Die Erfindung betrifft ein Gleitlager mit einem Rillen aufwei¬ senden Axial-Lagerteil, zum Aufbau eines hydrodynamischen Schmierfilms .

Bei der Lagerung von schnell umlaufenden Wellen sind zufolge an dem Läufer gegebener Unwuchten in der Lagerung Radialkräfte aufzunehmen. Dies ist z.B. bei Staubsaugermotoren der Fall, deren Welle mit sehr hohen Drehzahlen von in der Regel über 20.000 Umdrehungen pro Minute, beispielsweise 24.000 Umdrehun¬ gen pro Minuten, läuft. Darüberhinaus sind Betriebsfälle denk¬ bar, bei welchen im Betrieb eine hohe auf die Welle wirkende Axialkraft erzeugt wird. Z.B. bei einem Staubsaugermotor wird eine solche Axialkraft durch das an der Welle angeflanschte Saug-Flügelrad verursacht, wobei diese Axialkraft, die in der Lagerung einer solchen Staubsaugermotorwelle aufzunehmen ist, etwa bei dem Dreifachen der Radialkraft liegt.

Es ist bekannt, für eine derartige Staubsaugerwelle eine zwei¬ fache Lagerung vorzusehen, wobei ein Kugellager vorgesehen ist, das sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnimmt sowie als zweites Lager ein Gleitlager, das lediglich Radialkräfte auf¬ nimmt. Da es sich bei einem Staubsaugermotor um ein Massen¬ produkt handelt, ist man bestrebt, dieses möglichst kostengün¬ stig auszubilden. Ein Kugellager ist hierbei ein vergleichs¬ weise aufwendiger Konstruktionsteil.

Aus der DE-OS 15 25 190 ist bereits ein Gleitlager bekannt, das sowohl Axial- wie auch Radialkräfte aufnehmen kann. Dieses Gleitlager ist jedoch zweigeteilt ausgeführt und damit auch noch relativ aufwendig.

Ausgehend von dem vorstehend erwähnten Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, Gleitlager anzugeben, das sowohl Axial- wie auch Radialkräfte aufnimmt, bei insgesamt möglichst kostengünstiger Ausgestaltung.

Diese Aufgabe ist bei der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst .

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Axial-Lagerteil in dem aus Sinterwerkstoff gebildeten einteiligen Gleitlager als Boden einer zylindrischen Vertiefung ausgebildet ist, deren innere Zylinderfläche den Radial-Lagerteil bildet, wobei die Rillen sich radial nach außen vertiefen und in eine äußere Ringnut münden. Der Sinterwerkstoff ermöglicht es, das Gleitlager ein¬ teilig, ohne eine gesonderte SchmiermittelZuführung, die etwa das Gleitlager durchsetzen müßte, auszubilden. Zugleich er¬ bringt der Sinterwerkstoff vorteilhafte Eigenschaften beim An¬ laufen, im Bereich der Misch- und Übergangsreibung. Dadurch, daß die Rillen sich nach außen vertiefend ausgebildet sind, er¬ gibt sich relativ schnell ein tragender Schmierfilm. Das Lager ist auch geeignet, die mit höheren Umdrehungszahlen zunehmende Axialkraft geeignet aufzunehmen. Die äußere Ringnut erbringt einen gewissen Stau des Schmiermittels, das bei den hohen Dreh¬ zahlen einer entsprechend großen Fliehkraft ausgesetzt ist. In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß konzentrisch zu der ersten Ringnut eine zweite Ringnut ausgebildet ist. Diese zweite Ringnut kann auch vorteilhaft tiefer ausgebildet sein als die erste Ringnut. Neben einer geeigneten Rückhaltung des Schmiermittels bei hohen Drehzahlen ergibt sich auch eine vor¬ teilhafte Zentrierung der Welle. Insgesamt ist der Boden der zylindrischen Vertiefung im wesentlichen senkrecht zu einer Wellenachse ausgebildet. Die innere Zylinderfläche ist bevor¬ zugt im wesentlichen eben, ohne Rillen ausgebildet. Hierbei be¬ sitzt auch die Welle bevorzugt weder im Bereich des Radial- noch des Axial-Lagerteiles eine Rillenausbildung. Die Rillen selbst, in dem Boden der zylinderförmigen Vertiefung, sind be¬ vorzugt mit einem keilförmigen Querschnitt ausgebildet. Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gleitlager mittels eines Winkelabweichungen ausgleichenden Membranteils gehaltert ist. Unter Umständen auftretende gering¬ fügige Winkelabweichungen in der axialen Ausrichtung der Welle können so vorteilhaft ausgeglichen werden. Der Membranteil er¬ bringt desgleichen eine gewisse federnde Aufnahme in Axialrich¬ tung. Der Membranteil kann beispielsweise aus einem Federwerk¬ stoff bestehen. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Gleitlager mittels einer Doppelmembran gehaltert ist. Hin¬ sichtlich der erwähnten Rillen in dem Boden der zvlinderförmi-

