DE9114279U1 - Lager - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

LAGER

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf ein Lager bestimmt für hauptsächlich Radialbelastung und bestehend aus einem äusseren Laufring und einem demgegenüber drehbaren inneren Ring, bei welchen Ringen im wesentlichen sphärische Lagerflächen mit gegenseitiger Berührung vorgesehen sind.

Nachteile bekannter Lager entstehen gewöhnlicherweise, wenn sich sie in korrodierenden Umgebungen befinden, z.B. Schiffen, und in Kombination damit nur wenige oder gelegentliche Lagerbewegungen ausführen; wegen Korrosion mögen die Lagerflächen stocken, wobei Schäden an den Anschlussteilen, z.B. hydraulischen Zylindern, angerichtet wurden. In dieser Beziehung wurden Materialien widerstandsfähig gegen Korrosion wie z.B. Bronze eingesetzt, die aber ein verhältnismässig schwaches Material ist. Ferner leiden Lagerflächen aus Stahl an dem Nachteil, dass es schwierig oder unmöglich ist, effiziente Schmierung deren zu sichern, wenn es sich um lange .dauernde, statische Belastungen handelt, da das Schmiermittel ab den am meisten belasteten Flächen abpresst welches Korrosion und hohe Reibsteigerung mit sich führt, und das Lager mag stocken und Schäden dadurch entstehen.

Eine andere Lösung, beschrieben in GB A 2.208.176 besteht darin, die Lagerfläche des äusseren Umlaufringes aus einem fluorid-basierten Kunststoff zu gestalten, wobei es bei einem besonderen Herstellungsvorgang mit Metall begossen wurde, welches an einer Zwischenschicht von geflechtetem Metalldraht am Kunststoff befestigt wurde. Dabei wird ein La-

ger erzielt, das keine Erhaltung fordert und das widerstandsfähig gegen Korrosion ist und noch statische Belastungen sowie Umdrehungen vertragt. Dieser Typ verträgt aber keine schwenkenden Bewegungen, sogenannte Plus/Minus-Bewegungen, quer zur Mittelachse des Lagers, wobei sich die Lagerflächen gegenüber in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Dazu kommt, dass das Lager gemäss dieser Technik kompliziert und kostenaufwendig ist.

US Patent Nr. 3.802.756 zeigt ein Lager, wobei sowohl der innere als der äussere Ring aus Draht besteht, der auf einer Welle dreht und worauf ein Klebemittel beauftragt wird, und danach als äusseren Umlaufring bzw. kugelförmigen inneren Ring gestaltet wird. Die Teile werden danach gehärtet. Um verbesserte Verschleisshärte zu erziehlen ist der Vorschlag hier, die äusseren Fläche des inneren Ringes zu metallisieren. Es handelt sich hier um ein recht komplizierter und kostspieliger Herstellungsvorgang und darüber hinaus besitzt das bekannte Lager geringere Festigkeit als entsprechende Lager aus Stahl.

ERKLÄRUNG DER NEUERUNG

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist, ein Lager anzuweisen, wobei die Nachteile bekannter Lager überkommen werden.

Insonderheit besteht die Neuerung darin, dass einer der Ringe aus Metall hergestellt wird und der andere Ring aus einem Kompositmaterial bestehend aus einer Polyester-basierten Kunststoffmatrix mit Fasern.

Wegen der unterschiedlichen Materialien der Lagerflächen kann das Lager wegen Korrosion zwischen den Flächen nicht stocken, und gleichzeitig wird ermöglicht, die Lagerfläche aus Kompositmaterial in einer erheblich einfacheren und preisgünstigeren Weise als der laut dem Stand der Technik

bekannten herzustellen, da das Werkstück bei spanabhebender Bearbeitung aus Halbzeug hergestellt werden kann. Das Lager verträgt hohe statische Belastungen und Plus/Minus Bewegungen quer zur Mittelachse des Lagers und gleichzeitig fordert es keine Erhaltung und kein Schmieren. Ferner lässt sich polyester-basiertes, zusammengesetztes Material, mit besseren Festigkeitseigenschaften als z.B. Bronze herstellen. Schliesslich sind polyester-basierte Kompositmaterialien an sich erheblich preisbilliger als die öfters verwendeten fluorid-basierten Materialen.

Besonders gute Festigkeit im Komposit-Ring ergibt sich, wenn sich der Hauptanteil der Fasern im Kompositmaterial im wesentlichen rechtwinklig zur Radialbelastung erstrecken.

