DE102013010500B4

DE102013010500B4 - Mit Federdrucksystem ausgestattete Lageranordnung

Info

Publication number: DE102013010500B4
Application number: DE102013010500.5A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Frank
Original assignee: IMO Holding GmbH
Current assignee: IMO Holding GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: DE102013010500A1

Abstract

Lageranordnung (50), umfassend mindestens zwei mittels wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern (13; 14) aneinander gelagerte Lagerringe (1; 2) eines Wälzlagers oder eines Großwälzlagers oder einer Drehverbindung, welche jeweils durch mindestens einen Lagerspalt (7) voneinander getrennt oder beabstandet sind und wenigstens eine am Lagerring (1; 2) befestigte oder daran anlaufende Dichtung (11; 12) aufweisen und geeignet sind zum Verbinden oder zum Koppeln mit mehreren an je einer Anschlusskonstruktion (3; 4) befestigbaren Verbindungsmitteln (5; 6), umfassend mindestens ein Federdrucksystem (10), welches als Ventil zum Auslass eines in der Lageranordnung (50) befindlichen Mediums wie z.B. eines Öles oder Fettes fungiert, wobei das Federdrucksystem (10) als eine Baugruppe aus wenigstens zwei Körpern (F;D;9;Z;E), nämlich aus zumindest einem kugelförmigen Druckkörper (D) sowie zumindest einem als Schraubenfeder ausgebildeten Federkörper (F), ausgeführt ist und in einen oder mehreren der Lagerringe (1; 2), beispielsweise mittels Bohrung(en), eingebracht ist, wobei das Medium im Inneren des Laufbahnsystems der Lageranordnung (50) infolge eines dortigen Schmiermitteldrucks auf den Druckkörper (D) einen Gegendruck zu dem mechanischen Druck des Federkörpers (F) ausübt und beim Überschreiten eines mechanischen Öffnungsdrucks den Druckkörper (D) aus Richtung der Laufbahn der Wälzkörper (13;14) entgegen dem Kraftvektor des Federkörpers (F) verschiebt und dadurch das Ventil öffnet, wobei das Federdrucksystem (10) mit einer Laufbahn für wenigstens einen der Wälzkörper (13;14) über einen Schmierkanal (K) verbunden ist, der die betreffende Laufbahn an wenigstens einer Stelle durchbohrt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, welche mindestens zwei mittels wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern gegeneinander gelagerte Lagerringe umfasst, welche jeweils durch mindestens einen Lagerspalt voneinander getrennt oder beabstandet sind und wenigstens eine am Lagerring befestigte oder daran anlaufende Dichtung, gegebenenfalls in Ausprägung einer Öldichtung oder Kassettendichtung, vorzugsweise jedoch in Ausprägung eines elastischen Dichtringes, aufweisen und geeignet ist zum Verbinden oder zum Koppeln mit mehreren an je einer Anschlusskonstruktion befestigbaren Verbindungsmitteln.
Diese Erfindung ist dabei definiert durch mindestens ein Federdrucksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
Stand der Technik und aktuelle Probleme:
Moderne Wälzlager und Großwälzlager, aber auch Drehverbindungen und Momentenlager verfügen, stark vereinfacht ausgedrückt, stets über die folgenden Grundbausteine: Zwei oder mehr Lagerringe welche durch eine oder mehrere Reihen von Wälzkörpern gegeneinander verdrehbar gelagert sind, gegebenenfalls in der Wälzkörperlaufbahn oder in den Wälzkörperlaufbahnen eingelegte Wälzkörperkäfige oder Käfigsegmente, alternativ Distanzstücke oder Distanzelemente zur benachbarten Beabstandung von Wälzkörpern, sowie eine oder mehrere Dichtungsanordnungen, welche die Aufgabe haben das im Lager oder in der Drehverbindung vorhandene Schmiermedium (z. B. Öl oder Fett) einerseits im Inneren des Lagers oder der Drehverbindung zu halten, und andererseits das Eintreten von Schmutz und/oder Fremdpartikel von der Außenwelt in das Laufbahnsystem des Lagers oder der Drehverbindung zu hemmen bzw. zu unterbinden. Gegebenenfalls verfügen moderne Lager oder Drehverbindungen darüber hinaus über elektronische oder mechatronische Einrichtungen, zumeist in Ausprägung von Sensoren und Diagnosegeräten, welche insbesondere technische überwachungs-, wartungs-, oder ausfallgerichtete Auswertungen unterstützen oder realisieren sollen.
So zeigt beispielsweise die DE 203 16 544 U1 ein typisches Großwälzlager mit einer elektronischen Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von Großwälzlagern, die zwei Lagerringe und zwischen diesen laufende Wälzkörper aufweisen.
Es hat sich im Laufe der Technikentwicklung herausgestellt, dass derartige Überwachungsvorrichtungen insbesondere aufgrund einer bislang technisch unzureichend beherrschbaren Verschleißproblematik, beispielsweise des Verschleißzustandes der Lagerflächen, entwickelt wurden.
