DE102013010599A1 - Wälzlager, insbesondere für Tunnelbohrmaschine - Google Patents

Wälzlager, insbesondere für Tunnelbohrmaschine Download PDF

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Cyril Bouron
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Abstract

Wälzlager, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine, welches einen Innenring (3), einen Außenring (2) und zwei Gruppen von Wälzelementen (4, 5), die zwischen an diesen Ringen (2, 3) ausgebildeten Laufbahnen (9, 13, 10, 14) angeordnet sind, umfasst, wobei die erste Gruppe von Wälzelementen (4) mindestens eine Rolle (6) umfasst, die in der Lage ist, axiale Kräfte aufzunehmen, und die zweite Gruppe von Wälzelementen (5) eine Rolle (8) mit Schrägkontakt umfasst, die in der Lage ist, zugleich radiale und axiale Kräfte aufzunehmen, wobei der Innenring (3) und der Außenring (2) konzentrisch um eine Drehachse (X-X) des Wälzlagers (1) angeordnet sind. Jede Rolle (6) der ersten Gruppe (4) weist eine erste Umlaufachse (Y1-Y1) auf, die bezüglich der Drehachse (X-X) um einen ersten Winkel (α1) geneigt ist, der zwischen 45° und 95° beträgt, und jede Rolle (8) der zweiten Gruppe (5) weist eine zweite Umlaufachse (Y2-Y2) auf, die bezüglich der Drehachse (X-X) um einen zweiten Winkel (α2) geneigt ist, der zwischen 0° und 45° beträgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wälzlager, insbesondere die Wälzlager, die einen Außenring, einen Innenring und zwei Reihen von Wälzelementen wie etwa Rollen, die zwischen diesen Ringen angeordnet sind, umfassen.
  • Spezieller betrifft die Erfindung das Gebiet der Wälzlager mit großem Durchmesser, insbesondere diejenigen, die in den Tunnelbaumaschinen wie etwa Tunnelbohrmaschinen verwendet werden.
  • Ein Wälzlager mit großem Durchmesser umfasst im Allgemeinen einen Innen- und einen Außenring, die konzentrisch sind, und mindestens eine Reihe von Rollen, die zwischen Laufbahnen angeordnet sind, welche an diesen Ringen ausgebildet sind. Derartige Wälzlager werden im Allgemeinen zugleich radial und axial mit relativ großen Lasten beansprucht.
  • Es sind Wälzlager bekannt, welche drei Reihen von Rollen umfassen, von denen zwei Rollen ermöglichen, die axialen Kräfte aufzunehmen, und eine Rolle ermöglicht, die radialen Kräfte aufzunehmen. Es ist jedoch schwierig, solche Wälzlager völlig spielfrei zu konstruieren. Außerdem wird die zweite Reihe von Axialrollen sehr wenig beansprucht und verursacht eine Erhöhung der Herstellungskosten.
  • In diesem Zusammenhang ist die Druckschrift FR 2 947 598 zu nennen, welche ein Großwälzlager beschreibt, das ein Wälzlager definiert, das einen Innenring, einen Außenring und zwei Reihen von Rollen mit Schrägkontakt, die zwischen diesen Ringen angeordnet sind, umfasst. Die Umlaufachsen der einzelnen Rollen sind bezüglich der Drehachse des Wälzlagers um einen Winkel geneigt, der zwischen 34° und 40° liegt.
  • Ein solches Wälzlager gestattet es jedoch nicht, ausreichend große Kräfte aufzunehmen, und ermöglicht nicht, seine axialen Abmessungen zu minimieren.
  • Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, diese Nachteile zu überwinden.
  • Genauer, die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Wälzlagervorrichtung vorzusehen, die leicht hergestellt und zusammengebaut werden kann, begrenzte Abmessungen aufweist, wirtschaftlich ist und eine gute Verteilung der axialen Vorspannung auf den Innenring gewährleistet.
