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Radiale BelastungseinrichtungX insbesondere für Wäizlageriingen Die
Erfindung beschäftigt sich mit einer radialen Belastungseinrichtung für Wälzlagerungen.
Die Wälzlagerung besteht aus der Welle, zwei in Abstand angeordneten Wälzlagern,
die mit Drucköl geschmiert werden, und dem Gehäuse, wobei zwischen Welle und Gehäuse
Relativbewegungen auftreten. Eine Belastungseinrichtung ist insbesondere dann erforderlich,
wenn, was bei einigen Anwendungsgebieten, z. B. Losrädern in Schaltgetrieben, häufig
vorkommt, keine äußere Belastung auf die Lager einwirkt. Meine betriebs--sichere
Lagerung zu erreichen, muß nämlich immer eine bestimmte Mindestlast aufgebracht
werden.
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Die Problematik solcher Betriebsverhältnisse ist bereits seit langem
bekannt. Es sind daher auch schon viele Möglichkeiten vorgeschlagen worden, die
die kritischen Phasen des unbelasteten Zustands von Wälzlagern überbrücken. Zwischen
bzw. neben- zwei Radialwälzlagern, die die äußeren Kräfte übertragen sollen, wird
hierbei ein zusätzliches Wälzlager vorgesehen, das durch komplizierte mechanische
Einrichtungen einseitig radikal belastet wird. Gemäß der englischen Patentschrift
174 942 und der deutschen Patentschrift 803 735 geschieht dies durch die Anordnung
von zusätzlichen Exzenterringen, die den Außenring umfassen und die - wenn sie gedreht
werden - das Lager bei unverschieblich auf der Welle befestigtem Innenring belasten.
Nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1 956 476 wird der Innenring des zusätzlichen
Wälzlagers durch Keile einseitig radial belastet. Bei den angeführten Beispielen
kann die radiale Belastung z. B. durch Verdrehung der Exzenterringe bzw. durch Weiterschieben
der Keile verändert werden. Die Eonstruktionen sind dann aber sehr aufwendig und
kompliziert. In jedem Fall ist außerdem ein zusätzliches Wälzlager nötig.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine variable, radiale Belastungseinrichtung
aufzuzeigen, die einfach im Aufbau und Wirkung ist.
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Zusätzliche Elemente sind dabei nicht mehr nötig.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sich erfindungsgemäß der zwischen
den Innenringen der beiden Wälzlager angeordnete Abstandsring mit seinem Außendurchmesser
lokal bis nahezu zum Innendurchmesser des Gehäuses erstreckt und somit ein Spalt
gebildet wird, in dem von innen oder von außen über eine Bohrung Schmieröl unter
Druck eingebracht wird, das anschließend den Lagern zugeführt wird.
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Es handelt sich hier deswegen um eine besonders günstige gonstruktion,
weil einerseits nur schon vorhandene Mittel benutzt werden und weil andererseits
diese Mittel nur geringfügig abgeändert werden müssen, um die gestellte Aufgabe
zu erfüllen. Bei den Anwendungsgebieten solcher Wälzlagerungen sind nämlich normalerweise
bereits Druckölpumpen vorhanden, die u. a. auch Schmieröl zu den Lagern fördern.
Diesen Umstand nutzt die hier in Rede stehende Erfindung in besonders vorteilhafter
Weise dadurch aus, daß sie das öl vor Erreichen der Lager erst zur Erzeugung einer
Belastung verwendet. Diese ergibt sich dadurch, daß das aus der Bohrung kommende
öl im engen Spalt nicht ungehindert abfließen kann. Im Bereich der ölaustrittsbohrungen
ergibt sich im Spalt ein Raum, der unter erhöhtem Druck steht, weswegen sich Gehäuse
und Abstandsring gegenseitig belasten. Das aus dem Spalt anschließend ausströmende
öl gelangt dann in die Lager, schmiert diese und fließt von dort wieder in den ölvorratsbehälter
zurück. Zur Erzeugung des engen Spaltes muß nur der sowieso erforderliche Abstandsring,
der die Lage der beiden Wälzlager axial fixiert, an seinem Außendurchmesser zumindest
im Bereich der ölaustrittsbohrung vergrößert werden.
