BE1029850B1 - Main bearing arrangement for a wind turbine - Google Patents

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BE1029850B1 BE20215812A BE202105812A BE1029850B1 BE 1029850 B1 BE1029850 B1 BE 1029850B1 BE 20215812 A BE20215812 A BE 20215812A BE 202105812 A BE202105812 A BE 202105812A BE 1029850 B1 BE1029850 B1 BE 1029850B1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hauptlageranordnung zur Lagerung eines drehbaren Rotors (1) einer Windenergieanlage, wobei der Rotor (1) über mindestens ein Wälzlager (2) drehbar gegenüber einer Anschlusskonstruktion gelagert ist, wobei das Wälzlager (2) einen Außenring (3) aufweist, der über seine radiale Außenumfangsfläche (4) mit einer ringförmigen Aufnahme (A) der Anschlusskonstruktion über einen Presssitz verbundenen ist, Um eine Hauptlageranordnung zur drehbaren Lagerung eines Rotors einer Windenergieanlage zur Verfügung zu stellen, bei der die voranstehend beschriebenen Schäden vermieden werden, die durch Ringwandern des mittels Presssitz in einer ringförmigen Aufnahme der Anschlusskonstruktion angeordneten Wälzlageraußenrings auftreten, wird vorgeschlagen, dass der Außenring (3) an mindestens einer axialen Stirnfläche (6) mindestens ein erstes Formschlusselement (7) aufweist, wobei ein mit der Anschlusskonstruktion drehtest verbundenes Gegenelement (8) vorgesehen ist, welches mindestens ein zweites Formschlusselement (9) aufweist, und wobei zwischen dem ersten (7) und dem zweiten Formschlusselement (9) eine in Umfangsrichtung des Außenrings (3) wirksame Formschlussverbindung (10) ausgebildet ist.The present invention relates to a main bearing arrangement for mounting a rotatable rotor (1) of a wind turbine, the rotor (1) being mounted rotatably relative to a connecting structure via at least one roller bearing (2), the roller bearing (2) having an outer ring (3), which is connected via its radial outer peripheral surface (4) to an annular receptacle (A) of the connecting structure via a press fit, in order to provide a main bearing arrangement for the rotatable mounting of a rotor of a wind turbine, in which the damage described above, which is caused by ring migration, is avoided of the roller bearing outer ring arranged by means of a press fit in an annular receptacle of the adjacent structure, it is proposed that the outer ring (3) has at least one first positive-locking element (7) on at least one axial end face (6), with a counter-element (8) connected to the adjacent structure in a non-rotatable manner is provided, which has at least one second form-fitting element (9), and wherein between the first (7) and the second form-fitting element (9) an effective form-fitting connection (10) is formed in the circumferential direction of the outer ring (3).

Description

' BE2021/5812' BE2021/5812

Hauptlageranordnung für eine WindenergieanlageMain bearing arrangement for a wind turbine

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft eine Hauptlageranordnung für eine Windenergieanlage. Mit einemThe invention relates to a main bearing arrangement for a wind turbine. With a

Hauptlager wird der Rotor einer Windenergieanlage (also z.B. die Rotorwelle, welche dieThe main bearing is the rotor of a wind turbine (e.g. the rotor shaft, which

Rotornabe einer Windenergieanlage mit einem Getriebe oder direkt mit einem Generator zur Stromerzeugung verbindet) gelagert.Rotor hub of a wind turbine connected to a gearbox or directly to a generator to generate electricity).

In der Druckschrift EP 2 947 339 B1 wird beschrieben, dass bei bekanntenIn the publication EP 2 947 339 B1 it is described that in known

Hauptlageranordnungen zur Lagerung eines drehbaren Rotors einer Windenergieanlage der Rotor über mindestens ein Wälzlager drehbar gegenüber einer drehfestenMain bearing arrangements for supporting a rotatable rotor of a wind turbine, the rotor being rotatable via at least one roller bearing in relation to a non-rotatable one

Anschlusskonstruktion der Windenergieanlage gelagert ist, wobei das Wälzlager einenConnection structure of the wind turbine is stored, the roller bearing a

Innenring aufweist, der über seine radiale Innenumfangsfläche mit einer Mantelfläche desHas an inner ring which, via its radial inner peripheral surface, is connected to a lateral surface of the

Rotors über einen Presssitz verbundenen ist.Rotor is connected via a press fit.

Die EP 2 947 339 B1 befasst sich mit dem Problem des so genannten Ringwanderns, das insbesondere bei GroBlagern, die als Hauptlager des Rotors/der Rotorwelle vonEP 2 947 339 B1 deals with the problem of so-called ring creep, which occurs in particular with large bearings that are used as the main bearing of the rotor/rotor shaft

Windenergieanlagen eingesetzt werden und die mehrere Meter große Durchmesser aufweisen ein relevantes Problem darstellt. In EP 2 947 339 B1 wird die Problematik desWind turbines are used and have several meters in diameter is a relevant problem. In EP 2 947 339 B1, the problem of

Ringwanderns bei Hauptlagern von Windenergieanlagen sowie aus dem Stand derRing wandering in the main bearings of wind turbines and from the prior

Technik bekannte Maßnahmen zur Verhinderung des Ringwanderns ausführlich wie folgt beschrieben:Technically known measures to prevent ring migration are described in detail as follows:

Mit immer größeren Wälzlagern hat sich insbesondere ein sicherer Lagersitz als problematisch herausgestellt. Hauptlager von Rotoren von Windenergieanlagen werden üblicherweise mittels so genannter Presssitze positioniert bzw. befestigt, d.h. ein jeweiliger Lagerring des Wälzlagers, also ein Innenring sowie ein Außenring, werden in eine entsprechende ringförmige Aufnahme am Rotor bzw. an der Anschlusskonstruktion eingepresst. Dabei handelt es sich um eine Passungspaarung mit Übermaß, womit ein kraftschlüssiger Verband entsteht (auch als „Pressverband“ bezeichnet).With rolling bearings becoming larger and larger, a secure bearing seat in particular has turned out to be problematic. Main bearings of rotors of wind turbines are usually positioned or fastened by means of so-called press fits, i.e. a respective bearing ring of the roller bearing, i.e. an inner ring and an outer ring, are pressed into a corresponding ring-shaped receptacle on the rotor or on the connecting structure. This is a mating fit with oversize, which creates a force-fit connection (also referred to as an "interference connection").

Bei großen Lagerdurchmessern ergibt sich ein sehr ungünstiges Verhältnis vonWith large bearing diameters, there is a very unfavorable ratio of

Durchmesser/Ringquerschnitt, womit eine ausreichende Kraft (Fugenpressung) für einen zo festen Lagersitz nicht mehr sichergestellt werden kann. Eine weitere Erhöhung desDiameter/ring cross-section, with which a sufficient force (joint pressure) for a zo tight bearing seat can no longer be ensured. A further increase in

Passungsübermaßes führt nur zu einer geringfügigen Erhöhung der Fugenpressung, daExcess fit only leads to a slight increase in joint pressure, since

? BE2021/5812 der dünnwandige Lagerring sich leichter aufweitet, wohingegen der massivere Rotor bzw. die massivere Anschlusskonstruktion sich nur geringfügig einschnürt. Eine zu starke? BE2021/5812 the thin-walled bearing ring expands more easily, whereas the more massive rotor or the more massive connection construction only constricts slightly. One too strong

Aufweitung des Lagerrings wiederum führt zu hohen Zugspannungen bzw.Expansion of the bearing ring in turn leads to high tensile stresses or

Druckspannungen im Lagerring, was zu einer negativen Beeinflussung derCompressive stresses in the bearing ring, leading to a negative impact on the

Laufbahngeometrie durch Formabweichungen des Lagerrings führen kann. Weiterhin wird dadurch auch bei vielen Lagerbauformen die Lagerluft, also ein positives Lagerspiel verändert, was sich direkt auf die Lebensdauer und Laufruhe des Lagers negativ auswirken kann.Raceway geometry can lead to deviations in the shape of the bearing ring. Furthermore, this also changes the bearing clearance, i.e. a positive bearing clearance, in many bearing designs, which can have a direct negative effect on the service life and smooth running of the bearing.

