EP2638301A1 - Wälzlagerträgermodul und kompressor - Google Patents

Wälzlagerträgermodul und kompressor

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Publication number
EP2638301A1
EP2638301A1 EP11778873.7A EP11778873A EP2638301A1 EP 2638301 A1 EP2638301 A1 EP 2638301A1 EP 11778873 A EP11778873 A EP 11778873A EP 2638301 A1 EP2638301 A1 EP 2638301A1
Authority
EP
European Patent Office
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rolling bearing
bearing
shaft
rolling
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11778873.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Schulz
Michel Seubert
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
Publication of EP2638301A1 publication Critical patent/EP2638301A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/545—Systems comprising at least one rolling bearing for radial load in combination with at least one rolling bearing for axial load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/02—Arrangements of 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
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/541—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/042—Housings for rolling element bearings for rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • 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
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/43—Screw compressors

Definitions

  • Rolling Bearing Carrier Module and Compressor relate to a rolling bearing support module for a machine such as a compressor or a screw compressor and a compressor.
  • a face gap existing between a housing of such a compressor and one of the surfaces of a rotor is essential to the efficiency of such a compressor.
  • other dimensions and positions of components with each other also determine the performance, efficiency and cost-effectiveness of machines with precisely positioned bearings and corresponding contact surfaces on their housing or on other components. It is so often the task of creating a bearing assembly that allows a more accurate alignment of a shaft to another components with an end face.
  • roller bearing carrier module according to claim 1 or a compressor according to claim 10.
  • the rolling bearing support module thus further comprises a rolling bearing assembly having a first rolling bearing and a second rolling bearing, which is arranged in the axial direction directly or indirectly adjacent to the first rolling bearing, wherein the rolling bearing assembly is adapted to over the first rolling bearing axial forces in at least one axial direction, but to transmit substantially no radial forces.
  • the rolling bearing assembly is further configured to receive radial forces but substantially no axial forces in the at least one axial direction via the second rolling bearing and deliver them to the carrier, wherein a side surface of the first rolling bearing with one of the end face of the machine or the abutment surface of the shaft corresponding level is aligned.
  • the first rolling bearing is further configured to deliver the axial forces in the at least one direction across the side surface to a component in a corresponding plane of the other surface of the end surface and the abutment surface of the shaft.
  • the second rolling bearing is in this case arranged on a side of the first rolling bearing facing away from the first bearing of the first bearing.
  • a compressor comprises a first component having a bore in an end face of the first component, a shaft extending substantially in the axial direction parallel to the bore into the latter and having a contact surface which extends substantially extends in the radial direction and substantially parallel to the end face of the first component, and a rolling bearing assembly having a first rolling bearing and a second rolling bearing, which in the axial direction directly or indirectly adjacent to the first rolling bearing angeord- is net.
  • the rolling bearing arrangement is in this case further designed to receive axial forces in at least one axial direction, but substantially no radial forces, via the first rolling bearing.
  • the rolling bearing assembly is further configured to receive over the second rolling bearing radial forces, but substantially no axial forces in the at least one axial direction and deliver to the first component.
  • a side surface of the first rolling bearing is in this case with the end face or the contact surface of the shaft in contact.
  • the first rolling bearing is designed to transmit the axial forces in the at least one direction via the side surface to the other surface of the end face and the contact surface of the shaft.
  • the second rolling bearing is arranged on a side of the first rolling bearing facing away from the side surface of the first rolling bearing.
  • Embodiments of the present invention is based on the finding that a tolerance chain can be shortened by arranging it on the shaft in the case of a bearing arrangement with at least two rolling bearings on the first rolling bearing, which absorbs the axial forces in at least one direction. that only this contributes to the tolerance chain for the axial direction.
  • this is achieved in that the first rolling bearing is arranged on the shaft or on the first component, the first rolling bearing with its side surface directly with the end face of the first component or the contact surface of the shaft in contact during the axial force is delivered from the side surface of the first rolling bearing directly to the other surface to the associated component, ie the shaft or the first component.
  • this arrangement of the first rolling bearing of the rolling bearing assembly is chosen so that - after assembly - results in a corresponding arrangement.
  • the first rolling bearing is an angular contact ball bearing, which has, for example, a width tolerance of the class PA4 or PA7 or finer.
  • the second rolling bearing may be formed for example by a cylindrical roller bearing. It is also possible to provide in embodiments of the present invention, one or more further angular contact ball bearings or radial bearings, which are arranged in the rolling bearing assembly and are to be found for example between the first and the second rolling bearing. In the case of a roller bearing support module according to an embodiment of the present invention, this can be connected to the machine, for example, by providing a cohesive or non-positive connection.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an embodiment of a roller bearing support module
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a compressor with a mounted rolling bearing support module according to embodiments of the present invention
  • FIG. Fig. 3 shows a sectional view of a screw compressor
  • Fig. 4 shows a cross section of a conventional bearing assembly with an intermediate ring to be ground
  • 5 shows a cross-sectional view of a compressor with a mounted roller bearing support module according to embodiments of the present invention for 2 shafts;
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of a roller bearing support module according to an embodiment of the present invention for a fixed-lot bearing
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1-7 Before, in connection with FIGS. 1-7, embodiments of the present invention and comparative constructions are described and explained with respect to their mode of operation, it is useful to first of all point out that in the context of the present application, summary reference numbers are used to simplify the description.
  • Machine elements, components, assemblies and other elements which are referred to by means of reference numerals, can hereby be executed identically and / or dimensioned. With regard to their dimensioning and design, however, they can also deviate from each other in any constructively meaningful dimensions or be executed differently.
  • 1 shows a roller bearing support module 100 according to an embodiment of the present invention with a carrier 110 and a roller bearing assembly 120, which comprises a first roller bearing 130 and a second roller bearing 140.
  • the rolling bearing arrangement 120 further comprises, in the region of the second rolling bearing 140, a bearing cup 150, which in a radial direction creates a mechanical connection between the carrier 110 and the second rolling bearing 140 via the radial forces from an inner ring 140a of the second rolling bearing via the rolling elements 140n and an outer ring 140c to the carrier 110 are transferable.
  • a corresponding bearing cup is missing from the first roller bearing 130.
  • a line of symmetry 160 which also represents a center line of a shaft to be connected to the roller bearing carrier module 100
  • a recess 170 which adjoins the first roller bearing 130 in the axial direction, so that at least 80% of a peripheral surface of an outer ring 130c of the first rolling bearing 130 is exposed.
  • a roller bearing support module 100 may be included in the recess 170, for example, a structure which allows for storage and / or assembly purposes, a fixation of the first roller bearing 130 in the roller bearing support module 100.
  • the corresponding structure not shown in FIG. 1 may, for example, be a multi-part plastic honeycomb structure which, after the rolling bearing carrier module 100 has been mounted on a shaft, is easily removable due to the multi-part design.
  • this may also optionally remain in the built-in rolling bearing support module 100, provided that it is ensured that essentially no radial forces can be transmitted to the support 110 by these.
  • This can be achieved by a choice of material, for example plastic or by a corresponding geometric design, in which at least 80% of the peripheral surface of the outer ring 130 of the first rolling bearing 130 are exposed.
  • it may also be advisable to choose a higher proportion, about 90% or 95%, to further reduce the level of power transmission.
  • a transmission becomes radial Kräfle via an inner ring 130a, the rolling elements 130b and the outer ring 130c of the first rolling bearing on the support 110 at least so far reduced that a corresponding radial power transmission essentially takes place only over the wide roller bearing 140.
  • the first and second rolling bearings 130, 140 in the axial direction in the embodiment shown in FIG. 1, they are aligned such that a side surface of the first rolling bearing 130 formed by a side surface of the outer ring 130c of the first rolling bearing 130, is aligned with a plane 180, which also represents the plane of an end face of the machine for which the rolling bearing support module 100 is designed and designed.
  • a plane 180 which also represents the plane of an end face of the machine for which the rolling bearing support module 100 is designed and designed.
  • the plane 180 moreover coincides with the plane of the contact surface of the shaft of the corresponding machine.
  • a disintegration of these two levels may be constructive.
  • the second roller bearing 140 connects to one of the side surface of the first rolling bearing opposite side surface of the above described. This may, but need not, be directly in contact with the first roller bearing 130. Nor is it necessary that the second rolling bearing 140 directly in the axial direction with a surface of the carrier 110 is in contact.
  • the rolling bearing support module 100 as shown in Fig. 1, in this case, as the first roller bearing 130 a universally mating angular contact ball bearings, whose high shoulder on its outer ring 130c of the plane 180 faces. Accordingly, the inner ring 130 a does not have a high shoulder on the side facing away from the plane 180.
  • the rolling bearing module 100 shown in FIG. 1 the second rolling bearing 140 is designed as a cylindrical roller bearing, in which the outer ring 140c has Borden, while the inner ring 140a is designed bordenok.
