DE2021156C3 - Kühlvorrichtung für ein Wälzlager - Google Patents

Description

net. Der innere Umfang 19 4ieser Hülse Jiegt an der Welle an, während der äußere Umfang 20 im Lagerbereich 21 derart ausgebildet ist, daß der innere Ring 13 der Lagerbaugruppe aufgenommen werden kann.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der innere Laufring 13 des Lagers zwischen einer Schulter 22 am äußeren Umfang 20 und einer Halterungsmutter 23 eingespannt, die auf das Ende 17 aufgeschraubt ist.

Die Hülse IS ist in der Art eines Mantels ausgebildet und weist innere und äußere, im Abstand voneinander angeordnete Wandungen 24 und 25 auf, wobei die Ringkammer 29 durch Endwandungen 26 und 27 an den axialen Enden 17 und 18 abgeschlossen ist. Die Ringkammer 29 ist mit einem liochleitfähigen Kühlmittel 30 gefüllt, beispielsweise mit Natrium. Obwohl Natrium als bevorzugtes Kühlmittel beschrieben wird, sei bemerkt, daß ein anderes flüssiges Kühlmittel oder ein anderes verflüssvgbares Kühlmittel, welches hochwärmeleitend ist, verwendet werden kann.

Die äußere Wandung 25 der Hülse * 5 ist so dünn wie möglich gehalten, und zwar unter Berücksichtigung der Betriebsstabilität und der radialen Belastungen. Wenn erforderlich, kann das Ende 17 der Hülse, welche den inneren Laufring aufnimmt, dikker ausgebildet sein als der restliche Teil der Hülse.

Das Ende 18 weist eine Reihe von radial sich erstreckenden Kühlrippen 35 auf, um in wirksamer Weise die Wärme von der Hülse 15 abzuleiten. Die Kühlrippen können im Abstand voneinander angeordnet und in einer solchen Anzahl sowie Größe vergesehen sein, daß die besten Ergebnisse erzielt werden. Das Ende 18 ist in eintsn Abstand vom Ende 17 angeordnet, der ausreicht, um die Kühlrippen 35 an einer Stelle ,gegenüber dem Lager 10 anzuondnen, an der ein ausreichender Raum vorhanden ist, damit die Wärme von den Rippen abgestrahlt oder abgeleitet werden kann. Die Ableitung der Wärme kann durch öl, Luft, Wasser oder ein anderes Kühlmittelbad unterstützt werden.
Durch die thermische Leitfähigkeit des Kühlmittels 30 wird die Wärme vom inneren Laufring 13 des Lagers durch die dünne Außenwanduiig 25 der Hülse 15 abgezogen und wird dann zum kühleren Ende !8 der Hülse geleitet, wo sie über die Rippen 35 abgegeben wird. Auf diese Weise kann das Lager während des Betriebs verhältnismäßig kühl gehalten werden. Von Bedeutung ist die Tatsache, daß durch diese Ausbildung keinesfalls die Verwendung von normalen Schmiermittel- und/ooer Kühlmittelsystemen für die Lagerbaugruppe 10 behindert wird. Es

ao werden derartige Systeme vielmehr ergänzt.

Es ist somit kein komplizierter mechanischer Aufbau erforderlich.

Fig.2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Hülse 40, wobei diese Hülse eine äußere Wan-

*5 dung 25 α aufweist, die mit einer Urofangsnut 41 neben dem Ende 17 α versehen ist. Diese Nut 41 bildet die innere Laufbahn für das Lager 10 a. Auf diese Weise kann die Wärmeableitung durch die Wandung 25 a verbessert werden, während gleichzeitig ein halbelastischer innerer Laufring gebildet werden kann, falls dies gewünscht ist. Die Hülse 40 wirkt derart, daß die Wärme im wesentlichen in der gleichen Weise abgeführt wird wie bei der Hülse 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 inneren Laufring els sum ftußeren Laufring. Ein AbPatentansprüche: zug der Wärme durch das Gehäuse oder durch den äußeren Laufring des Lagersystems erzeugt Unter-

1. Kühlvorrichtung für ein Wälzlager, dessen schiede in der thermischen Ausdehnung, und diese Innenring unverdrehfoar mit einer Welle vertron- 5 Unterschiede beeinträchtigen die geometrischen den und mittels einer, ein Kühlmittel aufnehmen- Lagerparameter, beispielsweise die Abmessungstoleden langgestreckten, von einer zwischen Wälzla- ranzen. Der Abzug der Wärme vom inneren Laufring

{er und Welle befindlichen Hülse gebildeten wird dadurch erschwert, daß dieser Laufring sich mit Ljngkammer direkt gekühlt ist, welche asymme- der Welle drehen muß, die diesen Laufring trägt,
trisch zur Lagermittenebene verläuEt, da- «· Die Kühlung mittels einer zwischen Wälzlager und durch gekennzeichnet, daß die Hülse Welle befindlichen Hülse, in der eine Ringkammer (IS, 40) eine abgeschlossene Ringkammer (29) ausgebildet ist, ist aus der USA.-Patentschrift aufweist und an ihrem von der Lagermittenebene 3 404 925 bekannt Diese bekannte Kühlung ist eine abgewandten Ende (18) einen Wärmeableitungs- Durchlaufkühlung, die entsprechende Anschlüsse abschnitt (35) trägt 15 aufweist, die eine komplizierte Ausbildung der Kühl-

