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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Lager.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Gebiet der Großwälzlager, die axiale und radiale Lasten aufnehmen können, und die einen Innenring und einen Außenring haben, die konzentrisch um eine Rotationsachse angeordnet sind, die in einer axialen Richtung verläuft.
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Solche Großwälzlager können beispielsweise in einer Tunnelbohrmaschine, in einer Bergabbaumaschine oder in einer Windturbine verwendet werden.
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Ein Großwälzlager weist zwei konzentrische Innen- und Außenringe und zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern, wie beispielsweise Rollen, auf, die zwischen den Ringen angeordnet sind. Solche Wälzlager sind allgemein sowohl axial als auch radial belastet, häufig mit relativ großen Lasten. In diesem Fall wird Bezug auf ein Orientierungsrollenlager oder ein Schwenkrollenlager genommen.
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Als ein Ergebnis von schweren Lasten nutzen sich Teile des Wälzlagers, genauer die Laufbahnen der Wälzkörper, ab. Die Abnutzung der Ringe und Wälzkörper führt zu einem signifikanten Anstieg des initialen Lagerspiels. Wenn die Abnutzung einen bestimmten Wert überschreitet, kann dies zu einem dramatischen Lagerausfall führen.
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Das Messen der Abnutzung des Lagers durch den Spielanstieg, der eine relative axiale und radiale Verschiebung der Ringe verursacht, hilft, eine Restlebensdauer des Lagers vorherzusagen.
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Solche ungewünschten Bewegungen beeinflussen die korrekte Arbeitsweise des Lagers und der Anwendung mit dem Risiko, dass die Lagerringe in Kontakt kommen und zusammenstoßen. Andere Elemente, die an den Lagerringen angebracht sind, können auch zusammenstoßen.
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Es ist üblich, die Lager zu ersetzen, wenn sie abgenutzt sind. Solche Wartungseingriffe sind teuer, insbesondere aufgrund des Abschaltzeitbedarfs für die Maschinen oder Anlagen. Es ist daher wünschenswert, dass solche Wartungseingriffe rechtzeitig, bevor irgendein Kontakt zwischen den Lagerringen auftritt, aber auch nicht zu früh durchgeführt werden.
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Um den Lagerzustand während seiner Lebensdauer zu überwachen, weist das Wälzlager, das in der Patentanmeldung
FR-A1-3 041 396 offenbart ist, ein ringförmiges magnetisches Ziel, das an dem Innenring befestigt ist, und einen Sensor auf, der an dem Außenring befestigt ist und dem magnetischen Ziel zugewandt ist. Dementsprechend können axiale und winklige relative Bewegungen zwischen dem Innen- und dem Außenring detektiert werden.
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Jedoch erfordert dies die Montage des ringförmigen magnetischen Ziels an dem Innenring, der mehrere Meter Durchmesser haben kann.
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Abgesehen davon wird mit dem Einsatz eines solchen magnetischen Ziels die Messung der axialen Verschiebung zwischen dem Innen- und dem Außenring durch die radiale Verschiebung beeinflusst. Wenn die axiale Verschiebung eines magnetischen Ziels gemessen wird, variiert tatsächlich der Luftspalt zwischen dem Ziel und dem Sensor mit der radialen relativen Bewegung zwischen den Ringen, was eine Messung weniger genau oder sogar unmöglich macht.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lager, das einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweist, die in der Lage sind, konzentrisch relativ zueinander zu rotieren.
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Gemäß einem allgemeinen Merkmal ist zumindest eine Nut an einer axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings gebildet und ist in Richtung des ersten Rings orientiert. Die Nut ist axial durch zwei Seitenkanten begrenzt.
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Gemäß einem anderen allgemeinen Merkmal weist das Lager des Weiteren zumindest einen optischen Sensor auf, der an dem ersten Ring befestigt ist, um einen Strahl zu emittieren, der in Richtung zumindest einer der Seitenkanten der Nut des zweiten Rings orientiert ist. Der optische Sensor ist in der Lage, axiale Positionen der Seitenkante zu detektieren.
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Dank der Erfindung können axiale relative Verschiebungen zwischen den Ringen genau detektiert werden. Tatsächlich werden axiale Positionen der Nut, die an dem zweiten Ring gebildet ist, relativ zu dem ersten Ring durch den optischen Sensor detektiert. Abgesehen davon gibt es keinen Bedarf, ein ringförmiges magnetisches Ziel an einem der Ringe zu befestigen. Die Nut kann einfach an dem zugehörigen Ring maschinell hergestellt werden.
