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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wälzlageranordnung mit einer
Schmierfunktion, zum Beispiel einer Funktion zum Schmieren einer Hauptwelle
oder einer Spindel einer Werkzeugmaschine mit Schmierfett.
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Als
ein Verfahren zum Schmieren einer Spindel der Werkzeugmaschine sind
ein Fettschmiersystem, das wartungsfrei benutzt werden kann; ein Luft-/Ölschmiersystem, in dem ein
Schmieröl
mit einer Transportluft gemischt wird, so dass das Öl durch eine
Düse in
das Innere einer Lageranordnung gespritzt wird; ein Spritzschmiersystem,
in dem ein Schmieröl
direkt in das Innere einer Lageranordnung gespritzt werden kann;
und andere wohlbekannt. Die Werkzeugmaschinen des Standes der Technik
werden derzeitig verschnellert, um die Bearbeitungsleistung zu erhöhen und,
um diesem Rechnung zu tragen, wird das Luft-/Ölschmiersystem, das relativ preisgünstig und
leicht verschnellert werden kann, in den meisten Fällen öfter benutzt.
Da aber das Luft-/Ölschmiersystem
die Benutzung von Luft- und Ölzufuhreinrichtungen
als Zusatzvorrichtungen erfordert und auch eine große Menge
Luft erfordert ist, hat es einige Probleme hinsichtlich der Kosten,
des Lärms,
der Energieeinsparung, und der Ressourceneinsparung gegeben. Als
ein zusätzliches
Problem hat sich herausgestellt, dass die Streuung des Öls zu Umweltverschmutzung
führt.
Um solche Probleme zu mildern, hat das Verschnellern bei dem Fettschmiersystem
nun auch Fachleute interessiert, und der Bedarf danach wächst sogar.
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Wenn
man bedenkt, dass das Fettschmiersystem derart ist, die Schmierung
einer Lageranordnung nur mit einer Menge von Schmierfett durchzuführen, die
in der lageranordnung während
deren Montage gefüllt
wird, dann wird im Allgemeinen berücksichtigt, dass, wenn die
das Fettschmiersystem benutzende Lageranordnung mit hoher Geschwindigkeit
betrieben wird, tendenziell Verschlechterung des Schmierfetts und
ein Verlust des Ölfilms
auf der Laufringoberfläche,
insbesondere dem Innenring, infolge von in der Lageranordnung entwickelter
Wärme auftreten,
was zu einem vorzeitigen Festfressen führt. Insbesondere in einem
Hochgeschwindigkeitsbetriebsbereich, in dem der dn-Wert 1000000
(Lagerinnendurchmesser (mm) × Anzahl
der Umdrehungen (U/min)) überschreitet,
ist es praktisch unmöglich,
die Lebensdauer des Schmieröls
zu garantieren.
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Als
Mittel zum Verlängern
der Schmierfettlebensdauer sind in letzter Zeit verschiedene Vorschläge gemacht
worden. Einer dieser neuesten Vorschläge schließt die Benutzung eines Schmierfettspeichers
in einem Teil der Laufringoberfläche
des Außenrings
ein, um zu ermöglichen,
dass die Lageranordnung mit hoher Geschwindigkeit mit erhöhter Lebensdauer
des Schmierfetts betrieben wird (wie zum Beispiel in der japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. 11-108068 beschrieben ist). Ein anderer dieser neuesten Vorschläge schließt die Benutzung
einer außerhalb
der Spindel vorgesehenen Schmierfettzufuhreinrichtung zum Liefern
einer Menge von Schmierfett an die Lageranordnung ein, um die Letztgenannte
zu schmieren (wie zum Beispiel in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
Nr. 2003-113998 beschrieben ist).
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Man
hat aber gefunden, dass keiner der vorangehenden Vorschläge zufriedenstellend
ist, wenn die Anzahl von Drehungen (z.B. > dn Wert von 1500000) verglichen mit denen,
die mit dem Luft-/Ölschmiersystem
erreicht werden, und das Wartungsfreiheitsmerkmal berücksichtigt
werden.
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In
Anbetracht des Vorangehenden ist die in der japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 11-108068 beschriebene Technologie derart entwickelt
worden, dass ein Spalt, der einen Schmierfettspeicher, vorgesehen
in großer
Nähe zu
einem ortsfesten Laufringglied (zum Beispiel einem Außenring) mit
der Nachbarschaft der Laufringoberfläche des ortsfesten Laufringglieds
verbindet, in einer peripheren Oberfläche der Laufringoberfläche des
ortsfesten Laufringglieds gebildet ist, so dass ein Basisöl des Schmierfetts
in dem Schmierfettspeicher mittels Kapillarwirkung eines Verdickungsmittels
durch den Spalt auf einen Teil neben dem Laufringglied bewegt werden
kann.
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Man
hat gefunden, dass das Schmiersystem, in dem das Basisöl mittels
der Kapillarwirkung des Verdickungsmittels wie oben diskutiert bewegt wird,
ein Problem mit sich bringt, da das Basisöl nicht strömt, außer wenn das Öl an der
Spitze des Spalts verbraucht wird, das heißt, in einem Bereich in der Nähe der Laufringoberfläche, und
daher neigt die Lieferung des Schmieröls dazu, zu spät an einem
Betriebszustand wie einer abrupten Beschleunigung zu sein, wodurch
kein stabilisierter Betrieb erreicht wird.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht des Vorangehenden soll die vorliegende Erfindung eine
Wälzlageranordnung
vorsehen, in der nur das in die Lageranordnung gefüllte Schmierfett
benutzt wird, um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb, erhöhte Lebensdauer,
ein Wartungsfreiheitsmerkmal und stabilisierte Schmiermittellieferung
zu erreichen.
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Die
Wälzlageranordnung
ist nach einem ersten Aufbau der Erfindung eine Wälzlageranordnung, die
einen Innenring, einen Außenring
und eine Vielzahl von zwischen entsprechenden Laufringoberflächen der
Innen- und Außenringe
gelagerten Wälzelementen
umfasst; wobei ein ortsfestes Laufringglied, das einer der Innen-
und Außenringe
ist, die ein Laufringglied sind, und das nicht rotierbar ist, mit
einer gestuften Fläche
versehen ist, die mit der entsprechenden Laufringoberfläche fortgesetzt
ist und in einer Richtung von den Wälzelementen fort angeordnet
ist, und auch mit einem einen Spalt definierenden Teil mit einer
Spitze versehen ist, die in einem gegenüberliegenden Verhältnis zu
der gestuften Fläche
mit einem Spalt zwischen der Spitze und der gestuften Fläche gehalten
wird, der und einen Durchflussweg zwischen einer Umfangswand davon
und dem ortsfesten Laufringglied definiert; wobei ein Schmierfettspeicher
in Verbindung mit dem Durchflussweg vorgesehen ist; und wobei der
Spalt zwischen der gestuften Fläche
und der Spitze des den Spalt definierenden Teils eine Größe hat,
die ausreicht, um ein Basisöl
eines Schmierfetts jederzeit zu speichern, und auch, um zu gestatten,
dass das Basisöl
der Laufringoberfläche
mittels eines Luftstroms in die Nähe der Laufringoberfläche geliefert
wird, und eine volumetrische Ausdehnung des Basisöls, die
beide durch Rotation der Lageranordnung induziert werden. Die Wälzlageranordnung
nach dem ersten Aufbau wird mit dem in den Schmierfettspeicher gefüllten Schmierfett
und dem zwischen der gestuften Fläche des ortsfesten Laufringglieds
und der periphere Wand des den Spalt definierenden Teils gebildeten
Durchflussweg benutzt. Das Schmierfett wird in der Lageranordnung als
anfängliches
Schmieröl
gefüllt.
Während
eines Anhaltens der Lageranordnung bewegt sich das Basisöl des Schmierfetts
folglich von dem Durchflussweg zu dem Spalt durch Wirkung eines
Verdickungsmittels, das in dem Schmierfett enthalten ist, und der Kapillarwirkung,
die in dem Spalt stattfindet, und wird in einem öligen Zustand durch die kumulative
Wirkung der Kapillarwirkung und der Oberflächenspannung in dem Spalt zurückgehalten.
Wenn die Lageranordnung betrieben wird, dann wird das in dem Spalt
zurückgehaltene
Basisöl
durch Wirkung einer volumetrischen Ausdehnung aus dem Spalt abgeführt, die
durch die Temperaturerhöhung
in dem ortsfesten Laufringglied, die durch den Betrieb erzeugt wird,
und einen Luftstrom der durch Drehung und Rotation der Wälzelemente
erzeugt wird, bewirkt wird, so dass es kontinuierlich an einen Wälzelementkontaktbereich
geliefert werden kann, nachdem es sich bewegt hat, während es
sich an die Laufringoberfläche
des ortsfesten Laufringglieds haftet. Die Menge des von dem Spalt
zu dem Wälzelementkontaktbereich
strömenden
Basisöls
kann durch Ändern
der Größe des Spalts
in der Begrenzung, in der die Kapillarwirkung stattfindet, eingestellt
werden.
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In
einem solchen Fall, da der oben genannte Spalt zwischen der zu der
Laufringoberfläche
fortgesetzten gestuften Fläche
und dem den Spalt definierenden Teil definiert wird und unter den
Wälzelementen
an einer Stelle in der Nähe
der Laufringoberfläche angeordnet
ist, und da das Basisöl
des Schmierfetts jederzeit gespeichert und zurückgehalten wird, das heißt, da das
Schmieröl
in unmittelbarer Nähe
der Laufringoberfläche
jederzeit in einem öligen
Zustand zurückgehalten
wird, kann die Lieferung von Schmieröl schnell und sicher stattfinden,
sogar wenn durch das Anhalten eine abrupte Beschleunigung bewirkt
wird. Aus diesem Grund kann eine Fehlfunktion, die sich aus einem
Versagen des Schmierens ergibt, minimiert werden, und ein stabilisierter
Betrieb kann erwartet werden. Außerdem kann, wenn die Spaltgröße des oben
erwähnten
Spalts geändert
wird, die Menge des zu liefernden Schmieröls eingestellt werden, was
einen wartungsfreien Hochgeschwindigkeitsbetrieb und Erhöhung der
Lebensdauer der Lageranordnung ermöglicht.