  • Die Erfindung hat ein Wälzlager, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine, zum Gegenstand, welches einen Innenring, einen Außenring und zwei Gruppen von Wälzelementen, die zwischen an diesen Ringen ausgebildeten Laufbahnen angeordnet sind, umfasst. Die erste Gruppe von Wälzelementen umfasst mindestens eine Rolle, die in der Lage ist, axiale Kräfte aufzunehmen, und die zweite Gruppe von Wälzelementen umfasst eine Rolle mit Schrägkontakt, die in der Lage ist, zugleich radiale und axiale Kräfte aufzunehmen. Der Innen- und der Außenring sind hierbei konzentrisch um eine Drehachse des Wälzlagers angeordnet.
  • Jede Rolle der ersten Gruppe weist eine erste Umlaufachse auf, die bezüglich der Drehachse um einen ersten Winkel geneigt ist, der zwischen 45° und 95° beträgt, und jede Rolle der zweiten Gruppe weist eine zweite Umlaufachse auf, die bezüglich der Drehachse um einen zweiten Winkel geneigt ist, der zwischen 0° und 45° beträgt.
  • Somit können die Rollen der ersten Gruppe von Wälzelementen die axialen Kräfte aufnehmen, und die Rollen der zweiten Gruppe von Wälzelementen können zugleich die radialen und axialen Kräfte aufnehmen, die auf das Wälzlager ausgeübt werden.
  • Vorteilhafterweise beträgt der erste Winkel zwischen 95° und 95°, zum Beispiel 90°.
  • Vorteilhafterweise beträgt der zweite Winkel 25°.
  • Bei einer Ausführungsform weisen die Rollen der ersten Gruppe eine Größe auf, die von der Größe der Rollen der zweiten Gruppe verschieden ist, um in einer Richtung mehr Kräfte aufzunehmen als in einer anderen.
  • Jede Rolle kann eine Wälzfläche, die sich mit den Laufbahnen in Kontakt befindet, und zwei einander gegenüberliegende Endflächen, die sich mit an jedem der Ringe ausgebildeten Führungsflächen in Kontakt befinden, umfassen, wobei die Laufbahnen mit den Führungsflächen einen Winkel von 90° bilden.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die erste Gruppe von Rollen zwei Reihen von Rollen, wobei die Rollen der ersten Reihe von Rollen jeweils eine Endfläche umfassen, die sich mit der Endfläche einer Rolle der zweiten Reihe von Rollen in radialem Kontakt befindet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Wälzlager mehrere Zwischenstücke, die in Umfangsrichtung zwischen den Rollen angeordnet sind und jeweils einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, die sich jeweils in Kontakt mit einer der Führungsflächen eines der Ringe befinden, und einen ersten seitlichen Abschnitt, der den oberen und den unteren Abschnitt verbindet und mit dem unteren und dem oberen Abschnitt eine Aufnahme begrenzt, die in der Lage ist, mindestens eine Rolle aufzunehmen, umfassen, wobei sich der obere und der untere Abschnitt jeweils in Kontakt mit den Endflächen der Rolle befinden.
  • Vorteilhafterweise umfasst der erste seitliche Abschnitt eine Innenfläche, die eine Stützfläche für die zylindrische Außenfläche der Rolle bildet.
  • Jedes Zwischenstück kann einen zweiten seitlichen Abschnitt umfassen, der dem ersten seitlichen Abschnitt gegenüberliegt und sich von dem oberen Abschnitt aus in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt, wobei der obere und der untere Abschnitt zusammen mit dem zweiten seitlichen Abschnitt eine Aufnahme begrenzen, die in der Lage ist, mindestens zwei Rollen aufzunehmen.
  • Der zweite seitliche Abschnitt umfasst außerdem eine Innenfläche, die eine Stützfläche für die zylindrischen Außenflächen der Rollen bildet.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst der Außenring zwei Ringabschnitte, wobei der erste Ringabschnitt eine Laufbahn für die Rollen der ersten Gruppe von Rollen umfasst und der zweite Ringabschnitt eine Laufbahn für die Rollen der zweiten Gruppe von Rollen umfasst.
