vorspannung stehen und eine Umfangskraft auf die Lagerelemente ausüben. Bei derartigen Konstruktionen können sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung erfolgende Expansionen und Kontraktionen der Lagerelemente aufgenommen werden.

Bei allen Ausführungsbeispielen können deshalb die Lagerelemente eingebaut oder ausgebaut werden, während sich die Welle durch das Lagergehäuse erstreckt. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung werden deshalb die Lagerelemente durch die in Längsrichtung verlaufenden Haltestangen mechanisch gehaltert, welche an ihren Enden in dem Lagergehäuse entfernbar befestigt sind. Wenn das Lager zusammengebaut wird, haltern die Haitestangen die Endplatten an dem Gehäuse und gewährleisten gleichzeitig eine geeignete Lage der Lagerelemente. Die Haltestangen und Lagerelemente können aus einem

)Π⁽Π) 1 η /0 90:1

—m —

zweckmäßigerweise massiven Lagergehäuse. mit einer glatten zylindrischen Bohrung hineingeschoben bzw. herausgeschoben werden . ■--...,"

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann eine Expansion oder Kontraktion des Materials der Lagerelemente auftreten, ohne daß eine zu starke Vergrößerung oder Verkleinerung des Spielraums zwischen den Lagerelementen und der Welle auftreten. Dies ist besonders wichtig, wenn Temperaturunterschiede innerhalb verhältnismäßig weiter Grenzen auftreten können, weil das elastomere Material der Lagerelemente einen beträchtlich größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Metall des Gehäuses hat.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung finden elastomere Einsätze in den Lagerelementen Verwendung, welche angrenzende Kanten der Lagerelemente elastisch auseinanderdrücken und deswegen eine radiale Kraft erzeugen, um die Außenflächen der Lagerelemente gegen das Lagergehäuse zu drücken. Diese Einsätze ergeben eine Abdichtung zwischen angrenzenden· Lagerelerneηten, um ein Eindringen von Wasser und anderen Fremdstoffen zu verhindern. Ferner können dadurch thermische Expansionen oder Kontraktionen aufgenommen werden. Derartige Einsätze können mit oder ohne Haltestangen Verwendung finden, beispielsweise in Lagern, in welchen sie die Haltestruktur für die Lagerelemente bilden.

Zweckmäßigerweise kann ferner ein Lagerelement'bestimmter Größe für unterschiedliche Lagergrößen Verwendung finden. Derartige Lagerelemente können in einem undeformierten Zustand einen anderen Krümmungsradius als das Lagergehäuse haben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden in diesem Zusammenhang elastomere Einsätze zwischen angrenzenden Lagerelementen angeordnet, um die Lagerelemente zu deformieren, bis sie geeignet in dem Gehäuse sitzen.

In vorteilhafter Weiterbildung der..Erfindung kann ein verhältnismäßig dünnes Lagergehäuse vorgesehen werden, '

309818/0903

2253 1ü

das an einem Schiffsrumpf durch eine Materialschicht installiert wird, die an Ort und Stelle gegossen wird. Ein derartiges Lager kann installiert werden, ohne daß dazu Bearbeitungsvorgänge mit längeren Toleranzen an der Stützstruktur des Schiffs erforderlich sind.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines an einem Schiff angeordneten Lagers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des in rig. I dargestellten Lagers;

Fig. 2a einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie 2a-2a in rig. 2;

Fig. 2b eine vergrößerte Teilansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Struktur der Lagerelemente für Lager entsprechend den Fig. 2 und 2a;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lagers gemäß der Erfindung;

Fig. 3a eine teilweise im Schnitt dargeäbellte Ansicht des Lagers in Fig. 3;

rig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Lagers in Fig. 1 (entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 4a);

Fig. 4a eine vergrößerte Endansicht des Lagers in Fig. 4 entsprechend der Linie 4a-4a in Fig. 4;

Fig. Ah eine perspekti vis'che, zum Teil weggebrodiene Ansicht eines elastomeren ,Einsatzes zwischen den Lagerelementen den Lagers in Fig. 4a;

Fig. 4c eine Endansicht entsprechend Fig. 4a, woraus die Struktur vor dem Einsetzen der Einsätze gemäß Fig. 4b ersichtlich sind;

3 09818/0903

>25316 '

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbexspxel eines Lagers gemäß der Erfindung, bei dem längliche Einsätze die hauptsächliche Halterung der Lagerelemente gewährleisten;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, bei dem ein verhältnismäßig dünnes Lagergehäuse vorgesehen ist, welches durch eine angegossene Materialschicht befestigt ist; und

Fig. 6a eine- auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Lagers in Fig. 6, wobei die Lagerelemente teilweise auseinandergebaut sind.