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Die
Wälzlageranordnung
nach einem zweiten Aufbau der vorliegenden Erfindung ist eine Wälzlageranordnung,
die einen Innenring, einen Außenring,
und eine Vielzahl von zwischen entsprechenden Laufringoberflächen der
Innen- und Außenringe
gelagerten Wälzelementen
umfasst; wobei ein ortsfestes Laufringglied, das einer der Innen-
und Außenringe ist,
die ein Laufringglied sind, und das nicht rotierbar ist, mit einer
gestuften Fläche
versehen ist, die mit der entsprechenden Laufringoberfläche fortgesetzt ist
und in einer Richtung von den Wälzelementen
fort angeordnet ist, und auch mit einem einen Spalt definierenden
Teil mit einer Spitze versehen ist, die in einem gegenüberliegenden
Verhältnis
zu der gestuften Fläche
mit einem Spalt zwischen der Spitze und der gestuften Fläche gehalten
wird, der einen Durchflussweg zwischen einer peripheren Wand davon
und dem ortsfesten Laufringglied definiert; wobei ein Schmierfettspeicher
in Verbindung mit dem Durchflussweg vorgesehen ist; und in der ein
Basisölbewegungsmittel
zur Ermöglichung
einer Lieferung eines Basisöls
von einem Schmierfett von dem Schmierfettspeicher zu dem Durchflussweg
in dem den Spalt definierenden Teil. Das oben erwähnte Basisölbewegungsmittel
kann ein Stück
Papier oder ein Stück
eines Gewebes sein.
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Da
der oben erwähnte
Spalt zwischen der gestuften Fläche,
die zu der Laufringoberfläche
fortgesetzt ist, und dem den Spalt definierenden Teil gebildet ist
und unter den Wälzelementen
an einer Stelle in der Nähe
der Laufringoberfläche
angeordnet ist, und da das Basisöl
des Schmierfetts jederzeit gespeichert und zurückgehalten wird, kann sogar
im Fall des zweiten Aufbaus die Lieferung des Schmieröls schnell
und sicher stattfinden, sogar wenn eine abrupte Beschleunigung von
dem Anhalten bewirkt wird. Im Fall des zweiten Aufbaus, da die Bewegung des
Basisöls
weiter durch die Kapillarwirkung ermöglicht wird, die in dem Basisölbewegungsmittel
stattfindet, findet die Bewegung des Schmierfettbasisöls vorteilhaft
und sicher statt und das Ausmaß einer
solchen Bewegung kann weiter erhöht
werden. Durch geeignete Auswahl des Materials für das Basisölbewegungsmittels und seiner
Umfangslänge,
kann die Menge des Schmierfettbasisöls, die geliefert werden soll,
eingestellt werden, was gestattet, dass die Einstellung gemäß einem
Betriebszustand der Lageranordnung durchgeführt wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das ortsfeste Laufringglied der
Außenring
sein. Wenn das ortsfeste Laufringglied der Außenring ist, dann ist die gestufte
Oberfläche,
auf die vorher Bezug genommen wurde, in dem Außenring vorgesehen, aber eine Fortsetzung
des Basisöls
zwischen dem Spalt und der Laufringoberfläche kann sichergestellt werden, da,
wenn die Lageranordnung mit dem darin gefüllten Schmierfett rotiert wird,
das gefüllte
Schmierfett sich dann unter dem Einfluss einer Zentrifugalkraft
auf einen inneren peripheren Teil des Außenrings streut. Aus diesem
Grund kann die Wirkung der Lieferung eines Teils des Basisöls, der
im Wälzelementkontaktbereich
als Schmieröl
verbraucht wird, von dem Schmierfettspeicher zu der Laufringoberfläche durch den
Spalt verbessert werden, was eine weitere stabilisierte Lieferung
des Schmierfettöls
ergibt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der Schmierfettspeicher auch auf
einer Seite axial relativ zu der Laufringoberfläche vorgesehen sein, und ein Nebelwiedergewinnungs-
und -wiederverwertungsmodul zum Wiedergewinnen eines Nebels in der
Lageranordnung, um ihn zu agglomerieren und das sich ergebende Agglutinat
an eine Stelle in der Nähe
der Laufringoberfläche
zurückzuführen, kann
auch auf der anderen Seite axial relativ zu der Laufringoberfläche vorgesehen
sein.
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Im
Falle dieses Aufbaus werden die Lieferung des Schmierfetts von dem
Schmierfettspeicher und die Wiederbenutzung des nebelartigen Schmierfetts
durch das Nebelwiedergewinnungs- und -wiederverwertungsmodul durchgeführt, und
durch die kumulative Wirkung von beiden wird nur das in die Lageranordnung
gefüllte
Schmierfett benutzt, um eine Beschleunigung und eine erhöhte Lebensdauer und
das Wartungsfreiheitsmerkmal zu realisieren.
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Es
sollte angemerkt werden, dass der Schmierfettspeicher in einem davon
vorgesehen sein kann und dass eine kontaktfreie Dichtung statt des Nebelwiedergewinnung-
und -wiederverwertungsmoduls vorgesehen sein kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann die Lageranordnung weiterhin ein
winkelförmiges
Kugellager sein, und die gestufte Fläche kann dann in Fortsetzung
mit einem Kantenteil der Laufringoberfläche auf einer Seite gegenüber einer
Richtung vorgesehen sein, in der ein Kontaktwinkel erzeugt wird.
Wenn die Wälzlageranordnung
eine winkelförmige
Kugellageranordnung ist, dann kann das Anordnen der gestuften Fläche auf
einer Seite gegenüber
der Richtung, in der der Kontaktwinkel erzeugt wird, die Anordnung
der gestuften Fläche
unter den Wälzelementen
ermöglichen.
Die gestufte Fläche
kann in eine Stellung in der Nähe
des Zentrums der Wälzelemente
gebracht werden, was ermöglicht,
dass das Schmieröl
wirksam von der gestuften Fläche
auf die Laufringoberfläche
gebracht wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann der oben erwähnte Schmierfettspeicher weiterhin
durch eine den Schmierfettspeicher bildende Komponente, die einen
Abstandshalter aufweist, der neben dem ortsfesten Laufringglied
vorgesehen ist, und einen den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper, der
auf der inneren oder äußeren peripheren
Seite des Abstandshalters und neben einem Lagerraum vorgesehen ist
definiert werden. In diesem Fall kann ein Dichtungsglied zwischen
entsprechenden aneinander passenden Oberflächen des Abstandshalters und
des ortsfesten Laufringglieds gelagert sein.
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Wenn
die den Schmierfettspeicher bildende Komponente aus dem Abstandshalter
und dem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper aufgebaut
ist, dann kann der Schmierfettspeicher einfach gebildet werden,
aber es besteht die Möglichkeit,
dass das Basisöl
des Schmierfetts in dem Schmierfettspeicher durch eine Grenzfläche zwischen
den entsprechenden aneinander passenden Oberflächen des Abstandshalters und
des ortsfesten Laufringglieds durch Kapillarwirkung lecken kann.
Diese Leckage des Basisöls
kann durch das oben erwähnte
Dichtungsglied verhindert werden. Da die Leckage des Basisöls von der
Lageranordnung nach außen
minimiert wird, erhöht
sich also die Menge des für
die Schmierung benutzten Öls,
was eine Erhöhung
der Schmierlebensdauer ergibt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann auch, wenn der Schmierfettspeicher
durch eine den Schmierfettspeicher bildenden Komponente, die einen
neben dem ortsfesten Laufringglied vorgesehenen Abstandshalter aufweist,
und einen den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper, der
auf der inneren oder äußeren peripheren Seite
des Abstandshalters und neben einem Lagerraum vorgesehen ist, definiert
wird, der Abstandshalter mit einem Kragen versehen sein, der auf einer
peripheren Oberfläche
des ortsfesten Laufringglieds auf einer Seite neben einem Lagerraum
angebracht werden kann. In diesem Fall kann ein Dichtungsmittel zwischen
dem Kragen und dem ortsfesten Laufringglied an einer Stelle gelagert
sein, an der der Kragen auf dem ortsfesten Laufringglied angebracht
ist.
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Wenn
die den Schmierfettspeicher bildende Komponente aus dem Abstandshalter
und dem den Schmierfettspeicher bildenden Kompenentenhauptkörper gebildet
ist, dann bilden der Abstandshalter und das ortsfeste Außenringglied
zusammen eine nicht miteinander verzahnte Struktur und daher werden
zum Beispiel Schwierigkeiten während
der Montage auftreten. Wenn der Kragen aber in dem Abstandshalter
vorgesehen ist und wie oben beschrieben auf dem ortsfesten Außenringglied
angebracht ist, dann können
beide eine verzahnte Struktur in dem Sinn bilden, dass beide als
eine einzige einheitliche Komponente behandelt werden können, wobei die
Montagefähigkeit
folglich erhöht
wird. Die Gegenwart des zwischen dem Kragen und dem ortsfesten Außenringglied
gelagerten Dichtungsglieds ist nicht nur wirksam, um eine mögliche Trennung
des Kragens zu vermeiden, sondern auch, um zu verhindern, dass das
Schmierfettbasisöl
in dem Schmierfettspeicher aus der Lageranordnung leckt. Aus diesen Gründen können der
Abstandshalter und das ortsfeste Außenringglied sicher miteinander
verzahnt werden, und, da das Schmierfettöl sicher auf die Laufringoberfläche des
Laufrings gebracht werden kann, kann die Lageranordnung mit hohen
Geschwindigkeiten betrieben werden, und die Schmierlebensdauer kann
verlängert
werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das ortsfeste Laufringglied zusätzlich mit
einer Laufringgliedverlängerung
zum Bilden des Schmierfettspeichers vorgesehen sein und sich in
eine Richtung der Breite nach erstrecken, und der Schmierfettspeicher kann
aus dieser Laufringverlängerung
und einer einheitlichen den Schmierfettspeicher bildenden Komponente
hergestellt sein, die auf einer Seite der Laufringgliedverlängerung
neben einem Lagerraum vorgesehen ist.
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Wenn
von der Laufringgliedverlängerung Gebrauch
gemacht wird, und ein Abstandshalter entsprechend dem oben erwähnten Abstandshalter
mit dem ortsfesten Laufringglied integriert ist, dann können die
aneinander passenden Oberflächen,
die für Ölleckage
verantwortlich sind, die stattfindet, wenn ein getrennter Abstandshalter
benutzt wird, beseitigt werden. Deswegen wird kein Problem auftreten,
das der Leckage von Schmierfettbasisöl von den aneinander passenden
Oberflächen
zugeordnet ist. Da das Abstandshalteräquivalent mit dem ortsfesten Laufringglied
integriert ist, um den Schmierfettspeicher zu definieren, kann die
Montagefähigkeit
der Lageranordnung auch erhöht
werden, und Erhöhung der
Montagegenauigkeit kann als Ergebnis der Verringerung der Anzahl
von benutzten Komponententeilen erwartet werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann wiederum eine periphere Oberfläche auf
einer Lagerraumseite, die auf eine Endfläche an der Spitze des den Spalt
definierenden Teils fortgesetzt ist, als eine konische Oberfläche gebildet
sein, die sich den Wälzelementen
nähert
und ein Abstand zwischen dieser konischen Oberfläche und den Wälzelementen
kann um kleiner gleich 0,2 mm ausgewählt sein.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann ebenso eine periphere Oberfläche auf
einer Lagerraumseite, die auf eine Endfläche an einer Spitze des den
Spalt definierenden Teils fortgesetzt ist, als eine gebogene Oberfläche eines
gekrümmten
Abschnittaufbaus mit einem Biegungszentrum mit einem Zentrum von
jedem der Wälzelemente
und einen Abstand zwischen dieser gebogenen Oberfläche und
jedem Wälzelement
ausgerichtet ist, kleiner gleich 0,2 mm ausgewählt sein.
