EP2459892A1 - Fest-los-lageranordnung - Google Patents

Fest-los-lageranordnung

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Publication number
EP2459892A1
EP2459892A1 EP10736655A EP10736655A EP2459892A1 EP 2459892 A1 EP2459892 A1 EP 2459892A1 EP 10736655 A EP10736655 A EP 10736655A EP 10736655 A EP10736655 A EP 10736655A EP 2459892 A1 EP2459892 A1 EP 2459892A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
sleeve
bearing arrangement
ring
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10736655A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Edgar Pickel
Peter Horling
Henning Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Priority to EP10736655A priority Critical patent/EP2459892A1/de
Publication of EP2459892A1 publication Critical patent/EP2459892A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066—Ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the invention relates to a bearing assembly comprising a first bearing with a first bearing, wherein the first bearing is designed as a fixed bearing, and a second bearing with a second bearing, wherein the second bearing is designed as a floating bearing, wherein the second bearing is formed, a permitting relative displacement in the axial direction between a first component to be supported and a second component bearing the second bearing.
  • bearing arrangements of the generic type are used in various ways in the prior art.
  • an electrical machine electric motor
  • a bearing arrangement is used, as shown in FIG.
  • different types of rolling bearings are used.
  • Fig. 1 the bearing of a shaft 6 is exemplified in a housing 7 by means of a bearing assembly 1 having a first bearing 2 with a first bearing 3, which is designed as a fixed bearing; a second bearing 4 comprises a second bearing 5, wherein this bearing is designed as a floating bearing point, ie it is a relative movement of the bearing 5 in the axial direction a possible.
  • the two bearings 3 and 5 are designed here as deep groove ball bearings.
  • the floating bearing, ie, the second bearing 4 is axially biased by a spring 17 to at ensure all operating conditions have a sufficient minimum load (preload) in the axial direction.
  • the invention is based on the invention to develop a bearing arrangement of the generic type so that it is possible to realize the floating bearing function in a simple and cost-effective manner.
  • the movable bearing displacement and the required minimum load should be reliably and easily ensured.
  • a displacement of the bearing rings in the housing should not be required for this purpose, so that the need for a sliding seat for a bearing ring should be eliminated.
  • a passage of electricity through the camp should equally be prevented by simple means.
  • the camp should have an improved damping behavior, can be improved with the vibrations improved.
  • the second bearing point comprises a carrier arrangement, which has a Bearing ring of the second bearing holds and in turn is attached to one of the components, wherein the carrier assembly comprises a first sleeve which is fixed to one of the components, wherein in the radially inner or outer region of the first sleeve, a ring member made of an elastic material on the first Sleeve is attached and wherein the ring member is connected directly or indirectly with the bearing ring.
  • the carrier assembly is attached to the second component, wherein the first sleeve is formed as an outer sleeve, which is fixed to the second component, wherein in the radially inner region of the outer sleeve, the ring element made of elastic material is attached to the outer sleeve and wherein the ring member is connected directly or indirectly to the outer ring of the second bearing.
  • the ring element is preferably made of rubber material or of an elastomeric plastic material. It preferably has a substantially hollow cylindrical shape.
  • the bearing assembly is preferably mounted so that in the state without external forces on the ring member an effective axial shear force is exerted in the axial direction.
  • the bearing assembly is preferably mounted so that in the state without external forces, the first sleeve, the ring member, a bearing ring of the second bearing and optionally a second sleeve are arranged radially one above the other.
  • a second sleeve in particular an inner sleeve, can be arranged between the bearing ring and the ring element.
  • the bearing assembly may further be mounted so that there is a radial bias in the material of the ring member.
  • the ring member may be cohesively secured to the first sleeve and optionally also to the second sleeve. It is especially thought that the fabric bond is made by gluing or by vulcanization.
  • the first sleeve and / or optionally also the second sleeve may have an interruption point at at least one circumferential location.
  • the first sleeve and / or optionally also the second sleeve may have at one axial end a radially inwardly or outwardly extending rim which forms an axial stop for a component to which the sleeve is connected.
  • the first sleeve and / or optionally also the second sleeve may be made of metal or plastic.