Fig. 1 zeigt wassergeschmierte Gummilager für die Propellerwelle eines Schiffs. Ein Lager 10 im Achtersteven umgibt die Welle 11 an der Austrittsstelle·aus dem Schiffsrumpf 12. Ein Lager 13 ist an einem Holm 14 angeordnet, der von dem Schiffsrumpf 12 vorragt und die Welle 11 in der Nähe eines Propellers IG lagert, die an dem Ende der Welle !!angeordnet ist. ■ ■ - .

Gewöhnlich ist eine Stopfbüchse an dem bordseitigen Ende des Lagers 10 vorgesehen, um einen Eintritt von Wasser in den Schiffsrumpf zu verhindern. In manchen Fällen wird Wasser unter Druck mindestens dem Lager 10 zur Lagerschmierung zugeführt.

Fig. 2 und 2a zeigen ein Ausführungsbexspxel der Erfindung, das besonders als Lager im Achtersteven geeignet ist. Ein zylindrischer Gehäuse 17 hat eine glatte zylindrische Bohrung 18, die sich von dem einen Ende 19 des Gehäuses 17 zu einem nach innen gezogenen Flansch 21 erstreckt. Am Ende 19 des Gehäuses 17 ist eine Endplatte oder eine Ringanordnung vorgesehen, die aus zwei halbzylindrischen Endplatten 22. besteht. Der Flansch 21 und die Endplatten 22 sind so bemessen, daß sie mit einem Spielraum um die WeIe 11 angeordnet werden können. In der Bohrung 18 zwischen dem Flansch 21 und den Endplatten 22 sind eine Anzahl von stabförmigen Lagerelementen 23 angeordnet. Die Lagerelemente 23 in den Fig. 2 und 2a be-

3093 18/0*0 3 _omelNAU .NSPECTED

225316/'

stehen aus einem elastomeren gummiartigen Material und haben einen Querschnitt der in Fig. 2a dargestellten Art. Jedes Lagerelement hat eine Außenseite 24, die an der Oberfläche der Bohrung 18 anliegt und zwei Lagerflächen 26, 27, die mit der Oberfläche der Welle 11 in Berührung gelangen können. Die Lagerflächen 26 und 27 jedes Lagerelements sind voneinander durch eine axiale Nut 28 getrennt. Die Seitenkante jedes Lagerelements ist mit einer Ausnehmung 29 versehen, die sich in radialer Richtung von der angrenzenden Lagerfläche 26 und 27 zu einer Lippe 31 angrenzend an die Außenfläche 24 erstreckt. Die Ausnehmung 29 und die Lippe 31 jedes Lagerelements arbeiten mit einer zugeordneten Ausnehmung und Lippen an einem benachbarten Lagerelement zusammen, um eine sich in radialer Richtung erstreckende Nut 32 zu bilden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wie die Nut 28 ausgebildet ist. Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß die Lagerelemente entsprechend ausgebildet sind, so daß die Lippen 31 an einem Lagerelement an der zugeordneten Lippe 31 an dem benachbarten Lagerelement angreifen. Ein derartiger Angriff ist jedoch nicht wesentlich, da ein kleiner Spielraum zwischen benachbarten Lippen 31 das Einsetzen oder Entfernen der Lagerelamente vereinfacht. Zur Vereinfachung der Darstellung ist ein derartiger Spielraum in den Figuren nicht dargestellt.

Eine Haltestange 3 3 erstreckt sich entlang dem Boden der Nut 28 in jedem Lagerelement 23 und haltert jedes Lagerelement in einer geeigneten Lage in dem Gehäuse. Die Haltestangen 3 3 sind an beiden Enden mit einem Gewinde bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 2 und 2a versehen und in Gewindebohrungen 34 in dem Flansch 21 eingeschraubt. Die äußeren Enden der Ilaltestangen erstrecken sich mit einem Paßsitz durch die Bohrungen in den Platten 22 und sind mit Muttern 36 verschraubt, um die Endplatten 22 gegen die Endfläche 19 zu drücken. Im zusammengebauten Zustand dienen deshalb die Haltestangen dazu, die Endplatten 22 und die betreffenden Lagerele-

3 09 818/0903

-J-

mente zu haltern. Vosprünge 37 an den,Endplatten 22 sitzen in entsprechend ausgebildeten Nuten an dem Gehäuse 17, damit die Endplatten am Ende des Gehäuses 17 geeignet ausgerichtet sind.