Eine einfache, preisgünstige und deshalb bevorzogene Ausführung des Lager geht aus Anspruch 3 hervor, wobei der innere Ring aus Kompositmaterial besteht und aus einem zylindrischen, stangenförmigen rohen Werkstück hergestellt ist; die Fasern des letzteren erstrecken sich sowohl parallel zur Längsrichtung des Stanges als entlang des Umfang des Stanges herum. Dazu bedeutet die Wahl von Kompositmaterial für den inneren Ring, dass das Lager hohe radiale Kräfte aufnehmen kann, typisch mehrfach die unter Verwendung von Bronzlagerflachen zu erlaubenden Kräfte.

Ferner wird bevorzugt, dass das Kompositmaterial Molybdändisulf id enthält. Es zeigt sich, dass dieses an sich bekannte Additiv im Betrieb auf die Lagerfläche der Kompositfläche eine glatte und harte Oberfläche bildet, wobei besonders gute Reib- und Verschleisseigenschaften erzielt werden, wo der andere Ring aus gehärtetem Stahl ist. Dies ist insbesondere von Bedeutung mit neuerungsgemässen Lagern, die kräftig belastet sind.

DIE ZEICHNUNG

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung wie folgt erläutert und zeigt in

Fig. 1 ein Seitenansicht auf ein Beispiel eines neuerungsgemässen Lagers, und

Fig. 2 einen Schnitt in der Richtung II-II der Fig. 1

BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In einer bevorzugten Ausführung hat das neuerungsgemässe Lager einen äusseren Ring 1 aus gehärtetem Stahl und einen inneren Ring 2 aus einem polyester-basierten Kompositmaterial bezeichnet T 100 G hergestellt von Tofcot Ltd., England. T 100 G enthält Molybdändisulfid und Fasern aus Baumwolle. Das Lager ist von Dimension wie bekannte Lager aus Stahl entsprechend geltenden Normen.

Der äussere Ring 1 wird in bekannter Weise hergestellt, und der innere Ring 2 wird durch Drehen einer runden Stange aus Kompositmaterial hergestellt, wobei sich das Loch 3 bestimmt für Eingreifen mit einem Wellenzapfen mit der runden Stange koaxial erstreckt. In einer derartigen runden Stange erstrecken sich die Fasern in Längsrichtung der Stange und entlang dem zylindrischen Umfang der Stange. Bei Radialbelastung in der Richtung K werden in dem inneren Ring 1 Zugspannungen entstehen und im wesentlichen rechtwinklig zu K, und die Fasern werden deshalb als Verstärkung auftreten.
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Der innere Ring 2 und der äussere Ring 1 werden in bekannter Weise wie bei Lagern völlig aus Stahl montiert.

Es zeigt sich, dass ein derartiges Lager für viele Zwecke geeignet ist, nebst maritimen auch für Krane, schwenkbare Brückenbauwerke und Unterseezwecke. Es verträgt grosse

Temperaturschwenkungen und da die Nassumgebungen die Lagerflächen schmierend beeinflussen, indem die wässrige Schmierung den Reibkoeffizient auf niedriger als 0,01 ermässigt. Ferner ist die Wasseraufnahme im Kompositmaterial äusserst niedrig nebst den zur Erläuterung der Schutzansprüche angeführten Vorteilen.

Andere Ausführungen, z.B. ein äusseren Ring aus Kompositmaterial, sind im Rahmen der Schutzansprüche möglich.

Claims (4)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Lager hauptsächlich bestimmt für Radialbelastung und bestehend aus einem äusseren Ring und einem demgegenüber drehbaren inneren Ring, welche Ringe zusammenwirkende im wesentlichen sphärische Lagerflächen mit gegenseitiger Berührung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ringe (1) aus Metall ist und der andere (2) aus Kompositmaterial bestehend aus einer polyester-basierten Kunststoffmatrix mit Fasern.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptanteil der Fasern im Kompositmaterial sich im wesentlichen rechtwinklig zur Radialbelastung erstrecken.

3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring (2) aus Kompositmaterial ist und aus einem zylindrischen stangförmigen Rohwerkstück hergestellt wird, wobei sich die Fasern teils parallel mit der Längsrichtung der Stange teils entlang dem Umfang der Stange herum erstrecken.

4. Lager nach einer der Ansprüche 1-3, dadurch g e kennzeichnet, dass das Kompositmaterial Molybdändisulf id enthält.