DE3927405C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitlager gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei den bekannten Gleitlagern ist die elektrisch isolierende Schicht auf die Aufnahmefläche des Gehäuses geklebt, damit keine elektrischen Ströme zwischen dem Gehäuse und den Lagerschalen fließen können. Solche elektrischen Ströme entstehen durch elektrische Potentialunterschiede zwischen dem Fundament, auf welchem das Gleitlager steht, und einer Welle, welche in dem Gleitlager gelagert ist. Wenn zwischen dem Gehäuse und den relativ zu ihm bewegbaren Lagerschalen auch nur kleinste elektrische Ströme im Bereich von Mikroampere fließen, können diese elektrischen Ströme zur Zerstörung von Lagerflächen des Gleitlagers führen oder zur Funkenbildung, durch welche brennbare Gase und Dämpfe entzündet werden können. Die Verwendung einer Schicht, welche auf die Aufnahmefläche des Gehäuses geklebt ist, erfordert viel Zeit und beeinträchtigt die Geometrie (Toleranzen und Positionen der einzelnen Lagerteile zueinander) des Gleitlagers. Anstatt eine isolierende Schicht zu verwenden ist es auch bekannt, das Gehäuse des Gleitlagers über ein elektrisch isolierendes Element auf einem Fundament aufzustellen oder an einer anderen Maschine, beispielsweise einem Getriebe oder einem Motor, zu befestigen. Diese weitere Möglichkeit hat den Nachteil, daß das Isolierelement durch Rohrleitungen für Kühlöl oder Schmieröl und durch Leitungen für Thermometer des Gleitlagers, oder durch nachträglich aufgebrachte äußere Farbschichten elektrisch überbrückt wird und dadurch wirkungslos wird. Auch bei der Verwendung einer isolierenden Schicht zwischen der Aufnahmefläche des Gehäuses und einer ringförmigen Stützfläche der Lagerschalen ist selbstverständlich darauf zu achten, daß diese Isolierung nicht durch andere Elemente elektrisch überbrückt wird.

Die DE-PS 5 22 324 zeigt ein Lager mit einer isolierenden Zwischenschicht zwischen einem Lagergehäuse und einem äußeren Lagerring, dessen Innenfläche hohlkugelförmig ist. Die elektrisch isolierende Zwischenschicht könnte beispielsweise mit dem Gehäuse mittels Nut und Feder verbunden sein, und als sowohl in der Höhe als auch in der Breite unterteilter Hohlzylinder ausgeführt sein. Die Isolierschicht ist indessen nicht an Kugelgelenkbewegungen beteiligt. Die US-PS 28 81 034 zeigt Isolierschichten zwischen miteinander verbundenen Lagerelementen. Die WO 89/02 989 zeigt zwei je gleich ausgebildete Lagerschalen aus elektrisch isolierendem Material, welche in Umfangsrichtung ungeteilt sind und in Axialrichtung unmittelbar aneinander anliegen. Sie bilden zusammen einen Lagerkörper zwischen einer Welle und einem Lagergehäuse.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Maschine oder das Fundament, mit welchem das Gehäuse des Gleitlagers verbunden ist, elektrisch zu isolieren von der Welle, die im Gleitlager gelagert ist, ohne daß dafür ein großer konstruktiver Aufwand oder großer Zeitaufwand notwendig ist, und ohne auf eine gute Geometrie (kleine Toleranzen, genau definierte Lage der einzelnen Lagerteile zueinander) verzichten zu müssen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen von Anspruch 1 in Kombination mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst.

Der gemäß der Erfindung verwendete selbsttragende Isolierring ist auf einfache Weise herstellbar. Der Isolierring ist "selbsttragend", was bedeutet, daß seine Stabilität so groß ist, daß er nicht zusammenklappt, wenn er außerhalb des Gleitlagers nur an einer punktförmigen Stelle hochgehalten wird oder wenn er in einer beliebigen Position auf eine Fläche gestellt oder gelegt wird. Durch seine Umfangsrippe ist der Isolierring auch dann noch "selbsttragend", wenn er nur sehr dünn und schmal ist, also beispielsweise eine Dicke von nur 0,5 mm und eine Breite von beispielsweise nur 5,0 mm hat. Die Abmessungen des Isolierringes hängen von der Größe des Gleitlagers ab. Beispielsweise kann die Dicke 3 mm und die Breite 25 mm betragen. Selbstverständlich sind auch größere Abmessungen möglich. Der Isolierring besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Obwohl der Isolierring "selbsttragend" ist, ist er vorzugsweise so flexibel, daß er durch Handdruck verformt werden kann, wenn er zwischen das Gehäuse und die Lagerschalen eingesetzt wird. Vorzugsweise ist die Umfangsnut im Gehäuse gebildet, so daß der Isolierring in die Umfangsnut des Gehäuses eingesetzt werden kann, bevor die Lagerschalen in das Gehäuse eingesetzt werden. Die Umfangsnut ist vorzugsweise so schmal, daß sie die Umfangsrippe einklemmt. Dadurch kann der Isolierring selbst dann nicht aus der Umfangsnut herausfallen, bevor die Lagerschalen eingesetzt sind, wenn der Isolierring in mehrere bogenförmige Abschnitte unterteilt ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen abgebrochenen Axialschnitt eines Gleitlagers nach der Erfindung,

