-
Die Erfindung b-etrifft ein Gleitlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Die Druckschrift
EP 2 662 598 A1 offenbart ein Axial-Radial-Gleitlager mit einem zweistückigen Innenring und einem einstückigen Außenring. Der Innenring und der Außenring bilden zwei Gleitflächenpaare, die sich gegeneinander in axialer Richtung abstützen. Ein weiteres, durch den Innenring und den Außenring gebildetes Gleitflächenpaar stützt sich gegeneinander in radialer Richtung ab. Dieses Gleitflächenpaar ist axial zwischen den beiden erst genannten Gleitflächenpaaren angeordnet. Hinsichtlich der Übertragung eines Biegemoments ist eine derartige Anordnung von Nachteil.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile verfügbar zu machen. Insbesondere soll die Belastbarkeit des Gleitlagers mit Biegemomenten verbessert werden.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gleitlager nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
-
Das Gleitlager weist einen ersten, einstückigen Lagerring und einen zweiten Lagerring auf. Beide Lagerringe sind relativ zueinander um eine Drehachse verdrehbar. Der zweite Lagerring ist zweistückig ausgeführt und besteht entsprechend aus einem ersten Stück und einem physisch von dem ersten Stück getrennten zweiten Stück.
-
Ein Lagerring bezeichnet allgemein ein Bauteil eines Lagers, das mindestens eine Lauffläche des Lagers ausbildet. Unter der Lauffläche eines Lagers ist eine Oberfläche zu verstehen, die mit einer weiteren Lauffläche ein Laufflächenpaar bildet. Die Laufflächen eines Laufflächenpaares sind relativ zueinander verdrehbar und stehen zwecks Übertragung von Kräften miteinander in Wirkverbindung.
-
Im Falle eines Gleitlagers wird die Lauffläche Gleitfläche genannt. Die Gleitflächen eines Gleitflächenpaares gleiten bei einer Drehung relativ zueinander aneinander ab. Zwischen den Gleitflächen befindet sich gewöhnlich ein Schmierfilm.
-
Eine erste Gleitfläche des ersten Lagerrings und eine erste Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings bilden ein Gleitflächenpaar und sind ausgebildet, sich gegeneinander mindestens teilweise in radialer Richtung abzustützen.
-
Mit radialer Richtung wird mindestens eine Richtung orthogonal zu der Drehachse bezeichnet. Bei einer Abstützung zweier Gleitflächenpaare mindestens teilweise in radialer Richtung bzw. ausschließlich in radialer Richtung sind die Gleitflächenpaare bevorzugt weitergebildet, sich gegeneinander mindestens teilweise in jede radiale Richtung bzw. ausschließlich jede radiale Richtung abzustützen.
-
Zwei Gleitflächen stützen sich allgemein mindestens teilweise in eine bestimmte Richtung ab, wenn die Gleitflächen sich gegeneinander abstützen und dabei eine Kraft übertragen wird, die einen in die genannte Richtung verlaufenden, von Null verschiedenen Richtungsvektor aufweist.
-
Eine zweite Gleitfläche des ersten Lagerrings und eine zweite Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings sind ausgebildet, sich gegeneinander mindestens teilweise in axialer Richtung abzustützen.
-
„Axial“ ist gleichbedeutend mit „parallel zu der Drehachse“. Entsprechend ist eine Abstützung in axialer Richtung gleichbedeutend mit einer Abstützung in eine parallel zu der Drehachse verlaufende Richtung.
-
Eine dritte Gleitfläche des ersten Lagerrings und eine erste Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings sind ausgebildet, sich gegeneinander mindestens teilweise in axialer Richtung abzustützen.
-
Weiterhin sind eine vierte Gleitfläche des ersten Lagerrings und eine zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings ausgebildet, sich gegeneinander mindestens teilweise in radialer Richtung abzustützen.
-
Somit bilden die erste Gleitfläche des ersten Lagerrings mit der ersten Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings, die zweite Gleitfläche des ersten Lagerrings mit der zweiten Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings, die dritte Gleitfläche des ersten Lagerrings mit der ersten Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings und die vierte Gleitfläche des ersten Lagerrings mit der zweiten Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings jeweils ein Gleitflächenpaar.
