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DE102015207394A1 - Wälzlager, Hochgeschwindigkeitslagerung und Kompressor - Google Patents

Wälzlager, Hochgeschwindigkeitslagerung und Kompressor Download PDF

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DE102015207394A1
DE102015207394A1 DE102015207394.7A DE102015207394A DE102015207394A1 DE 102015207394 A1 DE102015207394 A1 DE 102015207394A1 DE 102015207394 A DE102015207394 A DE 102015207394A DE 102015207394 A1 DE102015207394 A1 DE 102015207394A1
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DE
Germany
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outer ring
inner ring
rolling
rolling bearing
bearing according
Prior art date
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DE102015207394.7A
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English (en)
Inventor
Tom de Rooster
Rudolf Hauleitner
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SKF AB
Original Assignee
SKF AB
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Publication date
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Priority to US15/135,231 priority patent/US20160312823A1/en
Priority to CN201610261213.9A priority patent/CN106065899A/zh
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Abstract

Ausführungsbeispiele betreffen ein Wälzlager (1), das wenigstens einen Außenring (2) und wenigstens einen Innenring (3) aufweist. Zwischen diesen sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern (4) angeordnet, um den Innenring (3) relativ drehbeweglich gegenüber dem Außenring (2) zu lagern. Der Außenring (3) weist wenigstens eine Laufbahn (5, 7) mehr für die Mehrzahl der Wälzkörper (4) auf als der Innenring (3).

Description

  • Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Wälzlager, eine Hochgeschwindigkeitslagerung zum drehbeweglichen Lagern eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteil und einen Kompressor.
  • Zum drehbeweglichen Lagern von Bauteilen werden ganz unterschiedliche Wälzlager oder Wälzlageranordnungen eingesetzt. Vor allem bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen werden dabei, beispielsweise durch auftretende Zentrifugalkräfte, besondere Anforderungen an eine Lagerung gestellt. Basierend auf der Steifigkeit der Lageranordnung kommt bei einem mit Last beaufschlagten Zustand gegenüber einem Zustand ohne externer Last zu einer Positionsänderung des Rotors oder der Welle. Die Lagerung soll eine Veränderung oder ein Wandern der axialen Position des drehbar gelagerten Bauteils, beispielsweise eines Rotors oder einer Welle, vermeiden oder zumindest begrenzen.
  • Bei konventionellen Hochgeschwindigkeitsanwendungen werden meist Kugellager (Schrägkugellager oder Vierpunktlager) in Kombination mit Zylinderrollenlagern eingesetzt. Insbesondere der adäquaten Schmierung kommt in solchen Anwendungen eine hohe Bedeutung zu. Bei anderen konventionellen Hochgeschwindigkeitsanwendungen werden oft vorgespannte Axiallager, entweder Vierpunktlager (von engl.: Four-point contact ball bearing, Abk.: FCBB) oder Schrägkugellager (von engl. Abk.: ACBB) eingesetzt. Durch das Vorspannen und die Verwendung von mehreren Lagern kann ein Material- und/oder Arbeitsaufwand bei solchen Lagerungen deutlich erhöht sein.
  • Es besteht daher ein Bedarf daran, eine Lagerung zu verbessern. Diesem Bedarf tragen das Wälzlager, die Hochgeschwindigkeitslagerung und der Kompressor nach den unabhängigen Ansprüchen Rechnung.
  • Ausführungsbeispiele betreffen ein Wälzlager mit einem Außenring und einem Innenring. Zwischen dem Innenring und dem Außenring sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet, um den Innenring relativ drehbeweglich gegenüber dem Außenring zu lagern. Der Außenring weist wenigstens eine Laufbahn mehr auf als der Innenring.
  • Ausführungsbeispiele betreffen auch eine Hochgeschwindigkeitslagerung zum drehbeweglichen Lagern eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteils mit wenigstens einem Wälzlager nach einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Wälzlager kann mit einem Drehzahlkennwert, welcher auch als Relativdrehzahlwert bezeichnet werden kann, von mehr als 750.000 mm/min betrieben oder gedreht werden. Der Drehzahlkennwert ist dabei das Produkt aus einem Teilkreisdurchmesser des Lagers in mm und der Drehzahl in 1/min.
