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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagereinrichtung für ein um eine Drehachse drehendes Element, wie beispielsweise für eine Welle, eine Spindel, einen Drehtisch oder einen Rundschalttisch. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Werkzeugmaschinentisch, der drehbar mit einer entsprechenden Lagereinrichtung gelagert ist.
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Bei Werkzeugmaschinen werden heutzutage nicht nur langsam drehende Drehtische verwendet, die wie auch die vorliegende Lagereinrichtung gemäß einer besonderen Ausführungsform in der Regel eine senkrechte oder nahezu senkrechte Drehachse aufweisen, beispielsweise Rundschalttische, sondern es kommen auch schnelllaufende Drehtische zur Anwendung, auf welchen das zu bearbeitende Werkstück permanent oder zumindest zeitweise mit vergleichsweise großer Drehzahl angetrieben wird. Herkömmliche rollenbasierte Axial-Radiallager erfüllen die Anforderungen an die Drehzahlen nicht beziehungsweise nur im kurzfristigen Betrieb. Die alternativ eingesetzten kugelbasierten, doppelreihigen Schrägkugellager erreichen die geforderten Geschwindigkeiten nur mit deutlich reduzierten Steifigkeiten.
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Ein weiteres Problem stellt die Temperaturentwicklung bei bekannten Lagern dar, wenn diese über eine längere Zeitspanne permanent betrieben werden, beispielsweise zur Lagerung von Werkzeugmaschinenwellen oder -spindeln, oder von Werkzeugmaschinendrehtischen.
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Herkömmliche Drehtischlager oder auch Rundschalttischlager sind in der Regel dauerfettgeschmiert oder dauerölgeschmiert, das heißt die notwendige Menge an Schmiermittel ist im Lager integriert und es wird allenfalls eine Nachschmiermöglichkeit über wiederverschließbare Bohrungen vorgesehen, um austretendes Schmiermittel von Zeit zu Zeit zu ersetzen. Das Nachschmieren führt zu einem hohen punktuellen Schmiermitteleintrag und damit zu einer Erhöhung der Reibleistung und Temperatur des Lagers. Damit können die geforderten längeren Einschaltdauern, über welche das Lager permanent betrieben wird, jedoch nicht erreicht werden, zumindest nicht mit ausreichend hohen Drehzahlen moderner Dreh- und Fräszentren.
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Es wurde versucht, den Schmiermittelverlust durch eine optimierte Gestaltung der Lager zu vermindern, dies geht jedoch wiederum bei sich einander zur Abdichtung berührenden Bauteilen mit einem zusätzlichen Wärmeeintrag einher oder die Konstruktion wird aufwändig und teuer.
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Zum druckschriftlichen Stand der Technik wird verwiesen auf
DE 10 2007 015 421 A1 und
DE 20 2010 009 494 U1 , in welchen verschiedene Ausführungsformen für Lagereinrichtungen von Drehtischen von Werkzeugmaschinen gezeigt werden, wie sie die vorliegenden Erfindung gattungsgemäß besonders betrifft. Bei beiden Dokumenten werden konstruktiv aufwändige Lagereinrichtungen gezeigt, die eine zeitaufwändige und teure Bearbeitung der Lagerringe sowie gegebenenfalls der Wälzkörper erfordern. Zudem weisen diese Lagereinrichtungen das genannte Problem der erhöhten Reibleistung und Wärmeintrages beim Nachschmieren der Dauerfettschmierung auf.
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DE 10 2009 014 922 A1 offenbart ein fettgeschmiertes zweireihiges Wälzlager mit zwei Lagerinnenringen und einem Lageraußenring, wobei bezogen auf die Drehachse an einer ersten Axialseite des Außenrings eine erste Schmierfettzuführung zur Versorgung der ersten Wälzlagerreihe mit Schmierfett angeordnet ist und an einer zweiten Axialseite des Außenringes eine zweite Schmierfettzuführung zur Versorgung der zweiten Wälzlagerreihe mit Schmierfett angeordnet ist. Der die Laufbahnen ausbildende Lageraußenring selbst ist frei von Schmiermittelkanälen.
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DE 10 2013 100 679 A1 offenbart ein Zylinderrollenlager mit Schmiermittelzuführkanälen, die senkrecht zur Drehachse verlaufend in einem zweiteiligen Lageraußenring vorgesehen sind, der einen einteiligen Lagerinnenring umschließt.