-
Erfindungsgemäß sind die zweite Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings und die erste Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings jeweils axial zwischen der ersten Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings und der zweiten Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings angeordnet. Die zweite Gleitfläche des ersten Lagerrings und die dritte Gleitfläche des ersten Lagerrings sind jeweils axial zwischen der zweiten Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings und der ersten Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings angeordnet.
-
Die axiale Anordnung eines ersten Objekts zwischen einem zweiten Objekt und einem dritten Objekt bedeutet allgemein, dass das zweite Objekt relativ zu dem ersten Objekt in eine erste Richtung entlang einer Achse, vorliegend entlang der Drehachse, versetzt ist. Weiterhin ist das dritte Objekt relativ zu dem ersten Objekt in eine zweite Richtung entlang der Achse entgegengesetzt zu der ersten Richtung versetzt. Das erste Objekt und das zweite Objekt sind auf verschiedenen Seiten einer radial, d.h. orthogonal zu der Achse ausgerichteten ersten Ebene angeordnet. Das dritte Objekt befindet sich auf derselben Seite der ersten Ebene wie das erste Objekt. Entsprechend sind das erste Objekt und das dritte Objekt auf verschiedenen Seiten einer radial ausgerichteten zweiten Ebene angeordnet. Das erste Objekt und das zweite Objekt hingegen befinden sich auf der gleichen Seite der zweiten Ebene.
-
Bei erfindungsgemäßer Anordnung der Gleitflächen weist der zweite Lagerring eine Nut auf. Das erste Stück und das zweite Stück des zweiten Lagerrings bilden jeweils einen Teil der Nut aus. Die zweite Gleitfläche des ersten Stücks und die erste Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings verlaufen innerhalb der Nut. Dies bedeutet, dass die Nut die zweite Gleitfläche des ersten Stücks und die zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings ausbildet.
-
In die Nut greift eine entsprechende Auswölbung des ersten Lagerrings ein. Dadurch kommt eine formschlüssige Fixierung des ersten Lagerrings und des zweiten Lagerrings relativ zueinander in axialer Richtung zustande. Die Auswölbung bildet die zweite Gleitfläche und die dritte Gleitfläche des ersten Lagerrings aus. Zu unterschiedlichen Seiten in axialer Richtung schließen die erste Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings und die zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings an die Nut an. Entsprechend schließen die erste Gleitfläche des ersten Lagerrings und die vierte Gleitfläche des ersten Lagerrings axial zu verschiedenen Seiten an die Auswölbung an.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung der Gleitflächen ermöglicht eine Positionierung derjenigen Gleitflächen, die eine radiale Abstützung übernehmen, in axialer Richtung möglichst weit außerhalb. Hierdurch verbessert sich die Fähigkeit des Gleitlagers, Biegemomente aufzunehmen.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung sind die erste Gleitfläche, die zweite Gleitfläche, die dritte Gleitfläche und die vierte Gleitfläche des ersten Lagerrings, die erste Gleitfläche und die zweite Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings sowie die erste Gleitfläche und die zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings jeweils zu der Drehachse rotationssymmetrisch. Darüber hinausgehend sind bevorzugt der gesamte erste Lagerring, das gesamte erste Stück des zweiten Lagerrings und/oder das gesamte zweite Stück des zweiten Lagerrings jeweils zu der Drehachse des Gleitlagers rotationssymmetrisch.
-
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung stehen das erste Stück des zweiten Lagerrings und das zweite Stück des zweiten Lagerrings miteinander in Berührung. Das erste Stück und das zweite Stück des zweiten Lagerrings weisen also aneinander berührende Kontaktflächen auf. Die Kontaktflächen verlaufen radial, d.h. sind orthogonal zu der Drehachse ausgerichtet.
-
Darüber hinaus bevorzugt wird ein ebensymmetrischer Aufbau des Gleitlagers, wobei das Gleitlager ebensymmetrisch zu einer radial, d.h. orthogonal zu der Drehachse verlaufenden Ebene ist. Diese Ebene verläuft zwischen dem ersten Stück und dem zweiten Stück des zweiten Lagerrings, d.h. das erste Stück und das zweite Stück des zweiten Lagerrings befinden sich auf unterschiedlichen Seiten der Ebene.
