DE102019205343A1

DE102019205343A1 - Zwei Hybridkugellager und eine Kompressorlageranordnung

Info

Publication number: DE102019205343A1
Application number: DE102019205343.2A
Authority: DE
Inventors: Hans Wallin; Rudolf Hauleitner
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-10-31
Also published as: US20190331124A1; CN110397671A; US11009035B2

Abstract

Zwei Hybridkugellager und eine Kompressorlageranordnung mit zwei Hybridkugellager und für einen rotierbaren Träger eines Rotors des Kompressors gegen einen Stator des Kompressors. Die zwei Hybridkugellager sind Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken angeordnet, sind mit einem optimalen axialen Spiel, das von dem Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements eines der Hybridkugellager bzw. von einem Teilkreisdurchmesser eines der zwei Hybridkugellager abhängt, für eine lange Lagerlebensdauer in Verbindung mit einem optimalen Kompressorbetriebsleistung ausgebildet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft zwei Hybridkugellager und eine Kompressorlageranordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist beispielsweise auf dem Gebiet der Kühlmittelkompressoren im Prinzip bekannt, das Kühlmittel selbst als ein Schmiermittel mit einer ultra-niedrigen Viskosität an Wälzlager des Kompressors in dem Sinne einer Schmierung mit einer ultrareinen Schmierfilmdicke zuzuführen. Abgesehen von den Flüssigkeitsunreinheiten, die üblicherweise in dem Kühlmittel vorliegen, kann dies eine reine Kühlmittelschmierung sein. Bei einer Modifikation können ein oder mehrere andere besonders Schmiermittel-relevante Substanzen, beispielsweise bis zu einer Gesamtkonzentration von maximal 1 %, dem Kühlmittel hinzugefügt werden. Ferner werden einige dieser Kompressoren bei vergleichsweise Hochgeschwindigkeitsdrehzahlen betrieben. Daher ist die Optimierung der Lagerlebensdauer mehreren Bedingungen unterworfen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zwei Hybridkugellager haben zumindest ein ringförmiges inneres Laufbahnelement, auf welchem Kugeln von zumindest einem der zwei Hybridkugellager abrollen, mit einem Innendurchmesser, wobei die zwei Hybridkugellager ausgelegt sind, ein axiales Spiel bei null Mess- und null Montagelasten folgendermaßen bereitzustellen, falls die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken angeordnet sind:

Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 40 µm, falls der Innendurchmesser kleiner oder gleich 80 mm ist,
Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 50 µm, falls der Innendurchmesser größer 80 mm und kleiner oder gleich 180 mm ist und
Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 70 µm, falls der Innendurchmesser größer als 180 mm ist.

Zwei Hybridkugellager, welche ausgelegt sind, das folgende axiale Spiel bei null Mess- und null Montagelasten bereitzustellen, falls die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken angeordnet sind:

Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 40 µm, falls der Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 100 mm ist,
Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 50 µm, falls der Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager größer 100 mm und kleiner oder gleich 200 mm ist und
Das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 70 µm, falls der Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager größer 200 mm ist.

Eine Kompressorlageranordnung hat zwei Hybridkugellager für eine rotierbaren Auflage eines Rotors des Kompressors gegenüber einem Stator des Kompressors, wobei die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken mit dem folgenden axialen Spiel bei null Mess- und null Montagelasten angeordnet sind:

das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 40 µm, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 80 mm ist oder falls ein Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 100 mm ist,
das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 50 µm, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager größer 80 mm und kleiner oder gleich 180 mm ist oder falls ein Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager größer 100 mm und kleiner oder gleich 200 mm ist und
das axiale Spiel liegt zwischen -5 und 70 µm, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager größer 180 mm oder falls ein Teilkreisdurchmesser von einem der zwei Hybridkugellager größer 200 mm ist.

