DE19937040A1 - Axiallageranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung zeigt eine Lageranordnung auf einer Welle mit mindestens zwei hintereinander angeordneten Axiallagern, wobei die axiale Lastaufnahme von mindestens einem der Axiallager (3; 5) durch einen mit Drucköl beaufschlagten Kolben (9) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Derartige Lageranordnungen sind allgemein als Tandem- Axiallager-Anordnungen bekannt. Sie werden zur Erhöhung der axialen Tragfähigkeit bei kleinem Bauraum eingesetzt, wobei zwei oder mehrere Axiallager der gleichen Größe hintereinan­ der geschaltet werden. Die einzelnen Lager sind durch federn­ de Büchsen aneinander angestellt, wodurch sich eine gleichmä­ ßige Lastverteilung ergibt.

Diese Anordnungen sind empfindlich gegen Wellenschiefstellun­ gen und eignen sich nicht für hochtragfähige Pendelrollenla­ ger.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung aus mehreren Axiallagern zu schaffen, bei welcher die Lastvertei­ lung auf die verschiedenen Lager regulierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lageranordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung stellt sich auf einem Lager eine exakt berechenbare verstellbare konstante Last ein.

In vorteilhafter Weise trägt das Lager auch bei Wellenschief­ stellungen gleichmäßig am ganzen Umfang.

Durch die Erfindung ist es während des Betriebs möglich, die Lagerlast an die äußeren Lastzustände anzupassen, wodurch bei den verschiedenen Belastungen keine axialen Verschiebungen der Welle auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt längs durch die schemati­ sche Darstellung eines erfindungsgemäß gelagerten Wellenen­ des. Am nicht dargestellten Ende wird eine Axialkraft, z. B. durch den Schub eines Schiffspropellers in die Welle (1) eingeleitet.

Die Welle (1) weist zur Abstützung der diesseitig auftreten­ den Radialkräfte ein Radiallager (2) auf.

Die Welle (1) stützt sich mittels eines Absatzes (1a) am Innenring (3a) eines ersten Axiallagers (3) ab. Dabei können zwischen Absatz (1a) und dem Innenring (3a) auch Zwischenrin­ ge zur genauen axialen Positionierung des Axiallagers (3) eingebaut werden. Der Außenring (3b) ist radial in einer Büchse (15a) geführt, kann in radialer Richtung aber auch frei sein und stützt sich in axialer Richtung an einem Zwi­ schenstück (15b) des Gehäuses (15) ab. Zur axialen Vorspan­ nung sind Federn (4) vorgesehen, die in stirnseitige Bohrun­ gen des Zwischenstücks (15b) eingelegt sind. Diese Bohrungen sind gleichmäßig auf einem Lochkreis verteilt, dessen Durch­ messer so gewählt ist, daß die Federn (4) auf den Außenring (3b) drücken.

Das Gehäuse (15) besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus der Büchse (15a), dem Zwischenstück (15b) sowie einem Deckel (15c). Die einzelnen Teile des Gehäuses (15) sind miteinander verschraubt und am Getriebe oder an einem Hauptgehäuse befe­ stigt. Es ist jedoch auch möglich das Gehäuse (15) einteilig auszuführen.

Der Innenring (5a) eines weiteren Axiallagers (5) liegt an einem weiteren Absatz (1b) der Welle (1) an. Dieses Axialla­ ger (5) stützt die Welle (1) über seinen Außenring (5b), der sich in axialer Richtung an einem Kolben (9) abstützt.

Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß bei dieser Ausfüh­ rungsvariante zwei Axiallager (3, 5) unterschiedlicher Bau­ größe eingesetzt werden. In anderen konstruktiven Ausgestal­ tungen können auch gleichgroße Lager (3, 5) miteinander kombiniert werden, außerdem sind Anordnungen möglich, die sowohl aus Wälz- oder Gleitlagern bestehen.

An der ringförmigen Kontaktfläche des Kolbens (9) zum Außen­ ring (5b) sind auf einem Lochkreis gleichmäßig Bohrungen verteilt, in die Federn (6) zur axialen Vorspannung des Axiallagers (5) eingelegt sind.

Der Kolben (9) ist mit radialem Spiel in das Zwischenstück (15b) eingebracht, wodurch sich an seinem gesamten Umfang ein Spalt (7) ergibt. Aufgrund des Spalts (7) ist der Kolben (9) innerhalb des Zwischenstücks (15b) winkelbeweglich und paßt sich an eventuell auftretenden Winkelversatz der Welle (1) an. Dadurch trägt das Axiallager (5) auch bei Winkelschief­ stellungen die Last am gesamten Umfang gleichmäßig.