  • Die Rollen können Zylinderrollen oder Kegelrollen sein.
  • Die vorliegende Erfindung wird beim Studium der Beschreibung einiger Ausführungsformen besser verständlich, die als in keiner Weise einschränkende Beispiele angegeben werden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind:
  • 1 ist eine axiale Schnittansicht eines Wälzlagers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ist eine axiale Schnittansicht des Wälzlagers von 1 entlang einer anderen Schnittebene;
  • 3 ist eine perspektivische Schnittansicht des Wälzlagers von 1;
  • 4 ist eine axiale Schnittansicht einer Wälzlagervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Das Wälzlager mit der axialen Achse X-X, das in den 1 bis 4 in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, ist ein Wälzlager mit großem Durchmesser, das dazu bestimmt ist, in Tunnelbohrmaschinen verwendet zu werden, oder auch für Ankerbojen. Das Wälzlager 1 umfasst einen Außenring 2 und einen Innenring 3, zwischen denen zwei Gruppen von Wälzelementen 4, 5 wie etwa Rollen 6, 7, 8 angeordnet sind. Der Innenring 3 und der Außenring 2 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Drehachse X-X des Wälzlagers 1. Der Außenring 2 und der Innenring 3 sind vom einstückigen Typ und durch spanende Bearbeitung oder Abschleifung eines Metallrohres hergestellt.
  • Die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 sind identisch und umfassen jeweils eine zylindrische Wälzfläche 6a, 7a und zwei einander gegenüberliegende Endflächen 6b, 6c und 7b, 7c, welche die Wälzfläche 6a, 7a axial begrenzen. In dem dargestellten Beispiel weisen die Wälzflächen 6a, 7a ein zylindrisches Profil auf. Alternativ dazu könnten die Wälzflächen 6a, 7a ein Profil aufweisen, das im Wesentlichen kugelförmig oder kegelförmig ist.
  • Die erste Gruppe von Rollen 4 weist, wie in den Figuren dargestellt, zwei Reihen 4a, 4b von Rollen 6, 7 auf, die entlang der Drehachse Y1-Y1 dieser Rollen 6, 7 übereinander angeordnet sind, so dass sie koaxial sind. Jede Rolle 6 der ersten Reihe von Rollen 4a umfasst eine erste Endfläche 6b, die sich mit dem Innenring 3 in Kontakt befindet, und eine zweite Endfläche 6c, die sich mit einer ersten Endfläche 7b einer Rolle 7 der zweiten Reihe von Rollen 4b in Kontakt befindet. Die zweite Endfläche 7c der Rolle 7 der zweiten Reihe von Rollen 4b befindet sich mit dem Außenring 2 in Kontakt. Somit weist die erste Gruppe von Rollen 4 die Form von zwei radial übereinander angeordneten Ringen auf, wie in 3 ersichtlich ist. Alternativ dazu könnte vorgesehen werden, dass die erste Gruppe von Rollen 4 eine einzige Reihe von Rollen umfasst. Die erste Umlaufachse Y1-Y1 jeder Rolle 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 ist bezüglich der Drehachse X-X des Wälzlagers 1 um einen Winkel ∝1 geneigt, der zwischen 45° und 95°, zum Beispiel zwischen 85° und 95°, zum Beispiel 90° beträgt.
  • Die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 sind identisch und umfassen jeweils eine zylindrische Wälzfläche 8a und zwei einander gegenüberliegende Endflächen 8b, 8c, welche die Wälzfläche 8a axial begrenzen. In dem dargestellten Beispiel weisen die Wälzflächen 8a ein zylindrisches Profil auf. Alternativ dazu könnten die Wälzflächen 8a ein im Wesentlichen kugelförmiges Profil aufweisen.