Ausführliche Reihen von Untersuchungen wurden durchgeführt. Diese Untersuchungen wurden für verschiedene Sätze von zwei Hybridkugellager in X- und O-Anordnungen für eine Kühlmittelkompressoranwendung bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten (zwischen 2500 und 25000 rpm oder ndm-Werten, die zwischen 500000 und 1200000 mm/60s sind) durchgeführt. Die Lager, insbesondere Hybridschrägkugellager, wurden mit einem Schmiermittel mit einer ultraniedrigen Viskosität geschmiert, das eine ultradünne Schmiermittelfilmdicke von 200 nm oder weniger bildet, insbesondere ein modernes, umweltfreundlichen Kühlmittel oder ein Kühlmittel mit einer oder mehreren anderen, insbesondere Schmiermittel-relevanten Substanzen, mit einer Gesamtkonzentration von bis zu 1%. Damit wurden die Lagersätze mit verschiedenen Abmessungen und inneren und äußeren Toleranzen untersucht. Diese Untersuchungen waren auf eine optimierte Lagerlebensdauer in Verbindung mit einer optimierten Kompressorbetriebsleistung fokussiert. Dabei waren die Schlüsselentdeckungen dieser ausführlichen Untersuchungen, dass eine lange Lagerlebensdauer zusammen mit einer guten Kompressorbetriebsleistung stark von der korrekten Auswahl des axialen Spiels der zwei Hybridkugellager beeinflusst ist, und dass das optimale axiale Spiel abhängig ist von der Lagergröße, insbesondere von dem Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements (oder kurz Innenrings) der Lager bzw. von dem Kugelteilkreisdurchmessers, zum Beispiel bei Anordnungen, in denen kein klassischer innerer Lagerring existiert, zum Beispiels falls die Innenlaufbahn direkt auf den rotierenden Schaft gebildet ist. Wohingegen insbesondere ein zu kleines axiales Spiel zu hohen inneren Lagerlastzuständen, hohen Kontaktdrücken und Durchbrüchen des Schmiermittelfilms führt, was in einer kurzen Lagerlebensdauer resultiert. Andererseits, falls das axiale Spiel zu groß ist, treten Gleitbewegungen zwischen den Kugeln und den Laufbahnen auf, wird die Kontaktbelastung zu gering, um einen Anstieg der Viskosität zu verursachen, und wird die Schmiermittelfilmdicke reduziert, was einen weiteren Abrieb und eine kurzen Lagerlebensdauer bewirkt. Lagersteifigkeit und Rotorpositionierungsgenauigkeit werden ebenfalls negativ durch ein zu großes Spiel beeinflusst. Daher stellen die Designregeln in den voranstehenden Absätzen eine lange Lagerlebensdauer in Verbindung mit einer guten Kompressorbetriebsleistung sicher.
Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung resultieren aus den exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung, die im Folgenden mit Bezug auf die Figuren beschrieben werden.
Figurenliste

1a und 1b zeigen Längsschnitte durch die obere Hälfte von zwei Hybridkugellagern, welche Front-an-Front in 1a und Rücken-an-Rücken in 1b angeordnet sind,
2 zeigt einen Längsschnitt durch einen oberen Bereich einer Lageranordnung eines Kühlmittelkompressors, und
3 zeigt einen Querschnitt durch den Mittelpunkt der Anordnung von 2.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die 1a und 1b zeigen als Ausführungsformen der Erfindung Längsschnitte durch die obere Hälfte von zwei Hybridkugellagern. Dabei zeigt 1a eine Lageranordnung von zwei Hybridschrägkugellagern, welche zueinander in einer Front-an-Front-Anordnung angeordnet sind, die auch als eine X-Anordnung bezeichnet wird. 1b zeigt eine Lageranordnung von zwei Hybridschrägkugellagern, welche miteinander in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet sind, die auch als eine O-Anordnung bezeichnet wird. Jedes der zwei Hybridschrägkugellagern aus 1a und 1b umfasst ein ringförmigen äußeres Laufbahnelement 12 und 22 und ein inneres Laufbahnelement 11 und 21. Die inneren und äußeren Laufbahnelemente 11, 21, 12 und 22 sind aus Edelstahl, insbesondere Edelstahl mit hohen Stickstoffgehalt, zum Beispiel Chromax 40, Cronidur 30, X30CrNoN15-1, X40CrMoVN16-2, NitroMax oder ähnlichem mit einer Härte größer HRC 58 zumindest an den Laufbahnen und einem Korrosionswiderstand mit eine Pittingpotenzial größer oder gleich -225 mV gemäß ASTM G61-86, hergestellt. Die inneren Laufbahnelemente 11 und 21 haben ein Innendurchmesser d bzw. d'.
