DE102005032886B4

DE102005032886B4 - Lageranordnung

Info

Publication number: DE102005032886B4
Application number: DE102005032886.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Horling; Manfred Brandenstein; Nils Manne
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2025-12-24
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: DE102005032886A1

Abstract

Lageranordnung zum Lagern eines sich drehenden Teils einer Maschine, umfassend
- ein Wälzlager (10),
- einen Tragkörper (20) mit einem ersten hohlzylinderartigen Abschnitt, dessen Innenmantel einen Außenmantel des Wälzlagers (10) im wesentlichen umschließt, und mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Abschnitt, wobei der Tragkörper (20) einen topfartigen Bereich (22) mit geschlossenem Boden zum Bilden besagten Innenmantels umfasst, und
- einen Kunststoffkörper (30), der sich zwischen dem Außenmantel des Wälzlagers (10) und dem Innenmantel des Tragkörpers (20) erstreckt und der zum Bewirken einer vorgebbaren Positionierung der Lageranordnung innerhalb ihrer Einbauumgebung (50) wenigstens teilweise eine Oberfläche des zweiten Abschnitts bedeckt, wobei der Boden des topfartigen Bereichs (22) frei von dem Kunststoffkörper (30) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zum Lagern eines sich drehenden Teils einer Maschine.
Aus der WO 2001/036103 A1 ist ein Zentrifugenrotor einer Gasreinigungsvorrichtung bekannt, der mittels zweier Wälzlager gelagert ist, wobei eines der Wälzlager in einem Lagerhalter angeordnet ist. Dabei ist der Lagerhalter samt Wälzlager in der Gaseintrittsöffnung der Gasreinigungsvorrichtung angeordnet und mit Durchtrittsöffnungen versehen, damit das zu reinigende Gas durch den Lagerhalter hindurch in die eigentliche Reinigungskammer gelangen kann.
Aus der DE 19 17 623 U ist ein winkelförmiger Toleranzring zum Befestigen von Wälzlagern bekannt, bei dem der Außenumfang, Innenumfang und die Innenseite des Radialschenkels eines winkelförmigen Hartstoffrings mit einem gummielastischen Werkstoff überzogen sind.
Aus der DE 203 06 508 U1 ist eine Lageranordnung bekannt, bei der ein Lager in einem Lagerträger derart befestigt ist, dass ein hülsenförmiger, das Lager umgebender Abschnitt des Lagerträgers, in dem das Lager mit radialem Abstand angeordnete ist, zusammen mit einem dem Lagerträger gegenüberliegenden Teilbereich des Lagers in einem starren Kunststoffkörper eingebettet sind.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung, umfassend einen Tragkörper und ein Wälzlager, bei der über eine Anlagefläche der Lageranordnung eine vorgebbare Position des Wälzlagers eingestellt wird, derart zu schaffen, dass eine exakte Positionierung in möglichst einfacher und kostengünstiger Weise erzielbar ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Dadurch, dass der Kunststoffkörper die vorgebbare Positionierung der Lageranordnung innerhalb ihrer Einbauumgebung bestimmt und auch eine Einbauposition des Wälzlagers im Tragkörper durch den Kunststoffkörper bestimmt ist, ist es möglich die Lageranordnung derart zu gestalten, dass beispielsweise eine Hauptachse der Öffnung eines Innenrings des Wälzlagers identisch mit einer Hauptachse eines Außendurchmessers der Lageranordnung in dem Bereich ist, der die Positionierung der Lagerung in ihrer Einbauumgebung bewirkt. Dadurch ist mit Vorteil der Tragkörper mit vergleichsweise großen Toleranzen und damit einfach und kostengünstig herstellbar, da die vorausgehend