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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung zum Lagern
von zumindest einem Maschinenelement in einem Gehäuse gemäß der
im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten
Art.
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Beispielsweise
aus der Druckschrift
DE
10 2005 006 210 A1 ist eine Lageranordnung, insbesondere
für Wälzlager und Gleitlager, zur Lagerung von drehbaren
Maschinenteilen mit einer Geräusch- und Schwingungsdämpfung
bekannt. Bei der bekannten Lageranordnung wird zwischen einem Lagerring
und dem Maschinenteil eine Schicht aus über den Lagersitz
verteilter harter Partikel mit definierter Größe
vorgesehen ist.
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Dadurch
soll der Übertragungsweg des Körperschalls, der
z. B. beim Abwälzen einer Verzahnung, beim Abrollen von
Lagern und durch das Rasseln loser Massen erzeugt wird, unterbrochen
werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass diese Geräusche
in Form von Schwingungen über den Übertragungsweg
in die Außenhaut des Gehäuses und von dort in
die Umgebung übertragen werden.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei den bekannten Lageranordnungen hinsichtlich
der Schalldämpfung das Problem besteht, dass sich das Lager
bzw. das Maschinenteil derart an dem Dämpfungsmedium abstützt,
dass das Dämpfungsmedium aufgrund der hohen Flächenpressung
durch den zwischen den jeweiligen Lagerflächen gebildeten
Spalt wegfließt. Infolgedessen liegt ein direkter Kontakt
der zu dämpfenden Teile vor, so dass dann der Übertragungsweg nicht
mehr unterbrochen ist.
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Demnach
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung
der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche derart
verbessert wird, dass jederzeit eine Unterbrechung des Übertragungsweges
von Körperschall und Schwingungen gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den Zeichnungen.
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Demzufolge
wird eine Lageranordnung zum Lagern von zumindest einem Maschinenelement
in einem Gehäuse vorgeschlagen, wobei zumindest ein Dämpfungsmedium
zwischen den zu dämpfenden Bauteilen, insbesondere zwischen
dem zu lagernden Maschinenelement und dem Gehäuse, vorgesehen ist,
und wobei an zumindest einer der gehäuseseitigen Lagerflächen
und/oder maschinenseitigen Lagerflächen wenigstens ein
Aufnahmebereich oder dergleichen für das Dämpfungsmedium
vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein ausreichender Dämpfungsspalt
zum Vermeiden bzw. zum erheblichen Reduzieren von Schall- und Schwingungsübertragungen
zwischen den zudämpfenden Bauteilen sicher realisiert werden.
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Bei
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung
wird sichergestellt, dass das Dämpfungsmedium aufgrund
des speziell vorgesehenen Aufnahmebereiches nicht wegfließen
kann, sodass in jeder Situation eine Unterbrechung des Übertragungsweges
des Körperschalls zwischen den zu dämpfenden Bauteilen
verhindert wird. Als Dämpfungsmedium kann jedes entsprechende
Dämpfungseigenschaften aufweisendes Medium verwendet werden.
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Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung
wird vorgesehen, dass der Aufnahmebereich unabhängig von
der jeweiligen Ausführungsvariante der Lageranordnung mehrere voneinander
getrennte Vertiefungen oder dergleichen umfasst. Diese z. B. kammerförmigen
Vertiefungen sind in die jeweilige Lagerfläche eingebracht, um
mit dem Dämpfungsmedium z. B. durch Einspritzen gefüllt
zu werden, so dass an den Lagerflächen zwischen den zu
dämpfenden Bauteilen ein direkter Kontakt vermieden wird.
Zudem wird durch die mittels Stege voneinander getrennten Kammern
bzw. Vertiefungen verhindert, dass das Dämpfungsmedium
seitlich wegfließen kann.
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Vorzugsweise
werden die Vertiefungen so mit dem Dämpfungsmedium befüllt,
dass der dadurch gebildete Dämpfungsspalt zwischen den
gehäuseseitigen und den maschinenseitigen Lagerflächen
einerseits ausreicht, um einen direkten Kontakt zu verhindern und
andererseits so bemessen ist, dass ein Wegfließen durch
den gebildeten Spalt verhindert wird. Es kann auch eine Dämpfung
zwischen verschiedenen Gehäuseteilen vorgesehen sein.
