WO2012022603A1 - Bearing, specifically for use under water - Google Patents

Bearing, specifically for use under water Download PDF

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WO2012022603A1
WO2012022603A1 PCT/EP2011/063184 EP2011063184W WO2012022603A1 WO 2012022603 A1 WO2012022603 A1 WO 2012022603A1 EP 2011063184 W EP2011063184 W EP 2011063184W WO 2012022603 A1 WO2012022603 A1 WO 2012022603A1
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pressure compensation
compensation element
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PCT/EP2011/063184
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Wolfgang Braun
Sergej Schwarz
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the diaphragm of the pressure compensation element is during assembly, prior to lowering the bearing in the depth, under a mechanical tension, outwardly arched before, while in the intended depth, the membrane is relaxed and lying substantially flat. Pressure fluctuations in the intended depth can better compensate for such a relaxed membrane, as in the case of a constantly elastically tensioned membrane.
  • the membrane 10 is formed as a substantially flat, thin disc, at the edge of a support ring is fixed, wherein the support ring is fixed to the wall of the bore 7.
  • the carrier ring has an external thread which is screwed into an internal thread attached to the wall of the bore 7.
  • the thin disc of the substantially planar diaphragm 10 is disposed in the bore 7 such that the bore 7 extends substantially perpendicular to the plane of the diaphragm.

Abstract

The invention relates to a bearing, in particular for use in a liquid environment, specifically for use under water, comprising a bearing chamber (6) joined between a seal (4, 5) and a bearing ring (1, 2), and a bore (7) with a elastic pressure compensation element (8) closing the bore (7). The aim of the invention is to provide an essentially compact pressure compensation element for a bearing provided in particular for operating in a liquid environment, said aim being achieved such that the bearing chamber (6; 26) is filled with a liquid (9) and the pressure compensation element (8; 28) is impermeable to the liquid (9) of the bearing chamber (6; 26) and to the material of the environment of the bearing.

Description

Bezeichnung der Erfindung  Name of the invention
Lager, speziell zur Verwendung unter Wasser Bearings specially designed for use underwater
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Lager nach Anspruch 1 , insbesondere ein Lager zur Verwendung in einer flüssigen Umgebung, speziell zur Verwendung unter Wasser. The invention relates to a bearing according to claim 1, in particular a bearing for use in a liquid environment, especially for use under water.
Aus dem Stand der Technik sind Lager bekannt, die unter Wasser, insbe- sondere in einer beträchtlichen Tiefe von ca. 100 Metern unter dem Meeresspiegel, eingesetzt werden. In derartigen Tiefen spielt der hydrostatische Druck der flüssigen Umgebung des Lagers eine bedeutende Rolle insbesondere im Hinblick auf die Dichtung, die erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. From the prior art bearings are known which are used under water, in particular at a considerable depth of about 100 meters below sea level. At such depths, the hydrostatic pressure of the liquid environment of the bearing plays an important role, especially with regard to the seal, which is subject to considerable mechanical stress.
Die Erfindung wird im folgenden für den Fall näher erläutert, dass die flüssige Umgebung des Lagers Wasser ist, insbesondere Meereswasser in einer Tiefe von ca. 100 Metern. Es versteht sich, dass die Erfindung sinngemäß auf andere flüssige Umgebungen, insbesondere andere Flüssigkeiten als Meerwasser bzw. andere statische Drücke zu übertragen ist. The invention is explained in more detail in the following for the case that the liquid environment of the camp is water, in particular seawater at a depth of about 100 meters. It is understood that the invention is to be transferred to other liquid environments, in particular liquids other than seawater or other static pressures.
Um ein Eindringen von Wasser in das Lager zu vermeiden, wird die Dichtlippe der Dichtung unter einer hohen mechanischen Spannung gegen die gelagerte Welle bzw. einen der beiden Lagerringe gedrückt gehalten. Beim Betrieb des Lagers treten dann hohe mechanische Reibverluste an der Dichtlippe auf, so dass die Dichtung kurzfristig versagt. Für hohe Drücke ausgelegte Spezialdichtungen, die mehrere Kammern umfassen, in denen jeweils ein Zwischendruck eingestellt wird, sind aufwendig und nehmen einen hohen Bauraum ein. Weiter versagen die Kammern bei längerem Betrieb nach und nach. In order to prevent ingress of water into the bearing, the sealing lip of the seal is kept pressed under a high mechanical stress against the mounted shaft or one of the two bearing rings. During operation of the bearing then occur high mechanical friction losses on the sealing lip, so that the seal fails at short notice. Special seals designed for high pressures, which comprise several chambers, in each of which an intermediate pressure is set, are complex and require a large amount of space. Furthermore, the chambers gradually fail during prolonged operation.
