DE102008032921A1 - Lagersystem - Google Patents

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DE102008032921A1
DE102008032921A1 DE102008032921A DE102008032921A DE102008032921A1 DE 102008032921 A1 DE102008032921 A1 DE 102008032921A1 DE 102008032921 A DE102008032921 A DE 102008032921A DE 102008032921 A DE102008032921 A DE 102008032921A DE 102008032921 A1 DE102008032921 A1 DE 102008032921A1
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damping fluid
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Andreas Dipl.-Ing. Kaiser
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler KG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/067Fixing them in a housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es wird ein Lagersystem (2), mit einem einen Hohlraum (8) ausbildenden Gehäuseteil (6) und mit einem in dem Hohlraum (8) eingesetzten Lagermodul (4), welches ein Außenelement (10) und ein darin angeordnetes, um eine Drehachse (20) relativ zum Außenelement (10) drehbar gelagertes Innenelement (12) umfasst, angegeben. Hierbei ist es vorgesehen, dass das Außenelement (10) entlang einer Außenkontur (26) passgenau bis auf einen umlaufenden ersten Spalt (28) zur Hohlraumwandung (30) in den Hohlraum (8) eingesetzt ist, wobei die Außenkontur (26) des Außenelements (10) und die Hohlraumwandung (30) zueinander verdrehsicher ausgebildet sind und wobei der erste Spalt (28) mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllt ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Lagersystem, mit einem einen Hohlraum ausbildenden Gehäuseteil und mit einem in dem Hohlraum eingesetzten Lagermodul, welches ein Außenelement und ein darin angeordnetes, um eine Drehachse relativ zum Außenelement drehbar gelagertes Innenelement umfasst.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei einem Lagermodul der eingangs genannten Art handelt es sich um ein Rotationslager, welches beispielsweise bei der Lagerung eines sich drehenden Maschinenteils, wie z. B. eines sich drehenden Rotors, oder im Rahmen einer Triebwerkslagerung Anwendung findet.
  • Allen Anwendungsbereichen des Lagermoduls gemein ist, dass es zum Auftreten axialer und radialer Schwingungen kommen kann, welche unter Um ständen störend den Betrieb des Lagersystems beeinflussen.
  • In der DE 32 39 328 C2 ist zur Dämpfung von Schwingungen zusätzlich zu eine Wirbelstromdämpfung und zusätzlich eine mechanische Dämpfungseinrichtung vorgesehen. Die mechanische Dämpfungseinrichtung umfasst insbesondere eine komplexe Anordnung von einer einen Magnetfeldstator tragenden Plattform, welche in Federn aufgehängt und über Schwingungsdämpfer mit einem Gehäuse verbunden ist.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach zu realisierendes Lagersystem anzugeben, bei dem ein schwingungsarmer Betrieb ermöglicht wird.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lagersystem, mit einem einen Hohlraum ausbildenden Gehäuseteil und mit einem in dem Hohlraum eingesetzten Lagermodul, welches ein Außenelement und ein darin angeordnetes, um eine Drehachse relativ zum Außenelement drehbar gelagertes Innenelement umfasst, wobei das Außenelement entlang einer Außenkontur passgenau bis auf einen umlaufenden ersten Spalt zur Hohlraumwandung in den Hohlraum eingesetzt ist, wobei die Außenkontur des Außenelements und die Hohlraumwandung zueinander verdrehsicher ausgebildet sind und wobei der erste Spalt mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllt ist.