gen Vertiefung kann auch vorgesehen sein, daß diese im Quer¬ schnitt sich radial nach außen verjüngend ausgebildet sind. Auch hierdurch kann ein vorteilhafter Staueffekt erzielt sein, wobei die Verjüngung auch kombinativ mit den erwähnten äußeren Ringnuten vorgesehen sein kann.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefüg¬ ten Zeichnung, beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematiche Darstellung einer Welle eines Staubsaugermotors mit zwei Lagern;

Fig. 2 einen Querschnitt, teilweise in schematischer Dai— Stellung, einer ersten Ausführungsform eines Gleitlagers zur Aufnahme von Axial- und Radialkräften; Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Gleitlagers;

Fig. 5a-e Draufsichten auf hinsichtlich der Rillen ver¬ schiedene Ausführungsformen des Gleitlagers; und Fig. 6 einen Querschnitt durch Fig. 5b entlang der Linie VI-VI .

Nachstehend ist die Erfindung in Zusammenhang mit der Lagerung der Welle eines Staubsaugermotors beschrieben. Hierauf ist die Erfindung jedoch keinesfalls beschränkt. Das erfindungsgemäße Gleitlager eignet sich für jeden beliebigen Einsatzzweck, bei welchem sich Axial- und Radialkräfte im Betrieb ergeben, und vom Lager aufzunehmen sind.

In den Zeichnungen ist mit 1 die Welle eines selbst im einzel¬ nen nicht näher dargestellten Staubsaugermotors bezeichnet. Auf der Welle 1 ist ein Läufer 2 angeordnet, der in Fig. 1 zur Ver¬ deutlichung übertrieben unsymmetrisch auf der Welle 1 angeord¬ net ist. Hierdurch ergibt sich bei Betrieb eine Radialkraft F _R . An einem Wellenende ist ein in der Zeichnung lediglich schematisch dargestelltes Gebläserad 3 angeordnet, das bei Be¬ trieb eine in den Lagerungen aufzunehmende Axialkraft FA er¬ zeugt .

Die Welle ist in zwei Gleitlagern 4 und 5 gelagert. Während das Gleitlager 4 im wesentlichen nur zur Aufnahme von Radialkräften ausgelegt ist, ist das Gleitlager 5, das in verschiedenen er¬ findungsgemäßen Ausführungsformen nachstehend im einzelnen be-

schrieben ist, zur Aufnahme von Axial- und Radialkräften ausge¬ legt.

Aus Fig. 2 ergibt sich zunächst, daß das Gleitlager 5 aus einem Axial-Lagerteil 6 und einem Radial-Lagerteil 7 besteht. Das Gleitlager 5 ist einteilig ausgebildet und besteht weiter aus einem Sinterwerkstoff. Gesonderte Zuführungen für Schmiermit¬ tel, die etwa das Gleitlager 5 durchsetzen, sind bezüglich des Radial-Lagerteils 7 nicht vorgesehen. Der Axial-Lagerteil ist als im wesentlichen senkrecht zu einer Wellenachse 8 sich er¬ streckender Boden einer zylindrischen Vertiefung ausgebildet. Die zylindrische Innenfläche bildet hierbei den Radial-La¬ gerteil 7.

In dem Axial-Lagerteil 6 sind Rillen 9 ausgebildet, die sich radial nach außen vertiefen und in eine Ringnut 10 münden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist konzentrisch zu der ersten Ringnut 10 eine zweite Ringnut 10' ausgebildet, die auch eine größere Tiefe aufweist als die erste Ringnut 10.

Wie im einzelnen aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Rillen 9 mit im wesentlichen keilförmigen Querschnitt ausgebildet. Die Ring¬ nut 10, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5b als einzige Ringnut vorgesehen ist, geht radial auswärts unmittelbar in die Zylinderfläche des Radial-Lagerteiles 7 über.

Mit Bezug zu Fig. 2 ist weiter zu erkennen, daß der Radial-La¬ gerteil 7 mit einer im wesentlichen ebenen Oberfläche ausgebil¬ det ist. Aufgrund des Sinterwerkstoffes, aus dem insgesamt das Gleitlager 5 besteht, sind jedoch auch bezüglich des Radial-La¬ gerteils 7 günstige Verhältnisse beim Anlaufen des Staubsauger¬ motors gegeben.

