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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen Wälzlager und im Besonderen ein
betriebsfertiges Lager mit integriertem Lagerring mit einem verbesserten Schmiersystem,
das einen kühleren
Betrieb des Lagers ermöglicht.
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Stand der
Technik
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Mehrreihige
Wälzlageranordnungen,
wie beispielsweise zweireihige und vierreihige Wälzlager, sind bei bestimmten
Anwendungen erforderlich, bei denen eine höhere Lagergüte in einem begrenzten Raum
erforderlich ist. Ein typisches, zweireihiges Kegelrollenlager 1 ist
in 1 dargestellt. Das Lager 1 umfasst einen
Lagerpfannenträger 3, äußere Lagerringe
oder -pfannen 5, Kegelrollen 7 und innere Lagerringe
oder Lagerkegel 9. Der Lagerpfannenträger 3 umfasst einen
Flansch zur Befestigung oder Montage des Lagers in einer Anwendung.
Typischerweise wird der Lagerpfannenträger 3 für ein mehrreihiges
Lager separat von den Lagerpfannen 5 hergestellt und die
Lagerpfannen, die den äußeren Lagerring
begrenzen, auf dem die Wälzkörper abrollen, sind
in den Lagerpfannenträger
eingepasst. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die
Lagerpfannen für
die zwei Reihen der Wälzkörper als
separate Teile gebildet. Somit sind zwei Ringe oder Lagerpfannen
vorhanden, die in den Lagerpfannenträger 3 eingepasst sind.
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Die
Herstellung des Lagerpfannenträgers getrennt
den Lagerpfannen bereitet mehrere Probleme oder Nachteile. Insbesondere
ist es schwierig, einen separaten Lagerpfannenträger mit den erforderlichen
Toleranzen herzustel len. Zusätzlich
erfordert der separate Lagerpfannenträger, dass der Kunde weitere
Montageschritte nach der Lieferung vornimmt. Weiterhin führt die
Verwendung von separat hergestellten Teilen zu einer hohen Toleranzaddition, was
zu größeren und
damit weniger präzisen
Lagereinstellungen führt,
die in vielen Anwendungen nicht akzeptabel sind. Als Folge hiervon
kann die Verwendung von zwei einreihigen Anordnungen zur Herstellung
eines mehrreihigen Lagers zeitaufwendig und lästig für den Kunden sein.
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Die
Verwendung von separaten Lagerkomponenten verkompliziert auch die
erforderliche Schmiermittelzuführung
in mehrreihigen Lagern. Bei Kegelrollenlagern fördert die Anordnung der Lagerkomponenten
Schmiermittel vom kleinen Ende zum großen Ende der Wälzkörper. Bei
höheren
Betriebsgeschwindigkeiten weisen die Lager eine Tendenz auf, sich
selbst trocken zu pumpen. Damit die Lager bei höheren Drehzahlen erfolgreich
betrieben werden können,
muss Schmiermittel durch Verwendung eines externen Pumpsystems zwischen
die mehreren Reihen der Lager gepumpt werden. Das Schmiermittel
wird den Wälzkörpern 3 möglicherweise
durch eine einzige Öffnung 11 zugeführt, die über eine
Nut 15 in Flüssigkeitsverbindung
mit einer Vielzahl von radialen Öffnungen 13 steht.
Schmierlösungen
sind bei mehrreihigen Lagern mit separat hergestellten Komponenten
jedoch begrenzt. Bei separat hergestellten Komponenten verbleibt
relativ wenig Material in dem Lager- oder Pfannenträger zum
Hinzufügen
von Schmierungsverbesserungen, wie beispielsweise zusätzliche
Schmiermittelöffnungen
oder solche mit größerem Durchmesser,
ohne die Komponentenfestigkeit zu kompromittieren.
