DE10136240B4 - Lageranordnung - Google Patents

Abstract

Lageranordnung mit mindestens drei nacheinander angeordneten Lagerelementen (2, 3, 4), einem Wellenstrang (5), der zumindest in zwei hintereinander angeordnete Teilwellenstränge (6, 7) unterteilt ist, wobei zwischen den Teilwellensträngen (6, 7) eine mechanische Kupplung (8) vorgesehen ist, die als Membrankupplung ausgeführt ist, die einen Winkelversatz und axialen Versatz der Teilwellenstränge (6, 7) zulässt und wobei die Lageranordnung Mittel aufweist, die den Lagerelementen (2, 3, 4) eine definierte Mindestlast zuweist, wobei zumindest ein Lagerelement (2, 3, 4) definiert außermittig angeordnet ist, derart, dass zumindest ein Teilwellenstrang (6, 7) die Lagerelemente unter Vorspannung hält.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit mindestens drei nacheinander angeordneten Lagerelementen.
• Bei einer Lagerung einer Welle z.B. im Elektromaschinenbau, ist man bestrebt eine möglichst gute Fluchtung aller Lagerstellen zu erreichen.
• Bei einer überbestimmten Motorlagerung besteht grundsätzlich die Gefahr, dass in Abhängigkeit von unabdingbaren Fertigungstoleranzen, Elastizitäten und z.B. unterschiedlichen Lagerlüften, mindestens ein Lager nicht ausreichend belastet ist und zum Gleiten neigt.
• Dieser Gleiteffekt, z.B. eines Zylinderrollenlagers, äußert sich dadurch, dass die Zylinderrollen nicht mitrollen. Dies birgt das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls des Lagers.
• Aus der DD 240 157 A1 ist eine Arbeitsspindel für eine Werkzeugmaschine zur Feinbearbeitung bekannt, die aus zwei auf gleicher Achse angeordneten durch eine Kupplung verbundenen Teilen besteht, wovon der Antriebsteil vom Hauptantrieb aus angetrieben wird und der Arbeitsteil als eigentliche Arbeitsspindel dient, wobei der Arbeitsteil zwei Lagerstellen, davon mindestens ein Festlager aufweist, der Antriebsteil eine Lagerstelle auf der Resultierenden der angreifenden Riemen bzw. Zahnkräfte aufweist und die Kupplung zwischen Antriebsteil und Arbeitsteil gelenkig ausgebildet ist.
• Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung zu schaffen, die die an der Lagerung der Welle beteiligten Lager ausreichend belastet und somit einem vorzeitigen Ausfall der Lager entgegenwirkt.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Lageranordnung mit mindestens drei nacheinander angeordneten Lagerelementen, einem Wellenstrang, der zumindest in zwei axial fluchtende Teilwellenstränge unterteilt ist, wobei zwischen den Teilwellensträngen eine mechanische Kupplung vorgesehen ist, die als Membrankupplung ausgeführt ist, die einen Winkelversatz und axialen Versatz der Teilwellenstränge zulässt und wobei die Lageranordnung Mittel aufweist, die den Lagerelementen eine definierte Mindestlast zuweist, wobei zumindest ein Lagerelement definiert außermittig angeordnet ist, derart, dass zumindest ein Teilwellenstrang die Lagerelemente unter Vorspannung hält.
• Durch diese konstruktive Maßnahme hergestellte bleibende Unflucht werden die Lagerelemente ausreichend belastet und ein Gleiten der an der Lagerung beteiligten Maschinenbauelemente, z.B. Kugel- oder Zylinderrollen ist ausgeschlossen.
• Vorteilhaft ist diese Anordnung da es sich bei den an dem Wellenstrang beteiligten Teilwellensträngen und der dazwischen befindlichen mechanischen Kupplung um eine Membrankupplung handelt, da diese in der Lage ist, Winkelversätze und axiale Versätze zu kompensieren und somit durch den Versatz die Lagerelemente ausreichend belastet.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den schematisch beigefügten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Darin zeigen:
• 1 eine Antriebseinheit mit der erfindungsgemäßen Lageranordnung;
• 2 die prinzipielle Anordnung einer derartigen Lageranordnung.
• 1 zeigt die erfindungsgemäße Lageranordnung bei einer Antriebseinheit 1 eines nicht näher dargestellten elektrischen Fahrzeugs. Der Antrieb erfolgt im wesentlichen über einen Wellenstrang 5, der in Teilwellenstränge 6 und 7 axial unterteilt ist, und durch eine Membrankupplung 8 verbunden sind. Diese Membrankupplung 8 gestattet einen Winkelversatz oder axialen Versatz der beiden Teilwellenstränge 6 und 7. Eine elektrische Maschine 10 der Antriebseinheit 1 ist prinzipiell als Asynchronmotor mit Käfigläufer 12 dargestellt.
• Die elektrische Maschine 10 treibt über die Teilwellenstränge 6, 7 vorzugsweise ein Zahnrad 9 an.
• 2 zeigt in prinzipieller Darstellung den axialen Versatz 11 zweier Lagerelemente 2 und 3. Dadurch ergibt sich bei den einzelnen Lagerelementen 2, 3 und 4 eine Vorspannung und eine Belastung auch im Leerlauf der elektrischen Maschine 10, so dass alle Lagerelemente 2, 3 und 4 mit einer ausreichenden Mindestlast versehen sind. Es reduziert sich dadurch die Gefahr der Gleitung der Wälzkörper mit den entsprechenden Schädigungen und Auswirkungen auf dem Betrieb der Antriebseinheit 1. Insbesondere ist durch eine außermittige angesetzte Lagerstelle um 0,3 mm des Lagerelementes 3 eine derartige Vorspannung erreicht.
• Andere Möglichkeiten um eine derartige Vorspannung in den Lagerelementen aufzubauen, ist es, die Membrankupplung 8 bereits während der Fertigung mit einer vorgebbaren Biegung auszubilden.
• Eine weitere Möglichkeit um eine Vorspannung in den Lagerelementen 2, 3 und 4 zu erhalten, besteht insbesondere bei einer Antriebseinheit gemäß 1 darin, dass zwischen Ständergehäuse und einem Lagerschild des Lagerelementes 2 ein bewusster Winkelversatz bezüglich der Rechtwinkligkeit einer Flanschfläche zur Achse der Welle 5 gefertigt wird.

Claims (4)

1. Lageranordnung mit mindestens drei nacheinander angeordneten Lagerelementen (2, 3, 4), einem Wellenstrang (5), der zumindest in zwei hintereinander angeordnete Teilwellenstränge (6, 7) unterteilt ist, wobei zwischen den Teilwellensträngen (6, 7) eine mechanische Kupplung (8) vorgesehen ist, die als Membrankupplung ausgeführt ist, die einen Winkelversatz und axialen Versatz der Teilwellenstränge (6, 7) zulässt und wobei die Lageranordnung Mittel aufweist, die den Lagerelementen (2, 3, 4) eine definierte Mindestlast zuweist, wobei zumindest ein Lagerelement (2, 3, 4) definiert außermittig angeordnet ist, derart, dass zumindest ein Teilwellenstrang (6, 7) die Lagerelemente unter Vorspannung hält.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrankupplung definiert vorgebogen ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz des Lagerelements (2, 3, 4) zumindest 0,3 mm beträgt.
4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschfläche eines Gehäuses durch einen vorgegebenen Winkel von ca. 0,1 Grad den Teilwellensträngen (6, 7) bezüglich der Lagerelemente eine Vorspannung zuweist.