DE102010035057A1

DE102010035057A1 - Verstelleinrichtung für ein Wälzlager sowie Lagersystem mit dieser Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102010035057A1
Application number: DE201010035057
Authority: DE
Inventors: Jan Georgi; Michael Pausch; Kerem Köksal
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-21
Filing date: 2010-08-21
Publication date: 2012-02-23
Also published as: WO2012025344A1

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung für ein Wälzlager vorzuschlagen, welche sich durch ein verbessertes Funktionsverhalten auszeichnet. Hierzu wird eine Verstelleinrichtung für ein Wälzlager 4 mit mindestens einem Wälzkörperring 6, wobei das Wälzlager 4 eine Drehachse 2 definiert, vorgeschlagen, wobei die Verstelleinrichtung ausgebildet ist, zwischen dem Wälzkörperring 6 und einer Umgebungskonstruktion 7 eine axial gerichtete Kraft aufzubringen, um den Wälzkörperring 6 in axialer Richtung zu verstellen und/oder vorzuspannen, mit mindestens einer umlaufenden Membran 12, die einen druckbeaufschlagbaren Bereich 10 in einem Grundkörper der Verstelleinrichtung abschließt und die in axialer Richtung auslenkbar ist, wobei die umlaufende Membran als eine Metallmembran 12 ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für ein Wälzlager mit mindestens einem Wälzkörperring, wobei das Wälzlager eine Drehachse definiert, wobei die Verstelleinrichtung ausgebildet ist, zwischen dem Wälzkörperring und einer Umgebungskonstruktion eine axial gerichtete Kraft aufzubringen, um den Wälzkörperring in axiale Richtung zu verstellen und/oder vorzuspannen, und mit mindestens einer umlaufenden Membran, die einen druckbeaufschlagbaren Bereich in einem Grundkörper der Verstelleinrichtung abschließt und die in axialer Richtung auslenkbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Lagersystem mit dieser Verstelleinrichtung.
Wälzlager werden heutzutage in zahlreichen Anwendungen eingesetzt und bestehen bei vielen Bauformen aus einem Innenring, einem Außenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern, die im Betrieb auf dem Innen- und Außenring abwälzen. In vielen Anwendungen werden die Wälzlager in Einbauposition vorgespannt, das heißt, die Ringe werden so montiert, dass bereits in der Montageposition, gegebenenfalls vor dem Betrieb der Wälzlager, eine Kraft zwischen den Ringen über die Wälzkörper übertragen wird.
Beispielsweise beschreibt die EP 0 692 645 B1 eine Anordnung in einem Schaltgetriebe, die ein zwischen einem Getriebegehäuse und einer Getriebewelle angeordnetes Lager umfasst, welches ein vorbestimmtes Lagerspiel aufweist. In dieser Druckschrift wird ein Andruckmittel vorgeschlagen, welches eine axiale, das vorbestimmte Spiel reduzierende Kraft auf einen Außenring des Lagers zumindest in manchen Betriebssituationen aufbringen kann.
Die Druckschrift DE 8 421 405 U1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Einrichtung zur Erfassung und Aufnahme der von einer eine treibende oder angetriebene Welle aufweisenden Maschine auf ihr Axiallager ausgeübten Axialkräfte mit einem ein Axiallager für die Welle umgebenden Lagergehäuse, von welchem die Axialkräfte aufgenommen werden, wobei zwischen einer Gehäusescheibe des Axiallagers und einer Anlagefläche des Gehäuses eine ringförmige Mess- und Ausgleichskammer gebildet ist, in die ein am Umfang in sich geschlossener, elastisch dehnbarer Schlauch eingelegt ist, der zur Beaufschlagung mit einem Druckmittel wenigstens einen Druckanschluss besitzt und ein Druckgeber, wie ein Druckspeicher, eine Hydraulikpumpe oder dergleichen anschließbar ist. Zwar ist in dieser Druckschrift primär angedacht, über den Schlauch den auftretenden Druck und somit die Belastung in axialer Richtung zu messen. Es wird jedoch auch offenbart, dass es möglich ist, durch eine stärkere Druckbeanspruchung des Schlauches durch Druckfluid den Schlauch zu dehnen und die gesamte Welle relativ zum Lagergehäuse axial zu verschieben.
