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Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers, insbesondere für einen Elektromotor.
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Derartige Systeme sind bekannt und umfassen im Allgemeinen ein offenes Lager, von dem ein Innenring fest an einer Rotorwelle und ein Außenring fest an einem Gehäuse montiert ist. Die Rotorwelle ist im Allgemeinen in einer im Wesentlichen horizontalen Lage positioniert. An dem Gehäuse ist eine Dichtung, beispielsweise eine Radialdichtung, dichtend befestigt und so von dem Lager beabstandet, dass zwischen dem Lager und der Dichtung eine Kammer gebildet wird, die außerdem durch die Rotorwelle und das Gehäuse begrenzt wird. Ferner umfasst das System eine Ölführung in die Kammer, sodass sowohl die Dichtung auf einer Seite der Kammer als auch das Lager auf der gegenüberliegenden Seite der Kammer gleichzeitig geschmiert werden können.
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Die Anforderungen an den in der Kammer gewünschten Ölstand zur Schmierung des Lagers bzw. der Dichtung sind jedoch nicht gleich oder widersprechen einander sogar. Wenn der Ölstand zum Schmieren der Dichtung hoch genug ist, ist der Ölstand für das Lager zu hoch. Dadurch kann mehr Öl mit einem Lagerkäfig und den Wälzkörpern des Lagers in direkten Kontakt kommen, was zu einem übermäßigen Schleppmoment und zu Erwärmung des Öls und des Lagers führt, und wodurch sowohl das Öl als auch das Lager möglicherweise geschädigt wird. Umgekehrt ist, wenn der Ölstand für die ordnungsgemäße Schmierung des Lagers niedrig genug ist, der Füllstand für die Schmierung der Dichtung zu niedrig, was zu einem höheren Verschleiß der Dichtung und einer höheren Temperatur der Dichtung und des Öls führt, wodurch es zu einem Verlust der Dichtungsfunktion kommen kann. Darüber hinaus kann eine große Kontaktoberfläche zwischen Öl und rotierenden Teilen, insbesondere des Lagers, eine Drehbewegung des Öls innerhalb der Kammer bewirken, was zu Problemen beim Ablassen des Öls aus der Kammer und damit zu unkontrollierten Ölständen, einem schlechten Ölaustausch, hohen Temperaturen und hohen Schleppverlusten führt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eines oder mehrere der oben genannten Probleme zu lösen bzw. abzuschwächen. Die Erfindung zielt insbesondere auf die Bereitstellung eines verbesserten Schmiersystems, das sowohl die Rotorwellendichtung als auch das Rotorwellenlager unter Vermeidung hoher Schleppverluste effizient schmieren kann.
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Zu diesem Zweck wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnetes Schmiersystem einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers bereitgestellt. Insbesondere umfasst das Schmiersystem einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers ein Rotorwellenlager mit einem fest an einer Rotorwelle montierbaren Innenring und einem fest an einem Gehäuse montierbaren Außenring, und eine Rotorwellendichtung, die von dem Lager beabstandet ist und zwischen dem Lager und der Dichtung eine Ölkammer bildet. Das Schmiersystem umfasst ferner ein perforiertes Trennelement, das dazu angeordnet ist, die Ölkammer in einen Kammerbereich zur Dichtungsschmierung und einen Kammerbereich zur Lagerschmierung zu unterteilen. Durch das Trennelement ist die Ölkammer im Wesentlichen in einen Kammerbereich zur Dichtungsschmierung und einen Kammerbereich zur Lagerschmierung unterteilt. Durch die Perforation des Trennelements kann sichergestellt werden, dass eine relativ geringe Ölmenge durch mindestens eine Perforation in den Kammerbereich zur Lagerschmierung tropfen kann, sodass der Ölstand in dem Kammerbereich zur Lagerschmierung, wie für die Schmierung des Lagers erforderlich, relativ niedrig bleiben kann, während der Ölstand in dem Kammerbereich zur Dichtungsschmierung hoch genug - wie für die Schmierung der Dichtung erforderlich - bleiben kann. Gleichzeitig weist das Öl im Kammerbereich zur Dichtungsschmierung nur eine minimale Kontaktoberfläche zu rotierenden Teilen auf, sodass der Ölstand und der Ölaustausch besser gesteuert werden können.