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Die
US-A-2019464 offenbart ein Lager mit inneren und äußeren Lagerringen,
zwischen denen Wälzkörper angeordnet
sind. Das Lager weist ein passives Schmiersystem auf mit Kanälen in dem äußeren Lagerring,
die von einer Außenfläche zu einer Innenfläche führen, um
von einem Zahnrad geschleudertes Öl aufzunehmen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Lageranordnung zur Ermöglichung einer Rotation um eine
Lagerachse vorgesehen, wobei das Lager einen inneren Lagerring mit
einer inneren Lauffläche,
einen äußeren Lagerring
mit einer äußeren Lauffläche und eine
Vielzahl von zwischen der inneren und der äußeren Lauffläche angeordneten
Wälzkörpern aufweist,
wobei der äußere Lagerring
eine radial innen liegende Fläche
und Außenflächen einschließlich einer
vorderen Stirnfläche,
einer radial außen
liegenden Fläche
und einer hinteren Stirnfläche
aufweist und wobei die äußere Lauffläche an der
radial innen liegenden Fläche
ausgebildet ist, wobei der äußere Lagerring
weiterhin einen Zwangsschmierungskanal aufweist, der mit einem Zwangsschmierungssystem verbindbar
ist, um dem Lager zwangsweise Schmiermittel zuzuführen, wobei
der Zwangsschmierungskanal einen ersten Schmierpfad bildet, der
sich von einer der Außenflächen zu
der inneren Fläche
erstreckt, und mindestens einen sekundären Schmiermittelkanal, der
einen zweiten, sich von einer der Außenflächen zu der inneren Fläche erstreckenden Schmiermittelpfad
bildet, wobei der sekundäre Schmiermittelkanal
eine Öffnung
in der Außenfläche bildet
und derart an der Lageranordnung positioniert ist, dass er in Betrieb
in ein Schmiermittelreservoir eintaucht, wenn das Lager in einer
Anwendung eingesetzt ist, um das Schmiermittelreservoir in Flüssigkeitskommunikation
mit dem Inneren der Lageranordnung zu versetzen, wobei der sekundäre Schmiermittelkanal
dem Schmiermittel ein passives Eintreten in das Lager erlaubt, um
das Lager passiv zu schmieren.
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Bevorzugte
Merkmale ergeben sich aus den beigefügten Unteransprüchen.
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Wenn
das Lager in einer Maschine eingebaut ist, taucht es zumindest teilweise
in Schmiermittel bis zu einem gewünschten Niveau ein, um ein Schmiermittelniveau
zu definieren. Der sekundäre Schmiermittelkanal
befindet sich unterhalb des Schmiermittelniveaus, um in das Schmiermittel
einzutauchen. Somit fließt
das Schmiermittel durch die sekundären Schmiermittelkanäle passiv
in das Lager und das Vorhandensein der sekundären Schmiermittelkanäle sorgt
für ein
im Wesentlichen konstantes Niveau von Schmiermittel in dem Lager,
um eine Schmierung der Wälzkörper sicherzustellen.
Die optionalen dritten Schmiermittelkanäle im Lager befinden sich oberhalb
des Schmiermittelniveaus. Schmiermittel, welches von sich in der
Nähe befindlichen
Maschinenteilen in Richtung des Lagers geschleudert wird, kann durch
die dritten Schmiermittelkanäle
in das Lager eintreten.
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Der
Zwangsschmierungskanal und die sekundären Schmiermittelkanäle sind
vorzugsweise Axialkanäle,
die entweder in den vorderen oder hinteren Stirnflächen des äußeren Lagerrings
gebildet sind, und die entlang der inneren Oberfläche des äußeren Lagerrings
zwischen den Wälzkörpern münden. Der
dritte Schmiermittelkanal ist vorzugsweise ein sich radial erstreckender
Kanal, der in der radial außen
liegenden oder seitlichen Oberfläche
des äußeren Lagerrings
gebildet ist und der entlang der inneren Oberfläche des äußeren Lagerrings zwischen den
Wälzkörpern mündet.
