DE102018105992A1

DE102018105992A1 - Zweireihiges Rollenlager, insbesondere Kegelrollenlager

Info

Publication number: DE102018105992A1
Application number: DE102018105992.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Kohlhepp; Jörg Neukirchner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-09-19

Abstract

Zweireihiges Rollenlager, insbesondere Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring (2) sowie zwei axial benachbart zueinander angeordnete Innenringe (3, 4) sowie zwischen dem Außenring (2) und den Innenringen (3, 4) in zwei Reihen (5, 6) angeordnete Rollen (7, 8), wobei wenigstens ein ringförmiges Dichtelement (9) vorgesehen ist, das einen Ringspalt zwischen dem Außenring (2) und einem der Innenringe (3, 4) abdichtet und an einer ringförmigen Befestigungsfläche (14) des Außenrings (2) oder des Innenrings (3, 4) befestigt ist und mit wenigsten einem Dichtabschnitt (11) an einer ringförmigen Dichtfläche (17) des Innenrings (3, 4) oder Außenrings (2) anliegt, wobei zumindest die Dichtfläche (17) oder die Dichtfläche (17) und die Befestigungsfläche (14) im Wesentlichen parallel zur Längsachse (L1, L2) der Rollen (7, 8) verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft ein zweireihiges Rollenlager, insbesondere Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring sowie zwei axial benachbart zueinander angeordnete Innenringe sowie zwischen dem Außenring und den Innenringen in zwei Reihen angeordnete Rollen, wobei wenigstens ein ringförmiges Dichtelement vorgesehen ist, das einen Ringspalt zwischen dem Außenring und einem der Innenringe abdichtet und an einer ringförmigen Befestigungsfläche des Außenrings oder des Innenrings befestigt ist und mit wenigstens einem Dichtabschnitt an einer ringförmigen Dichtfläche des Innen- oder Außenrings anliegt.
Das erfindungsgemäße zweireihige Rollenlager ist zumeist als Großlager ausgebildet und kommt beispielsweise in einer Windkraftanlage, dort beispielsweise als Hauptlager, zum Einsatz. Solche Rollenlager haben oft einen Durchmesser von über einem halben Meter, zumeist von mehr als einem Meter und größer.
Ein derartiges Rollenlager ist beispielsweise aus DE 10 2009 014 923 A1 bekannt. Der Außenring ist zu den beiden Innenringen über jeweils ein Dichtelement beidseits abgedichtet, auch nur eine einseitige Abdichtung ist denkbar. Das Dichtelement in Form eines entsprechenden Dichtrings ist an einem axial an dem Außenring befestigten Haltering angeordnet, der, im Querschnitt gesehen, quasi L-förmig ausgeführt ist und eine am Innenumfang ausgebildete Befestigungsfläche für das Dichtelement aufweist. Das Dichtelement selbst dichtet den sich zwischen diesem Haltering und dem Außenumfang des benachbarten Innenrings ergebenden Spalt ab. Die einander gegenüberliegenden Befestigungs- und Dichtflächen sind radial ausgerichtet, das heißt, dass diese Dichtflächen achsparallel verlaufen und die Dichtung radial wirkt.
Bei der in DE 10 2009 014 923 A1 gezeigten Radialdichtung respektive Lageranordnung besteht das Problem, dass sich unter Last eine gewisse Verkippung der Ringe relativ zueinander einstellt. Eine solche Verkippung führt auch gleichzeitig zu einem geringfügigen axialen Versatz des Dichtelements relativ zur Dichtfläche, so dass unter Last und bei Drehung die Dichtlippe des Dichtelements permanent axial entlang der Dichtfläche gleitet. Diese Axialbeweglichkeit, in Verbindung mit der Radialverformung des Dichtspalts aufgrund der Last, was zu einer dauernden variierenden Druckbelastung des Dichtelements führt, führt zu einer unzulänglichen Dichtung, es kann zu einer Leckage des im Lagerinneren aufgenommenen Schmiermittels kommen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Rollenlager anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Rollenlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest die Dichtfläche oder die Dichtfläche und die Befestigungsfläche im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Rollen verlaufen.