Der somit nicht ausreichende Presssitz zwischen Lagerring und Rotor/The resulting insufficient press fit between bearing ring and rotor/

Anschlusskonstruktion birgt daher das Risiko von Passungsrost und Ringwandern, was zum Versagen der Wälzlagerung und/oder des Rotors (der Rotorwelle) bzw. derConnection construction therefore carries the risk of fretting corrosion and ring creep, which can lead to failure of the roller bearing and/or the rotor (the rotor shaft) or the

Anschlusskonstruktion (auch als „Gehäuse“ der Windenergieanlagengondel bezeichnet) führt. Der Schadensmechanismus beginnt in der Regel mit kleinen Relativoewegungen im Lagersitz zwischen diesem und dem Lagerring, die aufgrund zu geringer Spannungen bzw. Kräfte (Fugenpressung) möglich werden. Dadurch kommt es zum gleitendenConnection construction (also referred to as the "housing" of the wind turbine nacelle) leads. The damage mechanism usually begins with small relative movements in the bearing seat between this and the bearing ring, which are possible due to insufficient stresses or forces (joint pressure). This leads to the sliding

Verdrehen (in Umfangsrichtung) und Verschieben (in Axialrichtung) der Passungsflächen zueinander. Hierdurch werden Randschichtteilchen meist vom weicheren Bauteil abgeschert, wodurch Löcher und schuppenartige Materialteilchen entstehen. Man spricht bei diesem VerschleiBmechanismus von adhäsivem Verschleiß. Überlagert und beschleunigt wird dieser Prozess durch eine Oxidation in der Passungsfuge. Aufgrund der Relativbewegungen können Wasser, Sauerstoff und andere Medien in denTwisting (in the circumferential direction) and shifting (in the axial direction) of the mating surfaces in relation to one another. As a result, surface layer particles are usually sheared off the softer component, resulting in holes and scale-like material particles. This wear mechanism is referred to as adhesive wear. This process is superimposed and accelerated by oxidation in the fitting joint. Due to the relative movements, water, oxygen and other media can enter the

Kontaktbereich gelangen, was wiederum zu einer chemischen Reaktion führt, die inreach the contact area, which in turn leads to a chemical reaction that occurs in

Kombination mit der Bauteilbewegung als Tribooxidation bezeichnet wird.Combination with the component movement is referred to as tribo-oxidation.

In der Regel ermüdet bei diesem Schadensverlauf der weichere Teil in derAs a rule, the softer part in the

VerschleiBkette, was in der Regel die Welle bzw. das Gehäuse / dieWear chain, which is usually the shaft or the housing / the

Anschlusskonstruktion ist. Oftmals kommt es erst zum großflächigen Materialabtrag unter dem Lager und letztendlich zum Bruch der Welle direkt am Lagersitz aufgrund derConnection construction is. Often, material is removed over a large area under the bearing and ultimately the shaft breaks directly at the bearing seat due to the

Kerbwirkung und hohen Kräfte. Verstärkt wird diese Problematik durch den erforderlichenNotch effect and high forces. This problem is reinforced by the required

Leichtbau in der Windkraft. Aufgrund der limitierten Turmkopfmassen, des zo anspruchsvollen Transportes und der teuren Krankapazitäten wird versucht, die mechanischen Strukturen leichter zu gestalten. Maschinenträger, Welle und Gehäuse sind daher nicht (mehr) als hochsteife Strukturbauteile anzusehen. Doch genau eine sehr steife Umgebung wird bei der Basisauslegung von den Wälzlagerherstellern für jedesLightweight construction in wind power. Due to the limited tower head masses, the so demanding transport and the expensive crane capacities, attempts are being made to make the mechanical structures lighter. Machine carrier, shaft and housing are therefore not (any longer) to be regarded as highly rigid structural components. But exactly a very stiff environment is used in the basic design by the rolling bearing manufacturers for each

> BE2021/5812> BE2021/5812

Wälzlager gefordert. Die Strukturbauteile moderner Windkraftanlagen verformen sich unter den hohen Windlasten so massiv, dass auch der Wälzlagersitz großflächigenroller bearings required. The structural components of modern wind turbines deform so massively under the high wind loads that the roller bearing seat also has a large surface area

Verformungen unterworfen ist. Diese globalen Verformungen tragen zusätzlich zuris subject to deformation. These global deformations add to the

Verschärfung der Problematik hinsichtlich Passungsrost und adhäsivem Verschleiß bei.Worsening of the problem with regard to fretting corrosion and adhesive wear.

Weiterhin problematisch an der zunehmenden Lagergröße sind die erhöhten Toleranzen für die Lagersitzflächen. Eine Passung für einen Lagerring von 2,5m Durchmesser weist ein sehr hohes Toleranzfeld auf. Kombiniert mit dem ebenfalls hohen Toleranzfeld für den Lagersitz an der Welle oder am Gehäuse ergibt sich eine hohe Schwankung in derAnother problem with the increasing bearing size is the increased tolerances for the bearing seating surfaces. A fit for a bearing ring with a diameter of 2.5 m has a very high tolerance range. Combined with the equally high tolerance range for the bearing seat on the shaft or on the housing, there is a high fluctuation in the

Presspassung. Fallen diese hohen Toleranzen ungünstig zusammen, verbleibt nur noch ein sehr geringer Anteil an Fugenpressung in dem Presssitz. Somit ist dieser Presssitz besonders anfällig auf Relativbewegung, die Passungsrost und adhäsiven Verschleiß auslöst. Dies erklärt auch die unterschiedlichen Ausfallraten bei Schäden durchinterference fit. If these high tolerances coincide unfavorably, only a very small proportion of joint pressure remains in the press fit. This press fit is therefore particularly susceptible to relative movement, which triggers fretting corrosion and adhesive wear. This also explains the different failure rates in the event of damage caused by

Passungsrost und Verschleiß im Pressverband.Fretting corrosion and wear in the interference fit.

Insbesondere für Hauptlager von Windenergieanlagen gibt es aktuell noch keine hinreichenden technischen Lösungen für diese Problematik. SpezielleThere are currently no adequate technical solutions to this problem, especially for the main bearings of wind turbines. Specific

Kunststoffbeschichtungen wie PTFE auf dem Lagerring und/oder am Lagersitz an derPlastic coatings such as PTFE on the bearing ring and/or on the bearing seat on the

Welle bzw. am Gehäuse können die Problematik der chemischen Reaktion zwischen den beiden metallischen Passungsträgern etwas reduzieren. Allerdings wird sich dieShaft or on the housing can somewhat reduce the problem of the chemical reaction between the two metallic spacers. However, the

Problematik des geringen Fugendrucks mit solchen Beschichtungen nicht beheben lassen. Harte Schichten wie DLC (Diamond Like Carbon) oder Hartchrombeschichtung für Lagerring und/oder Welle bzw. Gehäuse können den adhäsiven Verschleiß reduzieren, jedoch bleibt die Problematik der chemischen Reaktion und somit desThe problem of low joint pressure cannot be solved with such coatings. Hard layers such as DLC (Diamond Like Carbon) or hard chrome coating for the bearing ring and/or shaft or housing can reduce adhesive wear, but the problem of the chemical reaction and thus the

Passungsrostes bestehen. Da beide Alternativen nur einen der zweifretting corrosion exist. Because both alternatives only one of the two

Verschleißmechanismen reduzieren und zudem mit sehr hohen Kosten verbunden sind, werden sie bei Hauptlagerungen nicht eingesetzt.Reduce wear mechanisms and are also associated with very high costs, they are not used in main bearings.

Alternativ wurden in den letzten Jahren bereits Einlager-Lösungen mit verschraubtenAlternatively, single-bearing solutions with bolted

Außenringen und später auch des Innenringes der Hauptlagerung eingesetzt. Fokus war jedoch hier nicht der Pressverband, sondern die Schaffung einer voreinstellbarenouter rings and later also the inner ring of the main bearing. However, the focus here was not on the press fit, but on creating a presettable one

Lageranordnung.bearing arrangement.

* BE2021/5812* BE2021/5812

Die Verschraubung von Lagerringen ist jedoch wie bekannt mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Dazu zählen hohe Ringquerschnitte (Gewicht & Kosten), limitierte Steifigkeit der Verschraubung sowie schwierige Montage solcher Wälzlagersysteme.However, as is known, the screwing of bearing rings is associated with numerous disadvantages. These include high ring cross-sections (weight & costs), limited rigidity of the screw connection and difficult assembly of such roller bearing systems.

Die EP 2 947 339 B1 schlägt zur Verringerung oder sogar Unterbindung der beschriebenen Probleme hinsichtlich Passungsrost, adhäsivem Verschleiß undEP 2 947 339 B1 proposes reducing or even eliminating the problems described with regard to fretting corrosion, adhesive wear and

Ringwandern vor, dass sich die Wälzkörper des Hauptlagers an der Rotorwelle bzw. demRing migration before that the rolling elements of the main bearing on the rotor shaft or the

Gehäuse / der Anschlusskonstruktion unmittelbar ohne separaten Lagerring an einerHousing / the adjacent construction directly without a separate bearing ring on a

Laufbahn abstützen, die integrierter Bestandteil der Rotorwelle bzw. des Gehäuses / derCareer support that is an integral part of the rotor shaft or the housing / the

Anschlusskonstruktion ist. Diese Maßnahme hat jedoch mehrere gravierende Nachteile.Connection construction is. However, this measure has several serious disadvantages.