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Vorzugsweise
ist nur ein einziger Zwangsschmierungskanal vorgesehen. Der Zwangsschmierungskanal
weist nur einen einzigen Austritt in das Lager auf und einen einzigen
Austritt aus dem Kanal an der inneren Oberfläche der äußeren Stirnseite. Dies ist
zu vergleichen mit den mehreren Öffnungen im
Lager gemäß des Standes
der Technik, durch die Schmiermittel gedrückt wird. Der Zwangsschmierungskanal
weist einen größeren Durchmesser
auf als die Zwangsschmierungskanäle
in den bekannten Lageranordnungen. Um die größere Größe des Zwangsschmierungskanals
zu ermöglichen,
und auch die zweiten und dritten Kanäle, ist der äußere Lagerring
als einstückiges,
einheitliches Element gebildet. Es umfasst einen integralen Flansch,
um das Lager in der Anwendung montieren zu können. Zusätzlich sind die äußeren Lagerflächen auf
der Innenfläche
des äußeren Lagerrings
gebildet. Somit fällt die
Verwendung von separaten Lagerpfannen weg. Der Wegfall der separaten
Lagerpfannen reduziert die Toleranzaddition erheblich, die sich
aus einem Zusammenbau mehrerer Teile ergibt. Er reduziert auch die
Gesamtkosten der Verwendung. Die tatsächlichen Materialkosten der
Lageran ordnung sind jedoch nicht wesentlich geringer als bei vorbekannten
Lageranordnungen (so wie in 1 dargestellt). Aufgrund
der höheren
Standzeit und Zuverlässigkeit der
neuen Lageranordnung und der weniger häufigen Erneuerung der Lageranordnungen,
werden die Gesamtbetriebskosten jedoch vermindert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten,
zweireihigen Wälzlageranordnung;
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2 ist
eine Ansicht einer zweireihigen Wälzlageranordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Wälzlageranordnung
entlang der Linie 3-3 in 2;
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4 ist
eine Ansicht eines integrierten, einheitlichen und einstückigen äußeren Lagerrings
der Wälzlageranordnung,
der einen integrierten Montageflansch und die äußeren Laufflächen aufweist;
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5 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 4;
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 in 4;
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7 ist
eine erste perspektivische Ansicht des einstückigen äußeren Lagerrings;
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8 ist
eine zweite perspektivische Ansicht des einstückigen äußeren Lagerrings;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht der Wälzlageranordnung in einer Anwendung;
und
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10 ist
ein Schaubild zum Vergleich der Maximaltemperatur über der
Zeit für
die vorbekannte Lageranordnung aus 1 und die
Lageranordnung der vorliegenden Erfindung.
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Übereinstimmende
Bezugszeichen werden bei den mehreren Figuren der Zeichnung verwendet.
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Beste Ausführungsart
der Erfindung
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Die
folgende detaillierte Beschreibung illustriert die Erfindung im
Wege des Beispiels und nicht im Wege der Beschränkung. Diese Beschreibung wird
den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung herzustellen und
zu verwenden, und beschreibt, was derzeit als die beste Ausführungsart der
Erfindung empfunden wird.
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Eine
zweireihige Lageranordnung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in den 2-9 dargestellt.
Die Lageranordnung 20 weist eine innere Oberfläche 30 und
Außenflächen einschließlich eines äußeren Lagerrings 22 mit
einer vorderen Stirnfläche 24,
einer außen
liegenden Fläche 26 und
einer hinteren Stirnfläche 28 auf.
Die innen liegende Fläche 30 weist
ein Paar gegeneinander gerichtete Kegelflächen 32 auf, die äußere Laufflächen definieren. Die äußeren Laufflächen 32 treffen
nicht auf einem Winkel aufeinander; vielmehr erstreckt sich zwischen den
axial innen liegenden Grenzen der Laufflächen 32 eine im Wesentlichen
axial ausgerichtete Fläche 34.
Ein Flansch 36 erstreckt sich von der Seitenfläche 26 aus
nach außen,
mit einem leichten Versatz nach hinten von der vorderen Stirnfläche 24.