  • Ausführungsbeispiele betreffen auch einen Kompressor mit wenigstens einem Wälzlager nach den beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei das Wälzlager angeordnet ist, um einen Rotor des Kompressors drehbeweglich zu lagern. Ergänzend oder alternativ kann der Kompressor auch die Hochgeschwindigkeitslagerung aufweisen, wobei der Rotor das erste Bauteil ist.
  • Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass der Außenring mehr Laufbahnen aufweist als der Innenring, ermöglicht werden, dass beispielsweise bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen oder Kompressoren verstärkt, aber auch bei anderen Anwendungen auftretende Zentrifugalkräfte auf die Wälzkörper besser aufgenommen werden können. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so eine axiale Position möglichst genau gehalten werden bzw. eine Veränderung einer axialen Position eines drehbeweglich gelagerten Bauteils vermieden oder zumindest reduziert werden.
  • Beispielsweise kann der Außenring zwei Laufbahnen und der Innenring eine Laufbahn aufweisen. Ein Unterschied eines Kontaktwinkels der Wälzkörper an dem Innenring und dem Außenring kann bei manchen Ausführungsbeispielen so minimiert werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen können der Innenring und der Außenring beispielsweise in einem Stillstand und/oder auch in einem Betrieb möglichst bündig zueinander angeordnet sein. Mit anderen Worten kann eventuell ein definierter Versatz in axialer Richtung an zumindest einer Seite zwischen dem Innenring und dem Außenring bzw. deren Seitenflächen vorliegen. Bei den Seitenflächen kann es sich um Stirnflächen mit wenigstens einer axialen Richtungskomponente handeln. Beispielsweise können die Stirnflächen auch vollständig in eine axiale Richtung gerichtet sein.
  • Ergänzend oder alternativ kann eine nach radial innen gerichtete Fläche des Außenrings in ihrem Querschnitt wenigstens einen Abschnitt einer Geraden aufweisen. Unter Umständen kann die nach radial innen gerichtete Fläche des Außenrings in ihrem Querschnitt einen Abschnitt eines Kreisbogens aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Kreisbogen einen größeren Krümmungsradius als der Wälzkörper aufweist, kann der Wälzkörper punktförmig an der Laufbahn abrollen. Bei manchen Ausführungsbeispielen weist der Querschnitt die Form eines gotischen Bogens auf.
  • Alternativ kann die Laufbahn des Außenrings auch einen Steg umfassen, der nach radial innen einen größere Ausdehnung aufweist als in axialer Richtung benachbarte Bereiche. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so eine Lage eines Berührpunkts des Wälzkörpers an der Laufbahn sehr genau bestimmt werden. Die wenigstens eine Laufbahn des Innenrings oder ein Abschnitt, der diese umfasst, kann analog wie für den Außenring beschrieben, ausgebildet sein.
  • Ergänzend oder alternativ kann der Wälzkörper während eines Betriebs und/oder wenn sich das Lager nicht dreht, mit wenigstens einer Laufbahn mehr an dem Außenring als an dem Innenring in Kontakt stehen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so ermöglicht werden, dass auf das Lager wirkende Kräfte besser abgefangen werden bzw. dass sich eine günstigere Lagerkinematik einstellt. Der Wälzkörper kann also, beispielsweise wenn er mit einer oder mehreren oder auch allen Laufbahnen des Außenrings zeitgleich in Kontakt steht, ebenfalls zeitgleich mit einer oder mehreren oder allen Laufbahnen des Innenrings in Kontakt stehen.
  • Bei Ausführungsbeispielen bei denen der Innenring genau eine Laufbahn aufweist, kann der Wälzkörper dann, wenn er mit der ersten und der zweiten Laufbahn des Außenrings zeitgleich in Kontakt steht, ebenfalls zeitgleich mit der genau einen Laufbahn des Innenrings in Kontakt stehen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so eine genauere axiale Positionierung ermöglicht werden.