Es sind in der Lagertechnik und Drehverbindungstechnik jedoch nicht nur stets mechanische Verschleißprobleme gegeben, sondern insbesondere auch Verschleiße und Ausbrüche, gegebenenfalls sogar die sog. „Pitting-Bildung“ im Bereich der Laufbahnen, welche defektbedingt frühzeitige Ausfälle von Lagern oder der Drehverbindungen begünstigen.
Aus der Praxis ist darüber hinaus bekannt, dass derartige defektbedingte frühzeitige Ausfälle nicht selten auf mangelhafte oder fehlerhafte Schmierung des Laufbahnsystems zurückzuführen sind.
Zwar existieren in der Technik mannigfaltige Vorrichtungen und Gerätschaften, beispielsweise Schmiermittel- oder Ölpumpen, um eine mangelhafte oder fehlerhafte Schmierung des Laufbahnsystems von Lagern und Drehverbindungen beherrschbar zu machen. Diese Vorrichtungen und Gerätschaften sind jedoch häufig aufwendig und kostenintensiv in Erwerb, Applikation und Aufrechterhaltung oder aber es hat sich gezeigt, dass die Anwendung solcher Vorrichtungen oder Gerätschaften zur Verbesserung der Schmierung von Lagern und Drehverbindungen umfassende konstruktive Umgestaltungen der Lageranordnungen als Solche erforderlich machen: So zeigen die US 2013 / 077 907 A1 bzw. EP 2 574 805 A2 eine Lageranordnung, betreffend die Schmierung der Lageranordnung, insbesondere, um die Schmierung von Schrägkugellager Anordnungen, wie sie in Gasturbinentriebwerken verwendet werden, zu verbessern. Dieses Schmiersystem macht eine umfassende Umgestaltung zumindest eines Lagerringes nötig, dergestalt, dass der innere Lagerring zweigeteilt ausgeführt ist und mit vielen, teils schräg abgewinkelt angeordneten, Bohrungen versehen ist (vgl. 1 mit 5). In einer weiteren Ausgestaltung sind beide Teile des geteilten Innenrings mit einem System aus Bohrungen durchzogen (vgl. 6 mit 7).
Die US 2013 / 0 081 438 A1 bzw. WO 2013 / 048 836 A1 zeigen ebenfalls eine Vorrichtung zur Verbesserung der Schmierung eines Lagers, hingegen für den Einsatz in Walzwerken, in Ausprägung eines Schmiersystems welches ein unter Druck stehendes Schmiermedium (Öl) durch Ölleitungen (50) und Ölkanäle (236, 246) infolge Pumpbetriebes (60; 160; 260) an Lagersegmente (30; 40) von Lagerbuchsen (20) presst. Die Lageranordnung bzw. die Lagerbuchse (20) ist mit vielen, teils verzweigten, Ölbohrungen durchzogen (vgl. 5 mit 7), welche den Fluss des Schmiermediums (Öl) erst ermöglichen. Darüber hinaus sind auxiliare Gerätschaften, wie Pumpen, vonnöten. Dies ist in der Praxis regulär mit Kosten verbunden.
In JP 2001 - 059 524 A und JP 2008 - 304 037 A sind federbelastete Dichtlippen der Öldichtungen als Federdrucksystem gezeigt, die sich analog einem Überdruckventil öffnen, sobald vom Innenraum des Lagers ein Mediendruck aufgebaut wird. DE 10 2009 016 438 A1 und DE 10 2010 035 058 A1 zeigen einen Lagerring, der die Welle und damit auch das Federdrucksystem umfasst. DE 10 2009 016 438 A1 zeigt ein Federdrucksystem für eine Lageranordnung, das einen Federkörper und einen Druckkörper aufweist.
In JP 2001 - 059 524 A , US 4 941 550 A , JP H07-4440 A , US 48 54 748 A , US 41 72 620 A und GB 781 618 A sind Auslassventile neben der Laufbahn angeordnet.
DE 10 2009 016 438 A1 zeigt ein in einen Zulauf in die Welle eingesetztes Federdrucksystem, das innerhalb der Lageranordnung über den Pressitz der Welle mit dem Lagerinnenring mittelbar auch mit der Laufbahn des Wälzlagers verbunden ist. Auch das Federdrucksystem aus US 3 833 277 A ist über den Pressitz in der Bohrung im Außenring des Lagers mittelbar auch mit der Laufbahn des Außenrings verbunden.
Ein Schmierkanal, der die Laufbahn des Wälzlagers durchbohrt oder durchbricht, ist in, JP 2001 - 059 524 A , JP 2008 - 304 037 A DE 10 2010 035 058 A1 und DE 20 2006 008 288 U1 gezeigt. JP 2001 - 059 524 A , JP 2008 - 304 037 A und DE 10 2009 016 438 A1 sowie US 4 941 550 A zeigen, dass unter Einfluß des Mediendrucks aus Richtung der Wälzkörper kommend, jeweils gegen die Federkraft wirkend, der Durchfluß geöffnet wird.