  • the first sleeve and / or possibly also the second sleeve can be seated in or on the component with which they are connected.
  • a sliding seat is absolutely unnecessary.
  • the bearings are preferably designed as rolling or ball bearings, in particular as deep groove ball bearings or angular contact ball bearings.
  • the proposed bearing arrangement is suitable for any application in which a fixed bearing and a floating bearing must be provided.
  • a shaft rotor
  • the invention concept is therefore particularly preferred for a storage unit for electrical machines.
  • the carrier assembly preferably consists of an outer and an inner sleeve (bushing), and an intermediate elastomer layer.
  • the inner sleeve is preferably made in one piece.
  • the outer sleeve can be segmented or slotted at at least one point.
  • the sleeves are radially retracted on one side to axially position the bearing or the bearing unit. Furthermore, this axial loads can be absorbed.
  • the bearing carrier is therefore preferably made so that the two sleeves are axially offset from one another and are aligned axially to each other only during assembly, d. H. radially superimposed. However, it is also possible that after manufacture, the two sleeves are axially aligned and axially offset from one another. By mutual hiring or bracing the bearing on the elastomer layer, the required minimum load of the bearing is thus ensured. Springs are no longer required, as explained in connection with the solution according to FIG. 1.
  • the movable bearing displacement is ensured as well as the required minimum load by the elastomer layer.
  • a displacement of the bearing rings in the housing is no longer necessary, which also eliminates the need for the sliding seat for the outer ring.
  • the movable bearing displacement is thus accomplished by the elastomer layer.
  • a displacement of the bearing ring in the housing is no longer necessary. This makes it possible to have firmer fits to realize fretting corrosion and worn out housing seats.
  • the outer sleeve engages exactly on the geometry of the housing bore, regardless of the manufacturing accuracy or ovality of the bore. With the appropriate accuracy of the other components, this leads to a "self-centering effect" with respect to the horizontal axis of rotation. This means that despite inaccuracies or ovalities of the housing bore, the required running accuracy of the shaft is achieved. This "self-centering" thus allows a high running accuracy of the bearing despite inaccuracies or ovalities of the housing bore. This allows a more cost-effective production of the housing seat. As a further development, it is also possible to dispense with the inner sleeve (bushing) and to connect the elastomeric material directly to the bearing outer ring.
  • the elastomer layer also advantageously prevents a current passage through the bearing.
  • the elastomer layer makes the storage less sensitive to manufacturing inaccuracies, such.
  • the elastomer layer is able to decouple vibrations in the acoustic range and thereby achieve a noise reduction of the machine (sound decoupling). Likewise, shock loads or vibrations / vibrations are damped.
  • Ausruhrungsbeiitul the invention are shown. Show it:
  • FIG. 1 is a radial section through a bearing assembly with a fixed bearing and a movable bearing, with which a shaft is mounted in a housing, according to the prior art
  • FIG. 3 is a sectional perspective view of a movable bearing according to the invention.
  • FIG. 4 is a radial section of the movable bearing according to FIG. 3, FIG.
  • Fig. 6 is a front view of a movable bearing according to the invention in a
  • FIG. 8 shows the radial section of an alternative to FIG. 7 solution according to the Er fung.
  • a second bearing 4 according to the invention is sketched in radial section, which is basically used in a bearing arrangement 1, as discussed in FIG.
  • the second bearing 4 comprises a second bearing 5 in the form of a deep groove ball bearing, with which the first component 6 is mounted in the form of a shaft.
  • the storage takes place relative to a housing 7, which constitutes a second component.
  • the bearing 4 now has a carrier arrangement 8, which in the present case is of annular design.
  • the carrier assembly 8 has an outer sleeve 10 (first sleeve) which is firmly seated in a bore 18 in the housing 7 with a press fit.
  • a radially outwardly extending rim 15 at one axial end of the outer sleeve 10 serves as an axial stop on the housing 7.
  • the carrier assembly 8 has an inner sleeve 12 (second sleeve), which sits with a press fit on the outer ring 9 of the bearing 5.
