DE102011082270B4

DE102011082270B4 - Lagervorrichtung mit einer Energieerzeugungseinheit

Info

Publication number: DE102011082270B4
Application number: DE102011082270.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rink
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: DE102011082270A1

Abstract

Lagervorrichtung, umfassendein Wälzlager, undeine dem Wälzlager zugeordnete Energieerzeugungseinheit (2),wobei ein von einem Schmiermittel antreibbares Turbinenelement (3) der Energieerzeugungseinheit (2) in einer Zuleitung für das Schmiermittel in das Wälzlager angeordnet ist, wobei die gesamten Energieerzeugungseinheit (2) in der Zuleitung angeordnet ist,wobei ein Gehäuse (12) der Energieerzeugungseinheit (2) mittels radial, bezogen auf eine Drehachse (8) des Turbinenelementes (3), abstehender Rippen (17, 19) an einer Innenseite der Zuleitungsbohrung (4) in dem Lagerring (1) des Wälzlagers festgelegt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine ein Wälzlager umfassende Lagervorrichtung mit einer Energieerzeugungseinheit, insbesondere ein Wälzlager mit einer in das Wälzlager baulich integrierten Energieerzeugungseinheit, nach dem Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind Lagervorrichtungen mit einem Wälzlager und einer Energieerzeugungseinheit bekannt, wobei die Energieerzeugungseinheit im Betrieb des Wälzlagers aufgrund der gegenseitigen Drehung der Lagerringe des Wälzlager Energie erzeugt, beispielsweise elektrische Energie nach dem Prinzip der magnetischen Induktion. Aus dem Stand der Technik sind insbesondere Wälzlager bekannt, in die die Energieerzeugungseinheit baulich integriert aufgenommen ist.
So beschreibt beispielsweise die DE 10 2008 035 717 A1 ein Wälzlager mit integrierter Energieerzeugungseinheit, wobei ein von einem Magnetfelderzeugungselement erzeugtes Magnetfeld mittels magnetischer Induktion eine elektrische Spannung in einem Magnetfeldaufnahmeelement bewirkt.
Die DE 10 2008 053 361 A1 beschreibt eine Lagervorrichtung für eine Drahtführungsrolle an einer Welle, umfassend ein Lager und ein Turbinenelement (6), das die Drahtführungsrolle antreibt.
Für viele Anwendungen erweist sich als ungünstig, dass die Energieerzeugungseinheit erst dann Energie erzeugt bzw. eine ausreichende Leistung abgibt, wenn das Wälzlager in Betrieb ist, also erst dann, wenn die Lagerringe eine nennenswerte relative Drehzahl aufweisen. Steht das Wälzlager still bzw. weist das Wälzlager in einer Anlaufphase eine nur geringe Drehzahl auf, liefert die Energieerzeugungseinheit keine Energie bzw. gibt eine nur geringe, oftmals nicht ausreichende Leistung ab.
Es ist weiter bekannt, Wälzlagern Schmiermittel zuzuführen, wobei eine Zuleitung eine Verbindung zwischen dem Inneren des Wälzlagers und einem Vorrat an Schmiermittel herstellt, und wobei das Schmiermittel durch die Zuleitung in das Innere des Wälzlagers gelangen kann. Es ist insbesondere bekannt, eine Zuleitungsbohrung in einem Lagerring des Wälzlagers vorzusehen, durch die das Schmiermittel in das Innere des Wälzlagers, also den zwischen den Lagerringen des Wälzlagers eingeschlossenen, im Bedarfsfall durch eine Dichtung abgeschlossenen Raum, gelangen kann.
Die DE 10 2007 042 364 B4 beschreibt beispielsweise ein Wälzlager mit einer Schmiermittel-Zuleitung.
Ein konkreter Anwendungsfall für die vorliegende Erfindung ist eine Lageranordnung eines Bugstrahlruders einer Ölbohrplattform, wobei für ein Condition Monitoring bereits vor Inbetriebnahme des Lagers der Lageranordnung elektrische Leistung gefordert wird, die bei stillstehenden oder langsam anlaufenden Lagern der Lageranordnung durch bislang bekannte Energieerzeugungseinheiten in den Lagern nicht geliefert werden kann, so dass auf externe Energiequellen zurückgegriffen werden muss, was einer energetisch möglichst autarken Versorgung auch des Condition Monitorings zuwiderläuft.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lagervorrichtung mit einem geschmierten Wälzlager bzw. ein geschmiertes Wälzlager mit einer Energieerzeugungseinheit anzugeben, die auch bei Stillstand des Wälzlagers bzw. bei geringer Drehzahl des Wälzlagers eine ausreichende elektrische Energie liefert.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein von einem Schmiermittel antreibbares Turbinenelement der Energieerzeugungseinheit in einer Zuleitung für das Schmiermittel in das Wälzlager, insbesondere in einer Zuleitungsbohrung in einem Lagerring, angeordnet ist.