Die Möglichkeit, auf eine Dichtung zu verzichten und das Lager mit dem Wasser selbst zu fluten, stößt auf Schwierigkeiten, weil das in das Lager eingedrungene Wasser gefiltert werden muss und als Schmiermittel des Lagers nur wenig geeignet ist. The ability to dispense with a seal and flood the bearing with the water itself, encounters difficulties because the water has penetrated into the bearing to be filtered and is not very suitable as a lubricant of the bearing.
Aus dem Stand der Technik ist grundsätzlich bekannt, einen Druckausgleich zwischen einem Lagerinneren und einer Lagerumgebung vorzusehen, so dass die Dichtung des Lagers entlastet und die Lebensdauer der Dichtung verlängert wird. From the prior art, it is generally known to provide a pressure balance between a bearing interior and a storage environment, so that the seal of the bearing relieved and the life of the seal is extended.
DE 10 2007 038 604 A1 beschreibt ein Lager mit zwei Lagerringen und einer Dichtung, wobei die beiden Lagerringe und die Dichtung einen Lagerraum ausbilden. Um einen Druckausgleich zwischen dem Lagerraum und einer Lagerumgebung zu ermöglichen, ist ein Druckausgleichselement vorgese- hen, das über eine Leitung in einer Bohrung in einem der beiden Lagerringe außerhalb der Bohrung angeordnet ist. Das Druckausgleichselement um- fasst eine Rollmembran, die an einem Ende eines Trägerelementes angeordnet ist, das in die Leitung übergeht. Der Lagerraum ist mit Luft gefüllt, und das Lager wird mit Luft als Umgebungsmedium betrieben. Die Roll- membran ist luftundurchlässig, jedoch durchlässig für Wasserdampf, der aus dem Lagerraum in die Lagerumgebung entweichen kann. Die Rollmembran dehnt sich aus, wenn sich die Temperatur des Lagerraums gegenüber der Temperatur der Umgebung des Lagers erhöht. Dabei nimmt die Rollmembran einen erheblichen Platz außerhalb der Lagerringe in Anspruch. DE 10 2007 038 604 A1 describes a bearing with two bearing rings and a seal, wherein the two bearing rings and the seal form a storage space. To allow pressure equalization between the storage room and a storage environment, a pressure compensation element is provided, which is arranged via a line in a bore in one of the two bearing rings outside the bore. The pressure compensation element comprises a rolling diaphragm which is arranged at one end of a carrier element, which merges into the line. The storage room is filled with air, and the warehouse is operated with air as ambient medium. The rolling diaphragm is impermeable to air, but permeable to water vapor, which can escape from the storage room to the storage environment. The rolling diaphragm expands as the temperature of the storage room increases relative to the temperature of the environment of the bearing. The rolling diaphragm takes up a considerable space outside of the bearing rings.
DE 202 13 600 U1 beschreibt ein Lager mit zwei Lagerringen und einer Dichtung, die einen Lagerraum umschließen, wobei zwischen dem Lager- räum und einer Umgebung des Lagers eine Bohrung vorgesehen ist, die mit einer Membran aus einem semipermeablen Material, das Feuchtigkeit aus dem Lagerraum in die Umgebung des Lagers austreten lässt, aber in den Lagerraum keine Feuchtigkeit eintreten lässt, abgeschlossen ist. Das Lager- innere ist dabei mit einem Gas, also feuchter Luft, ausgefüllt, und die Lagerumgebung besteht aus feuchter Luft. DE 202 13 600 U1 describes a bearing with two bearing rings and a seal, which enclose a storage space, wherein between the bearing cavities and an environment of the bearing a bore is provided, which is completed with a membrane of a semi-permeable material that allows moisture from the storage room in the vicinity of the camp leak, but does not allow moisture to enter the storage room. The interior of the bearing is filled with a gas, ie humid air, and the storage environment consists of moist air.
DE 199 35 014 B4 beschreibt ein Lager mit zwei Lagerringen und einer Dichtung, die einen Lagerraum bilden, wobei in einem der Lagerringe eine Bohrung vorgesehen ist, die mittels einem betätigbaren Dichtelement verschlossen bzw. geöffnet werden kann, um Luft aus dem Lagerraum abzulassen. DE 199 35 014 B4 describes a bearing with two bearing rings and a seal, which form a storage space, wherein in one of the bearing rings, a bore is provided, which can be closed or opened by means of an actuatable sealing element to discharge air from the storage space.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, für ein insbesondere für den Betrieb in einer flüssigen Umgebung vorgesehenen Lager eine im wesentlichen bau- raumneutrale Möglichkeit zum Druckausgleich anzugeben. It is the object of the invention to specify a substantially construction-room-neutral possibility for pressure compensation for a bearing intended in particular for operation in a liquid environment.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerraum mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, und dass das Druckausgleichselement für die Flüssigkeit des Lagerraums sowie für das Material der Umgebung des Lagers undurchlässig ist. This object is achieved in that the storage space is filled with a liquid, and that the pressure compensation element for the liquid of the storage room and for the material of the environment of the bearing is impermeable.
