DE102016118058B4

DE102016118058B4 - Wälzlager und Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102016118058B4
Application number: DE102016118058.0A
Authority: DE
Inventors: Gunther Elfert; Stefan Löffler; Bernd Lüneburg; Jörg Rollmann
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2036-09-24
Also published as: DE102016118058A1

Abstract

Wälzlager mit einem ersten Lagerring (4), einem zweiten Lagerring (5), mehreren zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Wälzkörpern (3) und mindestens einem zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Dichtelement (6) zum Abdichten eines mit einem Schmierstoff füllbaren Innenraums (7) des Wälzlagers (1), wobei das Wälzlager erste Umwälzelemente (14) zum Umwälzen des Schmierstoffs aufweist, welche an einem ersten ringförmigen oder ringsegmentförmigen Grundkörper (10) angeordnet sind, welcher drehfest mit dem ersten Lagerring (4) verbunden ist, wobei der erste Lagerring (4) feststehend ausgebildet ist und der zweite Lagerring (5) gegenüber dem ersten Lagerring (4) drehbar ist, wobei die ersten Umwälzelemente (14) als Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von einem Förderelement (9) des Wälzlagers (1) und/oder zum Abstreifen von Schmierstoff von dem zweiten Lagerring (5) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grundkörper (10) mit dem ersten Lagerring über mehrere Rastelemente (22) verbunden ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Windkraftanlage mit einer Gondel, einem Rotor und einem Wälzlager, über welches der Rotor drehbar mit der Gondel verbunden ist.
Wälzlager weisen in der Regel zwei relativ zueinander drehbare Lagerringe auf. Derartige Wälzlager sind typischerweise mit einem Schmierstoff, wie z. B. einem Fett oder einem Öl, gefüllt, durch welchen einer übermäßigen Abnutzung von Kontaktstellen innerhalb des Wälzlagers entgegengewirkt werden kann. Um den mit Schmierstoff gefüllten Innenraum des Wälzlagers abzudichten und somit ein unerwünschtes Entweichen von Schmierstoff möglichst zu verhindern, sind zwischen den beiden Lagerringen üblicherweise Dichtelemente vorgesehen.
Solche Dichtelemente haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Allerdings kommt es insbesondere in solchen Fällen, in denen ein lokaler Überschuss an Schmierstoff oder ein lokal erhöhter oder reduzierter Druck in dem Wälzlager vorliegt, oftmals zu Leckagen von Schmierstoff durch die vorhandenen Dichtelemente. Solche Schmierstoffleckagen reduzieren den Schmierstoffvorrat in dem Wälzlager, so dass es erforderlich ist, das Wälzlager in regelmäßigen Abständen zu warten, um die vorhandene Schmierstoffmenge in dem Wälzlager zu prüfen und ggf. Schmierstoff zu ersetzen.
Die GB 907 143 A beschreibt ein Wälzlager mit mehreren Umwälzelementen zum Umwälzen von Schmierstoff in einem Innenraum des Wälzlagers. Die Umwälzelemente sind an einem feststehenden Lagerring des Wälzlagers angeordnet.
Aus der US 2 045 026 A ist ein Wälzlager mit zwei Lagerringen und mehreren zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörpern bekannt. Dieses Wälzlager weist ein Umwälzelement auf, welches drehfest mit dem stehenden Lagerring des Wälzlagers verbunden ist und mit welchem Schmierstoff von einem Förderelement des Wälzlagers abstreifbar ist.
In der DE 20 2008 001 286 U1 wird ein Wälzlager mit einem Schmiermittelförderelement beschrieben, über welches Schmiermittel aus einem Schmiermittelsumpf mitgenommen und gefördert wird.
Die JP 2003-166 548 A beschreibt ein Wälzlager gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Dieses Wälzlager weist als Rippen ausgebildete Abstreifelemente auf, die an einem Dichtelement des Wälzlagers vorgesehen sind. Das Dichtelement ist in eine Nut eines Lagerrings eingeschnappt. Ein weiteres Wälzlager mit einem mit Rippen versehenen Dichtelement ist in der JP 2006-183 795 A beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Alternative anzugeben, die Wartungsintervalle von Wälzlagern zu verlängern.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Durch das erste Umwälzelement kann der in dem Wälzlager vorhandene Schmierstoff, insbesondere Fett oder Öl, umgewälzt werden, so dass es möglich, wird, lokale Schmiermittelüberschüsse und/oder lokale Druckerhöhungen im Innenraum, insbesondere im Bereich der Innenseite des Dichtelements, abzubauen. Das erste Umwälzelement ist drehfest an dem feststehenden ersten Lagerring angeordnet. Das erste Umwälzelement ermöglicht somit, die Verteilung des Schmierstoffs im Innenraum des Wälzlagers auszugleichen, sofern sich der zweite Lagerring gegenüber dem ersten Lagerring bewegt. Hierdurch verringert sich die Gefahr von Schmierstoffleckagen durch das Dichtelement, so dass das unerwünschte Entweichen von Schmierstoff aus dem Wälzlager reduziert und die Wartungsintervalle des Wälzlagers verlängert werden können.