  • FIG. 2 shows a compressor 200 according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the roller bearing support module 100 shown in FIG. 1 and described there is mounted on an end face 210 of a housing 220 of the compressor (housing end face).
  • the compressor 200 represents an example of a machine on which carrier modules 100 according to embodiments of the present invention can be used.
  • the roller bearing support module 100 agrees with the roller bearing support module 100 shown in FIG. 1, which is why reference is made at this point to the description there.
  • the rolling bearing module 100 shown in FIG. 2 is not only connected to the end surface 210 of the compressor 200, but the rolling bearing assembly 120 is further mechanically coupled to a shaft 230.
  • FIG. 1 shows a compressor 200 according to an exemplary embodiment of the present invention, in which the roller bearing support module 100 shown in FIG. 1 and described there is mounted on an end face 210 of a housing 220 of the compressor (housing end face).
  • the compressor 200 represents an example of a machine on which carrier modules 100 according to embodiments of the present
  • the respective inner rings 130a, 140a of the two rolling bearings 130, 140 are frictionally connected by corresponding fits with the shaft 230.
  • the shaft 230 also has an abutment surface 240, which is a shaft shoulder.
  • the contact surface 240 is in this case mechanically directly in contact with the inner ring 130 a of the first rolling bearing 130, while a side surface of the outer ring 130 c of the first rolling bearing 130 has an axial force of the shaft 230 directed to the left in FIG. 2 via the ball 130 b via the high Shoulder of the outer ring 130c transmits directly to the end face 210 of the housing 220.
  • the housing 220 has an additional recess or recess 250 in the region of the end face.
  • the shaft 230 is in this case part of a rotor 260 and extends through a bore 270 of the housing over the end face 210 of the housing 220 of time.
  • the rotor 260 in this case has a rotor end face 280, which directly opposite a housing end face 290 and forms a front gap 300 between them.
  • the first component 310-1 of the tolerance chain 310 results from the distance between the housing end face 290 in the interior of the housing 220 and the end face 210 to which the roller bearing support module 100 is attached.
  • the second component 310-2 results from the bearing of the shaft 230 mediated by the first bearing 130, and is thus strongly dependent on the width tolerance of the first rolling bearing 130 or the tolerance of the outer ring 130c and the inner ring 130a of the first rolling bearing 130.
  • the third component 310-3 of the tolerance chain 310 is then essentially given by the tolerance of the distance from the contact surface 240 to the rotor end face 280.
  • the tolerance chain 310 can be significantly shortened compared to previous conventional solutions, so either a lower tolerance is achieved or the assembly process can be simplified can. Of course, compromise solutions can also be implemented.
  • one or more universally paired angular contact ball bearings 130 are brought into abutment axially against the compressor housing face 210 and radially captured in the carrier module 100.
  • the universally mating angular contact ball bearings 130 have been chosen in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, since they can be provided with defined, narrow width tolerances, so that they allow a more precise adjustment of the front gap 300.
  • angular contact ball bearings with a width tolerance of the class PA4 or PA7 or finer can be used in embodiments of the present invention.
  • it may also be advisable to use better or finer classes with regard to width tolerance for example classes PA9A or P9.
  • Other types of bearings than the angular contact ball bearings shown here often have coarser width tolerances, so they are not shown here in describing embodiments of the present invention. In principle, however, they can also be used, provided that they can be manufactured or obtained with appropriate width tolerances.
  • the module 100 can be assembled and fastened as a unit together with its bearings 130, 140. As will be explained in more detail in connection with FIG. 6, it is additionally possible to additionally insert additional bearings depending on the load in the carrier module 100.
  • the compressor 200 in the context of the carrier module 100 comprises a securing ring 320, which is connected to the shaft 230 on a side surface of the inner ring 140a of the second rolling bearing 140 on the side facing away from the first rolling bearing 130.
  • This ring 320 can be, for example, a shaft nut, a glued ring or a snap ring, which can be used for holding and / or securing the bearing assembly.
  • the ring 320 may serve, for example, to secure the inner ring 140a of the second rolling bearing 140.
  • the roller bearing support module 100 is connected to the end face 210 of the housing 220 in a force-locking or cohesive manner.
  • a non-positive connection for example, by a suitable clamping of the Rolling bearing support module 100 are created.
  • a cohesive connection can be created for example by gluing, soldering or welding.
  • Fig. 3 shows a cross-sectional view of a compressor 400 with a conventional bearing assembly comprising two intermediate rings to be ground.
  • the compressor 400 in this case comprises two mechanically positively coupled screw shafts 410, 420, of which the screw shaft 410 projects beyond a housing 430 of the compressor 400 and can be driven by an external power source.
  • the screw shaft 410 is supported by a fixed-loose bearing arrangement in the housing 430.
  • the propeller shaft 410 is drive side via a floating bearing 440 in the form of a cylindrical roller bearing with ribs on the outer ring, but without having to exhibit borders on the inner ring.
  • the screw shaft 410 is mounted on the side facing away from the drive side via a fixed bearing assembly 450 in the housing 430.
  • the rolling bearing assembly 450 here comprises an intermediate ring 460, to which a cylindrical roller bearing 470 adjoins, which has ribs exclusively on the outer ring, so that this transmits radial forces of the screw shaft 410 to the housing 430.
  • the cylindrical roller bearing 470 is adjoined by a four-point bearing 480, which has a rearward rotation of the housing 430, so that only axial forces on the outer ring of the four-point bearing 480 or on both outer rings of the four-point bearing 480 and the cylindrical roller bearing 470 on the Housing 430 to be transferred.
  • the second screw shaft 420 is mounted in the housing 430 with a corresponding fixed-loose mounting.
  • the compressor 400 has on the drive side for the second screw shaft 420, a floating bearing 490 in the form of a cylindrical roller bearing, which comprises only on the outer ring Borden.
  • the compressor also has a fixed bearing assembly 500 for the second screw shaft 420 on the drive side facing away from the side, which also contains an intermediate ring 510 to be ground, a cylindrical roller bearing 520 and a four-point bearing 530.
  • the cylindrical roller bearings 470, 520 (radial bearings) responsible for receiving the radial forces are seated on the side of the rotor shafts 410, 420 facing the housing, so that its inner and outer rings are part of the tolerance chain of the components to be positioned axially.
  • the adjustment of the axial position takes place only after a trial installation and a corresponding measurement.
  • a component of the tolerance chain so for example a sleeve or one of the two intermediate rings 460, 510, ground after the first trial assembly of the compression stage of the compressor 400 and the measurement of the face gap for adjustment and compensation of the resulting tolerances to the required level before then the compressor 400 is finally mounted a second time.
  • FIG. 4 shows a further example of a conventional bearing arrangement 600 with an intermediate ring 610 to be ground.
  • a cylindrical roller bearing 630 On a shaft 620, on the side facing the rotor, first of all a cylindrical roller bearing 630 is arranged, which transmits the radial forces from the shaft 620 to the bearing arrangement 600.
  • the cylindrical roller bearing 630 in turn has ribs only on its outer ring, so that the cylindrical roller bearing 620 basically does not receive any axial forces.
  • To the cylindrical roller bearing 630 close immediately on the side facing away from the rotor two angular contact ball bearings 640-1, 640-2, in which each have the outer rings on the side facing the rotor high shoulders, while their inner rings on the opposite side, ie on the having a shaft end facing side corresponding high shoulders.
  • the bearing arrangement 600 can transmit axial forces in the direction of the motor via the two angular contact ball bearings 640-1, 640-2 and the outer ring of the cylindrical roller bearing 630 to the bearing order or dissipate the housing of the compressor.
  • Both angular contact ball bearings 640 are each turned behind, so that radial forces are not transmitted substantially.
  • the angular contact ball bearing 640-2 is adjoined by the previously mentioned intermediate ring 610, which is arranged between the inner ring of the angular contact ball bearing 640-2 and an inner ring of a ball bearing 650.
  • the resulting arrangement of the cylindrical roller bearing 630, the two angular contact ball bearings 640 and the ball bearing 650 is connected to the shaft 620 via a shaft nut 660 and a screw 670.
  • the outer ring of the ball bearing 650 is in contact with a surface 680 of the bearing assembly 600 via a side surface such that the ball bearing 650 can transfer axial forces in the direction of the shaft end via the surface 680 to the bearing assembly 600 and thus to the housing of the compressor.
  • the ball bearing 650 is laterally rotated to avoid a power transmission in Radialerraumsessgebliuse.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a compressor 200 with a roller bearing carrier 100, which differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 2 only in that, via the rolling bearing module 100, not only a single shaft 230 (as in FIG. 2), but rather 2 shafts 230, 230 'are stored.
  • the roller bearing support module 100 in addition to the rolling bearing assembly 120 already described in connection with FIG. 2 with the first roller bearing 130 and the second roller bearing 140 for the first shaft 230, a second rolling bearing assembly 120 'with a corresponding first roller bearing 130' and a corresponding second rolling bearing 140 'on.