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US 2008/0169257 A1 offenbart stirnseitig zu den Wälzkörpern mündende Schmiermittelzufuhrkanäle.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinrichtung für ein um eine Drehachse drehendes Element der oben dargestellten gattungsgemäßen Art anzugeben, welche besser für einen schnelldrehenden und dauerhaft betriebenen Antrieb geeignet ist, insbesondere für einen Werkzeugmaschinentisch, und welche gleichzeitig vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist und zuverlässig arbeitet. Insbesondere soll die Schmierung der in der Lagereinrichtung vorgesehenen Wälzlagerreihen hinsichtlich der Schmierwirkung, des Schmiermittelverbrauchs und des Temperatureintrages optimiert werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Lagereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen werden besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Werkzeugmaschinentisch angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Lagereinrichtung für ein um eine Drehachse drehendes Element, beispielsweise für eine Welle, eine Spindel, einen Drehtisch oder einen Rundschalttisch, weist zwei in Richtung der Drehachse aufeinander montierte Lagerinnenringe und einen Lageraußenring auf. Der Lageraußenring wird im Bereich seines radial inneren Umfangs in Richtung der Drehachse beidseitig gemeinsam von den Lagerinnenringen eingeschlossen. Der Lageraußenring taucht demnach radial von außen in einen von den Lagerinnenringen beidseitig in Richtung der Drehachse eingeschlossenen Raum ein. Der somit gemeinsam von den Lagerinnenringen und dem Lageraußenring eingeschlossene Raum kann auch als Lageraufnahmeraum bezeichnet werden.
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Die beiden Lagerinnenringe sind mittels wenigstens zwei Wälzlagerreihen, insbesondere mittels drei Wälzlagerreihen drehbar um die Drehachse auf dem Lageraußenring gelagert. Beispielsweise ist eine erste Wälzlagerreihe zur Ausbildung eines Radiallagers vorgesehen, wobei die Wälzkörper der Wälzlagerreihe um eine Drehachse, die parallel zur Drehachse des drehenden Elementes verläuft, umlaufen und in der Radialrichtung zwischen dem Lageraußenring und wenigstens einem der beiden Lagerinnenringe positioniert sind. Ferner können zusätzlich zwei sich in Richtung der Drehachse axial gegenüberstehende, Axialkräfte aufnehmende Wälzlagerreihen vorgesehen sein, welche in Richtung der Drehachse zwischen den beiden Lagerinnenringen und dem Lageraußenring positioniert sind und Wälzkörper aufweisen, deren Drehachsen senkrecht auf der Drehachse des drehenden Elementes stehen.
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Bevorzugt sind Rollenlager, insbesondere Zylinderrollenlager vorgesehen, also Wälzlagerreihen mit rollenförmigen beziehungsweise zylinderrollenförmigen Wälzkörpern.
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Erfindungsgemäß ist auf wenigstens einen der beiden Lagerinnenringe ein bandförmiger Dichtring aufgebracht, der den entsprechenden Lagerinnenring entlang dessen äußeren Umfangs umschließt und der sich zur radial äußeren Abdichtung wenigstens einer der Wälzlagerreihen entlang von dieser oder an dieser vorbei in Richtung des Lageraußenringes erstreckt. Bei einer Erstreckung „nur“ entlang der Wälzlagerreihe reicht der Dichtring nicht auf der dem Lagerinnenring, von welchem er sich aus erstreckt, abgewandten Seite über die Wälzlagerreihe hinaus oder endet sogar mit einem Abstand zu dieser Seite.
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Die Erstreckung des Dichtringes kann dabei gemäß einer Ausführungsform ausschließlich in Richtung der Drehachse beziehungsweise parallel zur Drehachse vorgesehen sein, sodass der Dichtring hohlzylinderförmig ist. Es kommen jedoch auch andere Formen in Betracht, beispielsweise eine hohlkegelstumpfförmige Form, bei welcher sich der Dichtring in einem Axialschnitt durch die Drehachse schräg zur Drehachse erstreckt.
