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Patent Searching and Data


Title:
LUBRICANT SUPPLY OF A RADIAL PLAIN BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/211056
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing shell (103) for a radial plain bearing (101, 103, 107); the bearing shell (103) forming a first running surface; at least one recess (113) being located in the running surface; the bearing shell (103) forming a first lubricant line (109a); and said first lubricant line (109) opening into the recess (113). The bearing shell (103) forms a second lubricant line (109b) and the third lubricant line (109c); the second lubricant line (109b) and the third lubricant line (109c) opening into the recess (113).

Inventors:
GOOVAERTS, Michel (Geersbroekstraat 27, 2235 Hulshout, 2235, BE)
OOMS, Maarten (Laarsveld 32, 2440 Geel., 2440, BE)
KRIECKEMANS, Koen (Zandkapelweg 68, 2200 Noorderwijk, 2200, BE)
CEUSTERMANS, Jo (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
ESPOSITO, Mario (Löwentaler Str. 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
Application Number:
EP2019/058469
Publication Date:
November 07, 2019
Filing Date:
April 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN N.V. (Gerard Mercatorstraat 40, 3920 Lommel, 3920, BE)
International Classes:
F16C33/10; F16C17/02
Foreign References:
CN202251313U2012-05-30
EP3290725A12018-03-07
US3539035A1970-11-10
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Lagerschale (103) für ein Radialgleitlager (101 , 103, 107); wobei

die Lagerschale (103) eine Lauffläche ausbildet; wobei

sich mindestens eine Vertiefung (113) in der Lauffläche befindet; wobei

die Lagerschale (103) eine erste Schmierstoffleitung (109a) ausbildet; und wobei die erste Schmierstoffleitung (109) in die Vertiefung (113) mündet; dadurch gekennzeichnet, dass

die Lagerschale (103) eine zweite Schmierstoffleitung (109b) ausbildet; wobei die zweite Schmierstoffleitung (109b) in die Vertiefung (113) mündet.

2. Lagerschale (103) nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass

die Lagerschale (103) eine dritte Schmierstoffleitung (109c) ausbildet; wobei die dritte Schmierstoffleitung (109c) in die Vertiefung (113) mündet.

3. Lagerschale (103) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass

eine Mündung der ersten Schmierstoffleitung (109a) in die Vertiefung (113), eine Mündung der zweiten Schmierstoffleitung (109b) in die Vertiefung (113) und eine Mündung der dritten Schmierstoffleitung (109c) in die Vertiefung (113) axial versetzt zueinander angeordnet sind.

4. Anordnung mit einem Radialgleitlager (101 , 103, 107) und einem Mittel zum Beaufschlagen von Schmierstoff mit einem Druck; dadurch gekennzeichnet, dass das Radialgleitlager (101 , 103, 107) eine Lagerschale (103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist; wobei

die erste Schmierstoffleitung (109a) das Mittel zum Beaufschlagen des Schmierstoffs mit dem Druck und die Vertiefung (113) miteinander verbindet; und wobei

die zweite Schmierstoffleitung (109b) und die dritte Schmierstoffleitung (109c) die Vertiefung (113) und jeweils eine drucklose Mündung miteinander verbinden.

5. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch

eine Achse (103); wobei

die Achse (103) die Lagerschale ausbildet; wobei die zweite Schmierstoffleitung (109b) und die dritte Schmierstoffleitung (109c) jeweils in eine Stirnfläche der Achse (103) münden.

6. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch ein Zahnrad (101), das mittels des Radialgleitlagers (101 , 103, 107) und mindestens eines Axiallagers (115a, 115b) drehbar auf der Achse (103) gelagert ist; wobei das Axiallager (101 , 103, 107) in Umfangsrichtung um die zweite Schmierstoffleitung (109b) und/oder um die dritte Schmierstoffleitung (109c) herum verläuft.

Description:
Schmierstoffversorgung eines Radialgleitlagers

Die Erfindung betrifft eine Lagerschale nach dem Oberbegriff an Anspruch 1.

