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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Lagerung von drehbaren
Wellen und insbesondere Lageranordnungen, um bei sich drehenden
Wellen auftretende umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung
auszugleichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
drehbaren und insbesondere drehantreibbaren Wellen können
im Betrieb (d. h. bei Drehung der Welle) Verformungen und insbesondere Wellendurchbiegung
auftreten, wenn Kräfte nicht parallel (z. B. senkrecht
oder unter einem Winkel) zur Wellenlängsachse wirken.
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Man
kann dabei folgende Fälle unterscheiden, nämlich
solche, bei denen die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräften im Wesentlichen gleich bleibt, und solche,
bei denen sich die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräften ändert und insbesondere umlaufende
Radialkräfte auftreten.
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Im
ersten Fall ergibt sich eine im Wesentlichen ortsfeste Wellenverformung
bzw. Wellendurchbiegung. Dies kann man als Umlaufverformung oder Umlauf(durch)biegung
bezeichnen.
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Im
zweiten Fall ergibt sich eine Wellenverformung bzw. Wellendurchbiegung,
deren Ausprägung bzw. Richtung sich in Abhängigkeit
der Richtungsänderung der zugrunde liegenden Kräfte ändert.
Dies ist insbesondere bei umlaufenden Radialkräften der Fall.
Dies kann man dann – in Anlehnung an die Bezeichnung "umlaufende
Radialkräfte" als umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung
bezeichnen.
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Beispiele
für den ersten Fall sind Papiermaschinen und Seilwinden,
wo sich die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräfte nicht ändert (z. B. Kräfte
aufgrund von zusammenwirkenden an Wellen angeordneten Papierwalzen;
Kräfte, die auf ein an einer Seilwinde angeordnetes Seil wirken).
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Beispiele
für den zweiten Fall sind Schwingungserreger und Vibratoren,
wo an Wellen Unwuchtmassen vorhanden sind, die mit der Welle gedreht
werden und dabei bezüglich der Wellenlängsachse
bzw. Drehachse umlaufende radial wirkende Kräfte erzeugen.
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Um
im ersten Fall eine Umlaufverformung oder Umlauf(durch)biegung auszugleichen,
ist es beispielsweise bekannt, den radial außen liegenden Teil
eines Wellenlagers (z. B. Wälzlageraußenring) mit
einem Gelenklager zu versehen, das eine gelenkige Verbindung z.
B. mit einem Gehäuse bereitstellt. Derartige Ansätze
sind jedoch nicht oder nur eingeschränkt geeignet, um im
zweiten Fall (umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung)
für einen Ausgleich zu sorgen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, Lösungen bereitzustellen,
die bei drehbaren Wellen auftretende umlaufende Wellenverformungen
oder Wellendurchbiegungen ausgleichen.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Zur
Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung
eine Lageranordnung, eine die Lageranordnung und eine Welle umfassende
Anordnung und einen Schwingungserreger gemäß den
unabhängigen Ansprüchen bereit.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung ist für
eine um eine Rotationsachse drehbare Welle vorgesehen und umfasst
ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung eines Endes der Welle für
dessen Drehung um die Rotationsachse und ein zweites Lager zur schwenkbaren
Lagerung des Endes der Welle für Schwenkbewegungen aus
der Rotationsachse.
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Dabei
können das erste Lager zur Kopplung mit dem Ende der Welle
und das zweite Lager zur Kopplung mit einer Befestigungsstruktur
ausgelegt sein.
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Der
Begriff "Kopplung" und damit vergleichbare Formulierungen, wie "gekoppelt",
umfassen, dass zwei Bauteile unmittelbar, direkt miteinander verbunden
sind, beispielsweise mittels einer oder mehreren Schraub-, Klemm-,
Kleb-, Schweißverbindungen und/oder form- und/oder kraftschlüssigen Verbindungen.
