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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung, aufweisend
- – ein Lagergehäuse mit einer Lagergehäusebohrung,
- – eine in der Lagergehäusebohrung aufgenommene Welle,
- – ein erstes Wälzlager mit einem ersten Außenring und einem ersten Innenring, sowie
- – ein zweites Wälzlager mit einem zweiten Außenring und einem zweiten Innenring,
wobei der erste Außenring und der zweite Außenring axial fixiert in die Lagergehäusebohrung eingebracht sind und wobei der erste Innenring und der zweite Innenring in Lospassung auf die Welle aufgebracht sind.
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Lageranordnungen werden insbesondere für Waschmaschinen verwendet, wobei in diesem Fall typischerweise die Welle mit einer Trommel der Waschmaschine verbunden ist. Während eines mit der Waschmaschine ausgeführten Waschvorgangs verteilt sich die Wäsche in der Trommel stochastisch. Daraus resultieren Unwuchten, welche zu hohen mechanischen Belastungen der Geräte, insbesondere der Trommellagerung, führen.
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Bei einer Lospassung ist der Innenring lose, was dazu führt, dass im Kugellager befindliche Wälzkörper, typischerweise Kugeln, sich relativ frei und ungeführt bewegen können. Anders ausgedrückt bestehen hier Freiheitsgrade, welche unerwünscht oder nicht von Nutzen sind. Dies führt zu Anschlägen und ungleichmäßiger Kraftbeaufschlagung bzw. Kraftübertragung der bzw. über die Kugeln. Die Kugeln laufen auf einem wellenförmigen Umlaufweg auf den Laufflächen der Ringe. Dies verursacht Betriebsgeräusche und vermindert die Lebensdauer des Lagers.
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Die
EP 1 091 037 A1 zeigt eine Wäschebehandlungsmaschine mit einer fliegend gelagerten Trommel und mit einem Lagergehäuse, in welchem zwei Radialkugellager mit ihren Außenringen lossitzfrei eingebracht sind. Mit ihren Innenringen nehmen sie einen mit der Trommel verbundenen Wellenzapfen auf. Die Innenringe sind dabei im eingebauten Zustand lossitzfrei in Bezug auf den Wellenzapfen und axial definiert verspannt in Bezug auf die Außenringe angeordnet.
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Die
DE 100 52 586 C1 zeigt eine Wäschebehandlungsmaschine mit einer fliegend gelagerten Trommel und mit einem Lagergehäuse, in welchem zwei Radialkugellager mit ihren Außenringen lossitzfrei und mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind und mit ihren Innenringen einen mit der Trommel verbundenen Wellenzapfen im Übergangssitz aufnehmen. Der Wellenzapfen trägt an seinem der Trommel gegenüberliegenden Ende ein in axialer Richtung verstellbares Spannelement und ist mindestens in einem axialen Teilbereich von einem Federelement umgeben. Damit wird eine Einbautiefen-Verstellung ermöglicht.
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Die
DE 1 460 896 A zeigt ein Waschtrommellager für eine Waschtrommel, bei welcher zwei Kugel- oder Rollenlager zumindest einseitig durch einen Spreizring gegen axialen Versatz gesichert sind.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Waschmaschine mit einer Lageranordnung.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine konstruktiv optimierte Lageranordnung vorzusehen, bei welcher Betriebsgeräusche verringert werden und/oder die Lebensdauer des Lagers optimiert wird. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine Waschmaschine mit einer optimierten Lageranordnung vorzusehen.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Lageranordnung bzw. eine Waschmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung sowie aus den Unteransprüchen, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.
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Die Erfindung sieht bei einer Lageranordnung der eingangs genannten Art vor, dass ein Federelement vorgesehen ist, welches auf einer dem jeweils anderen Wälzlager abgewandten Stirnseite eines Innenrings angeordnet ist und diesen in Richtung auf das jeweils andere Wälzlager vorspannt.
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Damit wird erreicht, dass die oben erwähnten Freiheitsgrade nicht mehr bestehen und die Wälzkörper in einer vorbestimmten Konfiguration laufen. Hierdurch wird auch die geräuschverursachende Bewegung, welche auch als Klappern oder Lagerklockern bezeichnet wird, verhindert oder zumindest erheblich eingeschränkt. Die Lagerung weist somit stets definierte Betriebssituationen auf. Anders ausgedrückt sind die Wälzkörper, beispielsweise Kugeln, permanent im Kraftfluss, so dass keine Stöße mehr auftreten können. Weiterhin vorteilhaft sind eine Erhöhung der Lebensdauer der Lager, eine Erhöhung der Steifigkeit des Lagersystems, eine verbesserte Aufnahme von Kippmomenten und ein im Vergleich zu anderen Ausführungen gemäß dem Stand der Technik geringerer Montageaufwand. Des Weiteren können durch das Federelement auch vorteilhaft temperaturbedingte Längenänderungen sowie Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
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Eine axiale Fixierung der Außenringe kann bevorzugt durch Presspassung erreicht werden.