beschriebene exakte Positionierung bzw. Zentrierung des Wälzlagers bezüglich der Einbauumgebung durch den Kunststoffkörper bewerkstelligt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der Kunststoffkörper schichtartig auf Teilbereiche des Tragkörpers, die zum abdichtenden Anliegen vorgesehen sind. Dabei wird mit Vorteil neben der Positionier- bzw. Zentrierfunktion vom Kunststoffkörper gleichzeitig noch eine Dichtfunktion mit übernommen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kunststoffkörper durch ein Spritzgießverfahren hergestellt. Dabei ist für das vorausgehend beschriebene exakte Positionieren lediglich auf ein exaktes Positionieren des Wälzlagers bezüglich einer Begrenzungsfläche einer Spritzgießform in demjenigen Bereich zu achten, der die für die Positionierung der Lageranordnung zuständige Oberfläche begrenzt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur.
Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch eine Lageranordnung, umfassend ein Wälzlager 10, einen Tragkörper 20 und einen Kunststoffkörper 30. Dabei ist die Lageranordnung mit einem Gehäuse 50 einer Gasreinigungsvorrichtung, insbesondere eines Zentrifugalölabscheiders verbindbar. Das Wälzlager 10 ist dabei beispielsweise zum Aufnehmen einer Hohlwelle eines Zentrifugenrotors der Gasreinigungsvorrichtung ausgebildet.
Der Tragkörper 20 ist beispielsweise aus einem Stahlblech einstückig hergestellt. Der Tragkörper 20 umfasst dabei einen topfartigen Bereich 22 mit einem geschlossenen Boden zum Aufnehmen des Wälzlagers 10. Der Boden ist dabei derart ausgebaucht ausgebildet, dass eine Stirnseite eines Außenrings des Wälzlagers 10 unmittelbar am Boden anliegt und die entsprechende Stirnseite eines Innenrings des Wälzlagers 10 frei von einem Anliegen ist.
Der Tragkörper 20 umfasst weiterhin einen sich an den Rand des topfartigen Bereichs 22 anschließenden, sich im Wesentlichen radial nach außen hin erstreckenden, lochscheibenartigen Bereich 23. Der lochscheibenartige Bereich 23 weist dabei drei Durchtrittsöffnungen 27, die bogenartig ausgebildet sein können, und drei im Wesentlichen kreisförmige Befestigungsöffnungen 28 auf, wobei die Durchtrittsöffnungen 27 und die Befestigungsöffnungen 28 in Umfangsrichtung einander abwechseln und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die drei Durchtrittsöffnungen 27 sind dabei für ein Hindurchführen des zu reinigenden Fluidstroms vorgesehen, wohingegen die drei Befestigungsöffnungen 28 für ein Befestigen der Lageranordnung an drei entsprechend angeordneten, mit Bohrungen versehenen Nasen 52 des Gehäuses 50 vorgesehen sind.
Schließlich umfasst der Tragkörper 20 einen sich an den äußeren Rand des lochscheibenartigen Bereichs 23 anschließenden, sich in Richtung des topfartigen Bereichs 22 erstreckenden, hohlzylinderartigen Bereich 24. Dabei erfolgt eine Zentrierung der Lageranordnung innerhalb des Gehäuses 50 durch ein definiertes Anliegen eines Außenmantels der Lageranordnung im Bereich des hohlzylinderartigen Bereichs 24 gegen eine entsprechend ausgebildete zylindrische Mantelfläche des Gehäuses 50. Damit hierüber eine exakte Zentrierung einer Hauptachse 12 des Wälzlagers 10 bezüglich dem Gehäuse 50 erzielt wird, erstreckt sich der Kunststoffkörper 30 einerseits zwischen einem Außenmantel des Wälzlagers 10 und dem Innenmantel des topfartigen Bereichs 22 des Tragkörpers 20 und andererseits schichtartig auf dem Außenmantel des hohlzylinderartigen Bereichs 24 des Tragkörpers 20. Dabei wird das Wälzlager 10 im Tragkörper 20 durch den Kunststoffkörper 30 gleichzeitig fixiert.