Der Begriff "Kopplung" und damit vergleichbare Formulierungen, wie
"gekoppelt", umfassen aber auch, dass zwei Bauteile mittelbar miteinander
verbunden sind, beispielsweise mit einem dazwischen angeordneten
Verbindungselement und/oder -struktur.
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Dem
gegenüber soll mit dem Begriff "Verbindung" und mit damit
vergleichbaren Formulierungen, wie "verbunden" angegeben werden,
dass zwei Bauteile, z. B. wie oben beispielhaft ausgeführt,
unmittelbar, direkt miteinander verbunden sind.
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Alternativ
können das zweite Lager zur Kopplung mit dem Ende der Welle
und das erste Lager zur Kopplung mit einer Befestigungsstruktur
ausgelegt sein.
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Vorzugsweise
sind das erste Lager ein Gleitlager und das zweite Lager ein Gelenk-
oder Schwenklager oder umgekehrt.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen weist das erste Lager einen
inneren Lagerteil und einen äußeren Lagerteil
aus und weist das zweite Lager einen inneren Lagerteil und einen äußeren
Lagerteil auf.
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Die
Bezeichnungen "innen" und "außen" für die Lagerteile
sind gewählt, um anzugeben, dass ein innerer Lagerteil
in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse von dieser
radial geringer beabstandet ist als der entsprechende äußere
Lagerteil.
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Der
innere Lagerteil des ersten Lagers kann mit dem äußeren
Lagerteil des zweiten Lagers gekoppelt sein.
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Alternativ
können der innere Lagerteil des ersten Lagers und der äußere
Lagerteil des zweiten Lagers einstückig ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
umfasst der innere Lagerteil des ersten Lagers einen hohlzylinderförmigen
Bereich, der an einer Innenfläche eine sich im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse erstreckende Befestigungsfläche
zur Verbindung mit dem äußeren Lagerteil des zweiten
Lagers aufweist.
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Ferner
kann der innere Lagerteil des ersten Lagers an einer äußeren
Umfangsfläche eine sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse
erstreckende Lagerfläche zur Wirkverbindung mit dem äußeren
Lagerteil des ersten Lagers aufweisen.
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Der
innere Lagerteil des ersten Lagers kann (auch) einen Bereich umfassen,
der in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse
als Anschlag für den äußeren Lagerteil
des zweiten Lagers dient.
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Vorzugsweise
weist der innere Lagerteil des ersten Lagers (ferner) eine sich
im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse erstreckende Lagerfläche
zur Wirkverbindung mit dem äußeren Lagerteil des
ersten Lagers auf.
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Im
inneren Lagerteil des ersten Lagers kann eine Ausnehmung zur Aufnahme
von Schmiermittel ausgebildet sein.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen kann der äußere
Lagerteil des ersten Lagers einen Befestigungsbereich aufweisen,
der ausgelegt ist, das erste Lager an einer Befestigungsstruktur
zu befestigen.
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Bei
solchen Ausführungsformen kann der innere Lagerteil des
zweiten Lagers zur verdrehsicheren Wirkverbindung mit dem Ende der
Welle ausgelegt sein oder kann für das zweite Lager eine
Lageraufnahme vorgesehen sein, die zur verdrehsicheren Wirkverbindung
mit dem Ende der Welle ausgelegt ist.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der innere
Lagerteil des zweiten Lagers einen Befestigungsbereich aufweisen,
der ausgelegt ist, das zweite Lager an einer Befestigungsstruktur
zu befestigen.
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Bei
solchen Ausführungsformen kann der äußere
Lagerteil des ersten Lagers zur verdrehsicheren Wirkverbindung mit
dem Ende der Welle ausgelegt sein oder kann für das erste
Lager eine Lageraufnahme vorgesehen sein, die zur verdrehsicheren Wirkverbindung
mit dem Ende der Welle ausgelegt ist.
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Vorzugsweise
hat der äußere Lagerteil des ersten Lagers eine
sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse erstreckende Lagerfläche
zur Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil des ersten Lagers.