  • Die Erfindung geht von der allgemeinen Überlegung aus, dass Schwingungen, beispielsweise radiale Schwingungen, wie sie häufig im Betrieb eines Lagersystems auftreten, leicht zu einem Verdrehen des Außenelements des Lagermoduls gegenüber dem Gehäuseteil oder auch zu einem Anlaufen des Lagermoduls an dem Gehäuseteil führen können. Insgesamt kann aus der artigen Situationen eine Schädigung bis hin zur Zerstörung des Lagersystems an sich erwachsen. Um beispielsweise einer schwingungsbedingten Schädigung entgegen zu wirken, sind heutige Lagersysteme z. B. mit entsprechenden Dämpfungssystemen ausgestattet, mittels welcher betriebsbedingte Schwingungen des Lagermoduls abgedämpft werden. Bei derartigen Dämpfungssystemen handelt es sich mitunter um technisch aufwendige Lösungen, bei denen eine Dämpfung über eine bisweilen recht komplexe Anordnung von mechanischen Dämpfungselementen realisiert ist. Doch selbst bei einem vorhandenen Dämpfungssystem besteht unter Umständen die Problematik eines Verdrehens des Außenelements gegenüber dem Gehäuseteil weiter, so dass gegebenenfalls die Notwendigkeit einer gesonderten Befestigung des Außenelements an dem Gehäuseteil, beispielsweise in Form einer Verflanschung, besteht. Insgesamt kann dies in einer technisch aufwendigen Konstruktion münden.
  • Die Erfindung erkennt die überraschend einfache Möglichkeit, eine Schwingungsdämpfung des Lagermoduls zusammen mit einer Verdrehsicherung des Außenelements gegenüber dem Gehäuseteil im Wesentlichen allein durch eine entsprechende Formgebung des Außenelements und des Gehäuseteils zueinander zu realisieren.
  • Die Erfindung sieht dazu vor, die Außenkontur des Außenelements und die Hohlraumwandung des Hohlraums, in welchen das Außenelement bis auf einen ersten Spalt passgenau eingesetzt ist, zueinander verdrehsicher auszugestalten. Dazu sind das Außenelement und die Hohlraumwandung insbesondere mit einer „verdrehsichernden Form” ausgestaltet. Das heißt also, dass eine Verdrehung des Außenelements gegenüber dem Gehäuseteil automatisch und allein durch die Hohlraumwandung „mechanisch” gestoppt würde. Dazu weist die Außenkontur des Außenelements und die Hohlraumwandung insbesondere eine unrunde Form auf. Für eine derartige unrunde Form weist die Außenkontur beispielsweise radiale Ausstülpungen auf, welche in komplementär dazu ausgebildete Einstülpungen der Hohlraumwan dung greifen. Es ist auch möglich, dass die Außenkontur und die Hohlraumwandung in einer anderweitigen Form ausgebildet sind, beispielsweise in einer ovalen Form oder in einer Sternform. Für eine Verdrehsicherung ist also eine anderweitige Befestigung des Außenelements an dem Gehäuseteil, beispielsweise durch eine Verflanschung, überflüssig.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Außenkontur und die Hohlraumwandung jeweils als eine Mehrkantform gegeben. Dies ist produktionstechnisch besonders einfach zu realisieren.
  • Der verdrehsichernde Effekt an sich ist schon allein über die Formgebung des Gehäuseteils und des Außenelements gewährleistet. Durch die Füllung des ersten Spalts mit der vorzugsweise hochviskosen Dämpfungsflüssigkeit wird zusätzlich noch eine Verdrehsicherung im Sinne einer berührungslosen Verdrehsicherung erreicht. Dies erklärt sich insbesondere so: Eine Verdrehung des Außenelements in dem Hohlraum führte aufgrund der „verdrehsichernden Formen” der Hohlraumwandung und der Außenkontur zu einer lokalen Verengung des ersten Spalts. Dies wiederum resultierte insbesondere in einer lokalen Erhöhung des Drucks, in der vorzugsweise hochviskosen Dämpfungsflüssigkeit, was letztlich einer Einengung des ersten Spaltes entgegen wirkt. Somit kann letztlich eine im Wesentlichen konstante Spaltweite des ersten Spaltes erreicht werden. Das heißt zum einen, dass mittels des flüssigkeitsbefüllten ersten Spaltes ein „mechanischer” Kontakt des Außenelements zu der Hohlraumwandung verhindert werden kann. Zum anderen kann damit eine automatische Zentrierung des Lagermoduls in dem Hohlraum des Gehäuseteils erreicht werden. Es wird also eine berührungslose Verdrehsicherung und zugleich eine berührungslose und insbesondere auch zentrierende Lagerung des Lagermoduls in dem Gehäuseteil zur Verfügung gestellt.
