DE102016222483A1

DE102016222483A1 - Abgedichtetes zweireihiges Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE102016222483A1
Application number: DE102016222483.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Neukirchner; Manuel Rettinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-05-17
Also published as: WO2018091016A1

Abstract

Zweireihiges Kegelrollenlager mit einem Außenring 1, dessen Außendurchmesser wenigstens 1 Meter beträgt, mit einem ersten Innenring 2, mit einem zweiten Innenring 3, der axial neben dem ersten Innenring 2 angeordnet ist, mit einem Satz von kegelig ausgebildeten ersten Wälzkörpern 4, die zwischen dem Außenring 1 und dem ersten Innenring 2 abrollen, mit einem Satz von kegelig ausgebildeten zweiten Wälzkörpern 5, die axial neben den ersten Wälzkörpern 4 angeordnet sind und zwischen dem Außenring 1 und dem zweiten Innenring 3 abrollen, mit wenigstens einem Dichtungsträger 8, der mit dem Außenring 1 verbunden ist, und mit einem Dichtring 10, der am jeweiligen Dichtungsträger 8 drehfest festgelegt ist, wobei jedem Dichtring 10 an seiner axialen Innenseite ein Dichtschild 18 vorgeordnet ist, dessen freier Rand 19 einen radialen Abstand A zu einer mit diesem Dichtring 10 zusammenwirkenden Dichtfläche 13 einhält.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Kegelrollenlager, das als ein Großlager ausgebildet ist, und eine Windenergieanlage mit einem derartigen Kegelrollenlager.
Großlager im Sinne dieser Anwendung sind alle Lager, die einen Außenringdurchmesser von wenigstens einem Meter haben.
Gattungsmäßige Großlager in der Form von zweireihigen Kegelrollenlagern sind etwa aus JP2008082380 A2 bekannt und umfassen einen aus zwei Hälften gebildeten Innenring und einen Außenring, wobei die beiden Hälften der Innenringe axial nebeneinander angeordnet sind. Jeder der beiden Innenringe weist eine Laufbahn auf, die gegenüber einer Laufbahn am Außenring angeordnet ist. Zwischen den jeweiligen Laufbahnen von Innen- und Außenring sind konische Wälzkörper angeordnet, welche im Betrieb des Lagers zwischen den beiden Lagerringen abrollen.
Um möglichst dauerhaft ein reibungsfreies Abrollen der Wälzkörper zwischen den Lagerringen zu gewährleisten ist es üblich, eine Fettschmierung vorzusehen. Um das den Schmierstoff in den Ringraum zwischen den beiden Lagerringen dauerhaft zu halten, ist etwa aus DE 102009014 A1 bekannt, die axialen Enden der Lagerringe mit Dichtringen zu versehen, indem die Dichtringe von mit dem Außenring verbundenen Dichtungsträgern am Außenring festgelegt sind und deren Dichtlippen an am Innenring vorgesehenen Dichtflächen anliegen.
Nach Erkenntnissen der Anmelderin ist diese Art der Abdichtung von Großlagern nur bedingt geeignet, den eingebrachten Schmierstoff im Ringraum zwischen den Lagerringen dauerhaft dort zu halten. So wurde von der Anmelderin festgestellt, dass das bei der Verwendung derartiger Dichtungen im Laufe des Betriebs zu Leckagen kommt und eine aufwendige Neu- oder Nachfettung erfordert.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung für ein zweireihiges Kegelrollengroßlager anzugeben, welche einfach zu realisieren ist und den Austritt von Fett dauerhaft minimiert.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße Großlager ist als ein zweireihiges Kegelrollenlager ausgebildet, das einen Außenring aufweist, dessen Außendurchmesser mindestens 1 Meter, vorzugsweise mindestens 1,5 Meter, noch mehr bevorzugt 2 Meter beträgt sowie einen ersten Innenring und einen zweiten Innenring, der axial neben dem ersten Innenring angeordnet ist. Weiterhin weist das Kegelrollenlager einen ersten Satz von kegelig ausgebildeten ersten Wälzkörpern, die zwischen dem Außenring und dem ersten Innenring abrollen und einen zweiten Satz von kegelig ausgebildeten zweiten Wälzkörpern auf, die axial neben den ersten Wälzkörpern angeordnet sind und zwischen dem Außenring und dem zweiten Innenring abrollen. Ferner ist wenigstens ein Dichtungsträger vorgesehen, der mit dem Außenring verbunden ist und an dem eine Dichtscheibe drehfest festgelegt ist. Das Kegelrollengroßlager zeichnet sich dadurch aus, dass jedem Dichtring an seiner axialen Innenseite ein Dichtschild vorgeordnet ist, dessen freier Rand einen radialen Abstand A zu einer mit diesem Dichtring zusammenwirkenden Dichtfläche einhält.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein dem Dichtring an seiner axialen Innenseite vorgeordnetes Dichtschild die gerade im Großlagerbereich zur Schmierung der Wälzkörper nicht unerheblichen und durch die sich drehenden Wälzkörper bewegten Fett- bzw. Schmierstoffmengen, nicht mehr ungehindert auf die aus elastischem Material gebildeten Dichtringe auftreffen. Vielmehr hält das Dichtschild, welches aus einem nicht nachgiebigen metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff mit ähnlichen Eigenschaften gebildet ist, die bewegten Fett- bzw. Schmierstoffmengen von dem Dichtring fern und sorgt mithin dafür, dass der Dichtring keinen großen, für die Leckagen verantwortlich zeichnenden Axialkräften mehr ausgesetzt wird.
Die Anzahl von Bauteilen des Kegelrollengroßlagers wird nicht verändert, wenn das Dichtschild integraler Bestandteil des Dichtungsträgers ist.
Eine besonders gute Rückhaltewirkung des Dichtschildes ist dann erreicht, wenn eine durch jedes Dichtschild verlaufende Mittellinie, die in ihrer Verlängerung in Richtung der Drehachse des Kegelrollenlagers diese unter Einschluss eines Winkels zwischen 30 und 45° schneidet. Auch muss durch diesen Verlauf des Dichtschilds nicht befürchtet werden, dass das Dichtschild unter Druckbelastung mit dem Dichtring in körperlichen Kontakt kommt.
Eine einfache Festlegung des Dichtrings ist dann gegeben, wenn der Dichtring mittels eines Rings, der mit dem Dichtungsträger etwa durch Schrauben verbindbar ist, und wenn im verbundenen Zustand der Dichtring durch geringe elastische Verformung zwischen dem Dichtungsträger und dem Ring klemmend festgelegt ist.
Ein leichter Austausch des Dichtrings ist dann möglich, wenn der Ring, welcher den Dichtring gegen den Dichtungsträger drückt, segmentiert ausgebildet ist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Windenergieanlage mit einer Rotorwelle, die mit dem erfindungsgemäßen Kegelrollenlager drehbar gelagert ist.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Kegelrollengroßlager im Schnitt;
2 eine Vergrößerung des Dichtungsbereichs gemäß 1

