DE102013224596A1

DE102013224596A1 - Lager und Verfahren

Info

Publication number: DE102013224596A1
Application number: DE201310224596
Authority: DE
Inventors: Helmut Boese
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Lager, insbesondere Wälzlager, mit einem ersten Lagerring (10), welcher als Außenring ausgebildet ist, mit zumindest einem zweiten Lagerring (12), welcher als Innenring ausgebildet ist und welcher relativ zu dem Außenring bewegbar ist, mit Schmierstoff, welcher in einem Zwischenraum (14) des Lagers, der zwischen dem Außenring und dem Innenring ist, angeordnet ist und welcher dazu vorgesehen ist, bei Relativbewegungen zwischen dem Außenring und dem Innenring schmierend zu wirken, und mit wenigstens einer Dichtungseinheit (16), welche dazu vorgesehen ist, einen Austritt des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum zu erschweren.
Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens einer der Lagerringe zumindest eine Durchgangsöffnung (18) aufweist, durch welche Schmierstoff in den Zwischenraum einbringbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist ein Lager bekannt, welches einen Außenring und einen Innenring aufweist, welche relativ zueinander bewegbar sind. Ferner weist das Lager einen Schmierstoff auf, der in einem Zwischenraum des Lagers angeordnet ist, der zwischen dem Außenring und dem Innenring ist. Bei Relativbewegungen zwischen dem Außenring und dem Innenring wirkt der Schmierstoff schmierend. Außerdem weist das Lager eine Dichtungseinheit auf, die einen Austritt des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum erschwert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Lager mit einer hohen Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einem Lager, insbesondere Wälzlager, mit einem ersten Lagerring, welcher als Außenring ausgebildet ist, mit zumindest einem zweiten Lagerring, welcher als Innenring ausgebildet ist und welcher relativ zu dem Außenring bewegbar ist, mit Schmierstoff, welcher in einem Zwischenraum des Lagers, der zwischen dem Außenring und dem Innenring ist, angeordnet ist und welcher dazu vorgesehen ist, bei Relativbewegungen zwischen dem Außenring und dem Innenring schmierend zu wirken, und mit wenigstens einer Dichtungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, einen Austritt des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum zu erschweren.
Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens einer der Lagerringe zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche Schmierstoff in den Zwischenraum einbringbar ist. Unter einem „Zwischenraum“ des Lagers soll insbesondere ein Raumbereich verstanden werden, welcher im geometrischen Sinne von allen denjenigen Punkten gebildet ist, für die es jeweils wenigstens eine Gerade gibt, auf welcher der jeweilige Punkt liegt und welche sowohl den Innenring als auch den Außenring schneidet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet und/oder speziell programmiert verstanden werden. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann eine hohe Gebrauchsdauer des Lagers und insbesondere des Schmierstoffs erreicht werden. Im Besonderen kann erreicht werden, dass eine Nachschmierung des Lagers durch die Durchgangsöffnung erfolgen kann. Ferner kann insbesondere erreicht werden, dass für einen langen Zeitraum ein funktionsfähiger Schmierstoff in dem Zwischenraum zur Schmierung des Lagers zur Verfügung steht.
Mit Vorteil ist der Schmierstoff ein Fett, wodurch eine effiziente Schmierung erreicht werden kann.