  • Zusätzlich wird mittels des mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten ersten Spaltes auf einfache Weise eine effektive Dämpfung von Schwingungen des Lagermoduls erzielt. Eine aufwendige technische Konstruktion mit zusätzlichen Bauteilen wird nicht notwendig, vielmehr wird eine konstruktiv einfach zu realisierende Schwingungsdämpfung zur Verfügung gestellt.
  • Bei der Dämpfungsflüssigkeit handelt es sich, wie vorerwähnt, insbesondere um eine hochviskose Flüssigkeit, beispielsweise um ein entsprechendes Öl. Je höher die Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit ist, desto stärker ist gewöhnlich die erzielbare Dämpfung. Welche Dämpfungsflüssigkeit mit welcher Viskosität letztlich gewählt wird, hängt wesentlich von der Anwendungsumgebung des Lagersystems ab. Hierbei werden z. B. Faktoren, wie z. B. die erzielten Betriebstemperaturen, die Art des Umgebungsmediums, eine Drehzahlbelastung des Lagermoduls, ein gewünschtes Dämpfungsvermögen etc. berücksichtigt.
  • Das Außenelement fungiert hier insbesondere als ein „Außenring” des Lagermoduls, in welchen das Innenelement insbesondere nach Art eines Innenrings eingesetzt ist. Das Innenelement ist relativ zum Außenelement drehbar gelagert. Grundsätzlich besteht hier die Möglichkeit, das Außenelement als gegenüber der Drehachse feststehend zu wählen. In dem Fall dreht sich das Innenelement um die Drehachse. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Variante, also Innenelement feststehend und Außenelement drehbar, möglich. Welche Variante letztlich gewählt wird, hängt von der konkreten Anwendungsumgebung des Lagersystems ab. Das Außenelement und das Innenelement können beispielsweise nach Art eines Wälzlagers mittels einer Anzahl von Wälzkörpern drehbar zueinander gelagert sein. Natürlich ist auch eine Lagerung nach Art eines Gleitlagers möglich.
  • Zur Realisierung der Verdrehsicherung der, ist es beispielsweise möglich, das Außenelement mehrstückig auszuführen. Mehrstückig insbesondere in dem Sinne, dass ein „klassischer” sich in Umfangsrichtung erstreckender Außenring, in ein mit einer entsprechenden Außenkontur versehenes Teilelement eingesetzt und beispielsweise durch eine Verpressung drehfest mit diesem verbunden wird. Die Außenkontur des Außenelements ist somit durch die Außenkontur des Teilelements gegeben. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, das Außenelement einstückig auszuführen.
  • Vorzugsweise ist an dem Gehäuseteil ein Sicherungsbereich ausgebildet, welcher einen radialen Randbereich des Außenelements bezüglich einer axialen Richtung zumindest teilweise umgreift. Im Betrieb des Lagersystems, in dem häufig auch axiale Schwingungen auftreten, wird durch einen derartigen Sicherungsbereich des Gehäuseteils auf einfach Weise eine axiale Sicherung des Außenelements gewährleistet.
  • Zweckmäßigerweise umfasst das Gehäuseteil zur Ausbildung des Sicherungsbereichs ein Oberschalen- und ein Unterschalenelement. „Oben” und „unten” bezieht sich hierbei im Wesentlichen auf eine Ebene, welche senkrecht zur axialen Richtung verläuft. Mittels dieser Ausgestaltung ist es auf besonders einfach Weise möglich, den Sicherungsbereich zu realisieren, da hierzu einfach die beiden Schalenelemente „sandwichartig” aneinandergefügt werden müssen. Das Außenelement ist dann zwischen den aneinandergefügten Schalenelementen gesichert. Zusätzlich wird hierdurch auch eine Abdichtung realisiert.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist zwischen dem Sicherungsbereich und dem umgriffenen Randbereich ein mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllter zweiter Spalt ausgebildet. Somit wird nicht nur eine axiale Sicherung des Außenelements sicher gestellt, es wird zugleich auf effektive Weise eine Dämpfung axialer Schwingungen des Lagermoduls erreicht. Im Prinzip ist es möglich, den ersten Spalt und den zweiten Spalt voneinander isoliert zu führen, so dass es zu keinem Austausch der in dem jeweiligen Spalt befindlichen Dämpfungsflüssigkeit kommt. Aus produktionstechnischen Erwägungen heraus, ist es aber mitunter sinnvoll, die einzelnen Spalte miteinander zu verbinden, womit auch ein Dämpfungsflüssigkeits-Austausch der Spalte untereinander ermöglicht wird.