Aufgrund der nur geringen Kompressibilität von Flüssigkeiten im Gegensatz zu Gasen bewirkt die Flüssigkeit in dem Lagerraum zusammen mit der Flüssigkeit der Lagerumgebung, dass bei einer Erhöhung des Drucks eine nur geringe Bewegung des Druckausgleichselementes bewirkt wird. Das Druck- ausgleichselement steht dabei in Kontakt sowohl mit der Flüssigkeit in dem Lagerinneren als auch mit der Flüssigkeit der Lagerumgebung. Die Bewegung des elastischen Druckausgleichselementes stellt sicher, dass außerhalb des Lagers sowie in dem Lagerraum der gleiche Druck auftritt, so dass die Dichtung des Lagers nur gering belastet wird. Eine Abschätzung zeigt, dass für ein Volumen von ca. 1 Liter für den Lagerraum, der mit einem Schmieröl gefüllt ist, für ein Lager, das in einer Tiefe von ca. 100 Metern unter Wasser betrieben wird, eine Verformung einer elastischen Membran des Druckausgleichselementes von ca. 1 Millimeter ausreichend sein kann, um den Druckausgleich zwischen dem Lagerraum und dem Wasser der Lagerumgebung auszugleichen. Aufgrund der nur geringen erforderlichen Verformung des elastischen Druckausgleichselementes ist es möglich, das Druckausgleichselement an oder in der Bohrung selbst zu befestigen, so dass das Lager mit dem Druckausgleichselement im wesentlichen bauraum- neutral ausgelegt werden kann. Due to the low compressibility of liquids as opposed to gases, the liquid in the storage room together with the liquid of the storage environment causes only a slight movement of the pressure compensation element when the pressure is increased. The printing compensating element is in contact with both the liquid in the bearing interior and with the liquid of the storage environment. The movement of the elastic pressure compensation element ensures that the same pressure occurs outside of the bearing and in the storage space, so that the seal of the bearing is only slightly loaded. An estimation shows that for a volume of about 1 liter for the storage space filled with a lubricating oil for a bearing operated at a depth of about 100 meters under water, deformation of an elastic diaphragm of the pressure compensating element of FIG Approximately 1 millimeter can be sufficient to compensate for the pressure balance between the storage room and the water of the storage environment. Due to the only small required deformation of the elastic pressure compensation element, it is possible to attach the pressure compensation element on or in the bore itself, so that the bearing can be designed with the pressure compensation element substantially space neutral.
Die Dichtheit des Druckausgleichselementes sowohl für die Flüssigkeit der Lagerumgebung als auch für die Flüssigkeit des Lagerraumes stellt sicher, dass der ausgeglichene Druckunterschied, einmal eingestellt, erhalten bleibt. The tightness of the pressure compensation element for both the liquid of the storage environment and for the liquid of the storage room ensures that the balanced pressure difference, once set, is maintained.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Druckausgleichselement eine im wesentlichen ebene Membran umfasst, die sich senkrecht zu der Bohrung erstreckt. Aufgrund der nur geringen Verformung der elastischen Membran lässt sich diese innerhalb der Bohrung, beispielsweise im wesentlichen mittig zwischen den beiden Öffnungen der Bohrung, anbringen. Im Belastungsfall verformt sich die Membran im wesentlichen in Richtung der Erstreckung der Bohrung, ohne über die Öffnung der Bohrung vorzustehen, so dass sich ein im wesentlichen bauraumneutrales Lager ergibt. Die Membran kann al- ternativ hierzu auch an einem Ende der Bohrung, also an einer Öffnung der Bohrung, befestigt sein, ohne wesentlich über die die Öffnung berandende Fläche überzustehen. Umfasst das Druckausgleichselement eine Membran, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Membran aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet ist. Die Membran ist im wesentlichen vollständig undurchlässig für Flüssigkeiten wie auch für Gase und bildet eine Trennschicht aus zwischen dem Lagerraum und der das Lager umgebenden Lagerumgebung. Als Material für die Membran kommt eine dünne, elastisch verformbare Scheibe aus einem Metall oder einem Kunststoff in Frage, wobei sowohl thermoplastische Kunststoffe wie z. B. Polystyrol (PS), weicher PVC (Polyvinylchlorid), Poly- methylmethacrylat (PMMA), weiches Polyethylen (PE, z. B. Baylon), Polyamid (PA, z. B. Nylon), oder Polypropylen (PP) wie auch Elastomere, wie unter anderem Polyurethan (PUR, z. B. Vulkolan), Chlorbutadien-Kautschuk (CR, z. B. Neoprene), Fluor-Kautschuk (FPM, zu. B. Vitorn), Nitril-Butadien- Kautschuk (NBR) oder Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Chlor-Sulfat- Polyethylen (CSM, z. B. Hypalon) für die Scheibe aus Kunststoff vorgesehen sein können. It is preferably provided that the pressure compensation element comprises a substantially planar membrane which extends perpendicular to the bore. Due to the only slight deformation of the elastic membrane can this within the bore, for example, substantially