  • Der Wälzkörper kann beispielsweise eine Kugel sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann sich so ein zumindest theoretisch punktförmiger Kontakt zwischen der Laufbahn und dem Wälzkörper ergeben. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist als Wälzkörper eine Tonnenrolle eingesetzt. Unter Umständen kann sich dann bei manchen Ausführungsbeispielen ein theoretisch linienförmiger Kontakt zwischen dem Wälzkörper und der Laufbahn ergeben. Tatsächliche Kontaktformen können, beispielsweise durch eine minimale Verformung oder einen Verscheiß und/oder Fertigungstoleranzen, von den theoretische angestrebten idealen Kontaktformen abweichen.
  • Ergänzend oder alternativ kann der Wälzkörper an wenigstens zwei Laufbahnen des Außenrings den gleichen Kontaktwinkel aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann so ein symmetrischer Außenring eingesetzt werden.
  • Unter Umständen kann der Wälzkörper an unterschiedlichen Laufbahnen des Außenrings, beispielsweise an wenigstens zwei Laufbahnen, unterschiedliche Kontaktwinkel aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann durch ein Verwenden eines asymmetrischen Außenrings einer Krafteinwirkung Rechnung getragen werden.
  • Ergänzend oder alternativ kann der Innenring an seiner nach radial außen gerichteten Fläche asymmetrisch ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Innenring an einer der Laufbahn des Innenrings in axialer Richtung abgewandten Seite nach radial außen eine kleinere Ausdehnung aufweisen als in einem Bereich oder einer Seite, an der sich die Laufbahn befindet. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann durch eine Asymmetrie des Innenrings Schmiermittel besser eingebracht werden. Genauso kann auch eine Verteilung des Schmiermittels, beispielsweise durch einen Pumpeffekt, der sich an der asymmetrischen Form ergeben kann, verbessert sein. Beispielsweise kann die Laufbahn oder der Bereich mit der in axialer Richtung größeren Ausdehnung in axialer Richtung an der Seite angeordnet sein, aus der eine axiale Kraft auf das Lager und/oder den Innenring wirkt.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
  • So zeigt die Figur schematisch die nachfolgende Ansicht:
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung eines Wälzlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
  • Die 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung eines Wälzlagers 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es handelt sich dabei um einen Schnitt, der parallel zu einer Rotationsachse und auch durch diese verläuft. Das Wälzlager 1 weist einen Außenring 2 und einem Innenring 3 auf. Zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 2 sind eine Mehrzahl von Wälzkörpern, von denen ein Wälzkörper 4 in der 1 erkennbar ist, angeordnet. Über die Wälzkörper 4 ist der Innenring 3 relativ drehbeweglich gegenüber dem Außenring 2 gelagert. Der Außenring 2 weist wenigstens eine Laufbahn 5 mehr für die Mehrzahl der Wälzkörper 4 auf als der Innenring 3.
  • Die Wälzkörper 4 sind einreihig angeordnet, als Kugeln ausgebildet und in einem Kä9 geführt. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Käfig entfallen. Ergänzend oder alternativ können die Wälzkörper auch als Tonnenrollen ausgebildet sein.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel weist der Außenring 2 an seiner nach radial innen gerichteten Fläche 6, an der auch die Laufbahn 5 als erste Laufbahn angeordnet ist, eine weitere bzw. zweite Laufbahn 7 auf. Die Laufbahnen 5 und 7 sind symmetrisch zueinander angeordnet. Bei dem Außenring 2 handelt es sich um einen Außenring eines konventionellen Vierpunktlagers oder einen Außenring mit einem ähnlichen Design. Der Innenring 3 weist genau eine Laufbahn 8 auf. Die Laufbahn 8 des Innenrings 3 ist schräg gegenüberliegend zu der Laufbahn 5 angeordnet. Bei dem Innenring 3 handelt es sich um einen konventionellen Innenring eines Schrägkugellagers oder einen Innenring mit einem ähnlichen Design.