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Das Schmiersystem kann vorzugsweise ferner eine einzige Ölführung umfassen, wobei die Ölführung so angeordnet ist, dass sie Öl in den Kammerbereich zur Dichtungsschmierung zuführt. Da das Trennelement perforiert ist, kann das Öl in den Kammerbereich zur Lagerschmierung tropfen, wobei eine zusätzliche Ölpumpe oder einer Öldüse, um Öl direkt in das Lager zu sprühen, vermieden werden können, wodurch eine vorteilhafte Vereinfachung des Systems erreicht werden kann.
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Ferner ist es bevorzugt, dass das perforierte Trennelement eine Mehrzahl von Perforationen aufweist. Selbst wenn eine einzelne Perforation an einer gut gewählten Stelle, wie etwa in Richtung eines in Vertikalrichtung gesehen unteren Endes des Trennelements, einen Durchtritt von Öl von dem Kammerbereich zur Dichtungsschmierung zu dem Kammerbereich zur Lagerschmierung ermöglichen kann, kann eine Mehrzahl von Perforationen den Durchtritt von Öl erleichtern. Bei diesen Perforationen kann es sich beispielsweise um Löcher oder Bohrungen oder Schlitze oder um jede andere geeignete Perforation handeln. Die Form, die Größe und die Anzahl der Perforationen kann in Abhängigkeit von dem gewünschten Ölvolumenstrom von dem Kammerbereich zur Dichtungsschmierung in den Kammerbereich zur Lagerschmierung gewählt werden. Die Verteilung der Mehrzahl von Perforationen über das Trennelement wird vorzugsweise so gewählt, dass unter allen Fahrbedingungen immer mindestens eine Perforation unter dem gewünschten Ölstand im Kammerbereich zur Dichtungsschmierung verbleiben kann, da die Ausrichtung des Ölstands - beispielsweise während der Fahrt auf einen Berg, oder in Kurven oder aufgrund von Beschleunigungskräften - leicht von einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung abweichen kann.
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Die mehreren Perforationen können vorteilhafterweise entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn um die Rotorwelle herum beabstandet sein. Auf diese Weise werden sich außerdem eine oder mehrere Perforationen oberhalb des Ölstandes im Kammerbereich zur Lagerschmierung befinden. Diese Perforationen können sicherstellen, dass das Öl aus dem Kammerbereich zur Lagerschmierung zurück zum Kammerbereich zur Dichtungsschmierung gelangen kann, wenn sich - z.B. durch Zentrifugalkräfte bei hohen Rotorwellendrehzahlen - zwischen dem Trennelement und den Wälzkörpern des Lagers ein zu hoher Ölstand aufbaut. Auch eine Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrischen Bahnen oder andere unterschiedliche Verteilungen von Perforationen sind möglich.
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Es ist bevorzugt, dass die Mehrzahl von Perforationen nahe einem Außenrand des perforierten Trennelements vorgesehen ist, wobei der Außenrand des Trennelements der Rand nahe dem Außenring des Lagers ist. Auf diese Weise kann das Öl auf einer Höhe in den Kammerbereich zur Lagerschmierung tropfen, die sich - in Abhängigkeit von einem Innendurchmesser eines Außenrings des Lagers und einem Durchmesser einer Umlaufbahn der rotierenden Elemente des Lagers - relativ nahe an der tiefsten Kontaktstelle zwischen einem rotierenden Teil, beispielsweise einer Kugel des Lagers, und einem nicht rotierenden Teil, beispielsweise dem Außenring des Lagers, befindet, wodurch die Schmierung verbessert wird. Gleichzeitig können die Perforationen einen Austritt für überschüssiges Öl im Kammerbereich zur Lagerschmierung in Richtung zu dem Kammerbereich zur Dichtungsschmierung hin bereitstellen, da das Öl aufgrund von Zentrifugalkräften bei hohen Drehzahlen der Rotorwelle durch diese Perforationen herausgedrückt werden kann.