  • the components of the second rolling bearing assembly 120 ' correspond to those of the rolling bearing assembly 120.
  • the first roller bearing 130' of the second rolling bearing assembly 120 ' communicates with the contact surface 240' of Shaft 230 'in contact, while the outer ring of the first rolling bearing 130' with a side surface axially occurring forces in the direction of the motor 260 'on the common end face 210 of the housing 220 transmits.
  • the second rolling bearing arrangement 120 ' likewise has a bearing cup 150', via which the second rolling bearing 140 ', which in turn acts as a cylinder bearing roller bearing is executed, radial forces from the second shaft 230 'transmits to the carrier 110.
  • the first and second bearings of the two rolling bearing assembly 120, 120 ' can be designed differently, but also with regard to the further structural features they can be adapted according to the actual conditions. This is indicated in FIG. 5, for example in the region of the bearing cup 150 ', which is shown clearly larger than the bearing cup 150 of the first rolling bearing arrangement 120.
  • the two rolling bearing arrangements 120, 120' can also differ with regard to other structural features. Thus, it is far from necessary that the alignment of the contact surfaces 140, 140 'in the ratio of or the end faces 210 for both rolling bearing assemblies 120, 120' match.
  • the planes of the contact surfaces 140, 140 'for a rolling bearing arrangement coincide with the plane of the end face 210, while a different, parallel shifted plane and thus contact surface is used for the other contact surface.
  • both a compressor 200 and a roller bearing support module 100 can have a second rolling bearing arrangement with a further first rolling bearing and a further second rolling bearing, which is arranged in the axial direction directly or indirectly adjacent to the first further rolling bearing.
  • the second rolling bearing arrangement is then designed to transmit axial forces in at least one axial direction but substantially no radial forces via the first further rolling bearing, wherein the second rolling bearing arrangement is further configured to generate radial forces via the second further rolling bearing. it is essential to absorb no axial forces in the at least one axial direction and to deliver them to the carrier.
  • one side face of the further first rolling bearing can be in alignment with or in contact with a plane corresponding to the end face of the machine or compressor or another contact face of a further shaft, while the first further rolling bearing is configured, axial forces in of the at least one direction over the end face to a component in a further corresponding plane of the other surface of the end face and the further contact surface of the further wave, wherein the second further rolling bearing is arranged on one of the side surface of the first further antifriction bearing facing away from the first further rolling bearing.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a roller bearing carrier module 100, which is very similar to that of FIG.
  • the roller bearing support module 100 via a carrier 110 and a rolling bearing assembly 120 with a first roller bearing 130, a second roller bearing 140 and a bearing cup 150, as has already been described in more detail in connection with FIG.
  • the rolling bearing module 100 of FIG. 6 differs from that of FIG. 1 in two aspects.
  • the roller bearing support module 100 from FIG. 6 has a further angular contact ball bearing 700, which is arranged between the first roller bearing 130 and the second roller bearing 140.
  • this further angular contact ball bearing 700 can also be replaced by another radial bearing, that is, for example, a ball bearing, a four-point bearing, a shoulder ball bearing, a self-aligning ball bearing or other rolling bearing.
  • the roller bearing support module 100 shown in FIG. 6 further differs from that shown in FIG. 1 in that it has another rolling bearing assembly 710 with a third rolling bearing 720, the further rolling bearing assembly 710 being adapted to receive axial forces in the other axial Direction, so take the opposite direction and deliver to the carrier 110.
  • the third rolling bearing 720 is an angular contact ball bearing which is installed in mirror symmetry to the first rolling bearing 130 in such a way that this is in contact with the support 110 with a side surface. If an axial force is exerted to the right by a shaft, not shown in FIG. 6, via the inner ring of the third rolling bearing 720, it is transmitted directly to the carrier 110 via the mirror-inverted high shoulders of the inner and outer rings of the third rolling bearing.
  • the further rolling bearing arrangement can be supplemented by a fourth rolling bearing 730, which, similar to the second rolling bearing 140, is designed to transmit substantially radial forces to the carrier 110, but not axial forces.
  • the third rolling bearing 720 can be supplemented by a cylindrical roller bearing as the fourth rolling bearing 730 such that it adjoins the third rolling bearing directly or indirectly.
  • between the further roller bearing assembly 710 and the rolling bearing assembly 120 forms a free area such that at least one side surface of the other rolling bearing assembly is two. This side surface of the rolling bearing assembly is opposite to the side surface of the further rolling bearing assembly 710, which is in contact with the carrier 110 and exerted on these forces.
  • FIG. 7 shows another compressor 200 according to an exemplary embodiment of the present invention, which differs from the compressor shown in FIG. 2 only in that in the compressor shown in FIG. 7, no roller bearing support module 100 is used, but rather the first and second second rolling bearings 130, 140 are inserted directly into a corresponding bore in the housing 220 of the compressor 200.
  • the end face 210 results in the region of the bore into which the rolling bearing assembly 120 is introduced.
  • the corresponding bore 800 can be closed by a lid 810.
  • the contact surface of the shaft can not be formed only by a shaft shoulder, as has been described in the present application, but are also formed by other methods. It is for example possible to create a corresponding contact surface by introducing a collar or other projection with a defined geometry.
  • Embodiments of the present invention are not limited to compressors and screw compressors, but in many places also applicable to other machines in which thrust bearings and corresponding contact surfaces are to be positioned as accurately as possible. In addition to machines in the compressor area and in the field of promotion of other liquids and gases, embodiments of the present invention can therefore also be used in other areas of mechanical engineering.

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Abstract

Es wird ein Wälzlagerträgermodul (100) für eine Maschine beschrieben, das einen Träger (110) zur Montage an der Maschine aufweist, wobei die Maschine eine Bohrung aufweist, in die sich in axialer Richtung eine Welle mit einer sich in radialer Richtung erstreckenden Lagerfläche wenigstens teilweise hinein erstreckt, wobei sich die Stirnfläche und die Anlagefläche im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Die Wälzlageranordnung (100) weist ferner ein erstes Wälzlager (130) und ein zweites Wälzlager (140) auf, wobei eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers (130) mit einer zu der Stirnfläche der Maschine oder Anlagefläche der Welle korrespondierenden Ebene (180) fluchtet, wobei das erste Wälzlager (130) ausgebildet ist, um axiale Kräfte in wenigstens einer Richtung über die Seitenfläche an ein Bauteil in einer korrespondierenden Ebene der anderen Fläche der Stirnfläche und der Anlagefläche abzugeben, und wobei das zweite Wälzlager (140) auf einer der Seitenfläche des dem ersten Wälzlager (130) abgewandten Seite angeordnet ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Wälzlagerträgermodul und Kompressor Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Wälzlagerträgermodul für eine Maschine, beispielsweise einen Kompressor oder einen Schraubenkompressor und einen Kompressor.
Bei vielen Maschinen hängt nicht nur ihre grundsätzliche Funktionsfähigkeit sondern auch ihre Effizienz von Parametern ab, die das Zusammenspiel einzelner Bauteile miteinander charakterisieren. Hierzu zählen beispielsweise sich tatsächlich ergebende Maße, die bereits während des Konstruktionsprozesses durch entsprechende Definitionen von Toleranzen ganz entscheidend beeinflusst werden. Gleiches gilt auch für die Lage einzelner Bauteile zueinander, die bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt in der Entwicklungsphase einer Maschine maßgeblich beeinflusst wird, da bereits in dieser Phase die Randbedingungen für die spätere Bauteilfertigung und Montage gelegt werden. Bei Maschinen mit rotierenden Teilen stellt dies beispielsweise nicht unerhebliche Anforderungen an die entsprechenden Lager, ihre Befestigung am Gehäuse oder anderer Bauteile sowie der zugehörigen Welle. Auch die Ausrichtung der betreffenden Teile zueinander ist häufig ein wesentlicher Faktor.
Im Falle von Schraubenkompressoren und anderen Kompressoren ist beispielsweise ein Stirnspalt, der zwischen einem Gehäuse eines solchen Kompressors und einer der Flächen eines Rotors besteht, wesentlich für die Effizienz eines solchen Kompressors. Aber auch andere Maße und Lagen von Bauteilen zueinander bestimmen zum Teil in nicht unerhebli- eher Weise die Leistungsfähigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Maschinen mit exakt zu positionierenden Lagern und entsprechenden Anlageflächen an ihrem Gehäuse oder an anderen Bauteilen. Es stellt sich so häufig die Aufgabe, eine Lageranordnung zu schaffen, die eine genauere Ausrichtung einer Welle zu einem anderen Bauteile mit einer Stirnfläche ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlagerträgermodul gemäß Anspruch 1 oder einen Kom- pressor gemäß Anspruch 10 gelöst.