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Je nach den Betriebsverhältnissen kann die ölzufuhrbohrung entweder
in der Welle und dem darauf befestigten Abstandsring oder im Gehäuse vorgesehen
sein, wobei die Bohrung jeweils im Spalt endet.
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Zweckmäßigerweise wird der Weg gewählt, bei dem das öl über sich nicht
drehende Teile auf kürzestem Wege herbeigefördert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß hier die
radiale Belastung insbesondere über den Öldruck leicht verändert werden kann. Bei
Neukonstruktionen können durch geschickte Wahl
von Öldruck bzw.
Ölmenge, Spaltbreite, Länge des Abstandsrings und ölviskosität alle Forderungen
nach möglichst optimaler Schmierölmenge und Belastungshöhe der Lager erfüllt werden.
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Die ölzufuhrbohrung kann auch in einer Drucktasche enden, die entweder
in der Bohrung des Gehäuses oder in der Mantelfläche des Abstandsrings eingearbeitet
ist. Dadurch ergibt sich eine Belastungsvergrößerung bei gleichen Abmesungsverhältnissen.
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Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung wird anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert. Ausgegangen wird dabei von einer Losradlagerung in Schaltgetrieben,
bei der bekanntlich Welle und Losrad oft mit verschiedener Drehzahl rotieren. Außerdem
wird dabei häufig keine Radiallast über die Lager übertragen.
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Um solche für die Lebensdauer der Lager ungünstige Betriebsverhältnisse
zu vermeiden, wird die erfindungsgemäße Belastungseinrichtung vorgesehen.
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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Losradlagerung und Fig.
2 einen Querschnitt entsprechend der Ebene A-B von Fig. 1.
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Die Vorrichtung besteht aus der sich drehenden bzw. hier stillstehenden
Welle 1, den beiden Radialwälzlagern 2, die die äußere Belastung übertragen müssen,
und dem sich drehenden Losrad 3.
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Zwischen den Innenringen 4 der beiden Wälzlager 2 ist ein Abstandsring
5 angeordnet. Letzterer besitzt erfindungsgemäß eine lokale Verbreiterung 5', die
sich bis nahezu zum Gehäuse 3 erstreckt und somit einen Spalt 6 bildet. Das für
die Schmierung der Lager 2 erforderliche öl wird hier von innen her durch die Bohrungen
7 der Welle 1 herangeführt und gelangt durch die Radialbohrung 8 im Abstandsring
5 und in der Verbreiterung 5' zum Spalt 6, aus dem es unter abnehmendem Druck nach
beiden Seiten zu den Lagern fließen kann.
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Durch den Druckaufbau im Spalt 6 erfolgt eine Belastung des Gehäuses
3 und des Abstandsrings 5. Da bei der Konstruktion ein Kräftegleichgewicht eintreten
muß, werden nunmehr die beiden Wälzlager 2 belastet.
Damit eine
Belastungserhöhung ohne Vergrößerung der Teile erreicht wird, ist hier im lokal
verbreiterten Abstandsring 5' eine Tasche 9 eingearbeitet. Zur Montageerleichterung
ist weiterhin an der Bohrungsfläche des Abstandsringes 5 eine Umfangsnut 10 vorgesehen.
Dadurch ist die Stelle des Ölaustritts aus den Bohrungen 7 in Umfangsrichtung beliebig
wählbar.
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Die Erfindung kann mit den gleichen Vorteilen auch bei einer Konstruktion
Anwendung finden, bei der der Abstandsring zwischen dem Außenring der beiden Lager
in der Bohrung des Gehäuses angeordnet ist. Der erfindungsgemäße Spalt befindet
sich dann zwischen verbreitertem Abstandsring und Welle. Ebenso kann das öl auch
durch mehrere Bohrungen in den Spalt gelangen.