  • Die zweite Umlaufachse Y2-Y2 jeder Rolle 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 ist, wie in den Figuren dargestellt, bezüglich der Drehachse des Wälzlagers um einen Winkel ∝2 geneigt, der zwischen 0° und 45°, zum Beispiel 25° beträgt.
  • Die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 sind in der Lage, axiale Kräfte aufzunehmen, während die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 in der Lage sind, zugleich die radialen und axialen Kräfte sowie die Drehimpulse aufzunehmen.
  • Die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 weisen eine Größe auf, die von der Größe der Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 verschieden ist, um stets mehr Last in einer Richtung als in einer anderen aufzunehmen. Bei der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform weisen die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe größere Abmessungen als die Rollen 8 der zweiten Gruppe auf, was es ermöglicht, mehr Last in der axialen Richtung aufzunehmen.
  • Der Innenring 3 weist eine zylindrische Bohrung 3a auf, die dazu bestimmt ist, auf einem Gestell oder einer Struktur einer Maschine (nicht dargestellt) befestigt zu werden, und von einander gegenüberliegenden radialen Seitenflächen 3b, 3c begrenzt ist. Der Innenring 3 weist eine abgestufte Außenfläche auf, auf welcher eine erste und eine zweite Laufbahn 9, 10 ausgebildet sind. Die erste Laufbahn 9 für die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 weist im Querschnitt eine radiale Fläche auf, die sich auf ihrer gesamten Fläche in geradlinigem Kontakt mit den zylindrischen Wälzflächen 6a, 7a der Rollen 6, 7 der ersten Gruppe 4 befindet. Die erste Laufbahn 9 wird radial von zwei axialen Flächen 9a, 9b begrenzt, wobei die erste axiale Fläche 9a einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der zweiten axialen Fläche 9b ist. Die erste axiale Fläche 9a bildet eine ringförmige Führungsfläche, die sich, entweder direkt oder über Zwischenstücke 11, in radialem Kontakt mit der ersten Endfläche 6b der Rollen 6 der ersten Reihe von Rollen 4a befindet. Die Führungsfläche 9a ist, wie dargestellt, senkrecht zu der ersten Laufbahn 9 angeordnet und ist axial zwischen der ersten Laufbahn 9 und einer radialen Seitenfläche 3b des Innenringes 3 begrenzt.
  • Die zweite Laufbahn 10 für die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 weist im Querschnitt eine schräge Fläche auf, die sich auf ihrer gesamten Fläche in geradlinigem Kontakt mit der zylindrischen Wälzfläche 8a der Rollen 8 der zweiten Gruppe 5 befindet. Die zweite Laufbahn 10 erstreckt sich, ausgehend von der zweiten axialen Außenfläche 9b über eine Fläche 9c, die leicht nach innen geneigt ist, schräg nach innen. Alternativ dazu könnte vorgesehen werden, dass sich die Laufbahn 10 direkt ausgehend von der zweiten axialen Fläche 9b erstreckt. Die zylindrische Außenfläche des Innenringes 3 umfasst ebenfalls eine zweite ringförmige Führungsfläche 10a, die senkrecht zu der zweiten Laufbahn 10 angeordnet ist und sich über eine dritte axiale Fläche 10b, die mit der zweiten radialen Seitenfläche 3c des Innenringes 3 verbunden ist, schräg nach außen erstreckt.
  • Die zweite Führungsfläche 10a befindet sich entweder direkt oder über Zwischenstücke 12 in schrägem Kontakt mit einer Endfläche 8b der zweiten Rollen 8. Die Führungsfläche 10a ist, wie dargestellt, axial zwischen der zweiten Laufbahn 10 und der radialen Seitenfläche 3c des Innenringes 3, die der ersten radialen Seitenfläche 3b gegenüberliegt, begrenzt. Die zweite Laufbahn 10, die der zweiten Führungsfläche 10a zugeordnet ist, bildet eine V-Nut, die in der Lage ist, die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 aufzunehmen.