Beschreibung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung für ein Wälzlager vorzuschlagen, welche sich durch ein verbessertes Funktionsverhalten auszeichnet. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Lagersystem mit einer derartigen Verstelleinrichtung vorzuschlagen.
Diese Aufgaben werden durch eine Verstelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gemäß der Erfindung wird eine Verstelleinrichtung für ein Wälzlager mit mindestens einem Wälzkörperring vorgeschlagen. Das Wälzlager ist vorzugsweise als ein Radiallager und insbesondere als ein Schräglager ausgebildet. Bei dem Wälzkörperring kann es sich um einen Innenring, einen Außenring, einen im Betrieb stationären oder sogar einen im Betrieb rotierenden oder schwenkenden Ring handeln. Zum Zwecke der Definition wird die Drehachse des Wälzlagers nachfolgend als Basis für die Begriffe axial und radial verwendet.
Die Verstelleinrichtung ist so ausgebildet, dass diese zwischen dem Wälzkörperring und einer Umgebungskonstruktion eine axial gerichtete Kraft, insbesondere im Wesentlichen axial gerichtete Kraft aufbringen kann, um den Wälzkörperring in axialer Richtung, insbesondere im Wesentlichen in axialer Richtung zu verstellen und/oder vorzuspannen. Bei der Umgebungskonstruktion kann es sich beispielsweise um ein Gehäuse oder auch um einen Teil, insbesondere eine Schulter einer Welle handeln. Bevorzugt ist der Wälzkörperring jedoch stationär in einer stationären Umgebungskonstruktion angeordnet.
Die Verstelleinrichtung umfasst mindestens eine um die Drehachse umlaufende, mindestens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig umlaufende Membran, die einen druckbeaufschlagbaren Bereich in einem Grundkörper der Verstelleinrichtung abschließt und die in der axialen Richtung auslenkbar ist. Unter einer Membran wird vorzugsweise ein Bereich verstanden, welcher aufgrund von Eigenelastizität und/oder Elastizität der Festlegung ausgebildet ist, als Reaktion auf einen Druck oder eine Kraft von einer Seite in Richtung der anderen Seite ausgelenkt zu werden. Hinsichtlich der Fertigung ist es denkbar, dass der Grundkörper zerspanend oder auch umformtechnisch hergestellt sein kann.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die umlaufende Membran als eine Metallmembran ausgebildet ist und/oder dass der maximale axiale Verstellweg, also die maximale axiale Auslenkung, kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm und insbesondere kleiner als 0,05 mm ist. Insbesondere entspricht der Verstellweg dem elastisch auslenkbaren Bereich der Membran.
Es ist eine Überlegung der Erfindung, dass bei zahlreichen Anwendungen, bei denen vorgespannte Wälzlager, insbesondere Schräglager, eingesetzt werden, unterschiedliche Vorspannungen in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Wälzlagers wünschenswert wären. Zu nennen sind hier als Anwendungsbeispiele der Erfindung Ritzelwellen in Getrieben, welche bislang für einen spezifischen Lastfall vorgespannt werden. Für alle anderen Lastfälle ist diese Vorspannung jedoch nicht optimal. Bei höheren Lasten wäre eine niedrigere Vorspannung sinnvoll, um die Lagerbelastung zu senken, bei niedriger Last wäre dagegen eine höhere Vorspannung zur Vermeidung von Schlupf sinnvoll.
Die Verstelleinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht unter anderem eine Anpassung, insbesondere lastabhängige Anpassung, der Vorspannung, was z. B. zu einer Erhöhung der Lagerlebensdauer führen kann.