Zum einen müssen die in die Rotorwelle bzw. das Gehäuse integriertenOn the one hand, they must be integrated into the rotor shaft or the housing

Wälzkörperlaufbahnen gehärtet werden, um die geforderte Lebensdauer desRolling element raceways are hardened in order to achieve the required service life of the

Hauptlagers erreichen zu können. Dies ist bei integral mit den Rotorwellen undto reach the main camp. This is integral with the rotor shafts and at

Gehäusebauteilen ausgebildeten Laufbahnen jedoch technisch sehr schwierig, aufwändig und teuer, weil z.B. an der gesamten Rotorwelle nur die integrierte Laufbahn zum Härten selektiv erwärmt und abgeschreckt werden muss, dabei jedoch die gesamteHowever, raceways formed from housing components are technically very difficult, complex and expensive because, for example, only the integrated raceway on the entire rotor shaft has to be selectively heated and quenched for hardening, but the entire raceway

Rotorwelle gehandhabt werden muss. Zum anderen ist es nicht möglich, im Fall einesRotor shaft must be handled. For another, it is not possible in the case of a

Lagerschadens das Lager oder einzelne Lagerringe auszutauschen, sondern es ist erforderlich, das gesamte Bauteil mit der integrierten Wälzkörperlaufbahn auszutauschen, was viel aufwändiger und sehr viel höhere Kosten verursacht.Bearing damage to replace the bearing or individual bearing rings, but it is necessary to replace the entire component with the integrated rolling element race, which is much more complex and causes much higher costs.

In der Druckschrift DE 10 2017 109 148 A1 wird eine Verdrehsicherung für ein Wälzlager zur Verhinderung des Ringwanderns und zur gleichzeitigen Erreichung einer gewünschten Lagervorspannung in einer Gehäuse-Welle-Anordnung beschrieben. DieThe publication DE 10 2017 109 148 A1 describes an anti-rotation device for a roller bearing to prevent ring creep and to simultaneously achieve a desired bearing preload in a housing-shaft arrangement. The

Welle ist über das Wälzlager relativ zum Gehäuse drehbar gelagert. Der Innenring desShaft is rotatably mounted on the roller bearing relative to the housing. The inner ring of

Wälzlagers ist drehfest mit der Welle verbunden. Der Außenring des Wälzlagers ist über ein Sicherungselement relativ zum Gehäuse in axialer Richtung vorgespannt und gegenRolling bearing is rotatably connected to the shaft. The outer ring of the roller bearing is prestressed relative to the housing in the axial direction and against a securing element

Verdrehen gesichert. Das Sicherungselement ist als Wellenfeder ausgestaltet. DieSecured against twisting. The securing element is designed as a wave spring. The

Wellenfeder greift mit einem in axialer Richtung hervorstehenden erstenWave spring engages with a first protruding in the axial direction

Federbogenbereich in zumindest eine Ausnehmung des Außenrings des Wälzlagers ein.Spring arc area in at least one recess of the outer ring of the roller bearing.

Gleichzeitig weist die Wellenfeder zumindest einen zweiten Federbogenbereich auf, der zo In eine Aussparung eines gehäusefesten Bauteils eingreift.At the same time, the wave spring has at least one second spring arc area, which engages in a recess of a component fixed to the housing.

Die in DE 10 2017 109 148 A1 beschriebene Verdrehsicherung scheint für dieThe anti-rotation device described in DE 10 2017 109 148 A1 seems to be suitable for the

Verwendung in kleineren Gehäuse-Welle-Anordnungen zum Beispiel in KraftfahrzeugenUse in smaller housing-shaft assemblies, for example in motor vehicles

> BE2021/5812 vorgesehen zu sein. Für den Einsatz in Hauptlageranordnungen von> BE2021/5812 to be provided. For use in main bearing assemblies of

Windenergieanlagen ist diese Verdrehsicherung nicht geeignet, weil dazu eine sehr große Wellenfeder mit mehreren Metern Durchmesser erforderlich wäre. Dieses zusätzliche Sicherungselement würde das Gesamtgewicht der Hauptlageranordnung sehr stark erhöhen. Der Einbau einer solchen Wellenfeder wäre sehr schwierig und aufwändig. Außerdem würde es nicht möglich sein, die großen Kräfte, die erforderlich sind, um die Großwälzlager von Hauptlageranordnungen von Windenergieanlagen axial vorzuspannen, über eine gemäß der Lehre der DE 10 2017 109 148 A1 eingebauteThis anti-rotation device is not suitable for wind turbines because it would require a very large wave spring with a diameter of several meters. This additional securing element would greatly increase the overall weight of the main bearing assembly. The installation of such a wave spring would be very difficult and expensive. In addition, it would not be possible to apply the large forces required to axially preload the slewing bearings of main bearing assemblies of wind turbines via a system installed according to the teaching of DE 10 2017 109 148 A1

Wellenfeder aufzubringen.apply wave spring.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hauptlageranordnung zur drehbaren Lagerung eines Rotors einer Windenergieanlage zur Verfügung zu stellen, bei der die voranstehend beschriebenen Schäden vermieden werden, die durchThe present invention is based on the object of providing a main bearing arrangement for the rotatable mounting of a rotor of a wind turbine available, in which the damage described above is avoided

Ringwandern des mittels Presssitz in einer ringförmigen Aufnahme derAnnular migration of the means of a press fit in an annular receptacle

Anschlusskonstruktion angeordneten Wälzlageraußenrings auftreten.Connection construction arranged roller bearing outer ring occur.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Hauptlageranordnung mit den in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie denThis problem is solved by a main bearing arrangement with the features specified in the independent claim. Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the

Zeichnungen.Drawings.

Die Erfindung geht von einer Hauptlageranordnung zur Lagerung eines drehbarenThe invention relates to a main bearing arrangement for supporting a rotatable

Rotors einer Windenergieanlage aus, wobei der Rotor über mindestens ein Wälzlager drehbar gegenüber einer Anschlusskonstruktion gelagert ist, wobei das Wälzlager einenRotor of a wind turbine, wherein the rotor is rotatably mounted on at least one roller bearing relative to a connecting structure, the roller bearing having a

AuBenring aufweist, der über seine radiale Außenumfangsfläche mit einer ringförmigenHas AuBenring, which has an annular over its radial outer peripheral surface

Aufnahme der Anschlusskonstruktion über einen Presssitz verbundenen ist. Dabei kann es sich um ein reines Radiallager handeln, oder auch um ein Lager, welches sowohlRecording of the adjacent construction is connected via a press fit. It can be a pure radial bearing, or a bearing, which both

Radial- als auch Axialkräfte aufnimmt bzw. überträgt.Absorbs or transmits radial and axial forces.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Außenring (3) an mindestens einer axialenAccording to the invention it is provided that the outer ring (3) on at least one axial

Stirnfläche (6) mindestens ein erstes Formschlusselement (7) aufweist, wobei ein mit der Anschlusskonstruktion drehfest verbundenes Gegenelement (8) vorgesehen ist, welches mindestens ein zweites Formschlusselement (9) aufweist, und wobei zwischen zo dem ersten (7) und dem zweiten Formschlusselement (9) eine in Umfangsrichtung desFace (6) has at least one first form-fitting element (7), with a counter-element (8) which is non-rotatably connected to the connecting structure being provided and which has at least one second form-fitting element (9), and between the first (7) and the second form-fitting element (9) one in the circumferential direction of

Außenrings (3) wirksame Formschlussverbindung (10) ausgebildet ist.Outer ring (3) effective positive connection (10) is formed.

° BE2021/5812° BE2021/5812

Das Gegenelement kann durch einen an Anschlusskonstruktion ausgebildeten radialenThe counter-element can be formed by a connecting structure by a radial

Flansch gebildet werden. Alternativ kann auch ein mit der Anschlusskonstruktion drehfest verbundener Ring das Gegenelement bilden. Ein solcher Ring kann auf unterschiedliche Weise drehfest mit der Anschlusskonstruktion verbunden sein, z.B.Flange are formed. Alternatively, a ring non-rotatably connected to the connecting structure can also form the counter-element. Such a ring can be non-rotatably connected to the connecting structure in different ways, e.g.