-
Die einzelnen Gleitflächen des Gleitlagers stützen sich vorzugsweise ausschließlich in den oben genannten Richtungen gegeneinander ab. Entsprechend sind in einer bevorzugten Weiterbildung die erste Gleitfläche des ersten Lagerrings und die erste Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings ausgebildet, sich gegenseitig ausschließlich in radialer Richtung abzustützen. Ebenso sind dabei die vierte Gleitfläche des ersten Lagerrings und die zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings ausgebildet, sich gegeneinander ausschließlich in radialer Richtung abzustützen.
-
Weiterhin sind die zweite Gleitfläche des ersten Lagerrings und die zweite Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings bevorzugt ausgebildet, sich gegeneinander ausschließlich in radialer Richtung abzustützen, wobei die dritte Gleitfläche des ersten Lagerrings und die erste Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings ausgebildet sind, sich gegeneinander ausschließlich in axialer Richtung abzustützen.
-
Der erste Lagerring bildet in einer bevorzugten Weiterbildung einen äußeren Lagerring, der zweite Lagerring einen inneren Lagerring.
-
Der äußere Lagerring ist allgemein derjenige von zwei Lagerringen, der sich in radialer Richtung ausgehend von der Drehachse weiter nach außen hin erstreckt. Entsprechend ist der Innenring derjenige Lagerring, der sich in Richtung der Drehachse weiter nach innen hin erstreckt. Dies bedeutet, dass es mindestens einen Punkt eines äußeren Lagerrings gibt, der einen größeren Abstand zu der Drehachse aufweist, als sämtliche Punkte des inneren Lagerrings. Weiterhin gibt es mindestens einen Punkt eines inneren Lagerrings, dessen Abstand zu der Drehachse geringer ist, als sämtliche Punkte des äußeren Lagerrings.
-
Das erste Stück des zweiten Lagerrings und/oder das zweite Stück des zweiten Lagerrings können jeweils mit mindestens einer axialen Verjüngung, etwa einer Kerbe, spitz zulaufende Vertiefung bzw. Ausnehmung, weitergebildet sein. Die Verjüngung erste Stück des zweiten Lagerrings hinterschneidet die erste Gleitfläche des ersten Stücks des zweiten Lagerrings axial. Entsprechend hinterschneidet die zweite Gleitfläche des zweiten Stücks des zweiten Lagerrings radial. Durch die Verjüngung vermindert sich die Steifigkeit des ersten Stücks bzw. des zweiten Stücks des ersten Lagerrings in radialer Richtung. Dies wiederum führt dazu, dass der zweite Lagerring sich in Reaktion auf ein Biegemoment stärker verformt. Eine derartige Verformung kann erwünscht sein um bei einer Verformung eines Planetenbolzens, in dem ein Planetenrad mittels des Gleitlagers drehbar gelagert ist, auszugleichen.
-
Das oben beschriebene Gleitlager findet vorzugsweise Verwendung in einem Getriebe mit mindestens einem Planetenträger, mindestens einem Planetenbolzen und mindestens einem Planetenrad. Der Planetenträger ist unbeweglich, etwa mittels einer Presspassung, in dem Planetenträger fixiert. Das Gleitlager lagert das Planetenrad drehbar in dem Planetenbolzen. Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um das Getriebe eine Windkraftanlage, insbesondere um das Getriebe einer Windkraftanlage mit einer Nennleistung von mehr als 1MW, 2MW, 3MW, 4MW, 6MW oder 8MW.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Dabei kennzeichnen übereinstimmende Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
-
1 ein mittels eines Axial-Radial-Gleitlagers in einem Planetenbolzen gelagertes Planetenrad; und
-
2 bis 7 Varianten des Axial-Radial-Gleitlagers.
-
Das in 1 dargestellte Axial-Radial-Gleitlager 101 dient dazu, ein Planetenrad 103 drehbar in einem Planetenbolzen 105 zu lagern. In axialer Richtung sind das Gleitlager 101 und damit auch das Planetenrad 103 zwischen einer Schulter 107 des Planetenbolzens 105 und einem Sicherungsring 109 formschlüssig fixiert.