Die Schmierung des Wälzlagers und damit eine Bewegung des Schmiermittels findet auch dann statt, wenn das Wälzlager steht bzw. in einer Anlaufphase eine nur geringe relative Drehzahl der Lagerringe aufweist. Das durch das Schmiermittel angetriebene Turbinenelement der Energieerzeugungseinheit liefert damit auch dann Energie, wenn das Wälzlager steht bzw. nur eine geringe Drehzahl aufweist. Die Schmierung des Wälzlagers kann beispielsweise durch eine Umlaufschmierung durchgeführt werden, wobei eine Pumpe das Schmiermittel umlaufend dem Wälzlager zuführt. Das Schmiermittel kann als Fluid bzw. als Ölnebel vorgesehen sein.
Bei normalem Betrieb, also bei Erreichen einer relativen Nenndrehzahl der beiden Lagerringe des Wälzlagers, kann die das Turbinenelement umfassende Energieerzeugungseinheit weiterhin Energie liefern, solange die Förderung des Schmiermittels durch die Zuleitung in das Wälzlager nicht unterbrochen ist. Alternativ hierzu kann eine weitere Energieerzeugungseinheit in dem Wälzlager die Bereitstellung von Energie übernehmen, so dass in diesem Fall die das Turbinenelement aufweisende Energieerzeugungseinheit nur im Fall des Stillstandes bzw. bei einer Anlaufphase des Wälzlagers Energie liefert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die gesamten Energieerzeugungseinheit in der Zuleitung, insbesondere in der Zuleitungsbohrung in einem Lagerring des Wälzlagers, angeordnet ist. Die Energieerzeugungseinheit ist dabei kleinbauend, insbesondere vollständig in der Zuleitungsbohrung in dem Lagerring des Wälzlagers, und somit platzsparend angeordnet aufgenommen. Kleinbauende Turbinenelemente, deren Drehung ein elektrisches Signal liefert, sind beispielsweise als Durchflussmesser zur Bestimmung des Durchflusses durch eine enge Leitung bekannt, wobei eine Periode des elektrischen Signals einen Hinweis auf die Durchflussrate durch die Leitung liefert.
Ist die gesamten Energieerzeugungseinheit in der Zuleitungsbohrung in dem Lagerring des Wälzlagers angeordnet, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Gehäuse der Energieerzeugungseinheit mittels radial, bezogen auf eine Drehachse des Turbinenelementes, abstehender Rippen an einer Innenseite der Zuleitungsbohrung in dem Lagerring des Wälzlagers festgelegt ist. Zwischen den Rippen kann das Schmiermittel außen an dem Gehäuse der Energieerzeugungseinheit entlang in das Wälzlager gelangen, wobei die Rippen das Gehäuse radial mittig in der Zuleitungsbohrung halten.
Hinsichtlich der Rippen an dem Gehäuse ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einige der Rippen als Flussleitelemente für das Schmiermittel ausgebildet sind. Die Flussleitelemente lenken den Strom des Schmiermittels in der Nähe des Turbinenelementes so, dass das Turbinenelement eine möglichst hohe Drehzahl erfährt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Energieerzeugungseinheit eine Klauenpoleinheit zur Energieerzeugung umfasst. Die Klauenpoleinheit umfasst an einem der beiden Teile, beispielsweise dem drehenden Teil, speziell der Turbinenwelle des Turbinenelementes, eine umlaufende Abfolge von magnetischen Polen, und an dem anderen Teil, in diesem Fall an dem feststehenden Gehäuse, eine umlaufende Abfolge von alternierenden, zu zwei verschiedenen, in Umfangsrichtung versetzten Klauenblechen gehörenden Klauen, wobei zwischen den beiden Klauenblechen eine die Drehachse umlaufende Ringspule angeordnet ist. Bei der Drehung wird zwischen den magnetischen Polen über die Klauen der beiden Klauenbleche ein die Ringspule umlaufender magnetischer Fluss geschlossen, dessen Umlaufsinn um die Ringspule sich ändert, so dass in der Ringspule eine elektrische Wechselspannung induziert wird, die als Nutzsignal abgegriffen werden kann. Derartige Klauenpoleinheiten nehmen nur wenig Bauraum ein und lassen sich leicht baulich in größere Einheiten integrieren.