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Bevorzugt weist der Dichtring in einem Axialschnitt durch die Drehachse der Lagerinnenringe eine lineare Erstreckung jeweils beidseits der Drehachse auf. Grundsätzlich kommen jedoch auch von der Linearform abweichende Formen in Betracht, beispielsweise eine gestufte Form oder eine gekrümmte Form.
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In der Regel wird der wenigstens eine Dichtring die Drehachse konzentrisch umschließen, wenn nämlich die Lagerinnenringe einen kreisförmigen äußeren Umfang aufweisen.
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Bevorzugt ist der wenigstens eine Dichtring als Blechring, beispielsweise als Stahlblechring ausgeführt. Insbesondere ist der wenigstens eine Dichtring aus einem Edelstahl hergestellt.
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Der wenigstens eine Dichtring kann beispielsweise auf den äußeren Umfang des Lagerinnenringes aufgepresst sein, das heißt in einer Presspassung auf dem Lagerinnenring gehalten werden. Das Aufpressen kann ohne Wärmebehandlung erfolgen. Alternativ kann der Dichtring vor dem Aufsetzen auf den Lagerinnenring erwärmt werden, sodass sich sein Durchmesser vergrößert. Gleichzeitig oder alternativ kann der entsprechende Lagerinnenring gekühlt werden. Das Fügen des Dichtringes auf den Lagerinnenring kann dann in dem Zustand mit unterschiedlichen Temperaturen des Dichtringes und des Lagerinnenringes erfolgen, um nach einem Temperaturausgleich eine Presspassung zu erzielen.
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Prinzipiell kann auf nur einen der beiden Lagerinnenringe ein Dichtring aufgebracht sein. In diesem Fall steht auf dem anderen der beiden Lagerinnenringe Raum für andere Bauteile zur Verfügung, beispielsweise ein Bauteil eines Winkelmesssystems. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann jedoch ein Dichtring selbst Bestandteil eines Winkelmesssystems sein und beispielsweise eine Maßverkörperung eines Winkelmesssystems ausbilden oder eine solche auf dessen radialen Außenseite abdecken, um zu vermeiden, dass sich Ablagerungen in oder an der Maßverkörperung ansammeln.
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Beispielsweise weist die Maßverkörperung entlang ihres Umfangs eine Vielzahl von Aussparungen und/oder Erhebungen auf, um eine Teilung und/oder Codierung zu bilden.
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Das Winkelmesssystem kann beispielsweise als rein induktives Messsystem ausgeführt sein und einen Aufnehmer oder Sensor aufweisen, welcher der Maßverkörperung in der Radialrichtung, insbesondere außerhalb des Dichtringes gegenübersteht und eine Winkelposition der Maßverkörperung inkrementell oder absolut erfasst. Beispielsweise wird bei einem inkrementellen Messsystem die Winkelposition der Maßverkörperung und damit des entsprechenden Lagerinnenringes durch Zählen einzelner Inkremente einer periodischen Teilung des in der Maßverkörperung vorgesehenen Aussparungen und/oder Erhebungen bestimmt. Zusätzlich kann zum Herstellen eines absoluten Bezugs eine Referenzmarke in der Maßverkörperung beziehungsweise am Lagerinnenring vorgesehen sein.
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Bei einer absoluten Winkelpositionsbestimmung kann insbesondere durch Erhebungen und/oder Aussparungen in der Maßverkörperung eine Codestruktur durch die Maßverkörperung zur Verfügung gestellt werden, die für jede Winkelposition eine absolute Positionsinformation dem Aufnehmer oder Sensor zur Verfügung stellt.
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Ein Beispiel für ein entsprechendes Winkelmesssystem wird unter der Marke AMOSIN® von der Firma AMO GmbH vertrieben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist nur eine der beiden Lagerinnenringe mit einem Dichtring versehen, der ein Bauteil, insbesondere die Maßverkörperung des Winkelmesssystems ausbildet beziehungsweise umschließt. Der andere Lagerinnenring kann dann frei von einem auf den äußeren Umfang aufgebrachten Dichtring sein oder einen entsprechenden bandförmigen Dichtring aufweisen, der jedoch nicht Bestandteil eines Winkelmesssystems ist und insbesondere nur die Dichtfunktion ausübt.
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Der wenigstens eine Dichtring steht dem Lageraußenring insbesondere berührungslos gegenüber. Somit verbleibt ein kleiner Spalt zwischen dem Dichtring und der entsprechenden gegenüberstehenden Oberfläche, insbesondere stirnseitigen Oberfläche, des Lageraußenrings.