  • Der Innenring 3 ist radial innerhalb und konzentrisch zu dem Außenring 2 angeordnet. In axialer Richtung M sind die beiden Ringe 3 und 2 vorständig oder fast vollständig überlappend angeordnet. Die beiden Ringe 3 und 2 weisen in axialer Richtung die gleiche Ausdehnung auf. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Ringe in axialer Richtung auch eine unterschiedliche axiale Ausdehnung aufweisen. Beispielweise kann der Innenring 3 bündig zu dem Außenring 2 angeordnet sein. Die Ausdehnung und/oder die bündige Anordnung können eventuell aus fertigungstechnischen Gründen um bis zu 0.005 mm in jede Richtung voneinander abweichen.
  • Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Innenring und/oder der Außenring geteilt sein.
  • Bei der 1. umfasst der Außenring 2 an der nach radial innen gerichteten Fläche 6 zwei Kreisbogenabschnitte, von denen jeder eine der Laufbahnen 5 und 7 umfasst. Ein Krümmungsradius der Kreisbogenabschnitte kann dabei beispielsweise jeweils um einen Faktor 1.01, 1.02, 1.03, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07, 1.08, 1.09 oder 1.20 größer sein als ein Radius des Wälzkörpers 4. An einem Punkt kann die nach radial innen gerichteten Fläche 6 einen Knick oder eine Unstetigkeit aufweisen, sodass der Wälzkörper 4 in einem Betrieb tatsächlich nur an den Laufbahnen 5 und 7 läuft und keine weiteren Kontaktpunkte an der Fläche 6 ausbildet. Bei diesem Punkt kann es sich beispielsweise um einen radial am weitesten außen liegenden Punkt handeln. Die Laufbahn kann zum Beispiel ein Bereich des Rings sein, an dem der Wälzkörper an dem Ring anliegt oder abrollt. Zwei Laufbahnen können beispielsweise in axialer Richtung voneinander beabstandet sein. Die Laufbahn kann sich zum Beispiel in Umfangsrichtung vollständig entlang des Rings erstrecken.
  • Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die nach radial innen gerichtete Fläche des Außenrings an dem radial am weitesten außen liegenden Bereich auch abgeflacht sein. Beispielsweise kann die Fläche die Form eines gotischen Bogens aufweisen. Statt des Kreisbogenabschnitts kann die Fläche, die die Laufbahnen und umfasst, auch gerade Abschnitte in ihrer Querschnittsform aufweisen. Die Fläche kann beispielsweise auch einen Querschnitt in Form einer Kurve aufweisen, die in einem ersten Bereich eine positive Steigung aufweist. In diesem Bereich kann die erste Laufbahn angeordnet sein. In einem zweiten Bereich kann die Kurve eine negative Steigung aufweisen. In diesem Bereich kann die zweite Laufbahn angeordnet sein. Zwischen den beiden Bereichen kann die Kurve beispielsweise auch wenigstens eine Unstetigkeitsstelle und/oder wenigstens einen Knick aufweisen, sodass eine dritte Laufbahn oder ein dritter möglicher Anlagepunkt, an dem der Wälzkörper zeitgleich zu der ersten und der zweiten Laufbahn den Außenring berührt, entfällt Die Kurve oder die Abschnitte in den einzelnen Bereichen können bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen auch alle möglichen Formen, beispielsweise Gerade, Parabel oder dergleichen aufweisen. Eventuell können die Laufbahnen, welche auch als Laufflächen bezeichnet werden können, auch als Stege ausgebildet sein, die nach radial innen eine größere Ausdehnung aufweisen als in axialer Richtung benachbarte Bereiche. Bei manchen Ausführungsbeispielen können auch unterschiedliche der beschriebenen Formen an der nach radial innen gerichteten Fläche und/oder eventuell auch mehr als zwei, kombiniert sein.
  • Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Wälzlager auch eine andere Anzahl von Laufbahnen aufweisen. Die Laufbahnen können dann alle die gleiche Form oder sich unterscheidende Formen aufweisen. Der Außenring kann zum Beispiel drei oder vier Laufbahnen aufweisen und der Innenring kann drei, zwei oder eine Laufbahn aufweisen. Unter Umständen können die Ringe dann nicht mehr einem konventionellen Innenring eines Schrägkugellagers und einem konventionellen Außenring eines Vierpunktlagers entsprechen, sondern sich von diesen Ringen unterscheiden.
  • Der Innenring 3 kann an einer nach radial außen gerichteten Fläche 13 einen Abschnitt aufweisen, der die Laufbahn 8 umfasst, der analog zu den bereits für den Außenring beschriebenen Abschnitten ausgebildet ist. Die Laufbahn 8 ist außermittig angeordnet. Die Laufbahn 8 befindet sich an eine Seite, an der eine axiale Belastung, dargestellt durch einen Pfeil, der mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist, auf das Wälzlager 1 oder den Innenring 3 wirkt. Die Kraft 30 kann von einer Anwendung, einem Belastungsfall und/oder eines Größe des Lagers abhängig sein. Beispielsweise kann die Kraft 30 eine Messlast sein. Der Innenring kann an einem Randbereich 14, der in axialer Richtung M auf der Seite der Laufbahn 8 und außerhalb dieser liegt, nach radial außen eine größere Ausdehnung aufweisen als auf einer in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite 15. Dies kann beispielsweise der Fall sein, weil der Innenring 8 nur genau eine asymmetrisch angeordnete Laufbahn 8 aufweist. Dadurch, dass der Innenring 3 an der Seite 15 bzw. einer Stirnseite 16 nach radial außen eine geringere Ausdehnung aufweist, kann bei manchen Ausführungsbeispielen ermöglicht werden, dass Schmiermittel leichter eingebracht werden kann. Bei der Stirnseite 16 handelt es sich um eine Stirnseite, die der Laufbahn 8 abgewandt ist. Zudem kann sich durch die Asymmetrie eventuell eine Pumpwirkung und so eine bessere Verteilung des Schmiermittels ergeben.
  • Für den Wälzkörper 4 ergibt sich an der Laufbahn 5 des Außenrings und der Laufbahn 8 des Innenrings 3 der gleiche Kontaktwinkel α. Der Kontaktwinkel α liegt beispielsweise zwischen einer Geraden 10, die die gegenüberliegenden Kontaktpunkte des Wälzkörpers auf den Laufbahnen 5 und 8, welche auch als nominelle Kontaktpunkte bezeichnet werden können, verbindet und einem Lot 11 durch einen Mittelpunkt m des Wälzkörpers 4 auf die Rotationsachse M. Ein entsprechender Kontaktwinkel β an der Laufbahn 7, welcher keine andere Laufbahn gegenüber liegt, kann beispielsweise als ein Winkel zwischen einer Geraden 12, die den Mittelpunkt m und den nominellen Kontaktpunkt auf der Laufbahn 7 verbindet, und dem Lot 11 definiert sein. Da der Außenring 2 symmetrisch ausgebildet ist, sind die Kontaktwinkel α und β gleich groß. Jeder der Kontaktwinkel kann beispielsweise in einem Wertbereich liegen, der zwischen 15°, 20°, 22°, 25°, 28°, 30°, 32°, 35°, 40° 45° und/oder 55° aufweist. Bei einigen weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Laufbahnen an dem Außenring 2 auch asymmetrisch angeordnet sein bzw. die Winkel α und β unterschiedliche Werte aufweisen.
  • Bei einer Relativbewegung zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 2 kann es sich bei dem Innenring 3 um eine bewegliche Komponente und bei dem Außenring 2 um eine feststehende Komponente handeln. Genauso kann es sich bei dem Außenring 2 um die bewegliche Komponente und bei dem Innenring 3 um die feststehende Komponente handeln.
