DE102007038604A1

DE102007038604A1 - Lager

Info

Publication number: DE102007038604A1
Application number: DE102007038604A
Authority: DE
Inventors: Padelis Katsaroa
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2009-02-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lager (1) mit mindestens einem Innenring (2) und mindestens einem Außenring (3), wobei der Raum (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) fluidisch mit einer Einrichtung (5) zum Druckausgleich in Verbindung steht. Um einen einfachen und effektiven Druckausgleich des Raums zwischen den Lagerringen zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass die Einrichtung (5) zum Druckausgleich eine flexible, gasundurchlässige Membran (6) umfasst, wobei durch die Membran (6) zumindest teilweise das Volumen des Raums (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) hermetisch abgegrenzt wird und wobei sich das Volumen des Raums (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Membran (6) vergrößern oder verkleinern kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager mit mindestens einem Innenring und mindestens einem Außenring, wobei der Raum zwischen den Lagerringen fluidisch mit einer Einrichtung zum Druckausgleich in Verbindung steht.
Ein Lager dieser Art ist beispielsweise aus der DE 10 2004 052 684 A1 bekannt. Dort ist ein zweireihiges Lager offenbart, wobei sich eine Entlüftungsbohrung radial durch den Außenring im Bereich zwischen den beiden Lagerreihen erstreckt. Radial außen ist eine Druckausgleichseinrichtung angeordnet.
Die Druckausgleichseinrichtung führt dabei einen Druckausgleich zwischen dem Innenbereich der Lageranordnung und dem Umgebungsbereich aus, so dass sich im Innenbereich weder ein nennenswerter Überdruck noch ein nennenswerter Unterdruck aufbauen kann.
Erwärmt sich das Lager bzw. der Raum zwischen den Lageringen, steigt der Druck an und Luft strömt vom Innenbereich durch die Durchgangsbohrung des Außenrings in die Druckausgleichseinrichtung Diese weist eine durchlässige Membran auf, so dass Luft zu einer Entlüftungsöffnung gelangen kann.
Für die Funktionstüchtigkeit der Druckausgleichseinrichtung ist es wichtig, dass die Membran insbesondere von Schmierstoffpartikeln frei gehalten wird, so dass sie nicht verstopft und dadurch den Gasaustausch behindert.
Nachteilig ist bei den vorbekannten Lösungen der eingangs genannten Art, dass der Druckausgleich aufgrund verschiedener Einflüsse behindert werden kann. Wie bereits gesagt, können Schmierstoffpartikel den Druckausgleich erschweren.
Ein anderes Problem ist der Eintritt von Schmutz oder Wasser von außen in das Lagerinnere. Hier tritt in negativer Weise ein gewisser Saugeffekt auf, wenn Luft wieder in den Raum zwischen den Lagerringen einströmen muss, um den Druckausgleich herzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass ein optimaler und stets vollständiger Druckausgleich des Raums zwischen den Lagerringen mit der Umgebung sichergestellt ist, wobei es zu keinen Problemen mit sich zusetzenden gasdurchlässigen Elementen (Membranen) kommen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Druckausgleich eine flexible, gasundurchlässige Membran umfasst, wobei durch die Membran zumindest teilweise das Volumen des Raums zwischen den Lageringen hermetisch abgegrenzt wird und wobei sich das Volumen des Raums zwischen den Lageringen durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Membran vergrößern oder verkleinern kann.
Durch die Flexibilität der Membran wird ein Druckausgleich möglich, da die Membran sich entsprechend den Druckverhältnissen ausdehnen oder zusammenziehen kann, so dass im Raum zwischen den Lageringen stets im wesentlichen Umgebungsdruck herrscht, unabhängig von der Temperatur in diesem Raum.
Unter dem Raum zwischen den Lagerringen wird hierbei der gesamte hermetisch eingeschlossene Raum zwischen den Lagerringen verstanden einschließlich des Volumens, das sich bis zur gasundurchlässigen Membran erstreckt.
Bei dem Lager handelt es sich bevorzugt um ein Wälzlager, wobei dann in dem Raum zwischen den Lagerringen auch Wälzkörper angeordnet sind.
Die Membran ist besonders bevorzugt als Rollmembran ausgebildet. In diesem Falle kann sie zu einer Achse rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
Die Rollmembran kann über ein ringförmiges Trägerelement gelegt sein, wobei die Rollmembran das eine axiale Ende des Trägerelements hermetisch abschließt.
Das ringförmige Trägerelement kann auf einer Grundplatte angeordnet sein, wobei die Grundplatte mittels einer Leitung fluidisch mit dem Raum zwischen den Lageringen verbunden ist. Die Leitung kann dabei zumindest teilweise als sich radial durch einen der Lagerringe erstreckende Bohrung ausgebildet sein; hierbei durchsetzt die Bohrung bevorzugt den Außenring.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das als Wälzlager ausgeführte Lager zweireihig ausgeführt ist, wobei die Boh rung zwischen den beiden Reihen des Lagers angeordnet ist. Die fluidische Verbindung zwischen dem Außenring des Lagers und der Grundplatte kann mittels eines Rohrstücks hergestellt werden.