Der erste Lagerring kann ein Innenring des Wälzlagers sein und der zweite Lagerring ein Außenring des Wälzlagers, welcher konzentrisch außerhalb des ersten Lagerrings angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass der erste Lagerring ein Außenring des Wälzlagers ist und der zweite Lagerring ein Innenring des Wälzlagers, welcher konzentrisch innerhalb des ersten Lagerrings angeordnet ist. An dem ersten Lagerring und dem zweiten Lagerring sind bevorzugt Laufflächen angeordnet, an denen die Wälzkörper des Wälzlagers abwälzen können.
Das Wälzlager kann als Großwälzlager ausgestaltet sein, wobei der erste Lagerring und/oder der zweite Lagerring einen Durchmesser im Bereich von 0,5 m bis 8 m aufweisen, bevorzugt im Bereich von 1 m bis 6 m, besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 m bis 4 m.
Bevorzugt sind der erste Lagerring und/oder der zweite Lagerring induktiv randschichtgehärtet, insbesondere im Bereich ihrer Laufflächen. Hierdurch ist es möglich, die in Kontakt mit den Wälzkörpern stehenden Laufflächen zu härten und gleichzeitig die weitere Bearbeitung des ersten Lagerrings und/oder zweiten Lagerrings außerhalb der Laufflächen zu ermöglichen, beispielsweise um ein Umwälzelement anzuordnen.
Der Schmierstoff, insbesondere das Fett oder das Öl, weist bevorzugt eine NGLI-Klasse nach DIN 51818/DIN ISO 2137 im Bereich von 00 bis 2 auf, beispielsweise eine NGLI-Klasse von 00, 0, 1 oder 2.
Gemäß der Erfindung ist das erste Umwälzelement als Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von einem Förderelement des Wälzlagers ausgebildet. Über das drehfest an dem ersten Lagerring angeordnete Abstreifelement kann Schmierstoff von einem Förderelement abgestriffen werden, welches drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist. Das Abstreifelement kann derart ausgebildet sein, dass es bei einer Relativbewegung der Lagerringe in Kontakt mit dem Förderelement kommt und Schmierstoff von dem Förderelement abstreift. Alternativ kann das Abstreifelement derart ausgebildet sein, dass ein Spiel zwischen dem Abstreifelement und dem Förderelement besteht, so dass bei einer Relativbewegung der Lagerringe lediglich solcher Schmierstoff von dem Förderelement abgestriffen wird, welche an dem Förderelement anhaftet und von dem Förderelement absteht. Alternativ oder zusätzlich ist das Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von dem zweiten Lagerring ausgebildet. Das Abstreifelement kann derart ausgebildet sein, dass es bei einer Relativbewegung der Lagerringe in Kontakt mit dem zweiten Lagerring kommt und Schmierstoff von dem zweiten Lagerring abstreift. Alternativ kann das Abstreifelement derart ausgebildet sein, dass ein Spiel zwischen dem Abstreifelement und dem zweiten Lagerring besteht, so dass bei einer Relativbewegung der Lagerringe lediglich solcher Schmierstoff von dem zweiten Lagerring abgestriffen wird, welche an dem zweiten Lagerring anhaftet und von diesem absteht.
Vorteilhaft ist es, wenn das Wälzlager ein zweites Umwälzelement aufweist, welches drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist. Bevorzugt ist das zweite Umwälzelement als Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von dem Förderelement ausgebildet. Das Abstreifelement kann derart angeordnet sein, dass von dem Förderelement geförderter Schmierstoff durch das Abstreifelement von dem Förderelement abgestriffen wird. Das Abstreifelement kann derart ausgebildet sein, dass es bei einer Relativbewegung der Lagerringe in Kontakt mit dem Förderelement kommt und Schmierstoff von dem Förderelement abstreift. Alternativ kann das Abstreifelement derart ausgebildet sein, dass ein Spiel zwischen dem Abstreifelement und dem Förderelement besteht, so dass bei einer Relativbewegung der Lagerringe lediglich solcher Schmierstoff von dem Förderelement abgestriffen wird, welche an dem Förderelement anhaftet und von dem Förderelement absteht. Der abgestriffene Schmierstoff kann über das Abstreifelement aus dem Bereich des Dichtelements abgeleitet werden, insbesondere in Richtung der Wälzkörper des Wälzlagers.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Förderelement gegenüber dem Abstreifelement bewegbar ist, so dass bei einer Bewegung des Förderelements gegenüber dem Abstreifelement, insbesondere an dem Abstreifelement vorbei, von dem Förderelement geförderter Schmierstoff durch das Abstreifelement abgestriffen werden kann.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das erste Umwälzelement und/oder das zweite Umwälzelement als Lamelle ausgebildet ist. Hierdurch kann eine gute Förderwirkung erreicht werden. Gemäß einer abweichenden Ausgestaltung ist das erste Umwälzelement und/oder das zweite Umwälzelement schaufelförmig oder dreieckig ausgestaltet.
Gemäß einer alternativ vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Umwälzelement und/oder das zweite Umwälzelement als Ausbuchtung ausgebildet. Die Ausbuchtung kann durch Umformung eines Blechs hergestellt worden sein, welches drehfest mit den jeweiligen Lagerring verbunden ist.