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Das
von der Spitze des den Spalt definierenden Teils abgeführte Schmierfettbasisöl kann nach außen strömen, während es
an einer äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente haftet und sie daher
dämpft,
ohne als ein Lagerschmieröl
benutzt zu werden. Um dieses Problem zu behandeln, wenn der Spalt
zwischen der peripheren Oberfläche
der Spitze des den Spalt definierenden Teils auf der Seite der Wälzelemente
und den Wälzelementen,
kleiner gleich 0,2 mm ausgewählt ist,
um einen winzigen Spalt vorzusehen, der ausreicht, um Kontakt davon
mit den Wälzelementen
zu vermeiden, dann kann die Ölkomponente,
die dazu neigt, nach außen
zu strömen,
während
sie an der äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente haftet und sie daher
dämpft,
gestattet werden, die Oberflächen
der Wälzelemente
in Bereichen innerhalb des winzigen Spalts zu dämpfen, und sie kann daher wirksam
als ein Schmieröl benutzt
werden. Aus diesem Grund kann sich die Menge des zum Schmieren des
Lagers benutzten Öls
erhöhen
und die Verlässlichkeit
der Schmierung kann sich auch erhöhen, was eine Erhöhung der Schmierlebensdauer
ergibt.
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Wenn
die periphere Oberfläche
des den Spalt definierenden Teils auf der Lagerraumseite als die
konische Fläche
wie vorhergehend beschrieben gebildet ist, dann kann eine Wirkung
zum Verursachen einer Anhaftung an den Oberflächen der Wälzelemente erhalten werden.
Andererseits, wenn die periphere Oberfläche der Spitze des den Spalt
definierenden Teils als die gekrümmt
gebogene Abschnittoberfläche
gebildet ist, dann kann Übertragung
des Öls
zu den Wälzelementen
durch die gekrümmt
gebogene Oberfläche
in seiner Ganzheit stattfinden, und sie ist daher wirksamer als
die Benutzung einer konischen Oberfläche.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das ortsfeste Laufringglied weiterhin
ein Außenring
sein, und der Schmierfettspeicher kann von einer den Schmierfettspeicher
bildenden Komponente definiert sein, die in einer inneren Peripherie
des Außenrings oder
einem Abstandshalter neben dem Außenring vorgesehen ist, in
welchem Fall eine innere periphere Oberfläche der den Schmierfettspeicher
bildenden Komponente und eine äußere periphere
Oberfläche des
Innenrings mit entsprechenden konischen Flächen einander gegenüber mit
einem winzigen dazwischen liegenden Spalt vorgesehen sind und mit
einem großen
Durchmesser auf einer Seite neben einem Zentrum der Lageranordnung.
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Wenn
sich ein Teil der inneren diametrischen Oberfläche der den Schmierfettspeicher
bildenden Komponente und ein Teil der äußeren diametrischen Oberfläche des
Innenrings mittels der konischen Flächen mit einem dazwischen liegenden
winzigen Spalt gegenüberliegen,
dann haftet das Öl,
das entlang der äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente strömt, an der äußeren diametrischen Oberfläche des
Innenrings in dem gegenüberliegenden
Bereich an. Das an der äußeren diametrischen
Oberfläche
des Innenrings haftende Öl
bewegt sich dann durch Wirkung der Oberflächenspannung des Öls und der
auf das Öl
wirkenden Zentrifugalkraft entlang den konischen Oberflächen, während es
in einer Richtung nach innen von der Lageranordnung anhaftet. Die
Menge des von der Lageranordnung nach außen strömendem Öls verringert sich entsprechend,
und die Menge des als Schmieröl benutzten Öls erhöht sich,
was eine Erhöhung
der Schmierlebensdauer ergibt.
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Wenn
die konischen Flächen
benutzt werden, dann kann eine Kante der konischen Fläche des Innenrings
auf einer großen
Durchmesserseite auf einer inneren diametrischen Seite innerhalb
einer Breite einer Rückhalters
zum Zurückhalten
der Wälzelemente
angeordnet sein, oder, andererseits kann die Kante der großen Durchmesserseite
in einer axialen Lagerrichtungsbreite der Wälzelemente angeordnet werden.
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Wenn
die Kante der konischen Fläche
des Innenrings innerhalb der Breite des Rückhalters oder innerhalb der
Breite der Wälzelemente
angeordnet ist, dann kann das Öl,
das strömt,
während
es an der konischen Fläche
des Innenrings haftet, von dem Rückhalter
der Wälzelemente
eingefangen werden, und kann dann als ein Lagerschmieröl benutzt
werden, obwohl es senkrecht durch die Wirkung der Zentrifugalkraft
gestreut wird.
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Weiterhin,
wenn von den oben beschriebenen konischen Flächen Gebrauch gemacht wird,
und wenn die Wälzlageranordnung
mit ihrer Längsachse senkrecht
ausgerichtet benutzt wird, dann kann die den Schmierfettspeicher
bildende Komponente ein Seitenwandteil haben, das auf einen Zwischenpunkt einer
Breite der Lageranordnung ausgerichtet ist und einen den Spalt definierenden
Teil hat, der von einem äußeren diametrischen
Seitenende davon fortgesetzt ist, in welchem Fall eine äußere Oberfläche dieses Seitenwandteils
als eine geneigte Oberfläche
mit einer Seite mit kleinem Durchmesser gebildet ist, die von dem
Zwischenpunkt der Breite der Lageranordnung fort geneigt ist.
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Wenn
das Seitenwandteil der den Schmierfettspeicher bildenden Komponente
als die geneigte Oberfläche
gebildet ist, dann kann das Öl,
das dazu neigt, entlang der äußeren diametrischen
Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente zu strömen, wo
die Wälzlageranordnung
in einer senkrecht ausgerichteten Haltung gehalten wird, wirksamer
verursacht werden, insbesondere um an der konischen Fläche des
Innenrings zu haften.
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Jedoch
kann bei der vorliergenden Erfindung die Stellung der gestuften
Fläche
des ortsfesten Laufringglieds der Breite nach ausgewählt werden,
innerhalb eines Bereichs zu liegen, in dem es eine oskulierende
Ellipse mit dem Wälzelement
in dem ortsfesten Laufringglied nicht behindern wird, und in der Nähe dieser
oskulierenden Ellipse.
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Außer wenn
die Stellung der gestuften Fläche
der Breite nach die oskulierende Ellipse behindert, und sogar wenn
die gestufte Fläche
in eine Stellung nahe eines Teils der Laufringoberfläche des ortsfesten
Laufringglieds gebracht wird, wo die Wälzelemente sich wälzend bewegen,
treten keine Probleme in einer Funktion der Lageranordnung auf. Wenn
die Stellung der gestuften Fläche
des ortsfesten Laufringglieds in eine Stellung so nah wie möglich an
dem wälzenden
Teil der Laufringoberfläche
des ortsfesten Laufringlieds gebracht wird, dann kann folglich das
von dem Schmierfettspeicher durch den den Spalt definierenden Teil
gelieferte Schmieröl wirksam
in die Lageranordnung eingeführt
werden. Daher kann das Schmierfettbasisöl sicher auf die Laufringoberfläche des
ortsfesten Laufringglieds geliefert werden, was gestattet, dass
die Verlässlichkeit der
Lagerschmierung erhöht
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird in jedem Fall durch die folgende Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich.
Die Ausführungsformen und
die Zeichnungen sind aber nur zum Zweck der Darstellung und Erklärung gegeben,
und sollen nicht als Begrenzung für den Rahmen der Erfindung
gelten, wobei der Rahmen durch die angehängten Ansprüche definiert ist. In den begleitenden
Zeichnungen werden gleiche Bezugszahlen benutzt, um gleiche Teile
in den mehreren Ansichten zu bezeichnen, und:
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1 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht einer Wälzlageranordnung
nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine bruchstückartige
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils der Wälzlageranordnung;
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3 ist
eine Schnittansicht einer Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine,
die die Wälzlageranordnung
benutzt;
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4 ist
ein erklärendes
Diagramm, das das Verhältnis
zwischen einer gestuften Fläche
eines Außenrings
und einer oskulierenden Ellipse in einer modifizierten Form der
ersten Ausführungsform
zeigt;
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5 ist
eine bruchstückartige
vergrößerte Schnittansicht
der Wälzlageranordnung
nach einer anderen modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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6 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht der Wälzlageranordnung
nach einer weiteren modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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7 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht der Wälzlageranordnung
nach einer noch weiteren modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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8 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht der Wälzlageranordnung
nach einer noch weiter modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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9 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht,
die einen Teil von 8 durch IX markiert zeigt;
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10 ist
eine bruchstückartige
vergrößerte Schnittansicht
der Wälzlageranordnung
nach einer anderen modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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11 ist
eine bruchstückartige
vergrößerte Schnittansicht
der Wälzlageranordnung
nach einer weiteren anderen modifizierten Form der ersten Ausführungsform;
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12 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht der Wälzlageranordnung
nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; und
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13 ist
eine bruchstückartige
Schnittansicht der Wälzlageranordnung
nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird genauer mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
Wenn man auf 1 Bezug nimmt, dann schließt eine
Wälzlageranordnung
einen Innenring 1 ein, einen Außenring 2, und eine Vielzahl
von Reihen von Wälzelementen 3,
die zwischen entsprechenden Laufringoberflächen 1a und 2a der
Innen- und Außenringe 1 und 2 gelagert
sind, und ist mit einer den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 und
einem einen Spalt definierenden Teil 7 versehen. Die Wälzelemente 3 werden
von einem Rückhaltemittel 4 zurückgehalten,
und eines von gegenüberliegenden
offenen Enden eines zwischen dem Innen- und Außenring begrenzten Lagerraums
ist von einem Dichtungsglied 5 abgedichtet. Eine Leckage
von in dem Inneren der Wälzlageranordnung
gefüllten
Schmierfett nach außen
wird von dem Dichtungsglied 5 verhindert. Diese Wälzlageranordnung
ist in Gestalt eines winkelförmigen
Kugellagers und das Dichtungsglied 5 ist an einem Ende
der Lageranordnung auf einer Hinterseite davon vorgesehen, während die
den Schmierfettspeicher bildende Komponente 6 und der den
Spalt definierende Teil 7 auf einer Vorderseite der Lageranordnung
vorgesehen sind. Auf der Vorderseite der Lageranordnung dient die
den Schmierfettspeicher bildende Komponente 6 gleichzeitig
als eine Dichtung, um zu verhindern, dass Schmierfett von der Vorderseite
der Lageranordnung leckt. Ein in 1 gezeigter
schraffierter Bereich stellt einen Teil dar, wo das Schmierfett
gefüllt
wird.