Die druckfeste Abdichtung des Druckraums (10) erfolgt am Kolben (9) durch ein flexibles Dichtungselement (8), das am Kolbenumfang in einen Einstich eingelegt ist. In axialer Richtung wird der Druckraum (10) durch den Deckel (15c) des Gehäuses (15) druckdicht begrenzt.

Am Deckel (15c) befindet sich eine Durchgangsbohrung, die als Druckanschluß (11) für Ölzuleitungen dient. Von einer Ölpumpe (14) wird ein Öldruck aufgebaut, der über ein Druckregelven­ til (12) in genau einstellbarer Höhe dem Druckraum (10) zugeführt wird.

Die gewünschte axiale Lastaufnahme des Axiallagers (5) wird durch den Öldruck eingestellt mit dem der Kolben (9) beauf­ schlagt wird. Der Öldruck ist anhand der gewünschten Last und der konstruktiv vorgegebenen Kolbenfläche einfach berechen­ bar.

Die Einstellung des Öldrucks am Druckregelventil (12) kann manuell erfolgen oder durch eine Steuerungseinheit (13), die aus verschiedenen Eingangsgrößen den erforderlichen Öldruck entsprechend der äußeren Lastzustände ermittelt und das Druckregelventil (12) kontinuierlich ansteuert.

In dem beschriebenen Beispiel wurde die Anordnung von zwei Lagern erklärt, in weiteren konstruktiven Ausführungen sind auch Anordnungen von drei oder mehr Axiallagern möglich, wobei die Lastaufnahme an zwei oder mehreren Lagern einstell­ bar ist.

In einem weiteren nicht zeichnerisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel wird die axiale Anstellung des Axiallagers (3) durch eine elektromagnetische Kraft vorgenommen. Dabei wird der Kolben (9) mit dem Anker eines Elektromagneten verbunden, der anstelle des Deckels (15c) am Gehäuse (15) montiert ist. Über den elektrischen Strom kann die Kraft, mit der der Anker über den Kolben (9) oder über eine Druckplatte auf den Außen­ ring (5b) drückt, geregelt werden. Der Elektromagnet kann beispielsweise durch einen manuell betätigbaren Stromregler oder durch eine entsprechende Steuerungseinheit angesteuert werden.

Bezugszeichenliste

1

Welle

1

a Absatz

1

b Absatz

2

Radiallager

3

Axiallager

3

a Innenring

3

b Außenring

4

Feder

5

Axiallager

5

a Innenring

5

b Außenring

6

Feder

7

Spalt

8

Dichtungselement

9

Kolben

10

Druckraum

11

Druckanschluß

12

Druckregelventil

13

Steuerungseinheit

14

Ölpumpe

15

Gehäuse

15

a Büchse

15

b Zwischenstück

15

c Deckel

Claims (9)

1. Lageranordnung auf einer Welle mit mindestens zwei hin­ tereinander angeordneten Axiallagern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Lastaufnahme von mindestens ei­ nem der Axiallager (3; 5) durch einen Kolben (9) ein­ stellbar ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) mit einem Öldruck beaufschlagbar ist, der durch ein Druckregelventil (12) in seiner Höhe ver­ stellbar ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (12) von einer Steuerungseinheit (13) ansteuerbar ist.

4. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) winkelbeweglich ist.

5. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallager (3; 5) mittels Federn (4; 6) axial vorspannbar sind.

6. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallager (3; 5) unterschiedliche Größen aufwei­ sen.

7. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallager (3; 5) Wälz- oder Gleitlager sind.

8. Lageranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Welle (1) mit einem Absatz (1a) am Innenring (3a) eines ersten Axiallagers (3) und der Außenring (3b) am Gehäuse (15) abstützt und daß sich die Welle (1) mit einem weiteren Absatz (1b) an einem zweiten Axiallager (5) abstützt, wobei der Außen­ ring (5b) des zweiten Axiallagers (5) an einem Kolben (9) anliegt, der sich über einen flüssigkeitsbeaufschlagten Druckraum (10), welcher über einen Druckanschluß (11) und ein Druckregelventil (12) mit einer Ölpumpe (14) verbun­ den ist, am Gehäuse (15) abstützt.

9. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) durch eine elektromagnetische Kraft beaufschlagbar ist.