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Vorteilhafterweise kann das perforierte Trennelement fest an einer der Ölkammer zugewandten Seite des Außenrings des Lagers angebracht sein. Alternativ kann das perforierte Trennelement auch an dem Gehäuse befestigt sein. Da der Außenring ein nicht-drehender Teil des Lagers sein kann, kann auch das daran befestigte Trennelement gegen ein Verdrehen gesichert sein. Das Trennelement kann als ein metallischer Ring mit mindestens einer und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Perforationen ausgeführt sein, der fest an dem Gehäuse oder an dem Außenring des Rotorwellenlagers oder an einem anderen, vorzugsweise nicht-drehenden Teil montierbar ist.
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Besonders vorteilhaft kann das Trennelement eine Lagerdichtung sein, wie z.B. eine Z-Dichtung oder eine RS-Dichtung, oder jede andere bekannte Art von Lagerdichtung, die mit mindestens einer Perforation, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Perforationen versehen ist. In diesem Zusammenhang wird, wie dem Fachmann bekannt ist, unter einer Z-Dichtung eine nicht mit dem Innenring in Kontakt stehende Lagerdichtung verstanden, während eine RS-Dichtung eine Lagerdichtung ist, bei der eine Lippe in Kontakt (Reibkontakt) mit dem Innenring des Lagers steht. Auf diese Weise kann ein geeignetes Trennelement relativ einfach bereitgestellt werden - wodurch die Herstellungskosten relativ gering gehalten werden - da eine vorhandene Lagerdichtung, wie z.B. eine Z-Dichtung oder eine RS-Dichtung, für ein Rotorwellenlager lediglich angepasst werden muss, indem die Lagerdichtung mit mindestens einer Perforation, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Perforationen, versehen wird. Gleichzeitig können derartige Z- oder RS-Dichtungen leicht auf den Außenring des Lagers aufgeclipst werden und zum Innenring hin einen beliebigen erforderlichen Dichtmechanismus bereitstellen. Im Gegensatz zum vorliegenden Einsatz werden bekannte Z-Dichtungen im Allgemeinen zur Lagerschmierung in Kombination mit Fett und nicht mit Öl eingesetzt, da Öl durch den Luftspalt zwischen Dichtung und Innenring des Lagers tropfen könnte. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine perforierte Z-Dichtung als ein Ölkammer-Trennelement eingesetzt werden, wenn keine perfekte Abdichtung erforderlich ist.
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Im Gegensatz zu allgemein bekannten Lagern, die zumeist beidseitig offen oder geschlossen sind, kann eine der Ölkammer abgewandte Seite des Lagers vorzugsweise offen sein. Die offene Seite des Lagers kann einen Ölfluss durch das Lager in ein Getriebe, insbesondere in einen Getriebeölsumpf, der beispielsweise im Wesentlichen unter dem Elektromotor angeordnet sein kann, ermöglichen.
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Das Lager kann beispielsweise ein Rollenlager oder ein Kugellager sein. Diese Lager - insbesondere ein Rollenlager - sind relativ hohen Belastungen und - insbesondere das Kugellager - relativ hohen Drehzahlen gewachsen. Letzteres weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass eine vorgespannte Wellfeder das Laufverhalten des Lagers verbessern kann.