In DE 10 2010 035 058 A1 sind Druckkörper offenbart, die durch die zugehörigen Federn auf den Schmierkanal, der die Laufbahn der Wälzkörper durchbohrt, gedrückt werden. Schmiermittel, das in ein Lager gefördert wurde, muss unter bestimmten Umständen zumindest auch wieder aus dem Lager herausgefördert oder herausgelassen werden. Dies ist aus, JP 2001 - 059 524 A , US 4 941 550 A H07-4440 A, US 48 54 748 A , US 41 72 620 A und GB 781 618 A bekannt. In US 41 72 620 A und GB 781 618 A werden hierzu auch Federdrucksysteme mit kugelförmigen und schraubenförmigen Federkörpern verwendet.
Das Federdrucksystem ist bei den Lageranordnungen aus US 41 72 620 A und GB 781 618 A neben dem Lager im Gehäuse bzw. in der Abschlußkappe angebracht. Zweck der Anordnung in US 41 72 620 A ist, daß für den Wartungsmechaniker optisch sofort erkennbar wird, wenn genug Schmiermittel nachgefüllt ist, nämlich wenn dieses beim Nachfüllen zum Auslaßventil herauskommt, sowie daß Schmutz und verbrauchtes Fett aus dem Lager herausgespült wird. DE 10 2010 035 058 A1 und DE 20 2006 008 288 U1 zeigen Zumeßventile mit kugelförmigen Druckkörper und schraubenförmigem Federkörper im Lagerring selbst eingebracht.
Spaltdichtungen sind in JP H07-4440 A gezeigt.
Aufgabe der Erfindung und Beschreibung:
Den vorgenannten Stand der Technik der Vorrichtungen und Gerätschaften zur Verbesserung der Schmierung von Lagern und Drehverbindungen beachtend und im Hinblick auf die ebenfalls vorbekannte Technik der Zentralschmieranlagen, beispielsweise welche für Lager und Drehverbindungen aktuell zur Verfügung steht, resultiert die die vorliegende Erfindung initiierende Aufgabe, eine Lageranordnung zu schaffen, welche:

a.) eine Verbesserung der Schmierung von Lagern und Drehverbindungen ermöglicht, indem der Auslass des Schmiermittels (z. B. Öl oder Fett) aus dem Lager oder der Drehverbindung durch eine technische Vorrichtung definierter und somit beherrschbarer gestaltet ist;
b.) eine Verbesserung der Schmierung von Lagern und Drehverbindungen ermöglicht, ohne dass zusätzliche hohe Kosten verursachende Vorrichtungen und Gerätschaften (Pumpen, Sensoren, Antriebe od. dgl.) appliziert werden müssen;

Die Lösung dieses Problems oder dieser Aufgabe gelingt dann, wenn eine Vorrichtung entsprechend der folgend vorgestellten Erfindung verwendet wird.
Die nachfolgend offenbarten Zeichnungen dienen zur beispielhaften Erläuterung der Erfindungsbeschreibung. So zeigen beispielsweise die Zeichnungen 2, 3, 4 und 5, Lageranordnungen 50 beinhaltend das Federdrucksystem 10, während 1 jenes Federdrucksystem 10 lösgelöst von den Lageranordnungen 50 präsentiert.
Dabei zeigen die 1, 3, 5 erfindungsgemäße Aspekte, während die 2 und 4 Ausführungsvarianten zeigen, die nicht unter den beanspruchten Gegenstand fallen, für das Verständnis der Erfindung aber hilfreich sein können.
Der Einsatz der Erfindung ist dabei in allen aktuell gängigen Wälzlagern, Großwälzlagern, Momentenlagern und Drehverbindungen möglich, beispielsweise für den Einsatz des entsprechenden Lagers bzw. der Drehverbindung in Drehkränen, in Baumaschinen (z. B. Baggern und Autokränen), in Werkzeugmaschinen, in drehbaren Turmlafetten (z. B. in Feuerwehrfahrzeugen), in Blattlagern von Windkraftanlagen, in Azimutlagern von Windkraftanlagen, in Hauptlagern von Windkraftanlagen, in Tunnelbaumaschinen, in Land- und Forstwirtschaftsmaschinen oder Land- und Forstwirtschaftsfahrzeugen, in Fahrgeschäften in Vergnügungsparks, in Energieerzeugungs- oder Energieübertragungsbaugruppen, in Kraftwerken, an Turbinenrädern, od. dgl.
Der Einsatz der Erfindung ist für alle gängigen Lagertypen möglich, beispielsweise für den Einsatz des entsprechenden Lagers bzw. der Drehverbindung als ein- oder mehrreihiges Zylinderrollenlager oder Kegelrollenlager oder Kugellager (z. B. Vierpunktlager), oder gar als Rolle-Kugel-Kombinationslager, oder etwa als Rolle-Kegel-Kombinationslager, oder gar als Nadellager, gegebenenfalls sogar als Lager mit Gleit- und/oder Rollenelementen.