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Ferner
kann der äußere Lagerteil des ersten Lagers eine
sich im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse erstreckende Lagerfläche
zur Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil des ersten Lagers aufweisen.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen kann der innere Lagerteil
des zweiten Lagers mit dem äußeren Lagerteil des
ersten Lagers gekoppelt sein.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungsformen können
der innere Lagerteil des ersten Lagers und der äußere
Lagerteil des ersten Lagers einstückig ausgeführt
sein.
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Dabei
hat der äußere Lagerteil des ersten Lagers vorzugsweise
eine sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse erstreckende
Lagerfläche zur Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil
des ersten Lagers.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen kann der innere Lagerteil
des ersten Lagers einen Befestigungsflansch aufweisen, der ausgelegt
ist, das erste Lager an einer Befestigungsstruktur zu befestigen.
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Bei
solchen Ausführungsformen kann der äußere
Lagerteil des zweiten Lagers zur verdrehsicheren Wirkverbindung
mit dem Ende der Welle ausgelegt sein oder kann für das
zweite Lager eine Lageraufnahme vorgesehen sein, die zur verdrehsicheren
Wirkverbindung mit dem Ende der Welle ausgelegt ist.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der äußere
Lagerteil des zweiten Lagers einen Befestigungsflansch aufweisen,
der ausgelegt ist, das zweite Lager an einer Befestigungsstruktur
zu befestigen.
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Bei
solchen Ausführungsformen kann der innere Lagerteil des
ersten Lagers zur verdrehsicheren Wirkverbindung mit dem Ende der
Welle ausgelegt sein oder kann für das erste Lager eine
Lageraufnahme vorgesehen sein, die zur verdrehsicheren Wirkverbindung
mit dem Ende der Welle ausgelegt ist.
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Vorzugsweise
weist der innere Lagerteil des ersten Lagers wenigstens eine Bohrung
zur Schmiermittelzufuhr auf.
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Des
weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Anordnung bereit,
die eine Welle mit einem Ende und eine erfindungsgemäße
Lageranordnung umfasst, wobei das Ende der Welle und das erste oder
das zweite Lager verdrehsicher miteinander gekoppelt sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung kann das Ende
der Welle mit dem inneren Lagerteil des ersten Lagers oder dem inneren
Lagerteil des zweiten Lagers oder dem äußeren
Lagerteil des ersten Lagers oder dem äußeren Lagerteil
des zweiten Lagers gekoppelt sein.
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Ferner
kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung das Ende
der Welle direkt mit dem ersten bzw. dem zweiten Lager verbunden
sein. Alternativ kann das Ende der Welle mittels der Lageraufnahme mit
dem ersten bzw. dem zweiten Lager verbunden sein.
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Vorzugsweise
ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung im Ende
der Welle wenigstens eine Bohrung und/oder wenigstens einen Kanal
zur Schmiermittelzufuhr vorgesehen.
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Außerdem
stellt die vorliegende Erfindung einen Schwingungserreger bereit
der die erfindungsgemäße Anordnung umfasst, wobei
wenigstens eine mittels der Welle drehbare Unwuchtmasse vorgesehen
sein kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung; und
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2 eine
schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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1 und
2 zeigen
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
die beispielsweise bei einem Schwingungserreger oder Vibrator verwendet
werden oder ein Bestandteil davon sein kann. Ein Bespiel für
einen Schwingungserreger oder Vibrator ist z. B. in
WO 2005/075749 A1 beschrieben.
Im Folgenden ist zur Veranschaulichung auf eine Anwendung der vorliegenden
Erfindung bei einem Schwingungserreger Bezug genommen; wie bereits
oben ausgeführt, beschränken sich Anwendungen
der vorliegenden Erfindung aber nicht auf derartige Vorrichtungen,
sondern sind überall dort vorgesehen, wo umlaufende Wellenverformungen und/oder
Wellendurchbiegungen ausgeglichen werden sollen.