centrally between the two openings of the bore attach. In the load case, the membrane deformed substantially in the direction of the extension of the bore, without projecting beyond the opening of the bore, so that there is a substantially space-neutral bearing. Alternatively, the membrane can also be fastened to one end of the bore, that is to say to an opening of the bore, without projecting substantially beyond the surface which surrounds the opening. If the pressure compensation element comprises a membrane, it is preferably provided that the membrane is formed from a plastic or a metal. The membrane is substantially completely impermeable to liquids as well as gases and forms a separation layer between the storage room and the storage environment surrounding the warehouse. As a material for the membrane is a thin, elastically deformable disc made of a metal or a plastic in question, with both thermoplastic materials such. Polystyrene (PS), soft PVC (polyvinyl chloride), polymethyl methacrylate (PMMA), soft polyethylene (PE, eg Baylon), polyamide (PA, eg nylon), or polypropylene (PP) as well Elastomers, such as polyurethane (PUR, eg Vulkolan), chlorobutadiene rubber (CR, eg Neoprene), fluoro rubber (FPM, for B. Vitorn), nitrile butadiene rubber (NBR) or styrene butadiene rubber (SBR) and chlorosulfate polyethylene (CSM, eg Hypalon) may be provided for the plastic disk.
Zur Befestigung des Druckausgleichselementes mit der Membran an oder in der Bohrung ist beispielsweise vorgesehen, dass der Rand der Membran an einem Trägerring befestigt ist, und dass der Trägerring beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder einem Presssitz an der Wandung der Bohrung befestigt ist. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass der Trägerring an einer Stufe aufliegt, die Teil der gestuften Wandung der Bohrung ist, und mittels einer Klemmhülse an der Stufe festgelegt ist. For fastening the pressure compensation element with the membrane on or in the bore, it is provided, for example, that the edge of the membrane is fastened to a carrier ring, and that the carrier ring is fastened to the wall of the bore, for example by means of a screw connection or an interference fit. It can also be provided that the support ring rests on a step which is part of the stepped wall of the bore, and is fixed by means of a clamping sleeve on the step.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Flüssigkeit in dem Lagerraum ein Schmieröl, insbesondere ein biologisch abbaubares Schmieröl, umfasst. Das Schmieröl bewirkt dann zusätzlich zu dem Druckausgleich eine Schmierung des durch das Druckausgleichselementes abgedichteten Lagers. Das Schmieröl kann beispielsweise ein biologisch abbaubares Pflanzenöl sein, dass im Fall einer Leckage nur geringe Umweltschäden bewirkt. Die den Lagerraum ausfüllende Flüssigkeit kann in dem Lagerraum mit einem Überdruck beaufschlagt sein; beispielsweise kann vor der Montage des Lagers, speziell vor dem Absenken des Lagers in die vorgesehene Wassertiefe, der Überdruck so eingestellt werden, dass der Überdruck dem in der vorgesehenen Tiefe zu erwartenden hydrostatischen Druck entspricht, so dass in der vorgesehenen Tiefe das Druckausgleichselement keinen wesentlichen Druckunterschied zwischen dem Lagerraum und der Umgebung des Lagers erfährt. Die Membran des Druckausgleichselementes liegt dabei bei der Montage, vor dem Absenken des Lagers in die Tiefe, unter einer mechanischen Spannung, nach außen gewölbt, vor, während in der vorgesehenen Tiefe die Membran entspannt und im wesentlichen flach liegend ist. Druckschwankungen in der vorgesehenen Tiefe kann eine derartig entspannte Membran besser ausgleichen, als für den Fall einer ständig elastisch gespannten Membran. It is preferably provided that the liquid in the storage space comprises a lubricating oil, in particular a biodegradable lubricating oil. The lubricating oil then causes lubrication of the sealed by the pressure compensation element bearing in addition to the pressure compensation. The lubricating oil can be, for example, a biodegradable vegetable oil, which causes only minor environmental damage in the event of leakage. The storage space filling liquid can be acted upon in the storage room with an overpressure; For example, before the mounting of the bearing, especially before lowering the bearing into the intended depth, the overpressure can be adjusted so that the overpressure corresponds to the anticipated in the intended depth hydrostatic pressure, so that in the intended depth of the pressure compensation element no significant pressure difference between the storage room and the surroundings of the warehouse. The diaphragm of the pressure compensation element is during assembly, prior to lowering the bearing in the depth, under a mechanical tension, outwardly arched before, while in the intended depth, the membrane is relaxed and lying substantially flat. Pressure fluctuations in the intended depth can better compensate for such a relaxed membrane, as in the case of a constantly elastically tensioned membrane.