Aus dem Stand der Technik sind Lagerschalen für Radialgleitlager mit sogenannten Öltaschen bekannt. Über eine Öltasche wird Öl in das Lager eingeleitet. Im Lager erwärmt sich das Öl. Um das erwärmte Öl abzuführen, weist eine Lauffläche der Lagerschale im Bereich der Öltasche axial verlaufende Nuten auf. Die Nuten leiten erwärmtes Öl, das in die Öltasche eintritt, seitlich aus dem Lager heraus.

Die Austrittsstellen der den Nuten für das Öl müssen frei bleiben. Dies erschwert die Anordnung von Axiallagern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schmierung eines Radialgleitlagers zu verbessern. Insbesondere soll die Schmierung so ausgestaltet sein, dass sich neben dem Radialgleitlager Axiallager verwenden lassen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lagerschale nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Eine Lagerschale ist eine Komponente eines Lagers, die eine Lauffläche, auch Laufbahn genannt, ausbildet. Die Lagerschalen eines Lagers sind paarweise angeordnet. Die Lagerschalen eines Paars sind jeweils relativ zueinander um eine Drehachse des Lagers verdrehbar. Die Laufflächen der Lagerschalen eines Paars stützen sich in Wirkrichtung des Lagers gegeneinander ab. Die Wirkrichtung eines Radiallagers ist radial. Dies bedeutet, dass die Lagerschalen eines Paars sich gegeneinander in eine beliebige axiale, das heißt orthogonal zu der Drehachse des Lagers verlaufende Richtung abstützen können. Die Laufflächen eines reinen Radialgleitlagers haben die Form einer Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders.

Ein Gleitlager zeichnet sich dadurch aus, dass die Laufflächen eines Lagerschalenpaars bei einer Drehung der Lagerschalen aneinander abgleiten. Zwischen den Lauf- flächen verläuft ein Spalt, der gewöhnlich mit Schmierstoff gefüllt ist. Auch kann sich zwischen den Laufflächen eine schwimmende Buchse befinden.

Bei einer schwimmenden Buchse verläuft zwischen der Buchse und einer ersten Lauffläche ein erster Spalt und zwischen der Buchse und einer zweiten Lauffläche ein zweiter Spalt. Eine schwimmende Buchse ist frei drehbar. Insbesondere ist die Buchse relativ zu der ersten Lauffläche und relativ zu der zweiten Lauffläche und damit relativ zu den entsprechenden Lagerschalen drehbar. Daneben hinaus sind Gleitlager mit fester Buchse bekannt. Diese bildet eine Lauffläche einer Lagerschale und ist damit Teil der Lagerschale. Zwischen der Buchse und einem Grundkörper der Lagerschale besteht eine drehfeste Verbindung. Insbesondere kann die Buchse auf den Grundkörper aufgeschrumpft oder in diesen eingedehnt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Lagerschale handelt es sich um eine Lagerschale für in Radialgleitlager. Dessen Lauffläche weist mindestens eine Vertiefung bzw. Ausnehmung auf. Bei der Vertiefung handelt es sich um ein nicht durchgehendes Loch, dessen Mündung innerhalb der Lauffläche liegt.

Die Vertiefung dient als Öltasche. Entsprechend mündet eine erste Schmierstoffleitung in die Vertiefung. Die erste Schmierstoffleitung wird durch die Lagerschale ausgebildet.

Eine Schmierstoffleitung zeichnet sich durch genau zwei Mündungen aus, die

Schmierstoff- und druckleitend miteinander verbunden sind. Beispielsweise können eine oder mehrere Schmierstoff- und druckleitend miteinander verbundene Bohrungen die Schmierstoffleitung bilden.