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Im
Rahmen einer nächsten Weiterbildung kann vorgesehen sein,
dass der Dämpfungsspalt entsprechende Spaltdichtungen oder
dergleichen aufweist.
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Eine
mögliche Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen,
dass ein äußerer Lagerring zur Lagerung eines
rotierenden Maschinenelements zumindest einen Aufnahmebereich aufweist.
Bei dieser Ausführungsform kann z. B. ein Aufnahmebereich
an der radialen der Gehäusewand zugewandten Lagerfläche
vorgesehen sein. Je nach Art des Lagers kann zusätzlich
oder auch separat zumindest ein weiterer Aufnahmebereich an zumindest
einer axialen Lagerfläche, die der Gehäusewand
zugewandt ist, vorgesehen sein.
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Infolgedessen
können die mit einem Dämpfungsmedium gefüllten
Aufnahmebereiche sowohl eine Unterbrechung des Übertragungsweges
in radialer als auch in axialer Richtung bei der erfindungsgemäßen
Lageranordnung gewährleisten.
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Bei
den verwendeten Lagerringen können die Vertiefungen des
jeweiligen Aufnahmebereiches über den gesamten Umfang des
Lagerringes verteilt sein, um eine über den gesamten Umfang
wirksame Dämpfung zu erzielen.
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Eine
weitere Ausführungsform, die in Kombination oder auch separat
zur vorbeschriebenen Ausführungsform eingesetzt werden
kann, sieht vor, dass wenigstens ein Aufnahmebereich an zumindest einem
separaten Gehäuseteil zur Lagerung des rotierenden Maschinenelements
vorgesehen ist. Dadurch wird das Dämpfungsmedium gehäuseseitig untergebracht,
um den Übertragungsweg zwischen dem Maschinenelement und
dem Gehäuse zu unterbrechen. Das Gehäuseteil kann
je nach Art der Lagerung auch mehrteilig ausgestaltet sein.
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Auch
bei dieser Ausführungsform kann ein Aufnahmebereich an
zumindest einem radial zum Lagerring angeordneten Gehäuseteil
als auch an zumindest einem axial zum Lagerring angeordneten Gehäuseteil
vorgesehen sein. Auf diese Weise werden sowohl die radialen als
auch die axialen Übertragungswege unterbrochen.
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Auch
bei dieser Ausführungsform kann jeder Aufnahmebereich Vertiefungen über
den gesamten Umfang des Gehäuseteiles verteilt aufweisen,
um eine vollständige Entkopplung der Übertragungswege
zu realisieren.
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Zur
Lagerung eines feststehenden Maschinenelements kann zumindest ein
Fixierbolzen verwendet werden, der an der Gehäusewand gelagert wird.
Bei dieser Art der Lagerung kann bei der erfindungsgemäßen
Lageranordnung vorgesehen sein, dass zumindest einer der, vorzugsweise
sämtliche Fixierbolzen, zumindest einen Aufnahmebereich
für das Dämpfungsmedium aufweisen.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmebereich an der radialen Lagerfläche des
etwa kreisförmigen Fixierbolzens vorgesehen ist. Auf diese
Weise wird der Übertragungsweg für radiale Belastungen
unterbrochen. Um auch eine axiale Entkopplung zu gewährleisten,
kann vorgesehen sein, dass ein an dem Fixierbolzen gehaltener Grundträger
oder dergleichen des Maschinenelementes zumindest einen Aufnahmebereich
aufweist. Der Aufnahmebereich ist somit an einer axialen Lagerfläche
vorgesehen, welche der Gehäusewand zugewandt ist, um auch
in axialer Richtung eine Unterbrechung des Übertragungsweges
zu gewährleisten.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass
alternativ oder auch zusätzlich ein Aufnahmebereich an
einem das Maschinenelement tragenden Grundträger vorgesehen
ist, der dem Fixierbolzen radial zugeordnet ist, um eine radiale
Entkopplung zu gewährleisten. Ferner kann alternativ oder
separat zur axialen Entkopplung eine dem Grundträger zugewandte
Gehäusewand einen Aufnahmebereich an der axialen Lagerfläche
aufweisen. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten
der jeweiligen Aufnahmebereiche an den Bauteilen möglich.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
geschnittene Teilansicht einer ersten möglichen Ausführungsvariante
einer erfindungsgemäßen Lageranordnung an einem
Kegelrollenlager;
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2 eine
geschnittene Teilansicht einer zweiten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Lageranordnung an einem
Festlager;
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3 eine
schematische dreidimensionale Teilansicht einer dritten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Lageranordnung mit einem
Fixierbolzen zum Lagern eines feststehenden Maschinenelements;
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4 eine
geschnittene Ansicht gemäß 3;
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5 eine
weitere geschnittene Ansicht gemäß 3 an
einer Gehäusewand; und
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6 eine
geschnittene Teilansicht einer vierten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Lageranordnung mit einem
Fixierbolzen zum Lagern eines feststehenden Maschinenelements.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt.