  • Was die Füllung des ersten Spalts und/oder des zweiten Spalts mit der Dämpfungsflüssigkeit angeht, kann es prinzipiell vorgesehen sein, dass die Dämpfungsflüssigkeit statisch in dem jeweiligen Spalt verbleibt, also insbesondere kein dynamischer Austausch oder Durchfluss der Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist. Dazu ist der erste Spalt bzw. der zweite Spalt beispielsweise mittels entsprechender Dichtelemente gegenüber der Umgebung abgedichtet. Häufig ist es jedoch von Vorteil, den ersten Spalt und/oder den zweiten Spalt in dem vorgenannten Sinn nicht stetig mit der Dämpfungsflüssigkeit anzufüllen, sondern z. B. einen gezielten Durchfluss der Dämpfungsflüssigkeit vorzusehen.
  • Hierzu ist in einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante in das Gehäuseteil eine Anzahl von Zuläufen und eine Anzahl von Abläufen eingebracht, wobei über den oder jeden Zulauf die Dämpfungsflüssigkeit unter Druck und insbesondere mit konstanter Menge in den ersten Spalt und/oder den zweiten Spalt eingebracht wird. Mit der „Menge” ist hier die Dämpfungsflüssigkeits-Menge angesprochen, und kann sowohl als Flüssigkeitsmasse, als auch als Flüssigkeitsvolumen definiert sein. Die Zuläufe und die Abläufe sind beispielsweise als Kanäle oder einfache Öffnungen in das Gehäuseteil eingebracht. Über die entsprechenden Zuläufe wird die Dämpfungsflüssigkeit gezielt in den ersten und/oder den zweiten Spalt gepumpt, so dass diese jeweils gezielt mit einer konstanten Menge an Dämpfungsflüssigkeit durchspült werden. Für einen Ablauf der Dämpfungsflüssigkeit sind die entsprechenden Abläufe vorgesehen. Um insbesondere ein gleichmäßiges Durchspülen des entsprechenden Spalts zu gewährleisten, sind die Zuläufe zweckmäßigerweise gleichmäßig verteilt entlang des oder jeden Spaltes angeordnet. Die Abläufe sind dementsprechend sinnvollerweise gleichmäßig um die Zuläufe verteilt. Es kann vorgesehen sein, über die Zuläufe und die Abläufe einen Dämpfungsflüssigkeits-Kreislauf zur realisieren. Diese Variante ist v. a. hinsichtlich wirtschaftlicher Überlegungen besonders interessant. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, eine gezielte Dämpfungsflüssigkeits-Leckage zu schaffen. In dem Fall wird die Dämpfungsflüssigkeit über die Abläufe z. B. in eine Ölwanne, einen sog. Ölsumpf, abgeführt.