^; Ein Zusammenbau oder Ausbau des Lagers kann durchgeführt werden, während die Welle 11 sich durch das Lager erstreckt. Zum Ausbau werden die Muttern 36 entfernt, um eine Entfernung der beiden Endplatten 22 zu ermöglichen. Die Haltestangen 33 werden dann aus den Gewindebohrungen 34 herausgeschraubt und entfernt. Die Lagerelemente 23 können dann in Längsrichtung aus dem Gehäuse herausgeschoben werden. Die Entfernung des untersten Lagerelements erfordert ein Anheben der Welle 11, um die Welle 11 von dem betreffenden Lagerelement abzuheben. Der Zusammenbau erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge. Vorzugsweise ist mindestens eine Haltestange 33 in die betreffende Gewindebohrung vor dem Einsetzen des zugeordneten Lagerelements"eingeschraubt, welches als erstes eingesetzt werden soll _t um eine genaue Orientierung der Lagerelemente relativ zu den Gewindebohrungen 34 in dem Flansch 21 zu gewährleisten, sowie durch Öffnungen in den Endplatten 22, durch welche die betreffenden Haltestangen hindurchragen. In der Praxis werden die unteren Lagerelemente und Haltestangen zuersteeingebaut, während die Welle 11 hochgehoben wird, um einen Zwischenraum für das Einsetzen der Lagerelemente herzustellen. Die untere Endplatte 22 wird dann angeordnet und zugeordneten Muttern 36 aufgeschraubt. Die Welle 11 wird dann abgesenkt, so daß sie auf den unteren Lagerelementen aufliegt und den vollen Zwischenraum an der Oberseite des Lagers freiläßt. Dann werden die oberen Lagerelemente und Haltestangen eingesetzt, wonach die obere Endplatte 22 mit den Muttern 36 angeschraubt wird. .

Weil die Haltestangen 33 an beiden Enden an dem Lagergehäuse befestigt sind/ dienen sie zu einer geeigneten Ausrichtung der Lagerelerneηte 23 in dem Gehäuse, durch den diese Elemente formschlüssig gehaltert· werden. Da sich die Haltestangen 33 ferner entlang der gesamten Länge der Lagerelemente

3098 1 8/0903

225316

erstrecken, stützen sie die Lagerelemente entlang deren gesamter Länge ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Lagerelemente vorzugsweise so bemessen, daß ein Spielraum zwischen den angrenzenden Lippen 31 vorhanden ist, so daß beim Zusammenbau keine Schwierigkeiten auftreten. Ferner haben die Nuten 28 eine solche Tiefe, daß darin die Haltestangen 33 ungehindert aufgenommen werden können. Dadurch wird der Zusamme nbau des Lagers vereinfacht.

Die Nuten 28, entlang denen Stangen 33 sich erstrecken, sowie die Nuten 32 dienen einem doppelten Zweck. Sie bilden Kanäle, durch diedas als Schmiermittel dienende Wasser fließt, um die Oberfläche der Welle 11 zu benetzen und gewährleisten eine vollständige Schmierung des Lagers. Sie bilden außerdem eine unbehinderte Oberfläche, um eine thermische Expansion des die Lagerelemente bildenden Materials aufnehmen zu können. Wenn sich das Material der Lagerelemente bei einer Temperaturerhöhung ausdehnt, erfolgt eine Ausdehnung des Materials in Umfangsrxchtung, wodurch die Größe der Nuten 28 und 32 verringert wird, so daß eine derartige Ausdehnung keine zustarke Verringerung des radialen Zwischenraums zwischen den Lagerflächen und der Welle verursacht.

Die Lagerelemente erhalten ferner eine solche Größe, daß ein Spielraum an den Enden zu dem Gehäuse vorgesehen ist, damit eine thermische Ausdehnung in Längsrichtung aufgenommen werden kann. Bei einer derartigen Struktur wird der Zwischenraum nur durch die radiale Ausdehnung oder Zusammenziehung beeinflußt, die aufgrund von Temperaturänderungen auftritt. Eine derartige radiale Formänderung ist jedoch verhältnismäßig klein, da die Dicke der Lagerelement^ nicht groß ist. Deshalb wird der gewünschte Zwischenraum innerhalb großer Temperaturgrenzen praktisch beibehalten.

Da die Haltestangen für die Lagerelemste sich entlang der gesamten Lagerfläche erstrecken, kann das Lagergehäuse in vorteilhafter Weise verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet

309« 1 fi/IHM) 3

werden, da es nur so dick sein muß,'daß die Lägerbelastung aufgenommen werden kann. Die verschiedenen Elemente werden so proportioniert, daß die Lagerstangen 33 von der Innenwand 18 des Lagergehäuses so aasreichend entfernt sind, daß genügend Lagerelementmaterial dazwischen vorgesehen ist, um eine, geeignete Verbindung der beiden Abschnitte jedes Lagerelements zu gewährleisten.