Reihen von keramischen Kugeln 15 und 25, zum Beispiel aus Si3N4 sind für jedes Kugellager zwischen den inneren und äußeren Laufbahnelementen 11, 21, 12 und 22 der jeweiligen Kugellager angeordnet. Die Kugeln 15 und 25 sind in Käfigen 14 und 24 eingerastet und gehalten. In diesem Fall verhindern die Käfige 14 und 24 einen gegenseitigen Kontakt der Kugeln 15 und 25 innerhalb der jeweiligen Reihen der Kugeln 15 und 25. Die Käfige 14 und 24 sind aus faserverstärkten PEEK hergestellt. Dadurch definieren die Reihen der Kugeln 15 einen Teilkreisdurchmesser dm, der ein Durchmesser eines Kreises ist, der durch die Mittelpunkte von allen Kugeln 15 hindurch geht, und die Reihe der Kugeln 25 definiert in gleicher Weise den Teilkreisdurchmesser dm'.
Jedes der Hybridschrägkugellagern zeigt einen Kontaktwinkel α bzw. β. Dieser Kontakt wenn Winkel α bzw. β ist der Winkel zwischen einer Verbindungslinie zwischen dem nominellen Kontaktpunkten einer Kugel 15 oder 25 mit dem äußeren und inneren Laufbahnelementen 12 und 11 bzw. 22 und 21 auf der einen Seite und einer Ebene des Kugellagers, die senkrecht zu der axialen Richtung ist, auf der anderen Seite.
In den 1a und 1b sind die zwei Hybridschrägkugellagern identisch, was insbesondere bedeutet, dass die Innendurchmesser d und d', die Teilkreisdurchmesser dm und dm' und die Kontaktwinkel α und β identisch sind. In anderen Ausführungsformen sind insbesondere die Kontaktwinkel α und β verschieden voneinander, zum Beispiel um mit unterschiedlichen erwarteten axialen Lasten in der einen oder der anderen axialen Richtung zurechtzukommen. Natürlich gibt es spezielle Fälle, bei denen auch die Innendurchmesser d und d' und/oder die Teilkreisdurchmesser dm und dm' der zwei Hybridkugellager verschieden voneinander sind.
Die zwei Hybridkugellager sind für eine hohe Rotationsgeschwindigkeiten zwischen 2500 und 25000 rpm oder ndm-Werten, die zwischen 500000 und 1200000 mm/60s sind, eingerichtet und hergestellt, wobei der ndm-Wert einen Multiplikationsergebnis der Rotationsgeschwindigkeit und des Teilkreisdurchmessers dm und dm' ist. Ferner sind die zwei Hybridkugellager derart ausgelegt und hergestellt, dass sie in einem nicht gebrauchten, wie neu bzw. nicht eingelaufenen Zuständen, ein spezifisches axiales Spiel C bei null Mess- und null Montagelasten zeigen, wie voranstehend als eine Erkenntnis dieser Erfindung erklärt wurde, um eine optimierte Lagerlebensdauer zusammen mit einer optimierten Kompressorbetriebsleistung sicherzustellen.