Mittels Schraubverbindungen, durch VerschweiBung, Verklebung oder Verlötung, usw.By means of screw connections, by welding, gluing or soldering, etc.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Vorteil erreicht, dass keine hochgenaueThe solution according to the invention has the advantage that no highly accurate

Fertigung der axialen Stirnflächen (Nut und Nase) notwendig ist. Durch ein umfangsseitiges, im Betrieb des Lagers auftretendes Setzen der formschlüssigenManufacturing of the axial faces (groove and nose) is necessary. By a circumferential, occurring during operation of the camp setting the form-fitting

Verbindung zwischen Lagerring und Gegenelement und eine damit einhergehendeConnection between bearing ring and counter-element and an associated

Zunahme der tragenden umfangsseitigen Bereiche der Verbindung wird eine steigende umfangsseitige Tragkraft und Steifigkeit der Verbindung erzielt. Mit jederIncreasing the load-bearing peripheral areas of the connection results in an increasing peripheral load-bearing capacity and rigidity of the connection. With everyone

Setzerscheinung wird die umfangsseitige Relativbewegung von Lagerring undSettling is the circumferential relative movement of the bearing ring and

Anschlusskonstruktion kleiner und kommt letztendlich zum Erliegen. DieConnection construction smaller and ultimately comes to a standstill. The

Setzerscheinungen werden durch die in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte, die zwischen Außenring und Gegenelement auftreten, bewirkt. Das mindestens eineSettling phenomena are caused by the forces acting in the circumferential direction, which occur between the outer ring and the mating element. At least one

Formschlusselement arbeitet sich sozusagen in die an der formschlüssigen Verbindung beteiligten Bauteile ein. So wird letztendlich das Ringwandern und Rutschen vollständig unterbunden.The form-fitting element works itself into the components involved in the form-fitting connection, so to speak. In the end, ring wandering and slipping is completely prevented.

Durch die Erfindung werden die voranstehend beschriebenen Schädigungen, die durchBy the invention, the damage described above, caused by

Ringwandern hervorgerufen werden, zuverlässig verhindert.Ring migration caused reliably prevented.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von ersten und zweitenAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention, it is provided that a plurality of first and second

Formschlusselementen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Umfangsabschnitte zwischen benachbarten Formschlusselementen gleich lang sind. Dadurch wird insgesamt in Umfangsrichtung eine große Fläche der formschlüssigen Verbindung zurForm-locking elements are arranged, preferably wherein the peripheral portions between adjacent form-locking elements are of equal length. As a result, a large area of the form-fitting connection is used overall in the circumferential direction

Verfügung gestellt. Jede einzelne Formschlussverbindung ist daher nur vergleichsweise geringen Flächenpressungen ausgesetzt. Die Lebensdauer von Lageranordnungen mit einer Mehrzahl von formschlüssigen Verbindungen kann gegenüberprovided. Each individual positive connection is therefore only exposed to comparatively low surface pressures. The service life of bearing assemblies with a plurality of positive connections can be compared

Ausführungsformen mit nur einer einzigen formschlüssigen Verbindung deutlich zo gesteigert werden. Sind die einzelnen formschlüssigen Verbindungen gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, d.h. sind die Umfangsabschnitte zwischen benachbarten Formschlussverbindungen gleich lang, so werden die Kräfte inEmbodiments with only a single form-fitting connection can be significantly increased. If the individual form-fitting connections are distributed evenly over the circumference, i.e. if the circumferential sections between adjacent form-fitting connections are of the same length, the forces in

' BE2021/5812' BE2021/5812

Umfangsrichtung sehr gleichmäßig von dem Außenring in das Gegenelement eingeleitet und eine unerwünschte Verformung des Außenrings durch ungleichmäßig in das Gegenelement eingeleitete Umfangskräfte wird vermieden.Circumferentially introduced very evenly from the outer ring into the counter-element and undesirable deformation of the outer ring due to circumferential forces introduced unevenly into the counter-element is avoided.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass das Gegenelement ein mit der Anschlusskonstruktion drehfest verbundenes Bauteil oder ein an der Anschlusskonstruktion integral ausgebildeterAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention, it is provided that the counter-element is a component which is non-rotatably connected to the connecting structure or is integrally formed on the connecting structure

Flansch ist, wobei das mindestens eine zweite Formschlusselement an einer axialenFlange is, wherein the at least one second form-fitting element at an axial

Stirnfläche des Bauteils oder des Flansches ausgebildet ist, welche der axialenFace of the component or the flange is formed, which of the axial

Stirnfläche des Außenrings mit dem mindestens einen ersten FormschlusselementFace of the outer ring with the at least one first form-fitting element

Zugewandt ist. Dadurch, dass die Formschlusselemente an den Stirnflächen der jeweiligen Bauelemente angeordnet sind, können die Formschlusselemente so ausgebildet werden, dass sie in Radialrichtung eine große Länge aufweisen. Auf dieseis facing. Due to the fact that the form-fitting elements are arranged on the end faces of the respective structural elements, the form-fitting elements can be designed in such a way that they have a great length in the radial direction. To this

Weise wird eine große Kraftübertragungsfläche in Umfangrichtung zur Verfügung gestellt, was wiederum zu relativ geringen Flächenpressungen in der einzigen ı5 formschlüssigen Verbindung oder in den einzelnen formschlüssigen Verbindungen beiträgt. Auch sind die an den Stirnflächen der Bauteile angeordnetenIn this way, a large force transmission surface is made available in the circumferential direction, which in turn contributes to relatively low surface pressures in the single positive connection or in the individual positive connections. Also, those are arranged on the end faces of the components

Formschlusselemente fertigungstechnisch einfach herzustellen, was zur Realisierung geringer Herstellungskosten beiträgt.Form-fitting elements easy to produce in terms of manufacturing technology, which contributes to the realization of low manufacturing costs.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass das mindestens eine erste Formschlusselement als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche des Außenrings vorspringender Vorsprung und das mindestens eine zweite Formschlusselement als in Axialrichtung gegenüber derAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention it is provided that the at least one first form-fitting element as a projection projecting in the axial direction opposite the end face of the outer ring and the at least one second form-fitting element as in the axial direction opposite the

Stirnfläche des Bauteils oder des Flansches zurückspringende Ausnehmung ausgebildet ist, oder dass das mindestens eine erste Formschlusselement als inFront face of the component or the flange recess is formed, or that the at least one first form-fitting element as in

Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche des Außenrings zurückspringendeRecessed in the axial direction relative to the end face of the outer ring

Ausnehmung und das mindestens eine zweite Formschlusselement als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche des Bauteils oder des Flansches vorspringender Vorsprung ausgebildet ist, wobei der Vorsprung in die Ausnehmung unter Ausbildung der inRecess and the at least one second positive-locking element is designed as a projection projecting in the axial direction relative to the end face of the component or the flange, the projection extending into the recess to form the in

Umfangsrichtung wirksamen Formschlussverbindung eingreift. Auf diese Weise zo ausgebildete Formschlussverbindungen weisen Formschlusselemente auf, die integral mit dem jeweiligen Bauteil (Außenring bzw. Gegenelement) ausgebildet sind. Separate, getrennt von dem Außenring bzw. dem Gegenelement ausgebildeteCircumferentially effective positive connection engages. Form-fitting connections formed in this way have form-fitting elements which are formed integrally with the respective component (outer ring or counter-element). Separate, formed separately from the outer ring or the counter-element

Verbindungselemente sind daher zur Bildung des Formschlusses nicht erforderlich. DieConnecting elements are therefore not required to form the form fit. The

3 BE2021/58123 BE2021/5812

Anzahl der benötigten Bauteile wird dadurch minimiert. Auch der Montageaufwand ist vergleichsweise gering.This minimizes the number of components required. The installation effort is also comparatively low.