Die Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager mehrere erste Umwälzelemente und bevorzugt mehrere zweite Umwälzelemente aufweist. Hierdurch wird es möglich, eine größere Menge Schmierstoff zu fördern bzw. abzustreifen. Die ersten und/oder zweiten Umwälzelemente sind bevorzugt im Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Die ersten und/oder zweiten Umwälzelemente können mit konstanter oder variabler Teilung angeordnet sein. Die Größe aller ersten und/oder aller zweiten Umwälzelemente kann identisch sein oder die ersten und/oder zweiten Umwälzelemente können untereinander verschiede Größen aufweisen. Es ist möglich, dass alle ersten und/oder alle zweiten Umwälzelemente einen identischen Abstand von der Drehachse des Wälzlagers aufweisen. Alternativ können die einzelnen Abstände der ersten Umwälzelemente von Drehachse verschieden sein. Ebenso ist es möglich, dass die Abstände der zweiten Umwälzelemente von der Drehachse unterschiedlich sind.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Umwälzelemente an einem gemeinsamen, ringförmigen oder ringsegmentförmigen, ersten Grundkörper angeordnet sind, wodurch die Montage der ersten Umwälzelemente an dem ersten Lagerring vereinfacht werden kann. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die zweiten Umwälzelemente an einem gemeinsamen, insbesondere ringförmigen oder ringsegmentförmigen, zweiten Grundkörper angeordnet sind. Hierdurch kann die Montage der zweiten Umwälzelemente an dem zweiten Lagerring vereinfacht werden. Gemäß einer Abwandlung ist es möglich, dass die zweiten Umwälzelemente als separate Umwälzelemente ausgebildet sind, die einzeln mit dem zweiten Lagerring verbunden sind. Bei einer ringsegmentförmigen Ausgestaltung des ersten und/oder zweiten Grundkörpers kann das Ringsegment beispielsweise einen Winkelbereich von 15° oder 30° oder 90° oder 180° abdecken.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn der erste Grundkörper und/oder der zweite Grundkörper als Ausbuchtungen ausgebildete Umwälzelemente aufweist. Der erste Grundkörper kann als Förderring ausgebildet sein, der mehrere als Ausbuchtungen ausgestaltete Förderelemente aufweist. Der zweite Grundkörper kann als Abstreifring ausgebildet sein, der mehrere als Ausbuchtungen ausgebildete Abstreifelemente aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der erste Grundköper und/oder der zweite Grundkörper mehrere Umwälzelemente aufweist, die aus dem jeweiligen Grundkörper ausgestanzt und dann derart gebogen sind, dass das Förderelement von dem Grundkörper absteht.
Gemäß der Erfindung ist das erste Umwälzelement mit dem ersten Lagerring über Rastelemente verbunden. Die Rastelemente können einen Bereich des ersten Lagerrings hintergrei- fen und dadurch eine Verbindung des ersten Umwälzelements mit dem ersten Lagerring bewirken. Es können mehrere erste Umwälzelemente miteinander verbunden sein und mit dem ersten Lagerring über Rastelemente verbunden sein. Ebenso ist es möglich, dass das zweiten Umwälzelement mit dem zweiten Lagerring über Rastelemente verbunden ist. Das zweite Umwälzelement kann als separates Umwälzelement ausgebildet sein, welches unmittelbar mit dem zweiten Lagerring über Rastelemente verbunden ist. Alternativ kön- nen mehrere zweite Umwälzelemente miteinander verbunden sein und mit dem zweiten Lagerring über Rastelemente verbunden sein.
Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, wenn das Dichtelement drehfest mit dem zweiten Lagerring verbunden ist, so dass das erste Umwälzelement bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring gegenüber dem Dichtelement bewegt wird.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Windkraftanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Es können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Wälzlager beschrieben worden sind.
Alternativ oder zusätzlich können auch die im Zusammenhang mit dem Wälzlager beschriebenen vorteilhaften Merkmale bei der Windkraftanlage Anwendung finden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränkt.
Figurenliste

Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines nicht-erfindungsgemäßen Wälzlagers in einer perspektivischen Schnittdarstellung.
Die 2 zeigt das Wälzlager aus 1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung aus einem zweiten Blickwinkel.
Die 3 zeigt das Wälzlager aus 1 in einer perspektivischen Darstellung aus einem dritten Blickwinkel.
Die 4 zeigt das Wälzlager aus 1 in einer perspektivischen Darstellung aus einem vierten Blickwinkel.
Die 5 zeigt einen Grundkörper mit mehreren Förderelementen für ein Wälzlager gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung.
Die 6 zeigt einen Ausschnitt eines Wälzlagers gemäß einem zweiten nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Die 7 zeigt einen Ausschnitt eines Wälzlagers gemäß einem dritten nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Die 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines nicht-erfindungsgemäßen Wälzlagers in einer perspektivischen Schnittdarstellung.
Die 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines nicht-erfindungsgemäßen Wälzlagers in einer Schnittdarstellung.
Die 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage.

Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
Die Abbildung in 1 zeigt ein Wälzlager 1 gemäß einem nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Das Wälzlager 1 ist als Großwälzlager ausgebildet und weist einen Durchmesser im Bereich von 0,5 m bis 8 m, bevorzugt von 1 m bis 6 m, besonders bevorzugt von 1,5 m bis 4 m auf. Das Wälzlager 1 umfasst zwei Laufbahnen 2, in denen kegelförmige Wälzkörper 3 aufgenommen sind, wobei in den Darstellungen jeweils nur eine Laufbahn 2 gezeigt ist. Insofern handelt es sich bei dem Wälzlager 1 um ein zweireihiges Kegelrollenlager. Die Laufbahnen 2 sind zwischen einem ersten Lagerring 4, der als Innenring ausgebildet ist, und einem zweiten Lagerring 5 angeordnet, der als Außenring ausgebildet ist. In den Figuren sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit die an den Wälzkörpern 3 anliegenden Teile des zweiten Lagerrings 5 nicht dargestellt. Der erste Lagerring 4 ist feststehend. Der zweite Lagerring 5 ist gegenüber dem ersten Lagerring 4 um eine Drehachse drehbar angeordnet, welche parallel zu der in 1 mit dem Bezugszeichen 100 gezeigten axialen Richtung angeordnet ist. Der Innenraum 7 des Wälzlagers 1 ist mit einem als Fett ausgebildeten Schmierstoff gefüllt. Um ein unerwünschtes Austreten des Schmierstoffs aus dem Wälzlager 1 möglichst zu verhindern, weist das Wälzlager 1 ein erstes Dichtelement 6 auf, welches zwischen dem ersten Lagerring 4 und dem zweiten Lagerring 5 angeordnet ist. Das erste Dichtelement 6 ist auf einer Außenseite des Wälzlagers 1 angeordnet und drehfest mit dem zweiten Lagerring 5 verbunden. Ferner weist das Wälzlager ein nicht dargestelltes, zweites Dichtelement auf, welches auf einer der Außenseite gegenüberliegenden Innenseite des Wälzlagers 1 angeordnet ist.
Derartige Wälzlager 1 können beispielsweise als Rotorlager in Windkraftanlagen Verwendung finden. Bei einer solchen Anwendung als Rotorlager weist das Wälzlager 1 eine bevorzugte Drehrichtung auf und ist im Wesentlichen kontinuierlich drehend. Um die Stillstandszeiten der Windkraftanlagen zu verringern, ist es erwünscht, dass solche kontinuierlich drehenden Wälzlager 1 möglichst lange Wartungsintervalle haben. Um die Wartungsintervalle zu verlängern, sind bei dem Wälzlager 1 besondere Maßnahmen ergriffen worden. Das Wälzlager 1 weist eine in dem Innenraum 7 angeordnete Umwälzeinrichtung zur Umwälzung des Schmierstoffs auf. Die Fördereinrichtung ist rein mechanisch ausgestaltet und sorgt dafür, dass der Schmierstoff infolge einer Drehung des zweiten Lagerrings 5 gegenüber dem ersten Lagerring 4 innerhalb des Wälzlagers 1 umgewälzt wird, so dass bestehende Ungleichverteilungen des Schmierstoffs im Bereich vor dem ersten Dichtelement 6 abgebaut werden können. Hierdurch verringert sich die Gefahr von Schmierstoffleckagen durch das erste Dichtelement 6, so dass das unerwünschte Entweichen von Schmierstoff aus dem Wälzlager reduziert und die Wartungsintervalle des Wälzlagers verlängert werden können.
Bei dem Wälzlager 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel weist die Umwälzeinrichtung 8 eine Vielzahl an Umwälzelementen 9, 14 auf, die an dem ersten Lagerring 4 und an dem zweiten Lagerring 5 angeordnet sind. An dem ersten Lagerring 4 sind als Abstreifelemente 14 ausgebildete erste Umwälzelemente vorgesehen. An dem zweiten Lagerring 5 sind als Förderelemente 9 ausgestaltete zweite Umwälzelemente vorgesehen, welche sich bei einer Drehung des zweiten Lagerrings 5 gegenüber dem ersten Lagerring 4 mit dem zweiten Lagerring 5 mitdrehen. Die Abstreifelemente 14 sind einstückig mit einem ersten Grundkörper 10 ausgebildet, der an dem ersten Lagerrring 4 festgelegt ist. Die Förderelemente 9 sind einstückig mit einem zweiten Grundkörper 15 verbunden, welcher ringförmig ausgestaltet ist. Der zweite Grundkörper 15 und die Förderelemente 9 bilden insofern zusammen ein mit dem zweiten Lagerring 5 mitdrehendes Förderrad 11. Die Förderelemente 9 sind aus dem zweiten Grundkörper 15 ausgestanzt und nach innen gebogen, so dass neben dem Förderelement 9 eine Ausnehmung 12 gebildet ist, welche den Durchfluss von Schmierstoff durch den zweiten Grundkörper 15 erlaubt. So gesehen stellt das Förderrad 11 ein umlaufendes Förderblech dar.