Eine der beiden Mündungen der ersten Schmierstoffleitung befindet sich in der Vertiefung. Die erste Schmierstoffleitung dient dazu, Schmierstoff, vorzugsweise Öl, in die Vertiefung einzuleiten, der und von dort in einen Spalt des Radialgleitlagers gelangt. Erfindungsgemäß bildet die Lagerschale neben der ersten Schmierstoffleitung eine zweite Schmierstoffleitung Die zweite Schmierstoffleitung mündet ebenso wie die erste Schmierstoffleitung in die Vertiefung. Jeweils eine Mündung der ersten

Schmierstoffleitung und er zweiten Schmierstoffleitung befindet sich also in der Vertiefung.

Die zweite Schmierstoffleitung dient dazu, erwärmten Schmierstoff abzuleiten. Während der Verlauf von Nuten durch die Abmessungen der Lauffläche der Lagerschale bestimmt ist, unterliegt der Verlauf der zweiten Schmierstoffleitung keinen Restriktionen. Dies ermöglicht es, das Radialgleitlager so zu gestalten, dass Bauraum für Axiallager, insbesondere Axialgleitlager, verbleibt.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine dritte Schmierstoffleitung vorgesehen. Diese wird durch die Lagerschale gebildet. Auch die dritte Schmierstoffleitung mündet in die Vertiefung.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind eine Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung, eine Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und eine Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung axial versetzt zueinander angeordnet. Insbesondere sind die Mündungen paarweise axial versetzt zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass die Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung axial versetzt zu der Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und axial versetzt zu der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung angeordnet ist. Weiterhin ist die Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung axial versetzt zu der Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung angeordnet.

Die Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung befindet sich bevorzugt zwischen der Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und der Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung. Bezüglich der Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung sind die Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und die Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung also in unterschiedliche Richtungen axial nach außen hin versetzt angeordnet. In diesem Fall befinden sich die Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und die Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung auf unterschiedlichen Seiten einer radial verlaufenden, das heißt orthogonal zu der Drehachse des Radialgleitlagers ausgerichteten Ebene; die Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und die Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung befinden sich auf unterschiedlichen Seiten einer zweiten radial verlaufenden Ebene. Die erste Ebene und die zweite Ebene schneiden dabei keine der Mündungen.

Bevorzugt sind die Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung, die Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und die Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung darüber hinaus auf gleicher axialer Höhe angeordnet. Dies bedeutet, dass eine Ebene, welche die Drehachse des Radialgleitlagers enthält, alle drei Mündungen schneidet. Insbesondere können die drei Mündungen bezüglich dieser Ebene mittig ausgerichtet sein. Dies bedeutet, dass die Ebene durch jeweils einen Mittelpunkt der drei Mündungen verläuft.

Ein Radialgleitlager, das die erfindungsgemäße Lagerschale oder eine bevorzugte Weiterbildung aufweist, ist bevorzugt als Teil einer Anordnung weitergebildet, zu der auch ein Mittel zum Beaufschlagen von Schmierstoff mit einem Druck gehört. Bei dem Radialgleitlager kann es sich um ein Radialgleitlager ohne Buchse, ein Radialgleitlager mit fester Buchse oder ein Radialgleitlager mit schwimmender Buchse handeln. Eine Pumpe bildet bevorzugt das Mittel zum Beaufschlagen von Schmierstoff mit einem Druck.

Die erste Schmierstoffleitung verbindet das Mittel zum Beaufschlagen des Schmierstoffs mit dem Druck und die Vertiefung miteinander. Eine Schmierstoff- und druckleitende Verbindung zwischen dem Mittel und der Vertiefung bzw. zwischen dem Mittel und der Mündung der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung wird also allein oder zusammen mit weiteren Leitungsstücken durch die erste Schmierstoffleitung gebildet. Mit dem Druck beaufschlagter Schmierstoff wird daher von der ersten Schmierstoffleitung in die Vertiefung eingeleitet. Die zweite Schmierstoffleitung und die dritte Schmierstoffleitung verbinden die Vertiefung und jeweils eine drucklose Mündung miteinander. Die zweite Schmierstoffleitung bildet also allein oder zusammen mit weiteren Leitungsstücken eine schmierstoff- und druckleitende Verbindung zwischen der Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und einer ersten drucklosen Mündung, die allein oder zusammen mit weiteren Leitungsstücken durch die zweite Schmierstoffleitung gebildet wird. Entsprechend besteht eine druck- und schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und einer zweiten drucklosen Mündung, die allein oder zusammen mit weiteren Leitungsstücken durch die dritte Schmierstoffleitung gebildet wird.