Bei dem in Fig* 2b dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt der Lagerelemente abgewandelt, um eine Ausnehmung 41 entlang einer Kante vorzusehen, welche so ausgebildet ist, daß ein sich in axialer Richtung erstreckender Vorsprung 42 an der gegenüberliegenden Kante eines angrenzenden Lagerelements aufgenommen werden kann. Diese Struktur ermöglicht eine Nut und Federverbindung, so daß die Lagerelemente entlang ihrer Verbindungsstelle überlagern, um das Eintreten von Wasser und anderen Fremdstoffen in die Außenfläche 43 der Lagerelemente zu verhindern, wo diese in dem Gehäuse 17 sitzen. Es ist ersichtlich, daß die in Fig.'- 2b dargestellten Lagerelemente in derselben Weise durch Haltestangen 33 in dem Gehäuse Wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2a gehaltert sind. -' *

Die Fig. 3 und 3a zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispie1 ist ein Gehäuse 46 mit einem nach innen gezogenen Flansch 47 am einen Ende versehen. In diesem Fall erstrecken sich die Haltestangen 48 durch Öffnungen 49 in dem Flansch und sind mit Muttern 51 verschraubt. An dem anderen Ende des Gehäuses 10 sind zwei Endplatten 52 und 53 angeordnet. Vier Paßstifte 54 sind in dem Ende des Gehäuses 46 vorgesehen. Zwei der Paßstifte 54 passen in halbzyiindrische Aussparungen 56 in den Enden der^: Endplatten 52 und 53, und zwei Stifte erstrecken sich in Öffnungen in den Endplatten. Diese Stifte gewährleisten eine genaue Anordnung dear fcäden Endplatten relativ zu dem^: Gehäuse 46.

Bei dem in den Fig. 3 und 3a dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lagerelemente 57 zwischen den Haltestangen

309818/0003

L L Ό Ο IU

-IC--

225316z.

48 angeordnet, so daß die Lagerelemente durch Stangen gesichert werden, die sich entlang gegenüberliegenden Längskanten jedes Lagerelements erstrecken. Vorzugsweise sind an den Lagerelementen 57 halbzylindrische Nuten 58 entlang ihrer Längskanten ausgebildet, die entsprechend angrenzenden Seiten der Haltestangen 48 ausgebildet sind. Die Seitenkanten der Lagerelemente sind so ausgebildet, daß ein Zwischenraum 59 zwischen dem Lagerelement sowohl radial nach innen als auch radial nach außen zu den angrenzenden Haltestangen 48 vorgesehen ist. Dieser Zwischenraum vereinfacht das Einsetzen und die Entfernung der Lagerelemente und bildet ferner einen Spielraum für die Aufnahme von in Umfangsrichtung erfolgenden Ausdehnungen der Lagerelemente, wenn deren Temperatur erhöht wird.

Die Innenflächen der Lagerelemente weisen eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut 61 für Wasser auf, an der abgerundete Kanten 60 ausgebildet sind, um eine zweite Nut 62 für den Durchtritt von Wasser zwischen angrenzenden Lagerelementen zu begrenzen. Die auf die Enden ;-?exHal te stangen aufgeschraubte Muttern63 dienen zur Befestigung der Endplatten.

Der Zusammenbau des in den Fig. 3 und 3a dargestellten Lagers erfolgt in der folgenden Weise. Die unterste Haltestange 48a wird zuerst eingesetzt, während die Welle angehoben wird, um einen Zwischenraum an der Unterseite des Lagers zu schaffen. Dann werden die Lagerelemente 57a und 57b entlang gegenüberliegenden Seiten der Haltestange 48a angeordnet. Die Haltestangen 48b und 48c werden dann eingesetzt, wonach die Lagerelemente 57c und 57d eingesetzt werden. Dann wird die untere Endplatte 52 angeordnet und die Muttern 63 aufgeschraubt. Danach werden die Haltestangen 48d und 48e eingesetzt. Die Welle wird dann abgesenkt, so daß der gesamte Zwischenraum an der Oberseite des Lagers vorhanden ist und die oberen Lagerelemente und Haltestangen werden dann eingesetzt. Weil die Haltestangen aus Metall bestehen und zum Vorschieben entlang des Lagerelements geschmiert werden können, können die

309818/0903

-live rs chie denen. Elemente so ausgebildet werden, daß die Haltestangen und die Lagerelerneηte eine enge Berührung gewährleisten, um einen radialen Durchtritt von Wasser in die zone zwischen dem Gehäuse und den Lagerelementen zu verhindern. Ein derartiger Paßsitz ergibt keine wesentlichen Schwierigkeiten, da die letzte Stange geschmiert werden kann, bevor sie hineingedrückt wird. Ein derartiger Paßsitz verhindert nicht eine thermische Expansion in Umfangsrichtung, wenn die Temperatur der Lagerelemente erhöht wird, da der Zwischenraum 59 diese Expansion aufnehmen kann.