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Schwingungserreger
und Vibratoren erzeugen mittels einer oder mehreren an einer oder
mehreren Wellen angeordneten Unwuchtmassen Schwingungen und/oder
Vibrationen, die beispielsweise auf Rammgut (z. B. Spundbohlen,
Träger etc.) übertragen werden, das in Erdreich
eingebracht werden soll.
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Dabei
treten durch Drehung der Unwuchtmasse(n) Kräfte und insbesondere
Fliehkräfte auf, die auf die Lager der Welle(n) wirken.
Ferner sind die Lager hohen Drehzahlen unterworfen. Da die Drehzahleignung
von Lagern und insbesondere Wälzlagern mit steigender Tragzahl
abnimmt, sind die Belastungsgrenzen handlesüblicher Lager
(z. B. Wälzlager) einschränkend. Die Verwendung
von Gleitlagern, wie z. B. in
WO 2005/075749 A1 beschrieben, stellt gegenüber
Wälzlagern eine Verbesserung dar.
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Wie
eingangs ausgeführt verformt (verbiegt) sich beim Betrieb
die Welle eines Schwingungserregers aufgrund von durch die Drehung
einer oder mehreren Unwuchtmassen entstehenden Kräfte.
Die Verformung/Durchbiegung der Welle kann bewirken, dass sich die
gelagerten Wellenenden in ihren Lagern verkanten und in den Lagern
(z. B. Gleitlagern) Kantenpressung auftritt. Dies ist insbesondere
bei zunehmender Drehzahl und/oder größerer Unwuchtmasse
möglich, weil sich dann auch die Verformung bzw. Durchbiegung
vergrößert. Die Gefahr einer Kantenpressung im
Lager erhöht sich, wenn – wie allgemein üblich – zur
Vermeidung von (hoher) Lagerreibleistung größere
Lagerbreiten verwendet werden.
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Ein
Verkanten der Wellenenden in ihren Lagern könnte theoretisch
begrenzt werden, indem das Lagerspiel vergrößert
und/oder kleinere Lagerbreiten verwendet werden. Allerdings hat
ein größeres Lagerspiel zur Folge, dass eine erhöhte
Flächenpressung im Lager auftreten kann und zu einem Fressen des
Lagers führen kann. Ein schmales Lager ist mit einem größeren
Durchmesser auszuführen, um maximal zulässige
Flächenpressung im Lager nicht zu überschreiten,
was u. a. auch zu einem größeren Lagerspiel mit
den genannten Nachteilen führt. Derartige Ansätze
sind daher unzureichend.
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Erfindungsgemäß wird
diese Problematik gelöst, indem bei drehbaren Wellen auftretende
umlaufende Wellenverformungen und/oder Wellendurchbiegungen dadurch
ausgeglichen werden, dass eine zur Lagerung eines Wellenendes vorgesehene Lageranordnung
einerseits für eine Lagerung hinsichtlich der Wellendrehung
um die Rotationsachse der Welle und andererseits – getrennt
von der vorgenannten Lagerung – für eine gelenkige
oder schwenkbare Lagerung hinsichtlich von Bewegungen des Wellenendes
nicht parallel zur Rotationsachse sorgt. Die gelenkige oder schwenkbare
Lagerung wirkt so, dass ein Verkanten des Wellenendes in der Lageranordnung
vermieden oder wenigstens auf ein tolerierbares Maß verringert
wird.
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In 1 ist
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lagerordnung 2 gezeigt, die zur Lagerung einer um eine
Rotationsachse 4 drehbaren Welle 6 vorgesehen
ist.
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Die
Lageranordnung 2 umfasst ein erstes Lager 8 und
ein zweites Lager 10. Das erste Lager 8 ist als
Gleitlager ausgeführt, während das zweite Lager 10 als
Gelenk- oder Schwenklager ausgeführt ist.