  • Der Außenring 2 weist eine zylindrische Außenfläche 2a auf, die von einander gegenüberliegenden radialen Seitenflächen 2b, 2c begrenzt ist. Die erste radiale Seitenfläche 2b erstreckt sich axial über die erste radiale Seitenfläche 3b des Innenringes 3 hinaus, während die zweite radiale Seitenfläche 2c im Wesentlichen mit der zweiten radialen Seitenfläche 3c des Innenringes 3 koplanar ist.
  • Der Außenring 2 weist eine gestufte Bohrung auf, auf welcher eine erste und eine zweite Laufbahn 13, 14 ausgebildet sind. Die erste Laufbahn 13 für die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4 weist im Querschnitt eine radiale Fläche auf, die sich auf ihrer gesamten Fläche in geradlinigem Kontakt mit den zylindrischen Wälzflächen 6a, 7a der Rollen 6, 7 der ersten Gruppe 4 befindet. Die erste Laufbahn 13 ist radial von zwei axialen Flächen 13a, 13b begrenzt, wobei die erste axiale Fläche 13a einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der zweiten axialen Fläche 13b ist. Die zweite axiale Fläche 13b bildet eine ringförmige Führungsfläche, die sich entweder direkt oder über Zwischenstücke 11 in radialem Kontakt mit der zweiten Endfläche 7c der Rollen 7 der zweiten Reihe von Rollen 4b befindet. Die Führungsfläche 13b ist, wie dargestellt, senkrecht zu der ersten Laufbahn 13 angeordnet. Die erste axiale Fläche 13a ist axial zwischen der ersten Laufbahn 13 und einer radialen Seitenfläche 2b des Außenringes 2 begrenzt.
  • Die zweite Laufbahn 14 für die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 weist im Querschnitt eine schräge Fläche auf, die sich auf ihrer gesamten Fläche in geradlinigem Kontakt mit der zylindrischen Wälzfläche 8a der Rollen 8 der zweiten Gruppe 5 befindet. Die zweite Laufbahn 14 erstreckt sich, ausgehend von der zweiten axialen Fläche 13b über eine zweite ringförmige Führungsfläche 14a, die senkrecht zu der zweiten Laufbahn 14 angeordnet ist und sich schräg nach innen erstreckt, schräg nach innen. Die zweite Laufbahn 14 erstreckt sich über eine dritte axiale Fläche 14b, die mit der zweiten radialen Seitenfläche 2c des Außenringes 2 verbunden ist, schräg nach innen.
  • Die zweite Führungsfläche 14a befindet sich entweder direkt oder über Zwischenstücke 12 in schrägem Kontakt mit einer Endfläche 8c der Rollen 8 der zweiten Gruppe 5. Die Führungsfläche 14a ist, wie dargestellt, axial zwischen der zweiten Laufbahn 14 und der ersten Führungsfläche 13b begrenzt. Die zweite Laufbahn 14, die der zweiten Führungsfläche 14a zugeordnet ist, bildet eine V-Nut, die in der Lage ist, die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 aufzunehmen, und die der V-Nut des Innenringes 3 gegenüberliegt.
  • Die Führungsflächen 9a, 10a des Innenringes 3 sind den Führungsflächen 13b bzw. 14a des Außenringes 2 zugewandt und sind zueinander parallel.
  • Die erste Laufbahn 9 und die erste Führungsfläche 9a des Innenringes 3 definieren mit der ersten Laufbahn 13 und der ersten Führungsfläche 13b des Außenringes 2 eine erste ringförmige Aufnahme für die erste Gruppe von Rollen 4.
  • Die zweite Laufbahn 10 und die erste Führungsfläche 10a des Innenringes 3 definieren mit der zweiten Laufbahn 14 und der zweiten Führungsfläche 14a des Außenringes 2 eine zweite ringförmige Aufnahme für die zweite Gruppe von Rollen 5.
