DE102007053723A1

DE102007053723A1 - Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten

Info

Publication number: DE102007053723A1
Application number: DE200710053723
Authority: DE
Inventors: Jürgen OETJEN
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-10
Filing date: 2007-11-10
Publication date: 2009-05-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils (2), bei dem das Maschinenteil (2) über ein Wälzlager (5) mit einem Lagerinnenring (6) und einem Lageraußenring (7) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (11) auf einer Achse (4) abgestützt ist, wobei in einem ringförmigen Hohlraum (14) frei bewegliche Ausgleichsmassen (15) angeordnet sind, welche die vorhandene Unwucht durch Einnahme einer Gegenlage ausgleichen. Gemäß der Erfindung ist das Wälzlager (5) zweireihig ausgebildet, wobei eine Reihe der Wälzkörper (11) durch Ausgleichsmassen (15) ersetzt ist, sodass eine aus Hohlraum (14), Ausgleichsmassen (15) und Wälzkörpern (11) bestehende einstückige Baueinheit (3) gebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils, bei dem das Maschinenteil über ein Wälzlager mit einem Lagerinnenring und einem Lageraußenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern auf einer Achse abgestützt ist, wobei in einem ringförmigen Hohlraum frei bewegliche Ausgleichsmassen angeordnet sind, welche die vorhandene Unwucht durch Einnahme einer Gegenlage ausgleichen.
Hintergrund der Erfindung
Die naturgemäß mehr oder weniger immer vorhandene Unwucht eines Maschinenteils macht sich bei dessen Rotation in unangenehmer Weise bemerkbar. So ist beispielsweise bei Waschmaschinen im Schleudergang deren Bewegen im Raum bestens bekannt. Vibrationen von in der Hand aufzunehmenden Maschinen, beispielsweise Handschleifmaschinen, können im Extremfall sogar zu körperlichen Schäden des Benutzers führen.
Derartige Unwuchtprobleme löst man seit langem dadurch, dass sich Ausgleichsmassen frei auf einer Kreisbahn bewegen können. Werden diese in der Nähe einer Unwucht auf einer Welle angeordnet, so streben die Ausgleichsmassen automatisch Positionen an, die gegenüber der Unwucht liegen. Damit bilden sie ein Gegengewicht durch das die Unwucht ausgeglichen wird.
Derartige Ausgleichsvorrichtungen sind beispielsweise in der DE 919 076 , DE 25 48 433 A1 , DE 27 11 561 A1 und in der DE 35 09 089 A1 beschrieben.
Eine gattungsgemäße Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils ist aus der DE 693 05 988 T2 vorbekannt. Wie aus 14 und der zugehörigen Beschreibung ersichtlich, ist auf einer Achse über ein Wälzlager ein drehbares, mit einer Unwucht behaftetes Teil gelagert. Diese Unwucht wird dadurch ausgeglichen, indem das rotierende Teil mit mehreren voneinander beabstandeten ringförmigen Hohlräumen versehen ist, in denen jeweils im Durchmesser unterschiedliche Ausgleichsgewichte in Form von Kugeln angeordnet sind. Das Auswuchten kann dabei auf zweierlei Art vorgenommen werden. Einerseits dadurch, dass die Ausgleichsgewichte in radialer Richtung hintereinander angeordnet sind, d. h., der radiale Abstand jeder einzelnen Reihe von Ausgleichsgewichten von der Achse nimmt zu. Andererseits können die Ausgleichsgewichte auch derart angeordnet sein, dass sie von der Achse den gleichen radialen Abstand aufweisen, aber in axialer Richtung voneinander beabstandet sind.
Nachteilig dabei ist, dass eine solche Auswuchteinrichtung aus mehreren Bauteilen besteht, die mit dem auszuwuchtenden Teil verbunden werden müssen, sodass die Fertigung aufwändig und damit teuer ist. Darüber hinaus beansprucht eine derartig gattungsgemäß ausgebildete Einrichtung zum Auswuchten zusätzlichen Bauraum.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils bereitzustellen, die sich einerseits mit einem geringeren Aufwand fertigen lässt und die andererseits mit weniger Bauraum auskommt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass das Wälzlager zweireihig ausgebildet ist, wobei eine Reihe der Wälzkörper durch Ausgleichsmassen ersetzt ist, sodass eine aus Hohlraum, Ausgleichsmassen und Wälzkörpern bestehende einstückige Baueinheit gebildet ist.
Zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils wird durch die Kombination von Wälzlager und eigentlicher Auswuchteinrichtung eine kompakte Baueinheit gebildet, sodass das auszuwuchtende Teil mit dem Einbau des Wälzlagers bei Rotation sofort ausgewuchtet wird. Der Anwender braucht also lediglich das Maschinenteil mit dem Wälzlager zu verbauen. Es ist nicht mehr erforderlich, in aufwändiger Weise das auszuwuchtende Teil mit einer Auswuchteinrichtung zu verbinden, da die die Umwucht ausgleichenden Massen nunmehr integraler Bestandteil der Wälzlagerung sind. Neben der Montagerleichterung liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil darin, dass durch die Kombination von Wälzlager und Auswuchteinrichtung in bedeutendem Maße Bauraum einsparbar ist. Dem Grunde nach kann für die Auswuchtung jedes beliebige, an den jeweiligen Anwendungsfall angepasste zweireihige Wälzlager verwendet werden, bei dem lediglich eine Reihe der Wälzkörper durch die Ausgleichsmassen zu ersetzen ist. Wie der Fachmann weiß, sind zweireihige Wälzlager auf dem Markt in den verschiedensten Ausführungsvarianten kostengünstig erwerbbar, sodass für jeden Anwendungsfall eine passende Ausgleichsvorrichtung eingesetzt werden kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 2 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Durchmesser der Ausgleichsmassen kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt insbesondere darin, dass ein schneller Ausgleich der Unwucht durch eine schnelle Bewegung der Ausgleichsmassen möglich ist.
Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass die Wälzkörper und die Ausgleichsmassen kugelförmig ausgebildet sind.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung nach den Ansprüchen 4 und 5 ist das Wälzlager als ein einreihiges Schrägkugellager oder als ein Vierpunkt-Kugellager ausgebildet, wobei in beiden Fällen dessen Lagerkugeln in einem Käfig geführt sind. Der Vorteil des einreihigen Schrägkugellagers liegt darin, dass bevorzugt Kräfte von einer axialen Richtung aufnehmbar sind, während das Vierpunkt-Kugellager den Vorteil besitzt, dass in beiden axialen Richtungen Kräfte aufnehmbar sind, sodass gegebenenfalls auf ein weiteres Stützlager verzichtet werden kann.
Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 6 sollen die Wälzkörper ein geringeres spezifisches Gewicht als die Ausgleichsmassen aufweisen. Dies ist vorteilhaft, weil aufgrund des höheren spezifischeren Gewichtes der Ausgleichsmassen größere Unwuchten ausgleichbar sind.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 7 und 8 sollen die Wälzkörper aus einem Wälzlagerstahl und die Ausgleichsmassen aus einer Nichteisenmetalllegierung bestehen, wobei insbesondere der Wälzlagerstahl 100Cr6 und die Bronze CuSn8 genannt sind. Zinnbronzen sind insbesondere geeignet, weil sie neben ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit, hohen Härte und Festigkeit auch eine große Beständigkeit gegenüber mechanischem Verschleiß aufweisen.
Schließlich soll nach einem letzten Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 9 die Baueinheit beidseitig mit je einem Dichtring versehen sein. Das ist von Vor teil, weil einerseits im Inneren vorhandenes Schmiermittel nicht nach außen austreten kann und weil andererseits von außen keine Schmutzpartikel in das Innere der Baueinheit eindringen können.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen Querschnitt einer Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils entlang der Linie I-I in 2 und
2 einen Längsschnitt durch diese Einrichtung entlang der Linie II-II in 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist ein mit einer Unwucht 1 behaftetes Maschinenteil 2 über eine einstückig ausgebildete Baueinheit 3 mit der feststehenden Achse 4 verbunden. Diese Baueinheit 3 besteht aus dem Wälzlager 5, dessen Lagerinnenring 6 mit der Achse 4 und dessen Lageraußenring 7 mit dem Maschinenteil 2 verbunden ist. Zwischen beiden Lagerringen 6, 7 wälzen auf zugehörigen Laufbahnen 8, 9 in einem Käfig 10 geführte Wälzkörper 11 ab, die als Lagerkugeln ausgebildet sind, wobei deren Laufbahnen 8, 9 so gestaltet sind, dass das Wälzlager 5 als Vierpunkt-Kugellager ausgebildet ist. Beide Lagerringe 6, 7 sind in axialer Richtung verlängert und weisen Laufbahnen 12, 13 auf, die mit den Laufbahnen 8, 9 identisch sind. Dies ergibt sich dadurch, dass von einem zweireihigen Vierpunkt-Kugellager ausgegangen wurde, wobei eine Reihe der Lagerkugeln 11 durch die kugelförmigen Ausgleichsmassen 15 ersetzt ist. Die Laufbahnen 12, 13 begrenzen den ringförmigen Hohlraum 14, in dem die als Kugeln ausgebildeten Ausgleichsmassen 15 untergebracht sind. Die Ausgleichsmassen 15 sind im Durchmesser kleiner als die Wälzkörper 11, wobei nach Zeichnung deren Durchmesser etwa 85% vom Durchmesser der Wälzkörper 11 beträgt. Nach außen ist die Baueinheit 3 beidseitig durch Dichtringe 16, 17 geschützt, die im Ausführungsbeispiel als schleifende Dichtung ausgebildet sind, wobei ein nicht bezeichneter metallischer Armierungskörper von einem ebenfalls nicht bezeichneten Kunststoff umspritzt ist. Bei Rotation des Maschinenteils 2 um die Rotationsachse sorgt die in 2 im oberen Teil vorhandene Unwucht 1 dafür, dass die Ausgleichsmassen 15 eine Gegenlage einnimmt, d. h. im unteren Teil des ringförmigen Hohlraumes 14 angeordnet sind.