Fig. 2 einen der beiden selbsttragenden Isolierringe des Gleitlagers von Fig. 1, welcher aus zwei gleich ausgebildeten Ringhälften besteht, und

Fig. 3 einen Ausschnitt an der Stelle III von Fig. 2, jedoch von einer weiteren Ausführungsform eines selbsttragenden Isolierringes nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Gleitlager enthält ein Lagergehäuse 2 mit zwei ringförmigen Aufnahmeflächen 4 und einen Lagerkörper 6 mit zwei ringförmigen Stützflächen 8. Zwischen den Aufnahmeflächen 4 und den Stützflächen 8 befindet sich jeweils ein selbsttragender Isolierring 10, dessen Außenfläche 12 die gleiche Form hat wie die an ihr anliegende Aufnahmefläche 4, und dessen Innenfläche 14 die gleiche Form hat wie die an ihr anliegende ringförmige Stützfläche 8. Oder mit anderen Worten, die aneinander anliegenden Flächen haben zueinander komplementäre Formen. Der Lagerkörper 6 hat im wesentlichen die Form eines zu einem Kugelmittelpunkt M symmetrischen, ringförmigen Ausschnittes, von welchem die Stützflächen 8 Ausschnitte der Kugeloberfläche sind. Dadurch sind die Stützflächen 8 kugelausschnitt-bogenförmig, und auch die ringförmigen Aufnahmeflächen 4, die Außenflächen 12 und die Innenflächen 14 sind alle bogenförmig, und deren Bogenmittelpunkt liegt im Kugelmittelpunkt M. Dadurch ist der Lagerkörper 6 um den Kugelmittelpunkt M im Gehäuse 2 schwenkbar. Beim Verschwenken des Lagerkörpers 6 gleiten seine Stützflächen 8 auf den ringförmigen Innenflächen 14 der Isolierringe 10. Die Isolierringe 10 haben auf ihrer ringförmigen Außenfläche 12, vorzugsweise in axialer Mitte, eine Umfangsrippe 16, die in eine Umfangsnut 18 eingesetzt ist, welche in den beiden ringförmigen Aufnahmeflächen 4 jeweils gebildet ist. Die Umfangsnut 18 ist so schmal, daß sie die Umfangsrippe 6 in Lager-Axialrichtung einklemmt und dadurch den Isolierring 10 am Gehäuse 2 festhält. Die Schwenkbewegung des Lagerkörpers 6 relativ zum Gehäuse 2 kann durch Stifte 20 begrenzt sein, welche im Gehäuse 2, von ihm getrennt durch eine Buchse 22 aus elektrisch isolierendem Material, befestigt sind und durch die Isolierringe 10 hindurch in Bohrungen 24 des Lagerkörpers 6 ragen, welche einen größeren Durchmesser als die Stifte 20 haben.

Der ringförmige Lagerkörper 6 ist auf seiner inneren Umfangsfläche 28 mit einem Lagermaterial 30 beschichtet, welches gute Gleiteigenschaften für eine darin zu lagernde Welle hat.

Das Gehäuse 2 ist in einer durch die Drehachse 32 gehenden Ebene 34 in einen oberen Gehäuseteil 36 und einen unteren Gehäuseteil 38 aufgeteilt. In der gleichen Ebene 34 ist auch der Lagerkörper 6 in eine obere Lagerschale 40 und eine untere Lagerschale 42 aufgeteilt. Die selbsttragenden Isolierringe mit ihrer Umfangsrippe 16 sind ebenfalls in der Ebene 34 jeweils auf zwei Halbringe 44 und 46 aufgeteilt. Diese Aufteilung der Lagerelemente auf zwei Hälften erleichtert die Montage des Gleitlagers.

