Bezeichnung der Erfindung

Halbsteifer Vorspannungsabstandshalter für Doppellager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Lagereinheiten und insbesondere Doppellagereinheiten, die vorgespannt sind.

Stand der Technik

Doppellagereinheiten sind aufeinander abgestimmte Lagerpaare, die einen konzentrischen ringförmigen Innenring und Außenring mit darin befindlichen Rollenelementen haben, um eine relative Drehung der Ringe zuzulassen. Doppellagereinheiten sind allgemein so ausgebildet, dass sie zwischen einer Welle und einem Gehäuse montiert werden können, wobei der Innenring einen geringeren Durchmesser als der Außenring hat.

In Doppellagereinheiten können der Innenring und der Außenring wahlweise entlastet sein, damit die Lagereinheit Belastungen in Richtungen, die nicht senkrecht zur Drehachse der Welle verlaufen, besser handhaben kann. Die Lager werden dann, abhängig von der Art der Belastungen, die die Lager handhaben sollen, in einer von drei unterschiedlichen Anordnungen miteinander verklemmt. Bei diesen drei unterschiedlichen Anordnungen handelt es sich um: zueinander ausgerichtete offene Lagerseiten (DF); gegeneinander gestellte offene Lagerseiten (DB); und eine gleichgerichtete Tandemanordnung (DT).

Doppellagereinheiten können auch mit Rillenkugellagern hergestellt werden, bei denen die Ringe tiefe Rillen haben, so dass die Lagereinheit sowohl hohe radiale als auch axiale Kräfte handhaben kann.

Zwischen den Lagerpaaren werden häufig Abstandshalter verwendet, um die Steifigkeit der Lagereinheit zu erhöhen. Bei solchen Abstandshaltern handelt es sich allgemein um Innenringe und Außenringe, wobei der Außenring an der inneren Oberfläche der Bohrung im Gehäuse und an der Seitenwand des Außenrings der beiden Lager anliegt, während der Innenring an der äu- ßeren Oberfläche der Welle und an der Seitenwand des Innenrings der beiden Lager anliegt.

Der Markt erfordert Doppellagereinheiten, mit denen höhere Drehzahlen gehandhabt werden können. Als eine Folge dieser höheren Drehzahl wirken höhere Zentrifugalkräfte auf die Lagereinheit ein. Eine höhere Drehzahl hat auch eine höhere Reibung und damit eine ansteigende Temperatur zur Folge. Die Erhöhung der Zentrifugalkräfte und auch der Temperatur in der Doppellagereinheit stellt höhere Anforderungen an die Abstandshalter.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, das Handhaben einer höheren Drehzahl und einer höheren Temperatur in einer Doppellagereinheit zu ermöglichen sowie einen Abstandshalter bereitzustellen, der diesen höheren Anforderungen gerecht wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung erfüllt diese Aufgaben durch Verwendung eines einzigartigen Abstandshalters, der zwei gegenüberliegende ringförmige Endplatten sowie mehrere Stifte umfasst, die zwischen den zwei Endplatten beabstandet vorgesehen sind und diese Platten voneinander trennen. Eine solche Ausfüh- rung lässt eine bessere Wärmeableitung, ein besseres Handhaben höherer Temperaturen sowie ein verringertes Zentrifugalmoment des Abstandshalters zu.

Jede der ringförmigen Endplatten hat eine Rückwand, die an einer Seiten- wand eines Rings von einem der Lager anliegt, sowie eine Vorderwand, die der Vorderwand der gegenüberliegenden Platte zugewandt ist. Die Vorderwand eines jeden gegenüberliegenden Lagers hat Blindbohrungen, um gegenüberliegende Enden eines Stifts aufzunehmen. Die Anzahl der Blindbohrungen in den Endplatten kann größer als die Anzahl der Stifte sein, die ver- wendet werden, um die Endwände voneinander zu beabstanden.

Jede Platte hat eine äußere Seitenwand mit einer Oberfläche, die passend zur äußeren Rückwand des Rings, an dem sie anliegt, ausgeführt ist.

Für die Doppellagereinheit wird mindestens ein Abstandshalter gemäß der Erfindung verwendet, wobei jedoch für beide Abstandshalter der erfindungsgemäße Abstandshalter verwendet werden kann.

Die Stifte bestehen geeigneterweise aus gehärtetem oder ungehärtetem Stahl, und die Endplatten bestehen ebenfalls geeigneterweise aus gehärtetem oder ungehärtetem Stahl. Da Stahl bekanntlich hinsichtlich Elastizität und plastischer Verformung Belastungsgrenzen aufweist, kann die Anzahl der Stifte variiert werden, um die beabsichtigte Belastung handhaben zu können. Da außerdem, wenn es in der Lagereinheit zu einem Ausfall kommt, die Bruchlast solcher Stifte bestimmt werden kann, kann der Hersteller die tatsächliche Belastung für solche Fälle ermitteln und für die Zukunft bessere Vorsorge treffen.