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Darstellungsgemäß ist
das erste Lager 8 zur Verbindung mit einer Befestigungsstruktur 14 ausgelegt
und ist das zweite Lager 10 zur Verbindung mit einem Ende 12 der
Welle 6 ausgelegt. Als Befestigungsstruktur 14 kann
beispielsweise ein Gehäuse für die Wellen-Lager-Anordnung
oder ein Teil davon dienen.
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Das
Ende 12 der Welle 6 kann, wie in 1 veranschaulicht,
im Bereich des zweiten Lagers 10 einen gegenüber
dem gemäß 1 weiter
links liegenden Wellenbereich verkleinerten Durchmesser aufweisen.
Diese Querschnittsänderung kann, wie in 1 gezeigt,
durch einen Absatz 16 senkrecht zur Rotationsachse 4 oder
durch einen linear oder gekrümmt verlaufenden Übergang
erreicht werden. Der Absatz oder Übergang stellt dann einen
Anschlag für das zweite Lager 10 bereit und kann
dadurch die Kopplung von Welle 6 und zweitem Lager 10 insbesondere
gegen Verlagerung in Richtung parallel zur Rotationsachse 4 verbessern.
Ferner ermöglicht die Ausgestaltung mit verkleinertem Durchmesser
im Bereich des zweiten Lagers 10 eine verkleinerte Bauform,
wenigstens gegenüber Ausführungsformen ohne Änderung
des Wellendurchmessers.
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Das
erste Lager 8 weist einen inneren Lagerteil 18 und
einen äußeren Lagerteil 20 auf. Der äußere
Lagerteil 20 ist als Lagerbuchse ausgebildet und hat einen
Befestigungsbereich 22, mit dem das erste Lager an der
Befestigungsstruktur 14 gesichert werden kann. Vorteilhafterweise
ist der Befestigungsbereich 22 gestuft ausgeformt, um für
eine verbesserte Sicherung an der Befestigungsstruktur 14 zu
sorgen.
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Ferner
weist der äußere Lagerteil 20 eine sich
im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 4 erstreckende
Lagerfläche 24 auf, die wenigstens teilweise mit
einem reibungsreduzierendem Material oder Gleitlagermaterial 26 beschichtet
und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut
ist.
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Die
Lagerfläche 24 ist zur Wirkverbindung mit dem
inneren Lagerteil 18 vorgesehen und insbesondere mit einer
Lagerfläche 28 desselben. Auch die Lagerfläche 28 kann
wenigstens teilweise mit einem reibungsreduzierenden Material oder
Gleitlagermaterial 30 beschichtet und/oder wenigstens teilweise
aus einem solchen Material aufgebaut sein.
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Des
weiteren kann der äußere Lagerteil 20 einen
ringförmigen, sich radial nach innen erstreckenden Absatz 32 aufweisen,
der eine Verlagerung des inneren Lagerteils 18 in Richtung
parallel zur Rotationsachse 4 zu vermeiden vermag. Der
Absatz 32 kann an seiner in radialer Richtung verlaufenden, zum
inneren Lagerteil 18 weisenden Stirnfläche wenigstens
teilweise ein reibungsreduzierendes Material oder Gleitlagermaterial 34 aufweisen
und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut
sein.
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Der
innere Lagerteil 18 ist an seiner Außenumfangsfläche 36 zur
Wirkverbindung mit der Lagerfläche 24 des äußeren
Lagerteils 20 ausgelegt. Hierfür kann an dem Außenumfang 36 wenigstens
teilweise ein reibungsreduzierendes Material oder Gleitlagermaterial 38 als
Beschichtung und/oder als den Außenumfang bildendes Material
vorgesehen sein. An seinem der Stirnfläche des Absatzes 32 gegenüberliegenden
Ende 40 weist der innere Lagerteil 18 vorzugsweise
auch wenigstens teilweise ein reibungsreduzierendes Material oder
Gleitlagermaterial 42 auf und/oder ist wenigstens teilweise
aus einem solchen Material aufgebaut.
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Darstellungsgemäß sind
das erste Lager 8 und das zweite Lager 10 als
voneinander getrennte Komponenten ausgeführt.