  • Das Wälzlager 1 umfasst, wie in 3 detailliert dargestellt, mehrere Zwischenstücke 11, 12, die in Umfangsrichtung zwischen den Gruppen von Rollen 4, 5 angeordnet sind, um einen Umfangsabstand zwischen den Gruppen von Rollen 4, 5 ein und derselben Reihe von Rollen aufrechtzuerhalten. Die Zwischenstücke 11, 12 sind untereinander identisch, und jedes ist zwischen zwei aufeinander folgenden Rollen angeordnet. Die Zwischenstücke 11, 12 Die Zwischenstücke 11, 12 können aus Metall oder Bronze oder einem Polymermaterial wie zum Beispiel aus Polyamid hergestellt sein, zum Beispiel durch Gießen.
  • Die Zwischenstücke 11 für die erste Gruppe von Rollen 4 umfassen jeweils einen oberen Abschnitt 11a und einen unteren Abschnitt 11b, die sich in Kontakt mit jeweils einer der Führungsflächen 9a, 13b des Innen- bzw. des Außenringes 2, 3 befinden, und einen ersten seitlichen Abschnitt 11c, der den oberen und den unteren Abschnitt 11a, 11b radial verbindet. Der erste seitliche Abschnitt 11c begrenzt mit dem unteren und dem oberen Abschnitt 11a, 11b eine Aufnahme, die in der Lage ist, zwei koaxiale Rollen 6, 7 aufzunehmen, die entlang der ersten Umlaufachse Y1-Y1 übereinander angeordnet sind. Alternativ dazu kann in der Aufnahme jedes der ersten Zwischenstücke 11 eine einzige Rolle vorgesehen werden. Der obere und der untere Abschnitt 11a, 11b befinden sich in Kontakt mit den Endflächen 6b bzw. 7c der beiden Rollen 6, 7, die in der ersten Aufnahme angebracht sind. Der erste seitliche Abschnitt 11c umfasst eine Innenfläche (ohne Bezugszeichen), die eine Stützfläche für die zylindrischen Wälzflächen 6a, 7c der Rollen 6 bzw. 7 bildet. Die Zwischenstücke 11 der ersten Gruppe von Rollen 4 umfassen, wie dargestellt, jeweils einen zweiten seitlichen Abschnitt 11d, welcher dem ersten seitlichen Abschnitt 11c gegenüberliegt und sich von dem oberen Abschnitt 11a aus in Richtung des unteren Abschnitts 11b erstreckt. Der zweite seitliche Abschnitt 11d umfasst eine Innenfläche (ohne Bezugszeichen), die eine Stützfläche für die zylindrischen Wälzflächen 6a, 7c der Rollen 6 bzw. 7 bildet.
  • Die Zwischenstücke 12 für die zweite Gruppe von Rollen 5 umfassen jeweils einen oberen Abschnitt 12a und einen unteren Abschnitt 12b, die sich in Kontakt mit jeweils einer der Führungsflächen 14a, 10a des Außenringes 2 bzw. des Innenringes 3 befinden, und einen ersten seitlichen Abschnitt 12c, der den oberen und den unteren Abschnitt 12a, 12b verbindet. Der erste seitliche Abschnitt 12c begrenzt mit dem oberen und dem unteren Abschnitt 12a, 12b eine zweite Aufnahme, die in der Lage ist, eine der Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 aufzunehmen. Der obere und der untere Abschnitt 12a, 12b befinden sich in Kontakt mit den Endflächen 8c bzw. 8b der Rolle 8, die in der zweiten Aufnahme angebracht ist. Der erste seitliche Abschnitt 12c umfasst eine Innenfläche (ohne Bezugszeichen), die eine Stützfläche für die zylindrische Wälzfläche 8a der Rolle 8 bildet. Die Zwischenstücke 12 der zweiten Gruppe von Rollen 5 umfassen, wie dargestellt, einen seitlichen Haken 12d, der dem ersten seitlichen Abschnitt 12c gegenüberliegt und sich von dem oberen Abschnitt 12a aus in Richtung des unteren Abschnitts 12b erstreckt. Die Innenfläche (ohne Bezugszeichen) des seitlichen Hakens 12d befindet sich teilweise in Kontakt mit der zylindrischen Wälzfläche 8a der Rolle 8, die in der zweiten Aufnahme angebracht ist.