Insbesondere haben die zwei Hybridschrägkugellager einen Innendurchmesser d = d' = 150 mm, einen Teilkreisdurchmesser dm = dm' = 187,5 mm, einen Kontaktwinkel α = β = 15° und das axiale Spiel C bei null Mess- und null Montagelasten ist ungefähr 40 µm. Bei einer anderen Ausführungsform, welche sich von der voranstehend genannten unterscheidet, sind die Kontaktwinkel α und β für die zwei Hybridkugellager verschieden, zum Beispiel α = 15°, β = 30° und C ist dann ungefähr 38 µm.
Dabei sollte ein negatives axiales Spiel C mit Bezugnahme auf 1a und 1b wie folgt verstanden werden: bezogen auf die Front-an-Front-Anordnung der 1a bedeutet ein negatives axiales Spiel C, dass die axiale Lücke nicht länger zwischen den zwei inneren Laufbahnelementen 11 und 21, welche dann einander kontaktieren, sondern zwischen den zwei äußeren Laufbahnelementen 12 und 22 ist, die den absoluten Wert des negativen axialen Spiels C zeigen. Bezogen auf die Rücken-an-Rücken-Anordnung von 1b bedeutet ein negatives axiales Spiel C, dass die axiale Lücke nicht länger zwischen den zwei äußeren Laufbahnelementen 12 und 22, welche dann einander kontaktieren, sondern zwischen den zwei inneren Laufbahnelementen 11 und 21 ist, welche den absoluten Wert des negativen axialen Spiels C zeigen.
Dabei können die zwei Hybridschrägkugellager gepaarte Lager sein, was den Freiheitsgrad erhöht, um das gewünschte axiale Spiel C sicherzustellen; oder sie können ungepaart sein, was den Anspruch an die Toleranzen an das einzelne Lager erhöht, um das gewünschte axiale Spiel C sicherzustellen, aber natürlich aus einer Handhabungs- und Montageperspektive leichter ist, da keine Paarungsbeziehung befolgt werden muss.
Natürlich können in anderen Ausführungsformen ein oder mehrere zusätzliche Hybridkugel- und/oder Rollenlager, insbesondere zylindrische Rollenlager, auf der linken und/oder auf der rechten Seite des Lagers aus 1a und 1b oder auch zwischen den zwei Lagern aus 1a und 1b sein, abhängig von der benötigten Lastaufnahmekapazität an dem jeweiligen Einbauort des Lagers und den Anwendungsanforderungen. Dabei beeinflussen diese zusätzlichen Lager nicht das axiale Spiel der zwei Lager in 1a und 1b.
2 zeigt, als eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung, einen Längsschnitt durch einen oberen Bereich einer Lageranordnung eines Kühlmittelkompressors, insbesondere eines großen zentrifugalen Klimaanlagenkompressors mit einem direkten Antrieb, und 3 zeigt einen Querschnitt durch den Mittelpunkt der Darstellung von 2. Der Kompressor umfasst ein Gehäuse 110, von welchen in 2 und 3 nur die Bereiche gezeigt sind, welche in Verbindung mit der Lageranordnung sind. Ferner umfasst das Gehäuse 110 eine axiale kreiszylindrische Bohrung 118, welche die Hybridkugellager und einen äußeren Zwischenring 130 aufnimmt.
In der Bohrung 118 werden die zwei Hybridschrägkugellager gemäß 1b voneinander durch den äußeren Zwischenring 130 beabstandet. Die ringförmigen äußeren Laufbahnelemente 12 und 22 sind an dem Gehäuse 110 in einer per se bekannten Art und Weise befestigt und werden nicht ausführlich gezeigt. Auch sind die inneren Laufbahnelemente 11 und 21 in der nicht gezeigten bekannten Art und Weise an der Welle des Kompressors festgelegt, welcher ebenfalls nicht gezeigt ist, welcher für die Rotation relativ zu dem Gehäuse 110 vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Welle beispielsweise in einem Rotor einer elektrischen Maschine übergehen, welche dazu dient, die Welle zu anzutreiben. Auf der rechten Seite der Darstellung von 2 kann ein Propellerrad des Kompressors für das Kühlmittel des Klimaanlagensystems beispielsweise auf der Welle angeordnet sein. Dennoch kann die Welle einen anderen Lagerungsort haben, der von dem in der 2 gezeigten beabstandet ist, zum Beispiel auf der anderen axialen Seite des Antriebs. Dieser andere Lagerungsort kann ein identisches, ähnliches, aber auch ein unterschiedliches Design, wie das in der 2 und 3 gezeigte, haben.