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Vorzugsweise ist die Nut ringförmig. Somit können axiale relative Verschiebungen zwischen den Ringen unabhängig von der Rotationsposition der Ringe detektiert werden.
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Vorteilhafterweise bleibt der optische Sensor radial von einer axialen zylindrischen Fläche des ersten Rings beabstandet, die radial der axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings zugewandt ist, aus der die Nut gebildet ist. Dies reduziert das Risiko, dass Verschmutzung, wie beispielsweise Fett, Staub, Wasser, den optischen Sensor erreicht.
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Die Seitenkanten der Nut des zweiten Rings können sich zumindest teilweise radial erstrecken.
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In einer Ausführungsform weist die Nut zumindest eine keilförmige abgeschrägte Kante auf, die eine der Seitenkanten verlängert und mit der axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings verbunden ist, aus der die Nut gebildet ist. Mit einer solchen Ausgestaltung wird Verschmutzung, die die Messungen des optischen Sensors beeinträchtigen könnte, nicht innerhalb der Nut gehalten. Jedoch kann in einer Variante die Nut frei von einer solchen keilförmigen abgeschrägten Kante sein.
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In einer besonderen Ausführungsform hat zumindest eine der Seitenkanten der Nut eine gestufte Form mit zumindest einem ersten radialen Abschnitt, der mit der axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings, aus der die Nut gebildet ist, verbunden ist, und mit zumindest einem zweiten radialen Abschnitt, der axial in Richtung der anderen Seitenkante der Nut bezüglich des ersten radialen Abschnitts axial versetzt ist. Mit einer solchen Ausgestaltung beeinträchtigt Verschmutzung, die den ersten radialen Abschnitt der Seitennut abdecken könnte, nicht die Detektion der Positionen des zweiten radialen Abschnitts, die durch den optischen Sensor durchgeführt wird.
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Vorteilhafterweise weist der erste Ring ein Durchgangsloch auf, in dem der optische Sensor angeordnet ist. Das Durchgangsloch des ersten Rings kann sich radial von einer axialen zylindrischen Fläche erstrecken, die radial an der Seite gegenüberliegend zu dem zweiten Ring angeordnet ist, und öffnet sich an einer gegenüberliegenden axialen zylindrischen Fläche des ersten Rings, die radial der axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings, aus der die Nut gebildet ist, zugewandt ist.
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Dementsprechend ist der Sensor in das Durchgangsloch eingeführt und in seiner finalen Position in einer einfachen Weise angeordnet. Der erste Ring kann des Weiteren einen Stopfen aufweisen, der das Durchgangsloch abdichtet.
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In einer Ausführungsform weist das Lager des Weiteren zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen Laufbahnen angeordnet sind, die an dem ersten und dem zweiten Ring vorgesehen sind, und eine erste und eine zweite Dichtung auf, die zwischen den Ringen angeordnet sind und zusammen einen geschlossenen Abrollraum definieren, in dem die Reihe von Wälzkörpern untergebracht ist.
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Vorteilhafterweise kann das Lager des Weiteren zumindest eine zusätzliche Dichtung aufweisen, die in dem geschlossenen Abrollraum angeordnet ist und zusammen mit einer der ersten und der zweiten Dichtung einen geschlossenen Detektionsraum begrenzt, in dem sich die Nut öffnet.
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In einer Ausführungsform weist das Lager zumindest eine Reihe von axialen Wälzkörpern, die zwischen radialen Laufbahnen angeordnet sind, die an den Ringen vorgesehen sind, und zumindest eine Reihe von radialen Wälzkörpern aufweist, die zwischen axialen Laufbahnen angeordnet sind, die an den Ringen vorgesehen sind, wobei der zweite Ring einen auskragenden Vorsprung aufweist, der in Eingriff mit einer ringförmigen Nut des ersten Rings ist und mit der axialen Laufbahn des zweiten Rings ausgestattet ist
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Der Begriff „axiale Wälzkörper“ ist als Wälzkörper zu verstehen, die dazu ausgebildet sind, axiale Lasten aufzunehmen, wohingegen der Begriff „radiale Wälzkörper“ als Wälzkörper zu verstehen ist, die dazu ausgebildet sind, radiale Lasten aufzunehmen.