Bei dieser ersten Ausführungsvariante ist die erfindungsgemäße
Lageranordnung ein Kegelrollenlager, welches ein nicht weiter dargestelltes
rotierendes Maschinenelement an einem separaten Gehäuseteil 4 lagert.
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Das
Kegelrollenlager umfasst einen inneren Lagerring 1 und
einen äußeren Lagerring 2, welche Kegelrollen 3 als
Wälzkörper aufnehmen. Der äußere Lagerring 2 ist
an dem mehrteiligen Gehäuseteil 4 gelagert. Um
den Übertragungsweg des Körperschalls und der
Schwingungen zwischen dem rotierenden Maschinenelement bzw. dem äußeren
Lagerring 2 und dem Gehäuseteil 4 bzw.
der Gehäusewand 9 zu unterbrechen, ist an dem
Gehäuseteil 4 im Bereich der radialen Lagerflächen
des Gehäuseteiles 4 ein Aufnahmebereich 5 vorgesehen.
Der Aufnahmebereich 5 ist mit einem Dämpfungsmedium
befüllt, sodass ein geringer Dämpfungsspalt 7 von
beispielsweise etwa 0,1 mm zwischen den Lagerflächen des Lagerringes 2 und
dem Gehäuseteil 4 gebildet wird. Auf diese Weise
wird bei der vorgeschlagenen Lageranordnung ein direkter Kontakt
der radialen Lagerflächen verhindert.
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Zudem
ist an dem Gehäuseteil 4 ein weiterer Aufnahmebereich 6 an
der axialen Lagerfläche des Gehäuseteils 4 vorgesehen,
um auch Belastungen in axialer Richtung zu entkoppeln. Die jeweiligen
Aufnahmebereiche 5, 6 sind jeweils als mehrere
voneinander getrennte Vertiefungen über den gesamten Umfang
ausgebildet. Die Vertiefungen der Aufnahmebereiche 5, 6 sind
mit dem Dämpfungsmedium gefüllt, so dass der geringe
Dämpfungsspalt 7 zwischen den radialen und axialen
Lagerflächen des Gehäuseteils 4 und des äußeren
Lagerrings 2 realisiert wird. Auf diese Weise wird der
direkte Kontakt der Lagerflächen zwischen dem Gehäuseteil 4 und
dem äußeren Lagerring 2 verhindert, da
ein Wegfließen des Dämpfungsmedium aufgrund der
Aufnahmebereiche 5, 6 nicht möglich ist.
Somit wird der Übertragungsweg des Körperschalls
sicher unterbrochen.
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Der
Dämpfungsspalt 7 zwischen den Lagerflächen
wird jedoch möglichst gering sein, um ein Austreten des
Dämpfungsmediums aus dem Dämpfungsspalt 7 zu
verhindern. Ferner können nicht weiter dargestellte Spaltdichtungen
zum weiteren Abdichten vorgesehen sein. Die Aufnahmebereiche 5, 6 können
bei dieser ersten Ausführungsvariante alternativ oder zusätzlich
an dem äußeren Lagerring 2 sowohl axial
als auch radial vorgesehen sein.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Lageranordnung mit einem Festlager dargestellt. Auch bei dieser
zweiten Ausführungsvariante ist ein mehrteiliges Gehäuseteil 4, 4' zum
Aufnehmen eines äußeren Lagerringes 2 des Festlagers
vorgesehen. Das Festlager nimmt eine Kugel 12 als Wälzkörper
auf. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante sind
bei der zweiten Ausführungsvariante zwei axiale Aufnahmebereiche 6, 6 vorgesehen.
Dies deshalb, weil es sich um ein Festlager handelt, welches eine
Abstützung in beide axiale Richtungen gewährleistet.