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Bevorzugt stützt sich das Federelement gegenüberliegend zur Stirnseite des Innenrings an einem Teil der Welle, insbesondere einer Wellenschulter, oder an einem mit der Welle verbundenen Bauteil, insbesondere einem Riemenrad, ab. Damit wird eine Vorspannung des jeweiligen Lagers relativ zur Welle erreicht.
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Weiter bevorzugt grenzt derjenige Innenring, an welchem das Federelement nicht angeordnet ist, an einen Teil der Welle, insbesondere an eine Wellenschulter, oder an ein mit der Welle verbundenes Bauteil, insbesondere ein Riemenrad, an und wird hierdurch in Richtung auf das jeweils andere Wälzlager vorgespannt. Somit kann eine durch das Federelement erzeugte Kraft dazu verwendet werden, eine definierte Vorspannung für beide Lager vorzusehen.
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Bevorzugt weist die Welle drei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers auf, wobei ein erster Bereich den größten Durchmesser aufweist, ein daran angrenzender zweiter Bereich einen kleineren Durchmesser aufweist und ein wiederum daran angrenzender dritter Bereich einen nochmals kleineren Durchmesser aufweist. Dies ermöglicht, insbesondere im Zusammenhang mit den nachfolgend beschriebenen Ausführungen, eine konstruktiv einfache Ausführung. Der erste Bereich grenzt dabei bei Verwendung der Lageranordnung in einer Waschmaschine bevorzugt an eine Trommel an.
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Bevorzugt ist dabei das erste Wälzlager auf dem zweiten Bereich benachbart zum Übergang zwischen erstem und zweitem Bereich angeordnet. Der Übergang bildet somit eine definierte Anlagefläche für das erste Wälzlager oder auch für das Federelement, wenn das Federelement zwischen dem ersten Bereich und dem ersten Wälzlager angeordnet ist. Der erste Bereich kann beispielsweise auch als Wellenschulter bezeichnet werden. Er kann alternativ auch durch eine auf die Welle aufgebrachte Laufbuchse ersetzt werden.
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Weiter bevorzugt ist das zweite Wälzlager auf dem dritten Bereich benachbart zum Übergang zwischen zweitem und drittem Bereich angeordnet. Damit bildet der dritte Bereich eine definierte und axial begrenzte Oberfläche für das zweite Wälzlager.
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Gemäß einer Ausführung ist das Federelement zwischen dem Übergang zwischen erstem und zweitem Bereich und dem ersten Wälzlager angeordnet. Dann liegt typischerweise das Federelement an einer Stirnseite des ersten Innenrings an. In einem solchen Fall ist es weiter vorteilhaft, wenn der zweite Innenring des zweiten Wälzlagers an ein mit der Welle verbundenes Bauteil, insbesondere an eine Riemenscheibe, angrenzt, und zwar bevorzugt mit einer von dem ersten Wälzlager abgewandten Stirnseite. Damit kann eine durch die Feder ausgeübte Kraft zur Erzeugung einer definierten Vorspannung für beide Wälzlager verwendet werden.
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Gemäß einer hierzu alternativen Ausführung ist das Federelement zwischen dem zweiten Wälzlager und einer mit der Welle verbundenen Riemenscheibe angeordnet. Damit wird das zweite Wälzlager auf das erste Wälzlager zu gedrückt. In einem solchen Fall ist es insbesondere weiter vorteilhaft, wenn der erste Innenring des ersten Wälzlagers an einen Übergangsbereich zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt, wie oben beschrieben, angrenzt, und zwar bevorzugt mit einer von dem zweiten Wälzlager abgewandten Stirnseite. Damit kann ebenfalls eine durch die Feder ausgeübte Kraft zur Erzeugung einer definierten Vorspannung für beide Wälzlager verwendet werden.
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Bevorzugt ist das Federelement um die Welle umlaufend ausgebildet. Dies führt zu einer gleichmäßigen Wirkung einer durch das Federelement ausgeübten Kraft.