Die Erfindung betrifft generell zum Einen eine Lageranordnung 50, umfassend mindestens zwei, gegebenenfalls mehr, mittels wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern 13; 14 gegeneinander gelagerte Lagerringe 1; 2, beispielsweise eines Wälzlagers, oder eines Großwälzlagers oder einer Drehverbindung, wobei die Lagerringe 1; 2 jeweils durch mindestens einen Lagerspalt 7 voneinander getrennt oder beabstandet sind. Diese Lageranordnung 50 weist wenigstens eine, idealerweise zwei oder drei, am jeweiligen Lagerring 1; 2 befestigte oder daran anlaufende Dichtung bzw. Spaltdichtung 11; 12, auf, wobei diese Dichtung bzw. Spaltdichtung 11; 12 gegebenenfalls als Öldichtungsring oder als Kassettendichtungssystem ausgeführt ist. Vorzugsweise jedoch ist die Dichtung bzw. Spaltdichtung 11; 12 als ein elastischer Dichtringe ausgeprägt.
Diese Lageranordnung 50 ist geeignet zum Verbinden oder zum Koppeln mit mehreren an je einer Anschlusskonstruktion 3; 4 befestigbaren Verbindungsmitteln 5; 6, wobei sich Schrauben als besonders geeignetes Verbindungsmittel 5; 6 hervorgetan haben. Diese Lageranordnung 50 ist gekennzeichnet durch mindestens ein Federdrucksystem 10, idealerweise welches als Ventil zum Auslass eines in der Lageranordnung 50 befindlichen Mediums wie z. B. eines Öles oder Fettes fungiert.
Die Zeichnungen 2, 3, 4 und auch 5 stellen beispielhaft verschiedene Ausprägungsformen dieser Lageranordnung 50 dar. Es ist dabei für die Aufgabe der Erfindung unerheblich, ob das Federdrucksystem 10 linksseitig oder rechtsseitig der Laufbahnen für die Wälzkörper 13; 14 im Lagerring 1; 2 angebracht oder eingebracht ist. Vielmehr wird die exakte Position eines Federdrucksystems 10 im Lagerring 1; 2 davon bestimmt, ob die Ventilöffnung V, welche später näher beschrieben wird, zugänglich ist: Ist beispielsweise eine Lageranordnung 50 gegeben, welche über eine ringförmig eingearbeitete Verzahnung 8, beispielsweise eine Innenverzahnung, verfügt, so kann es sinnvoll sein die Ventilöffnung V auf der gegenüberliegenden Seite der Verzahnung V zu positionieren.
In einem weiteren Ausgestaltungsfalle jedoch kann exakt jene Ventilöffnung V, durch welche im erfindungsgemäßen Sinne ein Schmiermittel (z. B. Öl oder Fett) hindurchbefördert wird, zur Schmierung einer Verzahnung 8 dienen. In diesem Falle könnte sich empfehlen die Erfindung 10 so zu positionieren, dass die Ventilöffnung im Zahnkranz einer Verzahnung endet.
Es entspricht der Lehre der Erfindung, dass das Federdrucksystem 10, welches insbesondere in Zeichnung 1 isoliert dargestellt ist, aus wenigstens einem Teil besteht. Idealerweise aber besteht das erfindungsgemäße Federdrucksystem 10 aus mindestens drei Körpern: Federkörper F, Druckkörper D, Hohlkörper und Fixierelement E.
In Zeichnung 1 ist ebenfalls beispielhaft dargestellt, wie der Druckkörper D von einer Haltevorrichtung Z, beispielsweise eine angeformte Kugelhalterung, in Position gehalten wird. Dabei ist von Vorteil, wenn diese Haltevorrichtung Z auf der gegenüberliegenden Seite des Federkörpers F beispielsweise als eine sich zur Mittenachse hin erstreckende Ringnase ausgeführt ist, welche das Herausdrücken des Federkörpers D infolge der mechanischen Federkraft des Federkörpers F verhindert. Der Druckkörper wird gemäß der Lehre der Erfindung vorzugsweise unter Vorspannung in seiner vorgenannten Position gehalten.
Es entspricht ferner der Lehre der vorliegenden Erfindung, dass das Federdrucksystem 10 in einen oder mehreren der vorgenannten Lagerringe 1; 2 eingebracht ist oder von jeweils einem dieser Lagerringe 1; 2 körperlich, zumindest teilweise, Idealerweise allseitig, umfasst ist. Dieses zumindest teilweise, idealerweise allseitige, Umfassen des Federdrucksystems 10 gereicht dem Vorteil, dass eine externe Beschädigung des Federdrucksystems 10 bestmöglichst ausgeschlossen ist.
Diese externe Beschädigung des Federdrucksystems 10 ist beispielsweise dann weitestgehend vermieden, wenn gemäß Zeichnung 2 die Ventilöffnung V des Federdrucksystems 10 innerhalb einer Bohrung positioniert ist, anstatt über den Rand derselben Bohrung hinauszuragen.