  • Bei korrekter Montage und bei einem Betrieb in einem gewünschten Drehzahlbereich liegt der Wälzkörper 4 an den Laufbahnen 5 und 7 des Außenrings 2 gleichzeitig an bzw. läuft an diesen. Die Drehzahl kann beispielsweise zwischen 1.000.000 mm/min und 2.000.000 mm/min betragen. Dafür können beispielsweise Fliehkräfte verantwortlich sein. Der Außenring 2 wird also anders als in einem Vierpunktlager angestrebt beansprucht oder genutzt, bei dem, beispielsweise in einem Normalbetrieb immer nur eine Laufbahn pro Ring mit dem Wälzkörper in Kontakt steht. Radial innen läuft der Wälzkörper 4 nur an einer Laufbahn 8. Ein Wechsel einer Orientierung des Wälzkörpers 4, sodass er einmal an der einen Laufbahn 5 und einmal an der anderen Laufbahn 7 anliegt, kann bei manchen Ausführungsbeispielen vermieden werden.
  • Mit anderen Worten kann das Wälzlager bei manchen Ausführungsbeispielen als eine Kombination aus einem Außenring eines Vierpunktlagers und einem Innenring eines Schrägkugellagers, als Hochgeschwindigkeitsschrägkugel-Dreipunkt- oder als Dreipunktkontaktkugellager beschrieben werden. Mit dem speziellen Wälzlagerdesign, beispielsweise einer inneren Geometrie – Kontaktwinkel, Anzahl und Größe der Wälzkörper, Wälzkörpermaterial und/oder Käfigdesign –, kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine bestmögliche Eignung für Last und Geschwindigkeit erreicht werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein Kontaktwinkelunterschied zwischen dem Innenring und dem Außenring, bedingt durch Zentrifugalkräfte in unbelasteten Betriebszuständen zumindest reduziert werden. Unter Umständen kann auch ein axialer Versatz zwischen dem Außenring und dem Innenring minimiert werden. Die benötigte Funktionalität kann bei manchen Ausführungsbeispielen mit einem Einzellager bereitgestellt werden. Die gegebenenfalls verbesserten Schmierergebnisse können eventuell zu einer besseren Kühlung des Lagers und möglicherweise auch zu einem geringeren Öl- oder Schmiermittelverbrauch führen. Durch einen Einsatz des Wälzlagers kann bei manchen Systemen dadurch, dass weniger Lager und weniger Öl oder Schmierstoff benötigt wird als auch dass die axiale Position genauer gehalten wird, eine Effizienz erhöht sein. Eine geringe Streuung des axialen Versatzes kann unter Umständen eine Tolerierung des Lager vereinfachen, beispielsweise in Bezug auf geringere Anforderungen bei einer Montage oder einem Einstellen und eventuell auch zu einer geringeren Akkumulation von axialen Toleranzen in einem Zusammenbau führen. Gegebenenfalls lässt sich bei manchen Ausführungsbeispielen so eine genaue, gleichbleibende und wiederholbare Bauteil- oder Rotorpositionierung ermöglichen. Die vereinfachte Montage kann bei manchen Ausführungsbeispielen speziell bei Serienproduktionen erhebliche Vorteile bringen.
  • Es kann sich bei manchen Ausführungsbeispielen eine geringe axiale Bewegung des Innenrings gegenüber dem Außenrings, bei Hochgeschwindigkeit und/oder variierende Lastzustände wie Volllast oder einem unbelasteten Betriebszustand, ergeben. Der Außenring kann bei manchen Ausführungsbeispielen als Ölreservoir dienen, um ein trockenes Anlaufen und eventuell daher rührende Beschädigungen des Lagers zu vermeiden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Außenring eine gute Führung für eine schultergeführten Käfig auch bei hohen Geschwindigkeiten und Vibrationen bieten.