Hinsichtlich der Ausbildung der Energieerzeugungseinheit als Klauenpoleinheit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Ringspule der Klauenpoleinheit radial, bezogen auf eine Welle des Turbinenelementes, von den magnetischen Polen der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist, so dass eine quer zu der Richtung der Längserstreckung der Zuleitung, insbesondere quer zu der Richtung der Längserstreckung der Zuleitungsbohrung in dem Lagerring, baulich kompakte Einheit entsteht, die leicht integriert werden kann. Hierbei wird angenommen, dass sich die Zuleitung bzw. die Zuleitungsbohrung im Wesentlichen radial, bezogen auf die Drehachse des Lagers, erstreckt.
Alternativ ist hinsichtlich der Ausbildung der Energieerzeugungseinheit als Klauenpoleinheit vorzugsweise vorgesehen, dass die Ringspule der Klauenpoleinheit axial, bezogen auf eine Welle des Turbinenelementes, von magnetischen Polen der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist, so dass eine in Richtung der Längserstreckung der Zuleitung, insbesondere in Richtung der Längserstreckung der Zuleitungsbohrung in dem Lagerring, baulich kompakte, leicht integrierbare Einheit entsteht. Hierbei wird angenommen, dass sich die Zuleitung bzw. die Zuleitungsbohrung im Wesentlichen radial, bezogen auf die Drehachse des Lagers, erstreckt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Turbinenelement eine Kaplan-Turbine umfasst, wobei die Kaplan-Turbine eine besonders günstige Ausnutzung des Stromes des Schmiermittels in der Zuleitung bzw. in der Zuleitungsbohrung ermöglicht.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
Figurenliste

1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lagervorrichtung, insbesondere eines erfindungsgemäßen Wälzlagers,
2 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lagervorrichtung, insbesondere eines erfindungsgemäßen Wälzlagers, und
3 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lagervorrichtung, insbesondere eines erfindungsgemäßen Wälzlagers.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Lagervorrichtung, die ein ausschnittsweise dargestelltes Wälzlager umfasst. In einen Außenring 1 des Wälzlagers baulich integriert ist eine Energieerzeugungseinheit 2, die ein Turbinenelement 3 umfasst, wobei das Turbinenelement 3 sowie die gesamten Energieerzeugungseinheit 2 in einer Zuleitungsbohrung 4 in dem Lagerring 1 angeordnet ist, so dass die Energieerzeugungseinheit 2 nicht über die Enden der Zuleitungsbohrung 4 hinausragt und vollständig innerhalb der Zuleitungsbohrung 4 aufgenommen ist.
Durch die Zuleitungsbohrung 4 gelangt Schmiermittel in das Innere des Wälzlagers, also in den Raum zwischen den beiden Lagerringen des Wälzlagers. Die Zuleitungsbohrung 4 ist als Durchgangsbohrung in dem Lagerring 1 ausgebildet und ist Teil einer Zuleitung, wobei die Zuleitung einen Schlauch umfasst, durch den Schmiermittel von einem außerhalb des Wälzlagers vorgesehenen Vorrat druckbeaufschlagt in die Zuleitungsbohrung 4 und damit in das Wälzlager gefördert wird. Die bildlich nicht weiter dargestellte, in der Darstellung von 1 von oben in die Zuleitungsbohrung 4 führende Zuleitung ist Teil einer Umlaufschmierung, mit der das Innere des Wälzlager ständig mit Schmiermittel versorgt wird, wozu eine nicht dargestellte Pumpe das Schmiermittel in das Wälzlager hinein fördert.
Das Turbinenelement 3 weist ein Turbinenrad 5 auf, dessen Schaufeln 6 von dem Schmiermittel in Drehung versetzt werden, wobei das Turbinenrad 5 als Kaplan-Turbine ausgebildet ist. Das Turbinenrad 5 ist drehfest an einer Welle 7 befestigt, die durch das Turbinenrad 5 in Drehung um ihre Achse 8 versetzt wird. Die Welle 7 des Turbinenelementes 3 ist mittels eines ersten, als Rillenkugellager ausgebildeten Lagers 10 sowie am Ende mittels eines zweiten, als Gleitlager oder als Nadellager ausgebildeten Lagers 11 an einem Gehäuse 12 der Energieerzeugungseinheit 2 drehbar gelagert.