Der Flansch 36 weist eine Vielzahl von über seinen Umfang verteilten
Schraubenlöchern 38 auf.
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Ein
innerer Lagerring 40 besteht aus einem Paar Ringe 42.
Jeder Ring 42 weist eine kegelige, radiale Außenfläche 44 auf,
die eine innere Lauffläche definiert.
Die inneren Laufflächen 44 komplimentieren
die äußeren Laufflächen 32.
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Eine
Mehrzahl von Kegelrollen 46 ist zwischen den inneren Laufflächen 44 und
den äußeren Laufflächen 32 angeordnet,
um eine Relativdrehung zwischen den inneren und äußeren Lagerringen zu ermöglichen.
Obwohl die Erfindung anhand von Kegelrollen dargestellt und beschrieben
ist, können auch
zylindrische Rollen, Kugeln oder andere Arten von Wälzkörpern verwendet
werden.
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Wie
ersichtlich ist, ist der äußere Lagerring 22 der
vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu der vorbekannten Lageranordnung 1 gemäß 1,
bei der der Träger
und Lagerpfannen unabhängige
Teile waren, die zusammengebaut werden mussten, ein einziges, einheitliches
und einstückiges
Element, das die äußeren Laufflächen des
Lagers aufweist. Durch die Verwendung eines bearbeiteten, einstückigen Elements,
im Gegensatz zu zwei oder mehr Elementen, die zusammengebaut werden
müssen,
fallen die Probleme mit Toleranzadditionen beim Zusammensetzen von
Teilen fort. Zusätzlich
fallen auch die Zeit und die Kosten zum Zusammensetzen der Teile
zur Bildung der äußeren Lagerringanordnung
fort. Typischerweise entsteht beim engen Einsetzen einer Lagerpfanne
in ein Gehäuse
oder einen Träger
ein geringes Maß an
Verzug durch das Einsetzen. Bei vorbekannten Gestaltungen (wie in 1 dargestellt), bei
denen eine Lagerpfanne in einen Lagerpfannenträger eingepasst wird, passen
sich die Laufflächen der
Pfanne an die Bohrung im Pfannenträger an, die eine Unrundheit
aufweisen könnte.
Durch Integration der Pfannenlaufflächen mit dem Lagerpfannenträger in einen
einheitlichen, einstückigen äußeren Lagerring,
wie beispielsweise der äußere Lagerring 22, wird
die Konzentrizität
der Laufflächen
verbessert.
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Zur
Ermöglichung
des Betriebs des Lagers während
einer Rotation muss das Lager geschmiert werden. Im Betrieb wird
das Lager typischerweise zumindest teilweise in Öl oder ein anderes fließfähiges Schmiermittel
eintauchen. Das Lager wird bis zu einem Ölniveau L bedeckt sein. Um Öl (oder
ein anderes Schmiermittel) in das Lager einzuführen, umfasst der äußere Lagerring 22 einen
Zwangsschmierungskanal 50 in der vorderen Stirnfläche 24 des äußeren Lagerrings 22.
Die Kanalmündung 50 kann
wie in den Figuren dargestellt, angesenkt sein oder in anderer Weise
ausgebildet, um den Anschluss einer Schmiermittelleitung eines Zwangsschmierungssystems
an den Kanal 50 zu ermöglichen.
Der Kanal 50 bildet einen L-förmigen Kanal mit einer sich
axial erstreckenden Partie 52, die mit einer radialen Partie 54 kommuniziert.
Die Partien 52 und 54 weisen einen im Wesentlichen
konstanten Durchmesser auf. Die radiale Partie 54 mündet in
der radial inneren Fläche 34 des äußeren Lagerrings 22 zwischen
den äußeren Laufflächen 32 und
den Reihen der Rollen. Im Gegensatz zum vorbekannten Lager 1 ist
eine einzige Mündung von
der radialen Partie 54 des Zwangsschmierungskanals in der
radial inneren Fläche 34 des äußeren Lagerrings 22 vorhanden.