In den Zeichnungen 3 und 4 ist beispielhaft ein bündiger Abschluss der Ventilöffnung V mit dem Bohrloch offenbart, wobei das Bohrloch diejenige Bohrung definiert, in welche oder mittels welcher das Federdrucksystem 10 in den jeweiligen Lagerring 1; 2 eingebracht ist.
Des Weiteren liegt im Sinne der Erfindung, dass das mindestens eine Federdrucksystem 10 radial, alternativ unter einem geringen Winkel zum radialen Horizont R in den jeweiligen Lagerring 1; 2 eingebracht ist, vorzugsweise dabei mittels Gewindebohrung (en) im Lagerring 1; 2 fixierbar ist oder fixiert ist.
Es hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn dieser geringe Winkel beispielsweise weniger als 25°, idealerweise gar weniger als 10° beträgt.
In der elementarsten Ausprägungsform verfügt das erfindungsgemäße Federdrucksystem 10 über wenigstens einen Druckkörper D sowie über wenigstens einen Federkörper F. In einer speziellen Ausprägungsform verfügt dieser Federkörper F über eine kegelförmige oder gar sich einseitig verjüngende Ausprägung, sodass an dem dem Druckkörper D gegenüberliegenden Ende jener Federkörper F den maximalen Federdurchmesser aufweist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Ventilöffnung V somit größflächiger ausgestaltet sein kann und somit in der Lage ist mehr Schmiermittel (beispielsweise Öl oder Fett) durchzulassen.
Der Druckkörper D wird dabei auf einem Anlagekörper G mit dem Lagerring kontaktieren, in den das Federdrucksystem 10 eingebracht ist. Im einfachsten Fall ist dieser Anlagekörper G einfach eine in den Lagerring eingearbeitete oder eingebrachte Schräge am Lagerspalt-seitigen Ende der ohnehin vorhandenen Bohrung. Diese Schräge setzt sich idealerweise in einem Schmierkanal K fort, wobei dieser Schmierkanal K einen geringeren Kanaldurchmesser aufweist als die Bohrung, welche das Federdrucksystem 10 aufzunehmen in der Lage ist.
Es hat sich gezeigt, dass das Federdrucksystem 10, sehr gut praktisch anwendbar ist, wenn das Federdrucksystem 10, insbesondere dessen Druckkörper D, mit wenigstens einem der Wälzkörper 13; 14 direkt kontaktiert oder zumindest mit der Laufbahn eines dieser Wälzkörper 13; 14 verbunden ist.
Alternativ dazu kann die Erfindung so ausgestaltet sein, dass der Druckkörper D lagerspaltseitig oder wälzkörperseitig an mindestens einem Schmierkanal K, vorzugsweise welcher eine Länge l von mindestens 1 mm und höchstens 150 mm aufweist, idealerweise jedoch eine Länge l zwischen 5 und 30 mm aufweist, ringförmig anliegt.
Dabei kann vorteilhafterweise der Schmierkanal K mit einem Medium, vorzugsweise mit einem Medium (z. B. Öl oder Fett), befüllt sein. Ein solcher Schmierkanal K durchbohrt oder durchbricht die Laufbahn wenigstens eines Wälzkörpers 13; 14 an wenigstens einer Stelle der Laufbahn, sodass das Medium (z. B. Öl oder Fett) im Inneren des Laufbahnsystems oder im Inneren der Lageranordnung 50 in den Schmierkanal K gelangen kann.
In der Praxis gelangt jenes Medium (z. B. Öl oder Fett) im Inneren des Laufbahnsystems oder im Inneren der Lageranordnung 50 infolge des Schmiermitteldrucks, welcher durch eine externe Zentralschmiereinrichtung verursacht sein kann, in den Schmierkanal K.
Die Funktionsweise der Ventilwirkung des Federdrucksystem 10 ist vorteilhafterweise wie folgt:

- Der Schmierkanal K kontaktiert im Ruhezustand mit dem Druckkörper D unter einem mechanischem Druck, wobei dieser mechanischer Druck auf den Druckkörper D durch den wenigstens einen Federkörper F ausgeübt wird.
- Bei Beaufschlagung des Druckkörpers D mit einem Gegendruck aus dem Medium (z. B. Öl oder Fett), wobei dieser Gegendruck im Inneren des Laufbahnsystems oder im Inneren der Lageranordnung 50 vorherrscht und ggfs. durch eine Zentralschmiereinrichtung verursacht ist, erfährt der Druckkörper D aus Richtung der Laufbahn der Wälzkörper 13; 14 eine Relativverschiebung entgegen dem Kraftvektor des Federkörpers F.
- Infolge dessen öffnet sich ein, idealerweise ringförmiger, Spalt zwischen dem Schmierkanal K und dem diesen Schmierkanal im Ruhezustand abschließenden Druckkörper D, und der einen Durchfluss des Mediums (z. B: des Fettes oder Öles) hin zu einer Ventilöffnung V des Federdrucksystems 10 wird gestattet oder ermöglicht.