Vorzugsweise mündet die Durchgangsöffnung an einer Stelle in den Zwischenraum, welche beabstandet von einer Laufbahn des Außenrings angeordnet ist. Hierdurch kann eine Geräuschentwicklung, welche bei einem Abrollen eines Wälzkörpers auf einer Mündung einer Öffnung in den Zwischenraum entstehen würde, verhindert werden. Ferner kann insbesondere ein Befördern von Schmierstoff durch die Durchgangsöffnung weg von dem Zwischenraum durch die Bewegung von Wälzkörpern des Lagers verhindert werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass derjenige Teil des Zwischenraums, der aus allen Raumbereichen besteht, in denen nur Luft oder nur Schmierstoff angeordnet ist, zu höchstens 25 Volumenprozent mit Schmierstoff ausgefüllt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass ein häufiges Nachschmieren möglich ist. Vorzugsweise ist der Teil des Zwischenraums zu höchstens 20 Volumenprozent und besonders bevorzugt zu höchstens 15 Volumenprozent mit Schmierstoff ausgefüllt, wodurch ein Nachschmieren nach bestimmten Gebrauchsintervallen derart möglich ist, dass eine besonders lange Gebrauchsdauer des Lagers erreichbar wird.
Mit Vorteil ist wenigstens ein Teil der Dichtungseinheit direkt an zumindest einem der Lagerringe befestigt. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Bauweise, eine einfache Montage und eine effektive Erschwerung von Austritt von Schmierstoff aus dem Zwischenraum erreicht werden.
Ferner wird eine Vorrichtung, insbesondere eine Druckluftanlage, mit dem Lager vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zumindest einen Elektromotor und eine Welle aufweist, welche durch den Elektromotor antreibbar ist, und das Lager an einer Lagerung der Welle zumindest mitwirkt. Hierdurch kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann eine lange Gebrauchsdauer erreicht werden. Ferner kann insbesondere erreicht werden, dass Schmutzpartikel eines Luftstroms, welcher durch den Elektromotor erzeugt wird, nicht in den Zwischenraum eindringen und sich an den Wälzkörpern und den Laufbahnen des Lagers festsetzen. Des Weiteren kann erreicht werden, dass ein Austritt von Schmierstoff aus dem Zwischenraum verhindert wird und ein Nachschmieren des Lagers möglich ist.
Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung, insbesondere der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, vorgeschlagen, wobei zu einem Nachschmieren eines Lagers der Vorrichtung Schmierstoff durch eine Durchgangsöffnung eines Lagerrings des Lagers in einen Zwischenraum, welcher zwischen einem Außenring des Lagers und einem Innenring des Lagers angeordnet ist, eingebracht wird, wobei der Lagerring der Außenring oder der Innenring ist, wobei nachfolgend eine Dichtungseinheit des Lagers bei einem Vorgang, bei dem sich der Innenring und der Außenring relativ zueinander drehen, ein Austreten des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum erschwert. Dadurch kann eine hohe Effizienz erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Schmierstoff während des Vorgangs eine Temperatur zwischen 100°C und 120°C aufweist. Hierdurch kann trotz vorherrschenden Bedingungen, welche einen schnellen Verschleiß des Schmierstoffs begünstigen, eine lange Gebrauchsdauer erreicht werden.
Vorzugsweise ist eine Drehzahl, mit welcher sich der Innenring und der Außenring bei dem Vorgang relativ zueinander drehen, größer als 20000 l/Minute. Auf diese Weise kann trotz einer hohen Beanspruchung des Schmierstoffs eine hohe Gebrauchsdauer des Lagers erreicht werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
1 zeigt einen Teil eines Teilschnitts durch ein erfindungsgemäßes Lager, wobei Schmierstoff des Lagers nicht dargestellt ist, und
2 zeigt einen Vergrößerten Ausschnitt aus 1.
1 zeigt einen Teil eines Teilschnitts durch ein erfindungsgemäßes Lager, wobei Schmierstoff des Lagers nicht dargestellt ist. Das Lager weist einen ersten Lagerring 10, der als Außenring ausgebildet ist, und einen zweiten Lagerring 12, der als Innenring ausgebildet ist auf. Des Weiteren umfasst das Lager Wälzkörper 26, welche bei Betriebsvorgängen, bei welchen sich der Innenring und der Außenring relativ zueinander drehen, auf einer Laufbahn 24 des Außenrings und einer Laufbahn 28 des Innenrings abrollen. Schmierstoff des Lagers ist in einem Zwischenraum 14 des Lagers, der sich zwischen dem Außenring und dem Innenring befindet, angeordnet. Eine Teilmenge des Schmierstoffs ist auf den Wälzkörpern und den Laufbahnen angeordnet. Das Lager weist einen Käfig 30 auf, der die Wälzkörper bei dem Betriebsvorgang führt. Der Schmierstoff schmiert Bewegungen der Wälzkörper relativ zu den Laufbahnen.
