DE9103935U1 - Lagergehäuse für ein mehrreihiges Wälzlager oder für mehrere koaxial nebeneinander liegende Wälzlager - Google Patents

Lagergehäuse für ein mehrreihiges Wälzlager oder für mehrere koaxial nebeneinander liegende Wälzlager

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Description

Anwaltsakte: P 4803
J. M. Voith GmbH, Heidenheim
Kennwort: "Maxilager"
Lagergehäuse für ein mehrreihiges Wälzlager oder für mehrere koaxial nebeneinander liegende Wälzlager
Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse für ein mehrreihiges Wälzlager, vorzugsweise für ein zweireihiges Pendelrollenlager, das zur Lagerung einer drehbaren Welle, eines Walzenzapfens oder dergleichen dient. Die Erfindung betrifft auch ein Lagergehäuse für mehrere koaxial nebeneinander liegende Wälzlager, die einen Wälzlager-Satz bilden. Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Lagergehäuse mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Ein derartiges Lagergehäuse ist bekannt aus dem SKF-Hauptkatalog 1988, insbesondere Seiten 94, 95, 239 bis 241. Es handelt sich also um ein Wälzlagergehäuse mit ölumlaufschmierung.
Ein derartiges Wälzlager eignet sich für relativ hohe Lagerkräfte und relativ hohe Drehzahlen. Das Schmieröl wird in gekühltem Zustand dem Wälzlager zugeführt; hierdurch kann man einen Teil der im Betrieb entstehenden Reibungswärme mit dem Schmieröl abführen.
Zur weiteren Steigerung der zulässigen Lagerkraft und der zulässigen Drehzahl ist es aus dem genannten Katalog bekannt, bei zweireihigen Wälzlagern das Schmieröl zwischen den zwei Wälzkörper-Kränzen zuzuführen. Meistens wird im Außenring des
Wälzlagers ein Umfangskanal vorgesehen, der über mehrere Radialbohrungen mit der Wälzkörperzone verbunden ist. Jeder der beiden Wälzkörper-Kränze wird also in Richtung von innen nach außen vom Schmieröl durchströmt. Wohl haben sich die zuvor beschriebenen Maßnahmen in der Praxis bewährt. Es kommen jedoch Anwendungsfälle vor, bei denen noch höhere Drehzahlen und/oder noch höhere Lagerkräfte verlangt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Lagergehäuse in diesem Sinne weiter zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei den bekannten Lagern, insbesondere bei großen zweireihigen Pendelrollenlagern, erhebliche Temperaturdifferenzen in Axialrichtung, d.h. über die Länge der Wälzkörper auftreten. Durch die hiermit verbundene thermische Verformung des Wälzlager-Außenringes und/oder der Wälzkörper ist es nicht möglich, ein perfektes Tragbild über die Länge der Wälzkörper zu erzielen.
Desweiteren wurde erkannt, daß diese Schwierigkeit, zumindest sehr weitgehend, dadurch beseitigt werden kann, daß Schmieröl in noch größerer Menge und insbesondere mit noch höherer Viskosität als bisher verwendet wird, und daß das Schmieröl nicht wie bisher in zwei Ströme geteilt wird, von denen jeder nur einen einzigen Wälzkörperkranz durchströmt, sondern daß die gesamte Schmierölmenge nacheinander sämtliche Wälzkörperkränze durchströmt. Auf diese Weise erzielt man nicht nur eine weitere Steigerung der Kühlleistung und eine Reduzierung der genannten Temperaturdifferenzen; vielmehr verteilt sich zugleich die unvermeidliche restliche Temperaturdifferenz in Axialrichtung auf mehrere Wälzkörper. Im Ergebnis erzielt man gemäß der Erfindung eine sehr viel genauere Schmiegung zwischen den Wälzkörpern und den Laufringen als bei den bekann-
ten Anordnungen. Bezüglich der konkreten Lösungsmerkmale kommt man zu diesem Ergebnis hauptsächlich durch das Anordnen einer Stauscheibe zwischen der Mündung der Ölzuführleitung und der benachbarten Gehäusestirnwand. Diese Stauscheibe erlaubt auf dieser Seite des Wälzlagers ein Aufstauen des zugeführtens Öls, weil sie einen Schutz bietet gegen Auslaufen von Öl durch die Wellen-Durchtrittsöffnung der Stirnwand. Dies ist die Voraussetzung für die erfindungsgemäße Verwendung von Ölen höherer Viskosität und die Anwendung einer möglichst hohen Öl-Durchflußmenge. Weitere konkrete Maßnahmen sind Gegenstand der Unteransprüche. Diese Maßnahmen sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt eine komplette Lagerung für einen Walzenzapfen.
Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Fig. 1.
In der Fig. 1 ruht ein Walzenzapfen 10 einer Walze 9 in einem zweireihigen Pendelrollenlager 11 und dieses in einem Gehäuse-Mittelteil 12, das in üblicher Weise auf einem Maschinengestell, auf einer Fundamentplatte 8 oder dergleichen befestigt ist. Zum Lagergehäuse gehören außerdem, wie üblich, ein innerer und ein äußerer Lagerdeckel 13, 14, von denen jeder eine Stirnwand 13', 14' aufweist. Jede der Stirnwände 13', 14' hat für den Walzenzapfen 10 eine Durchtrittsöffnung 13a, 14a, mit je einem Dichtring 15, der radial nachgiebig ist, damit eine Neigung des Walzenzapfens 10 relativ zum Lagergehäuse 12 bis 14 stattfinden kann. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnung 14a des äußeren Lagerdeckels 14 ist (in der meistens üblichen Weise) kleiner als derjenige der anderen Durchtrittsöffnung 13a.