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Weiter bevorzugt bilden das erste Wälzlager und das zweite Wälzlager zusammen eine angestellte Lagerung (eine Lagerung, bei der sich die Außenringe der Lager in die eine und die Innenringe der Lager in die entgegengesetzte Richtung abstützen), insbesondere in O-Form (auch O-Anordnung genannt). Dies kann insbesondere wie weiter oben beschrieben dadurch erreicht werden, dass beide Wälzlager mit jeweiligen Stirnseiten entweder an das Federelement oder aber an einen Teil der Welle oder ein mit der Welle verbundenes Bauteil, insbesondere eine Riemenscheibe, angrenzen. Damit wird eine vorteilhafte Aufnahme der durch die Trommel in die Lageranordnung eingeleiteten Kräfte erreicht.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Waschmaschine mit einem Laugenbehälter und einer Trommel, wobei eine an dem Laugenbehälter angebrachte erfindungsgemäße Lageranordnung vorgesehen ist. Die Trommel ist dabei mit der Welle der Lageranordnung verbunden. Bevorzugt ist das erste Wälzlager trommelseitig angeordnet.
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Für das Wälzlager bzw. die Lageranordnung können bei der erfindungsgemäßen Waschmaschine alle Varianten und Ausführungen wie oben beschrieben verwendet werden. Die Bemerkungen zu damit erreichten Vorteilen gelten entsprechend.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen:
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1: eine Lageranordnung einer Waschmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2: eine Lageranordnung einer Waschmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 10 einer Waschmaschine mit einem Laugenbehälter 11. Diese weist ein Lagergehäuse 12 mit einer Lagergehäusebohrung 13 auf. Das Lagergehäuse 12 ist mit einer Wand des Laugenbehälters 11 zumindest formschlüssig verbunden, wobei die Verbindung beispielsweise bei einer Spritzgußherstellung des Laugenbehälters 11 durch Umpritzen des Lagergehäuses 12 mit Kunststoff hergestellt ist. Benachbart zur Lagergehäuseanordnung 10 ist eine Trommel 15 der Waschmaschine angeordnet. Zum Antrieb der Trommel 15 dient eine Riemenscheibe 17. Sowohl die Trommel 15 wie auch die Riemenscheibe 17 sind zueinander gegenüberliegend an einer Welle 20 angebracht. Die Welle 20 ist in der Lagergehäusebohrung 13 aufgenommen. Mittels der Riemenscheibe 17 können die Welle 20 und damit auch die Trommel 15 durch einen Motor über einen Riemen angetrieben werden.
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Innerhalb der Lagergehäusebohrung 13 sind außerdem ein erstes Wälzlager 30 und ein zweites Wälzlager 40 angeordnet. Das erste Wälzlager 30 weist einen ersten Außenring 32, eine Anzahl von Kugeln 34 sowie einen ersten Innenring 36 auf. Das zweite Wälzlager 40 weist einen zweiten Außenring 42, eine Anzahl von Kugeln 44 sowie einen zweiten Innenring 46 auf. Das erste Wälzlager 30 ist näher an der Trommel 15 angeordnet als das zweite Wälzlager 40. Das erste Wälzlager 30 ist somit trommelseitig angeordnet. Das zweite Wälzlager 40 ist hingegen riemenseitig angeordnet.
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Die jeweiligen Außenringe 32, 42 sind jeweils in Presspassung in der Lagergehäusebohrung 13 fixiert. Somit sind sie relativ zum Lagergehäuse 12 unbeweglich. Die jeweiligen Innenringe 36, 46 sind hingegen in Lospassung auf die Welle 20 aufgebracht. Somit können sich die Welle 20 und die Innenringe 36, 46 grundsätzlich relativ zueinander axial bewegen.
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Die Welle 20 ist in drei Bereiche mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser unterteilt. Trommelseitig ist zunächst ein erster Bereich 21 mit größtem Durchmesser ausgebildet. Dieser kann auch als Wellenschulter bezeichnet werden. In einer alternativen Ausführung könnte er beispielsweise durch eine Laufbuchse ersetzt werden.
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Angrenzend an den ersten Bereich ist ein zweiter Bereich 22 mit kleinerem Durchmesser ausgebildet. Auf diesem ist das erste Wälzlager 30 aufgebracht, und zwar angrenzend an einen Übergang 24 zwischen dem ersten Bereich 21 und dem zweiten Bereich 22.