Die Energieerzeugungseinheit 2 ist weist eine Klauenpoleinheit zur Energieerzeugung auf; hierzu sind magnetische Pole, deren einer mit dem Bezugszeichen ,9' ausgewiesen ist, die Drehachse 8 mit alternierender Polarität umlaufend, als permanentmagnetische Abschnitte bzw. als Permanentmagnete auf der Welle 7 des Turbinenelementes 3 befestigt. An dem bezüglich der sich drehenden Welle 7 des Turbinenelementes 3 feststehenden Gehäuse 12 ist eine die Achse 8 der Welle 7 umlaufende, in einer Aufnahme 16 aufgenommene Ringspule 13 der Klauenpoleinheit aufgenommen. Radial zwischen den magnetischen Polen 8 sowie der Ringspule 13 sind zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Folgen von Klauen zweier Klauenbleche angeordnet, wobei nur eine der Klauen mit dem Bezugszeichen ,14' und nur eines der beiden Klauenbleche mit dem Bezugszeichen ,15' ausgewiesen ist. Die beiden Klauenbleche 15 umgeben dabei die Aufnahme 16, innerhalb derer die Ringspule 13 angeordnet ist. Der magnetische Rückschluss zwischen den beiden Klauenblechen 15 wird durch das mindestens abschnittsweise magnetisch leitende Material des Gehäuses 12 bewirkt. Der magnetische Rückschluss im zwischen den in Umfangsrichtung ungleichnamigen magnetischen Polen 9 wird durch das abschnittsweise magnetisch leitende Material der Welle 7 vermittelt.
Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist insbesondere vorgesehen, dass die Ringspule 13 der Klauenpoleinheit radial, bezogen auf eine Welle 7 des Turbinenelementes 3, von den magnetischen Polen 9 der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist. Damit ergibt sich eine in Richtung der Erstreckung der Drehachse 8, die im Wesentlichen der Richtung der Längserstreckung der Zuleitungsbohrung 4 entspricht, kompakt bauende Einheit.
Das Gehäuse 12, innerhalb dessen die Welle 7 sowie die Bestandteile der Klauenpoleinheit aufgenommen sind und an dessen offenen Ende das Turbinenrad 5 herausragt, weist eine im Wesentlichen spindel- oder eiförmige Gestalt auf, dessen breites Ende in Anströmrichtung des Schmiermittels weist. An dem Gehäuse 12, insbesondere mit dem Gehäuse 12 einstückig, ist eine umlaufende Abfolge von ersten Rippen 17 befestigt, die nahe dem breiten Ende des Gehäuses 12 vorgesehen sind und radial, bezogen auf die Drehachse 8 der Welle 7 des Turbinenelementes 3, abstehen. Die ersten Rippen 17 sind endseitig an einer ersten Stufe 18 der Zuleitungsbohrung 4 festgelegt, um das Gehäuse 12 radial mittig in der Zuleitungsbohrung 4 zu fixieren.
Axial von den ersten Rippen 17 beabstandet ist eine umlaufende Abfolge von radial, bezogen auf die Drehachse 8 der Welle 7 des Turbinenelementes 3, abstehenden zweiten Rippen 19 mit dem Gehäuse 12 fest verbunden vorgesehen, wobei die zweiten Rippen 19 endseitig in einer zweiten Stufe 20 an der Innenseite der Zuleitungsbohrung 4 festgelegt sind. Die Rippen 17, 19 fixieren das Gehäuse 12 in der Zuleitungsbohrung 4 axial und ermöglichen einen Fluss des Schmiermittels außen um das Gehäuse 12 herum, wobei das Gehäuse 12 radial mittig in der Zuleitungsbohrung 4 gehalten ist.
Im Bereich der ersten Rippen 17 ist noch eine radial fortführende Ableitung 21 zu erkennen, in der elektrische Leiter aufgenommen sind, die die von der Klauenpoleinheit erzeugte elektrische Leistung fortführen.
Zwischen den Rippen 17, 19 kann Schmiermittel hindurchtreten, dabei sind die zweiten Rippen 19 als Flussleitelemente für das Schmiermittel ausgebildet und so geformt und in Bezug auf die Anströmrichtung geneigt angestellt, dass im Bereich des Turbinenrades 5 des Turbinenelementes 3 eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit entsteht.