Für eine Ölumlaufschmierung sind eine Zuführleitung 16 und ein Auslaßkanal 17 vorgesehen. Die Zuführleitung 16 mündet in den oberen Bereich des Lager-Innenraumes, und zwar seitlich neben dem Pendelrollenlager 11, auf der Seite des äußeren Endes des Walzenzapfens 10. Mit anderen Worten: Die Mündungsstelle der Zuführleitung 16 liegt zwischen der Stirnwand 14' des äußeren Lagerdeckels 14 und der benachbarten Wälzlager-Reihe (statt "Wälzlager-Reihe" ist auch gebräuchlich der Ausdruck "Wälzkörper-Kranz"). Der Auslaßkanal 17 beginnt an einer tiefliegenden Stelle des Lagergehäuses 12 bis 14, beispielsweise in Form einer Ölsammeltasche 17a, und ist so angeordnet, daß das öl nach dem Durchströmen des Pendelrollenlagers 11 durch Schwerkraft abfließen kann. Im dargestellten Beispiel verläuft der Auslaßkanal 17 nacheinander durch den inneren Lagerdeckel 13, das Gehäuse-Mittelteil 12, den Lagerdeckel 14 und durch eine Entleerleitung 19. Die Entleerleitung 19 könnte jedoch auch am inneren Lagerdeckel 13 angeschlossen sein. Wesentlich ist nur, daß die Zufuhrleitung 16 auf der einen Seite und der Einlaß (z.B. ölsammeltasche 17a) in den Auslaßkanal 17 auf der anderen Seite des Pendelrollenlagers 11 angeordnet sind.
Damit je Zeiteinheit eine möglichst große ölmenge und öl mit hoher Viskosität durch das Lager strömen kann, wird das öl auf der Zuströmseite bis zu einer gewissen Höhe angestaut. Um dennoch die Gefahr auszuschließen, daß Öl über die Durchtrittsöffnung 14a (trotz der dort vorhandenen Dichtung 15) nach außen abläuft, ist in einem gewissen Abstand von der Stirnwand 14' eine Stauscheibe 21 in den äußeren Lagerdeckel 14 eingesetzt. Als Alternative hierzu wäre denkbar, die Stirnwand 14' doppelwandig zu machen. Die Stauscheibe 21 liegt am größten Teil ihres Umfanges an der Innenfläche des Lagerdeckels 14 an. Nur am höchsten Punkt (Apex) ist eine Druckausgleichsöffnung 30 vorgesehen. Als nachgiebiges Dicht-
element zwischen Walzenzapfen 10 und Stauscheibe 21 ist ein im Querschnitt U-förmiger Dämmring 2 3 vorgesehen. Dessen zwei Schenkel erstrecken sich in zentrifugaler Richtung beidseitig der Stauscheibe 21. Für eine mögliche Neigung des Walzenzapfens 10 ist ein großes radiales Spiel zwischen Stauscheibe und Dämmring 23 vorhanden. Wenn der Dämmring 2 3 aus einem relativ harten Material, z.B. Kunststoff, gefertigt ist, dann muß die Stauscheibe 21 zweiteilig ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß die radialen Spalte zwischen Stauscheibe 21 und Dämmring 23 einerseits sowie der axiale Spalt zwischen Dämmring 23 und Walzenzapfen 10 andererseits so bemessen sind, daß die Gleitreibungsverluste möglichst gering sind, und daß dennoch nur verhältnismäßig wenig Lecköl in den Leckölraum übertritt.
Die Druckausgleichsöffnung 30 kann im Notfall auch dazu dienen, daß eine im Überschuß zugeführte Ölmenge, die nicht quer durch das Pendelrollenlager 11 fließen kann, in die Leckölkammer 25 überlaufen kann. Damit im Normalbetrieb vermieden wird, daß Öl, welches im Innenraum umhergeschleudert wird, durch die Druckausgleichsöffnung 30 in den Leckölraum 25 gelangt, ist eine Spritzwand 31 vorgesehen.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Pendelrollenlagers 11 kann, falls erforderlich, ebenfalls eine Stauscheibe 22 und ein dazugehörender Dämmring 24 vorgesehen werden. Diese begrenzen wiederum mit der Stirnwand 13' einen Leckölraum 26. Beide Leckölräume 25 und 26 sind über je eine Leckölleitung 27 bzw. 28 mit dem Auslaßkanal 17 verbunden. Verbindungselemente, z.B. Schrauben, mit denen die Stauscheiben 21, 22 mit den Stirnwänden 13' bzw. 14' verbunden sind, sind bei 18, schematisch angedeutet.
In der Fig. 2 sind alle gegenüber Fig. 1 unveränderten Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend von Fig. 1 ist die Öl-Zulaufleitung 16' nunmehr im inneren Lagerdeckel 13 angeordnet. Dementspechend befindet sich der Einlaß 17b des Auslaßkanals 17 im äußeren Lagerdeckel 14; der Auslaßkanal ist hierdurch kürzer.
Mit strichpunktierten Linien 10' und 14'' ist in Fig. 2 ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel angedeutet. In diesem Fall endet der Walzenzapfen bei 10'; folglich fehlt beim äußeren Lagerdeckel 14 die Durchtrittsöffnung 14a. Es entfallen im Bereich des äußeren Lagerdeckels 14 die Stauscheibe 21, der Dämmring 23 und die Leckölleitung 27.
Die Erfindung ist auch anwendbar bei einem Lagergehäuse, in dem mehrere koaxiale Zylinderrollenlager nebeneinander angeordnet sind.
Heidenheim, 27.03.91
1348T/19-24 DSh/Del