  • the inner sleeve 12 also has a radially inwardly extending rim 16 at one axial end, so that the bearing ring 9 can be encompassed and this has a defined axial stop on the inner sleeve 12.
  • annular formed part of elastomeric material namely the ring member 11 is arranged. It is connected with its radially outer end and with its radially inner end fixed to the two sleeves 10, 12, in this case by vulcanization.
  • the inner sleeve 12 according to FIG. 5 has interruption points 14 at three positions around the circumference.
  • the outer sleeve 10 of FIG. 6 has equally three interruption points 13 uniformly distributed around the circumference.
  • Fig. 7 From Fig. 7 it can be seen how the bearing 5 is configured together with the carrier assembly 8, if this unit is not yet installed, but is free of external forces. It can be seen that the outer sleeve 10 is displaced relative to the inner sleeve 12 in the axial direction a. This corresponds to the manufacturing state of the arrangement. Only by the installation of the unit shown in Fig. 7 in the bearing assembly 1, the state is taken, as he z. As can be seen in Fig. 4, d. H. the elastomeric material of the ring member 11 is now biased in the axial direction a. This axial bias is maintained during operation of the bearing assembly.
  • FIG. 8 shows an alternative which is based on the fact that the elastomeric material of the ring element 11 is here connected directly to the outer circumference of the bearing outer ring 9 without an inner sleeve 12 (adhesively bonded or anvulcanized). is).
  • An inner sleeve 12 is therefore not provided in this alternative solution.
  • the outer sleeve 10 is axially offset slightly offset to the bearing outer ring 9 and only by mounting a radially superimposed position of the parts is taken.
  • the proposed bearing arrangement can be used in all areas where a fixed bearing must be combined with a floating bearing.
  • the above solution for the design of the movable bearing can in principle also be used for the fixed bearing, ie this can also be connected via an elastomer layer to the housing.
  • the bearing point mentioned here as a bearing can absorb axial displacements.

Landscapes

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  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend eine erste Lagerstelle (2) mit einem ersten Lager (3), wobei die erste Lagerstelle (2) als Festlager ausgebildet ist, und eine zweite Lagerstelle (4) mit einem zweiten Lager (5), wobei die zweite Lagerstelle (4) als Loslager ausgebildet ist, wobei die zweite Lagerstelle (4) ausgebildet ist, eine relative Verschiebung in axiale Richtung (a) zwischen einem zu lagernden ersten Bauteil (6) und einem das zweite Lager (5) tragenden zweiten Bauteil (7) zuzulassen. Um die Loslagerfunktion in einfacher Weise zu realisieren, sieht die Erfindung vor, dass die zweite Lagerstelle (4) eine Trägeranordnung (8) umfasst, die einen Lagerring (9) des zweiten Lagers (5) hält und ihrerseits an einem der Bauteile (7) befestigt ist, wobei die Trägeranordnung (8) eine erste Hülse (9) umfasst, die an einem der Bauteile (7) festgelegt ist, wobei im radial innen oder außen liegenden Bereich der ersten Hülse (10) ein Ringelement (11) aus einem elastischen Material an der ersten Hülse (10) befestigt ist und wobei das Ringelement (11) mit dem Lagerring (9) direkt oder indirekt verbunden ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
FEST-LOS-LAGERANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend eine erste Lagerstelle mit einem ersten Lager, wobei die erste Lagerstelle als Festlager ausgebildet ist, und eine zweite Lagerstelle mit einem zweiten Lager, wobei die zweite Lagerstelle als Loslager ausgebildet ist, wobei die zweite Lagerstelle ausgebildet ist, eine relative Verschiebung in axiale Richtung zwischen einem zu lagernden ersten Bauteil und einem das zweite Lager tragenden zweiten Bauteil zuzulassen.