Der Raum zwischen den Lagerringen wird vorzugsweise weiterhin durch mindestens einen Wellendichtring abgedichtet.
Das Lager ist gemäß einer sehr bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Bestandteil einer Ritzellagerung eines Getriebes, insbesondere eines Hinterachsgetriebes, oder einer Radlagerung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens.
Die vorgeschlagene Lösung stellt also auf den Gedanken ab, den Druckausgleich bevorzugt über eine Rollmembran zu erreichen, die sich je nach Lufttemperatur im Raum zwischen den Lagerringen ausrollt und über das zusätzlich entstehende „Ausrollvolumen" den Druck im Raum zwischen den Lagerringen gleich dem Umgebungsdruck konstant hält. Bei Luftabkühlung rollt die Rollemembran wieder ein, so dass sich das hermetisch begrenzte Volumen des Raums zwischen den Lagerringen wieder vermindert.
Die Erfindung kann generell bei allen abgedichteten Lagereinheiten eingesetzt werden, wobei die genannte Anwendung in Ritzellagereinheiten oder Radlagereinheiten bevorzugt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch den Radialschnitt durch ein Lager zur Lagerung eines Wellenteils, wobei das Lager mit einer Einrichtung zum Druckausgleich versehen ist, und
2 den vergrößerten Radialschnitt gemäß 1 durch die Einrichtung zum Druckausgleich.
In 1 ist ein Lager 1 zu sehen, das als zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildet ist. Vorliegend weist das Lager 1 zwei Innenringe 2 auf, die jeweils eine Laufbahn 16 für Wälzkörper (Kegelrollen) 7 haben. Weiterhin ist ein Außenring 3 vorgesehen, der zwei Laufbahnen 17 für die beiden Reihen Kegelrollen 7 hat. Mittels des Lagers 1 wird eine Welle 18 gelagert. Nicht dargestellt ist die Anordnung des Außenrings 3 in einem Gehäuse.
Zwischen den Innenringen 2 und dem Außenring 3 ist ein Ringraum 4 definiert, in dem auch die Kegelrollen 7 angeordnet sind. Dieser Raum 4 ist seitlich durch Wellendichtringe 14 und 15 zur Umgebung hin abgedichtet, wie es bekannt und gebräuchlich ist.
Bei der Erwärmung des Lagerinneren dehnt sich die sich im Raum 4 befindliche Luft aus, so dass es zu einem unerwünschten Druckanstieg käme, wenn diesbezüglich keine Sorge getragen wäre. Um diesen Druckanstieg zu verhindern, ist eine Einrichtung 5 zum Druckausgleich vorgesehen, die als solches im Stand der Technik bekannt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass diese Einrichtung 5 zum Druckausgleich eine flexible, gasundurchlässige Membran 6 umfasst. Diese Membran 6 grenzt jedenfalls zum Teil das Volumen des Raums 4 zwischen den Lageringen 2 und 3 hermetisch ab. Ferner kann sich infolge der Flexibilität der Membran 6 das Volumen des Raums 4 zwischen den Lageringen 2, 3 durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Membran 6 vergrößern oder verkleinern.
Wie es im Ausführungsbeispiel gesehen werden kann, ist als Membran 6 eine Rollmembran vorgesehen. In beiden 1 und 2 ist die Rollmembran in ihren beiden „Endstellungen" dargestellt, nämlich einmal in der vollständig ausgerollten Position und einmal in der ganz zusammengezogenen Position.
Im zusammengezogenen oder zusammengerollten Zustand der Rollmembran entspricht die Temperatur im Lager und insbesondere im Raum 4 zwischen den Lagerringen 2, 3 der Umgebungstemperatur. Im ausgedehnten oder ausgerollten Zustand ist die Lagertemperatur indes höher als die Umgebungstemperatur. Die sich ausdehnende Luft im Raum 4 gelangt über eine Leitung 12 zur Rollmembran 6, so dass sich diese ausrollt.
Konstruktive Einzelheiten sind vor allem in 2 zu sehen.
Die Rollmembran 6 ist rotationssymmetrisch zu einer Achse 8 ausgebildet. Sie wird von einem ringförmigen Trägerelement 9 getragen, das als Rohrstück ausgeformt ist. Das eine axiale Ende 10 des Trägerelements 9 ist von der Rollmembran 6 hermetisch verschlossen. Das Trägerelement 9 ist auf einer Grundplatte 11 festgelegt, z. B. festgeschweißt.
In der Grundplatte 11 ist eine Bohrung 19 eingebracht, wobei sich an die Bohrung 19 von unten ein Rohrstück 13 anschließt, das Bestandteil einer Leitung 12 ist, die den Raum 4 und die Rollmembran 6 fluidisch verbindet. Das Rohrstück 13 geht in eine Bohrung 12' über, die ebenfalls Bestandteil der Leitung 12 ist. Die Bohrung 12' durchsetzt dabei den Außenring 3 radial, wobei die Bohrung 12' zwischen den beiden Reihen Kegelrollen 7 angeordnet ist.
Die bevorzugt zum Einsatz kommende Rollmembran 6 ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt und wird beispielsweise unter der Marke „simrit" von der Freudenberg Simrit KG vertrieben.