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Die Rotorwellendichtung kann vorzugsweise dichtend an dem Motorgehäuse anbringbar sein. Da das Motorgehäuse ein nicht-drehender Teil eines Motors sein kann, dreht sich auch die Rotorwellendichtung nicht. Die Dichtung kann den Rest des Motors, insbesondere den Rest des Elektromotors, vorteilhaft gegen Ölleckagen aus der Ölkammer in den Motor auf der anderen Seite der Dichtung schützen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Rotorwellenlager mit den Merkmalen des Anspruchs 11 bereitgestellt. Das Lager kann einen oder mehrere der oben genannten Vorteile bieten.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Einsatz einer Lagerdichtung, wie beispielsweise einer Z-Dichtung oder einer RS-Dichtung oder einer beliebigen anderen Art von bekannter Lagerdichtung, die mit einer Mehrzahl von Perforationen versehen ist, als ein Ölkammer-Trennelement, insbesondere für ein hierin beschriebenes Schmiersystem einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers, bereitgestellt. Diese Einsatz kann einen oder mehrere der oben genannten Vorteile bieten.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Elektromotor mit den Merkmalen der Ansprüche 12 bis 15 bereitgestellt. Der Elektromotor kann einen oder mehrere der oben genannten Vorteile bieten.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Figuren von beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert. Entsprechende Elemente werden mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht auf einen Querschnitt entlang einer vertikalen Ebene durch eine Längsachse eines Elektromotors mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmiersystems einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers;
- 2 einen schematischen Querschnitt der Ausführungsform eines Schmiersystems einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers der 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht auf einen Querschnitt einer Ausführungsform des Lagers, das mit einem perforierten Trennelement des Systems der 1 und 2 versehen ist;
- 4 eine Vorderansicht des Lagers der 3;
- 5a und 5b einen schematischen Querschnitt des Lagers der 3;
- 6 einen schematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmiersystems einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Querschnitt entlang einer vertikalen Ebene durch eine Längsachse eines Elektromotors mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmiersystems einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers. Eine Rotorwelle 3 kann beispielsweise eine Rotorwelle eines Elektromotors sein. Die Rotorwelle 3 erstreckt sich vorzugsweise in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung, und ein (nicht dargestelltes) Getriebe kann (muss allerdings nicht) beispielsweise unterhalb des Elektromotors oder an jeder anderen geeigneten Stelle vorgesehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Rotorwelle so angeordnet, dass sie sich im Betrieb dreht, während das Gehäuse 4 so angeordnet ist, dass es mit der feststehenden Umgebung, beispielsweise mit einem Fahrzeugchassis, verbunden ist. Alternativ könnte die elektrische Maschine mit einer mit der feststehenden Umgebung verbundenen zentralen Welle und einem um die Welle drehbaren Gehäuse ausgelegt sein. Das Schmiersystem einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers wird in den nachstehend angeführten Figuren näher erläutert.
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2 zeigt einen schematischen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen und in der 1 ebenfalls enthaltenen Schmiersystems 1 einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers. Das System 1 umfasst ein Lager 2 mit einem Innenring 2a, der in dieser Ausführungsform fest an einer Rotorwelle 3 montiert ist, und einem Außenring 2b, der zumindest radial fest an einem Gehäuse 4 montiert ist. Das Lager 2 kann beispielsweise ein Rollenlager oder ein Kugellager oder jedwede andere geeignete Art von Lager sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Lager 2 um ein Loslager handeln, das axial vorspannbar ist durch ein Vorspannelement 13, wie etwa eine Feder, z.B. eine Wellfeder, die in das System einbezogen sein kann. Das System 1 umfasst ferner eine Rotorwellendichtung 5, die dichtend an dem Gehäuse 4 befestigt und von dem Lager 2 beabstandet ist. Die Rotorwellendichtung ist also vorzugsweise an dem nicht-drehenden Teil des Motors oder der elektrischen Maschine befestigt, und die Abdichtung mit dem rotierenden Teil erfolgt vorzugsweise mit Öl oder einem sonstigen geeigneten