Lageranordnungen der gattungsgemäßen Art werden in vielfältiger Weise im Stand der Technik eingesetzt. Beispielhaft sei eine elektrische Maschine (E- lektromotor) genannt, in der eine Lageranordnung eingesetzt wird, wie sie aus Fig. 1 hervorgeht. Je nach Bauart und Größe der elektrischen Maschine werden verschiedene Wälzlagertypen eingesetzt. In Fig. 1 ist beispielhaft die Lagerung einer Welle 6 in einem Gehäuse 7 mittels einer Lageranordnung 1 dargestellt, die eine erste Lagerstelle 2 mit einem ersten Lager 3 aufweist, die als Festlager ausgebildet ist; eine zweite Lagerstelle 4 umfasst ein zweites Lager 5, wobei diese Lagerstelle als Loslagerstelle ausgeführt ist, d. h. es ist eine relative Bewegung des Lagers 5 in axiale Richtung a möglich. Die beiden Lager 3 und 5 sind hier als Rillenkugellagern ausgeführt. Das Loslager, d. h. die zweite Lagerstelle 4, ist axial mit einer Feder 17 vorgespannt, um bei allen Betriebszuständen eine hinreichende Mindestbelastung (Vorspannung) in Achsrichtung sicherzustellen.
Bei der dargestellten Lageranordnung 1 ist für eine Loslagerverschiebung ei- ne lose Passung zwischen dem Lageraußenring 9 und seiner Sitzfläche im Gehäuse 7 erforderlich. Dadurch kann es im Betrieb zur Bildung von Passungsrost bzw. ausgeschlagenen Gehäusesitzen kommen. Die Welle und die Gehäusesitze müssen dabei präzise gefertigt werden, um im Betrieb die erforderlichen Laufgenauigkeiten für das Wälzlager 5 sicherzustellen. Zur Ver- meidung eines Stromdurchgangs durch das Lager 5, was zu einem frühzeitiger Lagerausfall führen kann, müssen häufig speziell beschichtete Wälzlager bzw. Wälzlager mit Keramik- Wälzkörpern eingesetzt werden. Dies ist entsprechend kostenintensiv. Ferner ist zur Sicherstellung einer axial wirkenden Mindestlast häufig eine Federvorspannung erforderlich, wie es auch in Fig. 1 illustriert ist.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Lageranordnung der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, dass es möglich wird, die Loslagerfunktion in einfacher und kostengünstiger Weise zu realisieren. Dabei soll die Loslagerverschiebung sowie die erforderliche Mindestbelastung zuverlässig und einfach sichergestellt werden. Ein Verschieben der Lagerringe im Gehäuse soll hierfür nicht mehr erforderlich sein, womit die Notwendigkeit eines Schiebesitzes für einen Lagerring entfallen können soll. Ein Stromdurchgang durch das Lager soll gleichermaßen mit einfachen Mitteln verhindert werden. Schließlich soll das Lager ein verbessertes Dämpfungsverhalten aufweisen, mit dem Schwingungen verbessert bekämpft werden können.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagerstelle eine Trägeranordnung umfasst, die einen Lagerring des zweiten Lagers hält und ihrerseits an einem der Bauteile befestigt ist, wobei die Trägeranordnung eine erste Hülse umfasst, die an einem der Bauteile festgelegt ist, wobei im radial innen oder außen liegenden Bereich der ersten Hülse ein Ringelement aus einem elastischen Material an der ersten Hülse befestigt ist und wobei das Ringelement mit dem Lagerring direkt oder indirekt verbunden ist.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Trägeranordnung an dem zweiten Bauteil befestigt ist, wobei die erste Hülse als Außenhülse ausgebildet ist, die am zweiten Bauteil festgelegt ist, wobei im radial innen liegenden Bereich der Außenhülse das Ringelement aus elastischem Material an der Außenhülse befestigt ist und wobei das Ringelement mit dem Außenring des zweiten Lagers direkt oder indirekt verbunden ist. Das Ringelement besteht bevorzugt aus Gummimaterial oder aus einem e- lastomeren Kunststoffmaterial. Es hat bevorzugt eine im Wesentlichen hohl- zylindrische Form.
Die Lageranordnung ist bevorzugt so montiert, dass im Zustand ohne äußere Kräfte auf das Ringelement eine in axiale Richtung wirksame Scherkraft in Achsrichtung ausgeübt wird. Die Lageranordnung ist dabei bevorzugt so montiert, dass im Zustand ohne äußere Kräfte die erste Hülse, das Ringelement, der eine Lagerring des zweiten Lagers und gegebenenfalls eine zweite Hülse radial übereinander angeordnet sind.