In einer bevorzugten Anwendung ist die Verstelleinrichtung so ausgebildet und/oder in dem Lagersystem angeordnet, dass diese auf ein spielfreies Wälzlager einwirken kann, so dass sehr geringe maximale axiale Verstellwege ausreichend sind, um die Vorspannung zu ändern. Bei dieser möglichen Anwendung ist es vorteilhaft, wenn die umlaufende Membran als die Metallmembran ausgebildet ist, die zwar nur eine begrenzte Auslenkung erlaubt, sich aber durch eine lange Lebensdauer und eine leichte Montage oder Fertigung auszeichnet. Funktional betrachtet erscheint es insbesondere bei dieser Anwendung ausreichend, dass der maximale axiale Verstellweg kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm und insbesondere kleiner als 0,05 mm ist. Bei manchen Anwendungen reichen bereits 20 μm bis 30 μm aus, um die Vorspannung in den benötigten Grenzen zu verändern.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist der Grundkörper als ein Ringbauteil ausgebildet. Diese sehr einfache Ausführungsform führt den Grundkörper als einen ringförmigen, hohlen Körper aus, in dem der druckbeauschlagbare Bereich angeordnet, insbesondere eingeformt ist.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Wälzkörperring selbst als der Grundkörper ausgebildet. Damit ist Verstelleinrichtung und Wälzkörperring ein einstückiges Bauteil, welches besonders einfach montiert werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Metallmembran einstückig aus dem Grundkörper gearbeitet sein. Beispielsweise ist ein Ringkanal als der druckbeaufschlagbare Bereich in den Grundkörper eingearbeitet, welcher hinsichtlich einer radialen Ausdehnung steif ausgelegt ist und/oder gehäuseseitig unterstützt ist und axial zur Umsetzung des Verstellweges im Vergleich dazu nachgiebig ausgelegt ist. Bei möglichen Alternativen kann der druckbeaufschlagbare Bereich in dem Ringbauteil oder in dem Wälzkörperring angeordnet sein.
Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Metallmembran auf dem Grundkörper aufgesetzt ist und mit diesem zur Bildung des druckbeaufschlagbaren Bereiches verbunden ist. Beispielsweise zeigt der Grundkörper, insbesondere der Wälzkörperring und/oder das Ringbauteil, eine umlaufende Drucktasche in einer Stirnfläche als den druckbeaufschlagbaren Bereich. Auf der Stirnseite bzw. Stirnfläche des Grundkörpers ist insbesondere stoff-, form- oder kraftschlüssig ein vorzugsweise dünnwandiger Deckel als die Metallmembran befestigt, wobei sich der Deckel aufgrund seiner Dünnwandigkeit axial elastisch verformen und/oder auslenken lässt.
In dem druckbeaufschlagbaren Bereich ist bevorzugt ein nicht kompressibles Medium, beispielsweise Öl oder eine andere Hydraulikflüssigkeit, oder ein pastöses Medium, wie zum Beispiel Fett, angeordnet, welches druckbeaufschlagt werden kann und das den Druck auf die Membran überträgt.
Bei einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung weist die Verstelleinrichtung mindestens eine Druckschnittstelle zur Anbindung eines externen Drucksystems, wie zum Beispiel eines Hydrauliksystems oder Pneumatiksystems, auf. Das Drucksystem ist dazu ausgebildet, den druckbeaufschlagbaren Bereich in dem Grundkörper mit Druck zu beaufschlagen und auf diese Weise die Verstelleinrichtung zu einem Auslenken der Membran zu bringen.
Bei eine anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Verstelleinrichtung ein integriertes Druckerzeugungssystem auf und ist damit autark von externen Drucksystemen realisiert. Das Druckerzeugungssystem ist beispielsweise als ein mechanisches System ausgebildet, welches in möglichen Ausführungsformen einen mechanisch betätigbaren Stempel umfasst, der unter optionaler Zwischenschaltung einer Dichtung den Druck in dem druckbeaufschlagbaren Bereich erhöht. Der mechanisch betätigbare Stempel kann in manchen Ausführungsformen als eine Spannschraube ausgebildet sein oder mit dieser gekoppelt sein. Durch Eindrehen der Spannschraube wird eine Verstellbewegung des Stempels in seine axiale Richtung ausgeführt, so dass der Kolben ein Medium in dem druckerzeugenden Bereich mit Druck beaufschlagt. Zur Verstellung der Spannschraube können zusätzliche Stelleinrichtungen, zum Beispiel ein Elektromotor, vorgesehen sein. Der Vorteil einer derartigen Lösung ist darin zu sehen, dass eine Ansteuerung oder Kontrolle der