Die Förderelemente 9 sind im Wesentlichen lamellenförmig ausgestaltet. Insofern sind die Förderelemente 9 als Förderlamellen ausgestaltet. Die Förderelemente 9 sind aus einem starren Material, insbesondere aus einem Metall, gebildet. Sie weisen eine Haupterstreckungsebene auf, welche in einer Neigung zu der Innenkontur des ersten Grundkörpers 10 angeordnet ist. Die Haupterstreckungsebene der Förderelemente 9 ist parallel zu einer Radialrichtung 101 des Wälzlagers 1. Ferner schließt die Haupterstreckungsebene der Förderelemente 9 einen spitzen Winkel mit einer die Drehachse einschließenden Axialebene des Wälzlagers 1 ein. Bei dem Wälzlager 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann durch den Winkel der Förderelemente 9 gegenüber der Axialebene erreicht werden, dass Schmierstoff bei einer Drehung der Förderelemente 9 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung von dem ersten Dichtelement 6 weg gefördert wird.
Wie der Darstellung in den 2, 3 und 4 zu entnehmen ist, weist die Fördereinrichtung 8 mehrere Abstreifelemente 14 auf, über welche Schmierstoff, der von den Förderelementen 9 gefördert wird, abgestriffen werden kann. Die Abstreifelemente 14 sind derart angeordnet, dass sich die Förderelemente 9 gegenüber dem Abstreifelementen 14 bewegen können. Hierzu sind die Abstreifelemente 14 drehfest an dem Innenring 4 festgelegt. Die Abstreifelemente 14 sind einstückig mit dem ersten Grundkörper 10 verbunden, welcher ringförmig ausgebildet ist. Der erste Grundkörper 10 bildet zusammen mit den Abstreifelementen 14 ein Abstreifrad. Die Abstreifelemente 14 sind durch Stanzen und Biegen von Abschnitten des ersten Grundkörpers 10 gebildet, so dass neben jedem Abstreifelement 14 jeweils eine Ausnehmung 16 in dem ersten Grundkörper 15 angeordnet ist. Die Abstreifelemente 14 weisen eine Oberfläche auf, die kleiner ist als die Oberfläche der Förderelemente 9.
Die Abstreifelemente 14 sind im Wesentlichen lamellenförmig ausgestaltet. Die Abstreifelemente 14 sind aus einem starren Material, insbesondere aus einem Metall, gebildet. Sie weisen eine Haupterstreckungsebene auf, welche in einer Neigung zu der Innenkontur des ersten Grundkörpers 10 angeordnet ist, wobei die Abstreifelemente 14 quer zu den Förderelementen 9 angeordnet sind. Insofern weisen die Förderelemente 9 und die Abstreifelemente 14 bezüglich einer die Drehachse einschließenden Axialebene des Wälzlagers 1 eine gegenläufige Neigung auf. Die Haupterstreckungsebene der Abstreifelemente 14 ist parallel zu einer Radialrichtung 101 des Wälzlagers 1 angeordnet. Ferner schließt die Haupterstreckungsebene der Abstreifelemente 14 einen spitzen Winkel mit einer die Drehachse einschließenden Axialebene des Wälzlagers 1 ein. Bei dem Wälzlager 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann durch den Winkel der Abstreifelemente 14 gegenüber der Axialebene erreicht werden, dass Schmierstoff bei einer Drehung der Förderelemente 9 von den Förderelementen 9 abgestriffen und durch die Ausnehmungen 16 in Richtung der Wälzkörper 3 geleitet wird.
Wie in den 2 und 3 ferner zu erkennen ist, sind die Förderelemente 9 derart angeordnet, dass zwischen den Förderelementen 9 und dem ersten Lagerring 4 ein Spalt 13 verbleibt. Der Spalt 13 stellt ein Spiel zwischen den Förderelementen 9 und dem ersten Lagerring 4 bereit, wodurch sichergestellt werden kann, dass der im Bereich vor dem ersten Dichtelement 6 angeordnete Schmierstoff nicht vollständig von dem Förderelement 9 aufgenommen und weggefördert wird, sondern dass eine gewisse Menge an Schmierstoff im Bereich vor dem ersten Dichtelement 6 verbleibt. Auch zwischen den Abstreifelementen 14 und dem zweiten Lagerring 5 ist ein Spalt 17 vorgesehen, so dass ein Spiel zwischen den Abstreifelementen 14 und dem zweiten Lagerring 5 besteht. Insofern besteht kein Kontakt zwischen den Förderelementen 9 und dem ersten Lagerring 4. Auch zwischen den Abstreifelementen 14 und dem zweiten Lagerring 5 ist kein Kontakt gegeben. Ferner berühren sich die Förderelemente 9 und die Abstreifelemente 14 bei einer Relativbewegung der beiden Lagerringe 4, 5 nicht.
Das erste Dichtelement 6 ist als Dichtring ausgebildet. Auch das zweite Dichtelement ist als Dichtring ausgebildet. Wie der 2 entnommen werden kann, schließt das erste Dichtelement 6 den Innenraum 7 gegenüber der Umgebung ab. Das erste Dichtelement 6 ist drehfest mit dem Außenring 5 verbunden und liegt dichtend an dem Innenring 4 an.