An den beiden Enden der Haltestangen werden nur dann Muttern aufgeschraubt, wenn beide Lagerenäen zugänglich sind, z.B. wenn das Lager an einem außen von dem Schiff vorragenden Holm angeordnet ist. Gewünschtenfalls kann das Ausführungsbeispiel in Fig. 3 jedoch so abgewandelt werden, daß die Haltestangen in Gewindebohrungen wie in Fig. 2 und 2a eingeschraubt sind.

Fig. 4, 4a und 4b zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lagergehäuse 66 mit einer glatten zylindrischen Bohrung 67 versehen, die sich zwischen den beiden Enden des Gehäuses erstreckt, sowie mit entfernbaren Endplatten 68 und 69, die an beiden Enden des Gehäuses 66 vorgesehen sind. Die Stangen 71 sind an beiden Enden mit Muttern 72 verschraubt, um die Endplatten zu haltern. Bei dem Ausführungsbeispiel· in Fig. 4 ist die Einrichtung zur genauen Anordnung der Platten auf dem Gehäuse 61 nicht dargestellt. Es sind jedoch ebenfalls entsprechende Einrichtungen wie in Fig. 2 oder Stifte wie in Fig. 3 vorgesehen.

Die Stangen 71 erstrecken sich entlang zentralen Kanälen 72 für Wasser in den Lagerelementen 73, wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch Einsätze 74 aus weichem Gummi zwischen ,angrenzenden Lagere lerne η ten angeordnet. Die Lagerelemente und Einsätze"' sind so proportioniert, daß die Einsätze 74 eine in Umfangs-

309H 1 8/0903

richtung gerichtete Druckkraft bewirken. Dadurch ist gewährleistet, daß die Lagerelemente 73 geeignet gegen die Innenwand 67 des Gehäuses 66 anliegt- Die Einsätze 74 weisen seitliche Vorsprünge 76 auf, die Ausnehmungen 77 in den Lagerelementen angepaßt sind, um eine gegenseitige Halterung zu gewährleisten, so daß die Einsätze in einer geeigneten Lage verankert sind.

Die Einsätze 74 weisen ferner eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 78 auf, die sich bis zu einer Endwand 79 erstreckt, wie in Fig. 4 und 4b dargestellt ist. Diese Bohrungen78 ermöglichen eine in Umfangsrichtung erfolgende Expansion oder Kontraktion der Lagerelemente 73, die durch Temperaturänderungen verursacht werden. Dies ist auch eine einfache Einrichtung zum Einsetzen der Einsätze. Der Zusammenbau erfolgt derart, daß die untern Stangen 71 und Lagerelemente 73 zuerst eingesetzt werden. Die unteren Einsätze werden dann durch Einführen einer Stange in die Bohrung 78 in einer geeigneten Lage gehaltert, und die Einsätze werden dann entlang dem angrenzenden Lagerelement in eine geeignete Lage vorgeschoben. Weil sich die Stangen zu dem entfernten Ende erstrecken und an der Endwand 79 angreifen, führt ein Vordrükken der Stangen zu der Verlängerung der Einsätze und zur Verringerung deren seitlicher Abmessung, so daß sie auch bei einem relativ zu großen Querschnitt vorgeschoben werden können. Nach dem Zusammenbau der Einsätze werden die Stangen aus der Bohrung 78 herausgezogen. Die untere Endplatte 68 an dem Einbauende wird dann installiert. Vorzugsweise wird die Endplatte 68 am linken Ende des Lagers in Fig. 4 vor dem Einsetzen der Einsätze angeordnet, um während des Zusammenbaus die Lagerelemente in einer geeigneten Lage zu haltern.

Da die Einsätze 74 aus verhältnismäßig weichem Gummi bestehen und hohl sind, wirken sie zum seitlichen Zusammendrücken der Lagerelemente wie verhältnismäßig schwache Federn. Sie ermöglichen auch eine thermische Ausdehnung in Umfangsrichtung und verhindern einen Wassereintritt zu den Außenflächen der Lagerelemente. Die hauptsächliche Halterung der

309818/0903

Lagerelemente erfolgt jedoch durch die Stangen 71. Die Einsätze sind derart ausgebildet, daß sie sich nicht radial nach innen zu der Lagerfläche 81 erstrecken und deshalb mit angrenzenden Lagerelementen zusammenarbeiten, um einen Wasserkanal 82 zu bilden, der zusammen mit dem Kanal 72 eine geeignete Schmierung des Lagers gewährleistet.