-
Das Planetenrad 103 bildet einen Außenring des Gleitlagers 101 aus, d.h. das Planetenrad 103 und der Außenring des Gleitlagers 101 sind einstückig miteinander verbunden. Ein Innenring des Gleitlagers 101 ist zweistückig ausgeführt, bestehend aus einem ersten Stück 111 und einem zweiten Stück 113.
-
Das erste Stück 111 und das zweite Stück 113 des Innenrings formen jeweils eine zylindrische, d.h. gemäß der Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders geformte Gleitfläche. Hiermit bilden entsprechende Gleitflächen des Planetenrads 103 Gleitflächenpaare.
-
Darüber hinaus weisen das erste Stück 111 und das zweite Stück 113 des inneren Lagerrings jeweils eine kreisringförmige Gleitfläche auf, die mit einer entsprechend geformten Gleitfläche des Planetenrads 103 ein Gleitflächenpaar bildet. Die kreisringförmigen Gleitflächen verlaufen entlang einer toroidförmigen Ausbuchtung 115 im inneren des Planetenrads 103. Die Ausbuchtung 115 greift in eine Nut 117 ein, die von dem ersten Stück 111 und dem zweiten Stück 113 des Innenrings gebildet wird. Hierdurch erfolgt eine axiale Fixierung.
-
Die Gleitflächen zur radialen Fixierung des Planetenrads 103 sind bezüglich der Ausbuchtung 115 bzw. der Nut 117 axial nach außen hin versetzt angeordnet. Dies verbessert die Verwendungssteifigkeit des Gleitlagers 101.
-
Um das Gleitlager 101 mit Schmierstoff zu versorgen, weisen das erste Stück 111 und das zweite Stück 113 des Innenrings Schmierstoffkanäle 119 auf.
-
2 zeigt eine Variante, die sich von dem in 1 abgebildeten Gleitlager dahingehend unterscheidet, dass Anlaufscheiben 201 in die Nut 117 eingesetzt sind. Die Anlaufscheiben 201 leiten axiale Kräfte zwischen der Ausbuchtung 115 und den Wandungen der Nut 117.
-
Bei den in 1 und 2 dargestellten Varianten des Gleitlagers 101 sind sowohl das erste Stück 111 als auch das zweite Stück 113 des Innenrings im Querschnitt L-förmig ausgeführt. Stattdessen kann, wie in 3 dargestellt, eins der beiden Stücke, etwa das zweite Stück 113 des Innenrings im Querschnitt rechteckig ausgeführt sein. Das gesamte zweite Stück 113 des Innenrings hat dann die Form eines Hohlzylinders.
-
Auch ist es möglich, wie in 4 dargestellt, sowohl das erste Stück 111 als auch das zweite Stück 113 des Innenrings im Querschnitt rechteckig auszuführen. Sowohl das erste Stück 111, als auch das zweite Stück 113 haben dann die Form eines Hohlzylinders. Zwischen dem ersten Stück 111 und dem zweiten Stück 113 befindet sich ein Ring 401, durch den die Schmierstoffleitung 119 führt.
-
5 stellt eine Variante des Gleitlagers 101 dar, bei der das zweite Stück 113 des Innenrings so ausgeformt ist, dass ein hohlzylinderförmiges erstes Stück 111 des Innenrings auf das zweite Stück aufgeschoben werden kann. Die Schmierstoffleitung 119 führt durch das zweite Stück 113 des Innenrings.
-
In den 6 und 7 sind Gleitlager 101 dargestellt, bei denen das erste Stück 111 und das zweite Stück 113 des Innenrings mit verschiedenen axial ausgerichteten Einkerbungen 601 versehen sind. Die Einkerbungen 601 verringern gezielt die Steifigkeit des Innenrings. So wird das Gleitlager 101 gegenüber eines entlang eines orthogonal zu der Drehachse des Gleitlagers 101 verlaufenden Torsionsmoments nachgiebig. Dies entkoppelt das Planetenrad 103 Verformungen des Planetenbolzens 105.
-
Bezugszeichenliste
-
- 101
- Gleitlager
- 103
- Planetenrad
- 105
- Planetenbolzen
- 109
- Sicherungsring
- 111
- erstes Stück eines Innenrings
- 113
- zweites Stück eines Innenrings
- 115
- Ausbuchtung
- 117
- Nut
- 119
- Schmierstoffleitung
- 201
- Anlaufscheibe
- 401
- Ring
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