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Bevorzugt weist/weisen wenigstens eine Stirnseite, bei Versehen beider Lagerinnenringe mit jeweils einem Dichtring bevorzugt beide Stirnseiten des Lageraußenringes eine Umfangsnut auf, in die der jeweilige Dichtring des in Richtung der Drehachse gegenüberstehenden Lagerinnenringes teilweise eintaucht.
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Um einen Axialanschlag zu schaffen, kann der wenigstens eine Dichtring in Richtung der Drehachse an einem radial nach außen gerichteten Vorsprung des entsprechenden Lagerinnenringes anstoßen. Um eine für das Anstoßen des Dichtringes in der Radialrichtung weitgehend geradlinige Anstoßfläche zu schaffen, kann ein Einstich in der Radialrichtung in den Lagerinnenring eingebracht sein, dessen Nutboden radial innerhalb einer äquidistant zur Drehachse verlaufenden radial äußeren Auflagefläche des Lagerinnenringes für den Dichtring positioniert ist.
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Die wenigstens zwei Wälzlagerreihen werden bevorzugt mittels einer Öl-Luft-Schmierung mit Schmiermittel versorgt. Jedoch kommen auch andere Schmierungen in Betracht. Der wenigstens eine Dichtring erzeugt einen Überdruck im Lager, sodass insbesondere bei einer permanenten Zufuhr oder auch bei einer intermittierenden Zufuhr von Schmiermittel in den Lageraufnahmeraum ein Überdruck im Lager beziehungsweise Lageraufnahmeraum aufgebaut wird, der einen Transport des Schmiermittels zu den Wälzkörpern der Wälzlagerreihen begünstigt. Ferner wird ein übermäßiger Schmiermittelverlust vermieden. Schließlich bewirkt der wenigstens eine Dichtring einen Schutz des Lageraufnahmeraumes vor dem Eindringen von Schmutzpartikeln von außen.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem Aufpressen des Dichtringes auf den Lagerinnenring kann der Dichtring auf dem Lagerinnenring verklebt sein. Prinzipiell kommen alternativ oder ergänzend auch andere Montageverfahren in Betracht, beispielsweise eine formschlüssige Verriegelung, ein Anlöten und/oder ein Anschweißen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Schmiermittelzufuhr mit wenigstens einem Schmiermittelzufuhrkanal vorgesehen, der sich zumindest auch in der Radialrichtung des Lageraußenringes innerhalb des Lageraußenringes erstreckt und im Lageraufnahmeraum zwischen den beiden Wälzlagerreihen und außerhalb der Lagerlaufbahnen mündet. Somit wird die Mündung des Schmiermittelzufuhrkanals, vorteilhaft eine Vielzahl von Mündungen einer Vielzahl von Schmiermittelzufuhrkanälen nicht von den Wälzkörpern der Wälzlagerreihen überrollt, wodurch Vibrationen und Laufgeräusche vermieden werden.
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Bevorzugt ist der wenigstens eine Schmiermittelzufuhrkanal zumindest abschnittsweise schräg zur Drehachse verlaufend angeordnet.
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Gemäß einer günstigen Ausführungsform verläuft zumindest ein Endabschnitt des wenigstens einen Schmiermittelzufuhrkanals schräg zur Drehachse, wobei sich dieser Endabschnitt unmittelbar an die Mündung des Schmiermittelzufuhrkanals im Lageraufnahmeraum anschließt. Vorzugsweise ist der Schmiermittelzufuhrkanal über seine gesamte Längserstreckung hinweg schräg zur Drehachse verlaufend angeordnet.
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Günstig ist, wenn die Schmiermittelzufuhr einen Versorgungskanal umfasst, der zumindest abschnittsweise parallel und vorzugsweise ausschließlich parallel zur Drehachse im Lageraußenring verläuft und schmiermittelleitend am Schmiermittelzufuhrkanal angeschlossen ist. Der Versorgungskanal kann bevorzugt in wenigstens einer axialen Stirnseite des Lageraußenringes münden, um eine Schmiermittelübergabestelle zum Einbringen von Schmiermittel in den Lageraußenring auszubilden. Somit wird eine sogenannte axiale Anschmiermöglichkeit geschaffen. Im Lageraußenring kann beispielsweise eine Positionierbohrung für einen Suchstift zur sicheren Montage vorgesehen sein. Die axiale Anschmierung ermöglicht beispielsweise, dass radial außerhalb zum Schmiermittelzufuhrkanal ein oder mehrere Kühlkanäle in dem Lageraußenring und/oder einem den Lageraußenring umschließenden Gehäuse vorgesehen werden können, ohne mit dem Schmiermittelzufuhrkanal oder den Schmiermittelzufuhrkanälen zu kollidieren.