Schmierfluid. Die Rotorwellendichtung 5 ist vorzugsweise eine Radialdichtung, kann aber auch eine andere geeignete Art von Dichtung sein. Zwischen dem Lager 2 und der Dichtung 5 umfasst das System 1 eine Ölkammer 6, die ferner durch die Rotorwelle 3 und das Gehäuse 4 begrenzt ist. Vorzugsweise kann sich eine Ölführung 7 durch das Gehäuse hindurch in die Ölkammer erstrecken. Alternativ könnte sich die Ölführung auch durch die Rotorwelle hindurch erstrecken. Öl kann mittels Schwerkraft, oder mittels einer Ölpumpe oder mittels einer Kombination aus beidem zugeführt werden. In erfinderischer Weise umfasst das Schmiersystem 1 ferner ein perforiertes Trennelement 8, das in dieser Ausführungsform fest an dem Außenring 2b des Lagers 2 befestigt ist, wobei das perforierte Trennelement 8 mit mindestens einer Perforation und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Perforationen 9, die entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn um die Rotorwelle 3 beabstandet sind, versehen ist. Alternativ könnte das perforierte Trennelement 8 auch an dem Gehäuse 4 befestigt sein. Das perforierte Trennelement 8 ist vorzugsweise als eine Lagerdichtung, etwa als eine Z-Dichtung, ausgeführt, könnte jedoch beispielsweise auch eine RS-Dichtung oder jedwede andere bekannte Art von Lagerdichtung, oder ein perforiertes Wandelement sein. Das perforierte Trennelement 8 ist auf der der Ölkammer 6 zugewandten Seite des Lagers an dem Außenring 2b des Lagers 2 befestigt. Die andere Seite des Lagers 2, d.h. die der Ölkammer 6 abgewandte Seite, ist vorzugsweise eine offene Seite des Lagers 2. Das perforierte Trennelement 8 trennt die Ölkammer 6 im Wesentlichen in einen Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung und einen Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung. Wenn sich die Rotorwelle 3 in einer im Wesentlichen horizontalen Lage befindet, ist der Ölstand 10 in dem Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung vorzugsweise so bemessen, dass ein unterer Teil 3a der Rotorwelle 3 selbst unter besonderen Fahrbedingungen, beispielsweise bei Bergauffahrten, oder wenn Beschleunigungskräfte dazu führen, dass der Ölstand von einem im Wesentlichen horizontalen Stand abweicht, unterhalb des Ölstands bleiben kann. Der Ölstand 10 kann beispielsweise auf ca. 10 mm oberhalb der niedrigsten Kontaktstelle 11 zwischen der Dichtung 5 und dem in vertikaler Richtung gesehen unteren Teil 3a der Rotorwelle 3, oder auf einem beliebigen anderen erforderlichen Stand gehalten werden. In vertikaler Richtung gesehen oberhalb des Ölstands 10 ist eine Ölführung in die Ölkammer 6, insbesondere in den Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung vorgesehen, die beispielsweise nahe einem oberen Teil der Rotorwelle 3, der oberhalb des Ölstands 10 liegt, durch das Gehäuse 4 verläuft. Der Ölstand 10 kann aufrechterhalten werden durch einen (nicht dargestellten) Ölablass, der vorzugsweise in vertikaler Richtung gesehen niedriger als die Ölführung und knapp oberhalb des gewünschten Ölstandes 10 angeordnet sein kann. In Längsrichtung der Rotorwelle 3 gesehen, kann die Ölführung 7 auf einer Seite der Rotorwelle 3 liegen, während der Ölablass auf der gegenüberliegenden Seite der Rotorwelle 3 angeordnet sein kann. Auf diese Weise können der Ölstand im Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung und ein Ölaustausch mit dem Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung besser gesteuert werden. Alternativ könnten sowohl die Ölführung als auch der Ölablass ebenso auf der gleichen Seite der Rotorwelle 3 angeordnet sein.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Querschnitt einer Ausführungsform des Lagers, das mit einem perforierten Trennelement 8 des Systems der 1 und 2 versehen ist. Das perforierte Trennelement 8 ist hier als Z-Dichtung ausgeführt und fest an dem Außenring 2b des Lagers 2 befestigt, beispielsweise aufgeclipst. Zwischen der Dichtung 8 und dem Innenring 2a des Lagers 2 kann ein kleiner Luftspalt 12 vorhanden sein. Nur eine Seite des Lagers 2 ist mit einem perforierten Trennelement 8 versehen, während die gegenüberliegende Seite des Lagers offen bleibt. Eine Mehrzahl von Perforationen 9 ist nahe einem Außenrand des perforierten Trennelements 8 oder der Z-Dichtung, insbesondere nahe der Befestigung des perforierten Trennelements 8 an dem Außenring 2b des Lagers 2, vorgesehen. Die Perforationen 9 sind vorzugsweise so angeordnet, dass mindestens eine und vorzugsweise eine gewünschte Anzahl von Perforationen unterhalb des Ölstands 10 des Kammerbereichs 6a zur Dichtungsschmierung liegen kann.