  • Die Dämpfungsflüssigkeit wird über die Zuläufe mit konstanter Menge in den entsprechenden Spalt eingebracht, d. h. insbesondere dass die Menge der Dämpfungsflüssigkeit in dem entsprechenden Spalt konstant gehalten wird. Dazu umfassen die einzelnen Zuläufe beispielsweise entsprechende Düsen. Durch das Einbringen der konstanten Menge an Dämpfungsflüssigkeit in den entsprechenden Spalt führt beispielsweise eine Verengung des ersten Spaltes aufgrund einer Verdrehung zu einer automatischen lokalen Erhöhung des Drucks in der Dämpfungsflüssigkeit, was letztlich einer Einengung des Spaltes entgegenwirkt. Das selbe gilt natürlich auf für den zweiten Spalt. Letztlich wird in dieser Ausgestaltungsvariante insbesondere die berührungslose Lagerung sowie die automatische Zentrierung des Lagermoduls weiter begünstigt.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist eine Anzahl von durch den oder jeden Zulauf mit Dämpfungsflüssigkeit gespeisten Taschen vorgesehen, wobei eine Einbringung der Dämpfungsflüssigkeit in den ersten Spalt und/oder den zweiten Spalt über die Anzahl von Taschen erfolgt. In dieser Ausgestaltungsvariante wird die Dämpfungsflüssigkeit über die Zuläufe also nicht direkt in den entsprechenden Spalt eingebracht. Stattdessen wird die Dämpfungsflüssigkeit über die Zuläufen zunächst, ähnlich wie bei einem hydrostatischem Lager, in entsprechende Taschen eingespeist. Hierbei kann jede der Taschen durch einen einzelnen Zulauf mit Dämpfungsflüssigkeit gespeist werden. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, jede der Taschen durch eine beliebige Anzahl von Zuläufen mit der Dämpfungsflüssigkeit zu speisen. Die Taschen sind zweckmäßigerweise gleichmäßig verteilt entlang des oder jeden Spaltes angeordnet In den Taschen, welche im Wesentlichen nur zu dem entsprechenden Spalt hin durchlässig sind, baut sich ein Abgabedruck für die Dämpfungsflüssigkeit auf, wodurch letztlich eine entsprechende Abgabe der Dämpfungsflüssigkeit über die Taschen in den entsprechenden Spalt vorteilhaft gewährleistet wird.
  • Vorzugsweise ist ein Dämpfungsflüssigkeits-Durchfluss des oder jeden Zulaufs regulierbar. Der Dämpfungsflüssigkeits-Durchfluss, kurz „Durchfluss” ist insbesondere als die Dämpfungsflüssigkeits-Menge definiert, welche einen Durchflussquerschnitt der Zulauföffnung je Zeiteinheit durchfließt. Die Menge kann hierbei sowohl als Flüssigkeitsmasse, als auch als Flüssigkeitsvolumen definiert sein. Die Regulierung des Durchflusses geschieht zweckmäßigerweise mittels eines entsprechenden Durchflussbegrenzers. Durchflussbegrenzer finden auf verschiedenen technischen Gebieten Anwendung, so dass hier auf eine bewährte Technik zurückgegriffen werden kann. Ein entsprechender Durchflussbegrenzers kann mitunter unter einem sehr hohen Systemdruck arbeiten, beispielsweise 100 bar. Mittels eines derartigen Systemdrucks ist es möglich, den gewählten Durchfluss auch bei einer sehr hohen Betriebslast des Lagermoduls zu gewährleisten. Allgemein gilt, dass der Durchfluss korreliert ist mit einer Strömungsgeschwindigkeit der abgegebenen Dämpfungsflüssigkeit und damit letztlich mit einem hydrodynamischen Druck dieser. Somit lässt sich über die Durchflussmenge letztlich ein Druck der Dämpfungsflüssigkeit in dem Spalt regulieren, wodurch letztlich die Härte der Dämpfung reguliert werden kann.
  • Vorzugsweise ist eine Durchflussmenge in Hinblick auf eine Kühlung des Lagermoduls und/oder des Gehäuseteils regulierbar. Lagermodule, welche insbesondere unter einer hohen Betriebslast laufen benötigen in der Regel eine ausreichende Kühlung. In dieser Ausführungsform wird vorteilhaft die Durchflussmenge an Dämpfungsflüssigkeit insbesondere in Hinblick auf eine Kühlung des Lagermoduls variiert. Je stärker die benötigte Kühlung ist, desto höher ist hierbei die Durchflussmenge zu wählen. Insgesamt ist es also über die Regulierung der Durchflussmenge möglich, sowohl die Härte der Dämpfung, als auch die Kühlung des Lagermoduls gezielt zu steuern. Der Durchfluss der einzelnen Zuläufe wird hierbei zweckmäßigerweise jeweils konstant gehalten.