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Der
Außenring 2,
der ein ortsfestes Laufringglied definiert, ist mit einer gestuften
Fläche 2b versehen,
die mit einer Laufringoberfläche 2a davon
fortgesetzt ist und in einer Richtung von den Wälzelementen 3 fort
angeordnet ist, das heißt,
in Fortsetzung mit einem Kantenteil der Laufringoberfläche 2a auf
einer Seite gegenüber
einer Richtung, in der ein Kontaktwinkel erzeugt wird. Diese gestufte
Fläche 2b ist
ein Fläche,
die sich radial von der Laufringoberfläche 2a nach außen erstreckt
und einer Vorderseite des Außenrings
gegenübersteht,
und wird mit einem inneren peripheren Oberflächenteil 2c des Außenrings 2 auf
der Vorderseite davon fortgesetzt.
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Die
Stellung der gestuften Fläche 2b mit
Bezug auf die Richtung des Lagers der Breite nach kann in einem
Bereich sein, wo sie eine oskulierende Ellipse 2e mit den
Wälzelementen 3 nicht
behindert und in der Nähe
dieser oskulierenden Ellipse 2e wie in der in 4 gezeigten
Modifizierung. Insbesondere kann die Stellung der gestuften Fläche 2b mit
Bezug auf die Richtung des Lagers der Breite nach im Wesentlichen
mit dem Zentrum jedes Wälzelementes 3 ausgerichtet
sein, oder auf einer hinteren Oberflächenseite des Außenrings
statt des Zentrums jedes Wälzelementes 3,
sofern es die oskulierende Ellipse 2e nicht behindert.
Die oben erwähnte
oskulierende Ellipse 2e stellt eine Ellipse dar, die einen
Bereich von Beanspruchungen darstellt, die auf die Lageranordnung
wirken, wenn die Belastung maximal ist. Die oskulierende Ellipse 2e ist
in dieser Figur mit einer Hauptachse mit einer durch b angezeigten
Länge gezeigt.
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Mit
Bezug auf 1 ist die den Schmierfettspeicher
bildende Komponente 6 eine ringförmige Komponente mit einem
darin definierten Schmierfettspeicher 9 und ist in Kontakt
mit einer Endfläche
des Außenrings 2 auf
der Vorderseite vorgesehen. In dem dargestellten Fall schließt die den
Schmierfettspeicher bildende Komponente 6 einen Abstandshalter 10 ein,
der in Kontakt mit der Endfläche
des Außenrings 2 auf
der Vorderseite vorgesehen ist, und einen den Schmierfettspeicher
bildenden Komponentenhauptkörper 11 von
einer nach außen
gerichteten Nutgestalt, der auf einer inneren peripheren Oberfläche des
Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings angebracht ist. Ein
zwischen dem Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings
und dem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper 11 begrenzter
Innenraum ist als Schmierfettspeicher 9 ausgelegt. Der
Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings hat einen Seitenwandteil 10a auf
einer Seite einer inneren peripheren Oberfläche gegenüber dem Außenring 2, mit dem
ein Seitenwandteil 11a des den Schmierfettspeicher bildenden
Komponentenhauptkörpers 11 in
Kontakt kommt. Der den Schmierfettspeicher bildende Komponentenhauptkörper 11 ist
axial relativ zu dem Einstellungsabstandshalter 10 des
Außenrings
angeordnet, wenn der Seitenwandteil 11a in Kontakt mit einer Innenseite
des Seitenwandteils 10a des Einstellungsabstandshalter 10 des
Außenrings
gebracht ist, nachdem eine Menge Schmierfett in den Schmierfettspeicher 9 gefüllt worden
ist.
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Ein
Dichtungsglied, nicht gezeigt, ist zwischen einer äußeren diametrischen
Oberfläche
des Seitenwandteils 11a in dem den Schmierfettspeicher bildenden
Komponentenhauptkörper 11 und
einer inneren diametrischen Oberfläche eines Einstellungsabstandshalters 10 eines
Außenrings,
der ihm gegenüberliegt,
gelagert, oder der den Schmierfettspeicher bildende Komponentenhauptkörper 11 und
der Einstellungsabstandshalter 10 eines Außenrings
sind mit einem Bindematerial aneinander gebunden. Ein Dichtungsglied 51 ist
zwischen entsprechenden aneinander passenden Oberflächen des
Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings und dem Außenring 2 wie
in 2 gezeigt gelagert. Das Dichtungsglied 51 ist
in Form eines O-Rings, der mit einer in der aneinander passenden
Oberfläche
des Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings
definierten Umfangsnut 52 im Eingriff steht. Eine Verhinderung
der Schmierfettleckage wird hiermit vervollständigt.
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Das
den Spalt definierende Teil 7 ist in Form eines ringförmigen Glieds,
angeordnet entlang eines inneren peripheren Oberflächenteils 2c des
Außenrings 2,
mit seiner Spitze auf die gestufte Fläche 2b ausgerichtet,
um einen Durchflussweg 14 und einen Spalt 15 dazwischen
und dem Außenring 2 zu
definieren. Dieser den Spalt definierende Teil 7 ist integral
mit dem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper 11 gebildet.
Mit anderen Worten, es erstreckt sich integral von einem äußeren diametrischen
Endteil des Seitenwandteils 11b des den Schmierfettspeicher
bildenden Komponentenhauptkörpers 11,
der auf einer Seite neben der Lageranordnung liegt.
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Wie
in 2 in einem vergrößerten Ausmaß gezeigt
ist, wird der oben erwähnte
Durchflussweg 14 von einer peripheren Wand der Spitze 7a des
den Spalt definierenden Teils 7 und einem inneren peripheren
Oberflächenteil 2c des
Außenrings 2 in
einem gegenüberliegenden
Verhältnis
damit definiert. Der den Spalt definierende Teil 7 hat
seine Spitze 7a in eine Stellung in der Nähe der gestuften
Fläche 2b des
Außenrings 2 erstreckt,
und eine Endfläche
der Spitze 7a des den Spalt definierenden Teils 7 wirkt mit
der gestuften Fläche 2b des
Außenrings 2 zusammen,
das heißt,
ist in einem gegenüberliegenden Verhältnis damit
gehalten, um einen axialen Spalt 15 mit einer kleinen Spaltgröße δ zu definieren.
Dieser Spalt 15 ist mit dem Durchflussweg 14 verbunden und öffnet sich
an einem Kantenteil der Laufringoberfläche 2a. Der Abstand
d1 zwischen einer konischen Fläche 7aa und
den Wälzelementen 3 ist
vorzugsweise derart, um einen winzigen Spalt darzustellen, der ausreicht,
um zu gestatten, dass eine Ölkomponente, die
an der konischen Fläche 7aa haftet
und sie daher dämpft,
auf Oberflächen
der Wälzelemente 3 strömt, und
hat vorzugsweise einen Wert gleich oder kleiner als 0,2 mm. Die
Spaltgröße δ des Spalts
ist ausgewählt,
ungefähr
50 μm zu
sein, was ausreicht, um zu gestatten, dass die Kapillarwirkung stattfindet.
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Eine
innere periphere von der Endfläche
der Spitze 7a des den Spalt definierenden Teils 7 fortgesetzte
Oberfläche
wird als konische Fläche 7aa in
der Nähe
der Wälzelemente 3 vorgelegt,
so dass das Schmieröl
leicht zwischen dieser konischen Fläche 7aa und den Wälzelementen 3 untergebracht
werden kann. Ein Grundteil 7b des den Spalt definierenden Teils 7 ist
vorgelegt, um einen Durchmesser kleiner als der der Spitze 7a zu
haben. Ein zwischen einer äußeren peripheren
Oberfläche
von diesem Grundteil 7b und dem inneren peripheren Oberflächenteil 2c des
Außenrings
gebundener Teil bildet einen Teil des Schmierfettspeichers 9,
und der oben erwähnte Durchflussweg 14 wird
mit diesem Schmierfettspeicher 9 in Verbindung gesetzt.
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Der
Betrieb des vorangehenden Aufbaus wird nun beschrieben. Während der
Montage der Lageranordnung wird das Schmierfett in den Schmierfettspeicher 9 gefüllt und
auch in den Durchflussweg 4. Das Schmierfett wird auch
in das Innere der Lageranordnung wie das für eine anfängliche Schmierung gefüllt. Während eines
Anhaltens der Lageranordnung durch die Wirkung eines in dem Schmierfett enthaltenen
Verdickungsmittels und der Kapillarwirkung in dem Spalt 15 verflüssigt sich
ein Basisöl
des Schmierfetts von dem Durchflussweg 14 in den Spalt 15,
und, durch die kumulativen Wirkungen dieser Kapillarwirkung und
der Oberflächenspannung
des Öls wird
das Basisöl
in dem Spalt 15 in der Form eines Ölfilms zurückgehalten. Wenn die Lageranordnung betrieben
wird, dann wird das in dem Spalt 15 zurückgehaltene Basisöl von dem
Spalt 15 durch die Wirkung einer volumetrischen Ausdehnung
nach außen ausgestoßen, die
als Ergebnis einer Erhöhung
der Temperatur des Außenrings 2 veranlasst
wird, induziert durch den Betrieb der Lageranordnung, und eines
Luftstroms induziert durch Drehung und Rotation der Wälzelemente 3,
um sich zu bewegen, während sie
an der Laufringoberfläche 2a des
Außenrings
haften, um dabei einen Wälzelementkontaktbereich
kontinuierlich wieder zu füllen.
Die Menge des von dem Spalt 15 zu dem Wälzelementkontaktbereich strömenden Basisöls kann
durch Ändern
der Spaltgröße δ des Spalts 15 innerhalb
einer Begrenzung eingestellt werden, in der die Kapillarwirkung
stattfindet. Mit anderen Worten, je größer die Spaltgröße δ des Spalts 15,
umso größer ist
die Menge des Basisöls, das
in das Innere der Lageranordnung strömt, was gestattet, dass die
Einstellung bewirkt wird, um zu einem Betriebszustand der Lageranordnung
zu passen.