Die Erfindung betrifft aber nicht nur die vorgenannte Lageranordnung 50, sondern generell und zum Anderen auch das Federdrucksystem 10 für die vorbenannt beschriebene Lageranordnung 50.
Kennzeichnende Merkmale dieses Federdrucksystem 10 sind mindestens ein Federkörper F, vorzugsweise welcher aus nichtrostendem Federstahl oder aus Edelstahl besteht, und mindestens ein, bereits vorstehend genannter, Druckkörper D, vorzugsweise welcher ebenfalls aus Edelstahl, oder alternativ aus Kunststoff oder aus elastischem Polymer, beispielsweise POM, besteht.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung weist der Druckkörper D beispielsweise Kugelform und einen Durchmesser zwischen 1 mm und 25 mm auf, idealerweise jedoch zwischen 3 mm und 18 mm auf.
Gemäß der weiteren Lehre der Erfindung bringt der vorbenannte Federkörper F eine Federkraft zwischen 2 N und 750 N, idealerweise jedoch zwischen 50 N und 250 N, auf.
In einer alternativen Ausgestaltungsform besteht der Federkörper F nicht aus Stahl, sondern aus Kunststoff oder aus elastischem Polymer.
Das erfindungsgemäße Federdrucksystem 10 für eine Lageranordnung 50 umfasst vorteilhafterweise neben dem Federkörper F und dem Druckkörper D einen umgebenden oder aufnehmenden Hohlkörper 9, beispielsweise welcher mit einem, vorzugsweise metrischen, Außengewinde versehen ist. Dieser Hohlkörper 9 ist vorteilhafterweise rotationssymmetrisch geformt und umgibt den/die Federkörper F und/oder den/die Druckkörper D zumindest teilweise, idealerweise zumindest hälftig, gehäuseartig.
Dabei befindet sich eine, bereits vorbenannte, Ventilöffnung V auf der dem Druckkörper D gegenüberliegenden Seite des Hohlkörpers 9 und ermöglicht gegebenenfalls den Durchfluss eines Mediums (beispielsweise eines Schmiermittels, vorzugsweise eines Fettes oder Öls) entlang der Länge des Hohlkörpers L im Inneren des Hohlkörpers 9.
Es hat sich in der Praxis als positiv erwiesen, wenn das erfindungsgemäße Federdrucksystem 10 über zumindest eine Ausnehmung A, gegebenenfalls welche als Nut oder in Form eines Schlitzes ausgeführt ist, vorzugsweise auf der Stirnseite der Ventilöffnung V, verfügt, beispielsweise sodass diese Ausnehmung A das Einbringen, beispielsweise das axiale Einschrauben mit einem Schraubendreher, des Federdrucksystems 10 in eine Bohrung der Lageranordnung 50, vorzugsweise in einen oder mehrere Lagerringe 1; 2 dieser Lageranordnung, gestattet oder ermöglicht.
In speziellen Ausprägungsformen der Erfindung ist der vorbenannte Schmierkanal K von definierter Länge I, beispielsweise der Länge zwischen 3 mm und 50 mm, und stets in einen oder mehreren Lagerring 1; 2 eingebracht.
Insbesondere vorteilhaft stellt sich die Erfindung dar, wenn auf der dem Lagerspalt 7 gegenüberliegenden Seite vorhandene Federkörper F durch ein oder mehrere Fixierelemente E in ihrer Bohrung festgesetzt sind/ist, sodass der/die Federkörper F am axialen austreten aus der Bohrung gehindert ist/sind.
Gemäß der erfinderischen technischen Lehre ist dabei ein solches Fixierelement E ausgestaltet als ein in den Lagerring 1; 2 eingebrachter Spannoder Sprengring oder als ein in den Lagerring 1; 2 eingebrachtes (Spann-)Buchsenelement oder alternativ auch als ein in den Lagerring 1; 2 eingebrachtes Schraubgewinde mit Aussengewindung od. dgl. Grundsätzlich ist aber jedes in die vorgenannte Bohrung eingebrachte Maschinenelement für die Erfindung heranziehbar, sofern es unter Pressung in diese Bohrung eingebracht ist, sodass der/die Federkörper F in der Bohrung am axialen austreten aus der Bohrung gehindert ist/sind.
Um die erfindungsgemäße Ventilwirkung zu ermöglichen ist es von Vorteil, wenn das wenigstens eine Fixierelement E mittenfrei ausgeführt ist, beispielsweise eine mittige Freifläche von wenigstens 1 mm2 höchstens jedoch von 150 mm2 aufweist, sodass der mittige Durchfluss eines Mediums (beispielsweise eines Schmiermittels wie Schmierfettes oder Schmieröl) möglich ist. In diesem Sinne fungiert diese Mittenfreiheit als eine Art Ventilöffnung V.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird letztendlich auch dadurch gelöst, dass die der Lageranordnung 50 zugehörigen Dichtungen 11; 12 jeweils zum lagerspaltseitigen Auslass eines in der Lageranordnung 50 befindlichen Mediums, z. B. eines Öles oder Fettes, einen höheren mechanischen Öffnungsdruck erfordern als die Federkraft eines Federkörpers F pro Ventilöffnung oder pro mittiger Freifläche beträgt.