  • Der Innenring 3 und der Außenring 2 umfassen, wie in 1 dargestellt, jeweils eine axiale Bohrung 15 bzw. 16 für die Anbringung der Ringe 2, 3 an zwei Elementen einer Maschine (nicht dargestellt), die relativ zueinander rotieren.
  • Der Außenring 2 ist mit einer radialen Öffnung 17 versehen, die in den 2 und 3 erkennbar ist und die radiale Dicke des Außenringes 2 durchquert. Die radiale Öffnung 17 erstreckt sich von der zylindrischen Außenfläche 2a des Außenringes 2 aus in Richtung der Bohrung des Außenringes und ermöglicht es, die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5 sowie die Zwischenstücke 12 der zweiten Gruppe von Rollen 5 anzubringen.
  • Die Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, in der gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind, stellt ein Wälzlager 1 dar, das einen Innenring 3, einen Außenring 2 und zwei Gruppen von Rollen 4, 5 umfasst.
  • Das Wälzlager 1 mit der Achse X-X unterscheidet sich von dem in den 1 bis 3 dargestellten Wälzlager lediglich dadurch, dass der Außenring 2 zwei Ringabschnitte 18a, 18b umfasst.
  • Der erste Ringabschnitt 18a umfasst eine erste Laufbahn 13 und die Führungsfläche 13b für die Rollen 6, 7 der ersten Gruppe von Rollen 4, die mit der ersten Laufbahn 13 und mit der Führungsfläche 13b, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, identisch sind, und der zweite Ringabschnitt 18b umfasst eine Laufbahn 14 und eine Führungsfläche 14a für die Rollen 8 der zweiten Gruppe von Rollen 5, die mit der zweiten Laufbahn 14 und mit der Führungsfläche 14a, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, identisch sind.
  • Dank der Erfindung kann das Wälzlager beträchtliche axiale und radiale Kräfte aufnehmen. Dank der beiden Gruppen von Rollen kann das Wälzlager in einer Richtung mehr Kräfte aufnehmen als in einer anderen.
  • Schließlich bewirkt die Verringerung der Gesamtzahl der Rollen eine Verringerung der Schwingungen während des Betriebs des Wälzlagers sowie der Gefahr des Gleitens der Rollen in den Laufbahnen, auf die keine Kräfte einwirken.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2947598 [0005]

Claims (13)

  1. Wälzlager, insbesondere für eine Tunnelbohrmaschine, welches einen Innenring (3), einen Außenring (2) und zwei Gruppen von Wälzelementen (4, 5), die zwischen an diesen Ringen (2, 3) ausgebildeten Laufbahnen (9, 13, 10, 14) angeordnet sind, umfasst, wobei die erste Gruppe von Wälzelementen (4) mindestens eine Rolle (6) umfasst, die in der Lage ist, axiale Kräfte aufzunehmen, und die zweite Gruppe von Wälzelementen (5) eine Rolle (8) mit Schrägkontakt umfasst, die in der Lage ist, zugleich radiale und axiale Kräfte aufzunehmen, wobei der Innenring (3) und der Außenring (2) konzentrisch um eine Drehachse (X-X) des Wälzlagers (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rolle (6) der ersten Gruppe (4) eine erste Umlaufachse (Y1-Y1) aufweist, die bezüglich der Drehachse (X-X) um einen ersten Winkel (α1) geneigt ist, der zwischen 45° und 95° beträgt, und jede Rolle (8) der zweiten Gruppe (5) eine zweite Umlaufachse (Y2-Y2) aufweist, die bezüglich der Drehachse (X-X) um einen zweiten Winkel (α2) geneigt ist, der zwischen 0° und 45° beträgt.
  2. Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der erste Winkel (α1) zwischen 85° und 95° beträgt.