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4 zeigt eine Vorderansicht des Lagers der 3. Die Perforationen 9 sind um die Rotorwelle im auf dem Lager gelagerten Zustand entlang einer im Wesentlichen kreisförmigen Bahn voneinander beabstandet. Die Anzahl der Perforationen 9 kann variieren, beispielsweise von mindestens einer Perforation, vorzugsweise aber von mindestens zwei oder drei oder vier Perforationen bis zu beispielsweise acht oder neun oder sogar mehr als zehn Perforationen, solange zumindest eine Perforation unter allen Fahrbedingungen unterhalb des Ölstands 10 in dem Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung verbleiben kann. Selbst dann, wenn die Rotorwelle 3 im Wesentlichen horizontal gelagert ist, kann die Ausrichtung der Rotorwelle und/oder der Ölstand geringfügig von einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung abweichen - beispielsweise beim Befahren eines Berges, oder in Kurven oder aufgrund von Beschleunigungskräften. Gleichzeitig ermöglicht die Anzahl der Perforationen 9 vorzugsweise, dass wenigstens eine der Mehrzahl von Perforationen 9 oberhalb des Ölstandes 10 in dem Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung verbleiben kann.
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Die 5a und 5b zeigen einen schematischen Querschnitt des Lagers der 3. In der 5a ist eine Situation dargestellt, in der sich eine Rotorwelle mit niedriger Drehzahl, beispielsweise mit Drehzahlen unterhalb von ca. 3000 U/min dreht. Dank der Mehrzahl von Perforationen 9 in dem perforierten Trennelement 8 kann das Öl aus dem Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung, der einen relativ hohen Ölstand aufweist, durch die Perforationen 9, insbesondere durch die unterhalb des Ölstands liegenden Perforationen in den Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung tropfen. Die Größe der Perforationen sowie die Anzahl der Perforationen können in Abhängigkeit von dem Ölfluss, der in Richtung des Kammerbereichs 6b zur Lagerschmierung hin erreicht werden muss, variieren. Das Öl kann - insbesondere entlang der Wälzkörper 14 des Lagers - durch das Lager 2 fließen und das Lager 2 auf einer offenen Seite des Lagers verlassen und beispielsweise in ein (nicht dargestelltes) Getriebe fließen. In der 5b ist eine Situation dargestellt, in der sich eine Rotorwelle mit hoher Drehzahl dreht, beispielsweise mit Drehzahlen von ca. 20000 U/min, die in einem Elektromotor erreicht werden können. Eine solche Drehzahl ist für eine Radialdichtung relativ hoch und erfordert daher eine gute Schmierung. Durch das perforierte Trennelement 8, das die Ölkammer 6 unterteilt, kann der Ölstand im Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung auf einem relativ hohen Stand bleiben, während das Öl ebenso wie bei niedrigen Drehzahlen in den Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung tropfen kann. Im Gegensatz zu der Situation bei niedrigen Drehzahlen kann bei zunehmender Rotorwellendrehzahl der Ölfluss durch das Lager zur offenen Seite des Lagers hin immer schwieriger werden, und nicht das gesamte Öl kann durch das Lager 2 zur offenen Seite des Lagers gelangen, um aus dem Lager auszutreten. Dadurch kann der Ölstand innerhalb des Kammerbereichs zur Lagerschmierung 6b ansteigen. Das Öl zwischen dem perforierten Trennelement 8 und den Wälzkörpern 14 des Lagers 2 kann zusammen mit den Wälzkörpern 14 des Lagers in Drehung versetzt werden und in dem Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung einen an dem Außenring 2b des Lagers rotierenden Ölring aufbauen. Aufgrund von Zentripetalkräften, die einen Druck innerhalb dieses rotierenden Ölrings verursachen, kann ein Teil des Öls entlang der Wälzkörper 14 in das Lager 2 fließen, während ein anderer Teil des Öls durch Perforationen an einem in vertikaler Richtung gesehen oberen Ende des perforierten Trennelements 8, also oberhalb des Ölstands im Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung, aus dem Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung austreten und in den Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung zurückfließen kann. Auf diese Weise kann eine Erwärmung des Öls vermieden werden, da zwischen dem zur Dichtungsschmierung vorgesehenen Teil 6a der Kammer und dem Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung ein ständiger Ölaustausch stattfindet. Öl kann außerdem kontinuierlich erneuert werden, wobei der Ölstand sowohl für die Schmierung der Dichtung als auch für die Schmierung des Lagers optimal sein kann, ohne dass eine zusätzliche Ölpumpe, oder eine Düse, die Öl direkt auf die rotierenden Elemente des Lagers sprüht, benötigt wird. Eine Überflutung des Lagers kann ebenso vermieden werden, wie ein Verschleiß der Dichtung durch einen für die Dichtung zu geringen Ölstand. Durch das Variieren eines radialen Abstands der Perforationen in dem perforierten Trennelement 8 kann ein Verhältnis zwischen der Ölmenge, die entlang der Wälzkörper des Lagers fließt, und einer in den Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung zurückfließenden Ölmenge variiert werden.