Fig. 4c zeigt, wie die AusfuhrungsbeispMe in den Fig. 4, 4a und 4b dazu verwendet werden können, das vorgegebene Lagerelemente für unterschiedliche Lagergrößen Verwendung finden können. Die Lagerelemente 73a können im undeformierten Zustand so ausgebildet sein, daß sie einen anderen Krümmungsradius als die Innenfläche 67 aufweisen und nicht vollständig an der Innenfläche 67 des Gehäuses 66 anliegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Außenflächen 86 einen kleineren Krümmungsradius als die Innenfläche 67 des Gehäuses 66. Deshalb divergieren die Lagerelemente von dem Gehäuse an den Stellen 87 und 88. Die Lagerelemente werden jedoch durch die Stangen 71 in einer geeigneten Lage gehaltert. Wenn die Einsätze74 zusammengebaut werden, liefern sie eine ausreichende seitliche Kraft, damit die Lagerelemente 73a aus ihrem in Fig. 4c dargestellten deformierten Zustand bis zu einer vollständigen Anlage deformiert werden, wie in Fig. 4a dargestellt ist. Um eine derartige Deformation' zu ermöglichen, muß das Material der Lagerelemente 73a hinreichend weich im Vergleich zu den Kräften sein, die durch die Einsätze 74 ausgeübt werden, damit die Einsätze die Lagerelemente in die anliegende Lage deformieren. Da die Lagerelemente nicht den-, selben Krümmungsradius wie das Gehäuse aufweisen, kann ein bestimmtes Lagerelement in Lagern verschiedener Größe Verwendung finden, indem eine geeignete Anzahl der Lagerelemente in 'Verbindung mit einer geeigneten Größe der Einsätze 74 Verwendung findet. Die Möglichkeit, bestimmte Größen von Lagerelementen in unterschiedlichen Lagergrößen zu verwenden, verringert die Herstellungskosten, da es dadurch nicht mehr erforderl ich ist, für jede Lagergröße unterschiedliche Lagerelemente herzustellen.

300818/0003

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Haltestangen nicht dazu verwendet werden, die Lagerelemente in dem Lagergehäuse in einer geeigneten Lage zu haltern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lagergehäuse 91 ebenfalls mit einer glatten zylindrischen Bohrung 92 versehen. Eine Anzahl gleich ausgebildeter Lagerelemente 93 ist in der Bohrung angeordnet, so daß die Außenflächen 94 an der Bohrung 92 anliegen. Zwischen jedem Lagerelement und dem angren2enden Lagerelement ist ein Einsatz 96 aus einem elastomeren Material vorgesehen. Die Gestalt des Einsatzes 96 ist dieselbe wie diejenige der Einsätze 74 in Fig. 4 und auch die Wirkungsweise ist ähnlich. Die verschiedenen Elemente sind so proportioniert, daß die Einsätze 96 zunächst einen zu großen Querschnitt haben und entsprechend deformiert werden müssen. Deshalb üben die Einsätze eine in Umfangsrichtung gerichtete Kraft aus, wodurch die Lagerelemente 93 weggedrückt werden, so daß eine ausreichende radiale Kraft zwischen den Außenflächen 94 der Lagerelemente und der Innenwand 92 gewährleistet ist, um die Lagerelemente in ihrer geeigneten Lage zu haltern.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Endplatten mindestens an einem Ende des Gehäuses 91 angeordnet, welche an dem Gehäuse beispielsweise mit an dem Gehäuse vorgesehenen Vorsprüngen gehaltert werden, die sich durch öffnungen in den Endplatten erstrecken und mit Muttern gehaltert werden.

Auch in diesem* Fall werden die Einsätze dadurch zusammengebaut, daß eine Stange entlang der Öffnung 97 in die Einsätze eingeschoben wird, so daß diese an der Endwand an dem inneren Ende angreift und den Einsatz unter Spannung setzt, wenn die Stange in axialer Richtung vorgeschoben wird, um den Einsatz in den Lagerelementen anzuordnen. Dadurch wird der Querschnitt des Einsatzes verringert, so daß dieser eingeschoben werden kann, obwohl der Querschnitt zunächst größer als der Zwischenraum ist. Nach einer geeigneten Anordnung des Einsatzes wird die Stange entfernt, so daß sich der Einsatz in radialer Richtung ausweiten kann, um die erforderliche Haltekraft auszuüben. Durch derartige Einsätze wird der Eintritt

309818/0903

von Wasser in die Zwischenfläche zwischen dem Lagergehäuse und den Lagerelementen verhindert. Da der durch die Einsätze ausgeübte Druck ausreichend ist, die Ausbildung eines Schmierfilms von Wasser in der Zwischenfläche zwischen den Lagerelementen und dem Gehäuse zu verhindern, ergibt sich in diesem Bereich eine verhältnismäßig große Reibung, welche eine Verschiebung der Lagerelemente relativ zu dem Gehäuse beim Betrieb verhindert.