  • Das Wälzlager gemäß Ausführungsbeispielen kann in allen möglichen Anwendungen, beispielsweise Hochgeschwindigkeitsanwendungen, aber nicht nur solchen, eingesetzt werden. Dazu kann das Lager beispielsweise als Einzellager, also nicht in einer O- oder X-Anordnung oder auch nicht in einer Kombination mit einem anderen Lager verwendet werden. Solche Anwendungen können zum Beispiel im Fahrzeugbau, im Antriebsbereich, bei einem Turbolader oder dergleichen sein. Ein Bauteil, das mit dem Wälzlager gelagert werden kann, kann zum Beispiel ein Rotor eines Kompressors, zum Beispiel eines Schraubenkompressors, alle möglichen anderen Rotoren, eine Welle in einem Gehäuse oder dergleichen sein.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
  • Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen können Merkmale, die in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmal offenbart sind, auch als Verfahrensmerkmale implementiert sein. Ferner können gegebenenfalls auch Merkmale, die in manchen Ausführungsbeispielen als Verfahrensmerkmale implementiert sind, in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmale implementiert sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wälzlager
    2
    Außenring
    3
    Innenring
    4
    Wälzkörper
    5
    Laufbahn
    6
    radial nach innen gerichtete Fläche / Außenring
    7
    zweite Laufbahn
    8
    Laufbahn
    9
    Käfig
    10
    Gerade
    11
    Lot
    12
    Gerade
    13
    nach radial außen gerichtete Fläche / Innenring
    14
    Randbereich
    15
    Seite
    16
    Stirnseite
    30
    Kraft
    M
    Rotationsachse
    m
    Mittelpunkt /Wälzkörper
    α
    Kontaktwinkel
    β
    Kontaktwinkel

Claims (10)

  1. Wälzlager (1) mit folgenden Merkmalen: wenigstens einem Außenring (2); wenigstens einen Innenring (3); einer Mehrzahl von Wälzkörpern (4), die angeordnet sind, um den Innenring (3) relativ drehbeweglich gegenüber dem Außenring (2) zu lagern; wobei der Außenring (3) wenigstens eine Laufbahn (5, 7) mehr für die Mehrzahl der Wälzkörper (4) aufweist als der Innenring (3).
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der Außenring (2) zwei Laufbahnen (5, 7) und der Innenring (3) eine Laufbahn (8) aufweist.
  3. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine nach radial innen gerichtete Fläche (6) des Außenrings (2) in ihrem Querschnitt wenigstens einen Abschnitt einer Gerade aufweist und/oder wenigstens einen Abschnitt eines Kreisbogens und/oder wenigstens einen Abschnitt eines Stegprofils aufweist, der jeweils eine Laufbahn (5, 7) für den Wälzkörper (4) bildet.
  4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wälzkörper (4) in einem Betrieb mit wenigstens einer Laufbahn (5, 7) mehr als bei dem Innenring (3) in Kontakt steht.
  5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wälzkörper (4) eine Kugel oder eine Tonnenrolle ist.
  6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wälzkörper (4) an wenigstens zwei Laufbahnen (5, 7) des Außenrings (2) den gleichen Kontaktwinkel aufweist.
  7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wälzkörper (4) an wenigstens zwei Laufbahnen (5, 7) des Außenrings (2) unterschiedliche Kontaktwinkel aufweist.
  8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenring (3) an einem Bereich einer nach radial außen gerichteten Fläche (13) eine kleinere Ausdehnung nach radial außen aufweist als an einer in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite (15).
  9. Hochgeschwindigkeitslagerung zum drehbeweglichen Lagern eines ersten Bauteils gegenüber einem zweiten Bauteil mit wenigstens einem Wälzlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil gegenüber dem zweiten Bauteil einen Drehzahlkennwert von wenigstens 750.000 mm/min aufweist.