So umfasst ein Wälzlagerträgermodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Maschine einen Träger zur Montage an der Maschine, wobei die Maschine eine Stirnfläche mit einer Bohrung aufweist, in die sich in axialer Richtung eine Welle mit einer sich in radialer Richtung erstreckenden Anlagefläche wenigstens teilweise hinein erstreckt, wobei sich die Stirnfläche und die Anlageflächen im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Das Wälzlagerträgermodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst so ferner eine Wälzlageranordnung mit einem ersten Wälzlager und einem zweiten Wälzlager, das in axialer Richtung mittelbar oder unmittel- bar benachbart zu dem ersten Wälzlager angeordnet ist, wobei die Wälzlageranordnung ausgebildet ist, um über das erste Wälzlager axiale Kräfte in wenigstens einer axialen Richtung, jedoch im Wesentlichen keine radialen Kräfte zu übertragen. Die Wälzlageranordnung ist ferner ausgebildet, um über das zweite Wälzlager radiale Kräfte, jedoch im Wesentlichen keine axialen Kräfte in der zumindest einen axialen Richtung aufzunehmen und an den Träger abzugeben, wobei eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers mit einer der Stirnfläche der Maschine oder der Anlagefläche der Welle korrespondierenden Ebene fluchtet. Das erste Wälzlager ist ferner ausgebildet, die axialen Kräfte in der wenigstens einen Richtung über die Seitenfläche an ein Bauteil in einer korrespondierenden Ebene der anderen Fläche der Stirnfläche und der Anlagefläche der Welle abzugeben. Das zweite Wälzlager ist hierbei auf einer der Seitenfläche des ersten Wälzlagers abgewandten Seite des ersten Wälzlagers angeordnet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kompressor ein erstes Bauteil mit einer Bohrung in einer Stirnfläche des ersten Bauteils, eine Welle, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung parallel zu der Bohrung in diese hinein erstreckt und eine Anlagefläche aufweist, die sich im Wesentlichen in radialer Richtung und im Wesentlichen parallel zu der Stirnfläche des ersten Bauteils erstreckt, und eine Wälzlageranordnung mit einem ersten Wälzlager und einem zweiten Wälzlager, welches in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar benachbart zu dem ersten Wälzlager angeord- net ist. Die Wälzlageranordnung ist hierbei ferner ausgebildet, um über das erste Wälzlager axiale Kräfte in wenigstens einer axialen Richtung, jedoch im Wesentlichen keine radialen Kräfte aufzunehmen. Die Wälzlageranordnung ist ferner ausgebildet, um über das zweite Wälzlager radiale Kräfte, jedoch im Wesentlichen keine axialen Kräfte in der zumindest einen axialen Richtung aufzunehmen und an das erste Bauteil abzugeben. Eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers steht hierbei mit der Stirnfläche oder der Anlagefläche der Welle in Kontakt. Das erste Wälzlager ist dabei ausgebildet, die axialen Kräfte in der wenigstens einen Richtung über die Seitenfläche auf die andere Fläche der Stirnfläche und der Anlage- fläche der Welle zu übertragen. Das zweite Wälzlager ist auf einer der Seitenfläche des ersten Wälzlagers abgewandten Seite des ersten Wälzlagers angeordnet.
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass eine Toleranzkette verkürzt werden kann, indem im Falle einer Lageranordnung mit wenigstens zwei Wälzlagern an das erste Wälzlager, welches die axialen Kräfte in wenigs- tens eine Richtung aufnimmt, so auf der Welle angeordnet wird, dass nur dieses zu der Toleranzkette für die axiale Richtung beiträgt. Im Falle des Kompressors wird dies dadurch erreicht, dass das erste Wälzlager so auf der Welle bzw. an dem ersten Bauteil angeordnet ist, das das erste Wälzlager mit seiner Seitenfläche unmittelbar mit der Stirnfläche des ersten Bauteils oder der Anlagefläche der Welle in Kontakt steht, während die axiale Kraft von der Seitenfläche des ersten Wälzlagers unmittelbar an die andere Fläche an das zugehörige Bauteil, also die Welle oder das erste Bauteil, abgegeben wird.
Auch im Falle des Wälzlagerträgermoduls ist diese Anordnung des ersten Wälzlagers der Wälzlageranordnung so gewählt, dass sich - nach einer Montage - eine entsprechende Anordnung ergibt.
In weiteren Fortbildungen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann dies beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das erste Wälzlager ein Schrägkugellager ist, welches beispielsweise eine Breitentoleranz der Klasse PA4 bzw. PA7 oder feiner aufweist. Das zweite Wälzlager kann beispielsweise durch ein Zylinderrollenlager gebildet sein. Ebenso ist es möglich, bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein oder mehrere weitere Schrägkugellager oder Radikallager vorzusehen, die in der Wälzlageranordnung angeordnet sind und beispielsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Wälzlager vorzufinden sind. Im Falle eines Wälzlagerträgermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann dieses beispielsweise durch Schaffung einer stoffschlüssigen oder einer kraftschlüssigen Verbindung mit der Maschine verbunden werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wälzlagerträgermo- duls;
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kompressors mit einem montierten Wälzlagerträgermodul gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Schraubenkompressors;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer konventionellen Lageranordnung mit einem einzuschleifenden Zwischenring; Fig. 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kompressors mit einem montierten Wälzlagerträgermodul gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung für 2 Wellen;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Wälzlagerträgermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Fest-Lose-Lagerung; und
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kompressors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bevor im Zusammenhang mit den Fig. 1-7 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin- dung und Vergleichskonstruktionen beschrieben und hinsichtlich ihrer Funktionsweise erläutert werden, bietet es sich an, zunächst darauf hinzuweisen, dass im Rahmen der vorliegenden Anmeldung zur Vereinfachung der Beschreibung zusammenfassende Bezugszeichen verwendet werden. Maschinenelemente, Bauteile, Baugruppen und andere Elemente, die mithilfe zusammenfassender Bezugszeichen bezeichnet sind, können hierbei identisch ausgeführt und/oder dimensioniert sein. Hinsichtlich ihrer Dimensionierung und Auslegung können sie jedoch auch in beliebigen, konstruktiv sinnvollen Maßen voneinander abweichen oder unterschiedlich ausgeführt werden. Fig. 1 zeigt ein Wälzlagerträgermodul 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Träger 110 und einer Wälzlageranordnung 120, die ein erstes Wälzlager 130 und ein zweites Wälzlager 140 umfasst. Die Wälzlageranordnung 120 umfasst ferner im Bereich des zweiten Wälzlagers 140 einen Lagertopf 150, der in einer radialen Richtung eine mechanische Verbindung zwischen dem Träger 110 und dem zwei- ten Wälzlager 140 schafft, über die radiale Kräfte von einem Innenring 140a des zweiten Wälzlagers über die Wälzkörper 140n und einen Außenring 140c an den Träger 110 übertragbar sind.
Ein entsprechender Lagertopf fehlt hingegen dem ersten Wälzlager 130. Hierdurch ergibt sich, ausgehend von einer Symmetrielinie 160, die auch eine Mittellinie einer mit dem Wälzlagerträgermodul 100 zu verbindenden Welle darstellt, eine Ausnehmung 170, die sich in axialer Richtung an das erste Wälzlager 130 anschließt, sodass wenigstens 80 % einer Umfangsfläche eines Außenrings 130c des ersten Wälzlagers 130 freiliegt. Je nach konkreter Ausgestaltung eines Wälzlagerträgermoduls 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann so in der Ausnehmung 170 beispielsweise eine Struktur enthalten sein, welche zu Lager- und/oder Montagezwecken eine Fixierung des ersten Wälzlagers 130 in dem Wälzlagerträgermodul 100 ermöglicht. Bei der entsprechenden, nicht in Fig. 1 gezeigten Struktur, kann es sich beispielsweise um eine mehrteilige Kunststoffwabenstruktur handeln, welche - nach dem Aufbringen des Wälzlagerträgermoduls 100 auf eine Welle - aufgrund der mehrteiligen Auslegung leicht entfernbar ist.