Die druck- und schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Mündung der zweiten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und der ersten drucklosen Mündung sowie die druck- und schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und der zweiten drucklosen Mündung dienen der Ableitung von erwärmtem Schmierstoff aus der Vertiefung. Der erwärmte

Schmierstoff sammelt sich in der Vertiefung, fließt über die genannten druck- und schmierstoffleitenden Verbindungen zu der ersten drucklosen Mündung und der zweiten drucklosen Mündung und tritt dort aus.

Die erste drucklose Mündung und die zweite drucklose Mündung sind als drucklos zu verstehen, wenn dort Umgebungsdruck herrscht. Insbesondere kann es sich bei dem Umgebungsdruck um den Atmosphärendruck oder um einen im Inneren eines Getriebes herrschenden Druck handeln. Der letztgenannte Fall liegt vor, wenn die druck- und schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Mündung der zweiten Schmierstoffleitung und der ersten drucklosen Mündung und die druck- und schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Mündung der dritten Schmierstoffleitung in die Vertiefung und der zweiten drucklosen Mündung in das Innere des Getriebes münden. In diesem Fall gelangt der erwärmte Schmierstoff durch die erste drucklose Mündung und die zweite drucklose Mündung zurück in das Getriebeinnere und sammelt sich dort in einem Ölsumpf. Die Anordnung weist in einer bevorzugten Weiterbildung eine Achse auf. Insbesondere kann es sich bei der Achse um einen Planetenschaft handeln. Die Achse bildet die Lagerschale aus und kann einstückig ausgeführt sein oder etwa eine feste Buchse aufweisen. Die zweite Schmierstoffleitung und die dritte Schmierstoffleitung münden jeweils in eine Stirnfläche der Achse. Die bedeutet, dass die erste drucklose Mündung und die zweite drucklose Mündung jeweils in einer Stirnfläche der Achse liegen. Die zweite Schmierstoffleitung und die dritte Schmierstoffleitung können in eine gemeinsame Stirnfläche münden oder in verschiedene Stirnflächen, die einander gegenüberliegen. Eine Stirnfläche ist eine radial verlaufende Begrenzungsfläche.

Darüber hinaus ist die Anordnung bevorzugt mit einem Zahnrad weitergebildet, das mittels des Radialgleitlagers und mindestens eines Axiallagers auf der Achse gelagert ist. Das Zahnrad bildet dabei eine weitere Lagerschale des Radialgleitlagers, deren Gleitfläche mit der Gleitfläche der oben genannten Lagerschale ein Paar bildet. Bei dem Zahnrad kann es sich insbesondere um ein Planetenrad handeln.

Das Axiallager verläuft bezüglich der Drehachse des Radialgleitlagers in Umfangsrichtung um die zweite Schmierstoffleitung und/oder die dritte Schmierstoffleitung. Dies impliziert, dass die zweite Schmierstoffleitung und/oder die dritte Schmierstoffleitung axial durch das Axiallager verlaufen.

Die Weiterbildung ermöglicht es, den erwärmten Schmierstoff durch das Axiallager hindurch abzuführen. Der Ort, an dem der erwärmte Schmierstoff austritt, das heißt die erste drucklose Mündung bzw. die zweite drucklose Mündung lässt sich daher so anordnen, dass es zu keinem Konflikt mit der Positionierung des Axialgleitlagers kommt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

Fig. 1 ein gleitgelagertes Planetenrad. Das in Fig. 1 dargestellte Planetenrad 101 ist drehbar auf einem Planetenschaft 103 gelagert. Der Planetenschaft 103 ist drehfest in einem drehbar gelagerten Planetenträger 105 fixiert. Die Drehachsen des Planetenrads 101 und des Planetenträgers 105 verlaufen parallel und zueinander beabstandet.