Die Rollen sind mit ihrer Längsachse unter einem definierten Winkel zur Lagerachse angeordnet, dieser Winkel liegt bevorzugt im Bereich von ca. 45°. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass entweder nur die Dichtfläche am Außen- oder am Innenring, oder die Dichtfläche und die Befestigungsfläche am Außen- und am Innenring im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Rollen verlaufen. Die Dichtfläche oder die Dicht- und die Befestigungsfläche werden also entsprechend des Einstellwinkels der Rollenlängsachsen zur Lagerachse ausgerichtet. Die führt dazu, dass auch der entsprechende Dichtabschnitt, üblicherweise in Form einer ringförmigen Dichtlippe, unter einem definierten Winkel relativ zur Lagerachse ausgerichtet werden kann, wobei der Dichtabschnitt respektive die Dichtlippe bevorzugt parallel zur Lagerachse verläuft. Bei einer 45°-Orientierung zumindest der Dichtfläche und einer achsparallelen Ausrichtung der Dichtlippe steht folglich die Dichtlippe zur Dichtfläche ebenfalls unter einem Winkel von 45°.
Diese erfindungsgemäße Ausrichtung führt dazu, dass eine entsprechende Relativbewegung der Ringe zueinander, insbesondere die Axialbewegung, sehr gut über den Dichtabschnitt respektive die Dichtlippe aufgenommen werden kann, da diese Bewegung im Wesentlichen in Richtung des Dichtabschnitts respektive der Dichtlippe erfolgt. Auch im Falle einer etwaigen Variation des Dichtspalts kann diese Spaltverformung sehr gut über den Dichtabschnitt respektive die Dichtlippe aufgenommen werden, die dieser Geometrieänderung ohne weiteres folgen kann. Eine verbesserte Abdichtung ist hierüber sichergestellt.
Zumindest die Dichtfläche ist im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Rollen ausgerichtet. Die Befestigungsfläche muss in diesem Fall nicht ebenfalls parallel zur Rollenlängsachse verlaufen. Die entsprechende Ausrichtung des Dichtabschnitts respektive der Dichtlippe bevorzugt parallel zur Längsachse kann durch entsprechende Geometrie- oder Formgebung des Dichtabschnitts erfolgen. Alternativ dazu besteht aber die bevorzugte Erfindungsvariante, dass die Dichtfläche und die Befestigungsfläche im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Rollen verlaufen. Dies lässt eine sehr einfache Ausgestaltung des Dichtelements zu, das beispielsweise nur aus einem entsprechenden Dichtelementträger, an dem der dichtlippenförmige Dichtabschnitt beispielsweise unter einem Winkel von ca. 45° absteht, besteht.
Dabei kann gemäß einer ersten Erfindungsalternative der Außenring einen angesetzten Ring aufweisen, an dem die Befestigungsfläche oder die Dichtfläche ausgebildet ist. Das heißt, dass zur Ausbildung der entsprechenden Bezugsfläche der Außenring neben dem eigentlichen Ringkörper einen axial angesetzten Ring aufweist, der die entsprechende Flächengeometrie zur Verfügung stellt. Ein solcher Ring ist zweckmäßig, wenn aufgrund der Geometrie des Ringkörpers eine unmittelbare Ausbildung der entsprechenden Flächengeometrie daran nicht möglich ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der Innenring einen angesetzten Ring aufweist, an dem die Dichtfläche oder die Befestigungsfläche ausgebildet ist. Auch am Innenring kann also folglich mit einem entsprechenden angesetzten Ring die benötigte Flächengeometrie erzeugt werden.
Wie bereits beschrieben ist das Dichtelement bevorzugt mit wenigstens einer Dichtlippe versehen, die sich im Wesentlichen axial von einem Trägerring des Dichtelements zur Dichtfläche erstreckt. Bei einer bevorzugten Rollenachsenanordnung von 45° zur Lagerlängsachse und einer parallelen Ausrichtung der Befestigungs- und der Dichtfläche zur Rollenachse und damit einer Anordnung ebenfalls unter 45° zur Lagerlängsachse würde dann auch die Dichtlippe unter einem Winkel von 45° vom Trägerring abstehen, so dass sie sich axial und damit parallel zur Lagerachse erstreckt.
Im Falle eines solchen, im Querschnitt quasi V-förmigen Dichtelements ist es zweckmäßig, wenn das Dichtelement derart angeordnet ist, dass seine V-förmige Nut zum Lagerinneren hin offen ist. Dies führt dazu, dass ein an der Dichtlippe mit geringem Druck anstehendes Schmiermittel diesen Druck auf die Dichtlippe ausübt und diese gegen die Dichtfläche gedrückt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Rollenlagers einer ersten Ausführungsform, und
2 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Rollenlagers einer zweiten Ausführungsform.