Die Reihen von keramischen Kugeln 15 und 25 sind zwischen den äußeren und inneren Laufbahnelementen 12, 22, 11 und 21 der jeweiligen Kugellager angeordnet. Die Kugeln 15 und 25 sind jeweils in Käfigen 14 und 24 eingeschnappt und gehalten. Die Käfige 14 und 24 verhindern einen gegenseitigen Kontakt der Kugeln 15 und 25 innerhalb der jeweiligen Reihen von Kugeln 15 und 25.
Der äußere Zwischenring 130 ist zwischen den zwei äußeren Laufbahnelementen 12 und 22 des Hybridschrägkugellagers angeordnet und ein innerer Zwischenring 138 ist zwischen den inneren Wälzflächenelementen 11 und 12 der zwei Kugellager angeordnet. Das Gehäuse 110 umfasst eine radiale kreiszylindrische Bohrung 112, in welche eine Düse 140 für das Kühlmittel, die durch die Bohrung 112 eindringt, eingeschraubt werden kann. Der äußere Zwischenring 130 ist mit einem Schlitz 132, der auf die radiale Bohrung 112 ausgerichtet ist, und einer radialen kreiszylindrischen Durchdringung 134, die dem Schlitz 132 gegenüberliegt, ausgebildet. Die radiale Durchdringung 134 entspricht in ihrer Position einer radialen Bohrung 114, die in dem Gehäuse 110 vorgesehen ist, welche als ein Abfluss für das Kühlmittel dient, das an die Lageranordnung zugeführt wird.
Die Lageranordnung ist zum Schmieren mit einem mehr oder weniger reinem Ölfreien Kühlmittel, beispielsweise einem der modernen, umweltfreundlichen Kühlmittel, oder mit einem Kühlmittel mit einem oder mehreren anderen, besonders schmierungsrelevanten Substanzen bis zu einer Gesamtkonzentration von bis 1% folgendermaßen ausgelegt: die Düse 140, die sowohl durch die Bohrung 110 als auch durch den Schlitz 132 des Zwischenrings 130 hindurch geht, ist in die Bohrung 112 des Gehäuses 110 eingeschraubt und, beispielsweise mittels einer einstellbaren Mutter 148 gesichert. Für diesen Zweck ist die Düse 140 zumindest in ihrem oberen Bereich, mit einem Außengewinde und die Bohrung 112 zumindest in ihrem oberen Bereich mit einem Innengewinde, das dazu korrespondiert, ausgebildet. Ferner umfasst die Düse 140 einen Kanal 144, welcher auf der Lagerseite in einen Y-förmigen Auslasskanal 144 übergeht. Das Y-förmige Design des Kanals 140 ist dadurch besonders vorteilhaft, falls beispielsweise nicht genug Raum für ein T-förmiges Design zur Verfügung steht.
Wenn eine entsprechende Kühlmittelleitung an dem oberen Ende der Düse 140 verbunden ist, wird die Kühlmittelzufuhr dann über den Kanal 142 bewirkt. Das Kühlmittel wird dann über den Y-förmigen Auslasskanal 144 zwischen die unteren Kanten der Käfige 14 und 24 und die äußeren Mantelflächen der inneren Laufbahnelemente 11 und 21 gefördert und dadurch direkt in die Wälzzonen des Hybridschrägkugellagers eingespritzt. Zu diesem Zweck sind sowohl die Kugellager als auch die Düse 140 in einer strukturell und geometrisch koordinierten Art mit Bezug aufeinander ausgebildet, wie beispielsweise der Einschraubtiefe in die Bohrung 112.