Weiterhin weist das Lager eine Dichtungseinheit 16 mit einem ersten Dichtungsmittel 32 und einem zweiten Dichtungsmittel 34 auf. Die beiden Dichtungsmittel sind baugleich und auf gleiche Weise an dem Lagerringen 10, 12 befestigt. Das Dichtungsmittel 12 weist ein Metallelement 36 und ein Elastomerelement 38 auf. Das Elastomerelement 38 ist an das Metallelement angespritzt. Das Dichtungsmittel 12 ist in eine stirnseitige Nut des Außenrings und eine stirnseitige Nut des Innenrings eingeclipst. Das Elastomerelement liegt dichtend an einem ringförmigen Bereich des Außenrings und einem ringförmigen Bereich des Innenrings an. Die beiden Dichtungsmittel verhindern, dass Schmierstoff in eine erste Axialrichtung 20 des Lagers oder eine zweite Axialrichtung 22 des Lagers aus dem Zwischenraum heraus gelangen kann. Dieses Verhindern erfolgt auch bei den Betriebsvorgängen.
Der Lagerring 10 weist eine Durchgangsöffnung 18 auf, durch welche Schmierstoff in den Zwischenraum einbringbar ist. Die Durchgangsöffnung weist einen ersten Mündungsbereich 40 auf (2), welcher an einer radialen Außenseite des Lagerrings 10 angeordnet ist. Ferner weist die Durchgangsöffnung einen zweiten Mündungsbereich 42 auf, welcher an einer radialen Innenseite des Außenrings angeordnet ist. Der Mündungsbereich 42 ist beanstandet von der Laufbahn 24 angeordnet. Die Durchgangsöffnung weist Zylinderform auf und besitzt einen Durchmesser von 1,4 Millimetern.
Der Teilkreisdurchmesser des Lagers beträgt 39 mm. Die Wälzkörper bestehen aus einer Keramik. Ferner besteht der Käfig aus PEEK.
Ferner ist derjenige Teil des Zwischenraums, welcher aus allen Raumbereichen besteht, in denen nur Luft oder nur Schmierstoff angeordnet ist, zu vierzehn Volumenprozent mit Schmierstoff ausgefüllt ist.
Das Lager ist Teil einer Vorrichtung welche einen Elektromotor aufweist. Eine Welle der Vorrichtung ist durch den Elektromotor antreibbar. Das Lager wirkt an der drehbaren Lagerung der Welle mit. Durch eine Pumpeinheit der Vorrichtung ist Schmierstoff durch die Durchgangsöffnung in den Zwischenraum pumpbar. Die Pumpeinheit kann manuell betätigbar sein. Alternativ arbeitet die Pumpeinheit vollständig selbsttätig, so dass sie eine Gebrauchsdauer des Lagers misst und in Abhängigkeit von der gemessenen Gebrauchsdauer nachschmiert.
Der Schmierstoff des Lagers ist ein Fett, das aus einer Flüssigkeit und einem Grundbestandteil besteht, in welchen die Flüssigkeit aufgenommen ist. Fehlt es dem Schmierstoff, welcher unmittelbar an den Laufbahnen und den Wälzkörper angeordnet ist, an der Flüssigkeit, so wird dieser Schmierstoff mit neuer Flüssigkeit, die aus einer Schmierstoffmenge stammt, welche bei einem Nachschmieren durch die Durchgangsöffnung gelangt ist, versorgt, so dass die Schmierung der Laufbahnen und der Wälzkörper weiter gewährleistet ist.
Nach einem der Betriebsvorgänge, bei denen sich die Lagerringe 10, 12 relativ zueinander drehen, schmiert die Pumpeinheit nach, indem sie Schmierstoff in den Zwischenraum pumpt. Nach dem Nachschmieren findet ein weiterer Betriebsvorgang, bei dem sich die Lagerringe 10, 12 relativ zueinander drehen, statt, wobei die Dichtungseinheit Austreten von Schmierstoff aus dem Zwischenraum verhindert. Bei den Betriebsvorgängen weist der Schmierstoff eine Temperatur von 100 °C bis 120°C auf und die Drehzahl, mit der sich Innenring und Außenring relativ zueinander drehen, ist größer als 20000 l/Minute.