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Insbesondere kann ein Fett, ein Öl und/oder ein Öl-Luft-Gemisch als Schmiermittel verwendet werden. Bevorzugt ist eine Ölumlaufschmierung oder eine Minimalmengenschmierung vorgesehen. Bei einer Minimalmengenschmierung kann insbesondere nur eine Schmiermittelzufuhr, jedoch keine Schmiermittelabfuhr vorgesehen sein, weil das zugeführte Schmiermittel verdampft. Bei einer Ölumlaufschmierung sind insbesondere eine permanente Schmiermittelzufuhr und eine permanente Schmiermittelabfuhr vorgesehen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind im Lagerinnenring oder einem am Lagerinnenring sich anschließenden Bauteil ein oder mehrere Kühlkanäle vorgesehen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Lagerinnenring und/oder sind mit dem Lagerinnenring umlaufende Bauteile frei von schmiermittelführenden Kanälen.
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Insbesondere, wenn der genannte Versorgungskanal für Schmiermittel im Lageraußenring vorgesehen ist, so kann dieser Versorgungskanal an einer axialen Stirnseite des Lageraußenringes durch ein Dichtelement, beispielsweise durch eine Madenschraube, verschlossen sein. Dementsprechend können auch andere nicht benötigte Schmierkanäle verschlossen werden, beispielsweise durch Madenschrauben.
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Bevorzugt ist ein Temperatursensor zur Messung der Lagereinrichtungstemperatur vorgesehen. Beispielsweise ist eine zumindest im Wesentlichen in Radialrichtung verlaufende Sensorbohrung im Lageraußenring zur Aufnahme des Temperatursensors vorgesehen. Über einen solchen Sensor kann das Kühlsystem reguliert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind eine permanente Schmiermittelzufuhr und eine permanente Schmiermittelabfuhr am Lageraufnahmeraum angeschlossen, um die Wälzkörperreihen zu schmieren.
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Durch die permanente Schmiermittelzufuhr und Schmiermittelabfuhr können Drucküberhöhungen wie bei den bisher dauerfettgeschmierten oder dauerölgeschmierten Lagern nach einer Nachschmierung vermieden werden und es wird, besonders vorteilhaft, mit dem Schmiermittel Wärme aus dem Lager abgeführt. Als Schmiermittel kann beispielsweise Öl oder besonders vorteilhaft ein ÖI-Luftgemisch verwendet werden. Prinzipiell sind auch andere Schmiermittel denkbar.
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Besonders vorteilhaft ist die zugeführte Schmiermittelmenge variabel einstellbar und wird beispielsweise derart dosiert, dass einerseits die Reibung in der Lagereinrichtung, besonders beim Abwälzen der Wälzlagerreihen auf den Laufbahnen, minimiert ist und andererseits eine Überschmierung vermieden wird. Vielmehr kann eine sogenannte Minimalmengenschmierung vorgesehen sein.
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Das Einbringen von Schmiermittel über die Schmiermittelzufuhr kann druckbeaufschlagt erfolgen.
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Das Abführen von Schmiermittel über den Schmiermittelabfuhrkanal kann durch Besaugung oder durch einen Überdruck im Inneren des Lageraufnahmeraumes erfolgen.
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Insbesondere ist eine Mengensteuervorrichtung oder Mengenregeleinrichtung am Schmiermittelzufuhrkanal und/oder Schmiermittelabfuhrkanal vorgesehen, um die durch die Lagereinheit durchgeführte Schmiermittelmenge variabel einzustellen.