In vielen Fällen besteht die Schwierigkeit, daß die Lagergehäuse im Achtersteven oder an einem äußeren Holm nicht genau fluchtend gearbeitet oder ausgerichtet sind. In derartigen Fällen wird durch die Erfindung ermöglicht, eine einfache Ausrichtung des Lagers durch eine geeignete Installierung des Lagers zu ermöglichen. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel entspriht die Lagerkonstruktion derjenigen in Fig. 4. Das Lagergehäuse 66 hat eine zylindrische Bohrung 67, in welcher die Lagerelemente 73 angeordnet sind. Die Stangen 71 erstrecken sich durch die Endplatten 68 und 69, um die Endplatten entfernbar zu haltern, wie am besten aus Fig. 6a ersichtlich ist, haben die Endplatten 68 und 69 sich in radialer Richtung erstreckende Vorsprünge 101, die entsprechend Nuten 102 am Ende des Gehäuses ausgebildet sind, um eine geeignete Anordnung der Endplatten an dem Gehäuse zu gewährleisten.

Beim Einbau wird das Lager um die Welle 103 eingebaut, die durch einen Holm 104 am Achtersteven verläuft. Der Holm 104 hat eine Bohrung 106, in welcher das Gehäuse 66 mit einem beträchtlichen Spielraum eingesetzt werden kann. Die Welle 103 wird in einer geeigneten Lage durch eine nicht dargestellte Einrichtung gehaltert und das Lagergehäuse wird so angeordnet, daß das gesamte Lagerspiel über der Oberseite der Welle vorhanden ist, wie in Fig. 2a dargestellt ist. Mit einer derartigen Anordnung des Lagers in der Bohrung 106 kann ein geeignetes Stützmaterial in den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Gehäuses 66 und der Bohrung 106 eingegossen werden. Dieses Gießmaterial 107 kann beispielsweise auch ein Weich-

309818/0903

metall sein, das bei einer verhältnismäßig niedrigen Ternpaatur schmilzt und am Einsatzort vergossen werden kann, oder ein Epoxyharz mit hoher Festigkeit. Das Gießmaterial 107 haltert das Gehäuse 66 in einer geeigneten Lage in der Bohrung 106, so daß das Lager geeignet zu der Welle 103 ausgerichtet ist. Weil das Lager am Betriebsort vergossen wird, ist es nicht erforderlich, die Bohrung 106 besonders genau ausgerichtet auszubilden, da die Fehlausrichtung durch den Zwischenraum aufgenommen werden kann, der mit dem Gießmaterial vergossen wird.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, die Außenfläche des Gehäuses 66 aufzurauhen, um eine bessere Haftung des Materials zu ermöglichen. Die Bohrung 106 wird vorzugsweise ebenfalls aufgerauht, um die mechanische Verbindung mit dem Gießmaterial zu verbessern. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 66 eine verhältnismäßig dünne Wandstärke aufweisen, da es vollständig durch das Gießmaterial in der Bohrung des Schiffsholms abgestützt ist. Deshalb muß dieWandstärke des Gehäuses nicht so groß sein, daß dadurch allein Lagerbelastungen aufgenommen werden können. Eine derartige Konstruktion kann Verwendung finden, weil die Anordnung der Lagerelemente keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Wandstärke des Gehäuses stellt.

Bei allen Ausführungsbexspielen ist vorzugsweise ein Endspiel vorgesehen, um thermische Expansionen in Längsrichtung der Lagerelemente aufnehmen zu können, sowie eine Einrichtung zur Aufnahme von in Umfangsrichtung gerichteten Expansionen oder Kontraktionen. Deshalb treten nachteilig große Änderungen des radialen Spielraums des Lagers auch bei größeren Temperatüränderungen nicht auf, da der einzige Einfluß einer Expansion oder Kontraktion aufgrund der radialen Expansion und Kontraktion der Lagerelemente auftritt, und die dadurch bedingte Änderung der Abmessungen verhältnismäßig klein ist.

Patentansprüche

309818/0903

Claims

Pate ntansprüche

Wassergeschmiertes Lager mit einem Lagerfutter aus stabförmigen Lagerelementen aus elastomerem Material, deren Außenflächen an der Innenfläche eines Lagergehäuses anliegt und deren innenflächen die Lagerfläche für eine Welle bildet, dadurch geke nnz eichne t, daß in dem Lagergehäuse (17) eine Anzahl von Haltestangen (33) mit ihren Enden entfernbar an dem Lagergehäuse in Längsrichtung der Lagerelemente (23) angeordnet sind, um die Lagerelemente in dem Gehäuse in einer geeigneten Lage zu haltern, und daß die Lagerelemente in Längsrichtung verschiebbar und dadurch austauschbar angeordnet sind.

2. Lager nach Anspruch 1, bei dem sich eine Welle durch das Lager mit einem radialen Spielraum erstreckt, dadurch g e kennze ichnet , daß die Lagerelemente (23) ohne Entfernung der Welle (11) in dem Gehäuse (17) entfernbar und aus- · tauschbar angeordnet sind, und daß in den Lagerelementen (23) * sich in axialer Richtung erstreckende Nuten (32) vorgesehen sind, um eine Ausdehnung der Lagerelemente in Umfangsrichtung zu ermöglichen.