Wege zum Ausführen der Erfindung
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kegelrollengrosslagers in Schnittdarstellung. Das Kegelrollengroßlager hat einen Außendurchmesser von 1,5 m, ist zweireihig ausgebildet und weist einen Außenring 1 mit zwei konischen Laufbahnen auf. Weiterhin weist das Kegelrollengroßlager zwei axial nebeneinander angeordnete Innenringe 2 und 3 mit je einer konischen Laufbahn auf. Der Außenring 1 und die beiden Innenringe 2, 3 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel als in Umfangsrichtung geschlossene Ringe ausgebildet. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die Ringe in einem anderen Ausführungsbeispiel auch geteilt ausgebildet sein können.
Auf der Laufbahn des Innenrings 2 und der benachbarten Laufbahn des Außenrings 1 rollen kegelig ausgebildete Wälzkörper 4 ab. Auf der Laufbahn des Innenrings 3 und der benachbarten Laufbahn des Außenrings 1 rollen kegelig ausgebildete Wälzkörper 5 ab. Die Wälzkörper 4, 5 der beiden Reihen sind jeweils in einem Kä6 angeordnet.
Die beiden Innenringe 2, 3 werden wie nur schematisch gezeigt von einer Rotorwelle RW einer Windkraftanlage durchzogen.
An beiden Axialseiten 7 des Außenrings 1 sind Dichtungsträger 8 vorgesehen, die mit dem Außenring 1 verbunden sind. Auch können in einem anderen -nicht weiter dargestellten- Ausführungsbeispiel der oder die Dichtungsträger 8 einstückiger Teil des Außenrings 1 sein.
Wie 2 entnehmbar ist, ist am Dichtungsträger 8 eine Schulter 9 vorgesehen, an welcher ein Dichtring 10 anliegt. Dieser Dichtring 10 ist aus einem Kunststoff gebildet und weist neben einem Klemmabschnitt 11 und eine sich an den Klemmabschnitt 11 nach untern in Richtung der Drehachse DA erstreckende Dichtlippe 12 auf, die auf einer Dichtfläche 13 des Innenrings 2 aufliegt.
Der Dichtring 10 ist am Dichtungsträger 8 drehfest festgelegt. Dies ist vorliegend so ausgestaltet, dass der Klemmabschnitt 11 des Dichtrings 10 von Segmenten 14, die in Umfangsrichtung aneinandergereiht einen Ring ergeben, gegen die Schulter 9 des Dichtungsträgers 8 gedrückt wird, indem unter gleichzeitiger elastischer Verformung des Klemmabschnitts 11 die Segmente 14 mittels von Schrauben 15 abstandslos an die Ringfläche 16 des Dichtungsträgers 8 angeschraubt sind.
Um zu verhindern, dass im Ringraum 17 zwischen den Innenringen 2, 3 und dem Außenring vorhandenes Fett (nicht dargestellt) durch die Bewegung der Wälzkörper 4, 5 gegen den Dichtring 10 gedrückt wird, ist dem Dichtring 10 an seiner axialen Innenseite, also der Seite, die in Richtung der Wälzkörper 4 weist, ein Dichtschild 18 vorgeordnet, welches in diesem Ausführungsbeispiel einstückiger Bestandteil des Dichtungsträgers 8 ist. Dieses Dichtschild 18, welches in Umfangsrichtung des Kegelrollengroßlagers vollkommen geschlossen ausgebildet ist, hat einen freien Rand 19, welcher einen Abstand A zu der Dichtfläche 13 am Innenring 2 einhält. Dieser Abstand A ist so gewählt, dass in keinem Betriebszustand des Kegelrollengroßlagers der freie Rand 19 des Dichtschilds 18 in körperlichen Kontakt mit der Dichtfläche 13 kommt. Dadurch, dass das Dichtschild 18 mit der Drehachse DA des Lagers einen Winkel α von rund 70° einschließt, also das Dichtschild 16 angestellt verläuft, wird sichergestellt, dass axiale Schmierstoffbewegungen gut vom Dichtschild 18 aufgenommen werden und der Dichtring 10 weitgehend von Schmierstoffkräften entlastet ist.
Bezugszeichenliste