Verstelleinrichtung auch dann umgesetzt werden kann, wenn keine Ölschmierung bzw. kein Druckanschluss (zum Beispiel Luftdruckanschluss), insbesondere kein Drucksystem, in der Einbausituation verfügbar ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruches 9, welches mindestens ein Wälzlager umfasst und welches eine Verstelleinrichtung nach dem Anspruch 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. gemäß der vorhergehenden Beschreibung aufweist. Insbesondere ist die Verstelleinrichtung in dem Lagersystem angeordnet und/oder ausgebildet, eine Vorspannung auf einen Wälzkörperring des Wälzlagers von einem ersten Vorspannwert zu einem zweiten Vorspannwert zu ändern. Besondern bevorzugt ist das Wälzlager auch bei einer passiven oder deaktivierten Versteileinrichtung spielfrei oder leicht vorgespannt eingebaut und/oder ausgebildet.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Lagersystem eine Messeinrichtung zur Messung der auf das Wälzlager wirkenden Belastung als Messgröße auf, wobei die Belastung als ein Drehmoment, eine Kraft oder ein Weg ausgebildet sein kann. Zudem umfasst das Lagersystem eine Kontrolleinrichtung zur Ansteuerung der Verstelleinrichtungen abhängig von der gemessenen Belastung. Über die Messeinrichtung wird somit die Messgröße als ein Istwert erfasst und in der Kontrolleinrichtung mit einem Sollwert abgeglichen. Bei Abweichungen wird durch die Kontrolleinrichtung in der Versteileinrichtung der wirkende Druck P erhöht oder reduziert. Nachdem der Stellweg der Versteileinrichtung, insbesondere die Auslenkung in axialer Richtung, eine Funktion des Druckes P ist, führt die Druckänderung zu einer Änderung der axialen Bauhöhe der Verstelleinrichtung und damit zu einer Vorspannung und/oder Verstellung des Wälzlagers.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
1a einen schematischen Längsschnitt durch ein Lagersystem mit Verstelleinrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
1b ein Detailausschnitt aus der 1a in zwei verschiedenen Betriebszuständen;
2a ein zweites Ausführungsbeispiel eines Lagersystems mit Verstelleinrichtung;
2b das Lagersystem in der 2a in einem anderen Betriebszustand;
3 ein weiteres Lagersystem als ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in gleicher Darstellung wie die 1a und 2a;
4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Lagersystems in gleicher Darstellung wie die vorhergehenden Figuren;
5 ein schematischer Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform der Verstelleinrichtung in den vorhergehenden Figuren.
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind jeweils miteinander entsprechenden oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1a zeigt ein Lagersystem 1 in einem schematischen Längsschnitt durch die Drehachse 2. Das Lagersystem 1 kann zum Beispiel bei Ritzelwellen in Getrieben eingesetzt werden.
Das Lagersystem 1 zeigt eine Welle 3, welche über zwei Wälzlager 4, ausgebildet als Schräglager, insbesondere als Kegelrollenlagen, gelagert ist. Die Wälzlager 4 sind zueinander in O-Anordnung positioniert. Jeweils ein Innenring 5 der Wälzlager ist drehfest mit der Welle 3 verbunden, ein Außenring 6 stützt sich zumindest in radialer Richtung zu der Welle 3 bzw. Drehachse 2 an einer Umgebungskonstruktion 7, die hier als Gehäuse ausgebildet ist, ab. In axialer Richtung ist zwischen dem linken Wälzlager 4 und dem Gehäuse ein Ringbauteil 8 zwischengeschaltet, welches sich einerseits an einer Schulter 9 der Umgebungskonstruktion 7 und andererseits an dem Außenring 6 abstützt.
In dem Ringbauteil 8 ist umlaufend ein druckbeaufschlagbarer Bereich 10 eingebracht, welcher in dem gezeigten Längsschnitt eine rechteckige Schnittfläche aufweist. Der druckbeaufschlagbare Bereich 10 ist über eine Druckschnittstelle 11 mit einem nicht gezeigten Drucksystem, insbesondere strömungstechnisch, verbindbar. Das Ringbauteil 8 weist an seinen axialen Stirnseiten jeweils eine umlaufende Membran 12 auf, welche im Vergleich zu den umlaufenden, radialen Bereichen 13 dünnwandiger ausgebildet sind. Eine oder beide der Membrane 12 können einstückig in dem Grundkörper des Ringbauteils 8 ausgebildet sein. Beispielsweise wird der druckbeaufschlagbare Bereich 10 mit einer oder beiden Membranen 12 durch eine zerspanende Fertigungsweise hergestellt.