Zwischen dem Lagerring und dem Ringelement kann eine zweite Hülse, insbesondere eine Innenhülse, angeordnet sein. Die Lageranordnung kann weiterhin so montiert sein, dass im Material des Ringelements eine radiale Vorspannung vorliegt.
Das Ringelement kann an der ersten Hülse und gegebenenfalls auch an der zweiten Hülse stoffschlüssig befestigt sein. Dabei ist insbesondere daran gedacht, dass der Stoffschluss mittels Verklebung oder mittels Vulkanisation hergestellt ist.
Die erste Hülse und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse können an mindestens einer Umfangsstelle eine Unterbrechungsstelle aufweisen. Die erste Hülse und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse können an einem axialen Ende einen sich radial nach innen oder nach außen erstreckenden Bord aufweisen, der einen axialen Anschlag für ein Bauteil bildet, mit dem die Hülse verbunden ist.
Die erste Hülse und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse können aus Metall oder aus Kunststoff bestehen.
Die erste Hülse und/oder gegebenenfalls auch die zweite Hülse können mit Presssitz in oder auf dem Bauteil sitzen, mit dem sie verbunden sind. Insbesondere ist ein Schiebesitz absolut entbehrlich.
Die Lager sind bevorzugt als Wälz- oder Kugellager ausgebildet, insbesondere als Rillenkugellager oder Schrägkugellager.
Die vorgeschlagene Lageranordnung eignet sich für beliebige Anwendungsfälle, bei denen ein Festlager und ein Loslager vorgesehen werden muss. Nur exemplarisch sei auf die Lagerung einer Welle (Rotor) in einem Elektromotor mit einer Lageranordnung der beschriebenen Art hingewiesen. Das Erfin- dungskonzept eignet sich also besonders bevorzugt für eine Lagerungseinheit für elektrische Maschinen.
Die Trägeranordnung besteht bevorzugt aus einer äußerer und einer innerer Hülse (Buchse), sowie einer dazwischen liegender Elastomerschicht. Die innere Hülse wird bevorzugt einteilig ausgeführt. Die äußere Hülse kann segmentiert bzw. an mindestens einer Stelle geschlitzt ausgeführt werden. Die Hülsen sind an einer Seite radial eingezogen, um das Lager bzw. die Lagereinheit axial genau zu positionieren. Des Weiteren können dadurch axiale Lasten aufgenommen werden.
Durch eine gegenseitige Anstellung wird eine axiale Verspannung der beiden Lager erreicht. Der Lagerträger wird daher bevorzugt so hergestellt, dass die beiden Hülsen axial versetzt zueinander angeordnet sind und erst bei der Montage axial zueinander ausgerichtet werden, d. h. radial übereinander. Möglich ist es jedoch auch, dass nach der Herstellung die beiden Hülsen axial ausgerichtet und axial zueinander versetzt montiert werden. Durch das gegenseitige Anstellen bzw. Verspannen der Lager über die Elastomerschicht ist die erforderliche Mindestbelastung der Lager also sichergestellt. Federn sind nicht mehr erforderlich, wie es im Zusammenhang mit der Lösung gemäß Fig. 1 erläutert wurde.
Die Loslagerverschiebung ist ebenso wie die erforderliche Mindestbelastung durch die Elastomerschicht sichergestellt. Ein Verschieben der Lagerringe im Gehäuse ist nicht mehr erforderlich, womit auch die Notwenigkeit des Schiebesitzes für den Außenring entfällt. Die Loslagerverschiebung wird also durch die Elastomerschicht bewerkstelligt. Ein Verschieben des Lagerrings im Gehäuse ist nicht mehr erforderlich. Dadurch ist es möglich, festere Passungen zu realisieren, um Passungsrost und ausgeschlagene Gehäusesitze zu vermeiden.