Während des Betriebs des Kompressors wird Kühlmittel in flüssiger Form in gesättigtem Zustand zugeführt. Die Lageranordnung ist in einer solchen Weise eingerichtet, dass eine Drucksituation für das Kühlmittel aufrechterhalten wird, was größtenteils verhindert, dass das Kühlmittel in einen gasförmigen Zustand übergeht. Insbesondere sind die Durchmesser des Y-förmigen Auslasskanals entsprechend dimensioniert. Ferner ist die Lagergeometrie, insbesondere mit Bezug auf eine axiale freie Durchgangsmöglichkeit für das eingespritzte Kühlmittel, aber auch die Geometrie des Abflusses 114 korrespondierend ausgebildet, insbesondere in einer beschränkenden Weise. Dadurch sind die Durchmesser der Kanäle derart dimensioniert, dass es einen sehr kleinen Druckabfall stromauf des Y-förmigen Auslasskanals 144 gibt. Das Kühlmittel passiert den Auslasskanal 144 in flüssiger Form. Nach dem Verlassen des Auslasskanals 144 geht ein wenig Kühlmittel in ein Gas über, abhängig von dem Druckabfall über den Auslasskanal 144, der Lagerreibung und der Zeit, die es für den Durchfluss braucht.
In anderen Ausführungsformen kann der äußere Zwischenring 130 auch um 180° gedreht eingebaut sein, so dass die Durchdringung 134 auf die Bohrung 112 ausgerichtet ist und der Schlitz 132 auf die Bohrung 114. Es gibt ebenfalls Ausführungsformen, in welchen der Schlitz 132 und die Durchdringung 134 einander nicht gegenüber liegen, sondern beispielsweise umfänglich um 160° oder 140° versetzt angeordnet sind. In weiteren Ausführungsformen kann der Schlitz 132 durch eine weitere radiale Durchdringung ersetzt sein. Ferner kann der äußere Zwischenring ebenfalls mehrere Durchdringungen für mehr als eine Düse und möglicherweise auch für weitere Ausflüsse aufweisen. Alternativ kann auf den Abfluss 114 und eine zugehörige Durchdringung oder Schlitz des äußeren Zwischenrings verzichtet werden.
In anderen Ausführungsformen kann der innere Zwischenring 138 die Einbringung des Kühlmittels in die Wälzzonen unterstützen, insbesondere durch eine radial nach außen gewölbten Konfiguration seiner äußeren Schale, beispielsweise in Form eines Gewölbes. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Düse natürlich auch in einer anderen Art und Weise an dem Gehäuse befestigt sein.
In anderen Ausführungsformen können die Schmierabstandhalter gemäß der DE 20 2017 106 076 U1 und CN 205 025 807 U ausgebildet sein.
Natürlich muss betont werden, dass die Zwischenringe 130 und 138 nicht das gewünschte axiale Spiel C bei null Mess- und null Montagelasten des Lagers beeinflussen. In anderen Ausführungsformen kann ebenfalls ein einstückiger Zwischenring oder auch mehrere von solchen Zwischenringen bzw. weitere Lager vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen kann es auch beispielsweise eine einzelne Beilagscheibe sein, die sich zwischen den inneren Laufbahnelementen 11 und 21 oder den äußeren Laufbahnelementen 12 und 22 befindet, insbesondere in Verbindung mit einer anderen Zufuhr des Schmiermittelkühlmittels, beispielsweise axial von zumindest einer der zwei Seitenflächen aus. Dabei kann dann auch die Beilagscheibe in der Anordnung umfasst sein, um das gewünschte axiale Spiel C zu regulieren, wobei im Prinzip dafür auch solche Zwischenring(e) verwendet werden können und dafür ausgelegt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202017106076 U1 [0026]
CN 205025807 U [0026]

Claims