Alternativ ist nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäBenAlternatively, according to one embodiment of the invention

Hauptlageranordnung vorgesehen, dass das mindestens eine ersteMain bearing arrangement provided that the at least one first

Formschlusselement als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche des AuBenrings zurückspringende Ausnehmung und das mindestens eine zweite Formschlusselement als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche des Bauteils oder des Flansches zurückspringende Ausnehmung ausgebildet ist, wobei die in Umfangsrichtung desThe form-fitting element is designed as a recess set back in the axial direction compared to the end face of the outer ring and the at least one second form-fitting element is designed as a recess set back in the axial direction compared to the end face of the component or the flange, the circumferential direction of the

AuBenrings wirksame Formschlussverbindung über mindestens einOuter rings effective positive connection via at least one

Verbindungselement bewirkt wird, welches sowohl in die Ausnehmung im AuBenring als auch in die Ausnehmung in dem Bauteil oder Flansch formschlüssig eingreift. Bei dieserConnecting element is effected, which positively engages both in the recess in the outer ring and in the recess in the component or flange. At this

Ausführungsform sind also beide Formschlusselemente als gegenüber der jeweiligenEmbodiment are both form-fitting elements as compared to the respective

Stirnfläche zurückspringende Ausnehmungen ausgebildet. Die formschlüssigeFront surface recessed recesses formed. The form-fitting

Verbindung wird dabei erst durch ein zusätzliches Verbindungselement bewirkt. Zwei einander zugeordnete erste und zweite Formschlusselemente bilden einenConnection is only effected by an additional connecting element. Two associated first and second form-fitting elements form one

Aufnahmeraum aus, in den ein Verbindungselement derart eingesetzt werden kann, dass zwischen Außenring und Gegenelement eine in Umfangsrichtung wirksame formschlüssige Verbindung entsteht. Das Verbindungselement kann dabei nach einerReceiving space from, in which a connecting element can be used in such a way that between the outer ring and counter-element effective in the circumferential direction form-fitting connection is formed. The connecting element can after a

Ausführungsform der Erfindung als Passfeder ausgebildet sein, die formschlüssig sowohl in die Ausnehmungen des Außenrings als auch in die Ausnehmungen desEmbodiment of the invention can be designed as a feather key, which fits positively both into the recesses of the outer ring and into the recesses of the

Gegenelements eingreift.Counter element engages.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement gegen Herausfallen in radialer Richtung gesichert ist. Die Sicherung kann dadurch erfolgen, dass das Verbindungselement mit dem Außenring oder dem Gegenelement oder mit beiden Bauteilen gleichzeitig verbunden wird. Die Verbindung kann z.B. durch Verschraubung oder stoffschlüssig durch Verschweißen, Verlöten oder Verkleben realisiert werden. Auch kann dasAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention, it is provided that the connecting element is secured against falling out in the radial direction. The securing can take place in that the connecting element is connected to the outer ring or the counter-element or to both components at the same time. The connection can be realized e.g. by screwing or materially by welding, soldering or gluing. Also can

Verbindungselement z.B. kraft- und formschlüssig in den Ausnehmungen im Außenring zo und im Gegenelement aufgenommen sein. Zum Beispiel kann das Verbindungselement in Radialrichtung keilförmig ausgebildet und in die in Radialrichtung ebenfalls keilförmig oder V-förmig ausgebildeten Ausnehmungen eingepresst sein. Durch dieseConnection element e.g. positively and non-positively in the recesses in the outer ring zo and in the counter-element. For example, the connecting element can be wedge-shaped in the radial direction and pressed into the recesses, which are also wedge-shaped or V-shaped in the radial direction. Through this

) BE2021/5812) BE2021/5812

Maßnahmen kann verhindert werden, dass der Formschluss verloren geht und die zugehörige Verbindung in Umfangsrichtung keine Kräfte mehr übertragen kann.Measures can be taken to prevent the form fit from being lost and the associated connection no longer being able to transmit any forces in the circumferential direction.

Um auch einem Ringwandern in Axialrichtung der Anschlusskonstruktion entgegenzuwirken und ein solches axiales Ringwandern zu unterbinden ist nach einerIn order to also counteract ring migration in the axial direction of the connecting construction and to prevent such axial ring migration, after a

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung vorgesehen, dass derEmbodiment of the main bearing assembly according to the invention provided that the

Außenring durch mindestens eine lösbare Verbindung wie z.B. eine Schraubverbindung gegen eine Relativbewegung zur Anschlusskonstruktion in Axialrichtung gesichert ist.outer ring is secured against movement relative to the adjacent structure in the axial direction by at least one detachable connection such as a screw connection.

Die lösbare Verbindung kann z.B. zwischen dem Außenring und dem Gegenelement ausgebildet sein. Die lôsbare Verbindung kann z.B. in den Umfangsbereichen zwischen den ersten und den zweiten Formschlusselementen angeordnet sein. Es kann eine oder es können mehrere lösbare Verbindungen vorgesehen sein.The detachable connection can be formed, for example, between the outer ring and the counter-element. The releasable connection can be arranged, for example, in the peripheral areas between the first and the second interlocking elements. One or more detachable connections can be provided.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass der Außenring ein Lagerring aus einem Vergütungsstahl mit einer oder mehreren induktiv randschichtgehärteten Wälzkörperlaufbahnen ist. Bei dieserAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention, it is provided that the outer ring is a bearing ring made of heat-treated steel with one or more inductively surface-hardened rolling element raceways. At this

Ausführungsform können die ersten Formschlusselemente einfach und ohne großen fertigungstechnischen Aufwand in den Außenring eingebracht werden, weil die nicht zum randschichtgehärteten Laufbahnbereich gehörenden Bereiche des Außenrings nicht gehärtet sind und daher ohne Weiteres mechanisch bearbeitet, z.B. spanabhebend bearbeitet, werden können, um die ersten Formschlusselemente einzubringen. Grundsätzlich möglich wäre die Verwirklichung der vorliegendenIn this embodiment, the first form-fitting elements can be introduced into the outer ring simply and without great manufacturing effort, because the areas of the outer ring that do not belong to the surface layer-hardened raceway area are not hardened and can therefore be easily machined, e.g. machined, in order to introduce the first form-fitting elements. In principle, the realization of the present one would be possible

Erfindung auch an durchgehärteten oder einsatzgehärteten Außenringen, die z.B. aus dem Werkstoff 100Cr6 oder aus Einsatzstahl bestehen, allerdings wäre dann dasThe invention also applies to through-hardened or case-hardened outer rings made, for example, from the material 100Cr6 or case-hardened steel, although that would be the case then

Einbringen der Formschlusselemente in den gehärteten Außenring deutlich aufwändiger.Introducing the form-fitting elements into the hardened outer ring is significantly more complex.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass das Wälzlager dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Lagers inAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention, it is provided that the roller bearing is set up to, during operation of the bearing in

Axialrichtung wirkende Kräfte aufzunehmen, wobei der Außenring durch die auf ihn into absorb forces acting in the axial direction, whereby the outer ring is

Axialrichtung wirkenden Kräfte derart in Richtung des Gegenelements gedrückt wird, dass das mindestens eine erste Formschlusselement in Richtung des mindestens einen zo zweiten Formschlusselements gedrückt wird. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass der Kraftfluss durch das Wälzlager die Formschlussverbindung unterstützt. DerForces acting in the axial direction are pressed in the direction of the counter-element in such a way that the at least one first form-locking element is pressed in the direction of the at least one zo second form-locking element. This achieves the advantage that the flow of forces through the roller bearing supports the positive connection. The

Außenring wird im Betrieb des Wälzlagers durch die auf ihn einwirkenden Axialkräfte immer zum Gegenelement hin gedrückt, d.h. immer in Richtung auf dieDuring operation of the roller bearing, the outer ring is always pressed towards the counter element by the axial forces acting on it, i.e. always towards the

Formschlussverbindung. Dadurch kann der Formschluss nicht verloren gehen, selbst wenn keine mechanischen Sicherungsmaßnahmen zur Vermeidung eines Verlustes des Formschlusses ergriffen worden sind. Die im Betrieb auf das Wälzlager einwirkenden Kräfte stellen bei dieser Ausführungsform also den in Umfangsrichtung wirkenden Formschluss zwischen Außenring und Gegenelement sicher. Gemäß einerpositive connection. As a result, the form fit cannot be lost, even if no mechanical safety measures have been taken to avoid loss of the form fit. In this embodiment, the forces acting on the roller bearing during operation thus ensure the form fit between the outer ring and counter-element acting in the circumferential direction. According to a

Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung kann das Wälzlager als angestelltes Kegelrollenlager ausgebildet sein.Embodiment of this main bearing arrangement according to the invention, the roller bearing can be designed as an employed tapered roller bearing.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hauptlageranordnung ist vorgesehen, dass ein Innenenring des Wälzlagers an mindestens einer axialenAccording to one embodiment of the main bearing arrangement according to the invention it is provided that an inner ring of the roller bearing on at least one axial

Stirnfläche mindestens ein drittes Formschlusselement aufweist, wobei ein mit demFace has at least a third form-fitting element, with a with the

Rotor drehfest verbundenes zweites Gegenelement vorgesehen ist, welches mindestens ein viertes Formschlusselement aufweist, und wobei zwischen dem dritten und dem vierten Formschlusselement eine in Umfangsrichtung des InnenringsRotor rotatably connected second counter-element is provided, which has at least a fourth form-fitting element, and wherein between the third and the fourth form-fitting element in the circumferential direction of the inner ring

Wirksame Formschlussverbindung ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind somit sowohl an dem Außenring als auch an dem Innenring des Wälzlagers inEffective positive connection is formed. In this embodiment, therefore, both on the outer ring and on the inner ring of the rolling bearing in

Umfangsrichtung wirksame formschlüssige Verbindungen vorgesehen, durch die einCircumferentially effective positive connections provided by a

Ringwandern sowohl des Außenrings als auch des Innenrings wirksam verhindert wird.Ring migration of both the outer ring and the inner ring is effectively prevented.