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Wiederum angrenzend an den zweiten Bereich 22 ist ein dritter Bereich 23 mit nochmals kleinerem Durchmesser ausgebildet. Auf diesem ist das zweite Wälzlager 40 aufgebracht, und zwar angrenzend an einen Übergang 25 zwischen dem zweiten Bereich 22 und dem dritten Bereich 23.
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Zwischen dem zweiten Wälzlager 40 und der Riemenscheibe 17 befindet sich ein Abschnitt 26 der Welle 20, auf welchem ein ringförmiges Federelement 50 aufgebracht ist. Dieses Federelement 50 stützt sich an der Riemenscheibe 17 ab und drückt den zweiten Innenring 46 des zweiten Wälzlagers 40 in Richtung auf das erste Wälzlager 30. Gleichzeitig wird dabei die Welle 20 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt.
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Wie gezeigt grenzt der erste Innenring 36 des ersten Wälzlagers 20 unmittelbar an den Übergang 24 zwischen dem ersten Bereich 21 und dem zweiten Bereich 22 an. Aufgrund der von dem Federelement 50 auf die Welle 20 ausgeübten Kraft wird somit der erste Innenring 36 in Richtung auf das zweite Wälzlager 40 zu gedrückt. Dies ermöglicht eine Verspannung der beiden Wälzlager 30, 40 gegeneinander mit Hilfe von nur einem Federelement 50.
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Die durch das Federelement 50 vermittelte Kraft auf die beiden Innenringe 36, 46 führt dazu, dass diese dazu veranlasst werden, sich aufeinander zu zu bewegen. Diese Bewegung wird jedoch dadurch sehr eingeschränkt, dass die jeweiligen Innenringe 36, 46 dabei die jeweiligen Kugeln 34, 44 axial mit verschieben, die sich ihrerseits wiederum an den jeweiligen Außenringen 32, 42 abstützen. Letztere sind fest in dem Lagergehäuse 12 verankert.
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Mit Bezugszeichen 60 ist in 1 ein typischer Kraftverlauf gezeigt. Wirkt beispielsweise eine Axialkraft in 1 nach rechts auf die Welle 20, so gelangt diese über den ersten Innenring 36 über die Kugeln 34 auf den ersten Außenring 32 und weiter durch das Lagergehäuse 12 zum zweiten Außenring 42 des zweiten Wälzlagers 40. Von dort aus gelangt sie über die Kugeln 44 zum zweiten Innenring 46, von wo aus die Kraft über das Federelement 50 auf die Riemenscheibe 17 und damit wieder auf ein mit der Welle 20 verbundenes Bauteil geleitet wird. Dieser Kraftverlauf ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil damit eine definierte Vorspannung der Wälzlager 30, 40 erreicht wird, was unkontrollierte Bewegungen der Kugeln 34, 44 unterbindet.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 10. Diese ist in weiten Teilen identisch mit dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Deshalb wird nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Federelement 50 nicht zwischen dem zweiten Innenring 46 und der Riemenscheibe 17 angeordnet, sondern zwischen dem Übergang 24 zwischen dem ersten Bereich 21 und dem zweiten Bereich 22 und dem ersten Innenring 36. Die Federkraft wirkt auf den ersten Innenring 36 und drückt diesen gemäß der Darstellung von 2 nach rechts. Gleichzeitig liegt der zweite Innenring 46 an der Riemenscheibe 17 an und wird durch eine von dem Federelement 50 nach links auf die Welle 20 ausgeübte Kraft nach links gedrückt. Damit ergibt sich ein sehr ähnlicher Effekt wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, nämlich dass die beiden Wälzlager 30, 40 O-förmig gegeneinander vorgespannt werden. Dies führt zu den bereits erwähnten Vorteilen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lageranordnung
- 11
- Laugenbehälter
- 12
- Lagergehäuse
- 13
- Lagergehäusebohrung
- 15
- Trommel
- 17
- Riemenscheibe
- 20
- Welle
- 21
- erster Bereich
- 22
- zweiter Bereich
- 23
- dritter Bereich
- 24
- Übergang
- 25
- Übergang
- 26
- Abschnitt
- 30
- erstes Wälzlager
- 32
- erster Außenring
- 34
- Kugeln
- 36
- erster Innenring
- 40
- zweites Wälzlager
- 42
- zweiter Außenring
- 44
- Kugeln
- 46
- zweiter Innenring
- 50
- Federelement
- 60
- Kraftverlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1091037 A1 [0004]
- DE 10052586 C1 [0005]
- DE 1460896 A [0006]