In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann diese jedoch auch gegebenenfalls im verbauten Wälzlagerträgermodul 100 verbleiben, sofern sichergestellt ist, dass durch diese im Wesentlichen keine radialen Kräfte auf den Träger 110 übertragen werden können. Dies kann durch eine Materialwahl, zum Beispiel Kunststoff oder durch eine entsprechende geometrische Ausführung erreicht werden, bei der wenigstens 80 % der Umfangsfläche des Außenrings 130 des ersten Wälzlagers 130 freiliegen. Gegebenenfalls kann es auch ratsam sein, einen höheren Anteil, etwa 90 % oder 95 % zu wählen, um den Grad der Kraftübertragung weiter zu reduzieren. Hierdurch wird eine Übertragung radialer Kräfle über einen Innenring 130a, die Wälzkörper 130b und den Außenring 130c des ersten Wälzlagers auf den Träger 110 zumindest so weit reduziert, dass eine entsprechende radiale Kraftübertragung im Wesentlichen nur über das weite Wälzlager 140 erfolgt. Hinsichtlich der Ausrichtung des ersten und des zweiten Wälzlager 130, 140 in axialer Richtung sind diese bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgerichtet, dass eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers 130, die durch eine Seitenfläche des Außenrings 130c des ersten Wälzlagers 130 gebildet wird, mit einer Ebene 180 fluchtet, die auch die Ebene einer Stirnfläche der Maschine darstellt, für die das Wälzlagerträgermodul 100 bestimmt und konzipiert ist. Die Ebene 180 stimmt darüber hinaus bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Ebene der Anlagefläche der Welle der entsprechenden Maschine überein. Allerdings kann in abweichenden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Auseinanderfallen dieser beiden Ebenen konstruktiv gewollt sein. In axialer Richtung schließt sich an eine der zuvor beschriebenen Seitenfläche des ersten Wälzlagers entgegengesetzten Seitenfläche das zweite Wälzlager 140 an. Dieses kann, muss jedoch nicht, unmittelbar mit dem ersten Wälzlager 130 in Kontakt stehen. Ebenso wenig ist es notwendig, dass das zweite Wälzlager 140 unmittelbar in axialer Richtung mit einer Fläche des Trägers 110 in Kontakt steht.
Das Wälzlagerträgermodul 100, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, weist hierbei als erstes Wälzlager 130 ein universell paarbares Schrägkugellager auf, dessen hohe Schulter an seinem Außenring 130c der Ebene 180 zugewandt ist. Entsprechend weist der Innenring 130a keine hohe Schulter an der der Ebene 180 abgewandten Seite auf.
Die Fig. 1 zeigt hierbei ein zerlegbares bzw. nicht selbsthaltendes Schrägkugellager, sodass sowohl der Außenring 130c wie auch der Innenring 130a an der der Seite mit der hohen Schulter gegenüberliegenden Seite gerade keine Schulter aufweisen. Selbstverständlich können bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch Schrägkugellager eingesetzt werden, die nicht zerlegbar sind, also selbsthaltend ausgeführt sind und so an der der Seite mit der hohen Schulter abgewandten Seite eine entsprechend niedrigere Schulter aufweisen. Bei dem Fig. 1 gezeigten Wälzlagerträgermodul 100 ist das zweite Wälzlager 140 als Zylinderrollenwälzlager ausgeführt, bei denen der Außenring 140c Borden aufweist, während der Innenring 140a bordenfrei ausgeführt ist. Hierdurch können die Wälzkörper 140b in axialer Richtung an dem Innenring 140a entlang gleiten, während sie durch die Borden des Außenrings 140c gehalten werden. Hierdurch überträgt das zweite Wälzlager 140 im Wesentlichen nur über den Lagertopf 150 radiale Kräfte, nicht jedoch axiale.
Fig. 2 zeigt einen Kompressor 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei denen das in Fig. 1 gezeigte und dort beschriebene Wälzlagerträgermodul 100 an einer Stirnfläche 210 eines Gehäuses 220 des Kompressors (Gehäusestirnfläche) angebracht ist. Der Kompressor 200 stellt dabei ein Beispiel einer Maschine dar, an der Trägermodule 100 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. Das Wälzlagerträgermodul 100 stimmt mit dem in Fig. 1 gezeigten Wälzlagerträgermodul 100 übereinen, weshalb an dieser Stelle auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigten Wälzlagerträgermodul 100 ist das in Fig. 2 gezeigte jedoch nicht nur mit der Stirnfläche 210 des Kompressors 200 verbunden, sondern die Wälzlageranordnung 120 ist ferner mit einer Welle 230 mechanisch gekoppelt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Innenringe 130a, 140a der beiden Wälzlager 130, 140 durch entsprechende Passungen kraftschlüssig mit der Welle 230 verbunden. Die Welle 230 weist darüber hinaus eine Anlagefläche 240 auf, bei der es sich um eine Wellenschulter handelt. Die Anlagefläche 240 steht hierbei mit dem Innenring 130a des ersten Wälzlagers 130 mechanisch unmittelbar in Kontakt, während eine Seiten- fläche des Außenrings 130c des ersten Wälzlagers 130 eine in Fig. 2 nach links gerichtete axiale Kraft der Welle 230 über die Kugel 130b über die hohe Schulter des Außenrings 130c direkt an die Stirnfläche 210 des Gehäuses 220 überträgt. Um eine direkte Übertragung der nach links in Fig. 2 gerichteten Kraft in axialer Richtung auf die Stirnfläche 210 durch den Innenring 130a zu vermeiden, weist das Gehäuse 220 im Bereich der Stirnfläche eine zusätzliche Ausdrehung oder Ausnehmung 250 auf.
Der Vollständigkeit halber bietet es sich an dieser Stelle an darauf hinzuweisen, dass bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel die Ebenen, die durch Stirnfläche 210 und die Anlagefläche 240 der Welle 230 definiert werden, fluchten. Dies ist jedoch keine Voraus- setzung. Es kann gegebenenfalls sogar in einzelnen Fällen ratsam sein, diese Ebenen gegeneinander zu versetzen.
Die Welle 230 ist hierbei Teil eines Rotors 260 und erstreckt sich durch eine Bohrung 270 des Gehäuses über die Stirnfläche 210 des Gehäuses 220 hinweg. Der Rotor 260 weist hierbei eine Rotorstirnfläche 280 auf, die einer Gehäusestirnfläche 290 unmittelbar gegenüberliegt und einen Stirnspalt 300 zwischen diesen bildet. Mithilfe der durch das Wälzlagerträgermodul 100 gebildeten Lageranordnung für Schraubenkompressoren ist es nun möglich, den Stirnspalt 300 zwischen Rotor 260 und Gehäuse 220 des Kompressors 200 mit einer gewünschten Genauigkeit einzustellen. Dies erfolgt durch eine Verkürzung der für die Einstellung des druckseitigen Sternspalts 300 verantwortlichen Toleranzgrenze 310, die bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel drei Komponenten 310-1, 310-2 und 310-3 aufweist. Da der Stirnspalt 300 wesentlich für die Effizienz des Kompressors 200 ist, können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit schaffen, den Montage- prozess zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten, wie nachfolgend ausgeführt werden wird.
Die erste Komponente 310-1 der Toleranzkette 310 ergibt sich durch den Abstand zwischen der Gehäusestirnseite 290 im Inneren des Gehäuses 220 und der Stirnfläche 210, an die das Wälzlagerträgermodul 100 befestigt wird. Die zweite Komponente 310-2 ergibt sich durch die durch das erste Lager 130 vermittelte Lagerung der Welle 230, ist also stark von der Breitentoleranz des ersten Wälzlagers 130 bzw. der Toleranz des Außenrings 130c und des Innenrings 130a des ersten Wälzlagers 130 abhängig. Die dritte Komponente 310- 3 der Toleranzkette 310 ist dann im Wesentlichen durch die Toleranz des Abstandes von der Anlagefläche 240 zu der Rotorstirnfläche 280 gegeben.
Dadurch, dass das erste Wälzlager 130 einen unmittelbaren Kraftschluss zwischen der Stirnfläche 210 und der Anlagefläche 240 der Welle 230 ermöglicht, kann so im Vergleich zu bisherigen konventionellen Lösungen die Toleranzkette 310 erheblich verkürzt werden, sodass entweder eine geringere Toleranz erzielbar ist oder der Montageprozess vereinfacht werden kann. Selbstverständlich können auch Kompromisslösungen implementiert werden. In der hier beschriebenen Lösung werden ein oder mehrere universell paarbare Schrägkugellager 130 axial an der Kompressorgehäusestirnseite 210 zur Anlage gebracht und radial in dem Trägermodule 100 gefasst. Die universell paarbaren Schrägkugellager 130 sind bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen deshalb gewählt worden, da diese mit definierten, engen Breitentoleranzen versehen werden können, sodass sie eine exaktere Einstellung des Stirnspalts 300 erlauben. So können beispielsweise Schrägkugellager mit einer Breitentoleranz der Klasse PA4 bzw. PA7 oder feiner bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Je nach konkreter Anwendung kann es darüber hinaus ratsam sein, bessere oder feinere Klassen hinsichtlich der Breitentoleranz, also beispielsweise die Klassen PA9A bzw. P9, einzusetzen. Andere Lagertypen als die hier gezeigten Schrägkugellager besitzen häufig gröbere Breitentoleranzen, sodass sie hier bei der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nicht gezeigt werden. Grundsätzlich sind sie jedoch ebenfalls einsetzbar, sofern sie mit entsprechenden Breitentoleranzen gefertigt oder bezogen werden können.
