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Patent Searching and Data


Title:
SLIDING BEARING HAVING A COATED FLOATING BUSHING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/088885
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sliding bearing comprising a first component (105) forming an inner bearing raceway, a second component (101) forming an outer bearing raceway, and a floating bushing (103). The floating bushing (103) has a core (111), an inner sliding layer (113) and an outer sliding layer (115), wherein the core (111) consists of the same material as at least one part of the first component (105) and/or at least one part of the second component (101).

Inventors:
SMOOK WARREN (BE)
Application Number:
PCT/EP2019/077008
Publication Date:
May 07, 2020
Filing Date:
October 07, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN NV (BE)
International Classes:
F16C17/18; F16C17/22; F16C33/12
Foreign References:
EP2662598A12013-11-13
DE102008060849A12010-06-10
EP2383480A12011-11-02
GB930283A1963-07-03
US20110140448A12011-06-16
DE102013220063A12015-04-02
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Claims:
Patentansprüche

1. Gleitlager mit einer ersten Komponente (105), die eine innere Lagerlaufbahn aus- bildet, einer zweiten Komponente (101 ), die eine äußere Lagerlaufbahn ausbildet, und einer Schwimmbuchse (103); dadurch gekennzeichnet, dass

die Schwimmbuchse (103) einen Kern (111 ), eine innere Gleitschicht (113) und eine äußere Gleitschicht (115) aufweist; wobei

der Kern (111 ) aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkstoffs mindestens eines Teils der ersten Komponente (105) und/oder mindestens eines Teils der zweiten Kompo- nente (101 ) gleicht.

2. Gleitlager nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass

die innere Gleitschicht (113) und/oder die äußere Gleitschicht (115) aus einem Werk- stoff bestehen, dass von dem Werkstoff des Kerns (111 ) verschieden ist.

3. Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass

der Kern (111 ) aus Stahl besteht.

4. Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass

die innere Gleitschicht (113) und/oder die äußere Gleitschicht (115) aus Bronze be- stehen.

5. Gleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass

die erste Komponente (105) die innere Lagerlaufbahn und/oder die zweite Kompo- nente (101) die äußere Lagerlaufbahn einstückig ausbilden.

Description:
GLEITLAGER MIT BESCHICHTETER SCHWIMMBUCHSE

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

Aus dem Stand der Technik sind Gleitlager mit Schwimmbuchsen bekannt. Die Schwimmbuchse befindet sich zwischen zwei Lagerschalen und ist frei verdrehbar. Während die Lagerschalen aus Stahl gefertigt sind, besteht die Schwimmbuchse häufig aus Bronze. Bronze ist hinreichend verschleißfest und bietet dennoch gute Notlaufeigenschaften. Allerdings unterscheiden sich die Wärmeausdehnungskoeffi- zienten von Bronze und Stahl. Dies führt dazu, dass sich das Lagerspiel infolge von Temperaturänderungen verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager verfügbar zu machen, das die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Betriebssicherheit des Gleitlagers auch bei Temperaturschwankungen gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gleitlager nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiter- bildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Das Gleitlager weist eine erste Komponente, eine zweite Komponente und eine Schwimmbuchse auf. Die erste Komponente und die zweite Komponente stellen La- gerringe dar. Entsprechend bildet die erste Komponente eine innere Lagerlaufbahn aus, die zweite Komponente eine äußere Lagerlaufbahn. Bei den Lagerlaufbahnen handelt es sich um Gleitflächen.

Bei dem Gleitlager handelt es sich um ein Radialgleitlager, das heißt, um ein Gleitla- ger, das ausgebildet ist, Kräfte zwischen den Lagerschalen mindestens in radialer Richtung, das heißt orthogonal zu der Drehachse des Gleitlagers zu übertragen. Be- vorzugt haben die innere Lagerlaufbahn und die äußere Lagerlaufbahn die Form ei- ner Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders. Die äußere Lagerlaufbahn verläuft bezüglich der inneren Lagerlaufbahn radial außer- halb. Entsprechend verläuft die innere Lagerlaufbahn bezüglich der äußeren Lager- laufbahn radial innerhalb. Mindestens ein Teil der inneren Lagerlaufbahn befindet sich also zwischen mindestens einem Teil der äußeren Lagerlaufbahn und einer Drehachse des Gleitlagers. Beide Lagerlaufbahnen verlaufen um die Drehachse herum.