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Zusätzlich zur Kühlung mittels des Schmiermitteldurchsatzes kann eine weitere Kühleinrichtung vorgesehen sein, über welche Wärme aus der Lagereinrichtung abgeleitet wird. Diese Kühleinrichtung kann einen separaten Medienstrom als Wärmeträger vorsehen, beispielsweise Druckluft, insbesondere gekühlte Druckluft, oder eine Flüssigkeit wie Wasser oder Öl.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird jedoch die insbesondere gekühlte Druckluft als Bestandteil des Schmiermittelstromes durch die Lagereinrichtung geführt. In Abhängigkeit der sich in der Lagereinrichtung einstellenden Temperatur, die insbesondere mittels wenigstens eines oder mittels mehrerer Temperatursensoren erfasst wird, kann die Temperatur und/oder die Menge der zugeführten Druckluft variiert werden, um die gewünschte Kühlwirkung zu erreichen.
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Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung können nicht benötigte Schmiermittelzufuhrkanäle und/oder Schmiermittelabfuhrkanäle wahlweise verschlossen werden, um bei allen Anwendungsbereichen Gleichteile mit identischer Anzahl von Schmiermittelabfuhrkanälen und Schmiermittelabfuhrkanälen zu produzieren.
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Um die Winkelposition des wenigstens einen Schmiermittelzufuhrkanals und/oder Schmiermittelabfuhrkanals vorzugeben, kann im Lageraußenring eine Positionsbohrung vorgesehen sein, die bei der Montage der Lagereinrichtung entsprechend ausgerichtet werden muss.
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Besonders vorteilhaft sind die Schmiermittelzufuhr und die Schmiermittelabfuhr an einem externen offenen oder geschlossenen Schmiermittelkreislauf angeschlossen.
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Ein erfindungsgemäßer Werkzeugmaschinentisch weist eine Lagereinrichtung der dargestellten Art auf.
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Die Erfindung soll nachfolgend von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lagereinrichtung für einen Werkzeugmaschinentisch in einem Axialschnitt;
- 2 einen in Umfangsrichtung gegenüber dem Axialschnitt aus der 1 versetzten Axialschnitt, aus welchem optional vorgesehene Merkmale entnommen werden können;
- 3 ein Detail einer möglichen Gestaltung mit einem Dichtring an einem Lagerinnenring und eine Maßverkörperung an dem anderen Lagerinnenring;
- 4 Beispiele für einen Dichtring, der zugleich Bestandteil eines Winkelmesssystems ist.
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Obwohl in den Figuren die gezeigten Lagereinrichtungen primär zu Lagerung eines Werkzeugmaschinentisches, der insbesondere mit hoher Drehzahl angetrieben wird, verwendet werden können, kann die Gestaltung auch bei anderen Anwendungen, beispielsweise zur Lagerung von Wellen oder Spindeln, insbesondere von Werkzeugmaschinen, verwendet werden.
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Bei den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen weist die Lagereinrichtung drei Lagerreihen 9, 10, 19 zur Lagerung der beiden Lagerinnenringe 1, 2 auf dem Lageraußenring 7 auf. Die beiden Lagerinnenringe 1, 2 sind entlang der Schnittstelle 5 in Richtung der Drehachse 3, um welche die beiden Lagerinnenringe 1, 2 umlaufen, zusammengefügt, um in dem gezeigten Axialschnitt durch die Drehachse 3 beidseitig der Drehachse 3 jeweils eine U-Form eines auf der Seite liegenden U auszubilden. Der Lageraußenring 7 taucht mit seinem radial inneren Umfang 6 und einem bestimmten sich radial nach außen anschließenden Bereich in den Raum zwischen die beiden Lagerinnenringe 1, 2 ein, sodass in diesem Raum, auch Lageraufnahmeraum genannt, zwischen den beiden Lagerinnenringen 1, 2 und dem Lageraußenring 7 die drei Wälzlagerreihen 9, 10, 19 derart eingeschlossen werden, dass durch die in Richtung der Drehachse 3 mittlere Wälzlagerreihe 19 ein Radiallager gebildet wird und durch die beiden sich beidseitig in der Richtung der Drehachse 3 anschließenden Wälzlagerreihen 9, 10 jeweils ein Axiallager gebildet wird.