Der Kanal 50 ist vorzugsweise oberhalb des Ölniveaus
L angeordnet und steht mit einem Zwangsschmierungssystem in Verbindung,
das eine Schmiermittelquelle aufweist, um Schmiermittel durch die
Kanäle 52 und 54 in
das Lager zu transportieren.
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Zusätzliche
zweite Schmiermittelkanäle
bilden L-förmige
zweite Kanäle,
die sich zwischen der Fläche 34 zwischen
den äußeren Laufflächen 32 und der
vorderen Stirnfläche 24 des äußeren Lagerrings 22 erstrecken.
Die zweiten Kanäle
weisen einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. Drei sekundäre Schmiermittelkanäle 56 sind
in den Figuren dargestellt. Es könnten
jedoch auch ein, zwei oder mehr als drei sekundäre Schmiermittelkanäle vorhanden
sein, je nach Wunsch und Erfordernissen der Anwendung. Die sekundären Schmiermittelkanäle 56 sind
unterhalb des Ölniveaus
L angeordnet, wenn das Lager in der Anwendung installiert ist. Wie
unten beschrieben wird, erlauben die sekundären Schmiermittelkanäle und Passagen
dem Öl
passiv in das Lager einzutreten, um einen im Wesentlichen konstanten Ölstand in
dem Lager aufrechtzuerhalten.
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Radiale
dritte Schmiermittelkanäle 60 sind ebenfalls
vorgesehen und bilden sich radial erstreckende dritte Kanäle zwischen
der äußeren Seitenfläche 26 und
der Fläche 34 zwischen
den Laufflächen 32 des äußeren Lagerrings 22.
Die dritten Kanäle
weisen ebenfalls einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf.
Zwei dritte Schmiermittelkanäle 60 sind
dargestellt. Es können
jedoch auch ein oder drei oder mehr dritte Schmiermittelkanäle vorgesehen
werden, je nach den Erfordernissen der speziellen Anwendung, in
der das Lager verwendet wird. Die dritten Schmiermittelkanäle 60 erlauben
es Öl,
das von bewegten Teilen in der Umgebung des Lagers fortgeschleudert
wird, in die dritten Kanäle einzutreten
und noch mehr Ölschmierung
bereitzustellen, in Betriebszuständen,
in denen das Zwangsschmierungssystem nicht in Betrieb ist.
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Der äußere Lagerring 22,
der eine integrierte, einheitliche, einstückige Lagerpfanne/Lagerpfannenträger bildet,
sorgt für
einen vergrößerten äußeren Lagerringabschnitt,
der einen Abstand oder eine Ringbreite d zwischen der radial inneren
Fläche 34 und
der radial äußeren oder
Seitenfläche 22 aufweist.
Dieser größere Abstand
erlaubt im gesamten äußeren Lagerring
Schmiermittelkanäle
mit größerem Durchmesser,
um höhere Ölflussraten
zu ermöglichen,
ohne die Stabilität
der Lagerkomponenten zu opfern. Zum Beispiel kann der Abstand d
bei einem äußeren Lagerring
(vgl. 6) mit einem Innendurchmesser Di von
etwa 9,875 Zoll und einem Außendurchmesser
Do von etwa 13,5 Zoll etwa 1,8 Zoll betragen.