Die 1b zeigt das Ringbauteil 8 als Detailvergrößerung in der 1a, wobei ein Betriebszustand ohne Druckbeaufschlagung durch durchgezogene Linien und ein Betriebszustand mit Druckbeaufschlagung in dem druckbeaufschlagbaren Bereich 10 durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Wie sich aus der Darstellung in der 1b ergibt, werden die Membranen 12 aufgrund der Druckbeaufschlagung entlang eines Verstellweges d in axialer Richtung ausgelenkt, so dass sich hier ein Gesamtverstellweg von 2d ergibt. Betrachtet man wieder die 1a, so erkennt man, dass durch die Auslenkung der Membranen 12 der Außenring 6 in axialer Richtung verschoben und auf diese Weise das linke Wälzlager 4 vorgespannt wird. Um die Richtung der Volumenänderung zu beeinflussen, ist das Ringbauteil 8 radial möglichst steif ausgelegt bzw. gehäuseseitig unterstützt und axial dagegen nachgiebig ausgebildet, so dass in radialer Richtung nur eine geringe Verformung erfolgt. Eine Rückstellung der Verstelleinrichtung kann über eine Federeinstellung, beispielsweise über Tellerfedern, erfolgen, oder über ein weiteres, in entgegen gesetzter Richtung wirkendes Arbeitsglied.
In dem druckbeaufschlagbaren Bereich 10 kann ein flüssiges, pastöses oder festes Medium angeordnet sein, welches eine geringe oder keine Kompressibilität aufweist. Beispielsweise kann das Medium als Öl oder Fett ausgebildet sein. Die Auslenkung d der Membranen 12 liegt jeweils bei maximal einigen 1/10 Millimetern, üblicher Weise sind jedoch 20 μm bis 30 μm ausreichend. Durch die hohen Drücke der Hydraulik können hohe Kräfte übertragen werden, sodass auch stramm gepasste Ringe 5, 6 axial verstellt werden können.
Die 2a bzw. 2b zeigt ein weiteres Lagersystem 1 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch bei dem Lagersystem 1 in den 2a, b ist ein Ringbauteil 8 angeordnet, welches jedoch im Vergleich zu dem Ringbauteil 8 als druckbeaufschlagbaren Bereich 10 keinen umlaufenden Kanal, sondern nur eine umlaufende Drucktasche, jedoch ebenfalls mit rechteckigem Querschnitt an einer der Stirnflächen zeigt. An dieser Stirnfläche ist als Membran 12 ein dünnwandiger Deckel hydraulisch dicht befestigt, der sich aufgrund seiner Dünnwandigkeit axial elastisch verformen lässt. Zur Illustration ist in der 2b die Membran 12, in diesem Fall der Deckel, elastisch verformt dargestellt, so dass sich das Ringbauteil 8 an der Schulter 9 der Umgebungskonstruktion 7 abstützt und den Außenring 6 in axialer Richtung vorspannt. Auch hier ist die Druckzuführung über eine Druckschnittstelle 11 realisiert.
Die 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei im Vergleich zu den 2a, b zum einen beide Wälzlager 4 unter Zwischenschaltung eines Ringbauteils 8 als Verstelleinrichtung mit der Umgebungskonstruktion 7 gekoppelt sind. Als weiterer Unterschied ist zu erkennen, dass die Membran 12, welche die umlaufende Drucktasche abdeckt, auf der Seite des zugeordneten Außenrings 6 angeordnet ist. Im Vergleich zu der Ausführungsform in den 2a, b hat dies den Vorteil, dass sich die Membran 12 vollflächig an dem Außenring 6 abstützt, so dass keine Beschädigungen durch Kanten etc. auftreten können.
Die 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Lagesystems 1, wobei das Ringbauteil 8 und der Außenring 6 als ein gemeinsames, einstückiges Bauteil realisiert sind. Insbesondere ist der druckbeaufschlagbare Bereich 10 als eine umlaufende Drucktasche in eine Stirnseite des Außenrings 6 eingebracht. Durch die Integration der Verstelleinrichtung in den Außenring 6 wird die Anzahl der Bauteile des Lagersystems 1 reduziert und dadurch die Montage erleichtert. Ansonsten ist die Verstelleinrichtung analog zu der Verstelleinrichtung in dem Ringbauteil 8 in der 2a, b ausgebildet, wobei sich die Membran 12 wieder an der Umgebungskonstruktion 7 abstützt, um den Außenring 6 in axialer Richtung vorzuspannen. Alternativ hierzu könnte die Verstelleinrichtung auch wie in den 1a, b ausgebildet sein.
