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Walzenlager mit holzhaltiger Lagerschale Die Erfindung betrifft ein
Walzenlager mit holzhaltiger Lagerschale.
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Die Verwendung von Holz oder holzhaltigen Stoffen für Lagerfutter
ist in verschiedenen Formen bekannt. Es hat sich aber erwiesen, daß man damit bei
hoch beanspruchten Lagern, insbesondere bei Walzenlagern nicht zum Ziel kommt. Deshalb
haben sich weder massive Hartholzlager noch holzhaltige Massen an Stelle von Bronze
od. dgl. einführen können. Vor allem dort, wo die Lager auf Schlag-Druck beansprucht
werden, ergibt sich ein außerordentlicher Verschleiß, ganz abgesehen von den Schwierigkeiten,
die durch die Quellung des Holzmaterials in Ölen hervorgerufen werden.
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Zu den Vorschlägen, für Walzenlager Holz zu verwenden, gehört auch
der Gedanke, Kunstharzpreßholz zu benutzen. Dieser Gedanke hat sich aber ebenfalls
nicht mit Erfolg verwirklichen lassen. Dem Fachmann ist bezüglich des genannten
Werkstoffes geläufig, die aufzunehmenden Kräfte senkrecht zur Furnierebene verlaufen
zu lassen, um unnötige Schwerkräfte zu vermeiden. Diesbezügliche Versuche sind aber
bei Lagern völlig negativ verlaufen.
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Gegenstand der Erfindung ist es nun, Kunstharzpreßholz für Walzenlager
in einer neuartigen Weise zu benutzen, und zwar derart, daß die Lagerschale aus
Segmenten eines Kunstharzpreßholzes besteht, dessen in bekannter Weise zueinander
gewinkelte Furniere so angeordnet sind, daß 70 bis 95°/o mit radial zum Walzzapfen
gerichtete Fasern und 3o bis 5 % mit senkrecht dazu gerichteten Fasern verlaufen.
Dieser
Vorschlag, den wesentlichen Teil der Furniere eines Kunstharzpreßholzes senkrecht
zur Schalenfläche zu orientieren und nur mittels eines kleinen Anteils der Furniere
die Stabilität des Kunstharzpreßholzes in den anderen Richtungen zu sichern, erweist
sich als eine erhebliche Bereicherung der Technik, denn auf dem genannten Wege gelingt
es, das Kunstharzpreßholz auch bei hoch beanspruchten Lagern zu einem Baustoff zu
machen, der Lagerschalen aus Bronze od. dgl. zu ersetzen vermag.
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Zweckmäßig verwendet man für die erfindungsgemäßen Walzenlager ein
Kunstharzpreßholz, das aus o, I bis o,5 mm starken Furnieren gepreßt ist, die mit
Io bis 7o0/0 Kunstharz unter 2oo bis 5oo kg/cm2 in der Wärme verpreßt würden. Außerdem
erweist es sich als einen großen Vorteil, Segmente aus Kunstharzpreßholz zu benutzen,
die an der Schmalseite stark verdichtet sind und vorzugsweise einen höheren Kunstharzanteil
als an der Breitseite aufweisen, denn hierdurch erlangen die Lagerfutter an der
Innenfläche eine große Härte, Druckfestigkeit und Ölfestigkeit, während sie in den
Außenzonen verhältnismäßig elastisch und anpassungsfähig gestaltet werden können.
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Gegenstand der Erfindung ist zugleich auch ein Verfahren zur Herstellung
der für die Walzenlager zu verwendenden Preßholzsegmente. Es erweist sich insoweit
als ein großer Vorteil, wenn man aus dem Kunstharzpreßholz nicht etwa durch mechanische
Bearbeitung keilförmige Segmente herausschneidet, sondern die Furnierstapel von
vornherein in Keilform verpreßt, etwa derart, daß die Furnierstapel zu einer Mehrzahl
Kopf an Kopf bzw. Fuß an Fuß zusammenhängender, durch Zersägen abteilbarer Segmente
verpreßt werden. Man kann dabei ein Gesenk verwenden, dessen Matrizen gegenläufig
zickzackförmig entsprechend der Gehrung der Segmente profiliert sind, wobei dann
der lichte Durchmesser der zu bildenden Lagerschale durch verschiedene Dicke der
mit gleicher Gehrung verpreßten Segmente geregelt wird.
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Der zum Lager gehörige Lagerkragen kann in an sich bekannter Weise
aus planparallelen Kunstharzpreßholzplatten gefertigt werden. Für hoch beanspruchte
Lagerkragen empfiehlt es sich jedoch, das Kunstharzpreßholz in der erfindungsgemäßen
Weise ebenfalls so zu verarbeiten, daß 7o bis 95 0/0 der Holzfasern in den Furnieren
parallel zum Lagerdruck, also zur Walzenachse verlaufen. Das Kunstharzpreßholz wird
dabei in an sich bekannter Form auf Etagenpressen verpreßt und anschließend spanabhebend
fertig bearbeitet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielhaft dargestellt.