Wie Fig.2 zeigt, kann das Modul 100 als Einheit mit samt seinen Lagern 130, 140 montiert und befestigt werden. Wie im Zusammenhang mit Fig. 6 noch näher ausgeführt werden wird, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, abhängig von der Belastung in dem Trägermodule 100 zusätzlich noch weitere Lager einzubringen.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Kompressors 200 bzw. eines Wälzlagerträgermoduls 100 kommt ohne den Einsatz von einzuschleifenden Zwischenringen aus, wie dies im Folgenden noch im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wird. Unabhängig davon umfasst der Kompressor 200 im Rahmen des Trägermoduls 100 einen Sicherungs- ring 320, der an einer Seitenfläche des Innenrings 140a des zweiten Wälzlagers 140 an der dem ersten Wälzlager 130 abgewandten Seite mit der Welle 230 verbunden ist. Bei diesem Ring 320 kann es sich beispielsweise um eine Wellenmutter, einen verklebten Ring oder auch einen Sprengring handeln, der zur Halterung und/oder Sicherung der Lageranordnung verwendet werden kann. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Ring 320 beispielsweise zur Sicherung des Innenrings 140a des zweiten Wälzlagers 140 dienen.
Das Wälzlagerträgermodul 100 ist bei dem in Fig. 2 gezeigten Kompressor 200 kraftschlüssig oder stoffschlüssig auf der Stirnseite 210 des Gehäuses 220 verbunden. Eine kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine geeignete Klemmung des Wälzlagerträgermoduls 100 geschaffen werden. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Verklebung, Verlöten oder Verschweißen geschaffen werden.
Wie Fig. 2 dies gezeigt hat, ist es bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung möglich, die Toleranzkette 310 zu verkürzen, die sich durch eine Ausrichtung der Anlagefläche 240 der Welle 230 und der Stirnfläche 210 ergibt.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Kompressors 400 mit einer konventionellen Lageranordnung, die zwei einzuschleifende Zwischenringe umfasst. Der Kompressor 400 umfasst hierbei zwei mechanisch zwangsgekoppelte Schraubenwellen 410, 420, von denen die Schraubenwelle 410 über ein Gehäuse 430 des Kompressors 400 hinausragt und von einer externen Kraftquelle antreibbar ist. Die Schraubenwelle 410 ist hierbei durch eine Fest-Lose-Lageranordnung in dem Gehäuse 430 gelagert. So ist die Schraubenwelle 410 antrieb sseitig über ein Loslager 440 in der Form eines Zylinderrollenlagers mit Borden am Außenring, ohne jedoch Borden am Innenring aufzuweisen, ausgeführt. Die Schraubenwelle 410 ist an der der Antriebsseite abgewandten Seite über eine Festlageranordnung 450 in dem Gehäuse 430 gelagert. Die Wälzlageranordnung 450 umfasst hierbei einen Zwischenring 460, an den sich ein Zylinderrollenlager 470 anschließt, welches ausschließlich am Außenring Borden aufweist, sodass dieses radiale Kräfte der Schraubenwelle 410 auf das Gehäuse 430 überträgt. Auf der dem Zwischenring 460 abgewandten Seite schließt sich an das Zylinderrollenlager 470 ein Vierpunktlager 480 an, welches eine Hinterdrehung des Gehäuses 430 aufweist, sodass ausschließlich axiale Kräfte über den Außenring des Vierpunktlagers 480 bzw. über beide Außenringe des Vierpunktlagers 480 und das Zylinderrollenlager 470 auf das Gehäuse 430 übertragen werden.
Auch die zweite Schraubenwelle 420 ist mit einer entsprechenden Fest-Lose-Lagerung im Gehäuse 430 gelagert. So weist auch der Kompressor 400 auf der Antriebsseite für die zweite Schraubenwelle 420 ein Loslager 490 in Form eines Zylinderrollenlagers auf, welches ausschließlich am Außenring Borden umfasst. Parallel zu der Festlageranordnung 450 weist der Kompressor ebenfalls eine Festlageranordnung 500 für die zweite Schraubenwelle 420 auf der der Antriebsseite abgewandten Seite auf, die ebenfalls einen einzuschleifenden Zwischenring 510, ein Zylinderrollenlager 520 und ein Vierpunktlager 530 enthält. Diese sind dem Zwischenring 460, dem Zylinderrollenlager 470 und dem Vierpunktlager 480 entsprechend aufgebaut und angeordnet. Die für die Aufnahme der radialen Kräfte zuständige Zylinderrollenlager 470, 520 (Radiallager) sitzen bisher auf der dem Gehäuse zugewandten Seite der Rotorwellen 410, 420, sodass damit seine Innen- und Außenringe Teil der Toleranzkette der axial zu positionie- renden Bauteile ist. Die Einstellung der axialen Position erfolgt hierbei erst nach einem Probeeinbau und einer entsprechenden Vermessung. Hierbei wird ein Bauteil der Toleranzkette, also beispielsweise eine Hülse oder einer der beiden Zwischenringe 460, 510, nach der ersten Probemontage der Druckstufe des Kompressors 400 und dem Ausmessen des Stirnspalts zur Einstellung und dem Ausgleich der sich ergebenden Toleranzen auf das erforderliche Maß geschliffen, bevor dann der Kompressor 400 endgültig ein zweites Mal montiert wird.
Dieser aufwändige doppelte Montageprozess mit Messung des Stirnspalts und Einstellung durch Einschieifen eines Zwischenrings 460, 510 bei der bisherigen, konventionellen Lösung kann bei Verwendung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls eingespart werden. Durch den Einsatz eines Kompressors 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung oder eines Wälzlagerträgermoduls 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist so eine schnellere und kostengünstigere Montage in einem Schritt möglich, da gegebenenfalls eine Messung des Stirnspalts und eine anschließende Einstellung desselben durch Einschieifen eines Zwischenrings entfallen können.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel einer konventionellen Lageranordnung 600 mit einem einzuschleifenden Zwischenring 610. Auf einer Welle 620 ist auf der dem Rotor zuge- wandten Seite zunächst ein Zylinderrollenlager 630 angeordnet, welches die radialen Kräfte von der Welle 620 auf die Lageranordnung 600 überträgt. Das Zylinderrollenlager 630 weist wiederum lediglich an seinem Außenring Borden auf, sodass das Zylinderrollenlager 620 grundsätzlich keine axialen Kräfte aufnimmt. An das Zylinderrollenlager 630 schließen sich unmittelbar auf der dem Rotor abgewandten Seite zwei Schrägkugellager 640-1, 640-2 an, bei denen jeweils die Außenringe auf der dem Rotor zugewandten Seite hohe Schultern aufweisen, während ihre Innenringe an der gegenüberliegenden Seite, also an der einem Wellenende zugewandten Seite entsprechende, hohe Schultern aufweisen. Hierdurch kann die Lageranordnung 600 Axialkräfte in Richtung des Motors über die beiden Schrägkugellager 640-1, 640-2 und den Außenring des Zylinderrollenlagers 630 an die Lageran- ordnung bzw. das Gehäuse des Kompressors abführen. Beide Schrägkugellager 640 sind jeweils hinterdreht, sodass radiale Kräfte im Wesentlichen nicht übertragen werden.
An das Schrägkugellager 640-2 schließt sich der bereits zuvor erwähnte Zwischenring 610 an, der zwischen dem Innenring des Schrägkugellagers 640-2 und einem Innenring eines Kugellagers 650 angeordnet ist. Die sich so ergebende Anordnung des Zylinderrollenlagers 630, der beiden Schrägkugellager 640 und des Kugellagers 650 ist über eine Wellenmutter 660 und eine Schraube 670 mit der Welle 620 verbunden. Der Außenring des Kugellagers 650 steht über eine Seitenfläche mit einer Fläche 680 der Lageranordnung 600 so in Kontakt, dass das Kugellager 650 über diese Fläche 680 axiale Kräfte in Richtung des Wellenendes auf die Lageranordnung 600 und damit das Gehäuse des Kompressors übertragen kann. Auch das Kugellager 650 ist zur Vermeidung einer Kraftübertragung in Radialerrichtungsgehäuse seitlich hinterdreht.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kompressors 200 mit einem Wälzlagerträger 100, der sich von dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich darin unterscheidet, dass bei diesem über das Wälzlagerträgermodul 100 nicht nur eine einzelne Welle 230 (wie in Fig. 2), sondern vielmehr 2 Wellen 230, 230' gelagert werden. Zu die- sem Zweck weist das Wälzlagerträgermodul 100 neben der bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Wälzlageranordnung 120 mit dem ersten Wälzlager 130 und dem zweiten Wälzlager 140 für die erste Welle 230 eine zweite Wälzlageranordnung 120' mit einem entsprechenden ersten Wälzlager 130' und einem entsprechenden zweiten Wälzlager 140' auf.