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Der Vorsprung des zweiten Rings kann radial von der axialen zylindrischen Fläche des zweiten Rings, aus der die Nut gebildet ist, auskragen. Der Vorsprung des zweiten Rings kann des Weiteren mit zwei gegenüberliegenden radialen Flanken ausgestattet sein, die die axiale zylindrische Fläche axial begrenzen, wobei eine der radialen Flanken zumindest teilweise die radiale Laufbahn des zweiten Rings begrenzt.
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In einer Ausführungsform weist das Lager zumindest zwei Reihen von axialen Wälzkörpern auf, die jeweils zwischen radialen Laufbahnen, die an den Ringen vorgesehen sind, angeordnet sind, wobei die zwei Reihen von axialen Wälzkörpern axial an jeder Seite des Vorsprungs des zweiten Rings angeordnet sind.
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Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser durch ein Studium der detaillierten Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform verstanden werden, die als nicht beschränkendes Beispiel angegeben und durch die angehängte Zeichnung dargestellt ist, in der:
- 1 ein Teilquerschnitt eines Wälzlagers gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung ist, und
- 2 ein Teilquerschnitt eines Wälzlagers gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung ist.
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Das Wälzlager, wie es in 1 dargestellt ist, ist ein Großwälzlager, das einen ersten Ring 10 und einen zweiten Ring 12 aufweist. In dem dargestellten Beispiel ist der erste Ring 10 der Außenring, wohingegen der zweite Ring 12 der Innenring ist. Das Wälzlager kann beispielsweise in einer Tunnelbohrmaschine, einer Windturbine oder irgendwelchen anderen Anwendungen verwendet werden, die ein Großwälzlager verwenden.
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Der Außen- und der Innenring 10, 12, sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Lagerrotationsachse X-X', die in einer axialen Richtung verläuft. Die Ringe 10, 12 sind solider Bauart.
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Der Außenring 10 ist als ein geteilter Ring gebildet und weist einen ersten Ring 14 und einen zweiten Ring 16 auf, die einer relativ zu dem anderen in der axialen Richtung gestapelt sind. Jeder des ersten und des zweiten Rings 14, 16 des Außenrings 10 ist mit mehreren ausgerichteten Durchgangslöchern (nicht gezeigt) ausgestattet, um durch Passschrauben verbunden zu werden.
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In dem dargestellten Beispiel weist das Wälzlager zwei Reihen von axialen Rollen 18, 20, die zwischen dem Außen- und dem Innenring 10, 12 angeordnet sind, um ein Axiallager zu bilden, und eine Reihe von radialen Rollen 22 auf, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um ein Radiallager zu bilden.
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Wie später beschrieben wird, weist das Wälzlager auch einen optische Sensor 24 zum Detektieren einer axialen relativen Verschiebung zwischen dem Außen- und dem Innenring 10, 12 auf. In dem dargestellten Beispiel ist der optische Sensor 24 an dem Außenring 10 befestigt.
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Die Rollen 18, 20, 22 einer Reihe sind identisch zueinander. Jede Rolle 18, 20, 22 weist eine zylindrische Außenabrollfläche und zwei gegenüberliegende stirnseitige Endflächen auf, die die Außenabrollfläche begrenzen. Die Rotationsachse jeder Rolle 22 ist parallel zu der Achse X-X' des Lagers und senkrecht zu den Achsen jeder der Rollen 18, 20. In dem dargestellten Beispiel ist die axiale Länge der Rollen 18 größer als die der Rollen 20. Alternativ kann die axiale Länger der Rollen 18 kleiner sein als die der Rollen 20, oder kann gleich sein.
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Die Rollen 18 sind axial zwischen ringförmigen radialen Laufbahnen 26, 28 angeordnet, die jeweils an dem Innen- und dem Außenring 12, 10 gebildet sind. Jede radiale Laufbahn 26, 28 hat im Querschnitt ein gerades Innenprofil in Kontakt mit den Abrollflächen der Rollen 18. Die Laufbahnen 26, 28 sind einander in der axialen Richtung zugewandt.
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Die Rollen 20 sind axial zwischen den ringförmigen radialen Laufbahnen 30, 32 angeordnet, die jeweils an dem Innen- und dem Außenring 12, 10 gebildet sind. Jede radiale Laufbahn 30, 32 hat im Querschnitt ein gerades Innenprofil in Kontakt mit den Abrollflächen der Rollen 20. Die Laufbahnen 30, 32 sind einander axial zugewandt. Die Reihen von Rollen 18, 20 sind voneinander in der axialen Richtung beabstandet.