  • Vorteilhafterweise stimmt der Dämpfungsflüssigkeits-Durchfluss der einzelnen Zuläufe untereinander im Wesentlichen überein. Hierdurch kann auf einfache Weise insbesondere eine konstante Menge an Dämpfungsflüssigkeit in dem entsprechenden Spalt realisiert werden. Dadurch wird gewissermaßen eine „hydrostatische Lagerung” des Lagermoduls in dem Hohlraum realisiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1: schematisch ein Lagersystem, und
  • 2: einen Ausschnitt eines Lagersystems in einer Querschnittsdarstellung.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Aus 1 ist schematisch ein Lagersystem 2 in einer Aufsicht zu entnehmen. Das Lagersystem 2 ist insbesondere im Rahmen einer Triebwerkslagerung vorgesehen.
  • Gemäß der Darstellung umfasst das Lagersystem 2 ein Lagermodul 4 und ein Gehäuseteil 6. Das Lagermodul 4 ist hierbei in einen Hohlraum 8 des Gehäuseteils 6 eingesetzt. Das Lagermodul 4 selbst umfasst ein Außenelement 10 sowie ein Innenelement 12, welches als ein sich in einer Umfangsrichtung 14 erstreckender Innenring 16 ausgeführt ist.
  • Der Innenring 16 und das Außenelement 10 sind mittels einer Anzahl von Wälzkörpern 18 um eine Drehachse 20 drehbar zueinander gelagert. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel, ist das Außenelement 10 gegenüber der Drehachse 20 feststehend.
  • Wie aus 1 hervorgeht, ist das Außenelement 10 entlang einer Außenkontur 26 passgenau bis auf einen umlaufenden ersten Spalt 28 zu einer Hohlraumwandung 30 in den Hohlraum 8 eingesetzt. Mit der gestrichelten Darstellung der Außenkontur 26 des Außenelements 10 soll symbolisiert werden, dass die Außenkontur 26 für den Betrachter eigentlich „unsichtbar” hinter einem Sicherungsbereich 31 des Gehäuseteils 6 liegt. Wie in 2 noch näher erläutert, umgreift der genannte Sicherungsbereich 31 einen radialen Randbereich des Außenelements 10.
  • Die Außenkontur 26 des Außenelements 10 sowie die Hohlraumwandung 30 sind zueinander verdrehsicher ausgestaltet. Dazu sind die Außenkontur 26 und die Hohlraumwandung 30 jeweils mit einer „verdrehsichernden Form” ausgebildet. „Verdrehsichernde Form” bedeutet, dass eine Verdrehung des Außenelements 10 gegenüber dem Gehäuseteil 6 automatisch und allein durch die Hohlraumwandung 30 „mechanisch” gestoppt würde. Eine Verdrehung würde insbesondere zu einem Anschlag zwischen der Hohlraumwandung 30 und dem Außenelement 10 führen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Außenkontur 26 und die Hohlraumwandung 30 jeweils als eine Dreikantform 34 gegeben.
  • Der erste Spalt 28, welcher zwischen der Hohlraumwandung 30 und der Außenkontur 26 des Außenelements 10 ausgebildet ist, ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt und ist mit dieser insbesondere durchströmt. Durch die Dämpfungsflüssigkeit wird u. a. eine Verdrehung des Außenelements 10 in dem Hohlraum 8 zusätzlich erschwert: Eine Verdrehung des Außenelements 10 in dem Hohlraum 8 führte aufgrund der Dreikantform 34 der Hohlraumwandung 30 und der Außenkontur 26 zu einer lokalen Verengung des ersten Spalts 28. Eine lokale Verengung ist hier insbesondere im Bereich der „Ecken” 36 zu erwarten, welche durch die Dreikantformen 34 vorgegebenen sind. Eine derartige lokale Verengung resultiert im Allgemeinen in einer lokalen Erhöhung des Drucks in der insbesondere hochviskosen Dämpfungsflüssigkeit, welche letztlich einer Einengung des ersten Spaltes 28 entgegen wirkt. Somit kann eine im Wesentlichen konstante Spaltweite 37 des ersten Spaltes 28 erreicht werden, was letztlich einen „mechanischen” Kontakt des Außenelements 10 zu der Hohlraumwandung 30 verhindert und zusätzlich eine automatische Zentrierung des Lagermoduls 4 in dem Hohlraum 8 ermöglicht.