In Fig. 2 ist deutlich der Radius 48 der Außenfläche 12, und der Radius 50 der Innenfläche 14 des Isolierringes 10 dargestellt. Die Dicke 52 des Isolierringes 10, ohne seine Umfangsrippe 16, kann bis zu 0,5 mm klein sein. Durch die Umfangsrippe 16 hat der Isolierring 10, und auch seine Ringhälften 44 und 46 für sich allein, jeweils eine Eigensteifigkeit, durch welche sie nicht durch ihr eigenes Gewicht zusammenklappen können. Der Isolierring 10, im vorliegenden Falle die beiden Isolierringhälften 44 und 46, bestehen jeweils zusammen mit ihrer Umfangsrippe 16 vorzugsweise aus Kunststoff. Dadurch sind sie elastisch und können von Hand verbogen werden, wenn dies erforderlich ist, um sie in das Gleitlager einzubauen oder auszubauen. Die Breite 54 des Isolierringes 10 kann beispielsweise 5 mm betragen, kann jedoch je nach Größe des Gleitlagers auch kleiner oder größer sein, beispielsweise 25 mm oder mehr betragen.

Für eine Verschwenkung des Lagerkörpers 6, bestehend aus den beiden Lagerschalen 40 und 42, relativ zum Gehäuse 2, genügt es, wenn eine der beiden Flächen 12 oder 14 des Isolierringes 10 kugelausschnittförmig mit einem Mittelpunkt im Kugelmittelpunkt M ist. Wenn die Stützflächen 8 des Lagerkörpers 6 auf den Innenflächen 14 der Isolierringe 10 gleiten sollen, dann genügt es, wenn diese Flächen kugelausschnittförmig sind. Die Außenflächen 12 der Isolierringe 10 können eine beliebige andere Form haben, beispielsweise zylinderförmig sein, wie dies für die eine axiale Hälfte bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines selbsttragenden Isolierringes 10′ dargestellt ist. Dieser Isolierring 10′ hat ungefähr in axialer Mitte eine Umfangsrippe 16, auf der einen Seite davon eine kugelausschnittförmige Außenfläche 12′ und auf der anderen Seite davon eine zylindrische Außenfläche 13. Die Innenfläche 14 ist identisch mit der Innenfläche 14 des in Fig. 2 dargestellten Isolierringes 10. Eine weitere abgewandelte Ausführungsform kann darin bestehen, daß die Isolierringe 10 die Umfangsrippe 16 nicht auf ihrer Außenfläche 12 haben, sondern auf ihrer Innenfläche 14, damit sie mit dem Lagerkörper 6 verbunden werden können. In diesem Falle, wenn der Lagerkörper 6 relativ zum Gehäuse 2 verschwenkt wird, gleitet die Außenfläche 12 auf der Aufnahmefläche 24 des Gehäuses 2.

Claims (3)

1. Gleitlager mit einer elektrisch isolierenden Schicht (10) zwischen einer ringförmigen Aufnahmefläche (4) eines Gehäuses (2) und einer ringförmigen Stützfläche (8), die von zwei Lagerschalen (40, 42) gebildet ist, welche zusammen als ein Lagerkörper (6) relativ zum Gehäuse (2) um einen Kugelmittelpunkt (M) schwenkbar sind, wobei das Gehäuse (2) in der gleichen Ebene (34) geteilt ist, in welcher die beiden Lagerschalen (40, 42) einander gegenüberliegen, wobei die Außenfläche (12) der Schicht (10) zu der an ihr anliegenden Aufnahmefläche (4) eine komplementäre Form hat, und wobei die Innenfläche (14) der Schicht (10) zu der an ihr anliegenden Stützfläche (8) eine komplementäre Form hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus zwei gleich ausgebildeten selbsttragenden Isolierringen (10) je aus elektrisch isolierendem Material besteht, daß die beiden Isolierringe (10) in Lager-Axialrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Innenfläche (14) und/oder Außenfläche (12) jedes Isolierringes (10) kugelförmig ist und sie von beiden Isolierringen (10) zusammen den Kugelmittelpunkt (M) bilden, daß jeder Isolierring (10) mit einer sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckenden und mit ihm einstückigen Umfangsrippe (16) versehen ist, welche in eine ringförmige Umfangsnut (18) des Gehäuses (2) oder der Lagerschalen (40, 42) eingesetzt ist, und daß jeder Isolierring (10) einschließlich seiner Umfangsrippe (16) in zwei Halbringe (44, 46) unterteilt ist.

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrippe (16) sich auf der Außenseite (12) des Isolierringes (10) befindet und daß die sie aufnehmende Umfangsnut (18) im Gehäuse (2) gebildet ist.

3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (18) so schmal ist, daß sie die Umfangsrippe (16) in Lager-Axialrichtung einspannt.