Die eingangs beschriebenen Schadensmechanismen, die durch Ringwandern auftreten können, werden auf diese Weise erfindungsgemäß in Bezug auf beide Lagerringe verhindert.The damage mechanisms described above, which can occur as a result of ring migration, are prevented in this way according to the invention in relation to both bearing rings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils schematischThe invention is explained in more detail below with reference to the figures. It show each schematically

Fig. 1 einen Außenring gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit erstenFig. 1 shows an outer ring according to a first embodiment of the invention with first

Formschlusselementen,form-fitting elements,

Fig. 2 ein Ausführungsform der Erfindung mit einem in einer ringförmigen Aufnahme derFig. 2 an embodiment of the invention with one in an annular receptacle

Anschlusskonstruktion montiertem Wälzlageraußenring,Connection construction mounted roller bearing outer ring,

Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl der Außenring als auch derFig. 3 shows an embodiment of the invention in which both the outer ring and the

Innenring des Wälzlagers gegen Ringwandern in Umfangsrichtung gesichert sind, zo Fig. 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formschlussverbindung,inner ring of the roller bearing are secured against ring migration in the circumferential direction, zo Fig. 4 an embodiment of the positive connection according to the invention,

Fig. 5 eine zu Fig. 4 alternative Ausführungsform der erfindungsgemäBenFIG. 5 shows an alternative embodiment of FIG. 4 according to the invention

Formschlussverbindung,positive connection,

Fig. 6 eine zu Fig. 4 und Fig. 5 alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen6 shows an alternative embodiment of the invention to FIGS. 4 and 5

Formschlussverbindung.positive connection.

Fig. 1 zeigt einen Außenring 3 eines Großwälzlagers in einer perspektivischen Ansicht.1 shows an outer ring 3 of a large roller bearing in a perspective view.

Die übrigen Bauteile des Wälzlagers 2, also insbesondere der Innenring und die zwischenThe other components of the rolling bearing 2, so in particular the inner ring and between

Außenring 3 und Innenring angeordneten Wälzkörper, sind in Fig. 1 nicht dargestellt.The rolling elements arranged on the outer ring 3 and the inner ring are not shown in FIG.

Der Außenring 3 weist eine axiale Stirnfläche 6 und eine radiale Außenumfangsfläche 4 auf. Weiter weist der Außenring 3 erste Formschlusselemente 7 auf, die gegenüber der axialen Stirnfläche 6 hervorspringen. Der Außenring 3 ist im montierten Zustand mit seiner radialen Außenumfangsfläche 4 in einer ringförmigen Aufnahme A (vgl. Fig. 2 ) mittels Presssitz aufgenommen. Die in Fig. 1 nicht dargestellte Aufnahme A ist fest mit der Anschlusskonstruktion verbunden.The outer ring 3 has an axial end face 6 and a radial outer circumferential face 4 . The outer ring 3 also has first form-fitting elements 7 which protrude from the axial end face 6 . In the assembled state, the outer ring 3 is received with its radial outer peripheral surface 4 in an annular receptacle A (cf. FIG. 2 ) by means of a press fit. The receptacle A, not shown in FIG. 1, is firmly connected to the connecting structure.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Außenring 3, der in der ringförmigen Aufnahme A über einen Presssitz drehfest aufgenommen ist. Die AufnahmeFig. 2 shows an embodiment of the invention with an outer ring 3, which is held in the annular receptacle A via a press fit in a rotationally fixed manner. The recording

A ist drehfest mit einer nicht dargestellten Anschlusskonstruktion verbunden. DieA is non-rotatably connected to a connecting structure, not shown. The

Aufnahme A weist ein Gegenelement 8 auf, das im dargestellten Ausführungsbespiel alsRecording A has a counter-element 8, which in the illustrated embodiment as a

Flansch 12 ausgebildet ist. Der Flansch 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein integraler, einstückiger Bestandteil der Aufnahme A.Flange 12 is formed. In the exemplary embodiment shown, the flange 12 is an integral, one-piece component of the receptacle A.

Der Außenring 3 weist eine axiale Stirnfläche 6 auf, welche dem Gegenelement 8 zugewandt ist. Das Gegenelement 8 bzw. der Flansch 12 weist eine der Stirnfläche 6 zugewandte axiale Stirnfläche 14 auf. An der axialen Stirnfläche 6 des Außenrings 3 sind erste Formschlusselemente 7 ausgebildet, die mit an der Stirnfläche 14 desThe outer ring 3 has an axial end face 6 which faces the counter-element 8 . The counter-element 8 or the flange 12 has an axial end face 14 facing the end face 6 . First positive-locking elements 7 are formed on the axial end face 6 of the outer ring 3, which are connected to the end face 14 of the

Gegenelements 8 ausgebildeten zweiten Formschlusselementen 9 eine formschlüssigeCounter element 8 trained second form-fitting elements 9 a form-fitting

Verbindung 10 bilden, welche in Umfangsrichtung wirksam ist.Form compound 10, which is effective in the circumferential direction.

Die im Betrieb des Lagers auftretenden Axialkräfte unterstützen den Formschluss derThe axial forces occurring during operation of the bearing support the positive locking of the

Formschlussverbindungen 10. Das Wälzlager 2 ist dazu eingerichtet, im Betrieb desForm-fit connections 10. The roller bearing 2 is set up to operate the

Lagers in Axialrichtung wirkende Kräfte aufzunehmen. Die von den Wälzkörpern 23 auf den AuBenring 3 einwirkende Kraft 25 hat eine in Axialrichtung wirkende zo Kraftkomponente 26, durch welche der AuBenring 3 in Richtung auf das GegenelementBearing absorb forces acting in the axial direction. The force 25 acting on the outer ring 3 from the rolling bodies 23 has a force component 26 acting in the axial direction, through which the outer ring 3 moves in the direction of the counter-element

8 gedrückt wird. Dadurch wird die Stirnfläche 6 des Außenrings 3 im Betrieb der8 is pressed. As a result, the end face 6 of the outer ring 3 is in operation

Hauptlageranordnung durch die auf den Außenring 3 einwirkenden Kräfte gegen dieMain bearing assembly by the forces acting on the outer ring 3 against the

Stirnfläche 14 des Flansches 12 gedrückt. Dies ist in Fig. 2 durch den die Reaktionskraft andeutenden Pfeil 27 angedeutet. Die Formschlusselemente 7, 9 können auf dieseFace 14 of the flange 12 pressed. This is indicated in FIG. 2 by the arrow 27 indicating the reaction force. The form-fitting elements 7, 9 can on this

Weise ihren formschlüssigen Eingriff nicht verlieren. Die im Betrieb auftretenden, auf denway not to lose their form-fitting engagement. The occurring in the company on the

Außenring 3 einwirkenden Kräfte verhindern auf diese Weise, dass sich dieOuter ring 3 acting forces prevent in this way that the

Verbindungspartner der formschlüssigen Verbindungen 10 in Axialrichtung voneinander entfernen und der Formschluss verloren geht, ohne dass dazu eine separateRemove connection partners of the form-fitting connections 10 in the axial direction from each other and the form-fitting is lost without a separate

Vorspannkraft aufgebracht werden muss. Insbesondere sind keine separatenPreload force must be applied. In particular, no separate

Vorspannelemente erforderlich, durch welche der Außenring 3 gegen den Flansch 12 vorgespannt wird.Prestressing elements required, through which the outer ring 3 is prestressed against the flange 12.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl der Außenring 3 als auch der Innenring 22 des Wälzlagers 2 gegen Ringwandern in Umfangsrichtung gesichert sind. Der Innenring 22 weist an mindestens seiner axialen Stirnfläche 28 mehrere über den Umfang verteilt angeordnete dritte Formschlusselemente 29 auf. Das mit dem Rotor 1 drehfest verbundene zweite Gegenelement 30 weist eine Mehrzahl von über den3 shows an embodiment of the invention in which both the outer ring 3 and the inner ring 22 of the roller bearing 2 are secured against ring migration in the circumferential direction. The inner ring 22 has, on at least its axial end face 28 , a plurality of third positive-locking elements 29 arranged distributed over the circumference. The rotatably connected to the rotor 1 second counter-element 30 has a plurality of over the

Umfang verteilt angeordneten vierten Formschlusselementen 31 auf. Zwischen den dritten 29 und den vierten Formschlusselementen 31 sind in Umfangsrichtung desScope distributed arranged fourth positive-locking elements 31 on. Between the third 29 and the fourth form-fitting elements 31 are in the circumferential direction of the

Außenrings 22 wirksame Formschlussverbindung 32 ausgebildet.Outer ring 22 effective positive connection 32 formed.