Die Vorrichtung kann als Druckluftanlage ausgebildet sein, welche Druckluft für den industriellen Einsatz liefert. Bezugszeichenliste

10	Lagerring
12	Lagerring
14	Zwischenraum
16	Dichtungseinheit
18	Durchgangsöffnung
20	Axialrichtung
22	Axialrichtung
24	Laufbahn
26	Wälzkörper
28	Laufbahn
30	Käfig
32	Dichtungsmittel
34	Dichtungsmittel
36	Metallelement
38	Elastomerelement
40	Mündungsbereich
42	Mündungsbereich
44	Durchmesser

Claims

Lager, insbesondere Wälzlager, mit einem ersten Lagerring (10), welcher als Außenring ausgebildet ist, mit zumindest einem zweiten Lagerring (12), welcher als Innenring ausgebildet ist und welcher relativ zu dem Außenring bewegbar ist, mit Schmierstoff, welcher in einem Zwischenraum (14) des Lagers, der zwischen dem Außenring und dem Innenring ist, angeordnet ist und welcher dazu vorgesehen ist, bei Relativbewegungen zwischen dem Außenring und dem Innenring schmierend zu wirken, und mit wenigstens einer Dichtungseinheit (16), welche dazu vorgesehen ist, einen Austritt des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum zu erschweren, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lagerringe zumindest eine Durchgangsöffnung (18) aufweist, durch welche Schmierstoff in den Zwischenraum einbringbar ist.
Lager nach Anspruch 1, wobei die Dichtungseinheit (18) derart ausgebildet ist, dass sie bei Betriebsvorgängen, bei denen der Innenring sich relativ zu dem Außenring bewegt, einen Austritt des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum (14) zumindest in beide Axialrichtungen (20, 22) des Außenrings verhindert.
Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Durchgangsöffnung (18) an einer Stelle in den Zwischenraum mündet, welche beabstandet von einer Laufbahn (24) des Außenrings angeordnet ist.
Lager nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei derjenige Teil des Zwischenraums (14), der aus allen Raumbereichen besteht, in denen nur Luft oder nur Schmierstoff angeordnet ist, zu höchstens 25 Volumenprozent mit Schmierstoff ausgefüllt ist.
Lager nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil der Dichtungseinheit (16) direkt an zumindest einem der Lagerringe (10, 12) befestigt ist.
Vorrichtung, insbesondere Druckluftanlage, mit wenigstens einem Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung zumindest einen Elektromotor und eine Welle aufweist, welche durch den Elektromotor antreibbar ist, und das Lager an einer Lagerung der Welle zumindest mitwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Pumpeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, Schmierstoff durch die Durchgangsöffnung zu pumpen.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung, insbesondere einer Vorrichtung nach einer der Ansprüche 6 oder 7, wobei zu einem Nachschmieren eines Lagers der Vorrichtung Schmierstoff durch eine Durchgangsöffnung (18) eines Lagerrings (20) des Lagers in einen Zwischenraum (14), welcher zwischen einem Außenring des Lagers und einem Innenring des Lagers angeordnet ist, eingebracht wird, wobei der Lagerring der Außenring oder der Innenring ist, wobei nachfolgend eine Dichtungseinheit (16) des Lagers bei einem Vorgang, bei dem sich der Innenring und der Außenring relativ zueinander drehen, ein Austreten des Schmierstoffs aus dem Zwischenraum (14) erschwert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schmierstoff während des Vorgangs eine Temperatur zwischen 100°C und 120°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei eine Drehzahl, mit welcher sich der Innenring und der Außenring bei dem Vorgang relativ zueinander drehen, größer als 20000 l/Minute ist.