Der Zwangsschmierungskanal 50 weist einen Durchmesser von
etwa 0,45 Zoll und die sekundären
Schmiermittelkanäle 56 und
die radialen, dritten Schmiermittelkanäle 60 weisen Durchmesser
von etwa 0,47 Zoll auf. Die Kanäle
weisen somit Durchmesser auf, die etwa ¼ des Abstands d (oder Do–Di) betragen. Mit Kanälen der genannten Größen ist
die Fläche
der drei sekundären
Kanäle
in der Stirnseite des Lagers etwa 0,5 Quadratzoll, die Fläche des Zwangsschmierungskanals etwa
0,16 Quadratzoll und die Fläche
der zwei dritten Kanäle
etwa 0,35 Quadratzoll. Es besteht ein Verhältnis des äußeren Durchmessers zum Kanaldurchmesser
von etwa 30:1 und ein Verhältnis
vom Innendurchmesser zum Kanaldurchmesser von etwa 22:1. Die Größe der unterschiedlichen
Kanäle,
wie auch die genannten Verhältnisse,
hängen
von unterschiedlichen Faktoren ab, einschließlich der Größe des Lagers,
der Viskosität
des Schmiermittels und der Anzahl der Kanäle. Beispielsweise könnten die
sekundären
und dritten Kanäle 56 und 60 kleiner
gemacht werden, wenn die Anzahl der Kanäle erhöht wird. Selbstverständlich würde der
kleinste annehmbare Durchmesser der Kanäle 56 und 60 durch
die Viskosität
des Schmiermittels begrenzt sein, um sicherzustellen, dass das Schmiermittel
durch die Kanäle
fließen
kann.
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Typischerweise
haben die Schmiernuten 15 und Radialkanäle 13 der vorbekannten,
mehrreihigen Wälzlager
Durchmesser von etwa 0,4 Zoll und etwa 0,315 Zoll. Die Radialkanäle 13 hatten
somit eine Eintrittsfläche
in das Lager von etwas 0,08 n Quadratzoll, wobei n die Anzahl der
Kanäle 13 in
dem Lager ist, und eine Einlassfläche von etwa 0,13 Quadratzoll.
Die durch den Zwangsschmierungskanal und die sekundären Schmierkanäle bereitgestellte Schmiermitteleinlassfläche (etwa
0,66 Quadratzoll) ist viel größer als
die Schmiermitteleinlassfläche
des vorbekannten Lagers (0,13 Quadratzoll). Es ist einzusehen, dass
die Verwendung des einzelnen Zwangsschmierungskanals und der sekundären Schmierkanäle zusammen
einen größeren Schmiermittelfluss
in das Lager 20 ermöglicht,
als das Schmiersystem des vorbekannten Lagers 1 der 1.
Somit ist zu erkennen, dass das Schmiersystem des Lagers 20 einen
leichteren Fluss des Schmiermittels in das Lager ermöglicht,
als bei den vorbekannten Lagern mit der Nut 15 und mehreren Löchern 13.
Weiterhin ist es schwieriger, die Nut 15 und die Löcher 13 beim
vorbekannten Lager herzustellen als die wenigen Kanäle bei dem
Lager 20. Somit sind die Montagekosten zur Herstellung
des äußeren Lagerrings 22 des
Lagers 20 geringer als die Kosten zur Herstellung des Lagerpfannenträgers des vorbekannten
Lagers.
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Schließlich weisen
die Laufflächenoberflächen und
Wälzkörper eine
verbesserte Oberflächenqualität auf, was
sehr glatte oder feine Oberflächen für die Laufflächen 32 und 44 und
die Wälzkörper 46 bildet.
Dies erhöht
die Lagerleistung, in dem die Wahrscheinlichkeit von oberflächenbedingten
Schäden,
insbesondere bei dünnen Ölfilmen,
reduziert werden. Die verbesserte Oberflächenqualität kann durch einen Feinstbearbeitungsprozess
oder andere bekannte Verfahren zur Erzeugung sehr glatter, feiner
Oberflächen
für den
Rollkontakt zwischen den Laufflächen
und den Wälzkörpern hergestellt
werden.