Das Planetenrad 101 und der Planetenschaft 103 bilden Lagerschalen und entsprechende Laufflächen eines Radialgleitlagers. Zu dem Radialgleitlager gehört darüber hinaus eine schwimmende Buchse 107, die radial zwischen dem Planetenrad 101 und dem Planetenschaft 103 angeordnet ist.

Durch den Planetenschaft 103 hindurch führen eine erste Schmierstoffleitung 109a, eine zweite Schmierstoffleitung 109b und eine dritte Schmierstoffleitung 109c. Die drei Schmierstoffleitungen 109a, 109b, 109c bestehen jeweils aus zwei rechtwinklig zueinander stehenden Bohrungen. Eine der Bohrungen verläuft axial, die andere radial.

Die erste Schmierstoffleitung 109a und die zweite Schmierstoffleitung 109b münden in eine erste Stirnfläche 111a des Planetenschafts 103; die dritte Schmierstoffleitung 109c mündet in eine zweite Stirnfläche 111 b. Zur jeweils anderen Seite hin münden alle drei Schmierstoffleitungen 109a, 109b, 109c in eine von dem Planetenschaft 103 ausgebildete Vertiefung 113. Die Vertiefung 113 ist in eine Mantelfläche des Planetenbolzens 103 eingelassen, die zugleich eine Lauffläche des Radialgleitlagers bildet.

Die Zeichenebene von Fig. 1 schneidet die erste Schmierstoffleitung 109a, die zweite Schmierstoffleitung 109b sowie die dritte Schmierstoffleitung 109c und entsprechend eine Mündung der ersten Schmierstoffleitung 109a in die Vertiefung 113, eine Mündung der zweiten Schmierstoffleitung 109b in die Vertiefung 113 und eine Mündung der dritten Schmierstoffleitung 109c in die Vertiefung 113 mittig. Die Mündung der ersten Schmierstoffleitung 109a in die Vertiefung 113 befindet sich zwischen den Mündungen der zweiten Schmierstoffleitung 109b und der dritten Schmierstoffleitung 109c in die Vertiefung 113. In der Ansicht von Fig. 1 ist die Mündung der zweiten Schmierstoffleitung 109b in die Vertiefung 113 gegenüber der Mündung der ersten Schmierstoffleitung 109a in die Vertiefung 113 nach links versetzt angeordnet. Die Mündung der dritten Schmierstoffleitung 109c in die Vertiefung 113 ist gegenüber der Mündung der ersten Schmierstoffleitung 109a in die Vertiefung 113 nach rechts versetzt angeordnet. Dieser Versatz nach links bzw. nach rechts innerhalb der Zeichenebene entspricht einem axialen Versatz.

Als Axialgleitlager zur Lagerung des Planetenrads 101 dienen eine erste Anlaufscheibe 115a und eine zweite Anlaufscheibe 115b. Die Anlaufscheiben 115a, 115b stützen das Planetenrad 101 in axialer Richtung gegenüber dem Planetenträger 105 ab.

Die erste Schmierstoffleitung 109a dient dazu, über die Vertiefung 113 das Radialgleitlager und die Anlaufscheiben 115a, 115b mit Schmierstoff zu versorgen.

Schmierstoff, der aus der Vertiefung 113 austritt, wird durch die Drehung des Planetenrads 101 um den Planetenschaft 103 herumgeführt und gelangt schließlich zurück in die Vertiefung. Über die zweite Schmierstoffleitung 109b und die dritte Schmierstoffleitung 109c wird er aus der Vertiefung 113 abgeführt und in das Gehäuseinnere 117 eines Getriebegehäuses eingeleitet.

Bezugszeichen Planetenrad

Planetenschaft

Planetenträger

Buchse

a erste Schmierstoffleitung

b zweite Schmierstoffleitung

c dritte Schmierstoffleitung

a erste Stirnfläche

b zweite Stirnfläche

Vertiefung

a erste Anlaufscheibe

b zweite Anlaufscheibe

Gehäuseinneres