Die Bohrung, an deren Ende oder innerhalb derer das Druckausgleichselement befestigt ist, kann in einem der Lagerringe des Lagers vorgesehen sein; insbesondere können mehrere Bohrungen mit je einem Druckausgleichselement vorgesehen sein. Es versteht sich in diesem Fall, dass die Bohrung auch eine Lageraufnahme durchsetzen kann, an der der die Bohrung aufweisende Lagerring befestigt ist. Auch können mehrere Druckausgleichselemente innerhalb einer einzigen Bohrung vorgesehen werden. The bore, at the end or within which the pressure compensation element is attached, may be provided in one of the bearing rings of the bearing; In particular, a plurality of bores can be provided, each with a pressure compensation element. It is understood in this case that the bore can also enforce a bearing seat on which the bore bearing ring is attached. Also, multiple pressure compensation elements can be provided within a single bore.
Alternativ oder ergänzend zu einer in einem der Lagerringe vorgesehenen Bohrung kann eine Bohrung mit einem Druckausgleichselement in der Dichtung vorgesehen sein. Alternatively or in addition to a provided in one of the bearing rings bore may be provided with a pressure compensation element in the seal.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiels der Erfindung. Further advantages and features emerge from the dependent claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. The invention is described below with reference to the appended Drawings described and explained in detail.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
1 zeigt einen schematischen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers vor der Montage, mit Luft als Umgebungsmedium, Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt des Lagers aus Fig. 1 nach der Montage, mit Wasser als Umgebungsmedium, und zeigt eine schematische geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lagers, nach der Montage unter Wasser. 1 shows a schematic section of a first embodiment of a bearing according to the invention prior to assembly, with air as surrounding medium, FIG. 2 shows a schematic section of the bearing of FIG. 1 after assembly, with water as surrounding medium, and shows a schematic sectional view of a second Embodiment of a bearing according to the invention, after assembly under water.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Detailed description of the drawing
Fig. 1 zeigt ein Lager, umfassend als Lagerringe einen zweiteiligen Innenring 1 , einen einteiligen Außenring 2, zwei Reihen von Wälzkörpern 3 und zwei Dichtungen 4, 5 zu beiden Seiten der Lagerringe 1 , 2. Die Dichtungen 4, 5 bilden mit den Lagerringen 1 , 2 einen Lagerraum 6. In dem Korpus des Außenrings 2 ist im wesentlichen mittig zwischen dessen Stirnflächen eine Bohrung 7, die bezogen auf eine Drehachse des Lagers im wesentlichen radial gerichtet ist. Die Bohrung 7 verbindet den Lagerraum 6 mit der Umgebung des Lagers. In der Bohrung 7, im wesentlichen mittig zwischen den beiden Öffnungen der Bohrung 7, ist ein elastisches Druckaus- gleichselement 8 an der Wandung der Bohrung 7 befestigt, das die Bohrung 7 verschließt. Die Lagerringe 1 , 2 sowie die Dichtungen 4, 5 bilden den abgeschlossenen Lagerraum 6 aus, der im Bereich der Bohrung 7 durch das elastische Druckausgleichselement 8 verschlossen ist. Der abgeschlossene Lagerraum 6 ist mit einer Flüssigkeit 9 gefüllt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem biologisch abbaubaren Schmieröl. Fig. 1 shows a bearing comprising as bearing rings a two-part inner ring 1, a one-piece outer ring 2, two rows of rolling elements 3 and two seals 4, 5 on both sides of the bearing rings 1, 2. The seals 4, 5 form with the bearing rings. 1 , 2 a storage space 6. In the body of the outer ring 2 is substantially centrally between the end faces of a bore 7, which is directed relative to a rotational axis of the bearing substantially radially. The bore 7 connects the storage room 6 with the surroundings of the warehouse. In the bore 7, substantially centrally between the two openings of the bore 7, an elastic pressure equalization element 8 is fixed to the wall of the bore 7, which closes the bore 7. The bearing rings 1, 2 and the seals 4, 5 form the closed storage space 6, which is closed in the region of the bore 7 by the elastic pressure compensation element 8. The completed storage space 6 is filled with a liquid 9, in the present embodiment with a biodegradable lubricating oil.