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Insbesondere
sind gemäß 1 der innere Lagerteil 18 des
ersten Lagers 8 und ein äußerer Lagerteil 44 des
zweiten Lagers 10 separat ausgeführt und zum Aufbau
der Lageranordnung mit einander verbunden, beispielsweise durch
eine Klemm-, Kleb-, Schweißverbindung und/oder form- und/oder
kraftschlüssige Verbindung. Um die Verbindung zwischen dem
inneren Lagerteil 18 und dem äußeren
Lagerteil 44 zu verbessern und insbesondere Verlagerungen des
inneren Lagerteil 18 und des äußeren
Lagerteil 44 relativ zu einander in Richtung parallel zur
Rotationsachse 4 zu vermeiden, kann der innere Lagerteil 18 einen
sich radial nach innen erstreckenden Absatz 46 umfassen.
Der Absatz 46 dient als Anschlag für den äußeren
Lagerteil 44 und kann auch zur Positionierung der Lagerteile 18 und 44 relativ
zu einander verwendet werden. Alternativ können die Lagerteile 18 und 44 einstückig
ausgeführt sein.
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Das
zweite Lager 10 weist ferner einen inneren Lagerteil 48 auf,
der über eine gekrümmte Lagerfläche (nicht
bezeichnet) mit einer entsprechend geformten (z. B. komplementären)
Lagerfläche (nicht bezeichnet) des äußeren
Lagerteils 44 zusammenzuwirken vermag. Auch hier kann an
einem oder beiden Lagerteilen 44 und 48 wenigstens
teilweise reibungsreduzierendes Material oder Gleitlagermaterial als
Beschichtung und/oder wenigstens teilweise zum Aufbau der Lagerteile 44 und 48 vorgesehen
sein.
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Der
innere Lagerteil 48 ist verdrehsicher mit dem Ende 12 der
Welle 6 gekoppelt. Dies kann, wie in 1 veranschaulicht,
durch eine Verbindung des Wellenendes 12 und des inneren
Lagerteils 18, beispielsweise in Form einer Klemm-, Kleb-,
Schweißverbindung und/oder form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung,
erreicht werden. Alternativ kann die Kopplung erreicht werden, indem
zwischen Wellenende 12 und innerem Lagerteil 48 eine
Verbindungsstruktur (nicht gezeigt) angeordnet ist. Als Verbindungsstruktur
kann zum Beispiel eine Einrichtung verwendet werden, die wenigstens
hinsichtlich ihrer Kopplungsfunktion mit einer unter Bezugnahme
auf 2 erläuterten Lageraufnahme vergleichbar
ist.
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Schmiermittel
kann dem ersten Lager 8 und/oder dem zweiten Lager 10 über
eine oder mehrere Kanäle und/oder Bohrungen 50 in
der Welle 6 erfolgen, die z. B. über eine zentrale,
in der Welle 6 ausgebildete Drehdurchführung (nicht
gezeigt) mit Schmiermittel versorgt werden können. Ferner
kann eine als "Öltasche" dienende Ausnehmung 52 beispielsweise
in dem inneren Lagerteil 18 des ersten Lagers 8 vorgesehen
sein, in der Schmiermittel (zwischen) gespeichert werden kann und
die als lastfreie Zone zur Schmiermittelzufuhr dienen kann.
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Des
weiteren sind hier nicht gezeigte Ausführungsformen vorgesehen,
die insofern mit den oben beschrieben Ausführungsformen
vergleichbar sind, als auch dort der der innere Lagerteil 18 des
ersten Lagers 8 und äußere Lagerteil 44 des
zweiten Lagers 10 miteinander gekoppelt oder zusammen einstückig ausgeführt
sind. Allerdings sind bei den hier nicht gezeigten Ausführungsformen
bezüglich der Welle 6 und der Befestigungsstruktur 14 "umgekehrte"
Anordnungen der ersten und zweiten Lager 8 und 10 vorgesehen,
bei denen das erste Lager 8 mit der Welle 6 verbunden
oder über eine zwischen der Welle 6 und dem ersten
Lager 8 angeordnete Lageraufnahme mit der Welle 6 gekoppelt
ist, während das zweite Lager 10 an einer Befestigungsstruktur
gesichert ist.