Dadurch, dass bei der Montage das Elastomer bevorzugt radial vorgespannt wird, legt sich die äußere Hülse exakt an die Geometrie der Gehäusebohrung an, und zwar unabhängig von der Herstellgenauigkeit bzw. Ovalität der Bohrung. Bei entsprechender Genauigkeit der übrigen Bauteile führt dies zu einem "Selbszentrierungseffekt" bezogen auf die horizontale Drehachse. Dies bedeutet, dass trotz Ungenauigkeiten bzw. Ovalitäten der Gehäusebohrung die erforderliche Laufgenauigkeit der Welle erreicht wird. Diese "Selbstzentrierung" ermöglicht also eine hohe Laufgenauigkeit des Lagers trotz Ungenauigkeiten bzw. Ovalitäten der Gehäusebohrung. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung des Gehäusesitzes. Als Weiterentwicklung ist es auch möglich, auf die innere Hülse (Buchse) zu verzichten und das Elastomermaterial direkt mit dem Lageraußenring zu verbinden.
Die Elastomerschicht verhindert in vorteilhafter Weise auch einen Strom- durchgang durch das Lager.
Die Elastomerschicht macht die Lagerung unempfindlicher bezüglich Herstel- lungenauigkeiten, wie z. B. Lagerschiefstellungen durch Fluchtungsfehler. Die Elastomerschicht ist in der Lage, Schwingungen im akustischen Bereich abzukoppeln und dadurch eine Geräuschreduzierung der Maschine zu erzielen (Schallentkopplung). Ebenso werden Stoßbelastungen bzw. Schwingungen/ Vibrationen abgedämpft. In der Zeichnung sind Ausruhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Radialschnitt eine Lageranordnung mit einem Festlager und einem Loslager, mit der eine Welle in einem Gehäuse gelagert wird, gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 in einem Radialschnitt das Loslager einer Lageranordnung gemäß
Fig. 1, wobei das Loslager erfindungsgemäß ausgebildet ist,
Fig. 3 eine geschnittene perspektivische Darstellung eines Loslagers gemäß der Erfindung,
Fig. 4 einen Radialschnitt des Loslagers gemäß Fig. 3,
Fig. 5 die Vorderansicht eines Loslagers gemäß der Erfindung,
Fig. 6 die Vorderansicht eines Loslagers gemäß der Erfindung in einer zu
Fig. 5 alternativen Ausgestaltung,
Fig. 7 den Radialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Loslager, wobei dieses in nicht montiertem Zustand dargestellt ist, und
Fig. 8 den Radialschnitt einer zu Fig. 7 alternativen Lösung gemäß der Er- fmdung.
In Fig. 2 ist im Radialschnitt eine erfindungsgemäße zweite Lagerstelle 4 skizziert, die grundsätzlich in einer Lageranordnung 1 eingesetzt wird, wie sie in Fig. 1 diskutiert wurde. Die zweite Lagerstelle 4 umfasst ein zweites Lager 5 in Form eines Rillenkugellagers, mit dem das erste Bauteil 6 in Form einer Welle gelagert wird. Die Lagerung erfolgt relativ zu einem Gehäuse 7, das ein zweites Bauteil darstellt. Erfmdungswesentlich ist, dass die Lagerstelle 4 nunmehr eine Trägeranordnung 8 aufweist, die vorliegend ringförmig ausgestaltet ist. Die Trägeranordnung 8 weist eine Außenhülse 10 (erste Hülse) auf, die in einer Bohrung 18 im Gehäuse 7 mit Presspassung fest sitzt. Ein sich radial nach außen erstreckender Bord 15 am einen axialen Ende der Außenhülse 10 dient als axialer Anschlag am Gehäuse 7.
Des Weiteren weist die Trägeranordnung 8 eine Innenhülse 12 (zweite Hülse) auf, die mit Presspassung auf dem Außenring 9 des Lagers 5 sitzt. Auch die Innenhülse 12 hat einen sich radial nach innen erstreckenden Bord 16 an ei- nem axialen Ende, so dass der Lagerring 9 umgriffen werden kann und dieser einen definierten axialen Anschlag an der Innenhülse 12 hat.