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Auch
bei der zweiten Ausführungsvariante sind die Aufnahmebereiche 5, 6,
mit dem Dämpfungsmedium befüllt, so dass eine
Unterbrechung der jeweiligen Übertragungswege in axialer
und radialer Richtung durch den jeweils vorgesehenen Dämpfungsspalt 7 gewährleistet
wird.
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In 3 ist
eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Lageranordnung dargestellt. Bei dieser dritten Ausführungsvariante
ist ein Fixierbolzen 8 zum Lagern eines nicht weiter dargestellten Gehäuseteils
vorgesehen.
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Dazu
ist der Fixierbolzen 8, wie insbesondere aus den 4 und 5 zu
erkennen ist, an einer Gehäusewand 9 gelagert.
Der Fixierbolzen 8 nimmt das Gehäuseteil 4 mit
einer Metallhülse 11 auf. Die axiale Lagerfläche
der Gehäusewand 9 weist einen Grundträger 10 mit
einer metallischen Ummantelung 14 auf.
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Der
Fixierbolzen 8 weist einen Aufnahmebereich 5 an
der radialen Lagerfläche auf, welche dem Gehäuseteil 4 zugewandt
ist. Der Aufnahmebereich 5 weist, wie bei den vorhergehenden
Ausführungsvarianten, mehrere getrennt voneinander vorgesehene Vertiefungen
in der Lagerfläche auf, wobei die Vertiefungen über
den gesamten Umfang der Lagerfläche des Fixierbolzens 8 verteilt
sind.
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Die
Vertiefungen sind auch bei dieser Ausführungsvariante mit
dem Dämpfungsmedium gefüllt, um einen Dämpfungsspalt
zur Entkopplung zwischen den Lagerflächen des Gehäuseteils 4 bzw.
der Hülse 11 und des Fixierbolzens 8 vorzusehen.
Um auch in axialer Richtung eine Unterbrechung des Übertragungsweges
des Körperschalls zu ermöglichen, ist an der axialen
Lagerfläche des Grundträgers 10, welche
dem Gehäuseteil 4 zugewandt ist, ein Aufnahmebereich 6 vorgesehen.
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Auch
dieser Aufnahmebereich 6 besteht wieder aus mehreren voneinander
getrennten Vertiefungen, die über den gesamten Umfang der
axialen Lagerfläche der Grundträger 10 verteilt
sind. Die Vertiefungen sind auch mit einem Dämpfungsmedium
derart gefüllt, dass ein Dämpfungsspalt 7 zum
Vermeiden eines direkten Kontaktes zwischen den Lagerflächen
des Gehäuseteils 4 und des Grundträgers 10 vermieden
wird.
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Schließlich
zeigt 6 eine Alternative zur dritten Ausführungsvariante,
bei der ein Aufnahmebereich 5 und ein Aufnahmebereich 6 an
der radialen bzw. axialen Lagerfläche des Grundträgers 10 vorgesehen
sind. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei der dritten Ausführungsform
gemäß der 3 bis 5.
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Bei
der Ausführungsvariante gemäß 6 ist
sowohl eine axiale als auch eine radiale Unterbrechung des Übertragungsweges
des Körperschalls durch die Befüllung der jeweiligen
Aufnahmebereiche 5 und 6 gewährleistet,
Auf diese Weise ist die Schallübertragung in radialer Richtung
zwischen den Lagerflächen des Fixierbolzens 8 und
des Grundträgers 10 sowie in axialer Richtung
zwischen den Lagerflächen des Grundträgers 10 und
des Gehäuseteils 4 unterbrochen. Somit wird verhindert,
dass eine Schallübertragung von der Gehäusewand 9 zum zweiteiligen
Gehäuseteil 4, 4' stattfindet.
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- 1
- innerer
Lagerring
- 2
- äußerer
Lagerring
- 3
- Kegelrollen
- 4,
4'
- Gehäuseteil
- 5
- radialer
Aufnahmebereich
- 6
- axialer
Aufnahmebereich
- 7
- Dämpfungsspalt
- 8
- Fixierbolzen
- 9
- Gehäusewand
- 10
- Grundträger
- 11
- Hülse
- 12
- Kugel
- 13
- Dämpfungsmedium
- 14
- Ummantelung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005006210
A1 [0002]