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9 zeigt
das Lager 20 in einer Anwendung A montiert, beispielsweise
in einem Differential. Wie ersichtlich ist, ist das Lager 20 in
einer Tragstruktur S der Anwendung A mittels einer Vielzahl von
Bolzen 70 montiert, die durch die Schraubenlöcher 38 (2 und 3)
des integralen Flansches 36 des äußeren Lagerrings 22 hindurch
treten. Eine Welle oder ein anderes Organ 72 wird in der
Mitte des inneren Lagerrings 40 aufgenommen und kann mit
einer Platte 74 abgedeckt sein. (Die Welle 72 und
Platte 74 sind in 1 deutlicher
zu erkennen). Wenn das Lager in der Anwendung A montiert ist, taucht
es teilweise in ein Ölreservoir
ein, oder ein anderes fließfähiges Schmiermittel,
wobei sich die sekundären Schmiermittelkanäle 56 unterhalb
des Ölstandes
L in der Anwendung befinden, und die radialen dritten Schmiermittelkanäle 60 (in 9 nicht
dargestellt) befinden sich oberhalb des Ölstandes L. Wenn sich das Lager 20 an
seinem Einsatzort befindet, befindet sich der Zwangsschmierungskanal 50,
der mittels einer (nicht dargestellten) Leitung mit einem Zwangsschmierungssystem
verbunden ist, oberhalb des Ölniveaus
L. Wenn das Lager in das Ölreservoir
eintaucht, tritt Öl
in das Lager 20 durch die sekundären Schmiermittelkanäle 56 ein
und füllt
das Lager mit Öl bis
zum Ölniveau
L. Wenn sich der innere Lagerring 40 gegenüber dem äußeren Lagerring 22 dreht,
wird Schmiermittel, das durch den Zwangsschmierungskanal 50 in
das Lager 20 eintritt, und Schmiermittel, das in das Lager
durch die sekundären
und dritten Kanäle 56 und 60 eintritt, aus
dem Lager heraus in das Ölreservoir,
in das das Lager zumindest teilweise eintaucht, gepumpt. Der Flüssigkeitsfluss
bewirkt, dass die Flüssigkeiten
ihr eigenes Niveau suchen. Daher strömt Öl zurück durch die sekundären Schmiermittelkanäle 56 in
das Lager, wenn Öl
aus dem Lager herausgepumpt wird. Somit wird das Lager ständig hinreichend
mit Öl
versorgt. Die dritten Schmiermittelkanäle 60 erlauben es
Schmiermittel, das von bewegten Teilen in der Anwendung A, die das
Lager umgeben, weggeschleudert wird, in das Lager 20 einzutreten,
um für
zusätzliche
Schmierung zu sorgen.
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Obwohl
der Zwangsschmierungskanal 50 der primäre Schmiermittelkanal ist,
gibt es Zeiten, beispielsweise bei einem Kaltstart und wenn das Zwangsschmierungssystem
kein Schmiermittel fördert,
dass die sekundären
Schmiermittelkanäle 56 zu den
primären
Schmiermittelkanäle
werden. Dies bedeutet, dass bei Kaltstarts und zu anderen Zeiten,
in denen Schmiermittel nicht in den Zwangsschmierungskanal gepumpt
wird, Schmiermittel trotzdem in der Lage ist, durch die sekundären Schmiermittelkanäle in das
Lager einzutreten. Somit wird das Lager zu allen Betriebszeiten,
einschließlich
Kaltstarts und anderen Zeiten, wenn Schmiermittel nicht in den Zwangschmierungskanal
gepumpt wird, geschmiert. Wie oben ausgeführt wurde, befinden sich die
sekundären
Schmiermittelkanäle 56 unterhalt
des Schmiermittelniveaus L. Die dritten Schmiermittelkanäle 60 ermöglichen
ebenfalls eine Schmierung des Lagers, wie oben ausgeführt wurde.
Das in das Lager durch die dritten Schmiermittelkanäle 60 eintretende Schmiermittel
stammt von Schmiermitteln, die von benachbarten Teilen der Maschine
weggeschleudert werden, in der das Lager montiert ist. Die dritten Schmiermittelkanäle 60 können somit
als Sicherheitsschmiermittelkanäle
betrachtet werden und werden nie zu primären Schmiermittelkanälen.