Zwei Hybridkugellager weisen auf: zumindest ein ringförmiges inneres Laufbahnelement mit einem Innendurchmesser, auf welchem Kugeln von zumindest einem der zwei Hybridkugellager abrollen, wobei die zwei Hybridkugellager dazu ausgelegt sind, ein axiales Spiel bei null Mess- und null Montagelasten wie folgt bereitzustellen, falls die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken angeordnet sind, wobei falls der Innendurchmesser kleiner oder gleich 80 mm ist, das axiale Spiel zwischen -5 und 40 µm ist, wobei falls der Innendurchmesser größer 80 mm und kleiner oder gleich 180 mm ist, das axiale Spiel zwischen -5 und 50 µm ist, und wobei falls der Innendurchmesser größer 180 mm ist, das axiale Spiel zwischen -5 und 70 µm ist.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei die zwei Hybridkugellager in einem nicht verwendeten, wie neu bzw. einem nicht eingelaufenen Zustand und identisch sind.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei die Laufbahnelemente der zwei Hybridkugellager aus Stahl, insbesondere Edelstahl mit hohem Stickstoffgehalt für Wälzlager, hergestellt ist, wobei die Kugeln aus einem keramischen Material und Käfige für die Kugeln aus einem Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Kunststoff, insbesondere PEEK aufweisend, hergestellt sind.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei das erste der zwei Hybridkugellager aufweist: ein erstes äußeres und ein erstes inneres ringförmiges Laufbahnelement, wobei das zweite der zwei Hybridkugellager ein zweites äußeres und ein zweites inneres ringförmiges Laufbahnelement aufweist, und wobei zumindest ein hohlzylindrisches Abstandselement, insbesondere ein Schmierdurchlass-Abstandshalter oder Distanzring, zwischen den zwei äußeren und/oder den zwei inneren Laufbahnelementen vorgesehen und positioniert ist.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei die zwei Hybridkugellager Hybridschrägkugellager mit Kontaktwinkeln zwischen 10° und 40°, insbesondere zwischen 15° und 30° sind.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 5, wobei die Kontaktwinkel der zwei Hybridkugellager verschieden sind, und wobei insbesondere der Kontaktwinkel eines ersten der zwei Hybridkugellager zwischen 10° und 20° liegt und der Kontaktwinkel des zweiten der zwei Hybridkugellager zwischen 21° und 35° liegt.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eines der zwei Hybridkugellager für hohe Rotationsgeschwindigkeiten zwischen 2500 und 25000 rpm oder nd_m-Werten, die zwischen 500000 und 1200000 mm/60s liegen, ausgebildet ist, wobei der nd_m-Wert das Multiplikationsergebnis der Rotationsgeschwindigkeit mit dem Teilkreisdurchmesser ist.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 1, wobei die zwei Hybridkugellager gepaart sind, wobei sie einen synchronisierten Satz bilden.
Zwei Hybridkugellager, die dazu ausgelegt sind, das folgende axiale Spiel bei null Mess- und null Montagelasten bereitzustellen, falls die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken angeordnet sind, mit: falls der Teilkreisdurchmesser des einen der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 100 mm ist, ist das axiale Spiel zwischen -5 und 40 µm, falls der Teilkreisdurchmesser des einen der zwei Hybridkugellager größer 100 mm und kleiner oder gleich 200 mm ist, ist das axiale Spiel zwischen -5 und 50 µm, und , falls der Teilkreisdurchmesser des einen der zwei Hybridkugellager größer 200 mm ist, ist das axiale Spiel zwischen -5 und 70 µm.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 9, wobei die zwei Hybridkugellager in einem nicht verwendeten, wie neu, einem nicht eingelaufenen Zustand und identisch sind.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 9, wobei die zwei Hybridkugellager Hybridschrägkugellager mit Kontaktwinkeln zwischen 10° und 40°, insbesondere zwischen 15° und 30° sind.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 11, wobei die Kontaktwinkel der zwei Hybridkugellager verschieden sind, wobei insbesondere die Kontaktwinkel des ersten der zwei Hybridkugellager zwischen 10° und 20° liegt und der Kontaktwinkel des zweiten der zwei Hybridkugellager zwischen 21° und 30° liegt.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 9, wobei zumindest eines der zwei Hybridkugellager für hohe Rotationsgeschwindigkeiten zwischen 2500 und 25000 rpm oder nd_m-Werten, die zwischen 500000 und 1200000 mm/60s liegen, ausgelegt ist, wobei der nd_m-Wert das Multiplikationsergebnis der Rotationsgeschwindigkeit mit dem Teilkreisdurchmesser ist.