Das Gleitlager 5 setzt sich jenseits des den Axial-Lagerteil 6 bildenden Bodens in Form einer durchmesserkleineren Nabe 11 fort, die mit Abstand zu einer äußeren Zylinder-Bodenringfläche 12 einen Absatz 13 ausbildet, der in einen durchmesserkleineren Abschnitt 14 übergeht. Gegen diesen Absatz 13 ist das Gleitla¬ ger 5 mittels eines Befestigungsringes 15 an einem Membranteil 16 befestigt, das seinerseits an einem Lagerschild 17 befestigt ist. Der Membranteil 16, der beispielsweise aus einem dünnen Federstahlelement bestehen kann, ist so ausgelegt, daß er - re¬ lativ geringfügige - Winkelabweichungen der Motorwelle 1, die

zu den - in den Figuren 2 und 3 übertrieben dargestellten - Winkelabweichungen der Achse 8 um einen Winkel plus/minus alpha führen können, ausgleichen kann.

Bei dem zweiten Gleitlager 4, vergl . Fig.l, ist ein Membranteil 16' vorgesehen, der unmittelbar in ein Lagerelement 16" über¬ geht.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 zeigt ein in zwei Membrantei¬ len 16 aufgenommenes Axial- und Radialgleitlager. Gleiche Be¬ zugszeichen beziehen sich auf gleiche Elemente bzw, Merkmale wie sie vorstehend bereits beschrieben sind, soweit im folgen¬ den nicht Abweichungen erläutert sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das Gleitlager 5 auch in seinen äußeren Abmessungen als im wesentlichen zylindrischer Körper ausgebildet, mit kugelgelenkartigen Übergangsbereichen 18, die mit kugelpfannenartigen Ausgestaltungen 19 der beiden Membranen zusammenwirken. Aufgrund der doppelt vorgesehenen Membranen 16 kann das Gleitlager 5 zwar in etwa gleicher Weise wie bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 Winkelabweichungen der Achse 8 und geringfügige Axialverschiebungen ausgleichen, ist jedoch in radialer Richtung steifer ausgebildet.

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Gleitlager 5, im wesentlichen entsprechend der Ausgestaltung gemäß Fig. 2. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform nur eine äußere Ringnut 10 vorgesehen. Die keilförmige Ausbildung der Rillen 9 ist er¬ sichtlich.

In den Figuren 5a-e sind in den verschiedenen Draufsichten unterschiedliche Möglichkeiten hinsichtlich der Ausgestaltung der Rillen 9 dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5a sind die Rillen 9 durch zwei konvex gekrümmte Flankenbereiche 20 und 21 begrenzt, derart, daß eine Querschnittsfläche von ra¬ dial innen nach radial außen abnimmt. Auch bei der Ausführungs¬ form gemäß 5c nimmt die Querschnittsfläche von radial innen nach radial außen ab. Hierbei sind jedoch die Flankenbereiche 20' und 21' gleichsinnig gekrümmt ausgebildet. Zusätzlich ver¬ läuft eine Mittellinie 22 entsprechend gleichfalls gekrümmt.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5b verläuft die Mittel¬ linie 22 einer Rille 9 gekrümmt. Die Flankenbereiche 20" und

21" verlaufen bei dieser Ausführungsform gleichsinnig gekrümmt. Jedoch nimmt der Querschnitt bei dieser Ausführungsform von ra¬ dial innen nach radial außen zu.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5d und 5e sind die Ril¬ len 9 als relativ große, im wesentlichen dreieckförmige, nach außen sich erweiternde Ausnehmungen ausgebildet. Diese Ausneh¬ mungen können beispielsweise einen Öffnungswinkel beta von 60° aufweisen. Die Dreiecksspitze liegt am inneren Umfang 23, der die Öffnung für den Durchsatz der Welle begrenzt. In die Aus¬ nehmungen bzw. Rillen 9 ist in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5d und 5e ein dreiecksförmiger Grundkörper 24 angeord¬ net, derart, daß sich zwei gesonderte Rillen 9' und 9" ergeben. Die dreiecksförmigen Grundkörper sind mit ihrer Spitze 24' ra¬ dial nach innen gerichtet. Die Mittellinie 25 liegt auf einer Radialen des Gleitlagers 5. Bei der Ausführungsgemäß gemäß Fig. 5e sind zwei geteilte dreiecksförmige Grundkörper 24 angeord¬ net, derart, daß sich im Bereich der Radialen des Gleitlagers 5 ein dritter Strömungsweg 9"' ergibt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination für die Verwirkli¬ chung der Erfindung von Bedeutung sein.