Das Druckausgleichselement 8 umfasst eine Membran 10 aus einem Kunststoff, wobei die Membran 10 elastisch verformbar ist. Das Material der Membran 10 ist für die Flüssigkeit 9 des Lagerraums 6 sowie für die außer- halb des Lagers vorgesehene Flüssigkeit, in dem vorliegenden Fall Meerwasser, undurchlässig. The pressure compensation element 8 comprises a membrane 10 made of a plastic, wherein the membrane 10 is elastically deformable. The material of the membrane 10 is impermeable to the liquid 9 of the storage space 6 and to the liquid provided outside the storage, in this case seawater.
Die Membran 10 ist als im wesentlichen ebene, dünne Scheibe ausgebildet, an deren Rand ein Trägerring befestigt ist, wobei der Trägerring an der Wandung der Bohrung 7 befestigt ist. Der Trägerring weist hierzu ein Außengewinde auf, das in ein an der Wandung der Bohrung 7 angebrachtes Innengewinde eingeschraubt ist. Die dünne Scheibe der im wesentlichen ebenen Membran 10 ist so in der Bohrung 7 angeordnet, dass die sich die Bohrung 7 im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Membran erstreckt. The membrane 10 is formed as a substantially flat, thin disc, at the edge of a support ring is fixed, wherein the support ring is fixed to the wall of the bore 7. For this purpose, the carrier ring has an external thread which is screwed into an internal thread attached to the wall of the bore 7. The thin disc of the substantially planar diaphragm 10 is disposed in the bore 7 such that the bore 7 extends substantially perpendicular to the plane of the diaphragm.
Das in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Lager ist zur Montage unter Wasser vorgesehen. The bearing shown in Fig. 1 and Fig. 2 is provided for mounting under water.
In Fig. 1 ist das Lager vor der Montage dargestellt, mit Luft von im wesentli- chen Atmosphärendruck (1 bar, ca. 1013 hPa) als Umgebungsmedium. Der Druck der Flüssigkeit 9 in dem Lagerraum 6 ist so eingestellt, dass die Membran 10 des Druckausgleichselementes 8 entspannt ist, also keine wesentliche elastische Verformung der Membran 10 auftritt, die sich senkrecht zu der Richtung der Bohrung 7 erstreckt. In Fig. 1, the bearing is shown prior to assembly, with air of substantially atmospheric pressure (1 bar, about 1013 hPa) as the surrounding medium. The pressure of the liquid 9 in the storage space 6 is adjusted so that the membrane 10 of the pressure compensation element 8 is relaxed, so no significant elastic deformation of the membrane 10 occurs, which extends perpendicular to the direction of the bore 7.
In Fig. 2 ist das Lager nach der Montage dargestellt, in einer Wassertiefe, deren hydrostatischer Druck ca. 10 bar (ca. 10130 hPa) beträgt. Das Lager ist in diesem Fall von Wasser umgeben. Das Druckausgleichselement 8 mit der Membran 10 steht sowohl mit dem Umgebungsmedium, nämlich dem Wasser, als auch mit der Flüssigkeit 9 des Lagerraums 6 in Verbindung und bewirkt, dass sich in dem Lagerraum 6 der gleiche Druck einstellt wie au- ßerhalb des Lagers, nämlich ein der Tiefe entsprechender hydrostatischer Druck. Das für Wasser wie auch für die Flüssigkeit 9 undurchlässige Druckausgleichselement 8 mit der Membran 10 verformt sich dabei, allerdings aufgrund der nur geringen Kompressibilität sowohl von Wasser als auch der Flüssigkeit 9 in dem Lagerraum 6 nur geringfügig, also um einige Millimeter. Dabei wird die elastische Membran 10 in der Bohrung 7 zu dem Lagerraum 6 hin leicht konvex verformt, verbleibt jedoch vollständig innerhalb der Bohrung 7. In Fig. 2, the bearing is shown after assembly, in a water depth, the hydrostatic pressure is about 10 bar (about 10130 hPa). The warehouse is surrounded by water in this case. The pressure compensation element 8 with the membrane 10 communicates both with the surrounding medium, namely the water, and with the liquid 9 of the storage space 6 and causes the same pressure to be established in the storage space 6 as outside the storage, namely a the depth corresponding hydrostatic pressure. The impermeable for water as well as for the liquid 9 pressure compensation element 8 with the membrane 10 is deformed, but only slightly, so by a few millimeters due to the low compressibility of both water and the liquid 9 in the storage room 6. In this case, the elastic membrane 10 is slightly convexly deformed in the bore 7 to the storage space 6, but remains completely within the bore. 7
Aufgrund des Druckausgleichs bleiben die Dichtungen 4, 5 mechanisch ent- lastet. Due to the pressure equalization, the seals 4, 5 remain mechanically relieved.