Darüber hinaus kann der Abstandshalter der vorliegenden Erfindung in vorhandene Doppellagereinheiten eingebaut werden.

Aufgrund der offenen Ausführung des Stifts und der Endplatte lässt sich der Abstandshalter außerdem problemlos in Doppellagersystemen verwenden, die Einlasse aufweisen, um den Hohlraum zwischen dem Paar beabstande- ter Lager mit Fett und/oder öl zu versorgen.

Die vorliegende Erfindung ist durch eine oder mehrere der nachstehenden Positionen definierbar:

Position 1 Ein Abstandshalter zur Verwendung in einer Doppellagereinheit, wobei der Abstandshalter folgendes umfasst: zwei ringförmige gegenüberliegende Endplatten, eine erste Endplatte und eine zweite Endplatte, wobei die Endplatten gegenüberliegende Vorderwände haben; und Stifte, wobei ein Ende der Stifte an der Vorderwand von einer Endplatte und das andere Ende der Stifte an der Vorderwand von der anderen Endplatte fixiert sind, so dass die beiden End- platten voneinander beabstandet sind.

Position 2 Der Abstandshalter von Position 1 , wobei die Stifte aus gehärtetem oder ungehärtetem Stahl bestehen.

Position 3 Der Abstandshalter von Position 1 , wobei die Endplatten aus gehärtetem oder ungehärtetem Stahl bestehen.

Position 4 Der Abstandshalter von Position 1 , wobei die gegenüberliegenden Vorderwände einer jeden Endplatte passend dazu ausgeführte Blindbohrungen haben.

Position 5 Der Abstandshalter von Position 4, wobei die Anzahl der Blindbohrlöcher der Anzahl der Stifte entspricht.

Position 6 Der Abstandshalter von Position 4, wobei die Anzahl der Blind- bohrungen größer als die Anzahl der Stifte ist.

Position 7 Eine Doppellagereinheit, die folgendes umfasst: ein erstes ringförmiges Lager mit einem ringförmigen Außenring, einem passend dazu ausgeführten ringförmigen Innenring, sowie mit zwischen dem ringförmigen Außenring und dem ringförmigen Innenring positionierten Rollenelementen; ein zweites ringförmiges Lager mit einem ringförmigen Außenring, einem passend dazu ausgeführten ringförmigen Innenring, sowie mit zwischen dem ringförmigen Außenring und dem ring- förmigen Innenring positionierten Rollenelementen; zwei Abstandshalter, um das erste und das zweite Lager voneinander zu beabstanden, wobei mindestens einer der Abstandshalter zwei ringförmige gegenüberliegende Endplatten, eine am ersten ringförmigen Lager anliegende erste Endplatte,

eine am zweiten ringförmigen Lager anliegende zweite Endplatte, sowie Stifte umfasst, die zwischen den zwei Endplatten beabstandet vorgesehen sind und diese Platten voneinander trennen.

Position 8 Die Doppellagereinheit von Position 7, wobei der andere Abstandshalter ein Ring ist.

Position 9 Die Doppellagereinheit von Position 7, wobei jede der Endplat- ten eine Rückwand, die an einer Lagerseitenwand anliegt, und eine Vorderwand hat, die der Vorderwand der anderen Endplatte gegenüberliegt, wobei jede Vorderwand einer jeden Endplatte Blindbohrungen hat, um die Stifte aufzunehmen.

Position 10 Die Doppellagereinheit von Position 7, wobei die Rollenelemente Kugeln sind.

Position 11 Die Doppellagereinheit von Position 7, wobei der in den Positionen 2 bis 6 definierte Abstandshalter verwendet wird.

Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in den Ansprüchen sowie aus den beiliegenden Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt den Abstandshalter der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt die zwischen einer Welle und einem Gehäuse positionierte Doppellagereinheit; und

Fig. 3 zeigt eine Taumelscheibeneinheit in übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen Abstandshalter 1 mit einer ringförmigen Endplatte 2 und einer ringförmigen Endplatte 4. Stifte 6 beabstanden die ringförmige Endplatte 2 und die ringförmige Endplatte 4 voneinander. Die Stifte 6 werden von einer Blindbohrung 8 in den ringförmigen Endplatten 2 und 4 aufgenommen. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist die Anzahl der Blindbohrungen 8 größer als die Anzahl der Stifte 6.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, befindet sich eine Doppellagereinheit 10 zwi- sehen einer Welle 12 und einem Gehäuse 14. Die Welle 12 dreht sich um eine Achse 16. Das Gehäuse 14 hat eine innere zylindrische Oberfläche 18, und die Welle 12 hat eine äußere zylindrische Oberfläche 19. Die Doppellagereinheit 10 umfasst ein erstes ringförmiges Lager 20, ein zweites ringförmiges Lager 22 sowie zwei Abstandshalter 24, 26, die die ringförmigen La- ger 20 und 22 voneinander beabstanden und eine Kammer 28 schaffen. Die Kammer 28 kann mit einem öl- oder Fetteinlass in Fluidverbindung stehen, um die Doppellagereinheit mit Schmierfluid zu versorgen.