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Abb. I zeigt ein Gesenk zum Pressen von Lagersegmenten; Abb.2 veranschaulicht
einen in dem Gesenk gegenüber Abb. I hergestellten Strang zusammen hängender Segmente,
von dem eines abgebildet ist; Abb. 3 gibt einen Querschnitt durch ein Walzenlager
gemäß der Erfindung wieder; Abb. 4 zeigt schaubildlich die Bearbeitung eines einzelnen
Segmentes.
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Die zum Lagerwerkstoff zu verarbeitenden Furniere werden, in üblicher
Weise geschichtet, in die in Abb. I dargestellte heiz- und kühlbare Preßform eingelegt,
so daß beim Pressen unmittelbar die für die Lagersegmente erforderliche Gehrung
der Berührungsflächen zwischen benachbarten Lagersegmenten erzeugt wird. Innerhalb
der Preßform verlaufen etwa 7o bis 95 0/0, der Furniere mit einer Faserrichtung
von A nach B, während die Fasern der restlichen Furniere von C nach D gerichtet
sind (s. auch Abb. 2).
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Die Profilierung der im Gesenk gepreßten Platten aus Kunstharzpreßholz
bewirkt eine unterschiedliche Verdichtung und Vervollständigung der Fürniere derart,
daß gerade in der Lagergleitfläche das dichtende Gefüge auftritt, während auf der
Rückseite ein etwas geringerer Härtegrad und dementsprechend auch geringeres spezifisches
Gewicht erzielt wird.
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Dadurch, daß an der Lauffläche der Segmente eine stärkere Pressung
auftritt, ist der auf die Längeneinheit berechnete Kunstharzgehalt größer und demgemäß
auch die Härte und damit Verschleißfestigkeit der Lagerschale an dieser Stelle höher.
Tatsächlich erfordert die Gleitfläche des Lagers höchste Druck- und Kugeldruckfestigkeit,
wogegen die Rückenlage der Furniere eine satte elastische Anschmiegung an das Einbaustück
notwendig macht.
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Die gemäß Abb.2 hergestellten Stränge werden durch Kreissägenschnitte
unterteilt, wie in Abb. 2 rechts angedeutet, und dann auf die erforderliche Länge
zugeschnitten. Sie können anschließend ohne weitere spanabhebende Bearbeitung innen
in die Einbaustücke eingelegt werden, wie dies Abb.3 veranschaulicht. Die Lagerrückenauflage
und die Gleitfläche erhalten dabei einen regelmäßigen polygonalen Querschnitt.
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Die Werkzeugkosten für die Herstellung der Gesenke können beim Erfindungsgegenstand
dadurch besonders günstig ausgenutzt werden, daß die entstehenden Segmente trotz
festliegender Gehrung für einen größeren Bereich von Lagerdurchmessern brauchbar
gemacht werden können, indem man die Platten in verschiedenen Dicken herstellt,
denn die der Plattendicke entsprechende Segmentbreite a (Abb. 2 und 3) und der Zapf
durchmesser sind bei gleichbleibender Gehrung proportional.
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Mit Rücksicht auf die festliegende Höhe b der Segmente und auf den
jeweils gegebenen Zapfendurchmesser d wird man die Gleitfläche der in das Einbaustück
eingespannten Lagerschale vielfach in an sich bekannter Weise auf den erforderlichen
Durchmesser aufbohren, -wie dies in Abb. 3 angedeutet ist.
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Für höher beanspruchte Walzenlager wird es zweckmäßig sein, auch die
Rückenauflage zylindrisch auszubilden. Die hierfür erforderliche B°arbeitung der
Lagersegmente kann in einfacher und wirtschaftlicher Weise mittels eines globoidförmigen
Walzenfräsers 4 erfolgen, wie dies in Abb. 4
angedeutet ist. Eine
solche Bearbeitung kann auch aus Abmessungsgründen oder mit Rücksicht auf die billigere
Herstellung der Einbaustücke erforderlich sein. Dabei lassen sich ohne weiteres
die umständlichen Vorrichtungen vermeiden, wie sie sonst für einschlägige Zwecke
erforderlich sind. Außerdem läßt sich naturgemäß die in Abb. 4 angedeutete Bearbeitungsweise
dann besonders wirtschaftlich gestalten, wenn es gelingt, die Anzahl der verschiedenen
Durchmesser für die Rückenauflage so weit zu beschränken, daß nur eine geringe Anzahl
von Globoidfräsern erforderlich ist.