Fig. 3 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel ein Lager mit einem Innenring 21 , einem Außenring 22 sowie einem Wälzkörper 23, wobei das Lager unter Wasser, in einer Tiefe, deren hydrostatischer Druck ca. 5 bar beträgt, ange- ordnet ist. Je eine Dichtung 24, 25 schließen das Lager ab und bilden einen Lagerraum 26 aus, der mit einer Flüssigkeit ausgefüllt ist, beispielsweise einem biologisch abbaubaren Schmieröl. Fig. 3 shows a second embodiment, a bearing with an inner ring 21, an outer ring 22 and a rolling element 23, wherein the bearing under water, in a depth whose hydrostatic pressure is about 5 bar, is arranged. Depending on a seal 24, 25 close off the camp and form a storage space 26, which is filled with a liquid, such as a biodegradable lubricating oil.
In jeder der beiden Dichtungen 24, 25 sind Membranen vorgesehen, deren eine mit dem Bezugszeichen ,30' ausgewiesen ist. Die Membran 30 weist in Draufsicht einen kreisförmigen Umriß auf und ist in einer Bohrung randseitig befestigt, wobei die Bohrung eine metallische Einlage der Dichtung 24 durchsetzt. Entlang des Umfangs der Dichtungen 24, 25 sind mehrere Bohrungen vorgesehen, deren jede mit jeweils einer Membran bedeckt ist. Die Membran 30 ist Teil eines Druckausgleichselementes 28, das bewirkt, dass der Druck in dem Lagerraum 26 dem Druck in der Umgebung des Lagers entspricht. Zum Druckausgleich verformt sich die Membran, in dem darge- stellten Ausführungsbeispiel nach innen, auf den Wälzkörper 23 in dem Lagerraum 26 hin. Aufgrund des Druckausgleichs liegt eine Dichtlippe 31 der Dichtung 24 mit einem nur geringen Anpressdruck an der Wandung des Innenrings 21 an, so dass die Dichtlippe 31 bei der Drehung des Lagers nicht wesentlich verschleißt und die Lebensdauer des Lagers insgesamt verbessert ist. In each of the two seals 24, 25 membranes are provided, one of which is designated by the reference numeral '30'. The membrane 30 has a circular outline in plan view and is mounted in a bore at the edge, wherein the bore passes through a metallic insert of the seal 24. Along the periphery of the seals 24, 25 a plurality of holes are provided, each of which is covered with a respective membrane. The diaphragm 30 is part of a pressure compensation element 28 which causes the pressure in the storage space 26 to correspond to the pressure in the vicinity of the bearing. For pressure equalization, the membrane deforms, in which presented embodiment inside, on the rolling elements 23 in the storage room 26 out. Due to the pressure equalization is a sealing lip 31 of the seal 24 with a low contact pressure on the wall of the inner ring 21, so that the sealing lip 31 does not wear significantly during rotation of the bearing and the life of the bearing is improved overall.