Die 3 zeigt eine Darstellung des Wälzlagers 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einem Blickwinkel, aus welchem ein an dem ersten Grundkörper 10 angeordnetes Verdrehsicherungselement 18 und ein an dem zweiten Grundkörper 15 angeordnetes Axialsicherungselement 19 sichtbar sind. Über das Verdrehsicherungselement 18 kann der erste Grundkörper 10 und/oder die Abstreifelemente 14 gegen ein unerwünschtes Verdrehen in Umfangsrichtung des Wälzlagers 1 gesichert werden. Das Verdrehsicherungselement 18 ist als im Wesentlichen plattenförmiges Element ausgebildet, welches durch Stanzen und Biegen aus dem ersten Grundkörper 10 gebildet ist. Eine Haupterstreckungsebene des Verdrehsicherungselements 18 ist senkrecht zu einer Radialrichtung 101 des Wälzlagers 1 angeordnet. Das Verdrehsicherungselement 18 greift in eine an dem ersten Lagerring 4 gebildete Nut 20 ein, so dass eine drehfeste Kopplung von erstem Grundkörper 10 und erstem Lagerring 4 erreicht wird. Bevorzugt sind an dem ersten Grundkörper 10 mehrere Verdrehsicherungselemente 18 angeordnet. Das Axialsicherungselement 19 ist hakenartig ausgebildet und hintergreift einen Bereich des zweiten Lagerrings 5, so dass der zweite Grundkörper 15 und/oder die Förderelemente 9 in axialer Richtung, d.h. in Richtung 100 der Drehachse, formschlüssig festgelegt sind. Bevorzugt sind an dem zweiten Grundkörper 15 mehrere Axialsicherungselemente 19 angeordnet.
In der 5 ist ein Grundkörper mit mehreren Umwälzelementen 14 dargestellt, welche in einem Wälzlager gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung verwendet werden kann. Der Grundkörper 10 kann drehfest mit einem feststehenden, ersten Lagerring des Wälzlagers verbunden werden, so dass sich ein zweiter Lagerring des Wälzlagers gegenüber dem Grundkörper 10 und den Umwälzelementen 14 drehen kann. Die Umwälzelemente 14 sind als Abstreifelemente ausgebildet, welche bei einer Relativbewegung zwischen den Lagerringen Schmierstoff von dem zweiten Lagerring oder eventuelle vorhandenen Förderelementen des Wälzlagers absteifen können. An dem Grundkörper 10 sind mehrere Rastelemente 22 angeordnet, über welche der Grundkörper 10 an dem ersten Lagerring des Wälzlagers festgelegt werden kann. Hierzu können die Rastelemente 22 in Ausnehmungen in dem ersten Lagerring eingebracht werden und mit diesen verrasten. An den Rastelementen 22 sind Flügel 23 vorgesehen, welche einen Bereich des ersten Lagerrings hintergreifen können. Insofern sind die Umwälzelemente 14 über die Rastelemente 22 mit dem ersten Lagerring verbindbar.
Die 6 zeigt einen Bereich eines nicht-erfindungsgemäßen Wälzlagers 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Wälzlager 1 ist der feststehende, erste Lagerring 4 als Innenring ausgebildet. Gegenüber dem Innenring drehbar ist ein zweiter Lagerring 5 angeordnet, der als Außenring ausgestaltet ist und den ersten Lagerring 4 konzentrisch umgibt. In dem ersten Lagerring 4 ist eine Nut 24 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung des Lagerrings 4 verlaufend angeordnet ist. In der Nut 24 ist ein Grundkörper 10 angeordnet, an dem einstückig mehrere Umwälzelemente 9 ausgebildet sind. Der Grundkörper 10 kann mit dem ersten Lagerring 4 verklebt sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Grundkörper 10 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einem Kunststoff oder Kautschuk, ausgebildet ist. Alternativ kann der Grundkörper 10 mit dem ersten Lagerring 4 verschweißt sein. Eine Schweißverbindung ist in solchen Fällen vorteilhaft, in denen sowohl der erste Lagerring 4 als auch der Grundkörper 10 aus einem metallischen Material, beispielsweise einem Stahl, ausgebildet sind.
In der 7 ist ein Ausschnitt aus einem Wälzlager 1 gemäß einem dritten nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem Wälzlager 1 ist der feststehende, erste Lagerring 4 als Außenring ausgebildet. Innerhalb des ersten Lagerrings 4 ist konzentrisch ein zweiter Lagerring 5 vorgesehen, der als Innenring ausgebildet ist. Der erste Lagerring 4 und der zweite Lagerring 5 weisen jeweils Kontaktflächen für die Wälzkörper des Wälzlagers 1 auf, an welchen die Wälzkörper abwälzen können. Die Kontaktflächen und die Wälzkörper sind in der 7 aus Gründen der besseren Übersicht nicht gezeigt.
