DE102005054705A1 - Lagersatz für Maschinenaggregate, deren Wellen axial genau zu führen sind - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagersatz (10) für eine axial eng und genau zu führende Welle, ein Laufrad oder dergleichen für Maschinenaggregate. Die in vergleichsweise geringer Größe auftretenden axialen Rückdruckkräfte sollen in einem wenig kostenaufwändigen Lager aufgenommen werden. Der Lagersatz (10) besteht aus einem betriebsbedingte axiale Druckkräfte aufnehmenden Kugellager (11), insbesondere Schrägkugellager, und einem auftretende axiale Rückdruckkräfte aufnehmemdem Bordgleitlager bzw. einem auftretende axiale Rückdruckkräfte aufnehmenden als Stützlager ausgebildeten Zylinderrollenlager (12).

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Lagersatz für eine axial eng und genau zu führende Welle oder Ähnlichem, wie beispielsweise ein Laufrad oder ein anderes Maschinenaggregat.
• Hintergrund der Erfindung
• In allen Bereichen des Maschinenbaus, in denen ein Laufrad, wie ein Lüfterrad, oder ähnliches gegenüber der Umgebungskonstruktion axial sehr eng geführt werden muss, insbesondere bei der Lagerung von axial sehr genau zu führenden Wellen, wie beispielsweise bei Getriebewellen, werden Lagersätze aus mehreren Lagerarten verwendet.
• Benutzt wird häufig ein Lagersatz, bestehend aus einem Vierpunktlager – einem so genannten QJ-Lager – und einem Außenbord-Radiallager – einem so genannten NU-Lager. Eine solcher Lagerkombination ist z.B. aus der Publikation WL 00 200/5 DA S.150 der Fa. FAG OEM und Handel AG bekannt. Hier wird diese Kombination in einem kombinierten Untersetzungs- und Kammwalzgetriebe zur Wellenlagerung eingesetzt.
• Nachteilig hierbei ist, dass Vierpunktlager standardmäßig nur mit einem Druckwinkel von 35° zur Verfügung stehen. Darüber hinaus sind Vierpunktlager vergleichsweise teuer.
• Des weiteren ist eine Lagerung von Wellen bekannt, bei welcher der Lagersatz aus einem Schrägkugellagerpaar in X- oder O-Anordnung und einem NU-Axiallager besteht. Solch ein Lagersatz wird beispielsweise in Publikation Nr. WL 00 200/4 DA S. 163 der Fa. FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA beschrieben. Hier wird eine solche Kombination aus zwei mehrreihigen Zylinderrollenlager und zwei in X-Anordnung angestellten Schrägkugellager bei der Lagerung einer Arbeitswalze verwendet.
• Vor allem bei Anwendungen, die im Betrieb eine gerichtete Axialkraft aufweisen und bei denen nur in speziellen Betriebszuständen, mit zeitlich geringen Anteil, beispielsweise beim Hoch- und Runterfahren einer Anlage, eine die axiale Betriebsdruckkraft überwiegende axiale Rückdruckkraft entsteht, muss kein vollwertiges und teures axiales Rückdrucklager verwendet werden.
• Aufgabe der Erfindung
• Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Lagersatz für eine axial eng und genau zu führende Welle, ein Laufrad oder dergleichen für Maschinenaggregate, beispielsweise für eine Getriebewelle zu schaffen, bei dem die in geringer Größe auftretenden Rückdruckkräfte in einem wenig kostenaufwändigen Lager aufgenommen werden.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass im Betrieb eines Maschinenaggregates vorkommende Rückdruckkräfte häufig vergleichsweise mit zeitlich geringem Anteil und mit von geringem Betrag auftreten, die von einem einfacheren Lager aufgenommen werden können.
• Die gestellte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs dem durch die Verwendung eines Lagersatz gelöst, welcher aus einem betriebsbedingte axiale Kräfte aufnehmenden radialfreien Schrägkugellager und einem axiale Rückdruckkräfte aufnehmenden, als Stützlager ausgebildeten Zylinderrollenlager besteht.
• Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung. Demgemäß ist zunächst vorgesehen, dass das Zylinderrollenlager als NJ-Zylinderrollenlager ausgebildet ist.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lagersatzes ist zwischen dem Innenring des Schrägkugellagers und dem Innenring des NJ-Zylinderrollenlagers ein sehr kleines Axialspiel ausgebildet.
• Durch die Lösung gemäß der Erfindung wird, insbesondere durch das sehr kleine axiale Spiel zwischen den Innenringen des Schrägkugellagers und des als Bordgleitlager ausgebildeten NJ-Zylinderrollenlagers eine genaue Führung zwischen einer Welle, einem Laufrad oder dergleichen und einem Gehäuse eines Maschinenaggregates, in dem diese Bauteile axial eng und genau geführt werden müssen, erreicht.
• Die im Betrieb des Maschinenaggregates üblicherweise auftretende Druckkraft wird über das Schrägkugellager aufgenommen. Die jedoch vergleichsweise selten und mit geringem Betrag auftretenden Rückdruckkräfte werden hingegen mit dem Bord des NJ-Zylinderrollenlagers aufgenommen.
• Zwar ist das NJ-Zylinderrollenlager mit dem zusätzlichem Bord in der Herstellung geringfügig teurer als ein NU-Axiallager bei konventionellen Lösungen, jedoch ist ein QJ-Vierpunktlager verhältnismäßig viel kostenaufwändiger als ein Schrägkugellager, so dass sich beim erfindungsgemäßen Lagersatz insgesamt ein Kostenvorteil ergibt.
• Dieser Kostenvorteil erhöht sich noch, wenn gegenüber herkömmlichen Lösungen sogar ein ganzes Lager wegfällt.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
• 1 eine geschnittene Seitenansicht eines konventionellen Lagersatzes gemäß dem Stand der Technik, und
• 2 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lagersatzes.
• Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
• Der in 1 gezeigte Lagersatz 1 gemäß dem Stand der Technik besteht aus einem als Vierpunktlager ausgebildeten QJ-Lager 2 mit zwischen einem Innenring 3 und einem Außenring 4 befindlichen Kugeln 5 und einem als Außenbordlager ausgebildeten NU-Axiallager 6 mit zwischen einem Innenring 7 und einem Außenring 8 geführten Zylinderrollen 9. Das axiale Spiel ist hierbei gemäß dem Pfeil A im Vierpunktlager eingestellt.
• Der Lagersatz 10 gemäß 2 besteht erfindungsgemäß aus einem Schrägkugellager 11 und einem als Stützlager ausgebildeten NJ-Zylinderrollenlager 12. Beide Lager 11 und 12 besitzen jeweils einen Innenring 13 und 14 und jeweils einen Außenring 15 und 16, zwischen denen die Kugeln 17 bzw. Zylinderrollen 18 aufgenommen sind.
• Zwischen dem Innenring 13 des Schrägkugellagers 11 und dem Innenring 14 des NJ-Zylinderrollenlagers 12 ist ein sehr kleines Axialspiel gemäß Pfeil B ausgebildet. Dadurch ist eine genaue Führung zwischen dem in den Lagern 11 und 12 geführten, jedoch nicht dargestellten Bauteil und dem umgebenden, nicht gezeigten Gehäuse gewährleistet.
• Die betriebsbedingten Druckkräfte werden vom Schrägkugellager 11 aufgenommen. Die gelegentlich auftretenden geringen Rückdruckkräfte nimmt das NJ-Zylinderrollenlager 12 auf.

1

Lagersatz

2

QJ-Lager

3

Innenring

4

Außenring

5

Kugel

6

NU-Axiallager

7

Innenring

8

Außenring

9

Zylinderrolle

10

Lagersatz

11

Schrägkugellager

12

NJ-Zylinderrollenlager

13

Innenring

14

Innenring

15

Außenring

16

Außenring

17

Kugel

18

Zylinderrolle

A

Axialspiel

B

Axialspiel

Claims (3)

1. Lagersatz für eine axial eng und genau zu führende Welle, ein Laufrad oder dergleichen für Maschinenaggregate, gekennzeichnet durch ein betriebsbedingte Druckkräfte aufnehmendes Schrägkugellager (11) und ein auftretende Rückdruckkräfte aufnehmendes, als Stützlager ausgebildetes Zylinderrollenlager (12).
2. Lagersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderrollenlager (12) als NJ-Zylinderrollenlager ausgebildet ist.
3. Lagersatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (13) des Schrägkugellagers (11) und dem Innenring (14) des NJ-Zylinderrollenlagers (12) ein sehr kleines Axialspiel (B) ausgebildet ist.