  • Insgesamt wird also mittels des Lagersystems 2 eine berührungslose Verdrehsicherung und zugleich eine berührungslose und insbesondere auch zentrierende Lagerung des Lagermoduls 4 in dem Gehäuseteil 6 gewährleistet.
  • Die Dämpfungsflüssigkeit wird über eine Anzahl von Zuläufen 44, welche im Wesentlichen in Richtung auf die Drehachse 20 zu orientiert sind, abgegeben. An den Zuläufen 44 befinden sich Taschen 44', welche über die Zuläufe 44 mit Dämpfungsflüssigkeit gespeist werden. Über die Taschen 44' wird letztlich die Dämpfungsflüssigkeit in den ersten Spalt 28 abgegeben, derart dass ein hydrostatischer Druck der Belastung des Lagersystems 2 entsprechend gewährleistet wird. Die entsprechenden Zuläufe 44 und Taschen 44' sind gleichmäßig entlang der Hohlraumwandung 30 verteilt. Desweiteren sind eine Anzahl von Zuläufen 45 vorgesehen, welche in axialer Richtung verlaufen. Den axialen Zuläufen 45 sind wiederum entsprechende in 2 dargestellte Taschen 45' zugeordnet.
  • Über die einzelnen Zuläufe 44, 45 wird die Dämpfungsflüssigkeit mit konstanter Menge in die Taschen 44' des ersten Spalts 28, bzw. in die Taschen 45' des in in 2 dargestellten zweiten Spalts 52 abgegeben. Für einen Ablauf der Dämpfungsflüssigkeit sind entsprechende Abläufe 46 vorgesehen, welche jeweils in Form von Kanälen in das Gehäuseteil 6 eingebracht sind. Zur Regulierung eines Dämpfungsflüssigkeits-Durchflusses der einzel nen Zuläufe 44, 45 sind entsprechende Durchflussbegrenzer vorgesehen. Der Dämpfungsflüssigkeits-Durchfluss, oder kurz „Durchfluss” ist hier insbesondere als das Dämpfungsflüssigkeits-Volumen definiert, welches einen Durchflussquerschnitt der Zulauföffnung je Zeiteinheit durchfließt.
  • Mittels der besagten Durchflussbegrenzer ist es möglich, unter einem sehr hohen Systemdruck von beispielsweise 100 bar zu arbeiten. Mit einem derartig hohen Systemdruck ist es insbesondere möglich, einen gewählten Durchfluss auch bei einer sehr hohen Betriebslast des Lagermoduls 4 zu gewährleisten, so dass insbesondere auch bei einer hohen Betriebslast eine „hydrostatische Lagerung” des Lagermoduls 4 in dem Hohlraum 8 realisiert werden kann.
  • In 2 ist ein axialer Querschnitt des Lagersystems 2 entlang der Linie II-II' gemäß 1 dargestellt. Aus der Querschnittsdarstellung der 2 wird gut ersichtlich, wie der Sicherungsbereich 31 des Gehäuseteils 6 einen radialen Randbereich 50 des Außenelements 10 umgreift. Zur Realisierung des Sicherungsbereichs 31 ist das Gehäuseteil 6 hier zweiteilig ausgeführt, d. h. das Gehäuseteil 6 umfasst insbesondere ein Oberschalen- und ein Unterschalenelement 55, 56. „Oben” und „unten” bezieht sich insbesondere auf eine Ebene, welche senkrecht zur axialen Richtung verläuft. Mittels der Schalenelemente 55, 56 ist es auf besonders einfach Weise möglich, den Sicherungsbereich 31 des Gehäuseteils 6 zu realisieren, da hierzu einfach die beiden Schalenelemente 55, 56 „sandwichartig” mittels einer Fügenaht aneinandergefügt werden müssen. Durch den Sicherungsbereich 31 ist im Betrieb des Lagersystems 2, in dem häufig auch axiale Schwingungen auftreten, eine axiale Sicherung des Außenelements 10 innerhalb des Gehäuseteils 6 gewährleistet.