Die Membran 30 umfasst dabei einen im wesentlichen kreisförmigen Zuschnitt aus einem elastischen Kunststoff, an dessen kreisförmigen Rand ein metallischer Kreisring befestigt ist, wobei der metallische Kreisring in der Bohrung an der metallischen Einlage der Dichtung 24 für Flüssigkeiten und Gase dicht festgelegt ist. The membrane 30 comprises a substantially circular blank made of an elastic plastic, at the circular edge of a metallic annulus is attached, wherein the metallic annulus is tightly fixed in the bore on the metallic insert of the seal 24 for liquids and gases.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Innenring 1 inner ring
2 Außenring 2 outer ring
3 Wälzkörper  3 rolling elements
4 Dichtung  4 seal
5 Dichtung  5 seal
6 Lagerraum  6 storage room
7 Bohrung 7 hole
8 Druckausgleichselement  8 pressure compensation element
9 Flüssigkeit  9 liquid
10 Membran 21 Innenring  10 membrane 21 inner ring
22 Außenring  22 outer ring
23 Wälzkörper  23 rolling elements
24 Dichtung  24 seal
25 Dichtung  25 seal
26 Lagerraum 26 storage room
28 Druckausgleichselement  28 pressure compensation element
30 Membran  30 membrane

Claims

Patentansprüche claims
1 . Lager, insbesondere zur Verwendung in einer flüssigen Umgebung, speziell zur Verwendung unter Wasser, umfassend einen zwischen einer Dichtung (4, 5; 24, 25) und einem Lagerring (1 , 2; 21 , 22) abgeschlossenen Lagerraum (6; 26), sowie eine Bohrung (7) mit einem die Bohrung (7) verschließenden elastischen Druckausgleichselement (8; 28), 1 . Bearing, in particular for use in a liquid environment, especially for use underwater, comprising a storage space (6, 26) closed between a seal (4, 5; 24, 25) and a bearing ring (1, 2; 21, 22), and a bore (7) with a bore (7) closing elastic pressure compensation element (8; 28),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Lagerraum (6; 26) mit einer Flüssigkeit (9) gefüllt ist, und dass das Druckausgleichselement (8; 28) für die Flüssigkeit (9) des Lagerraums (6; 26) sowie für das Material der Umgebung des Lagers undurchlässig ist.  that the storage space (6; 26) is filled with a liquid (9), and that the pressure compensation element (8; 28) is impermeable to the liquid (9) of the storage space (6; 26) and to the material of the surroundings of the storage facility.
2. Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckausgleichselement (8; 28) eine im wesentlichen ebene Membran (10; 30) umfasst, die sich senkrecht zu der Bohrung (7) erstreckt. 2. Bearing according to claim 1, characterized in that the pressure compensation element (8; 28) comprises a substantially planar membrane (10; 30) which extends perpendicular to the bore (7).
3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10; 30) aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet ist. 3. Bearing according to claim 2, characterized in that the membrane (10; 30) is formed of a plastic or a metal.
4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (9) in dem Lagerraum (6; 26) ein Schmieröl, ins- besondere ein biologisch abbaubares Schmieröl, umfasst. 4. Bearing according to one of claims 1 to 3, characterized in that the liquid (9) in the storage space (6; 26) comprises a lubricating oil, in particular a biodegradable lubricating oil.
5. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) in dem Lagerring (2) angeordnet ist. 5. Bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bore (7) in the bearing ring (2) is arranged.
6. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung in der Dichtung (24, 25) angeordnet ist. 6. Bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bore in the seal (24, 25) is arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206141A1 (en) 2013-04-08 2014-10-09 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Media-lubricated rolling bearing

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2606004A1 (en) * 1975-02-17 1976-08-19 Skf Kugellagerfabriken Gmbh ROCK DRILLING TOOL
JPS55109825A (en) * 1979-02-17 1980-08-23 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Sealing material for hermetically sealed ball bearing
US5577565A (en) * 1995-06-29 1996-11-26 Boretec, Inc. Compact roller cutter
DE20213600U1 (en) 2002-09-04 2002-12-05 Skf Ab bearing arrangement
DE19935014B4 (en) 1998-07-29 2005-03-17 Nsk Ltd. Sealed rolling bearing
DE102007020007A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Man Nutzfahrzeuge Ag Device for mounting vehicle wheel, especially for commercial vehicles, has wheel bearing fitted with pressure equalizing device to balance out pressure fluctuations
DE102007038604A1 (en) 2007-08-16 2009-02-26 Ab Skf Bearing i.e. double-row tapered roller bearing, for supporting e.g. pinion of rear axle transmission, has chamber between inner ring and outer ring, where volume of chamber is increased or reduced by expanding or contracting diaphragm

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2606004A1 (en) * 1975-02-17 1976-08-19 Skf Kugellagerfabriken Gmbh ROCK DRILLING TOOL
JPS55109825A (en) * 1979-02-17 1980-08-23 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Sealing material for hermetically sealed ball bearing
US5577565A (en) * 1995-06-29 1996-11-26 Boretec, Inc. Compact roller cutter
DE19935014B4 (en) 1998-07-29 2005-03-17 Nsk Ltd. Sealed rolling bearing
DE20213600U1 (en) 2002-09-04 2002-12-05 Skf Ab bearing arrangement
DE102007020007A1 (en) * 2007-04-27 2008-10-30 Man Nutzfahrzeuge Ag Device for mounting vehicle wheel, especially for commercial vehicles, has wheel bearing fitted with pressure equalizing device to balance out pressure fluctuations
DE102007038604A1 (en) 2007-08-16 2009-02-26 Ab Skf Bearing i.e. double-row tapered roller bearing, for supporting e.g. pinion of rear axle transmission, has chamber between inner ring and outer ring, where volume of chamber is increased or reduced by expanding or contracting diaphragm

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