Bei der nachfolgenden Beschreibung des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleich oder in ihrer technischen Wirkung vergleichbare Merkmale. Es sollen insbesondere die Unterschiede zu dem oben, anhand von 1, ausführlicher beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel herausgestellt werden.
2 zeigt eine Lageranordnung mit einer in einer Zuleitungsbohrung 4 angeordneten Energieerzeugungseinheit 2, die eine Klauenpoleinheit umfasst, wobei vorgesehen ist, dass die Ringspule 13 der Klauenpoleinheit axial, bezogen auf eine Welle 7 des Turbinenelementes 3, von magnetischen Polen 9 der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist. Die beiden Klauenbleche, deren eines mit dem Bezugszeichen ,15' ausgewiesen ist und die mit dem Bezugszeichen ,14' ausgewiesene Klaue aufweist, sind durch ein hülsenförmiges, die Welle 7 umgebendes Rückschlusselement 22 miteinander magnetisch leitend verbunden, um den magnetischen Kreis auf der Seite der Ringspule 13 zu schließen. Die magnetischen Pole 9 der Permanentmagnet sind auf einem magnetisch leitenden Trägerring 23 mit der Welle 7 drehfest verbunden, wobei der Trägerring 23 den magnetischen Rückschluss auf Seiten der magnetischen Pole 9 bewirkt.
Die Energieerzeugungseinheit 2 des zweiten Ausführungsbeispiels ist in radialer Richtung kompakter als die oben, zu 1 beschriebene Energieerzeugungseinheit des ersten Ausführungsbeispiels. Aufgrund des magnetisch leitenden Rückschlusselementes 22 und des Trägerrings 23 findet keine Flussführung durch einen Abschnitt des Gehäuses 12 mehr statt, so dass das Gehäuse 12 aus einem magnetisch nicht-leitenden Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, ausgebildet sein kann.
Der Trägerring 23 hält die magnetischen Pole 9 von der Welle 7 und damit der Drehachse 8 radial beabstandet, so dass die Umlaufgeschwindigkeit der magnetischen Pole 9 größer ist als in dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die magnetischen Pole 9 unmittelbar auf der Welle 7 angeordnet sind. Aufgrund des Trägerrings 23 ändert sich der Fluss in der Ringspule 13 schneller, so dass in der Ringspule 13 eine Wechselspannung mit einer höheren Amplitude induziert wird, als bei der Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem das Gehäuse 12 analog wie oben, für die ersten beiden Ausführungsbeispiele beschrieben, ausgebildet ist. Allerdings weist die schmale Seite des Gehäuses 12 in Anströmrichtung (in der Darstellung von 3 nach oben), so dass das anströmende Schmiermittel erst auf die zweiten Rippen 19, die als Flussleitelemente ausgebildet sind, trifft, dann das Turbinenrad 5 des Turbinenelementes 3 passiert und in Auslassrichtung, auf das Innere des Lagers hin, die ersten Rippen 17 nahe der breiten Seite des Gehäuses 12 passiert. Die Ableitung 21 zur Abnahme der in der Klauenpoleinheit erzeugten elektrischen Energie ist nahe den ersten Rippen 17, als an der Öffnung der Zuleitungsbohrung 4 zu dem Inneren des Wälzlagers hin, vorgesehen, und wird durch eine weitere, zu der Zuleitungsbohrung 4 parallele Bohrung in dem Außenring 1 von dem Wälzlager weg geführt.
Die Welle 7 ist nicht, wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen beschrieben, mittels seitlich an der Mantelfläche der Welle 7 angreifenden Wälz- oder Gleitlagern gegenüber dem Gehäuse 12 gelagert. Die Welle 7 ist mittels jeweils einer Lagerkugel 24, 25 an einer Stirnseite gelagert, wobei die Drehachse 8 der Welle 7 durch die jeweils einzige Lagerkugel 24 bzw. 25 durchgeht.