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Wie
oben beschrieben, da das Basisöl
des Schmierfetts in dieser Wälzlageranordnung
jederzeit innerhalb der Spaltöffnung 15 an
einer sehr nahen Stellung der Laufringoberfläche 2a des Außenrings 2 zurückgehalten
und beibehalten wird, und dieses Basisöl an dem Wälzelementkontaktbereich gleichzeitig mit
dem Beginn des Betriebs geliefert wird, kann die Lieferung des Schmieröls sicher
bewirkt werden, sogar bei einer abrupten Beschleunigung nach dem
Anhalten, was ein Nichtfunktionieren minimiert, das andererseits
ein Schmierversagen ergibt. Wenn die Spaltgröße δ des Spalts 15 verändert wird,
dann wird auch die Menge des zu liefernden Schmiermittels eingestellt,
was ermöglicht,
dass die Lageranordnung wartungsfrei mit hoher Geschwindigkeit betrieben
wird und eine erhöhte
Lebensdauer hat.
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Da
eine innere diametrische zu der Endfläche der Spitze 7a des
den Spalt definierenden Teils 7 fortgesetzte Oberfläche die
konische Fläche 7aa in der
Nähe der
Wälzelemente 3 ist,
wie vorhergehend beschrieben, und gleichzeitig der Abstand d1 zwischen
dieser konischen Fläche 7aa und
den Wälzelementen 3 kleiner
gleich 0,2 mm ausgewählt
ist, dann können
die folgenden Vorteile erhalten werden. Insbesondere, wenn der Abstand
d1 zu groß ist,
kann das von der Spitze des den Spalt definierenden Teils 7 abgeführte Schmierfettbasisöl nach außen strömen, während es
an einer äußere Oberfläche der den
Schmierfettspeicher bildenden Komponente 11 haftet und
sie daher dämpft,
ohne als ein Lagerschmieröl
benutzt zu werden. Wenn aber der Abstand d1 zwischen der gestuften
Fläche 7aa und
den Wälzelementen 3 kleiner
gleich 0,2 mm ausgewählt ist,
um einen winzigen Spalt vorzusehen, der ausreicht, um Kontakt davon
mit den Wälzelementen 3 zu
vermeiden, dann kann der Ölkomponente,
die dazu neigt, nach außen
zu strömen,
während
sie an der äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 11 haftet
und sie daher dämpft,
gestattet werden, die Oberflächen
der Wälzelemente 3 in
Bereichen innerhalb des winzigen Spalts zu dämpfen und kann daher wirksam
als Schmieröl
benutzt werden.
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Eine
periphere Oberfläche
der Spitze des den Spalt bildenden Teils 11 neben dem Lagerraum kann
eine gebogene Oberfläche 7aa' eines gekrümmten Schnittaufbaus
mit einem mit dem Zentrum jedes Wälzelementes 3 ausgerichteten
Biegungszentrum sein, wie in einer Modifizierung in 5 gezeigt
ist, statt der konischen Oberfläche 7aa. Der
Abstand d1' zwischen
dieser gebogenen Oberfläche 7aa' und den Wälzelementen 3 ist
sogar in diesem Fall vorzugsweise kleiner gleich 0,2 mm ausgewählt. Wenn
die gekrümmte
gebogene Abschnittsoberfläche 7aa' in dieser Weise
benutzt wird, ist die Benutzung der gekrümmten gebogenen Abschnittsoberfläche 7aa' wirksamer als
die Benutzung der konischen Oberfläche 7aa wie in 2 gezeigt,
da Übertragung
des Öls
von der ganzen gebogenen Oberfläche 7aa' auf die Wälzelemente 3 stattfinden
kann.
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In
jedem Fall kann, ob die konische Oberfläche 7aa oder die gekrümmte gebogene
Oberfläche 7aa' benutzt wird,
es dem in der oben beschriebenen Weise ausströmenden Öl gestattet werden, die Wälzelemente 3 zu ölen oder
zu dämpfen,
und daher kann das von dem Schmierfettölspeicher 9 gelieferte Schmierfettbasisöl das durch
die Spitze des den Spalt definierenden Teils 7 abgeführt wird,
als ein Schmieröl
ohne Abfall benutzt werden. Daher kann die Menge des zum Schmieren
der Lageranordnung benutzten Öls
erhöht
werden, was eine Erhöhung
der Verlässlichkeit
der Schmierung begleitet, und auch eine Erhöhung der Schmierlebensdauer.
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Die
Axialstellung der gestuften Fläche 2b des
Außenrings 2 kann
an einer Stelle so nah wie möglich
an der oskulierenden Ellipse 2e liegen, sofern sie die
oskulierende Ellipse 2e wie vorhergehend mit Bezug auf 4 beschrieben
nicht behindern wird. Sofern sie die oskulierende Ellipse 2e nicht
behindert, tritt keine Hinderung als Funktion des Lagers auf, obwohl
die gestufte Fläche 2b in
eine Stellung in der Nähe
eines Teils der Laufringoberfläche 2a des Außenrings 2 gebracht
wird, wo sich die Wälzelemente 3 bewegen.
Folglich, wenn die gestufte Fläche 2b in
eine Stelle so nah wie möglich
an den Teil der Laufringoberfläche 2a des
Außenrings 2b gebracht wird,
wo die Wälzelemente 3 sich
bewegen, dann kann das von dem Schmierfettspeicher 9 durch
den den Spalt definierenden Teil 7 gelieferte Schmieröl wirksam
in die Lageranordnung eingeführt
werden. Die Lieferung des Schmierfettbasisöls auf die Wälzelementlaufringoberfläche des
Außenrings 2 kann
in dieser Weise sichergestellt werden, was eine mögliche Erhöhung der
Verlässlichkeit
des Schmierens der Lageranordnung ergibt.
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Da
das Dichtungsglied 51 zwischen den entsprechenden aneinander
passenden Oberflächen des
Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings und des Außenrings 2 wie
in 2 gezeigt gelagert ist, kann eine Schmierfettleckage
verhindert werden. Wenn solche aneinander passenden Oberflächen des
Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings und des Außenrings 2 nur
in engem Kontakt miteinander gehalten sind, dann besteht die Möglichkeit, dass
das Basisöl
des Schmierfetts in dem Schmierfettspeicher 9 durch Wirkung
der Kapillarwirkung lecken kann. Die Leckage des Basisöls in dieser
Weise kann durch die Gegenwart des Dichtungsglieds 51 verhindert
werden. Daher, wenn die entsprechenden Kontaktoberflächen zwischen
dem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper 11 und dem
Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings mit Benutzung eines
vorhergehend beschriebenen Bindematerials aneinander gebunden werden,
oder ein getrenntes Dichtungsglied (nicht gezeigt) dazwischen gelagert
ist, dann kann die Leckage des Basisöls verhindert werden.
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Wie
oben diskutiert wurde, da die Leckage des Basisöls von der Lageranordnung nach
außen verringert
werden kann und die Menge des bei der Schmierung benutzten Öls erhöht werden
kann, ergibt sich eine Erhöhung
der Schmierlebensdauer.
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3 stellt
ein Beispiel einer Spindeleinrichtung einer Werkzeugmaschine dar,
die die Wälzlageranordnung
nach der vorhergehend beschriebenen ersten Ausführungsform benutzt. In dieser
Spindeleinrichtung der Werkzeugmaschine wird die Wälzlageranordnung
mit einer Anzahl von zwei in einem Verhältnis direkt hintereinander
benutzt. Diese beiden Wälzlager 23 und 24 tragen
jeweils gegenüberliegende
Enden einer Spindel 21 rotierbar in einem Gehäuse 22.
Der Innenring 1 jeder der Wälzlageranordnungen 23 und 24 wird
von Einstellungsabstandshaltern 26 des Innenrings und einem
Innenringabstandshalter 27 angeordnet und wird befestigt,
um auf der Spindel 21 durch eine Innenringbefestigungsmutter 29 gesichert
zu sein. Der Außenring 2 ist
angeordnet, um in dem Gehäuse 22 mittels
des Einstellungsabstandshalters 10 des Außenrings,
eines Außenringabstandshalters 30 und
Außenringhaltekappen 31 und 32 befestigt
zu sein. Das Gehäuse 22 hat eine
Struktur, in der ein Außenrohr 22B des
Gehäuses
auf einem Innenrohr 22A des Gehäuses angebracht ist, und eine Ölfließnut 33 ist
in einem Anbringungsbereich davon für Kühlungszwecke vorgesehen.
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Die
Spindel 21 ist an ihrem Vorderendteil 21a durch
ein Bohrfutter (nicht gezeigt) mit einem entfernbaren Werkzeug oder
Arbeitsteil (nicht gezeigt) versehen, und ist an ihrem Hinterendteil 21b an
eine Antriebsquelle angeschlossen, zum Beispiel einen Motor durch
einen Rotationsübermittlungsmechanismus (nicht
gezeigt). Der Motor kann in dem Gehäuse 22 untergebracht
sein. Diese Spindeleinrichtung kann auf verschiedene Werkzeugmaschinen
angewandt werden, wie zum Beispiel ein Bearbeitungszentrum, eine
Drehbank, eine Fräsmaschine,
eine Schleifmaschine und so weiter.
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Nach
der Spindeleinrichtung des oben beschriebenen Aufbaus können verschiedene
Wirkungen wie stabilisierte Lieferung des Schmieröls, Beschleunigung,
erhöhte
Lebensdauer, und ein Wartungsfreiheitsmerkmal in den Wälzlageranordnungen 23 und 24 jeweils
nach der ersten Ausführungsform aufgebaut
wirksam dargestellt werden.
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6 stellt
eine weitere modifizierte Form der Wälzlageranordnung nach der ersten
Ausführungsform
dar. In dieser Modifizierung ist die Wälzlageranordnung ähnlich wie
die mit Bezug auf 1 und 2 gezeigten
und beschriebenen, außer
dass der Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings
in dieser Modifizierung mit einem Kragen 10c versehen ist,
der auf einer inneren diametrischen Oberfläche des Außenrings 2 angebracht
werden kann, der eine periphere Oberfläche auf einer Seite neben dem
Lagerraum ist, und ein Dichtungsglied 53 ist zwischen diesem
Kragen 10c und einem auf dem Kragen angebrachten Teil des
Außenrings 2,
wo der Kragen 10c angebracht ist, gelagert. Das Dichtungsglied 53 ist
in Form eines O-Rings
und ist in eine ringförmige Nut 54 eingelegt,
die in der diametrischen Oberfläche des
Außenrings 2 definiert
ist. Andere strukturelle Merkmale davon sind ähnlich wie die mit Bezug auf 1 und 2 gezeigten
und beschriebenen.