Die Bauteile der zweiten Wälzlageranordnung 120' entsprechenden denen der Wälzlageranordnung 120. Ebenso entsprechen die konstruktiven Ausgestaltungen der Welle 230' hinsichtlich der Anlagefläche 240' denen der ersten Welle 230. Das erste Wälzlager 130' der zweiten Wälzlageranordnung 120' steht mit der Anlagefläche 240' der Welle 230' in Kontakt, während der Außenring des ersten Wälzlagers 130' mit einer Seitenfläche axial auftretende Kräfte in Richtung des Motors 260' auf die gemeinsame Stirnfläche 210 des Gehäuses 220 überträgt. Ebenfalls weist die zweite Wälzlageranordnung 120' wiederum einen Lagertopf 150' auf, über den das zweite Wälzlager 140', das wiederum als Zylinder- rollenlager ausgeführt ist, radiale Kräfte von der zweiten Welle 230' auf den Träger 110 überträgt.
Wie bereits zu Beginn der Beschreibung erläutert wurde, besteht nicht die Notwendigkeit, die einzelnen Lager identisch oder gleichartig auszuführen. So können beispielsweise nicht nur die ersten bzw. zweiten Lager der beiden Wälzlageranordnung 120, 120' unterschiedlich ausgeführt werden, sondern auch hinsichtlich der weiteren konstruktiven Merkmale können diese entsprechend den tatsächlichen Bedingungen angepasst werden. Angedeutet ist dies in Fig. 5 beispielsweise im Bereich des Lagertopfs 150', der deutlich größer darge- stellt ist als der Lagertopf 150 der ersten Wälzlageranordnung 120. Selbstverständlich können sich die beiden Wälzlageranordnungen 120, 120' auch hinsichtlich anderer konstruktiver Merkmale unterscheiden. So ist es bei Weitem nicht notwendig, dass die Ausrichtung der Anlageflächen 140, 140' im Verhältnis der oder den Stirnflächen 210 für beide Wälzlageranordnungen 120, 120' übereinstimmen. So kann es beispielsweise von Vorteil sein, wenn die Ebenen der Anlageflächen 140, 140' für eine Wälzlageranordnung mit der Ebene der Stirnfläche 210 zusammenfallen, während für die andere Anlagefläche eine abweichende, parallel verschobene Ebene und damit Anlagefläche verwendet wird. Anders ausgedrückt kann es ratsam sein, nicht nur fluchtende Ebenen, sondern gegebenenfalls unterschiedlich stark parallel versetzte Ebenen für eine oder mehrere Stirnflächen 210 und die eine oder mehrere Anlageflächen 240 zu verwenden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann sowohl ein Kompressor 200 wie auch ein Wälzlagerträgermodul 100 eine zweite Wälzlageranordnung mit einem weiteren ersten Wälzlager und einem weiteren zweiten Wälzlager aufweisen, wel- ches in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar benachbart zu dem ersten weiteren Wälzlager angeordnet ist. Die zweite Wälzlageranordnung ist dann ausgebildet, um über das erste weitere Wälzlager axiale Kräfte in wenigstens einer axialen Richtung, jedoch im Wesentlichen keine radialen Kräfte zu übertragen, wobei die zweite Wälzlageranordnung ferner ausgebildet ist, um über das zweite weitere Wälzlager Radialkräfte, jedoch im We- sentlichen keine axialen Kräfte in der zumindest einen axialen Richtung aufzunehmen und an den Träger abzugeben. Hierbei kann eine Seitenfläche des weiteren ersten Wälzlagers mit einer zu der Stirnfläche der Maschine bzw. Kompressor oder einer weiteren Anlageflä- che einer weiteren Welle aus korrespondierenden Ebenen fluchten bzw. mit dieser in Kontakt stehen, während das erste weitere Wälzlager ausgebildet ist, axialen Kräfte in der wenigstens einen Richtung über die Stirnfläche an ein Bauteil in einer weiteren korrespondierenden Ebene der anderen Fläche der Stirnfläche und der weiteren Anlagefläche der weiteren Welle abzugeben, wobei das zweite weitere Wälzlager auf einer der Seitenfläche des ersten weiteren wälzlagerabgewandten Seite des ersten weiteren Wälzlager angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wälzlagerträgermoduls 100, das dem aus Fig. 1 sehr ähnlich ist. So verfügt auch das Wälzlagerträgermodul 100 über einen Träger 110 und eine Wälzlageranordnung 120 mit einem ersten Wälzlager 130, einem zweiten Wälzlager 140 und einem Lagertopf 150, wie dies bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschrieben wurde.
Das Wälzlagerträgermodul 100 aus Fig. 6 unterscheidet sich jedoch von dem aus Fig. 1 hinsichtlich zweier Aspekte. So weist das Wälzlagerträgermodul 100 aus Fig. 6 ein weite- res Schrägkugellager 700 auf, welches zwischen dem ersten Wälzlager 130 und dem zweiten Wälzlager 140 angeordnet ist. In diesem Fall sind also das erste und das zweite Wälzlager 130, 140 nicht mehr unmittelbar, sondern mittelbar über das weitere Schrägkugellager 700 benachbart. Bei weiteren Ausführungsbeispielen eines Wälzlagerträgermoduls 100 kann dieses weitere Schrägkugellager 700 auch durch ein anderes Radiallager, also bei- spielsweise ein Kugellager, ein Vierpunktlager, ein Schulterkugellager, ein Pendelkugellager oder anderes Wälzlager ersetzt werden. Es ist auch möglich, anstelle eines einzelnen Lagers mehr als ein Wälzlager, gegebenenfalls unterschiedlicher Bauarten an dieser Stelle einzusetzen. Es ist ebenfalls möglich, beispielsweise ein zweites Zylinderrollenlager oder ein anderes Wälzlager anstelle des weiteren Schrägkugellager 700 zu verwenden, das im Wesentlichen ausgebildet ist, um über einen Lagertopf oder eine andere mechanisch stabile Verbindung Kräfte an den Träger 110 in axialer Richtung abzuführen.
Darüber hinaus unterscheidet sich das in Fig. 6 gezeigte Wälzlagerträgermodul 100 ferner von dem in Fig. 1 gezeigten dadurch, dass dieses eine weitere Wälzlageranordnung 710 mit einem dritten Wälzlager 720 aufweist, wobei die weitere Wälzlageranordnung 710 ausgebildet ist, um axiale Kräfte in der anderen axialen Richtung, also der entgegengesetzten Richtung aufzunehmen und an den Träger 110 abzugeben. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich so bei dem dritten Wälzlager 720 um ein Schrägkugellager, welches spiegelsymmetrisch zu dem ersten Wälzlager 130 derart eingebaut ist, dass dieses mit einer Seitenfläche mit dem Träger 110 in Kontakt steht. Wird nun von einer in Fig. 6 nicht gezeigte Welle über den inneren Ring des dritten Wälzlagers 720 eine Axialkraft nach rechts ausgeübt, wird diese über die spiegelbildlich angeordneten hohen Schultern des Innen- und Außenrings des dritten Wälzlagers unmittelbar auf den Träger 110 übertragen.
Durch den Einsatz einer weiteren Wälzlageranordnung 710 mit dem dritten Wälzlager 720 ist es so möglich, auch eine Fest-Lose-Lagerung mithilfe von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung zu implementieren, während die bisher gezeigte Wälzlagerträger- module für eine schwimmende Lagerung bzw. gegebenenfalls einen vorgespannten Einbau mit einer entsprechend gespiegelten zweiten Lagerung am anderen Ende der Welle ausgelegt waren.
Selbstverständlich kann die weitere Wälzlageranordnung durch ein viertes Wälzlager 730 ergänzt werden, das, ähnlich zu dem zweiten Wälzlager 140, ausgebildet ist, um im Wesentlichen radiale Kräfte an den Träger 110 zu übertragen, nicht jedoch axiale Kräfte. So kann beispielsweise das dritte Wälzlager 720 um ein Zylinderrollenlager als viertes Wälzlager 730 derart ergänzt werden, dass dieses sich unmittelbar oder auch mittelbar an das dritte Wälzlager anschließt. Hierbei bildet sich zwischen der weiteren Wälzlageranordnung 710 und der Wälzlageranordnung 120 ein freier Bereich derart, dass wenigstens eine Seitenfläche der weiteren Wälzlageranordnung zwei liegt. Diese Seitenfläche der Wälzlageranordnung liegt der Seitenfläche der weiteren Wälzlageranordnung 710 gegenüber, die mit dem Träger 110 in Kontakt steht bzw. auf diesen Kräfte ausgeübt. Fig. 7 zeigt einen weiteren Kompressor 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der sich von dem in Fig. 2 gezeigten Kompressor lediglich darin unterscheidet, dass bei dem in Fig. 7 gezeigten Kompressor kein Wälzlagerträgermodul 100 zum Einsatz kommt, sondern vielmehr das erste und zweite Wälzlager 130, 140 direkt in eine entsprechende Bohrung in das Gehäuse 220 des Kompressors 200 eingebracht sind. Als Folge ergibt sich die Stirnfläche 210 im Bereich der Bohrung, in die die Wälzlageranordnung 120 eingebracht wird. Nach der Montage der Wälzlageranordnung 120 kann so bei einem Ausführungsbeispiel des in Fig. 7 gezeigten Kompressors 200 die entsprechende Bohrung 800 durch einen Deckel 810 verschlossen werden. Darüber hinaus kann die Anlagefläche der Welle nicht nur über eine Wellenschulter gebildet werden, wie dies im Bereich der vorliegenden Anmeldung bisher beschrieben wurde, sondern ebenfalls durch andere Methoden gebildet werden. Es ist beispielsweise möglich, durch Einbringen eines Bundes oder eines anderen Vorsprungs mit definierter Geometrie eine entsprechende Anlagefläche zu schaffen.