1 zeigt eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Rollenlagers 1, hier in Form eines zweireihigen Kegelrollenlagers, umfassend einen Außenring 2 sowie zwei axial benachbart zueinander angeordnete Innenringe 3, 4. Zwischen dem Außenring 2 und den Innenringen 3, 4 sind in zwei Reihen 5, 6 Rollen 7, 8 angeordnet, die auf entsprechenden Laufbahnen am Außenring 2 sowie an den Innenringen 3, 4 wälzen. Die Längsachsen der Rollen 7, 8, in 1 mit L1 und L2 gekennzeichnet, stehen unter einem Winkel von bevorzugt 45° zur Achse A des Rollenlagers 1, wobei die Achse A hier nur angedeutet ist.
Zur Abdichtung des Lagerinneren an zumindest einer Seite ist ein ringförmiges Dichtelement 9 vorgesehen, umfassend einen Trägerring 10 sowie eine davon abstehende Dichtlippe 11, die einen Dichtabschnitt bildet. Das Dichtelement 9 weist eine V-förmige Querschnittsgeometrie auf.
Zur Befestigung des Dichtelements 9 weist der Außenring 2 an seinem zentralen Ringkörper 12 einen angesetzten Ring 13 auf, an dem eine Befestigungsfläche 14 ausgebildet ist. Diese verläuft ersichtlich parallel zur Längsachse L2 der Rollen 8. An dieser Befestigungsfläche 14 ist der Trägerring 10 festgelegt.
Der Innenring 4 weist an seinem Ringkörper 15 ebenfalls einen radial aufgesetzten Ring 16 auf, an dem eine Dichtfläche 17 ausgebildet ist, die ersichtlich ebenfalls parallel zur Längsachse L2 der Rollen 8 steht. Das heißt, dass die Befestigungsfläche 14 und die Dichtfläche 17 beide unter einem Winkel von 45° zur Längsachse A verlaufen.
Infolge der ebenfalls V-förmigen Ausgestaltung des Dichtelements 9 verläuft daher die Dichtlippe 11 parallel zur Längsachse A und überbrückt den abzudichtenden Spalt. Sie liegt an der Dichtfläche 17 an. Eine etwaige Axial- oder Radialbewegung kann aufgrund dieser geometrischen Anordnung sehr gut von der Dichtlippe 11 aufgefangen werden, sie befindet sich stets in Kontakt mit der Dichtfläche 17, was für die permanente Abdichtung vorteilhaft ist.
2 zeigte eine erfindungsgemäße Variante eines zweireihigen Rollenlagers 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier ist ein Außenring 2 sowie zwei Innenringe 3, 4 vorgesehen. Die Reihen 5, 6 der Rollen 7, 8 stehen auch hier unter einem Winkel von 45° mit ihren Längsachsen L1, L2 zur Lagerachse A.
Vorgesehen ist auch hier ein Dichtelement 9, wiederum umfassend einen Trägerring 10 sowie eine in V-Anordnung davon abstehende Dichtlippe 11. Die Anordnung des Dichtelements 9 ist hier jedoch umgekehrt zur Ausführung gemäß 1. Der Trägerring 10 ist an einer Befestigungsfläche 14, die an einem am Ringkörper 15 des Innenrings 4 angesetzten Ring 16 vorgesehen ist, befestigt. Diese Befestigungsfläche 14 verläuft auch hier parallel zur Längsachse L2 der Rollen 8.
Die Dichtfläche 17 ist hier an einem axial an dem Ringkörper 12 des Außenrings 2 angesetzten Ring 13 ausgebildet. Auch diese verläuft parallel zur Längsachse L2 der Rollen 8, verläuft also parallel zur Befestigungsfläche 14. Ersichtlich verläuft auch hier die Dichtlippe 11, die an der Dichtfläche 17 anliegt, parallel zur Lagerachse A, was die bereits zur Ausführungsform gemäß 1 beschriebenen Vorteile mit sich bringt im Falle einer Relativbewegung der Ringe zueinander.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass sich das Dichtelement 9 mit seiner V-Geometrie zum Inneren des Lagers hin, also zu den Rollen 8 öffnet. Etwaiges vom Lagerinneren her an dem Dichtelement 9 anstehendes Schmiermittel wandert in die V-förmige Nut des Dichtelements 9 und drückt von innen gegen die Dichtlippe 11, so dass diese über den Schmiermitteldruck gegen die Dichtfläche 17 gedrückt wird.
Bezugszeichenliste