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Wie
im Fall der in 1 gezeigten Ausführungsform
ist die den Schmierfettspeicher bildende Komponente 6 aus
dem Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings
und dem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper 11 hergestellt, wobei
der Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings
und der Außenring 2 zusammen
eine nicht miteinander verzahnte Struktur bilden, und daher werden
zum Beispiel Schwierigkeiten während
der Montage auftreten. Wenn der Kragen 10c aber in dem Einstellungsabstandshalter 10 des
Außenrings
vorgesehen ist und auf dem Außenring 2 wie
oben beschrieben angebracht ist, dann können die beiden eine miteinander
verzahnte Struktur in dem Sinn bilden, dass beide als eine einzige
einheitliche Komponente gehandhabt werden können, wobei die Montagefähigkeit
folglich erhöht
wird. Die Gegenwart des zwischen dem Kragen 10c und dem
Außenring 2 gelagerten
Dichtungsglieds 53 ist auch nicht nur wirksam, um eine
mögliche
Trennung des Kragens 10c zu vermeiden, sondern auch, um
zu verhindern, dass das Schmierfettbasisöl in dem Schmierfettspeicher 9 aus
der Lageranordnung leckt. Aus diesen Gründen können der Einstellungsabstandshalter 10 des
Außenrings
und der Außenring 2 sicher
miteinander verzahnt werden und, da das Schmierfettöl sicher
an die Laufringoberfläche 2a des
Außenrings 2 geliefert werden
kann, kann die Lageranordnung mit hohen Geschwindigkeiten betrieben
werden, und die Schmierlebensdauer kann verlängert werden.
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7 stellt
eine noch weiter modifizierte Form der Wälzlageranordnung nach der ersten
Ausführungsform
dar. Die Wälzlageranordnung
in dieser noch weiteren Modifizierung ist ähnlich wie die mit Bezug auf 1 und 2 gezeigten
und beschriebenen, außer
dass in dieser Modifizierung eine Laufringgliedverlängerung 2f für die Bildung
des Schmierfettspeichers 9 vorgesehen ist statt der Benutzung des
Einstellungsabstandshalter 10 des Außenrings, um sich in eine Richtung
der Breite nach zu erstrecken. Der Schmierfettspeicher 9 ist
daher aus der Laufringgliedverlängerung 2f des
Außenrings 2 und einer
einheitlichen den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6A hergestellt,
die auf einer Seite der Laufringgliedverlängerung 2f neben dem
Lagerraum vorgesehen ist. In einem solchen Fall besteht die den
Schmierfettspeicher bildende Komponente 6A in ihrer Gesamtheit
aus einem den Schmierfettspeicher bildenden Komponentenhauptkörper 11, der
in Verbindung mit dem Beispiel von 1 gezeigt und
beschrieben ist. Die den Schmierfettspeicher bildende Komponente 6A hat
einen Seitenwandteil (gegenüberliegendes
Seitenteil des Lagerinneren) 11a in Eingriff mit einer
gestuften Einstellungsfläche 2g, vorgesehen
in einer inneren diametrischen Oberfläche der Laufringgliedsverlängerung 2f und
ist von einem Anschlagring 56 in seiner Stellung befestigt,
der in einer ringförmigen
Anschlagnut 55 angebracht ist, die in der Nachbarschaft
der gestuften Einstellungsfläche 2g vorgesehen
ist, um eine geeignete Stellung axial von dem Außenring 2 einzunehmen.
Eine äußere diametrische
Kante einer Oberfläche
des Seitenwandteils 11a der den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6A,
die von der Lageranordnung nach außen gegenüberliegt, ist mit einem konischen
Ausschnitt 58 versehen, und ein Dichtungsglied 57 ist zwischen
diesem Ausschnitt 58 und dem Anschlagring 56 gelagert.
Dieses Dichtungsglied 57 ist in der Form eines O-Rings.
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Der
Innenring 1 kann eine Breite haben, die dieselbe wie diejenige
ist, die die Laufringgliedverlängerung 2f des
Außenrings 2 einschließt, oder
er kann eine Breite ohne Laufringverlängerung 2f haben.
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Wenn
man wie oben beschrieben die Laufringgliedverlängerung 2f für die Bildung
des Schmierfettspeichers nutzt, und ein dem Einstellungsabstandshalter 10 des
Außenrings
entsprechender Teil mit dem Außenring 2 integriert
ist, dann können
die für Ölleckage
verantwortlichen aneinander passenden Oberflächen, die auftritt, wenn ein
getrennter Abstandshalter benutzt wird, beseitigt werden. Deswegen
wird kein der Leckage des Schmierfettbasisöls von den aneinander passenden
Oberflächen
zugeordnetes Problem auftreten. Da die Laufringgliedverlängerung 2f,
die als ein Abstandshalteräquivalent dient,
mit dem Außenring 2 integriert
ist, um den Schmierfettspeicher 9 zu definieren, kann außerdem die
Montagefähigkeit
der Lageranordnung erhöht werden,
und Erhöhung
der Zusammensetzungspräzision
kann als Ergebnis der Verringerung der Anzahl von benutzten Komponententeilen
erwartet werden.
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8 und 9 stellen
noch eine weitere modifizierte Form der Wälzlageranordnung nach der ersten
Ausführungsform
dar. Die Wälzlageranordnung
nach dieser Modifizierung ist ähnlich
wie die mit Bezug auf 1 und 2 gezeigte
und beschriebene, außer
dass in dieser Modifizierung konische Flächen 6h und 1h,
jede mit einem solchen Neigungswinkel α geneigt, um einen großen Durchmesser
auf einer Seite neben dem Zentrum der Lageranordnung zu bilden,
jeweils in einer inneren peripheren Oberfläche des den Schmierfettspeicher
bildenden Komponentenhauptkörpers 11 der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 und der äußeren peripheren
Oberfläche
des Innenrings 1 vorgesehen sind, um mit einem kleinen
Spalt d2 voneinander entfernt zu sein. Die konische Fläche 1h in
dem Innenring 1 erstreckt sich von einer Endfläche von
diesem Innenring 1 auf eine Stelle neben der Laufringoberfläche 1a und
eine Kante 1ha von dieser konischen Fläche 1h auf einer Seite
mit großem
Durchmesser davon ist auf einer inneren diametrischen Seite innerhalb
der Begrenzung der Breite des Rückhalters 4 angeordnet.
Andere strukturelle Merkmale davon sind ähnlich wie die mit Bezug auf 1 und 2 gezeigten
und beschriebenen.
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Wenn
man insbesondere auf 9 Bezug nimmt, dann zeigen darin
gezeigte Pfeillinien die Strömung
eines getrennten Öls
in dem Schmierfett an. Das von dem Schmierfettspeicher 9 gelieferte Schmierfettbasisöl, welches
durch den Spalt 15 zwischen der gestuften Fläche 2b des
Außenrings 2 und der
Spitze des den Spalt definierenden Teils 7 strömt, strömt teilweise
direkt in die Laufringoberfläche 2a des
Außenrings
als Schmieröl
und teilweise auf die äußere diametrische
Oberfläche
des Innenrings 2 durch die Wirkung eines Stroms von Umgebungsluft, ohne
in die Lageranordnung zu strömen
wie von den Pfeillinien gezeigt ist. Der Teil des auf die äußere diametrische
Oberfläche
des Innenrings 2 strömenden Basisöls dämpft eine äußere Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6, bevor es
die äußere diametrische
Oberfläche
des Innenrings 2 erreicht. Die äußere diametrische Oberfläche des
Innenrings ist mit der konischen Fläche 1h wie vorhergehend
beschrieben gebildet und ist gegenüberliegend in einem überlappenden
Verhältnis
zu der konischen Fläche 6h der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 mit einem
winzigen dazwischen liegenden Spalt d2.
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Aus
dem oben diskutierten Grund kann das Öl, das auf den Innenring 1 entlang
der äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 strömt, daran
gehindert werden, von der Lageranordnung nach außen zu strömen, durch die Wirkung des
Druckunterschieds (Großdurchmesserseite < Kleindurchmesserseite)
zwischen gegenüberliegenden
Enden des Spalts d2, der als Ergebnis der Rotation des Innenrings 1 induziert
wird. Das sich zu dem gegenüberliegenden
Teil bewegende Öl,
das dann auf der äußeren diametrischen
Oberfläche
des Innenrings 1 abgelagert wird, bewegt sich dann auch auf
die Großdurchmesserseite
der konischen Fläche 1h durch
die Wirkung der Oberflächenspannung
des Öls
und der auf das Öl
wirkenden Zentrifugalkraft und wird dann durch die Kante 1ha auf
die innere diametrische Oberfläche
des Rückhalters 4 gestreut.
Das so gestreute Öl
wird in dem Rückhalter 4 empfangen und
wird daher als ein Lagerschmieröl
benutzt. Daher verringert sich die Menge des von der Lageranordnung
auswärts
strömenden Öls und die
als Schmiermittel benutzte Menge des Öls erhöht sich, was eine Erhöhung der
Schmierlebensdauer ergibt. Bei dem oben beschriebenen Aufbau hängt der
Neigungswinkel α der
konischen Fläche 1h von
der maximalen Rotationsgeschwindigkeit der Lageranordnung während der
Benutzung davon und der Oberflächenspannung
des Öls
ab und ist so gewählt,
dass das Öl sich
ablagern und sich auf die konische Oberfläche 1h bewegen kann.
Der Spalt d2 ist auch mit Berücksichtigung
auf das Ausmaß der
Ausdehnung der äußeren diametrischen
Oberfläche
des Innenrings während
des Betriebs bestimmt, und der Menge des Öls, das sich auf die innere
diametrische Oberfläche
der den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 bewegt
hat, die auf den Innenring 1 übertragen werden kann. Beispielsweise,
wenn die Lageranordnung mit dem Innenring eines Durchmessers von
100 mm bei 1500 U/min betrieben wird, dann ist der Neigungswinkel α 15° und die
Spaltgröße d2 ist
ungefähr 0,2
mm.
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Bei
einer anderen in 10 gezeigten Modifizierung,
wird, um die Wälzlageranordnung
sicher zu schmieren, die mit besonderem Bezug auf 8 und 9 gezeigte
und beschriebene Modifizierung so geändert, dass die Kante 1ha auf
der großen
diametrischen Seite der konischen Fläche 1h des Innenrings 1 in
einer axialen Lagerrichtungsbreite der Wälzelemente 3 angeordnet
ist. Da die Wälzelemente 3 in
dieser Ausführungsform
in der Form einer Kugel benutzt werden, ist die Kante 1ha in
dem Durchmesser von jedem Wälzelement 3 angeordnet.
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Im
Fall dieses Aufbaus kann das von der großen Durchmesserseitenkante 1ha der
konischen Fläche 1h des
Innenrings gestreute Öl
sich direkt auf die Wälzelemente 3 ablagern,
was weiterhin die Schmierung der Lageranordnung sicherstellt.