1: Unwucht
2: Maschinenteil
3: Baueinheit
4: Achse
5: Wälzlager
6: Lagerinnenring
7: Lageraußenring
8: Laufbahn
9: Laufbahn
10: Käfig
11: Wälzkörper
12: Laufbahn
13: Laufbahn
14: ringförmiger Hohlraum
15: Ausgleichsmasse
16: Dichtring
17: Dichtring
18: Lagerachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 919076 [0004]
- DE 2548433 A1 [0004]
- DE 2711561 A1 [0004]
- DE 3509089 A1 [0004]
- DE 69305988 T2 [0005]

Claims

Einrichtung zum selbsttätigen Auswuchten eines sich drehenden Maschinenteils (2), bei dem das Maschinenteil (2) über ein Wälzlager (5) mit einem Lagerinnenring (6) und einem Lageraußenring (7) und dazwischen angeordneten Wälzkörpern (11) auf einer Achse (4) abgestützt ist, wobei in einem ringförmigen Hohlraum (14) frei bewegliche Ausgleichsmassen (15) angeordnet sind, welche die vorhandene Unwucht durch Einnahme einer Gegenlage ausgleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (5) zweireihig ausgebildet ist, wobei eine Reihe der Wälzkörper (11) durch Ausgleichsmassen (15) ersetzt ist, sodass eine aus Hohlraum (14), Ausgleichsmassen (15) und Wälzkörpern (11) bestehende einstückige Baueinheit (3) gebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Ausgleichsmassen (15) kleiner als der Durchmesser der Wälzkörper (11) ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) und die Ausgleichsmassen (15) kugelförmig ausgebildet sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (5) als ein Schrägkugellager ausgebildet ist, dessen Lagerkugeln in einem Käfig geführt sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (5) als ein Vierpunkt-Kugellager ausgebildet ist, dessen Lagerkugeln (11) in einem Käfig (10) geführt sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) ein geringeres spezifisches Gewicht als die Ausgleichsmassen (15) aufweisen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) aus einem Wälzlagerstahl und die Ausgleichsmassen (15) aus einer Nichteisenmetalllegierung bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (11) aus 100Cr6 und die Ausgleichsmassen (15) aus CuSn8 bestehen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (3) beidseitig mit je einem Dichtring (16, 17) versehen ist.