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Die Rollen 22 sind radial zwischen ringförmigen axialen Laufbahnen 34, 36 angeordnet, die jeweils an dem Innen- und dem Außenring 12, 10 gebildet sind. Jede axiale Laufbahn 34, 36 hat im Querschnitt ein gerades Innenprofil in Kontakt mit den Abrollflächen der Rollen 22. Die Laufbahnen 34, 36 sind ineinander in der radialen Richtung zugewandt. Die Reihe von Rollen 22 ist radial nach außen bezüglich der Reihe von Rollen 18, 20 versetzt. Die Reihe von Rollen 22 ist axial zwischen den Reihen von Rollen 18, 20 angeordnet.
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Der Außenring 10 weist eine ringförmige Nut 38 auf, die sich in einer radialen Richtung nach innen in Richtung des Innenrings 12 öffnet. Der Außenring 10 weist eine gestufte zylindrische Innenfläche oder -bohrung 10a auf, aus der die Nut 38 gebildet ist. Der Außenring 10 weist auch eine zylindrische Außenfläche 10b auf, die radial gegenüberliegend zu der Bohrung 10a ist. Der Außenring 10 weist des Weiteren zwei gegenüberliegende radiale stirnseitige Flächen 10c, 10d auf, die axial die Bohrung 10a und die Außenfläche 10b des Rings begrenzen.
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Der Innenring 12 weist einen ringförmigen auskragenden Vorsprung 40 auf, der in die ringförmige Nut 38 des Außenrings 10 eingreift. Der Vorsprung 40 erstreckt sich radial nach außen.
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Der Innenring 12 weist eine zylindrische Innenbohrung 12a und eine gestufte zylindrische Außenfläche 12b auf, die radial gegenüberliegend zu der Bohrung 12a ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Bohrung 12a des Innenrings 12 mit einer Verzahnung (ohne Bezugszeichen) ausgestattet. Der Innenring 12 weist des Weiteren zwei gegenüberliegende radiale stirnseitige Flächen 12c, 12d auf, die axial die Bohrung 12a und die zylindrische Außenfläche 12b begrenzen. Der auskragende Vorsprung 40 kragt radial von der zylindrischen Außenfläche 12b aus.
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Die Reihen von Rollen 18, 20 sind axial zwischen dem Vorsprung 40 des Innenrings und der Nut 38 des Außenrings angeordnet. Die Reihen von Rollen 18, 20 sind an jeder Seite des Vorsprungs 40 des Innenrings angeordnet. Die radiale Laufbahn 26 ist an dem Vorsprung 40 und an einem radialen Abschnitt der gestuften zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings angeordnet. Alternativ kann die radiale Laufbahn 26 vollständig an dem Vorsprung 40 angeordnet sein. Die radiale Laufbahn 30 ist an dem Vorsprung 40 angeordnet. Die radialen Laufbahnen 28, 32 sind an der Nut 38 des Außenrings angeordnet.
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Genauer begrenzt eine erste radiale Flanke des Vorsprungs 40 teilweise die radiale Laufbahn 26 für die Rollen 18. Eine erste radiale Flanke der Nut 38, die axial der ersten radialen Flanke des Vorsprungs 40 zugewandt ist, begrenzt die radiale Laufbahn 28 für die Rollen 18. Eine zweite Flanke des Vorsprungs 40 und eine zugewandte zweite Flanke der Nut 38 begrenzen jeweils die radialen Laufbahnen 30, 32 für die Rollen 20. Die gegenüberliegende erste und zweite Flanke des Vorsprungs 40 begrenzen axial den Vorsprung. In ähnlicher Weise begrenzen die gegenüberliegende erste und zweite Flanke der Nut 38 axial die Nut. Jede der ersten und zweiten Flanke des Vorsprungs 40 erstreckt radial die zylindrische Außenfläche 12b des Innenrings.
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Die Reihe von Rollen 22 ist radial zwischen dem Vorsprung 40 des Innenrings und der Nut 38 des Außenrings angeordnet. Die axialen Laufbahnen 34, 36 sind jeweils an dem Vorsprung 40 und der Nut 38 angeordnet. Eine zylindrische Außenfläche des Vorsprungs 40 begrenzt die axiale Laufbahn 34. Die zylindrische Außenfläche des Vorsprungs 40 und die zylindrische Außenfläche 12b sind radial versetzt. Als ein Ergebnis sind die axiale Laufbahn 34 und die zylindrische Außenfläche 12b auch radial versetzt. Die zylindrische Außenfläche des Vorsprungs 40 erstreckt sich axial zwischen den gegenüberliegenden radialen Flanken des Vorsprungs.