Die Schwimmbuchse ist zwischen der inneren Lagerlaufbahn und der äußeren La- gerlaufbahn angeordnet. Sie ist relativ zu der inneren Lagerlaufbahn und relativ zu der äußeren Lagerlaufbahn frei verdrehbar. Eine Drehachse der Drehung der Schwimmbuchse entspricht dabei der Drehachse des Gleitlagers.

Die Schwimmbuchse weist eine innere Gleitfläche und eine äußere Gleitfläche auf. Die innere Gleitfläche der Schwimmbuchse bildet zusammen mit der inneren Lager- laufbahn ein Gleitflächenpaar. Entsprechend bildet die äußere Gleitfläche der Schwimmbuchse zusammen mit der äußeren Lagerlaufbahn ein Gleitflächenpaar. Zwischen der inneren Gleitfläche der Schwimmbuchse und der inneren Lagerlauf- bahn sowie zwischen der äußeren Gleitfläche der Schwimmbuchse und der äußeren Lagerlaufbahn verläuft jeweils ein Lagerspalt. Die Lagerspalten können mindestens teilweise mit Schmierstoff gefüllt oder trocken sein.

Erfindungsgemäß weist die Schwimmbuchse einen Kern, eine innere Gleitschicht und eine äußere Gleitschicht auf. Eine Gleitschicht ist eine Schicht, die eine Gleitflä- che ausbildet. Entsprechend bildet die innere Gleitschicht die innere Gleitfläche der Schwimmbuchse aus, die äußeren Gleitschicht die äußere Gleitfläche. Der Kern ver- läuft zwischen der inneren Gleitschicht und der äußeren Gleitschicht und dient als Träger für die Gleitschichten. Die innere Gleitschicht und die äußere Gleitschicht also mit dem Kern gefügt. Insbesondere können zwischen der inneren Gleitschicht und dem Kern sowie zwischen der äußeren Gleitschicht und dem Kern stoffschlüssige Verbindungen bestehen. Die Beschichtungen lassen sich etwa per Galvanotechnik oder Metallspritzen auf den Kern auftragen. Der Kern besteht aus einem Werkstoff bzw. Material, dessen Wärmeausdehnungsko- effizient einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkstoffs mindestens eine Teil der ersten Komponente und/oder mindestens eines Teils der zweiten Kompo- nente gleicht. Insbesondere kann der Kern aus demselben Werkstoff bestehen wie der mindestens eine Teil der ersten Komponente und/oder der mindestens eine Teil der zweiten Komponente. Durch die gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ergibt sich bei Temperaturänderungen ein homogenes Ausdehnungsverhalten. Die Erfindung ermöglicht somit ein temperaturunabhängiges Lagerspiel, das heißt ein La- gerspiel, das auch bei Temperaturschwankungen weitestgehend konstant bleibt.

Das Gleitlager ist bevorzugt Teil einer Anordnung, die darüber hinaus ein Planeten- rad und einen Planetenbolzen umfasst. Mittels des Gleitlagers ist das Planetenrad drehbar auf dem Planetenbolzen gelagert. Insbesondere kann der Planetenbolzen mit der ersten Komponente und das Planetenrad mit der zweiten Komponente iden- tisch sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung bestehen die innere Gleitschicht und/oder die äu- ßere Gleitschicht aus einem Werkstoff, der von dem Werkstoff des Kerns verschie- den ist. Auf diese Weise lassen sich die Gleiteigenschaften der inneren Gleitschicht und/oder der äußeren Gleitschicht optimieren, ohne Kompromisse bezüglich der Aus- dehnungseigenschaften bei Temperaturänderungen eingehen zu müssen.