Die im Betrieb auftretenden, auf den Innenring 22 einwirkenden Kräfte unterstützen denThe forces occurring during operation, acting on the inner ring 22 support the

Formschluss der Formschlussverbindungen 32. Das Wälzlager 2 ist dazu eingerichtet, im Betrieb des Lagers in Axialrichtung wirkende Kräfte aufzunehmen. Die von denPositive locking of the positive locking connections 32. The roller bearing 2 is set up to absorb forces acting in the axial direction during operation of the bearing. The ones from the

Wälzkörpern 23 auf den Innenring 22 einwirkende Kraft 33 hat eine in Axialrichtung wirkende Kraftkomponente 34, durch welche der Außenring 22 in Richtung auf das zweiteRolling elements 23 acting on the inner ring 22 force 33 has a force component 34 acting in the axial direction, through which the outer ring 22 in the direction of the second

Gegenelement 30 gedrückt wird. Dadurch wird die Stirnfläche 28 des Innenrings 22 imCounter element 30 is pressed. As a result, the end face 28 of the inner ring 22 in

Betrieb der Hauptlageranordnung durch die auf den Innenring 22 einwirkenden Kräfte gegen die der Stirnfläche 28 zugewandte Stirnfläche 35 des zweiten Gegenelements 30 gedrückt. Dies ist in Fig. 3 durch den Pfeil 36 angedeutet. Die Formschlusselemente 29, 31 können auf diese Weise ihren formschlüssigen Eingriff nicht verlieren. Die im Betrieb zo auftretenden, auf den Innenring 22 einwirkenden Kräfte verhindern auf diese Weise, dass sich die Verbindungspartner der formschlüssigen Verbindungen 32 in Axialrichtung voneinander entfernen und der Formschluss verloren geht, ohne dass dazu eine separateOperation of the main bearing arrangement is pressed by the forces acting on the inner ring 22 against the end face 35 of the second counter-element 30 facing the end face 28 . This is indicated by the arrow 36 in FIG. In this way, the positive-locking elements 29, 31 cannot lose their form-locking engagement. In this way, the forces occurring during operation zo and acting on the inner ring 22 prevent the connection partners of the form-fitting connections 32 from moving away from one another in the axial direction and the form-fitting being lost, without a separate connection being required for this purpose

Vorspannkraft aufgebracht werden muss. Insbesondere sind keine separatenPreload force must be applied. In particular, no separate

Vorspannelemente erforderlich, durch welche der Innenring 22 gegen das zweiteBiasing elements required, through which the inner ring 22 against the second

Gegenelement 30 vorgespannt wird.Counter element 30 is biased.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Gegenelement 30 als mit dem Rotor 1 integral ausgebildeter Flansch 38 ausgebildet.In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3 , the second counter-element 30 is designed as a flange 38 which is integral with the rotor 1 .

Der Außenring 3 und die den Außenring 3 aufnehmende Aufnahme A sind in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel analog zu dem in Fig. 2 dargestelltenThe outer ring 3 and the receptacle A accommodating the outer ring 3 in the exemplary embodiment shown in FIG. 3 are analogous to that shown in FIG

Ausführungsbeispiel ausgeführt. Die Aufnahme A ist analog zu der in Fig. 2 dargestelltenExecuted embodiment. Recording A is analogous to that shown in FIG

Ausführungsform als ringförmiges Bauteil ausgebildet, welches drehfest mit in Fig. 3 nicht dargestellten Elementen der Anschlusskonstruktion verbunden ist. DieEmbodiment designed as a ring-shaped component, which is non-rotatably connected to elements of the connecting structure, not shown in FIG. The

Anschlusskonstruktion kann z.B. Bestandteil eines Gehäuses der Gondel einerConnection construction can e.g. be part of a housing of the nacelle

Windenergieanlage sein.be a wind turbine.

Es versteht sich, dass im Rahmen der denkbaren Ausführungsformen der Erfindung alleIt is understood that within the scope of the conceivable embodiments of the invention all

Formschlusselemente 7, 9, 29, 31 als Vorsprünge und/oder Ausnehmungen ausgebildet sein können. Alternativ können auch alle Formschlusselemente 7, 9, 29, 31 alsForm-fitting elements 7, 9, 29, 31 can be designed as projections and/or recesses. Alternatively, all form-fitting elements 7, 9, 29, 31 as

Ausnehmungen ausgebildet sein können, in die dann separate Verbindungselemente wie z.B. Passfedern eingesetzt werden, um die im Umfangsrichtung wirksamenRecesses can be formed, in which then separate connecting elements such as feather keys are used to the effective in the circumferential direction

Formschlussverbindungen zu bilden.to form positive connections.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl die erstenFig. 4 shows an embodiment of the invention in which both the first

Formschlusselemente 7 am AuBenring 3 als auch die zweiten Formschlusselemente 9 an dem Gegenelement 8/dem Flansch 12 als Ausnehmungen ausgebildet sind. DieInterlocking elements 7 on the outer ring 3 and the second interlocking elements 9 on the counter-element 8/the flange 12 are designed as recesses. The

Formschlussverbindung wird über das Verbindungselement 21 hergestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 21 als Passfeder ausgebildet.Positive connection is established via the connecting element 21 . In the illustrated embodiment, the connecting element 21 is designed as a feather key.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die ersten Formschlusselemente 7 am AuBenring 3 als Ausnehmungen und die zweiten Formschlusselemente 9 an demFig. 5 shows an embodiment of the invention, in which the first form-fitting elements 7 on the outer ring 3 as recesses and the second form-fitting elements 9 on the

Gegenelement 8/dem Flansch 12 als Vorsprünge ausgebildet sind. DieCounter element 8 / the flange 12 are formed as projections. The

Formschlussverbindung wird durch das Eingreifen der Vorsprünge in die Ausnehmungen hergestellt.Form-fitting connection is produced by the engagement of the projections in the recesses.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die ersten Formschlusselemente zo 7 am AuBenring 3 als Vorsprünge und die zweiten Formschlusselemente 9 an demFig. 6 shows an embodiment of the invention, in which the first form-fitting elements zo 7 on the outer ring 3 as projections and the second form-fitting elements 9 on the

Gegenelement 8/dem Flansch 12 als Ausnehmungen ausgebildet sind. DieCounter element 8 / the flange 12 are formed as recesses. The

Formschlussverbindung wird durch das Eingreifen der Vorsprünge in die Ausnehmungen hergestellt.Form-fitting connection is produced by the engagement of the projections in the recesses.

Bezugszeichenliste 1 Rotor 2 Wälzlager 3 AuBenring 4 AuBenumfangsfläche 5 Mantelfläche 6 Stirnfläche 7 Formschlusselement 8 Gegenelement 0 9 FormschlusselementLIST OF REFERENCE NUMERALS 1 Rotor 2 Rolling bearing 3 Outer ring 4 Outer peripheral surface 5 Lateral surface 6 End face 7 Form-fitting element 8 Counter-element 0 9 Form-fitting element

Formschlussverbindung 11 Bauteil 12 Flansch 14 Stirnflâche 15 Vorsprung 16 Ausnehmung 17 Ausnehmung 18 Vorsprung 19 Ausnehmung 20 Ausnehmung 21 Verbindungselement 22 AuBenring 23 Wälzkörper 24 Käfig 25 Kraft 26 Kraftkomponente 27 Pfeil 28 Stirnfläche 29 Formschlusselelement zo 30 — Gegenelement 31 Formschlusselement 32 Formschlussverbindung 33 Kraft 34 KraftkomponentePositive connection 11 Component 12 Flange 14 Front surface 15 Projection 16 Recess 17 Recess 18 Projection 19 Recess 20 Recess 21 Connecting element 22 Outer ring 23 Rolling element 24 Cage 25 Force 26 Force component 27 Arrow 28 Front surface 29 Form key element zo 30 — Counter element 31 Form closure element 32 Form closure connection 33 Force 34 Force component