Da sich die Ausführungsbeispiele der Kompressoren 200 aus den Figuren 2 und 7 nicht unterscheiden, wird auf die Beschreibung des Kompressors 200 oben verwiesen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nicht nur auf Kompressoren und Schraubenkompressoren beschränkt, sondern an vielen Stellen auch auf anderen Maschinen anwendbar, bei denen Axiallager und entsprechende Anlageflächen möglichst exakt zu positionieren sind. Neben Maschinen im Kompressorenbereich und im Bereich der Förderung anderer Flüssigkeiten und Gase können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung daher auch in anderen Bereichen des Maschinenbaus zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste
100 Wälzlagerträgermodul 110 Träger
120 Wälzlageranordnung 130 erstes Wälzlager 130a Innenring
13 Ob Wälzkörper
130c Außenring
140 zweites Wälzlager 140a Innenring
140b Wälzkörper
140c Außenring
150 Lagertopf
160 Symmetrielinie 170 Ausnehmung
180 Ebene
200 Kompressor
210 Stirnfläche
220 Gehäuse
230 Welle
240 Anlagefläche
250 Ausdrehung
260 Rotor
270 Bohrung
280 Rotorstirnfläche
290 Gehäusestirnfläche
300 Stirnspalt
310 Toleranzkette
320 Ring 400 Kompressor
410 Schraubenwelle
420 Schraubenwelle
430 Gehäuse
440 Loslager
450 Festlageranordnung
460 Zwischenring
470 Zylinderrollenlager
480 Vierpunktlager
490 Loslager
500 Festlageranordnung
510 Zwischenring
520 Zylinderrollenlager
530 Vierpunktlager
600 Lageranordnung
610 Zwischenring
620 Welle
630 Zylinderrollenlager
640 Schrägkugellager
650 Kugellager
660 Wellenmutter
670 Schraube
680 Fläche
700 weiteres Schrägkugellager
710 weitere Wälzlageranordnung
720 dritte Wälzlager
730 viertes Wälzlager
800 Bohrung
810 Deckel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Wälzlagerträgermodul und Kompressor
1. Wälzlagerträgermodul (100) für eine Maschine (200),
mit folgenden Merkmalen: einem Träger (110) zur Montage an der Maschine (200), wobei die Maschine eine Stirnfläche (210) mit einer Bohrung (270) aufweist, in die sich in axialer Richtung eine Welle (230) mit einer sich in radialer Richtung erstreckenden Anlagefläche (240) wenigstens teilweise hinein erstreckt, wobei sich die Stirnfläche und die Anlagefläche im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken; einer Wälzlageranordnung (120) mit einem ersten Wälzlager (130) und einem zweiten Wälzlager (140), das in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar benachbart zu dem ersten Wälzlager (130) angeordnet ist, wobei die Wälzlageranordnung (120) ausgebildet ist, um über das erste Wälzlager (130) axiale Kräfte in wenigstens einer axialen Richtung, jedoch im Wesentlichen keine radialen Kräfte zu übertragen; wobei die Wälzlageranordnung (120) ferner ausgebildet ist, um über das zweite Wälzlager (140) radiale Kräfte, jedoch im Wesentlichen keine axialen Kräfte in der zumindest einen axialen Richtung aufzunehmen und an den Träger (110) abzugeben; wobei eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers mit einer zu der Stirnfläche der Maschine oder der Anlagefläche der Welle korrespondierenden Ebene (180) fluchtet; wobei das erste Wälzlager (130) ausgebildet ist, die axialen Kräfte in der wenigstens einen Richtung über die Seitenfläche an ein Bauteil in einer korrespondierenden Ebene der anderen Fläche der Stirnfläche (210) und der Anlagefläche (240) der Welle abzugeben; und wobei das zweite Wälzlager (140) auf einer der Seitenfläche des ersten Wälzlagers (130) abgewandten Seite des ersten Wälzlagers (130) angeordnet ist.
2. Wälzlagerträgermodul (100) nach Anspruch 1, bei dem das erste Wälzlager (130) ein Schrägkugellager ist.
3. Wälzlagerträgermodul (100) nach Anspruch 2, bei dem das erste Wälzlager (130) eine Breitentoleranz der Klasse P4A bzw. PA 7 oder feiner aufweist.
4. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Wälzlagerträgermodul (100) wenigstens eine Ausnehmung aufweist, die sich in radialer Richtung an das erste Wälzlager (130) anschließt, sodass wenigstens 80 % einer Umfangsfläche eines Außenrings (130c) des ersten Wälzlagers (130) freiliegt.
5. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zweite Wälzlager (140) ein Zylinderrollenlager ist.
6. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wälzlageranordnung (120) ein weiteres Schrägkugellager oder Radiallager (700) aufweist, das vorzugsweise zwischen dem ersten (130) und dem zweiten Wälzlager (140) angeordnet ist.
7. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner eine weitere Wälzlageranordnung (710) aufweist, die ein drittes Wälzlager (720) um- fasst, wobei die weitere Wälzlageranordnung (710) ausgebildet ist, axiale Kräfte in einer der wenigstens einen axialen Richtung entgegengesetzten Richtung aufnehmen und über eine erste Seitenfläche der weiteren Wälzlageranordnung (710) auf den Träger (110) auszuüben, wobei eine zweite Seitenfläche der weiteren Wälzlageranordnung (710) freiliegt, wobei die zweite Seitenfläche der weiteren Wälzlageranord- nung (710) der ersten Seitenfläche der weiteren Wälzlageranordnung (710) und der Seitenfläche des Wälzlageranordnung gegenüber liegt, und wobei die weitere Wälzlageranordnung (710) bezogen auf eine Mittellinie des ersten Wälzlagers (130) in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar benachbart zu der Wälzlageranordnung (120) angeordnet ist.
8. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (110) ausgebildet ist, mit einem Gehäuse (220) der Maschine (200) kraftschlüssig oder stoffschlüssig verbindbar zu sein.
9. Wälzlagerträgermodul (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Maschine (200) ein Kompressor, vorzugsweise ein Schraubenkompressor ist.
10. Kompressor (200) mit folgenden Merkmalen: einem ersten Bauteil (220) mit einer Bohrung (270) in einer Stirnfläche (210) des ersten Bauteils (220); einer Welle (230), die sich im Wesentlichen in axialer Richtung parallel zu der Boh- rung (270) in diese hinein erstreckt und eine Anlagefläche (240) aufweist, die sich im
Wesentlichen in radialer Richtung und im Wesentlichen parallel erstreckt; einer Wälzlageranordnung (120) mit einem ersten Wälzlager (130) und einem zweiten Wälzlager (140), das in axialer Richtung mittelbar oder unmittelbar benachbart zu dem ersten Wälzlager (120) angeordnet ist, wobei die Wälzlageranordnung (120) ausgebildet ist, um über das erste Wälzlager (130) axiale Kräfte in wenigstens einer axialen Richtung, jedoch im Wesentlichen keine radialen Kräfte aufzunehmen; wobei die Wälzlageranordnung (120) ferner ausgebildet ist, um über das zweite Wälzlager (140) radiale Kräfte, jedoch im Wesentlichen keine axialen Kräfte in der zumindest einen axialen Richtung aufzunehmen und an das erste Bauteil (220) abzugeben; wobei eine Seitenfläche des ersten Wälzlagers (130) mit der Stirnfläche (210) oder der Anlagefläche (240) der Welle (230) in Kontakt steht; wobei das erste Wälzlager (120) ausgebildet ist, die axialen Kräfte in der wenigstens einen Richtung über die Seitenfläche auf die andere Fläche der Stirnfläche (210) und der Anlagefläche (240) der Welle (230) zu übertragen; und wobei das zweite Wälzlager (140) auf einer der Seitenfläche des ersten Wälzlagers (130) abgewandten Seite des ersten Wälzlagers (130) angeordnet ist.
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