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In
einer weiteren anderen in 11 gezeigten
Modifizierung wird die Modifizierung, die mit besonderem Bezug auf 8 und 9 gezeigt
und beschrieben ist, so abgeändert,
dass das Öl,
das entlang der äußeren Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 strömt, wirksamer auf
der konischen Fläche 1h des
Außendurchmessers
des Innenrings 1 abgelagert wird, insbesondere wo die Wälzlageranordnung
eine senkrechte Haltung annimmt. In dieser in 11 gezeigten
Modifizierung ist zu diesem Zweck eine äußere Oberfläche 11ba auf dem Seitenwandteil 11b nach
innen von der Lageranordnung, die den den Schmierfettspeicher bildenden
Komponentenhauptkörper 11 der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 bildet, eine
geneigte Oberfläche,
die mit einem Neigungswinkel von θ geneigt ist. Die Neigungsrichtung
der äußeren Oberfläche 11ba in
der Form der geneigten Oberfläche
passt sich an die Richtung an, in der die kleine Durchmesserseite,
das heißt,
die Seite des Innenrings 1 getrennt von einem Zwischenpunkt
der Lagerbreite. Der Neigungswinkel θ ist ausgewählt, um in dem Bereich von
5 bis 10° mit
Berücksichtigung
der Strömung
des Öls
zu sein. In diesem Beispiel, obwohl die den Schmierfettspeicher
bildende Komponente 6 als unter den Wälzelementen 3 angeordnet
gezeigt ist, ist die äußere Oberfläche 11ba vorzugsweise
eine geneigte Oberfläche
in einer Weise ähnlich
wie die oben beschriebene, sogar wenn die den Schmierfettspeicher
bildende Komponente 6 über
den Wälzelementen 3 angeordnet
ist.
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Wie
vorhergehend beschrieben wurde, wenn die äußere Oberfläche 11ba des Seitenwandteils 11b der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 als eine
geneigte Oberfläche
gebildet ist, dann kann das entlang der oberen Oberfläche der
den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6 ausströmende Öl wirksamer
auf der konischen Fläche 1h des
Außendurchmessers
des Innenrings 1 abgelagert werden.
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12 stellt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Die Wälzlageranordnung nach dieser
zweiten Ausführungsform
ist eine Variante, in der in der Wälzlageranordnung nach der ersten
Ausführungsform
und wie in 1 gezeigt ist, ein Basisölbewegungsmittel 8 in dem
Durchflussweg 14 gelagert ist. Das Basisölbewegungsmittel 8 ist
wirksam, um die Lieferung von dem Basisöl von dem Schmierfett in den
Spalt 15 (δ) durch
die Kapillarwirkung in dem Durchflussweg 14 zu ermöglichen.
Das Basisölbewegungsmittel 8 kann in
der Form eines Stücks
Papiers oder eines Stücks eines
Gewebes sein.
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Im
Fall dieses Aufbaus kann Bewegung von dem Schmierfettbasisöl von dem
Spalt 15 zu dem Wälzelementkontaktbereich
weiter durch die Kapillarwirkung in dem Basisölbewegungsmittel 8 ermöglicht werden.
Aus diesem Grund kann die Bewegung des Basisöls besser und sicher werden
und die Menge des zu bewegenden Öls
kann weiter erhöht
werden. Auch durch geeignete Auswahl zum Beispiel des Materials
für die
Umfangslänge
des Basisölbewegungsmittels 8 kann
die Menge des Schmierfettbasisöls,
das geliefert werden soll, eingestellt werden, was gestattet, dass
die Einstellung weiterhin leicht bewirkt wird, um für einen Betriebszustand
der Lageranordnung geeignet zu sein.
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13 stellt
eine dritte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Die Wälzlageranordnung nach dieser
dritten Ausführungsform ist
eine Variante, in der die Wälzlageranordnung
nach der ersten Ausführungsform
und in 1 gezeigt, getrennt von einem Schmierfettlieferungsmodul 16 aus
der den Schmierfettspeicher bildenden Komponente 6, dem
den Spalt definierenden Teil 7 und anderen, ein Nebelwiedergewinnungs-
und -wiederverwertungsmodul 35 zum Wiedergewinnen eines
Nebels in der Lageranordnung, ihn zu agglomerieren und das sich
ergebende Agglutinat an eine Stelle in der Nachbarschaft der Laufringoberfläche 2a des
Außenrings 2 zurückzugeben.
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Das
Nebelwiedergewinnungs- und -wiederverwertungsmodul 35 schließt ein Wiedergewinnungsmodul 36 zum
Wiedergewinnen eines Nebels aus Schmierfett ein, der in der Lageranordnung
während
des Betriebs davon erzeugt wird, und ein Agglomerierungs- und Zubringungsmodul 37 zum
Agglomerieren des Nebels, der von dem Wiedergewinnungsmodul 36 wiedergewonnen
wird, um das Agglutinat so zu machen, um ein öliges Material darzustellen,
und dann das Agglutinat auf die Laufringoberflächen 1a und 2a zu
bringen.
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Das
oben erwähnte
Wiedergewinnungsmodul 30 schließt eine konische Fläche 1b ein,
die in der äußeren peripheren
Oberfläche
des Innenrings 1 definiert ist, eine Nebelwiedergewinnungskomponente 38,
die in einer äußeren Peripherie
der konischen Fläche 1b angeordnet
ist, um einen Wiedergewinnungsraum 39 zwischen ihm und
der konischen Fläche 1b zu
definieren, und einen Verbindungskanal 40, der in der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 vorgesehen
ist und von einem Nebelsuspendierungsraum 41 in der Lageranordnung
zu dem Nebelwiedergewinnungsraum 39 verbunden ist. Die
konische Fläche 1b des
Innenrings 1 ist in der Nachbarschaft eines Breitenrichtungsendes
der äußeren peripheren
Oberfläche
des Innenrings 1 auf der Hinterseite der Lageranordnung
vorgesehen und hat einen großen
Durchmesser auf einer Seite neben der Laufringoberfläche 1a.
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Die
Nebelwiedergewinnungskomponente 38 hat einen im allgemeinen
L-Schnittaufbau aus einem zylindrischen Teil 38a koaxial
mit dem Innenring 1 und einen kragenförmigen Anbringungsteil 38b,
der sich von einem Ende des zylindrischen Teils 38 radial nach
außen
erstreckt und axial angrenzend relativ zu dem Außenring 2 ist, mit
dem kragenförmigen
Anbringungsteil 38b gebunden, um an einer inneren peripheren
Oberfläche
eines ringförmigen Wiedergewinnungskomponentenbefestigungsglieds 42 befestigt
zu werden, das in Kontakt mit einer Endfläche des Außenrings 2 auf der
Hinterseite der Lageranordnung vorgesehen ist. Befestigung der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 an
dem Wiedergewinnungskomponentenbefestigungsglied 42 kann
durch Benutzung eines Rückhalterings
statt mittels einer Bindetechnik bewerkstelligt werden. Mit dieser
Nebelwiedergewinnungskomponente 38 in einem gegenüberliegenden
Verhältnis
mit der äußeren Peripherie
der konischen Fläche 1b des
Innenrings 1 ist der Nebelwiedergewinnungsraum 39 einer
ringförmigen
konischen Schnittgestalt zwischen der konischen Fläche 1b und
einer inneren peripheren Oberfläche 38c der
Nebelwiedergewinnungskomponente 38 gebildet.
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Die
innere periphere Oberfläche 38c hat
insbesondere ein Ende davon auf einer Seite, die von der Lageranordnung
entfernt ist, die als ein Teil 38ca mit verringertem Durchmesser
hergestellt ist, und ein Teil davon in der Nähe der Lageranordnung von dem Teil 38ca mit
verringertem Durchmesser, das ein Teil 38bc mit großem Durchmesser
ist, der relativ zu dem Teil 38ca mit verringertem Durchmesser
gestuft ist. Der oben erwähnte
Nebelwiedergewinnungsraum 39 ist ein von der konischen
Fläche 1b des
Innenrings 1, einer äußeren peripheren
Oberfläche 43a eines
Innenringabstandshalters 43 in Kontakt mit der Endfläche des
Innenrings 1 auf der Hinterseite der Lageranordnung und
des Teils 38cb mit großem
Durchmesser der inneren peripheren Oberfläche der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 umgebener
Raum. Das Teil 38cb mit großem Durchmesser der inneren peripheren
Oberfläche
der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 kann eine Rauheit
in dem Bereich von Ra 2 bis 7 haben. Daher kann
als Nebelwiedergewinnungskomponente 38 eine von einer Drehbank gedrehte
Komponente, eine von einer Presse bearbeitete Komponente einer Stahlplatte,
oder eine geformte Komponente eines synthetischen Harzes benutzt
werden. Der Neigungswinkel der konischen Fläche 1b relativ zu
der axialen Richtung hat einen Wert, der ausreicht, um die Strömung des
Nebels in eine Richtung nach innen von der Lageranordnung zu induzieren
(in eine Richtung der Wälzelemente).
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Das
vorhergehend erwähnte
Agglomerierungs- und Zubringungsmodul 37 ist aus einer
gestuften Fläche 1c hergestellt,
die in der Nachbarschaft der Laufringoberfläche 1a in der äußeren peripheren Oberfläche des
Innenrings 1 vorgesehen ist, einem äußeren peripheren Oberflächenteil 1d fortgesetzt von
einem verringerten Durchmesserende der gestuften Fläche 1c zu
der konischen Fläche 1b,
und einem agglomerierenden den Spalt bildenden Glied 49.
Das agglomerierende den Spalt bildende Glied 49 hat eine
innere periphere Oberfläche,
die in einem gegenüberliegenden
Verhältnis
mit der äußeren peripheren
Oberfläche
des äußeren peripheren
Oberflächenteils
des Innenrings durch einen Spalt gehalten ist; ist in einem festen
Zustand zusammen mit dem Außenring 2 vorgesehen;
und umfasst einen Teil der Nebelwiedergewinnungskomponente 38,
der auf eine Spitze des zylindrischen Teils 38a fortgesetzt
ist. Die oben erwähnte
gestufte Fläche 1c ist
eine mit der Laufringoberfläche 1a fortgesetzte
Oberfläche
auf der Hinterseite der Lageranordnung und im Durchmesser auf einer
Seite neben der Laufringoberfläche 1a erhöht und ist
mit einer Begrenzung der Wälzelemente 3 der
Breite nach vorgesehen, das heißt,
sofort unter den Wälzelementen 3.
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Eine äußere periphere
Oberfläche
der Spitze des agglomierenden den Spalt bildenden Glieds 49, das
der gestuften Fläche 1c des
Innenrings gegenüberliegt,
ist eine konische Fläche,
die wirksam ist, um das Schmierfett in einem anhaftenden Zustand
zurückzuhalten,
so dass das sich daran haftende Schmierfett die Wälzelemente 3 kontaktieren
kann. Eine konische Fläche
in der äußeren Peripherie
des zylindrischen Teils 38a spielt eine Rolle, um den öligen Nebel,
der von dem Agglomerierungs- und Zubringungsmodul 37 agglomeriert
worden ist, wirksam auf den Nebelwiedergewinnungsraum 39 zu
führen.