1: Lager
2: Innenring
3: Außenring
4: Raum zwischen den Lagerringen
5: Einrichtung zum Druckausgleich
6: Membran (Rollmembran)
7: Wälzkörper
8: Achse
9: ringförmiges Trägerelement
10: axiales Ende des Trägerelements
11: Grundplatte
12: Leitung
12': Bohrung
13: Rohrstück
14: Wellendichtring
15: Wellendichtring
16: Laufbahn
17: Laufbahn
18: Welle
19: Bohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004052684 A1 [0002]

Claims

Lager (1) mit mindestens einem Innenring (2) und mindestens einem Außenring (3), wobei der Raum (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) fluidisch mit einer Einrichtung (5) zum Druckausgleich in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Druckausgleich eine flexible, gasundurchlässige Membran (6) umfasst, wobei durch die Membran (6) zumindest teilweise das Volumen des Raums (4) zwischen den Lageringen (2, 3) hermetisch abgegrenzt wird und wobei sich das Volumen des Raums (4) zwischen den Lageringen (2, 3) durch Ausdehnen oder Zusammenziehen der Membran (6) vergrößern oder verkleinern kann.
Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Wälzlager ist und sich in dem Raum (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) auch Wälzkörper (7) befinden.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (6) als Rollmembran ausgebildet ist.
Lager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollmembran (6) zu einer Achse (8) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Lager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollmembran (6) über ein ringförmiges Trägerelement (9) gelegt ist, wobei die Rollmembran (6) das eine axiale Ende (10) des Trägerelements (9) hermetisch abschließt.
Lager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Trägerelement (9) auf einer Grundplatte (11) angeordnet ist, wobei die Grundplatte (11) mittels einer Leitung (12) fluidisch mit dem Raum (4) zwischen den Lageringen (2, 3) verbunden ist.
Lager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (12) zumindest teilweise als sich radial durch einen der Lagerringe (2, 3) erstreckende Bohrung (12') ausgebildet ist.
Lager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (12') den Außenring (3) durchsetzt.
Lager nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wälzlager ausgeführte Lager (1) zweireihig ausgeführt ist, wobei die Bohrung (12') zwischen den beiden Reihen des Lagers (1) angeordnet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische Verbindung zwischen dem Außenring (2) des Lagers (1) und der Grundplatte (11) mittels eines Rohrstücks (13) hergestellt ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (4) zwischen den Lagerringen (2, 3) weiterhin durch mindestens einen Wellendichtring (14, 15) abgedichtet ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil einer Ritzellagerung eines Getriebes, insbesondere eines Hinterachsgetriebes, ist.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil einer Radlagerung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, ist.