Zwischen den beiden Hülsen 10 und 12 ist ein ringförmig ausgebildetes Teil aus Elastomermaterial, nämlich das Ringelement 11 angeordnet. Es ist mit seinem radial äußeren Ende und mit seinem radial innerem Ende fest mit den beiden Hülsen 10, 12 verbunden, vorliegend durch Vulkanisation.
Wird zwischen Welle 6 und Gehäuse 7 eine relative Verschiebung in axiale Richtung a aufgebracht, kann folglich das relativ weiche Elastomermaterial des Ringelements 11 einen Ausgleich bewerkstelligen.
Die erläuterte Konzeption geht noch einmal aus Fig. 3 hervor, wo das Loslager 4 in perspektivischer Schnittdarstellung zu sehen ist. Dasselbe gilt für den Radialschnitt durch das Loslager 4, das in Fig. 4 dargestellt ist. Wird in Fig. 4 auf die Welle 6 eine axiale Verschiebebewegung nach rechts ausgeübt, überträgt das Rillenkugellager 5 diese Bewegung auf seinen Außenring 9, der am Bord 16 der Innenhülse 12 anliegt. Das anvulkanisierte Elastomermaterial des Ringelements 11 überträgt diese Bewegung. Radial außen liegt das Elasto- mermaterial des Ringelements 11 an der Innenseite der Außenhülse 10 an, die an einer Bewegung nach rechts durch den Bord 15 gehindert ist, der am Gehäuse 7 bzw. an einem hier vorgesehenen Vorsprung anliegt.
In den Figuren 5 und 6 ist zu sehen, dass auch vorgesehen werden kann, dass die Innenhülse 12 (s. hierzu Fig. 5) oder die Außenhülse 10 (s. hierzu Fig. 6) an einer oder an mehreren Umfangsstellen geschlitzt ausgebildet sein kann.
Die Innenhülse 12 gemäß Fig. 5 weist an drei Positionen um den Umfang herum Unterbrechungsstellen 14 auf. Die Außenhülse 10 gemäß Fig. 6 hat gleichermaßen drei Unterbrechungsstellen 13 gleichförmig um den Umfang herum verteilt.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, wie das Lager 5 samt Trägeranordnung 8 konfiguriert ist, wenn diese Einheit noch nicht verbaut ist, sondern frei von äußeren Kräften vorliegt. Zu sehen ist, dass die Außenhülse 10 relativ zur Innenhülse 12 in axiale Richtung a verschoben ist. Dies entspricht dem Herstellungszustand der Anordnung. Erst durch den Einbau der in Fig. 7 gezeigten Einheit in die Lageranordnung 1 wird der Zustand eingenommen, wie er z. B. in Fig. 4 zu sehen ist, d. h. das Elastomermaterial des Ringelements 11 ist jetzt in axiale Richtung a vorgespannt. Diese axiale Vorspannung wird beim Betrieb der Lageranordnung aufrechterhalten.
In Fig. 8 ist eine Alternative zu sehen, die darauf abstellt, dass das Elastomermaterial des Ringelements 11 hier ohne Innenhülse 12 direkt mit dem Außenumfang des Lageraußenrings 9 verbunden (verklebt oder anvulkani- siert) ist. Eine Innenhülse 12 ist bei dieser Alternativlösung also nicht vorgesehen. Auch hier gilt ansonsten wie bei Fig. 7, dass im spannungsfreien Zustand die Außenhülse 10 zum Lageraußenring 9 axial etwas versetzt angeordnet ist und erst durch die Montage eine radial übereinander liegende Stellung der Teile eingenommen wird.
Die vorgeschlagene Lageranordnung lässt sich in allen Bereichen einsetzen, wo ein Festlager mit einem Loslager kombiniert werden muss. Die obige Lösung für die Ausgestaltung des Loslagers kann grundsätzlich auch zusätzlich für das Festlager eingesetzt werden, d. h. auch dieses kann über eine Elastomerschicht an das Gehäuse angebunden sein. In diesem Falle kann auch die hier als Festlager angesprochene Lagerstelle axiale Verschiebungen aufnehmen.