An dem ersten Lagerring 4 sind mehrere separate Umwälzelemente 9 drehfest angeordnet. Der erste Lagerring 4 weist hierzu mehrere Nuten 25 auf, die parallel zu der axialen Richtung des Wälzlagers verlaufend angeordnet sind. In diesen Nuten 25 sind die Umwälzelemente 9 formschlüssig verbunden angeordnet. Optional können die Umwälzelemente 9 mit der ersten Lagerring 4 verklebt oder verschweißt sein.
Die Darstellung in der 8 zeigt ein Wälzlager gemäß einem vierten nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dieses Wälzlager weist einen feststehend angeordneten, ersten Lagerring 4 auf, der als Innenring ausgestaltet ist. Außerhalb des ersten Lagerrings 4 ist konzentrisch ein zweiter Lagerring 5 vorgesehen. Zwischen dem ersten Lagerring 4 und dem zweiten Lagerring 5 sind eine Vielzahl von Wälzkörpern 3 angeordnet. Ferner ist an dem zweiten Lagerring 5 ein Dichtelement 6 drehfest angeordnet. Über das Dichtelement 6 wird der Innenraum 7, der mit einem Schmierstoff gefüllt ist, abgedichtet.
Das Wälzlager 1 weist mehrere Umwälzelemente 14 zum Umwälzen des Schmierstoffs auf, die drehfest mit dem ersten Lagerring 4 verbunden ist. Bei einer Relativbewegung der Lagerring 4 bewegt sich somit der zweite Lagerring 5 und das Dichtelement 6 gegenüber den Umwälzelementen 14. Dabei kann über die Umwälzelemente 14 Schmierstoff von dem zweiten Lagerring 4 und dem Dichtelement 6 abgestriffen werden. Insofern sind die Umwälzelemente 14 als Abstreifelemente ausgebildet. Dabei besteht jedoch zwischen den Abstreifelementen 14 und dem zweiten Lagerring 5 sowie dem Dichtelement 6 ein Spiel. Eine Berührung der Umwälzelemente 14 mit dem zweiten Lagerring 5 oder dem Dichtelement 6 ist nicht gegeben.
Die Darstellung in der 9 zeigt ein Wälzlager gemäß einem fünften nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dieses Wälzlager weist einen feststehend angeordneten, ersten Lagerring 4 auf, der als Innenring ausgestaltet ist. Außerhalb des ersten Lagerrings 4 ist konzentrisch ein zweiter Lagerring 5 vorgesehen. Zwischen dem ersten Lagerring 4 und dem zweiten Lagerring 5 sind eine Vielzahl von Wälzkörpern angeordnet, die in der 9 nicht gezeigt sind. Ferner ist an dem zweiten Lagerring 5 ein Dichtelement 6 drehfest angeordnet. Über das Dichtelement 6 wird der Innenraum 7, der mit einem Schmierstoff gefüllt ist, abgedichtet.
Das Wälzlager weist mehrere erste Umwälzelemente 14 zum Umwälzen des Schmierstoffs auf, welche drehfest mit dem ersten Lagerring 4 verbunden sind. Die ersten Umwälzelemente 14 sind an einem Grundkörper 10 angeordnet. Die ersten Umwälzelemente 14 sind als Ausbuchtungen in dem Grundkörper 10 ausgebildet. Insofern ist der Grundkörper 10 als gewelltes Blech ausgestaltet. Dabei kann über die Umwälzelemente 14 Schmierstoff von dem zweiten Lagerring 4 und dem Dichtelement 6 abgestriffen werden. Insofern sind die Umwälzelemente 14 als Abstreifelemente ausgebildet. Dabei besteht jedoch zwischen den Abstreifelementen 14 und dem zweiten Lagerring 5 sowie dem Dichtelement 6 ein Spiel. Eine Berührung der Umwälzelemente 14 mit dem zweiten Lagerring 5 oder dem Dichtelement 6 ist nicht gegeben.
Die 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Windkraftanlage 30 gemäß der Erfindung. Die Windkraftanlage 30 weist einen Turm 31 und eine Gondel 32 auf, die über ein Azimut-Drehlager in Azimut drehbar an dem Turm 31 gelagert ist. An der Gondel 32 ist ein Rotorlager vorgesehen, über welches ein Rotor 33 der Windkraftanlage 30 drehbar mit der Gondel 32 verbunden ist. Der Rotor 33 weist mehrere, insbesondere drei, Rotorblätter 34 auf.
Das Rotorlager dieser Windkraftanlage 30 ist ein Wälzlager 1 mit Umwälzelementen14 wie in 5 dargestellt. Während der Innenring 4 des Wälzlagers 1 drehfest mit der Gondel 32 verbunden ist, ist der Außenring 5 des Wälzlagers 1 drehfest mit dem Rotor 33 verbunden. Insofern ist der Außenring 5 des Wälzlagers relativ zum Innenring 4 um eine Drehachse drehbar. Alternativ kann der Innenring 4 drehfest mit dem Rotor 33 und der Außenring 5 drehfest mit der Gondel 32 verbunden sein. Bei einer derartigen, alternativen Ausgestaltung ist der Innenring 4 relativ zu dem Außenring 5 um eine Drehachse drehbar.