3. Lager nach Anspruch 1, dadu'rch gekennzeichn e t , daß die Haltestangen (33) in einem Abstand von der Innenwand (18) des Gehäuses angeordnet sind, und daß die Lagerelemente (23) mit sich in axialer Richtung erstreikenden Einbuchtungen versehen sind, in denen eine Haltestange angeordnet ist, um die Lagerelemente entlang ihrer gesamten Länge in dem Lagergehäuse (17) zu haltern.

i. Lager„nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (23) sich zwischen der Innenfläche (18) des Gehäuses und den betreffenden Haltestangen (33) . verlaufende Teile aufweisen.

3098 1 8/Ü903

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichn e t , daß jedes Lagerelement (23) eine sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmung (28) entlang seiner Länge aufweist, in der eine Haltestange (33) angeordnet ist.

6. Lager nach Anspruch 5, d a d u r ch gekennze ichn e t , daß die Ausnehmung (28) eine ausreichende Tiefe hat, um eine in Umfangsrichtung gerichtete Ausdehnung und einen Wasserkanal für die Schmierung des Lagers zu bilden.

7. Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzei ch net, daß die Lagerelemente (23; 73a) im undeformierten Zustand einen äußeren Krürranungsradxus aufweisen, der sich von dem Krümmungsradius der Innenwand (18; 67) des Lagergehäuses unterscheidet, und daß elastische Einsätze (74) vorgesehen sind, um eine Umfangskraft auszuüben, welche die Lagerelemente deformiert und gegen die Innenwand des Lagergehäuses drückt.

8. Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t , daß die elastischen Einsätze (74) aus einem elastomeren Material bestehen und zwischen mindestens zwei Lagerelementen (73a) angeordnet sind.

9. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn e t , daß die Einsätze (74) derart ausgebildet sind, daß in Umfangsrichtung gerichtete Ausdehnungen und Kontraktionen die Lagerelemente (73a) aufnehmen können.

10. Lager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichn e t , daß die Einsätze (74) eine axiale Bohrung (78) aufweisen.

11. Lager nach Äfepruch 10, dadurch gekennzeichn e t , daß das Lagergehäuse (17) eine entferribare Abdeckung

(22) aufweist, die zur axialen Ausrichtung der Lagerelemente

(23) in dem Gehäuse in mindestens einer Richtung dient, daß das Gehäuse eine Einrichtung (37) zur ausgerichteten Anordnung

3 098 18/0903

der Endkappe aufweist, und daß die Endkappe durch die Haltestangen (33) gehaltert werden.

12. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß das Lagergehäuse (66) eine Innenfläche (67) aufweist, daß ein Stützglied (104) """einer Öffnung (106) ausgebil-¹-det ist, in der das Gehäuse mit einem Zwischenraum angeordnet ist, und daß der Zwischenraum durch ein Gießmaterial (107) zur Hal-terung des Gehäuses ausgegossen ist.

13. Lager nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn e t , daß die Einsätze (96) jeweils zwischen zwei Lagerelementen (93) angeordnet sind, um eine derartige in Umfangsrichtung gerichtete Kraft auszuüben, daß ein ausreichender Anlagedruck gegen die Innenwand (92) des Lagergehäuses ohne die Verwendung von Haltestangen erzielbar ist.

14. Lager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (93) aus einem elastomeren Material bestehen, und daß das elastomere Material der Einsätze (96) weicher als das elastomere Material der Lagerelemente ist.

15. Lager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichn e t , daß die Einsätze (96) zu der Gehäuseinnenwand (92) weg von der Lagerfläche versetzt sind.

16. Lager nach Anspruch 13, dadurch g e k e η ηζ e i ch net, daß die Einsätze (96) eine Bohrung (97) aufweisen, die sich entlang ihrer Länge ersteckt, um Ausdehnungen und Kontraktionen der Lagerelemente (93) aufnehmen zu können.

17. Lager nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichn e t , daß die Bohrungen (97) in den Einsätzen (96) am einen Ende durch eine Endwand verschlossen sind, und daß eine in diese Bohrung eingesetzte Stange beim Vorschub in die Lage zwischen angrenzenden Lagerelerneηteη (93) eine Verlängerung des

309818/0903

Einsatzes veiuisacht.

18. Lager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichn e t , daß die Lagerelemente (93) im undeformierten Zustand so ausgebildet sind, daß die .Außenfläche einen anderen Krümmungsradius als die Innenwand (92) des Gehäuses hat, und daß die Einsätze (9G) eine ausreichendeKraft in Umfangsrichtung ausüben, um die Lagerelemente zur Anlage deren Außenfläche (94) an die Gehäuseinnenwand zu deformieren.