Die 5 zeigt eine alternative Ausführungsform zu der Druckschnittstelle 11, wobei das Ringbauteil 8 bzw. in anderen Ausführungsformen der Außenring 6 ein integriertes Druckerzeugungssystem aufweist. Das Druckerzeugungssystem umfasst einen in radialer Richtung verschiebbaren Spannkolben 14, welcher über ein Dichtungselement 15 bei einer Verschiebung in radialer Richtung Druck in dem druckbeaufschlagbaren Bereich 10 erzeugen kann. Zur Bestätigung des Spannkolbens 14 ist eine Spannschraube 16 vorgesehen, welche in ein Gewinde eingreift, das in dem Ringbauteil 8 bzw. in den Außenring 6 eingebracht ist. Durch Eindrehen der Spannschraube 16 wird eine axiale Verstellbewegung des Spannkolbens 14 ausgeführt, der den Spannkolben 14 auf ein Ölreservoir drückt. Zur Vermeidung von Ölleckagen und Druckverlusten ist das zusätzliche Dichtungselement 15 vorgesehen. Zur Verstellung der Spannschraube 14 können in der Umgebungskonstruktion 7 zusätzliche Stelleinrichtungen, zum Beispiel ein Elektromotor, vorgesehen werden. Der Vorteil einer derartigen Lösung ist, dass eine aktive Lagerung in beschriebener Weise auch dann eingesetzt werden kann, wenn keine Ölschmierung bzw. kein Druckanschluss (zum Beispiel Luftdruck) vorhanden ist.
Bei einer möglichen Integration des Lagesystems 1 ist eine Messeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, welche eine auf die Wälzlager 4 wirkende Belastung, zum Beispiel in Form eines Drehmoments, einer Kraft oder eines Weges misst. In einer Kontrolleinrichtung (nicht dargestellt) erfolgt ein Abgleich des erfassten Wertes mit einem Sollwert. Bei Abweichung wird ein Druck P in dem druckbeaufschlagbaren Bereich 10 erhöht oder reduziert. Der Stellweg d der Versteileinrichtung ist eine Funktion des Druckes P. Die Druckänderung führt dementsprechend zu einer Änderung der axialen Bauhöhe der Verstelleinrichtung und somit zu einer Änderung der Vorspannung des Wälzlagers 4.
Bezugszeichenliste

1: Lagersystem
2: Drehachse
3: Welle
4: Wälzlager
5: Innenring
6: Außenring
7: Umgebungskonstruktion
8: Ringbauteil
9: Schulter
10: druckbeaufschlagbarer Bereich
11: Druckschnittstelle
12: umlaufende Membran
13: radiale Bereiche
14: Spannkolben
15: Dichtungselement
16: Spannschraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0692645 B1 [0003]
DE 8421405 U1 [0004]

Claims

Verstelleinrichtung für ein Wälzlager (4) mit mindestens einem Wälzkörperring (6), wobei das Wälzlager (4) eine Drehachse (2) definiert, wobei die Verstelleinrichtung ausgebildet ist, zwischen dem Wälzkörperring (6) und einer Umgebungskonstruktion (7) eine axial gerichtete Kraft aufzubringen, um den Wälzkörperring (6) in axialer Richtung zu verstellen und/oder vorzuspannen, mit mindestens einer umlaufenden Membran (12), die einen druckbeaufschlagbaren Bereich (10) in einem Grundkörper der Verstelleinrichtung abschließt und die in axialer Richtung auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Membran als eine Metallmembran (12) ausgebildet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale axiale Verstellweg (d) kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm und insbesondere kleiner als 0,05 mm ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper als ein Ringbauteil (8) ausgebildet ist.
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörperring (6) als der Grundkörper ausgebildet ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (12) einstückig aus dem Grundkörper geformt ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet die Metallmembran (12) auf den Grundkörper aufgesetzt ist.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Druckschnittstelle (11) zur Anbindung eines Drucksystems.
Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein integriertes Druckerzeugungssystem (14, 15,16).
Lagersystem mit mindestens einem Wälzlager (4), gekennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Lagersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung zur Messung der auf das Wälzlager (4) wirkende Belastung und durch eine Kontrolleinrichtung zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Belastung.