Wenn beispielsweise diese Dichtungen 11; 12 einem mechanischen Öffnungsdruck von einem bar bis acht bar standhalten, ohne nennenswerten Auslass des Mediums (z. B. Öl oder Fett) aus der Lageranordnung 50 zu gestatten oder ermöglichen, so ist es von Vorteil, wenn die Ventilöffnung V des Federdrucksystems 10 einen Mediendurchfluss ermöglicht, bereits bevor der mechanische Öffnungsdruck (von einem bar bis acht bar) der Dichtungen 11; 12 erreicht ist.
Bezugszeichenliste

50: Lageranordnung
D: Druckkörper
K: Schmierkanal
F: Federkörper
V: Ventilöffnung
d: Durchmesser Druckkörper
l: Länge Schmierkanal
L: Länge Hohlkörper
H: Durchmesser Hohlkörper
A: Ausnehmung
E: Fixierelement
E': Spann- oder Sprengring
E": Buchsenelement
E'": Schraubgewinde
Z: Haltevorrichtung
G: Anlagekörper
1: Lagerring
2: Lagerring
3: Anschlusskonstruktion
4: Anschlusskonstruktion
5: Verbindungsmittel
6: Verbindungsmittel
7: Lagerspalt
8: Verzahnung
9: Hohlkörper
10: Federdrucksystem
11: Dichtung
12: Dichtung
13: Wälzkörper
14: Wälzkörper
R: radialer Horizont

Claims

Lageranordnung (50), umfassend mindestens zwei mittels wenigstens einer Reihe von Wälzkörpern (13; 14) aneinander gelagerte Lagerringe (1; 2) eines Wälzlagers oder eines Großwälzlagers oder einer Drehverbindung, welche jeweils durch mindestens einen Lagerspalt (7) voneinander getrennt oder beabstandet sind und wenigstens eine am Lagerring (1; 2) befestigte oder daran anlaufende Dichtung (11; 12) aufweisen und geeignet sind zum Verbinden oder zum Koppeln mit mehreren an je einer Anschlusskonstruktion (3; 4) befestigbaren Verbindungsmitteln (5; 6), umfassend mindestens ein Federdrucksystem (10), welches als Ventil zum Auslass eines in der Lageranordnung (50) befindlichen Mediums wie z.B. eines Öles oder Fettes fungiert, wobei das Federdrucksystem (10) als eine Baugruppe aus wenigstens zwei Körpern (F;D;9;Z;E), nämlich aus zumindest einem kugelförmigen Druckkörper (D) sowie zumindest einem als Schraubenfeder ausgebildeten Federkörper (F), ausgeführt ist und in einen oder mehreren der Lagerringe (1; 2), beispielsweise mittels Bohrung(en), eingebracht ist, wobei das Medium im Inneren des Laufbahnsystems der Lageranordnung (50) infolge eines dortigen Schmiermitteldrucks auf den Druckkörper (D) einen Gegendruck zu dem mechanischen Druck des Federkörpers (F) ausübt und beim Überschreiten eines mechanischen Öffnungsdrucks den Druckkörper (D) aus Richtung der Laufbahn der Wälzkörper (13;14) entgegen dem Kraftvektor des Federkörpers (F) verschiebt und dadurch das Ventil öffnet, wobei das Federdrucksystem (10) mit einer Laufbahn für wenigstens einen der Wälzkörper (13;14) über einen Schmierkanal (K) verbunden ist, der die betreffende Laufbahn an wenigstens einer Stelle durchbohrt.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Federdrucksystem (10) radial, alternativ unter einem geringen Winkel, beispielsweise unter weniger als 25°, idealerweise gar unter weniger als 10°, zum radialen Horizont (R), in den jeweiligen Lagerring (1; 2) eingebracht ist, vorzugsweise dabei mittels Gewindebohrung(en) im Lagerring (1; 2) fixierbar ist oder fixiert ist.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (D) mit einem Anlagekörper (G), zumindest zeitweise, mechanisch kontaktiert.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal (K) - eine Länge (l) von mindestens 1 mm und höchstens 150 mm aufweist, idealerweise jedoch zwischen 5 und 30 mm aufweist, - und/oder mit einem Medium, vorzugsweise mit einem Schmiermittel (z. B. Öl oder Fett), befüllt ist.
Lageranordnung (50) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal (K) mit dem Druckkörper (D) unter mechanischem Druck kontaktiert, wobei dieser mechanischer Druck auf den Druckkörper (D) durch den wenigstens einen Federkörper (F) ausgeübt wird.