  3. Wälzlager nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Winkel (α1) 90° beträgt.
  4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Winkel (α2) 25° beträgt.
  5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rollen (6) der ersten Gruppe (4) eine Größe aufweisen, die von der Größe der Rollen (8) der zweiten Gruppe (5) verschieden ist.
  6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Rolle (6, 8) eine Wälzfläche (6a, 8a), die sich mit den Laufbahnen (9, 13, 10, 14) in Kontakt befindet, und zwei einander gegenüberliegende Endflächen (6b, 6c, 8b, 8c), die sich mit an jedem der Ringe (2, 3) ausgebildeten Führungsflächen (9a, 13b, 10a, 14a) in Kontakt befinden, umfasst, wobei die Laufbahnen (9, 13, 10, 14) mit den Führungsflächen (9a, 13b, 10a, 14a) einen Winkel von 90° bilden.
  7. Wälzlager nach Anspruch 6, wobei die erste Gruppe von Rollen (4) zwei Reihen von Rollen (4a, 4b) umfasst, wobei die Rollen (6) der ersten Reihe von Rollen (4a) jeweils eine Endfläche (6c) umfassen, die sich mit der Endfläche (7b) einer Rolle (7) der zweiten Reihe von Rollen (4b) in radialem Kontakt befindet.
  8. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches mehrere Zwischenstücke (11, 12) umfasst, die in Umfangsrichtung zwischen den Rollen (6, 8) angeordnet sind und jeweils einen oberen Abschnitt (11a, 12a) und einen unteren Abschnitt (11b, 12b), die sich jeweils in Kontakt mit einer der Führungsflächen (9a, 13b, 10a, 14a) eines der Ringe (2, 3) befinden, und einen ersten seitlichen Abschnitt (11c, 12c), der den oberen und den unteren Abschnitt (11a, 12a, 11b, 12b) verbindet und mit dem unteren und dem oberen Abschnitt (11a, 12a, 11b, 12b) eine Aufnahme begrenzt, die in der Lage ist, mindestens eine Rolle (6, 8) aufzunehmen, umfassen, wobei sich der obere und der untere Abschnitt (11a, 12a, 11b, 12b) jeweils in Kontakt mit den Endflächen (6b, 6c, 8b, 8c) der Rolle (6, 8) befinden.
  9. Wälzlager nach Anspruch 8, wobei der erste seitliche Abschnitt (11c, 12c) eine Innenfläche umfasst, die eine Stützfläche für die zylindrische Außenfläche (6a, 8a) der Rolle (6, 8) bildet.
  10. Wälzlager nach den Ansprüchen 7 und 8 oder nach Anspruch 9, wobei jedes Zwischenstück (11) einen zweiten seitlichen Abschnitt (11d) umfasst, der dem ersten seitlichen Abschnitt (11c) gegenüberliegt und sich von dem oberen Abschnitt (11a) aus in Richtung des unteren Abschnitts (11b) erstreckt, wobei der obere und der untere Abschnitt (11a, 11b) zusammen mit dem zweiten seitlichen Abschnitt (11d) eine Aufnahme begrenzen, die in der Lage ist, mindestens zwei Rollen (6, 7) aufzunehmen.
  11. Wälzlager nach Anspruch 10, wobei der zweite seitliche Abschnitt (11d) eine Innenfläche umfasst, die eine Stützfläche für die zylindrischen Außenflächen (6a, 7a) der Rollen (6, 7) bildet.
  12. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Außenring (2) zwei Ringabschnitte (18a, 18b) umfasst, wobei der erste Ringabschnitt (18a) eine Laufbahn (13) für die Rollen (6, 7) der ersten Gruppe von Rollen (4) umfasst und der zweite Ringabschnitt (18b) eine Laufbahn (14) für die Rollen (8) der zweiten Gruppe von Rollen (5) umfasst.
  13. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rollen (6, 7, 8) Zylinderrollen oder Kegelrollen sind.
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