Der Kern besteht in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung aus Stahl. Dies ist der Werkstoff, aus dem weiterbildungsgemäß auch der mindestens eine Teil der ersten Komponente und/oder der mindestens eine Teil der zweiten Komponente be- steht.

Als Werkstoff für die innere Gleitschicht und/oder die äußere Gleitschicht kommt in einer bevorzugten Weiterbildung Bronze zum Einsatz.

Die erste Komponente und/oder die zweite Komponente können beschichtet sein. In diesem Fall weisen die erste Komponente und/oder die zweite Komponente jeweils eine Beschichtung auf, welche die innere Lagerlaufbahn bzw. die äußere Lagerlauf- bahn ausbildet. Bevorzugt sind die erste Komponente und/oder die zweite Kompo- nente aber unbeschichtet weitergebildet, sodass sie die innere Lagerlaufbahn bzw. die äußere Lagerlaufbahn jeweils einstückig ausbilden. Insbesondere kann es sich bei der inneren Lagerlaufbahn und/oder der äußeren Lagerlaufbahn um Stahlgleitflä chen handeln.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt. Übereinstim- mende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale.

Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1A eine Gleitlageranordnung im Querschnitt; und Fig. 1 B die Gleitlageranordnung im Längsschnitt.

Die in den Figuren 1a und 1 b dargestellte Gleitlageranordnung umfasst ein Planeten- rad 101 , eine Schwimmbuchse 103 und einen Planetenbolzen 105. Das Planeten- rad 101 , die Schwimmbuchse 103 und der Planetenbolzen 105 bilden ein Gleitlager aus, mit dem das Planetenrad 101 drehbar auf dem Planetenbolzen 105 gelagert ist.

Zwischen der Schwimmbuchse 103 und dem Planetenrad 101 verläuft ein äußerer Lagerspalt 107. Ein innerer Lagerspalt 109 verläuft zwischen der Schwimm- buchse 103 und dem Planetenbolzen 105. Beide Lagerspalten 107, 109 sind mit Öl gefüllt.

Die Schwimmbuchse 103 relativ zu dem Planetenrad 101 und relativ zu dem Plane- tenbolzen 105 verdrehbar. Wenn sich das Planetenrad 101 mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit relativ zu dem Planetenbolzen 105 dreht, dreht sich die Schwimmbuchse 103 mit etwa der halben Winkelgeschwindigkeit.

Das Planetenrad 101 und der Planetenbolzen 105 sind einstückig ausgeführt und be- stehen jeweils aus genau einem Material. Insbesondere können das Planetenrad 101 und der Planetenbolzen 105 aus dem gleichen Material, vorzugsweise aus Stahl, be- stehen.

Die Schwimmbuchse 103 ist hingegen dreischichtig aufgebaut. Eine mittlere

Schicht 111 besteht aus einem anderen Material als eine innere Schicht 113 und eine äußere Schicht 115. Der äußere Lagerspalt 107 verläuft zwischen der äußeren Schicht 113 und dem Planetenrad 101. Entsprechend verläuft der innere Lager- spalt 109 zwischen der inneren Schicht 113 und dem Planetenschaft 105.

Bevorzugt besteht die mittlere Schicht 111 aus dem gleichen Material wie das Plane- tenrad 101 und der Planetenbolzen 105. Dadurch ist gewährleistet, dass die

Schwimmbuchse 103 bei Temperaturschwankungen das gleiche Ausdehnungsver- halten wie das Planetenrad 101 und der Planetenbolzen 105 zeigt.

Die innere Schicht 113 und die äußere Schicht 115 bestehen bevorzugt jeweils aus Bronze. Dies verbessert die Gleiteigenschaften der Schwimmbuchse 103.

Bezuqszeichen Planetenrad

Schwimmbuchse

Planetenbolzen

äußerer Lagerspalt

innerer Lagerspalt

mittlere Schicht

innere Schicht

äußere Schicht