1: Außenring
2: Innenring
3: Innenring
4: Wälzkörper
5: Wälzkörper
6: Käfiig
7: Axialseite
8: Dichtungsträger
9: Schulter
10: Dichtring
11: Klemmabschnitt
12: Dichtlippe
13: Dichtfläche
14: Segmente
15: Schraube
16: Ringfläche
17: Ringraum
18: Dichtschild
19: Freier Rand

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

JP 2008082380 A2 [0003]
DE 102009014 A1 [0004]

Claims

Zweireihiges Kegelrollenlager - mit einem Außenring 1, dessen Außendurchmesser wenigstens 1 Meter beträgt, - mit einem ersten Innenring 2, - mit einem zweiten Innenring 3, der axial neben dem ersten Innenring 2 angeordnet ist, - mit einem Satz von kegelig ausgebildeten ersten Wälzkörpern 4, die zwischen dem Außenring 1 und dem ersten Innenring 2 abrollen, - mit einem Satz von kegelig ausgebildeten zweiten Wälzkörpern 5, die axial neben den ersten Wälzkörpern 4 angeordnet sind und zwischen dem Außenring 1 und den zweiten Innenring 3 abrollen, - mit wenigstens einem Dichtungsträger 8, der mit dem Außenring 1 verbunden und - mit einem Dichtring 10, der am jeweiligen Dichtungsträger 8 drehfest festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Dichtring 10 an seiner axialen Innenseite ein Dichtschild 18 vorgeordnet ist, dessen freier Rand 19 einen radialen Abstand A zu einer mit diesem Dichtring 10 zusammenwirkenden Dichtfläche 13 einhält.
Zweireihiges Kegelrollenlager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtschild 18 integraler Bestandteil des Dichtungsträgers 8 ist.
Zweireihiges Kegelrollenlager nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass durch jedes Dichtschild 18 eine Mittellinie verläuft, die in Verlängerung in Richtung der Drehachse DA des Kegelrollenlagers diese unter Einschluss eines Winkels zwischen 45 und 90° schneidet.
Zweireihiges Kegelrollenlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring 10 mittels eines Rings, der mit dem Dichtungsträger 8 verbindbar ist, am Dichtungsträger 8 festgelegt ist, wobei im verbundenen Zustand unter geringer elastischer Verformung des Dichtrings 10 dieser zwischen dem Dichtungsträger 8 und dem Ring durch Klemmung festgelegt ist.
Zweireihiges Kegelrollenlager nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Ring von einer Mehrzahl Segmenten 14 gebildet ist.
Windenergieanlage mit einem Rotor, der an einer Rotorwelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle RW in einem Kegelrollenlager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche drehbar gelagert ist.