Lageranordnung (50) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Federkörper (F) - aus nichtrostendem Federkörperstahl oder Edelstahl besteht oder aus Kunststoff oder aus elastischem Polymer, - und/oder eine Federkraft zwischen 2 N und 750 N, idealerweise jedoch zwischen 50 N und 250 N, aufbringt; und/oder dass der wenigstens eine Druckkörper (D) - aus Edelstahl oder aus Kunststoff oder aus elastischem Polymer, beispielsweise POM, - und/oder einen Durchmesser zwischen 1 mm und 25 mm, idealerweise jedoch zwischen 3 mm und 18 mm, aufweist.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 6, ferner gekennzeichnet durch einen den Federkörper (F) und den Druckkörper (D) umgebenden oder aufnehmenden Hohlkörper (9), beispielsweise welcher mit einem, vorzugsweise metrischen, Außengewinde versehen ist, idealerweise wobei der Hohlkörper (9) rotationssymmetrisch geformt ist und Federkörper (F) und/oder Druckkörper (D) zumindest teilweise, idealerweise zumindest hälftig, gehäuseartig umgibt, während der Druckkörper (D) von einer Haltevorrichtung (Z) in Position gehalten wird.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zumindest eine Ventilöffnung (V) auf der dem Druckkörper (D) gegenüberliegenden Seite des Hohlkörpers (9), gegebenenfalls welche den Durchfluss eines Mediums, beispielsweise eines Schmiermittels, vorzugsweise eines Fettes oder Öls, entlang der Länge des Hohlkörpers (L) im Inneren des Hohlkörpers (9) ermöglicht.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass zumindest eine Ausnehmung (A), gegebenenfalls in Nut- oder Schlitzform, vorzugsweise auf der Stirnseite der Ventilöffnung (V), gegeben ist, beispielsweise welche das Einbringen, beispielsweise das axiale Einschrauben mit einem Schraubendreher, des Federdrucksystems (10) in eine Bohrung der Lageranordnung (50) gestattet oder ermöglicht.
Lageranordnung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Federkörper (F) und Druckkörper (D) in einer das Federdrucksystem (10) aufnehmenden Bohrung in einem Lagerring (1; 2) eingelassen sind, wobei sich der Bohrung lagerspaltseitig oder wälzkörperseitig mindestens ein, idealerweise gerader, alternativ gebogener oder abgewinkelter, Schmierkanal (K) definierter Länge (l), beispielsweise der Lange zwischen 3 mm und 50 mm, anschließt, welcher in den Lagerring (1; 2) eingebracht ist, und auf der dem Lagerspalt (7) gegenüberliegenden Seite der/des Federkörper(s) (F) durch eines oder mehrere Fixierelemente (E) in der Bohrung festgesetzt sind/ist, wobei der/die Federkörper (F) durch jeweils wenigstens ein Fixierelement (E) am axialen Austreten aus der Bohrung gehindert ist/sind.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fixierelement (E) als ein in den Lagerring (1; 2) eingebrachter Spann- oder Sprengring (E') ausgestaltet ist, alternativ als ein in den Lagerring (1; 2) eingebrachtes Buchsenelement (E"), alternativ auch als ein in den Lagerring (1; 2) eingebrachtes Schraubgewinde (E"') mit Außengewindung od. dgl., oder als ein in die Bohrung des Lagerringes (1; 2) eingebrachtes Maschinenelement, welches unter Pressung in diese Bohrung eingebracht ist.
Lageranordnung (50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der das Federdrucksystem (10) aufnehmende Lagerring (1; 2) den sich lagerspaltseitig oder wälzkörperseitig anschließenden Schmierkanal (K) entbehrt, wobei der Druckkörper (D) in unmittelbarer Nähe der Wälzkörper (13; 14) positioniert ist.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fixierelement (E) mittenfrei ist, beispielsweise eine mittige Freifläche von wenigstens 1 mm², idealerweise jedoch höchstens 150 mm², aufweist, vorzugsweise so, dass der mittige Durchfluss eines Mediums, beispielsweise eines Schmiermittels, vorzugsweise eines Fettes oder Öls, ermöglicht ist.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (11; 12) jeweils zum lagerspaltseitigen Auslass eines in der Lageranordnung (50) befindlichen Mediums, z. B. eines Öles oder Fettes, einen höheren mechanischen Öffnungsdruck erfordern als die Federkraft eines Federkörpers (F) pro Ventilöffnung oder pro mittiger Freifläche beträgt, beispielsweise einen mechanischen Öffnungsdruck von einem bar bis acht bar standhalten, ohne nennenswerten Auslass des Mediums, z. B. Öl oder Fett, zu gestatten oder ermöglichen.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Federdrucksysteme (10) ringförmig und in radialer Längserstreckung um die Mitten- oder Rotationsachse des Wälzlagers/des Großwälzlagers oder der Drehverbindung eingebracht oder eingeschraubt sind.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Federdrucksysteme (10) als Öffnungsventile zum Auslass des Mediums (z. B. Öl oder Fett) aus dem inneren der Lageranordnung (50) fungieren.
Lageranordnung (50) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (F) kegelförmig ausgeführt ist oder sich an einem seiner Enden verjüngt, insbesondere indem druckkörperseitig ein geringerer Federdurchmesser gegeben ist als am gegenüberliegenden Ende des Federkörpers (F).