Zwei Hybridkugellager gemäß Anspruch 9, wobei die zwei Hybridkugellager gepaart sind, wobei sie einen synchronisierten Satz bilden.
Kompressorlageranordnung, aufweisend: zwei Hybridkugellager für eine rotierbare Lagerung eines Rotors des Kompressors gegenüber einem Stator des Kompressors, wobei die zwei Hybridkugellager Front-an-Front oder Rücken-an-Rücken mit dem folgenden axialen Spiel bei null Mess- und null Montagelasten angeordnet sind, wobei das axiale Spiel zwischen -5 und 40 µm ist, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 80 mm oder ein Teilkreisdurchmesser eines der zwei Hybridkugellager kleiner oder gleich 100 mm ist, , das axiale Spiel zwischen -5 und 50 µm ist, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager größer 80 mm und kleiner oder gleich 180 mm ist oder falls ein Teilkreisdurchmesser eines der zwei Hybridkugellager größer 100 mm und kleiner oder gleich 200 mm ist, und das axiale Spiel zwischen -5 und 70 µm ist, falls ein Innendurchmesser eines ringförmigen inneren Laufbahnelements von zumindest einem der zwei Hybridkugellager größer 180 mm ist oder falls der Teilkreisdurchmesser eines der zwei Hybridkugellagergrößer 200 mm ist.
Kompressorlageranordnung gemäß Anspruch 15, wobei das erste der zwei Hybridkugellager ein erstes äußeres und ein erstes inneres ringförmiges Laufbahnelement umfasst, wobei das zweite der zwei Hybridkugellager ein zweites äußeres und ein zweites inneres ringförmiges Laufbahnelement umfasst, und wobei zumindest ein hohlzylindrisches Abstandselement, insbesondere ein Schmierdurchlass-Abstandshalter oder Distanzring, zwischen den zwei äußeren und/oder den zwei inneren Laufbahnelementen vorgesehen und positioniert ist.
Kompressorlageranordnung gemäß Anspruch 15, wobei die zwei Hybridkugellager Hybridschrägkugellager mit Kontaktwinkeln zwischen 10° und 40°, insbesondere zwischen 15° und 30° sind.
Kompressorlageranordnung gemäß Anspruch 17, wobei die Kontaktwinkel der zwei Hybridkugellager verschieden sind, und wobei insbesondere die Kontaktwinkel des ersten der zwei Hybridkugellager zwischen 10° und 20° liegt und der Kontaktwinkel des zweiten der zwei Hybridkugellager zwischen 21° und 35° liegt.
Kompressorlageranordnung gemäß Anspruch 15, wobei zumindest eines der zwei Hybridkugellager für hohe Rotationsgeschwindigkeiten zwischen 2500 und 25000 rpm oder nd_m-Werten, die zwischen 500000 und 1200000 mm/60s liegen, ausgebildet sind, wobei der nd_m-Wert das Multiplikationsergebnis der Rotationsgeschwindigkeit mit dem Teilkreisdurchmesser ist.
Kompressorlageranordnung gemäß Anspruch 15, wobei zumindest eines der zwei Hybridkugellager mit einem Schmiermittel mit einer ultra-niedrigen Viskosität, insbesondere mit einem reinen Kühlmittel oder einem Kühlmittel mit einer Menge von zumindest einer anderen, insbesondere schmierungsrelevanten, Substanz bis zu einem Gesamtgehalt von maximal 1%, geschmiert ist.