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6 zeigt einen schematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmiersystems 1' einer Rotorwellendichtung und eines Rotorwellenlagers. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass das perforierte Trennelement 8' nicht als eine Z-Dichtung ausgebildet ist, sondern als Wandelement, das fest an dem Gehäuse oder an der Rotorwelle eines Motors anbringbar ist. Vorzugsweise ist das perforierte Trennelement 8' an dem nicht-drehenden Teil des Motors, welcher in der Regel das Gehäuse ist, befestigt. Da die Ölkammer um die Rotorwelle herum angeordnet ist, hat das Trennelement ebenso die Form eines Rings, und kann im Wesentlichen parallel zur Rotorwellendichtung montiert sein. Das Trennelement kann beispielsweise derart montiert sein, dass der Kammerbereich zur Lagerschmierung kleiner ist als der Kammerbereich zur Dichtungsschmierung. Die Anzahl, Form und Größe der Perforationen kann in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform gewählt werden. Auch bei dieser Ausführungsform unterteilt das perforierte Trennelement 8' die Ölkammer 6 in einen Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung und einen Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung, in denen der Ölstand jeweils an die spezifischen Erfordernisse, d.h. einen relativ hohen Ölstand im Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung und einen relativ niedrigen Ölstand 15 im Kammerbereich 6b zur Lagerschmierung, angepasst werden kann. Der Ölstand 15 kann durch eine Höhe einer Wandung 16 des Gehäuses 4 an einem offenen Ende des Lagers definiert werden. Es wird nur eine Ölführung 7, insbesondere in den Kammerbereich 6a zur Dichtungsschmierung benötigt.
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Zum Zwecke der Nachvollziehbarkeit und einer kurzen Beschreibung werden Merkmale hier als Teil der gleichen oder separater Ausführungsformen beschrieben, es versteht sich jedoch, dass der Umfang der Erfindung auch Ausführungsformen mit Kombinationen von allen oder einigen der beschriebenen Merkmale einschließen kann. Es versteht sich, dass die dargestellten Ausführungsformen gleiche oder ähnliche Komponenten aufweisen, es sei denn, diese werden als unterschiedlich beschrieben.
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In den Ansprüchen sollen in Klammern gesetzte Bezugszeichen nicht als den Anspruch einschränkend ausgelegt werden. Das Wort „umfassend“ schließt das Vorhandensein von anderen Merkmalen oder Schritten als den in einem Anspruch aufgelisteten nicht aus. Des Weiteren sollen die Worte „ein“ und „eine“ nicht als auf die Bedeutung von „nur ein“ bzw. „nur eine“ beschränkt ausgelegt werden, sondern werden in der Bedeutung von „mindestens ein“ bzw. „mindestens eine“ verwendet, und schließen eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander unterschiedlichen Ansprüchen aufgeführt sind, bedeutet nicht, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht mit Vorteil verwendet werden kann. Für den Fachmann auf dem Gebiet sind viele Varianten offensichtlich. Alle Varianten werden als innerhalb des in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Rahmens der Erfindung liegend betrachtet.