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Es ist wenigstens ein Schmiermittelzufuhrkanal 13 im Lageraußenring 7 vorgesehen, der im Lageraufnahmeraum zwischen zwei Wälzlagerreihen außerhalb der Lagerlaufbahnen, hier zwischen der Wälzlagerreihe 9 und der Wälzlagerreihe 19 mündet. Bevorzugt sind in Umfangsrichtung über der Drehachse 3 mehrere entsprechende Schmiermittelzufuhrkanäle 13 im Lageraußenring 7 vorgesehen. Jeder Schmiermittelzufuhrkanal 13 erstreckt sich zumindest auch in Radialrichtung des Lageraußenringes 7 innerhalb des Lageraußenringes 7. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft der Schmiermittelzufuhrkanal 13 schräg zur Drehachse 3.
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Eine Versorgung des Schmiermittelzufuhrkanals 13 erfolgt über den Versorgungskanal 20. Der Versorgungskanal 20 erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht zwingend, ausschließlich in Axialrichtung im Lageraußenring 7 und verläuft parallel zur Drehachse 3. Auf einer der beiden Stirnseiten des Lageraußenringes 7 ist die Mündung des Versorgungskanals 20 durch ein Dichtelement 25, beispielsweise einer Madenschraube verschlossen.
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In einem den Lageraußenring 7 tragenden Gehäuse 26 sind ein Schmiermittelabfuhrkanal 14 sowie ein weiterer Versorgungskanal 27 vorgesehen, welcher Schmiermittel an den Versorgungskanal 20 im Lageraußenring 7 übergibt.
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In der 2 ist eine in Radialrichtung verlaufende Sensorbohrung 23 im Lageraußenring 7 dargestellt, in die ein Temperatursensor 22 eingebracht ist. Mit dem Temperatursensor 22 kann die Temperatur des Lagers erfasst werden und entsprechend der Kühlmitteldurchfluss durch ein Kühlsystem verändert werden. Das Kühlsystem weist Kühlkanäle 21 auf, die sich hier im Gehäuse 26 erstrecken, sowie in mit den Lagerinnenringen 1, 2 umlaufenden Bauteilen, siehe auch 1.
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Aus der 2 ist ferner eine Positionierbohrung 24 ersichtlich, die sich in Axialrichtung durch den Lageraußenring 7 erstreckt, und welche dazu dient, den Lageraußenring 7 geeignet im Gehäuse 26 mittels eines Suchstiftes auszurichten, sodass die Übergabestellen zwischen dem oder den Versorgungskanälen 20 im Lageraußenring 7 und dem oder den Versorgungskanälen 27 im Gehäuse 26 geeignet zueinander ausgerichtet sind (siehe die 1).
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Beispiele für erfindungsgemäße bandförmige Dichtringe 15, 16 sind mit weiteren Einzelheiten in den 3 und 4 dargestellt. Dabei kann der in der 4 dargestellte Dichtring 16 als Bestandteil eines Winkelmesssystems 12 auch beim Winkelmesssystem 12 der 3 vorgesehen sein.
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Gemäß der 3 umschließt der bandförmige, hier hohlzylinderförmige Dichtring 15 den Lagerinnenring 1 entlang dessen äußeren Umfangs und erstreckt sich radial außerhalb an der Wälzlagerreihe 9 vorbei bis in eine Umfangsnut 8 in der dem Lagerinnenring 1 zugewandten Stirnseite des Lageraußenringes 7. An dem der Umfangsnut 8 abgewandten axialen Ende des Dichtringes 15 ist im Lagerinnenring 1 ein radialer Vorsprung 4 vorgesehen, an welchem der Dichtring 15 zu seiner exakten Positionierung anstößt. Der Vorsprung 4 wird beispielsweise durch Einbringen eines radialen Einstichs in den Lagerinnenring 1 hergestellt. Der Einstich erstreckt sich gemäß einer Ausführungsform in der Radialrichtung im Lagerinnenring 1 weiter nach innen als eine Anlagefläche 28 radial außen auf dem Lagerinnenring 1. Die Anlagefläche 28 dient der Aufnahme des Dichtringes 15. Insbesondere ist der Dichtring 15 auf die Anlagefläche 28 aufgeklebt und/oder aufgepresst.