Claims (11)

  1. Anwaltsakte: P 48 03
    J. M. Voith GmbH, Heidenheim
    Kennwort: "Maxilager11
    Ansprüche
    Lagergehäuse für ein mehrreihiges Wälzlager, oder für mehrere, auf einer Welle benachbarte Wälzlager, die einen Wälzlager-Satz bilden, vorzugsweise für ein zweireihiges (d.h. zwei Wälzkörper-Kränze aufweisendes) Pendelrollenlager (11), zur Lagerung einer drehbaren Welle, eines Walzenzapfens (10) oder dergleichen, mit den folgenden Merkmalen:
    (a) Wenigstens eine der zwei Stirnwände (13', 14') des Lagergehäuses (12 bis 14) hat eine Wellen- Durchtrittsöffnung (13a, 14a), die vorzugsweise ein radiales Spiel zwischen Welle und Stirnwand zuläßt;
    (b) eine Ölumlaufschmier-Einrichtung umfaßt eine in den Innenraum des Lagergehäuses (12 bis 14) einmündende Zuführleitung (16) und einen im unteren Bereich des Lagergehäuses angeordneten Auslaßkanal (17) mit einem Einlaß (17a), der in der Nähe einer der beiden Stirnwände (13' oder 14') angeordnet ist;
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    (c) Die Mündungsstelle der Zuführleitung (16) in das Innere des Lagergehäuses (12 bis 14) liegt auf der dem Einlaß (17a) entgegengesetzten Seite des Wälzlager-Satzes bzw. des mehrreihigen Wälzlagers (11);
    (d) zumindest auf der Seite der Zuführleitung (16) , zwischen deren Mündung und der benachbarten Stirnwand (14') ist eine zur Drehachse (9) im wesentlichen konzentrischen Stauscheibe (21) angeordnet.
  2. 2. Lagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Stauscheibe (21, 22) am Lagergehäuse (12 bis 14) starr befestigt ist, und daß an dieser bzw. jeder Stauscheibe ein Dämmring (23, 24) radial beweglich geführt ist, wobei der Dämmring (23, 24) die Welle bzw. den Walzenzapfen (10) mit geringem Spiel umgibt.
  3. 3. Lagergehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dämmring (23, 24) mit nur geringem axialen Spiel an der betreffenden Stauscheibe (21, 22) anliegt.
  4. 4. Lagergehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zwischen einer Stirnwand (13', 14') und einer Stauscheibe (21, 22) vorhandene Leckölraum (25, 26) über einen Leckölkanal (27, 28) mit dem Auslaßkanal (17) verbunden ist.
  5. 5. Lagergehäuse nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämmring (23, 24) einen U-förmigen Querschnitt hat, dessen zwei Schenkel sich beidseitig der Stauscheibe (21, 22) in zentrifugaler Richtung erstrecken.
  6. 6. Lagergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (21, 22) zweiteilig ist.
  7. 7. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die auf der ölzulaufseite angeordnete Stauscheibe (21) im Bereich ihres Apex eine Druckausgleichsöffnung (30) aufweist.
  8. 8. Lagergehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen der Stauscheibe (21) und dem Wälzlager (11) eine die Druckausgleichsöffnung (30) überdeckende
    Spritzwand (31) vorgesehen ist.
  9. 9. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zuführleitung (16) als
    auch die äußere Entleerleitung (19) des Auslaßkanals
    (17) auf der Seite des äußeren Endes des Walzenzapfens (10) angeordnet sind (Fig. 1).
  10. 10. Lagergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (16) auf der dem Walzenkörper (9) zugewandten Seite des Wälzlagers (11) und der Einlaß (17b) des Auslaßkanals (17) auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind (Fig. 2).
  11. 11. Lagergehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß - wie an sich bekannt - nur auf der dem Walzenkörper (9) zugewandeten Seite des Wälzlagers (11) eine WeI-lendurchtrittsöffnung (13a) vorhanden ist.
    Heidenheim, 17.03.91
    1348T/16-18 DSh/Del
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