Bei den vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispielen war jeweils vorgesehen, dass die das Turbinenelement 3 bzw. Energieerzeugungseinheit 2 innerhalb des Außenrings 1 des Wälzlagers, nämlich innerhalb einer Zuleitungsbohrung 4 in dem Außenring 1, aufgenommen ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Energieerzeugungseinheit nicht in dem Wälzlager, aber in einer in das Wälzlager führenden Zuleitung aufgenommen ist, also außerhalb des eigentlichen Wälzlagers angeordnet ist. Die Zuleitung, innerhalb derer die Energieerzeugungseinheit bzw. mindestens das Turbinenelement der Energieerzeugungseinheit angeordnet ist, kann dann durch eine Zuleitungsbohrung in das Wälzlager führen, wobei die Zuleitungsbohrung in einem Lagerring oder einem anderen Bestandteil des Wälzlagers, beispielsweise in einer Dichtung, vorgesehen sein kann. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Zuleitung direkt, ohne ein Bestandteil des Wälzlagers zu durchsetzen, in das Wälzlager geführt ist. Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung wird in diesem Fall gelöst durch eine Lagervorrichtung, umfassend ein Wälzlager, eine dem Wälzlager zugeordnete Energieerzeugungseinheit, wobei ein von einem Schmiermittel antreibbares Turbinenelement der Energieerzeugungseinheit in einer Zuleitung für das Schmiermittel in das Wälzlager, nicht zwingend aber in einer Zuleitungsbohrung in einem Lagerring, angeordnet ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war jeweils vorgesehen, dass das gesamte Turbinenelement 3, also insbesondere das Turbinenrad 5 und die Welle 7, in der Zuleitung bzw. der Zuleitungsbohrung 4 in dem Lagerring 1 angeordnet ist. Es versteht sich, dass es ausreichend sein kann, wenn der anzutreibende Teil des Turbinenelementes, nämlich das von dem Schmiermittel angeströmte Turbinenrad 5, in der Zuleitung bzw. der Zuleitungsbohrung 4 angeordnet ist.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war vorgesehen, dass das Turbinenrad 5 des Turbinenelementes als Kaplan-Turbine ausgebildet ist. Alternativ hierzu können andere Formen für das Turbinenelement 3 vorgesehen sein; im Fall einer Öl-Luft-Schmierung mit einem druckbeaufschlagten Ölnebel als Schmiermittel kann das Turbinenelement beispielsweise eine Pelton-Turbine umfassen.
Bei dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel war die Welle 7 mittels der beiden Lagerkugeln 24, 25 an dem Gehäuse 12 gelagert. Es versteht sich, dass auch für die beiden ersten Ausführungsbeispiele vorgesehen sein kann, die Welle 7 mittels mindestens einer Lagerkugel zu lagern, und zwar anstelle oder ergänzend zu mindestens einem der Lager 10, 11.
Bezugszeichenliste

1: Außenring
2: Energieerzeugungseinheit
3: Turbinenement
4: Zuleitungsbohrung
5: Turbinenrad
6: Schaufeln
7: Welle des Turbinenelementes
8: Drehachse der Welle 7
9: magnetischer Pol
10: erstes Lager
11: zweites Lager
12: Gehäuse
13: Ringspule
14: Klaue
15: Klauenblech
16: Aufnahme
17: erste Rippen
18: erste Stufe
19: zweite Rippe
20: zweite Stufe
21: Ableitung
22: Rückschlusselement
23: Trägerring
24: Lagerkugel
25: Lagerkugel

Claims

Lagervorrichtung, umfassend ein Wälzlager, und eine dem Wälzlager zugeordnete Energieerzeugungseinheit (2), wobei ein von einem Schmiermittel antreibbares Turbinenelement (3) der Energieerzeugungseinheit (2) in einer Zuleitung für das Schmiermittel in das Wälzlager angeordnet ist, wobei die gesamten Energieerzeugungseinheit (2) in der Zuleitung angeordnet ist, wobei ein Gehäuse (12) der Energieerzeugungseinheit (2) mittels radial, bezogen auf eine Drehachse (8) des Turbinenelementes (3), abstehender Rippen (17, 19) an einer Innenseite der Zuleitungsbohrung (4) in dem Lagerring (1) des Wälzlagers festgelegt ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Rippen (19) als Flussleitelemente für das Schmiermittel ausgebildet sind.
Lagervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungseinheit (2) eine Klauenpoleinheit umfasst.
Lagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspule (13) der Klauenpoleinheit radial, bezogen auf eine Welle (7) des Turbinenelementes (3), von den magnetischen Polen (9) der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspule (13) der Klauenpoleinheit axial, bezogen auf eine Welle (7) des Turbinenelementes (3), von magnetischen Polen (9) der Klauenpoleinheit beabstandet angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenelement (3) eine Kaplan-Turbine umfasst.
Lageranordnung, insbesondere eines Bugstrahlruders einer Ölbohrplattform, umfassend eine Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.