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Die
von der konischen Fläche
des zylindrischen Teils 38a der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 fortgesetzte äußere periphere
Oberfläche, welche
auf der Seite entfernt von der Lageranordnung angeordnet ist, ist
als ein vertiefter Teil 38d hergestellt, der radial nach
innen eingedrückt
ist, und der vorhergehend erwähnte
Verbindungskanal 40 ist so geformt, um sich von dem vertieften
Teil 38d durch das Großdurchmesserteil 38cb der
inneren peripheren Oberfläche
zu erstrecken. Dieser Verbindungskanal 40 ist in Form einer
Durchgangsbohrung, die an einer Vielzahl von Stellen in einer Richtung
gebildet ist, die die Nebelwiedergewinnungskomponente umläuft und
sich ganz durch das Großdurchmesserteil 38cb erstreckt.
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Ein
von dem vertieften Teil 38d umgebener Raum und ein kragenförmiger Anbringungsteil 38b der
Nebelwiedergewinnungskomponente 38 und das Wiedergewinnungskomponentenbefestigungsglied 42 ist
ein mit dem Nebelsuspendierungsraum 41 verbundener Raum
und stellen einen Vorderstufennebelwiedergewinnungsraum 44 dar,
der ein Wiedergewinnungsraum an einer Vorderstufe des Nebelwiedergewinnungsraums 39 ist.
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Nach
der Wälzlageranordnung
des oben beschriebenen Aufbaus werden Lieferung des Schmierfetts
in dem Schmierfettspeicher 9 mittels des Schmierfettlieferungsmoduls 16 und
Wiederbenutzung des benebelten Schmierfetts mittels des Nebelwiedergewinnungs-
und -wiederverwertungsmoduls 35 durchgeführt, und
durch die kumulative Wirkung beider Module 16 und 35 wird
nur das in der Lageranordnung gefüllte Schmierfett benutzt, um
eine Beschleunigung und eine erhöhte
Lebensdauer und das Wartungsfreiheitsmerkmal zu realisieren. Die
Einzelheiten des Betriebs des oben erwähnten Nebelwiedergewinnungs-
und -wiederverwertungsmoduls 35 werden im Folgenden beschrieben.
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Wenn
der mit dem Schmierfett gefüllte
Innenring der Lageranordnung rotiert, dann wird an den entsprechenden
Laufringoberflächen 1a und 2a der Innen- und Außenringe 1 und 2 ein
Teil des in dem Schmierfett enthaltenen Basisöl als Ergebnis von Kontakt
mit den Wälzelementen 3 benebelt,
die sich dann wälzen,
und der sich ergebende Nebel suspendiert in dem Nebelsuspendierungsraum 41 in
der Lageranordnung. Der so induzierte Nebel bewegt sich in eine
Richtung, die von dem Pfeil in 13 gezeigt ist,
während
er innerhalb der Lageranordnung durch Wirkung eines Luftstroms rotiert,
der sich von der Drehung der Wälzelemente 3 ergibt,
und danach in den Vorderstufennebelwiedergewinnungsraum 44 strömt, der von
dem Wiedergewinnungskomponentenbefestigungsglied 42 und
der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 umgeben ist. Da
der Vorderstufennebelwiedergewinnungsraum 44 und der Nebelwiedergewinnungsraum 39 durch
den Verbindungskanal 40 miteinander verbunden sind, strömt der Nebel
in dem Vorderstufennebelwiedergewinnungsraum 44 weiter
in den Nebelwiedergewinnungsraum 39 durch die Wirkung des
Druckunterschieds zwischen solchen Räumen 44 und 39.
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Der
Nebel in dem Nebelwiedergewinnungsraum 39 wird gesaugt
nachdem er in dem Nebelwiedergewinnungsraum 39 in eine
Richtung nach innen von der Lageranordnung von der Pumpwirkung beschleunigt
wurde, die durch die Rotation der konischen Fläche 1b des Innenrings
veranlasst wird. Der suspendierende Nebel in dem Nebelsuspendierungsraum 41 kann
so mit einer vereinfachten Struktur des Wiedergewinnungsmoduls 36 wirksam
wiedergewonnen werden. Als Ergebnis davon bewegt sich der Nebel,
während
er auf den großen
Durchmesserteil 38cb der inneren peripheren Oberfläche der
Nebelwiedergewinnungskomponente trifft, die dem äußeren peripheren Oberflächenteil 1d des
Innenrings 1 gegenübersteht,
was eine Agglomerierung des Nebels ergibt.
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Der
agglomerierte Nebel bildet einen öligen Zustand und haftet sich
an das Großdurchmesserteil 38cd der
inneren peripheren Oberfläche
an. Das sich so anhaftende Öl
bewegt sich in eine Richtung von der Lageranordnung nach innen durch
Wirkung eines Luftstroms in dem Spalt zwischen dem zylindrischen Teil 38a der
Nebelwiedergewinnungskomponente 38 und dem Innenring 1 und
wird anschließend
als ein Lagerschmieröl
in die Lageranordnung durch den Spalt an der Spitze des zylindrischen
Teils 38a der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 abgeführt.
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Als
eine Struktur zur Ermöglichung
der Bewegung des Nebels in der oben beschriebenen Weise, kann die äußere periphere
Oberfläche
des Innenrings 1 mit einer konischen Fläche 1b über einen
Bereich davon von einem verringerten Durchmesserende der gestuften
Fläche 1c auf
eine Endfläche
davon gebildet sein, in welchem Fall ein äußerer peripherer Teil 1d einer
zylindrischen Oberflächengestalt,
die sich auf der Hälfte
befindet, beseitigt werden kann.
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Da
die gestufte Fläche 1c des
Innenrings, die einen radialen Anzeigespalt bildet, sich auf die
Laufringoberfläche 1a des
Innenrings 1 fortsetzt, und innerhalb der Begrenzung der
Breite nach der Wälzelemente 3 vorgesehen
ist, kann Abführen
des Öls
auf die Laufringoberfläche 1a des
Innenrings wirksam stattfinden. Um das Abführen von Öl in die Lageranordnung sicher
zu ermöglichen,
wird das Schmierfett vorzugsweise an den ganzen Umfang der konischen Fläche gehaftet,
die aus der äußeren peripheren Oberfläche des
agglomerierenden den Spalt bildenden Glieds 49 besteht,
und der tatsächliche
Spalt, durch den das Öl
abgeführt
wird, ist vorzugsweise in seiner Größe verringert. Anhaftung des
Schmierfetts an die äußere periphere
Oberfläche
der Nebelwiedergewinnungskomponente 38 kann in der Form
einer Ablagerung verwirklicht werden, die gebildet wird, wenn die
Lageranordnung mit dem in einem anfänglichen Zustand gefüllten Schmierfett
betrieben wird.
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Bei
der Schmierung mit dem Nebelwiedergewinnungs- und -wiederverwertungsmodul 35 in
der Wälzlageranordnung
ist, es wie vorangehend beschrieben, da das während des Betriebs gebildete Basisöl während der
Schmierung mit dem Schmierfett wiedergewonnen und wieder benutzt
wird, möglich,
eine Schmierlebensdauer zu verlängern.
Im Gegensatz zu der konventionellen Lieferung des Schmierfetts,
in der das Schmierfett von der Außenseite während der Rotation des Innenrings
zugegeben wird, wird das gefüllte
Schmierfett zyklisch benutzt, um eine Schmierung mit einer kleinen
Menge des Schmieröls
zu erreichen, und daher erzeugt sie in keiner Weise eine Verursachung
der Temperaturerhöhung,
die durch einen agitierenden Widerstand bewirkt wird, wenn das Schmierfett übermäßig geliefert
wird, was es ermöglicht,
eine Beschleunigung der Rotation zu erreichen.
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Außerdem,
da in der oben beschriebenen dritten Ausführungsform sowohl die den Schmierfettspeicher
bildende Komponente 6 in dem Schmierfettlieferungsmodul 16 als
auch das Wiedergewinnungsmodul 36 in dem Nebelwiedergewinnungs-
und -wiederverwertungsmodul 35 in einem axial benachbarten
Verhältnis
zu dem Außenring 2 vorgesehen
sind, verglichen mit dem Fall, in dem sie in der Begrenzung der
Breite des Außenrings
untergebracht sind, kann der Bereich, in dem das Schmierfett von
dem Schmierfettlieferungsmodul 16 geliefert wird und der Bereich,
in dem der Nebel von dem Nebelwiedergewinnungs- und -wiederverwertungsmodul 35 wiedergewonnen
wird, stark befestigt werden, was ermöglicht, dass diese Funktionen
wirksam erreicht werden.
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Es
sollte angemerkt werden, dass jede der vorhergehenden Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben worden ist, in der der Außenring 2 als
das ortsfeste Laufringglied dient. Von diesen Ausführungsformen
können
aber die Modifizierungen der ersten Ausführungsform, die jeweils in 1 bis 7 gezeigt
sind, und der zweiten in 12 gezeigte
Ausführungsform
ebenso in einer Weise ähnlich
zu dem Vorangehenden eingesetzt werden, sogar wenn der Innenring 1 als
ortsfestes Laufringglied dient.
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Bei
jeder der Modifizierungen der ersten Ausführungsform, die jeweils in 1 bis 11 gezeigt
sind, und der dritten in 13 gezeigten
Ausführungsform
kann das Basisölbewegungsmittel 8 in einer
Weise zwischengelagert werden, die ähnlich wie die in Verbindung
mit der zweiten Ausführungsform
mit Bezug auf 12 beschriebene ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER OFFENLEGUNG
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Eine
Wälzlageranordnung
enthält
einen Innenring (1), einen Außenring (2) und eine
Vielzahl von zwischen den entsprechenden Laufringoberflächen (1, 2a)
der Innen- und Außenringe
(1, 2) gelagerten Wälzelementen (3). Ein
ortsfestes Laufringglied (2), das einer der Innen- und
Außenringe
(1, 2) ist, die ein Laufringglied sind, und das
nicht rotierbar ist, ist mit einer gestuften Fläche (2b) versehen,
die mit der entsprechenden Laufringoberfläche (2a) fortgesetzt
ist und in einer Richtung fort von den Wälzelementen (3) angeordnet
ist. Ein einen Spalt definierender Teil (7) ist vorgesehen,
der eine Spitze hat, die in einem gegenüberliegenden Verhältnis zu
der gestuften Fläche
(2b), mit einem dazwischen und der gestuften Fläche (2b)
angeordneten Spalt gehalten wird, der einen Durchflussweg (14)
zwischen einer Umfangswand davon und dem ortsfesten Laufringglied
(2) definiert. Ein Schmierfettspeicher (9) ist auch
in Verbindung mit dem Durchflussweg (14) vorgesehen.