1: Rollenlager
2: Außenring
3: Innenring
4: Innenring
5: Reihe
6: Reihe
7: Rollen
8: Rollen
9: Dichtelement
10: Trägerring
11: Dichtlippe
12: Ringkörper
13: Ring
14: Befestigungsfläche
15: Ringkörper
16: Ring
17: Dichtlippe
L1: Längsachse
L2: Längsachse
A: Lagerachse

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

DE 102009014923 A1 [0003, 0004]

Claims

Zweireihiges Rollenlager, insbesondere Kegelrollenlager, umfassend einen Außenring (2) sowie zwei axial benachbart zueinander angeordnete Innenringe (3, 4) sowie zwischen dem Außenring (2) und den Innenringen (3, 4) in zwei Reihen (5, 6) angeordnete Rollen (7, 8), wobei wenigstens ein ringförmiges Dichtelement (9) vorgesehen ist, das einen Ringspalt zwischen dem Außenring (2) und einem der Innenringe (3, 4) abdichtet und an einer ringförmigen Befestigungsfläche (14) des Außenrings (2) oder des Innenrings (3, 4) befestigt ist und mit wenigsten einem Dichtabschnitt (11) an einer ringförmigen Dichtfläche (17) des Innenrings (3, 4) oder Außenrings (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Dichtfläche (17) oder die Dichtfläche (17) und die Befestigungsfläche (14) im Wesentlichen parallel zur Längsachse (L1, L2) der Rollen (7, 8) verlaufen.
Zweireihiges Rollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) einen angesetzten Ring (13) aufweist, an dem die Befestigungsfläche (14) oder die Dichtfläche (17) ausgebildet ist, und/oder dass der Innenring (3, 4) einen angesetzten Ring (16) aufweist, an dem die Dichtfläche (17) oder die Befestigungsfläche (14) ausgebildet ist.
Zweireihiges Rollenlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) wenigstens eine Dichtlippe (11) aufweist, die sich im Wesentlichen axial von einem Trägerring (10) des Dichtelements (9) zur Dichtfläche (17) erstreckt.
Zweireihiges Rollenlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9) einen V-förmige Querschnittsgeometrie aufweist, wobei die V-förmige Nut zum Inneren des Rollenlagers (1) hin offen ist.