Bezugszeichenliste
1 Lageranordnung
2 erste Lagerstelle
3 erstes Lager
4 zweite Lagerstelle
5 zweites Lager
6 erstes Bauteil (Welle)
7 zweites Bauteil (Gehäuse)
8 Trägeranordnung
9 Lagerring (Außenring)
10 erste Hülse (Außenhülse)
11 Ringelement
12 zweite Hülse (Innenhülse)
13 Unterbrechungsstelle
14 Unterbrechungsstelle
15 Bord
16 Bord
17 Feder
18 Bohrung a axiale Richtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Lageranordnung
Lageranordnung (1), umfassend eine erste Lagerstelle (2) mit einem ersten Lager (3), wobei die erste Lagerstelle (2) als Festlager ausgebildet ist, und eine zweite Lagerstelle (4) mit einem zweiten Lager (5), wobei die zweite Lagerstelle (4) als Loslager ausgebildet ist, wobei die zweite Lagerstelle (4) ausgebildet ist, eine relative Verschiebung in axiale Rich- tung (a) zwischen einem zu lagernden ersten Bauteil (6) und einem das zweite Lager (5) tragenden zweiten Bauteil (7) zuzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lagerstelle (4) eine Trägeranordnung (8) umfasst, die einen Lagerring (9) des zweiten Lagers (5) hält und ihrerseits an einem der Bauteile (7) befestigt ist, wobei die Trägeranordnung (8) eine erste Hülse (9) umfasst, die an einem der Bauteile (7) festgelegt ist, wobei im radial innen oder außen liegenden Bereich der ersten Hülse (10) ein Ringe Ie- ment (11) aus einem elastischen Material an der ersten Hülse (10) befestigt ist und wobei das Ringelement (11) mit dem Lagerring (9) direkt o- der indirekt verbunden ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (8) an dem zweiten Bauteil (7) befestigt ist, wobei die erste Hülse (9) als Außenhülse ausgebildet ist, die am zweiten Bauteil festgelegt ist, wobei im radial innen liegenden Bereich der Außenhülse (10) das Ringelement (11) aus elastischem Material an der Außenhülse (10) befestigt ist und wobei das Ringelement (11) mit dem Außenring (9) des zweiten Lagers (5) direkt oder indirekt verbunden ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (11) aus Gummimaterial oder aus einem elastomeren Kunststoffmaterial besteht.
4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (11) eine im wesentlichen hohlzylindri- sche Form aufweist.
5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung so montiert ist, dass im Zustand ohne äußere Kräfte auf das Ringelement (11) eine in axiale Richtung (a) wirksame Scherkraft ausgeübt wird.
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung so montiert ist, dass im Zustand ohne äußere Kräfte die erste Hülse (10), das Ringelement (11), der eine Lager- ring (9) des zweiten Lagers (5) und gegebenenfalls eine zweite Hülse (12) radial übereinander angeordnet sind.
7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerring (9) und dem Ringelement (11) eine zweite Hülse (12), insbesondere eine Innenhülse, angeordnet ist.
8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung so montiert ist, dass im Material des Ringelements (11) eine radiale Vorspannung vorliegt.
9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (11) an der ersten Hülse (10) und gegebenenfalls auch an der zweiten Hülse (12) stoffschlüssig befestigt ist.
10. Lageranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffschluss mittels Verklebung oder mittels Vulkanisation hergestellt ist.
11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (10) und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse (12) an mindestens einer Umfangsstelle eine Unterbrechungsstelle (13, 14) aufweist.
12. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (10) und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse (12) an einem axialen Ende einen sich radial nach innen oder nach außen erstreckenden Bord (15, 16) aufweist, der einen axialen Anschlag für ein Bauteil bildet, mit dem die Hülse (10, 12) verbunden ist.
13. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (10) und/oder gegebenenfalls auch die zweiten Hülse (12) aus Metall oder aus Kunststoff bestehen.
14. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (10) und/oder gegebenenfalls auch die zweite Hülse (12) mit Presssitz in oder auf dem Bauteil (6, 7) sitzen, mit dem sie verbunden sind.
15. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (3, 5) als Wälz- oder Kugellager ausgebildet sind, insbesondere als Rillenkugellager oder Schrägkugellager.
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