Der Abstandshalter 26 ist ein herkömmlicher Ringabstandshalter mit einer inneren Oberfläche, die passend zur äußeren zylindrischen Oberfläche der Welle ausgeführt ist.

Der Abstandshalter 24 ist ein Abstandshalter in übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Der Abstandshalter 24 umfasst eine erste ringförmi- ge Endplatte 30, eine zweite ringförmige Endplatte 40 sowie Stifte 50.

Die erste ringförmige Endplatte 30 hat eine Rückwand 33, die an einer Seitenwand des Außenrings des ersten ringförmigen Lagers 20 anliegt. Die Vorderwand 34 der Endplatte 30 hat eine darin ausgebildete Blindbohrung 36. Die äußere Seitenwand 38 hat eine Oberfläche, die passend zur inneren zylindrischen Oberfläche 18 ausgebildet ist.

Die zweite ringförmige Endplatte 40 hat eine Rückwand 42, die an einer Seitenwand des Außenrings des zweiten ringförmigen Lagers 22 anliegt. Die Vorderwand 44 hat eine darin ausgebildete Blindbohrung 46. Die äußere Seitenwand 48 hat eine Oberfläche, die passend zur inneren zylindrischen Oberfläche 18 ausgebildet ist.

Die Stifte 50 haben ein in der Blindbohrung 36 montiertes Ende 52 sowie ein in der Blindbohrung 46 montiertes Ende 54.

Das erste ringförmige Lager 20 hat einen ringförmigen Außenring 60, einen ringförmigen Innenring 62 sowie Kugeln 64. Das zweite ringförmige Lager 22 hat gleichermaßen einen Außenring 70, einen Innenring 72 sowie Kugeln 74.

Figur 2 zeigt eine Doppellageranordnung mit gegeneinander gestellten offenen Lagerseiten in Tandemdoppellagerausführung. Die Anordnung in Figur 2 zeigt zwei passend zueinander ausgeführte Lagerpaare. Für den Fachmann auf diesem Gebiet versteht es sich, dass der Abstandshalter genauso gut funktioniert, wenn ein einzelnes Lagerpaar verwendet wird.

Figur 3 zeigt ein herkömmliches Taumelscheibensystem 80, wie es in Hubschraubern zum Einsatz kommt. Das Taumelscheibensystem 80 beinhaltet eine stationäre Taumelscheibe 82, eine drehbare Taumelscheibe 84 sowie ein Doppellagersystem 86 in übereinstimmung mit der vorliegenden Erfin- düng. Das Doppellagersystem 86 umfasst ein oberes ringförmiges Lager 88 und ein unteres ringförmiges Lager 90.

Eine Kammer 92 befindet sich zwischen dem oberen ringförmigen Lager 88 und dem unteren ringförmigen Lager 90 und wird über einen Einlass 94 mit Schmierung, beispielsweise Fett, versorgt. In der Kammer 92 befinden sich ein herkömmlicher Abstandshalter 98 und ein Abstandshalter 96 in überein- Stimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt wurde, versteht es sich für den Fachmann auf diesem Gebiet, dass verschiedene änderungen durchgeführt oder gleichwertige Ersatzlösungen für hierin beschriebene E- lemente realisiert werden können, ohne von dem in den Ansprüchen definierten Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine besondere Situation oder ein besonderes Material an die Lehren dieser Erfindung anzupassen, ohne damit vom wesentlichen Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung soll daher nicht auf besondere Ausführungsformen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt und in der Patentbeschreibung als die derzeit beste Realisierungsform der Erfindung verdeutlicht wurden, beschränkt bleiben, sondern die Erfindung kann beliebige Ausführungsformen beinhalten, die unter die Beschreibung der Ansprüche fallen.

Bezeichnungen

1 Abstandshalter

2 Ringförmige Endplatte

4 Ringförmige Endplatte

6 Stifte

8 Blindbohrung

10 Doppellagereinheit

12 Welle

14 Gehäuse

16 Achse

18 Innere zylindrische Oberfläche

19 äußere zylindrische Oberfläche

20 Erstes ringförmiges Lager

22 Zweites ringförmiges Lager

24 Abstandshalter

26 Abstandshalter

28 Kammer

30 Erste ringförmige Endplatte

33 Rückwand

34 Vorderwand

36 Blindbohrung

38 äußere Seitenwand

40 Zweite ringförmige Endplatte

42 Rückwand

44 Vorderwand

46 Blindbohrung

48 äußere Seitenwand

50 Stifte

52 Ende

54 Ende

60 Ringförmiger Außenring

62 Ringförmiger Innenring

64 Kugeln

70 Ringförmiger Außenring

72 Ringförmiger Innenring 74 Kugeln

80 Taumelscheibensystem

82 Stationäre Taumelscheibe

84 Drehbare Taumelscheibe

86 Doppellagersystem 88 Oberes ringförmiges Lager

90 Unteres ringförmiges Lager

92 Kammer

94 Einlass

96 Abstandshalter 98 Abstandshalter