Das Rotorlager der Windkraftanlage weist ferner mindestens ein zwischen dem Innenring 4 und dem Außenring 5 angeordnetes Dichtelement 6 zur Abdichtung des Innenraums 7 des Wälzlagers 1 auf. Der Innenraum 7 ist mit einem Schmierstoff füllbar. Zur Förderung des Schmierstoffs weist das Wälzlager 1 ein Förderelement 9 auf, welches entweder an dem einen von Innenring 4 und Außenring 5 derart um die Drehachse des Wälzlagers 1 drehbar angeordnet ist, dass zwischen dem Förderelement 9 und dem anderen von Innenring 4 und Außenring 5 ein Spiel besteht.
Bezugszeichenliste

1: Wälzlager
2: Laufbahn
3: Wälzkörper
4: Lagerring
5: Lagerring
6: Dichtelement
7: Innenraum
8: Umwälzeinrichtung
9: Förderelement
10: Grundkörper
11: Förderrad
12: Ausnehmung
13: Spalt
14: Abstreifelement
15: Grundkörper
16: Ausnehmung
17: Spalt
18: Verdrehsicherungselement
19: Axialfixierungselement
20: Nut
21: Dichtelement
22: Rastelement
23: Flügel
24: Nut
25: Nut
30: Windkraftanlage
31: Turm
32: Gondel
33: Rotor
34: Rotorblatt
100: axiale Richtung
101: Radialrichtung

Claims

Wälzlager mit einem ersten Lagerring (4), einem zweiten Lagerring (5), mehreren zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Wälzkörpern (3) und mindestens einem zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Dichtelement (6) zum Abdichten eines mit einem Schmierstoff füllbaren Innenraums (7) des Wälzlagers (1), wobei das Wälzlager erste Umwälzelemente (14) zum Umwälzen des Schmierstoffs aufweist, welche an einem ersten ringförmigen oder ringsegmentförmigen Grundkörper (10) angeordnet sind, welcher drehfest mit dem ersten Lagerring (4) verbunden ist, wobei der erste Lagerring (4) feststehend ausgebildet ist und der zweite Lagerring (5) gegenüber dem ersten Lagerring (4) drehbar ist, wobei die ersten Umwälzelemente (14) als Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von einem Förderelement (9) des Wälzlagers (1) und/oder zum Abstreifen von Schmierstoff von dem zweiten Lagerring (5) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grundkörper (10) mit dem ersten Lagerring über mehrere Rastelemente (22) verbunden ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der erste Lagerring (4) ein Innenring des Wälzlagers (1) ist und der zweite Lagerring (5) ein Außenring des Wälzlagers (1), welcher konzentrisch außerhalb des ersten Lagerrings (4) angeordnet ist.
Wälzlager nach Anspruch 1, wobei der erste Lagerring (4) ein Außenring des Wälzlagers (1) ist und der zweite Lagerring (5) ein Innenring des Wälzlagers (1), welcher konzentrisch innerhalb des ersten Lagerrings (4) angeordnet ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wälzlager (1) ein zweites Umwälzelement (9, 14) aufweist, welches drehfest mit dem zweiten Lagerring (5) verbunden ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Umwälzelement und/oder das zweite Umwälzelement als Lamelle ausgebildet ist.
Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Umwälzelement und/oder das zweite Umwälzelement als Ausbuchtung ausgebildet ist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wälzlager (1) mehrere zweite Umwälzelemente (14) aufweist.
Wälzlager nach Anspruch 7, wobei die zweiten Umwälzelemente an einem gemeinsamen, insbesondere ringförmigen, zweiten Grundkörper (15) angeordnet sind
Wälzlager nach Anspruch 8, wobei der erste Grundkörper (10) und/oder der zweite Grundkörper (15) als Ausbuchtungen ausgebildete Umwälzelemente aufweist.
Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtelement (6) drehfest mit dem zweiten Lagerring (5) verbunden ist.
Windkraftanlage mit einer Gondel (32), einem Rotor (33) und einem Wälzlager mit einem ersten Lagerring (4), einem zweiten Lagerring (5), mehreren zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Wälzkörpern (3) und mindestens einem zwischen dem ersten Lagerring (4) und dem zweiten Lagerring (5) angeordneten Dichtelement (6) zum Abdichten eines mit einem Schmierstoff füllbaren Innenraums (7) des Wälzlagers (1), wobei das Wälzlager erste Umwälzelemente (14) zum Umwälzen des Schmierstoffs aufweist, welche an einem ersten ringförmigen oder ringsegmentförmigen Grundkörper (10) angeordnet sind, welcher drehfest mit dem ersten Lagerring (4) verbunden ist, wobei der erste Lagerring (4) drehfest mit der Gondel (32) verbunden ist und der zweite Lagerring (5) gegenüber dem ersten Lagerring (4) drehbar ist, wobei die ersten Umwälzelemente (14) als Abstreifelement zum Abstreifen von Schmierstoff von einem Förderelement (9) des Wälzlagers (1) und/oder zum Abstreifen von Schmierstoff von dem zweiten Lagerring (5) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grundkörper (10) mit dem ersten Lagerring über mehrere Rastelemente (22) verbunden ist.