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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 Kräften 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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Gemäß
US 6,482,141 B1 ist zwischen einem außen liegend angeordneten Schwenklager und dem Ende einer Welle eine Kugellageranordnung vorgesehen.
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Gemäß
DE 101 39 969 A1 ist am Ende einer Welle ein Schwenklager angeordnet, das mittels eines Zwischenelements mit einem weiteren, weiter außen angeordneten Schwenklager verbunden ist. Vergleichbar zu
US 6,482,141 B1 ist gemäß
DE 26 21 318 A1 eine Kugellageranordnung zwischen dem Ende einer Welle und einem außen liegenden Schwenklager angeordnet.
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Gemäß
US 1,928,114 A werden zur Lagerung einer Welle Wälzlager verwendet, deren Rotationsachsen gegenüber der Rotationsachse der Welle schräg verlaufen. Zwischen der Wälzlageranordnung und der Welle ist eine Schwenkanordnung vorgesehen, die eine fehlerhafte Ausrichtung der Welle bezüglich der Wälzlageranordnung kompensiert. Diese Schwenkeinrichtung erlaubt keine schwenkbare Lagerung hinsichtlich Schwenkbewegungen aus der Rotationsachse, sondern sorgt für eine Ausrichtung zwischen Rotationsachse der Webe und der Wälzlageranordnung.
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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 als erstes Lager bezeichnetes Gleitlager zur drehbaren Lagerung eines Endes der Welle für dessen Drehung um die Rotationsachse und ein als zweites Lager bezeichnetes Gelenk- oder Schwenklager zur schwenkbaren Lagerung des Endes der Welle für Schwenkbewegungen aus der Rotationsachse, wobei das Gelenk- oder Schwenklager im Kraftfluss zwischen Welle und Gleitlager angeordnet ist.
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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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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. Bei weiteren Ausführungsformen 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 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 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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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 zweite Lager verdrehsicher miteinander gekoppelt sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann das Ende der Welle mit dem inneren Lagerteil 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 zweiten Lager verbunden sein. Alternativ kann das Ende der Welle mittels der Lageraufnahme mit 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 ein 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 Beispiel 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 Gleitlager-material 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 miteinander 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 Lagerteils 18 und des äußeren Lagerteils 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 beschriebenen 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 von 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 miteinander 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 Lagerteils 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.