Der Kunststoffkörper 30 ist durch ein Spritzgießverfahren hergestellt, so dass für das vorausgehend beschriebene exakte Zentrieren lediglich auf ein exaktes Positionieren der Hauptachse 12 des Wälzlagers 10 bezüglich eines Innenmantels einer Spritzgießform im Bereich des hohlzylinderartigen Bereichs 24 zu achten ist. Dadurch ist mit Vorteil der Tragkörper 20 mit vergleichsweise großen Toleranzen und damit einfach und kostengünstig herstellbar, da eine exakte Positionierung des Wälzlagers 10 im Gehäuse 50 durch den Kunststoffkörper 30, insbesondere dessen Vorhandensein an den vorausgehend beschriebenen beiden Stellen, bewerkstelligt wird.
Dabei werden die sich beiderseits der Mantelflächen des hohlzylinderartigen Teilbereichs des topfartigen Bereichs 22 streckenden Teilbereiche des Kunststoffkörpers 30 über den Rand der Durchtrittsöffnung 27 miteinander zusammenhängend in einem gemeinsamen Spritzgießarbeitsgang hergestellt. Entsprechendes gilt für den hohlzylinderartigen Bereich 24 des Tragkörpers 20. Damit ist während des Spritzgießens, das unter einem erheblichen Druck von beispielsweise ≥ 600 bar erfolgt, sichergestellt, dass auf beide Mantelflächen jedes der vorgenannten hohlzylinderartigen Bereiche des Tragkörpers 20 gleiche Kräfte einwirken. Damit wird ein Verformen besagter hohlzylinderartiger Bereiche des Tragkörpers 20 während des Spritzgießens verhindert, wodurch eine Gefahr des Rückfederns dieser hohlzylinderartigen Bereiche des Trägerelements 20 nach Beendigung des Spritzgießens verhindert wird. Damit ist sichergestellt, dass auch nach Beendigung des Spritzgießens beispielsweise die Mittenachse der Öffnung des Innenrings des Wälzlagers 10 mit einer Mittenachse eines Außendurchmessers der Lageranordnung identisch bleibt und aufgrund des ausgeschlossenen Rückfederns auch keine nachträglichen Unrundheiten auftreten, die mit Nachteil unter anderem auf das Walzlager 10 übertragen werden könnten.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Kunststoffkörper 30 über weitere Oberflächenbereiche des Tragkörpers 20. Dabei sei insbesondere auf den äußeren Randbereich des lochscheibenartigen Bereichs 23 hingewiesen, der an der sich radial erstreckenden Oberfläche des Gehäuses 50 anliegt. dabei wird mit dem Vorhandensein des Kunststoffkörpers 30 in diesem Bereich mit dem Kunststoffkörper 30 gleichzeitig eine Dichtfunktion zwischen dem Gehäuse 50 und der Lageranordnung erzielt wird.
Anders als bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Figur kann sich in einer weiteren Ausführungsform ein sich außen am lochscheibenartigen Bereich einer Lageranordnung anschließender hohlzylinderartiger Bereich axial beiderseits des lochscheibenartigen Bereichs erstrecken. Dazu kann der Tragkörper in besagtem hohlzylinderartigen Bereich aus einem lochscheibenartigen Bereich hervorgehen, dessen Rand in Umfangsrichtung mit einer Reihe von beispielsweise durch Einschnitte voneinander getrennten Fahnen ausgebildet ist, von denen dann abwechselnd ein nach oben und die nächste nach unten hin gebogen wird. Der Rest des hohlzylinderartigen Bereichs wird dann durch den Kunststoffkörper gebildet.
In wiederum einer anderen Ausführungsform kann sich der sich außen am lochscheibenartigen Bereich anschließende Bereich auch ausschließlich in eine axiale Richtung weg vom topfartigen Bereich erstrecken.
Bezugszeichenliste