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Ein
Temperaturvergleich zwischen dem neuen Lager 20 und dem
vorbekannten Lager 1 ist in 10 dargestellt.
Die Kurve in 10 zeichnet die Maximaltemperatur
des Lagers über
der Zeit auf. Wie ersichtlich ist, ist die Höchsttemperatur des neuen Lagers 20 wesentlich
geringer als die Höchst temperatur,
die in dem vorbekannten Lager 1 erreicht wird. Zusätzlich ist
die Zeit, die bei Höchsttemperatur
verbracht wird, für
das neue Lager 20 geringer als für das vorbekannte Lager 1.
Es kann kritisch sein, die Temperaturspitze niedrig und kürzer zu
halten. Wenn Lager hohe Temperaturspitzen erfahren oder wenn Lager
längere
Zeit bei hohen Temperaturen betrieben werden, kann die Lebensdauer
des Lagers reduziert werden oder das Lager kann vorzeitig ausfallen. Wie
die Kurven in 10 zeigen, reduziert das Schmiersystem
des Lagers 20 nicht nur die maximale im Lager erreichte
Temperatur, sondern verringert auch die Zeit, die bei dieser Maximaltemperatur
verbracht wird. Somit wird die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls
des Lagers, zumindest wegen exzessiver Betriebstemperatur, reduziert.
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Der
Begriff "etwa" wird bei der Beschreibung der
unterschiedlichen Dimensionen und Verhältnisse verwendet. Dieser Begriff "etwa" steht für eine Abweichung
von 10%. Die Aussage "etwa
1" würde somit von
0,9 bis 1,1 reichen.
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Da
unterschiedliche Veränderungen
bei der oben beschriebenen Konstruktion vorgenommen werden könnten, ohne
den Bereich der Erfindung zu verlassen, ist beabsichtigt, dass alles
in der obigen Beschreibung Enthaltene oder in der beigefügten Zeichnung
Dargestellte als veranschaulichend aufgefasst werden soll und nicht
in einem einschränkenden
Sinne. Obwohl die Erfindung beispielsweise anhand eines zweireihigen
Kegelrollenlagers beschrieben wird, kann sie Anwendung finden in
Lagern mit einer Reihe von Lagern oder mit drei oder mehr Reihen
von Lagern oder bei Lagern mit anderen Wälzelementen, wie beispielsweise
Kugeln, zylindrische, sphärische,
etc. Weiterhin kann die Schmierung der Wälzkörper über die Kanäle 50, 56 und 60 bei
Lagern erreicht werden, die separate Lagerpfannenträger und
Lagerpfannen aufweisen, wie beispielsweise dem Lager gem. 1.
Abhängig
von der Anwendung könnten
sich die Zwangsschmierungskanäle 50 und
sekundären
Schmierungskanälen 56 von
der hinteren Stirnseite 28 des äußeren Lagerrings 22 aus erstrecken
und nicht von der vorderen Stirnfläche 24 aus. Die dritten
Schmierkanäle 60 können wahlweise weggelassen
wer den. Das Lager 20 wird anhand einer Installation in
einer Maschine mit einer im Wesentlichen vertikalen Orientierung
beschrieben. Jedoch könnte
das Lager auch in einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten
Orientierung ausgerichtet werden. In diesem Fall würden sich
die dritten Schmiermittelkanäle 60 in
der vorderen Stirnfläche 24 des
Lagers und die sekundären
Schmiermittelkanäle 56 an
der radial äußeren oder
Seitenstirnfläche 26 des
Lagers befinden. Da das Schmiermittel durch den Zwangsschmierungskanal
gepumpt wird, kann sich der Ort des Zwangsschmierungskanals an irgendeiner
der äußeren Oberflächen des
Lagers befinden, um die Verbindung des Zwangsschmierungskanals 50 mit
dem Zwangsschmierungssystem zu ermöglichen. Diese Beispiele sind
lediglich veranschaulichend.