  • Zwischen dem Sicherungsbereich 31 und dem umgriffenen radialen Randbereich 50 ist ein zweiter Spalt 52 ausgebildet. Der zweite Spalt 52 ist ebenfalls mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllt. Hierzu ist der Sicherungsbereich 31 des Gehäuseteils 6 über eine geeignete Dichtung 54 gegenüber dem Randbereich 50 des Außenelements 10 abgedichtet. Zur Zuführung der Dämpfungsflüssigkeit in den zweiten Spalt 52 ist eine Anzahl von axialen Zuläufen 45 vorgesehen, über welche die Dämpfungsflüssigkeit, wie vorbeschrieben, mit konstanter Menge in die entsprechenden Taschen 45' und letztlich in den zweiten Spalt 52 eingebracht wird.
  • 2
    Lagersystem
    4
    Lagermodul
    6
    Gehäuseteil
    8
    Hohlraum
    10
    Außenelement
    12
    Innenelement
    14
    Umfangsrichtung
    16
    Innenring
    18
    Wälzkörper
    20
    Drehachse
    26
    Außenkontur
    28
    erster Spalt
    30
    Hohlraumwandung
    31
    Sicherungsbereich
    34
    Dreikantform
    36
    Ecke
    37
    Spaltweite
    44, 45
    Zulauf
    44', 45'
    Tasche
    46
    Ablauf
    50
    Randbereich
    52
    zweiter Spalt
    54
    Dichtung
    55, 56
    Schalenelement
    60
    Fügenaht
  • 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 3239328 C2 [0004]

Claims (10)

  1. Lagersystem (2), mit einem einen Hohlraum (8) ausbildenden Gehäuseteil (6) und mit einem in dem Hohlraum (8) eingesetzten Lagermodul (4), welches ein Außenelement (10) und ein darin angeordnetes, um eine Drehachse (20) relativ zum Außenelement (10) drehbar gelagertes Innenelement (12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenelement (10) entlang einer Außenkontur (26) passgenau bis auf einen umlaufenden ersten Spalt (28) zur Hohlraumwandung (30) in den Hohlraum (8) eingesetzt ist, wobei die Außenkontur (26) des Außenelements (10) und die Hohlraumwandung (30) zueinander verdrehsicher ausgebildet sind und wobei der erste Spalt (28) mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllt ist.
  2. Lagersystem (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (26) und die Hohlraumwandung (34) jeweils als eine Mehrkantform (34) gegeben sind.
  3. Lagersystem (2) nach einem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseteil (6) ein Sicherungsbereich (31) ausgebildet ist, welcher einen radialen Randbereich (50) des Außenelements (10) bezüglich einer axialen Richtung zumindest teilweise umgreift.
  4. Lagersystem (2) nach einem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (6) zur Ausbildung des Sicherungsbereichs (31) ein Oberschalen- und ein Unterschalenelement (55, 56) umfasst.
  5. Lagersystem (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sicherungsbereich (31) und dem umgriffenen Randbereich (50) ein mit einer Dämpfungsflüssigkeit angefüllter zweiter Spalt (52) ausgebildet ist.
  6. Lagersystem (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuseteil (6) eine Anzahl von Zuläufen (44, 45) und eine Anzahl von Abläufen (46) eingebracht ist, wobei über den oder jeden Zulauf (44, 45) die Dämpfungsflüssigkeit unter Druck und insbesondere mit konstanter Menge in den ersten Spalt (28) und/oder den zweiten Spalt (52) eingebracht wird.
  7. Lagersystem (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von durch den oder jeden Zulauf (44, 45) mit Dämpfungsflüssigkeit gespeisten Taschen (44', 45') vorgesehen ist, wobei eine Einbringung der Dämpfungsflüssigkeit in den ersten Spalt (28) und/oder den zweiten Spalt (52) über die Anzahl von Taschen (44', 45') erfolgt.
  8. Lagersystem (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpungsflüssigkeits-Durchfluss des oder jeden Zulaufs (44, 45) regulierbar ist.
  9. Lagersystem (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchflussmenge in Hinblick auf eine Kühlung des Lagermoduls (4) und/oder des Gehäuseteils (6) regulierbar ist.
  10. Lagersystem (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpungsflüssigkeits-Durchfluss der einzelnen Zuläufe (44, 45) untereinander im Wesentlichen übereinstimmt.
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