  10. Kompressor der wenigstens ein Wälzlager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist, das ausgebildet ist, um einen Rotor drehbeweglich zu lagern und/oder eine Hochgeschwindigkeitslagerung nach Anspruch 9, wobei ein Rotor des Kompressors das erste Bauteil ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11536159B1 (en) * 2021-12-17 2022-12-27 Borgwarner Inc. Bearing assembly for supporting rotation of a shaft in a turbocharger

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015210765A1 (de) * 2015-06-12 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schrägkugelwälzlager mit kaltumgeformtem Lagerring sowie Verfahren zur Fertigung eines Lagerrings des Schrägkugelwälzlagers
EP3282240B1 (de) 2016-08-10 2019-07-10 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Lagerprüfstand
JP6767663B2 (ja) * 2017-02-27 2020-10-14 株式会社不二越 3点接触アンギュラ玉軸受
BE1026119B1 (nl) * 2018-03-29 2020-01-07 Atlas Copco Airpower Nv Schroefcompressorelement en machine
CN109296631A (zh) * 2018-12-04 2019-02-01 中山市盈科轴承制造有限公司 非标四点接触外球面球轴承

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6116786A (en) * 1999-01-20 2000-09-12 Nachi-Fujikoshi Corp. Clutch bearing for automotive air conditioning compressor
EP1083351A1 (de) * 1999-09-07 2001-03-14 Roulements Miniatures S.A. Kugellager und Verwendung desselben
US20020009247A1 (en) * 2000-05-26 2002-01-24 Manfred Weck High-speed rolling bearing, in particular, angular ball bearing
WO2010131993A1 (ru) * 2009-05-13 2010-11-18 Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнитный Подшипник" Способ разгрузки колец подшипника качения от действия центробежных сил (варианты) и подшипник качения (варианты)
DE102011014079A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Wzl Aachen Gmbh Radiales Mehrpunktlager mit axialer Loslagerfunktion für hohe Drehzahlen
US20130336608A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 General Electric Company Bearing assembly for use with a turbine engine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3736149B2 (ja) * 1997-11-07 2006-01-18 日本精工株式会社 3点接触玉軸受を有する電磁クラッチ
US7325974B2 (en) * 2001-09-18 2008-02-05 Nsk Ltd. Pulley rotation support apparatus
CN2608746Y (zh) * 2001-09-30 2004-03-31 黑龙江省哈工大中俄科学技术合作有限公司 不等双接触角四点滚动轴承
CN100400907C (zh) * 2002-02-20 2008-07-09 日本精工株式会社 用于压缩机皮带轮的转动支撑装置
AU2003273966A1 (en) * 2002-10-18 2004-05-13 Ina-Schaeffler Kg Helical rotary compressor
DE10317571A1 (de) * 2002-10-18 2004-06-03 Ina-Schaeffler Kg Spiralverdichter
JP2009121532A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Ntn Corp 高速用転がり軸受
WO2009139276A1 (ja) * 2008-05-16 2009-11-19 Ntn株式会社 スイングアーム用軸受およびスイングアーム用軸受の製造方法
CN101586600A (zh) * 2008-05-19 2009-11-25 瓦房店第一轧机轴承制造有限公司 不等接触角四点滚动轴承
CN203453298U (zh) * 2013-08-02 2014-02-26 杭州人本大型轴承有限公司 可注脂密封轴承
DE102014216522A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kugellager

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6116786A (en) * 1999-01-20 2000-09-12 Nachi-Fujikoshi Corp. Clutch bearing for automotive air conditioning compressor
EP1083351A1 (de) * 1999-09-07 2001-03-14 Roulements Miniatures S.A. Kugellager und Verwendung desselben
US20020009247A1 (en) * 2000-05-26 2002-01-24 Manfred Weck High-speed rolling bearing, in particular, angular ball bearing
WO2010131993A1 (ru) * 2009-05-13 2010-11-18 Общество С Ограниченной Ответственностью "Магнитный Подшипник" Способ разгрузки колец подшипника качения от действия центробежных сил (варианты) и подшипник качения (варианты)
DE102011014079A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Wzl Aachen Gmbh Radiales Mehrpunktlager mit axialer Loslagerfunktion für hohe Drehzahlen
US20130336608A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 General Electric Company Bearing assembly for use with a turbine engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11536159B1 (en) * 2021-12-17 2022-12-27 Borgwarner Inc. Bearing assembly for supporting rotation of a shaft in a turbocharger

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