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Die
Funktionsweise von unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
Ausführungsformen ist wie folgt:
Drehungen der Welle 6 werden
vom dem ersten Lager 8 aufgenommen und gelagert. Treten
bei Drehung der Welle 6 umlaufende Wellenverformungen und/oder
Wellendurchbiegungen und in Folge davon umlaufende Schrägstellungen
des Wellenendes 12 auf, werden eine oder mehrere daraus
resultierende Schwenkbewegungen oder verschwenkte Positionen von
dem zweiten Lager 10 aufgenommen und umlaufend ausgeglichen,
d. h. eine Verlagerung der inneren und äußeren
Lagerteile 44 und 48 des zweiten Lagers 10,
die aus einer gegenüber der Rotationsachse 4 verschwenkten
Position des Wellenendes 12 resultiert, läuft
mit der Wellendrehzahl zusammen mit der sich drehenden Welle 6 um.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lagerordnung 2 gezeigt, die zur Lagerung einer um eine
Rotationsachse 4 drehbaren Welle 6 vorgesehen
ist.
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Die
Lageranordnung 2 umfasst ein erstes Lager 8 und
ein zweites Lager 10. Das erste Lager 8 ist als
Gleitlager ausgeführt, während das zweite Lager 10 als
Gelenk- oder Schwenklager ausgeführt ist.
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Darstellungsgemäß ist
das erste Lager 8 zur Verbindung mit einer Befestigungsstruktur 14 ausgelegt,
während hier das zweite Lager 10 zur Kopplung mit
einem Ende 12 der Welle 6 ausgelegt ist. Als Befestigungsstruktur 14 kann
beispielsweise ein Gehäuse für die Wellen-Lager-Anordnung
oder ein Teil davon dienen.
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Am
Ende 12 der Welle 6 ist eine Lageraufnahme 54 angebracht,
beispielsweise mittels Schraubverbindungen 56. Die Lageraufnahme 54 weist
einen sich parallel zur Rotationsachse 4 erstreckenden
hohlzylindrischen Bereich 58 auf, an dem das zweite Lager 10,
genauer ein äußerer Lagerteil 44 desselben,
befestigt ist, beispielsweise mittels einer Klemm-, Kleb-, Schweißverbindung
und/oder form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung.
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Das
zweite Lager 10 weist ferner einen inneren Lagerteil 48 auf,
der über eine gekrümmte Lagerfläche (nicht
bezeichnet) mit einer entsprechend geformten (z. B. komplementären)
Lagerfläche (nicht bezeichnet) des äußeren
Lagerteils 44 zusammenzuwirken vermag. Auch hier kann an
einem oder beiden Lagerteilen 44 und 48 reibungsreduzierendes Material
oder Gleitlagermaterial als Beschichtung und/oder wenigstens teilweise
zum Aufbau der Lagerteile 44 und 48 vorgesehen
sein.
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Darstellungsgemäß sind
der innere Lagerteil 48 des zweiten Lagers 10 und
ein äußerer Lagerteil 20 des ersten Lagers 8 einstückig
ausgeführt. Daher verweisen hier die Bezugszeichen 48 und 20 auf
dieselbe Komponente.