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Beim in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Lagerinnenring 2 frei von einem bandförmigen Dichtring. Vielmehr ist an der Position, an welcher am ersten Lagerinnenring 1 der Dichtring 15 vorgesehen ist, die Maßverkörperung 11 des Winkelmesssystems 12 positioniert. Die Maßverkörperung 11 enthält beispielsweise Aussparungen und/oder Erhebungen, die ein induktives Erfassen der Winkelposition der Maßverkörperung 11 und damit der Lagerinnenringe 1, 2 mit einem Sensor 29 ermöglichen.
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Als weiteres, jedoch nicht zwingendes Detail ist in der 3 die Übergabestelle des Schmiermediums aus dem Versorgungskanal 27 in den Versorgungskanal 20 in größerem Detail (Detail A) gezeigt, nämlich mit einer Abdichtung 30, beispielsweise in Form eines O-Ringes, zwischen dem Gehäuse 26 und dem Lageraußenring 7.
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In der 4 ist die Möglichkeit einer Integration des Dichtringes 16 in ein Winkelmesssystem 12 gezeigt. In dem im Detail B gezeigten Ausführungsbeispiel deckt der Dichtring 16 die Maßverkörperung 11 ab, um zu vermeiden, dass Schmutz oder Ablagerungen in Aussparungen 17 der Maßverkörperung 11 eindringt/eindringen. Demgemäß umschließt der Dichtring 16 die Maßverkörperung 11 auf deren radialer Außenseite und liegt insbesondere flächig auf dieser auf. Alternativ kann die Maßverkörperung 11, wie in Detail C dargestellt, auf dem Dichtring 16 angeordnet sein. Dabei umschließt die Maßverkörperung 11 den Dichtring 16 auf dessen radialer Außenseite und liegt insbesondere flächig auf dieser auf.
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Die Maßverkörperung 11 und der Dichtring 16 liegen beispielsweise gemeinsam am radialen Vorsprung 4 des Lagerinnenrings 2 an. Es könnten jedoch auch verschieden Vorsprünge vorgesehen sein. Generell ist das Ausrichten der Maßverkörperung 11 und/oder Dichtringes 16 wie auch des Dichtringes 15 an einem Vorsprung 4 nicht zwingend.
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Prinzipiell ist es möglich, den Dichtring 16 gleichzeitig als Maßverkörperung 11 zu verwenden, indem der Dichtring 16 entsprechende Aussparungen 17 und/oder entsprechende Erhebungen aufweist, die von einem Sensor 29 erfasst werden können. Dies ist exemplarisch in den Details D und E in der 4 dargestellt. Hier ist auch eine schematisch dargestellte Erhebung 18 angedeutet.
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Das Detail E der 4 zeigt ferner eine Möglichkeit, dass der Dichtring nicht in eine Umfangsnut im Lageraußenring 7 eintaucht, sondern lediglich der stirnseitigen Oberfläche des Lageraußenrings 7 dicht gegenübersteht, sodass nur ein Dichtspalt verbleibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerinnenring
- 2
- Lagerinnenring
- 3
- Drehachse
- 4
- Vorsprung
- 5
- Schnittstelle
- 6
- radial innerer Umfang
- 7
- Lageraußenring
- 8
- Umfangsnut
- 9
- Wälzlagerreihe
- 10
- Wälzlagerreihe
- 11
- Maßverkörperung
- 12
- Winkelmesssystem
- 13
- Schmiermittelzufuhrkanal
- 14
- Schmiermittelabfuhrkanal
- 15
- Dichtring
- 16
- Dichtring
- 17
- Aussparung
- 18
- Erhebung
- 19
- Wälzlagerreihe
- 20
- Versorgungskanal
- 21
- Kühlkanal
- 22
- Temperatursensor
- 23
- Sensorbohrung
- 24
- Positionierbohrung
- 25
- Dichtelement
- 26
- Gehäuse
- 27
- Versorgungskanal
- 28
- Anlagefläche
- 29
- Sensor
- 30
- Abdichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007015421 A1 [0006]
- DE 202010009494 U1 [0006]
- DE 102009014922 A1 [0007]
- DE 102013100679 A1 [0008]
- US 2008/0169257 A1 [0009]
- DE 102011002913 A1 [0010]
- DE 2327071 A [0010]
- DE 2616817 A1 [0010]
- WO 2012/038327 A1 [0010]
- US 2014/0029882 A1 [0010]
- DE 4007881 A1 [0010]
- EP 2669541 A1 [0010]
- EP 3173642 A1 [0010]