10: Wälzlager
12: Hauptachse
20: Tragkörper
22: topfartiger Bereich
23: lochscheibenartiger Bereich
24: hohlzylinderartiger Bereich
27: Durchtrittsöffnung
28: Befestigungsöffnung
30: Kunststoffkörper
50: Gehäuse
52: Nase

Claims

Lageranordnung zum Lagern eines sich drehenden Teils einer Maschine, umfassend - ein Wälzlager (10), - einen Tragkörper (20) mit einem ersten hohlzylinderartigen Abschnitt, dessen Innenmantel einen Außenmantel des Wälzlagers (10) im wesentlichen umschließt, und mit einem zweiten, vom ersten verschiedenen Abschnitt, wobei der Tragkörper (20) einen topfartigen Bereich (22) mit geschlossenem Boden zum Bilden besagten Innenmantels umfasst, und - einen Kunststoffkörper (30), der sich zwischen dem Außenmantel des Wälzlagers (10) und dem Innenmantel des Tragkörpers (20) erstreckt und der zum Bewirken einer vorgebbaren Positionierung der Lageranordnung innerhalb ihrer Einbauumgebung (50) wenigstens teilweise eine Oberfläche des zweiten Abschnitts bedeckt, wobei der Boden des topfartigen Bereichs (22) frei von dem Kunststoffkörper (30) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, wobei der Kunststoffkörper (30) über einen Bereich einer Oberfläche des Tragkörpers (20) sich hinweg erstreckend angeordnet ist, der gegenüber der Einbauumgebung (50) bestimmungsgemäß eine Dichtfunktion wahrnimmt.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Kunststoffkörper (30) für ein Befestigen des Wälzlagers (10) im Tragkörper (20) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die für die Positionierung bedeckte Oberfläche ein zylinderartiger Außenmantel des Tragkörpers (20) ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Tragkörper (20) einen sich an den Rand des topfartigen Bereichs (22) anschließenden, sich im wesentlichen radial nach außen hin erstreckenden lochscheibenartigen Bereich (23) und einen sich an den äußeren Rand des lochscheibenartigen Bereichs (23) anschließenden hohlzylinderartigen Bereich (24) umfasst, der die besagte Oberfläche für die Positionierung aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 5, wobei der lochscheibenartige Bereich (23) wenigstens eine zum Durchtritt eines Fluids vorgesehenen Durchtrittsöffnung (27) umfasst.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der lochscheibenartige Bereich (23) wenigstens eine im Wesentlichen kreisförmige Befestigungsöffnung (28) für ein Befestigen der Lageranordnung umfasst.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt jeweils drei der Öffnungen (27, 28) vorgesehen sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Durchtrittsöffnungen (27) und die Befestigungsöffnungen (28) in Umfangsrichtung einander abwechselnd angeordnet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Oberfläche des lochscheibenartigen Bereichs (23) auf einer Seite im Bereich einer der Öffnung (27, 28) frei von einer Beschichtung mit dem Kunststoffkörper (30) ausgebildet ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei ein sich axial erstreckender Oberflächenbereich einer der Öffnung (27, 28) frei von einer Beschichtung mit dem Kunststoffkörper (30) ausgebildet.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Boden des topfartigen Bereichs (22) in einem Mittenbereich ausgebaucht ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 12, wobei die Ausbauchung derart ausgebildet ist, dass bei einem am Boden des topfartigen Bereichs (22) stirnseitig anliegenden Außenring des Wälzlagers (10) die entsprechende Stirnseite eines Innenrings des Wälzlagers (10) frei von einem Anliegen ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Kunststoffkörper (30) durch ein Spritzgießverfahren hergestellt ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Tragkörper (20) und/oder der Kunststoffkörper (30) einstückig ausgebildet sind.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Tragkörper (20) aus einem Blech hergestellt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 16, wobei das Blech ein Stahlblech ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das Teil der Maschine eine Welle eines Zentrifugalölabscheiders ist.