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Alternativ
können der innere Lagerteil 48 des zweiten Lagers 10 und
der äußere Lagerteil 20 des ersten Lagers 8 als
separate Komponenten ausgeführt sein und zum Aufbau der
Lageranordnung mit einander verbunden werden, beispielsweise durch eine
Klemm-, Kleb-, Schweißverbindung und/oder form- und/oder
kraftschlüssige Verbindung. Bei solchen Ausführungsformen
kann – wie oben unter Bezugnahme auf 1 hinsichtlich
des inneren Lagerteils 18 des ersten Lagers 8 und
des äußeren Lagerteils 44 des zweiten
Lagers 10 erläutert – der äußere Lagerteil 20 einen
sich radial nach innen erstreckenden Absatz umfassen, um die Verbindung
zwischen dem inneren Lagerteil 48 und dem äußeren
Lagerteil 20 zu verbessern und insbesondere Verlagerungen des
inneren Lagerteils 48 und des äußeren
Lagerteil 20 relativ zu einander in Richtung parallel zur
Rotationsachse 4 zu vermeiden.
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Das
erste Lager 8 umfasst ferner einen Bereich, der als innerer
Lagerteil 18 wirkt und eine Lagerfläche 28 aufweist.
Der äußere Lagerteil 20 weist eine sich
im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 4 erstreckende
Lagerfläche 24 auf, die wenigstens teilweise mit
einem reibungsreduzierendem Material oder Gleitlagermaterial 26 beschichtet
und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut
ist.
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Die
Lagerfläche 24 ist zur Wirkverbindung mit dem
inneren Lagerteil 18 vorgesehen und insbesondere mit der
Lagerfläche 28 desselben. Auch die Lagerfläche 28 kann
wenigstens teilweise mit einem reibungsreduzierenden Material oder Gleitlagermaterial 30 beschichtet
und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut
sein.
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Des
weiteren ist am ersten Lager 8 ein kappenartiger Flansch 60 ausgebildet,
der zur Verbindung mit der Befestigungsstruktur 14 vorgesehen
ist, beispielsweise über Schraubverbindungen 62.
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Schmiermittel
kann dem ersten Lager 8 und/oder dem zweiten Lager 10 über
eine oder mehrere Kanäle und/oder Bohrungen 50 in
dem ersten Lager 8, genauer dessen inneren Lagerteil 18,
erfolgen, die z. B. über eine zentrale, im inneren Lagerteil 18 ausgebildete
Drehdurchführung (nicht gezeigt) mit Schmiermittel versorgt
werden können.
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Des
weiteren sind hier nicht gezeigte Ausführungsformen vorgesehen,
die insofern mit den oben beschrieben Ausführungsformen
vergleichbar sind, als auch dort der äußere Lagerteil 20 des
ersten Lagers 8 und der innere Lagerteil 48 des
zweiten Lagers 10 miteinander gekoppelt oder zusammen einstückig
ausgeführt sind. Allerdings sind bei den hier nicht gezeigten
Ausführungsformen bezüglich der Welle 6 und
der Befestigungsstruktur 14 "umgekehrte" Anordnungen der
ersten und zweiten Lager 8 und 10 vorgesehen,
bei denen das erste Lager 8 mit der Welle 6 verbunden
oder über eine zwischen der Welle 6 und dem ersten
Lager 8 angeordnete Lageraufnahme mit der Welle 6 gekoppelt
ist, während das zweite Lager 10 an einer Befestigungsstruktur
gesichert ist.
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Die
Funktionsweise von unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen
Ausführungsformen ist wie folgt:
Drehungen der Welle 6 werden
vom dem ersten Lager 8 aufgenommen und gelagert. Treten
bei Drehung der Welle 6 umlaufende Wellenverformungen und/oder
Wellendurchbiegungen und in Folge davon umlaufende Schrägstellungen
des Wellenendes 12 auf, werden eine oder mehrere daraus
resultierende Schwenkbewegungen oder verschwenkte Positionen von
dem zweiten Lager 10 aufgenommen und umlaufend ausgeglichen,
d. h. eine Verlagerung der inneren und äußeren
Lagerteile 44 und 48 des zweiten Lagers 10,
die aus einer gegenüber der Rotationsachse 4 verschwenkten
Position des Wellenendes 12 resultiert, läuft
mit der Wellendrehzahl zusammen mit der sich drehenden Welle 6 um.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/075749
A1 [0048, 0050]