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch einrichtung bedingen.

gekennzeichnet, daß die Hülse (15) an ihrem der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Lageimittenebene näheren Ende (17) Sitzflächen auch bei hohen Drehzahlen und Belastungen ausrei-

für den Wälzlagerinnenring (13) aufweist chende Kühlvorrichtung für ein Wälzlagei ^u schaf-(Fig. 1). ao fen.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Erfindungsgemäß wird dies bei einer Kühlvorrichgekennzeichnet, daß die Hülse (40) an ihrem der tung der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß Lagermittenebene näheren Ende (17 a) den die Hülse eine abgeschlossene Ringkammer aufweist WäJzlagerinnenring bildet (F i g. 2). und an ihrem von der Lagermittenebene abgewand-

35 ten Ende einen Wärmeableitungsabschnitt trägt.

In vorteilhafter Weise wird durch diese Ausbil-

dung die Kühlleistung wesentlich erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die

Hülse an ihrem der Lagermittenebene näheren Ende

30 Sitzflächen für der. Wälzlagerinnenring aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrich- Die Wärmeübertragung erfolgt hier über diese Sitztung für ein Wälzlager, dessin Inr.nring unverdreh- flächen.

bar mit einer Welle verbunden und mittels einer, ein Bei einer weiteren Ausführungsform kann die

Kühlmittel aufnehmenden langgestreckten, von einer Hülse an ihrem der Lagermittenebene näheren Ende zwischen Wälzlager und Welle befindlichen Hülse 35 den Wälzlagerinnenring bilden. Hierdurch wird die gebildeten Ringkammer direkt gekühlt ist, welche Wärmeableitung noch weiter verbessert,
asymmetrisch zur Lagermittenebene verläuft. Die Erfindung soll an Hand zweier Ausführungs-

Kugellager und Rollenlager werden auch bei höhe- beispiele unter Bezugnahme auf die Figuren der ren Drehzahlen zur Lagerung von Wellen verwendet Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
Obwohl die Reibung, die während des Betriebs eines 40 F i g. 1 eine Schnittansicht eines in einem Gehäuse derartigen Lagers pro Umdrehung erzeugt wird, ge- angeordneten Wälzlagers, wobei eine nicht dargering sein kann, kann durch die hohe Betriebsdrehzahl stellte Welle von der Wärmeübertragungshülse umgedie Reibungswärme sehr schnell auf einen Wert ver- ben ist, und

größert werden, bei dem die Lebensdauer des Lagers F i g. 2 eine entsprechende Schnittansicht mit einer

verringert wird. Es wurden bereits verschiedene Sy- 45 weiteren Ausführungsform der Wärmeübertragungssteme entwickelt, um diese Wärme zu verringern hülse.

oder abzuleiten. Die meisten üblicherweise verwen- In Fig. 1 ist ein Kugellager 10 dargestellt, welches

deten Systeme weisen Luftströmungs- oder Schmier- in einem Gehäuse ti angeordnet ist. Das Kugellager mittelströmungsanordnungen auf, mit denen die 10 besteht aus einem äußeren Laufring 12, einem Wärme mittels einer ölumlaufströmung oder einer 50 konzentrischen inneren Laufring 13 und einer Reihe Luftumlaufströmung oder eines anderen Kühlmittel- von Wälzelementen 14, die zwischen diesen Laufrinstroms entfernt werden soll, wobei der Umlauf durch gen angeordnet sind. Eine koaxiale Wärmeübertradie sich drehende Lagerbaugruppe erfolgt. Wenn die gungshülse 15 ist radial innerhalb des inneren Lauf-Drehzablen und die Belastungen derartiger Lager er- ringes 13 angeordnet.

höht werden, wird es fortschreitend schwieriger, das 55 Diese Hülse umgibt eine nicht dargestellte Welle, Lager dadurch zu kühlen, daß es einer derartigen die gegenüber dem Gehäuse 11 drehbar ist und die in Kühlmittelströmung ausgesetzt wird. In vielen Fällen ihrer Lage durch das Lager 10 gehalten wird. Die sind derartige Lager femer nahe bei einer Dichtung Hülse 15 wird verwendet, um die durch den Betrieb angeordnet, die dazu bestimmt ist, eine Strömung in erzeugte Wärme von dem inneren Laufring 13 des axialer Richtung zu verhindern, und dadurch beein- 6o Lagers abzuführen.

trächttgt diese Dichtung die Möglichkeit, das Lager Die Hülse 15 ist an der Welle befestigt, und zwar zu kühlen. mittels eines Preßsitzes oder mittels einer Verlötung

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, oder mittels anderer Halterungen, und diese Hülse die Wärmemenge dadurch herabzusetzen, daß man dreht sich mit der Welle. Die Hülse 15 ist ein in axiaeine Kühlmittelströmung durch das Gehäuse vor- 65 ler Richtung langgestreckter Bauteil. Sie weist ein sieht, in dem die Lagerbaugruppe angeordnet ist, Ende 17 am Lager auf, und das andere Ende 18 ist Von der Wärmemenge, die in einem Wälzlager er- um eine gewünschte Strecke längs der Welle im Abzeugt wird, strömt jedoch eine größere Menge zum stand von dem zuerst genannten Ende 17 angeord-