35 Stirnfläche 36 Pfeil 37 Bauteil 38 Flansch35 face 36 arrow 37 component 38 flange

Claims (12)

AnsprücheExpectations 1. Hauptlageranordnung zur Lagerung eines drehbaren Rotors (1) einer Windenergieanlage, wobei der Rotor (1) über mindestens ein Wälzlager (2) drehbar gegenüber einer Anschlusskonstruktion gelagert ist, wobei das Wälzlager (2) einen AuBenring (3) aufweist, der über seine radiale Außenumfangsfläche (4) mit einer ringförmigen Aufnahme (A) der Anschlusskonstruktion über einen Presssitz verbundenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (3) an mindestens einer axialen Stirnfläche (6) mindestens ein erstes Formschlusselement (7) aufweist, wobei ein mit der Anschlusskonstruktion drehfest verbundenes Gegenelement (8) vorgesehen ist, welches mindestens ein zweites Formschlusselement (9) aufweist, und wobei zwischen dem ersten (7) und dem zweiten Formschlusselement (9) eine in Umfangsrichtung des Außenrings (3) wirksame Formschlussverbindung (10) ausgebildet ist.1. Main bearing arrangement for mounting a rotatable rotor (1) of a wind turbine, the rotor (1) being mounted rotatably relative to a connecting structure via at least one roller bearing (2), the roller bearing (2) having an outer ring (3) which, via its radial outer peripheral surface (4) is connected to an annular receptacle (A) of the connecting structure via a press fit, characterized in that the outer ring (3) has at least one first positive-locking element (7) on at least one axial end face (6), with a counter-element (8) connected non-rotatably to the adjacent construction, which has at least one second positive-locking element (9), and wherein a positive-locking connection (10) effective in the circumferential direction of the outer ring (3) is formed between the first (7) and the second positive-locking element (9). . 2. Hauptlageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von ersten und zweiten Formschlusselementen (7, 9) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Umfangsabschnitte zwischen benachbarten Formschlusselementen (7, 9) gleich lang sind.2. Main bearing arrangement according to claim 1, characterized in that a plurality of first and second form-fitting elements (7, 9) are distributed over the circumference, the circumferential sections between adjacent form-fitting elements (7, 9) preferably being of the same length. 3. Hauptlageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (8) ein mit der Anschlusskonstruktion drehfest verbundenes Bauteil (11) oder ein an der Anschlusskonstruktion integral ausgebildeter Flansch (12) ist, wobei das mindestens eine zweite Formschlusselement (9) an einer axialen Stirnfläche (14) des Bauteils (11) oder des Flansches (12) ausgebildet ist, welche der axialen Stirnfläche (6) des Außenrings (3) mit dem mindestens einen ersten Formschlusselement (7) zugewandt ist.3. Main bearing arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the counter-element (8) is a component (11) connected in a torque-proof manner to the connecting structure or a flange (12) integrally formed on the connecting structure, the at least one second positive-locking element (9) is formed on an axial end face (14) of the component (11) or the flange (12), which faces the axial end face (6) of the outer ring (3) with the at least one first positive-locking element (7). 4. Hauptlageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Formschlusselement (7) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (6) des Außenrings (3) vorspringender Vorsprung (15) und das mindestens eine zweite Formschlusselement (9) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (14) des Bauteils (11) oder des Flansches (12) zurückspringende Ausnehmung (16) ausgebildet ist, oder dass das mindestens eine erste Formschlusselement (7) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (6) des AuBenrings (3) zurückspringende Ausnehmung (17) und das mindestens eine zweite Formschlusselement (9) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (14) des Bauteils (11) oder des Flansches (12) vorspringender Vorsprung (18) ausgebildet ist, wobei der Vorsprung (15; 18) in die Ausnehmung (16; 17) unter Ausbildung der in Umfangsrichtung wirksamen Formschlussverbindung (10) eingreift.4. Main bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first form-fitting element (7) is a projection (15) protruding in the axial direction relative to the end face (6) of the outer ring (3) and the at least one second form-fitting element (9) is a recess (16) set back in the axial direction relative to the end face (14) of the component (11) or the flange (12), or that the at least one first positive-locking element (7) is designed as a recess (16) in the axial direction relative to the front face (6) of the outer ring (3 ) set-back recess (17) and the at least one second positive-locking element (9) is designed as a projection (18) projecting in the axial direction relative to the end face (14) of the component (11) or the flange (12), the projection (15; 18 ) engages in the recess (16; 17) to form the positive connection (10) effective in the circumferential direction. 5. Hauptlageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Formschlusselement (7) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (6) des Außenrings (3) zurückspringende Ausnehmung (19) und das mindestens eine zweite Formschlusselement (9) als in Axialrichtung gegenüber der Stirnfläche (14) des Bauteils (11) oder des Flansches (12) zurückspringende Ausnehmung (20) ausgebildet ist, wobei die in Umfangsrichtung des Außenrings (3) wirksame Formschlussverbindung (10) über mindestens ein Verbindungselement (21) bewirkt wird, welches sowohl in die Ausnehmung (19) im Außenring (3) als auch in die Ausnehmung (20) in dem Bauteil (11) oder Flansch (12) formschlüssig eingreift.5. Main bearing arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the at least one first form-fitting element (7) is designed as a recess (19) set back in the axial direction in relation to the end face (6) of the outer ring (3) and the at least one second form-fitting element (9 ) is designed as a recess (20) set back in the axial direction relative to the end face (14) of the component (11) or the flange (12), the form-fitting connection (10) effective in the circumferential direction of the outer ring (3) being connected via at least one connecting element (21) is effected, which positively engages both in the recess (19) in the outer ring (3) and in the recess (20) in the component (11) or flange (12). 6. Hauptlageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (21) als Passfeder ausgebildet ist.6. Main bearing arrangement according to claim 5, characterized in that the at least one connecting element (21) is designed as a feather key. 7. Hauptlageranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) gegen Herausfallen in radialer Richtung gesichert ist. zo 8. Hauptlageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,7. Main bearing arrangement according to one of claims 5 to 6, characterized in that the connecting element (21) is secured against falling out in the radial direction. zo 8. Main bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that dass der Außenring (3) durch mindestens eine lösbare Verbindung wie z.B. eine Schraubverbindung gegen eine Relativbewegung zur Anschlusskonstruktion in Axialrichtung gesichert ist.that the outer ring (3) is secured against movement relative to the adjacent structure in the axial direction by at least one detachable connection, e.g. a screw connection. 9. Hauptlageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (3) ein Lagerring aus einem Vergütungsstahl mit einer oder mehreren induktiv randschichtgehärteten Wälzkörperlaufbahnen ist.9. Main bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ring (3) is a bearing ring made of heat-treated steel with one or more inductively surface-hardened rolling element raceways. 10. Hauptlageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (2) dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Lagers in Axialrichtung wirkende Kräfte aufzunehmen, wobei der Außenring (3) durch die auf ihn in Axialrichtung wirkenden Kräfte derart in Richtung des Gegenelements (8) gedrückt wird, dass das mindestens eine erste Formschlusselement (7) in Richtung des mindestens einen zweiten Formschlusselements (9) gedrückt wird.10. Main bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the roller bearing (2) is set up to absorb forces acting in the axial direction during operation of the bearing, the outer ring (3) being displaced in the direction of the Counter element (8) is pressed in that the at least one first form-fitting element (7) is pressed in the direction of the at least one second form-fitting element (9). 11. Hauptlageranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (2) als angestelltes Kegelrollenlager ausgebildet ist.11. Main bearing arrangement according to claim 10, characterized in that the roller bearing (2) is designed as an employed tapered roller bearing. 12. Hauptlageranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring (22) des Wälzlagers (2) an mindestens einer axialen Stirnfläche (28) mindestens ein drittes Formschlusselement (29) aufweist, wobei ein mit dem Rotor (1) drehfest verbundenes zweites Gegenelement (30) vorgesehen ist, welches mindestens ein viertes Formschlusselement (31) aufweist, und wobei zwischen dem dritten (29) und dem vierten Formschlusselement (31) eine in Umfangsrichtung des Innenrings (22) wirksame Formschlussverbindung (32) ausgebildet ist.12. Main bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that an inner ring (22) of the roller bearing (2) has at least one third positive-locking element (29) on at least one axial end face (28), with a non-rotatably connected to the rotor (1). second counter-element (30) is provided, which has at least a fourth positive-locking element (31), and wherein between the third (29) and the fourth positive-locking element (31) there is a positive-locking connection (32) effective in the circumferential direction of the inner ring (22).
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