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Ein axialer Boden der Nut 38 begrenzt die axiale Laufbahn 36. In dem dargestellten Beispiel ist ein ringförmiger Spalt 41 in dem Boden der Nut 38 gebildet und begrenzt die axiale Laufbahn 36. Die axiale Laufbahn 36 ist radial der zylindrischen Außenfläche des Vorsprungs 40 zugewandt, auf der die axiale Laufbahn 34 gebildet ist.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Innenring 12 einstückig hergestellt. Alternativ kann der Innenring 12 in der axialen Richtung in zumindest zwei getrennte Teile geteilt sein, die aneinander gesichert sind. In einer anderen Variante kann der Vorsprung 40 getrennt von dem Hauptteil des Innenrings hergestellt sein.
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Wie vorher erwähnt, ist der Außenring 10 in der axialen Richtung in zwei getrennte Teile, den ersten Ring 14 und den zweiten Ring 16, geteilt. Der erste und der zweite Ring 14, 16 begrenzen zusammen die Nut 38. Die radiale Laufbahn 28 ist an dem ersten Ring 14 angeordnet und die radiale Laufbahn 32 ist an dem zweiten Ring 16 des Außenrings 10 angeordnet.
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Das Wälzlager weist des Weiteren an jeder Seite eine ringförmige Dichtung 42, 44 auf, die an dem Innenring 12 befestigt ist und vorgesehen ist, um den radialen Raum, der zwischen den Ringen 10, 12 existiert, zu schließen. Dieser radiale Raum ist zwischen der Bohrung 10a des Außenrings und der zylindrischen Außenfläche 12b und der Außenfläche des Vorsprungs 40 des Innenrings definiert.
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Ein geschlossener Raum 46 ist zwischen dem Innen- und dem Außenring 12, 14 und den Dichtungen 42, 44 definiert, in dem die Reihen von Wälzkörpern 18, 20 und 22 untergebracht sind.
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Jede Dichtung 42, 44 ist in einer Nut (ohne Bezugszeichen) befestigt, die an der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings gebildet ist, und kommt in Kontakt mit dem Außenring 10. Die Dichtung 42 kommt in Kontakt mit der radialen stirnseitigen Fläche 10c des Außenrings. Die Dichtung 44 kommt in Kontakt mit der Bohrung 10a des Außenrings axial nahe an der Reihe von Rollen 18. Alternativ könnte es möglich sein, eine umgekehrte Anordnung für zumindest eine der Dichtungen 42, 44 vorzusehen, wobei die Dichtung an dem Außenring 10 befestigt ist und in Reibkontakt mit dem Innenring 12 kommt.
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Wie vorher erwähnt, ist der optische Sensor 24 vorgesehen, um eine axiale relative Verschiebung zwischen dem Außen- und dem Innenring 10, 12 zu detektieren. Zu diesem Zweck ist auch eine ringförmige Nut 50 an dem Innenring gebildet. In dem dargestellten Beispiel ist die Nut 50 an der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings gebildet.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Sensor 24 radial der Nut 50 des Innenrings zugewandt. Der Außenring 14 ist mit einem radialen Durchgangsloch 52 ausgestattet, in dem der Sensor 24 angeordnet ist. Das Durchgangsloch 52 erstreckt sich von der Außenfläche 10b des Außenrings und öffnet sich an der Bohrung 12a. Das Durchgangsloch 52 ist radial der Nut 50 des Innenrings zugewandt.
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Der Sensor 24 ist in dem Durchgangsloch 52 befestigt und bleibt radial von der Bohrung 10a des Außenrings beabstandet. Vorzugsweise ist die Form des Durchgangslochs 52 komplementär zu der des Sensors 24.
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Der Außenring 10 weist des Weiteren einen Stopfen 54 auf, der das Durchgangsloch 52 schließt und abdichtet. Der Stopfen 54 ist radial in dem Durchgangsloch 52 angeordnet. Der Stopfen 54 ist in dem Durchgangsloch 52 durch irgendein geeignetes Mittel, beispielsweise durch Kraftschluss, gesichert. Der Stopfen 54 ist bündig mit der zylindrischen Außenfläche 10b des Außenrings.
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Der optische Sensor 24 weist einen Sensorkörper 56 auf, der in dem Durchgangsloch 52 des Außenrings befestigt ist. Der Sensorkörper 56 ist in dem Durchgangsloch 52 durch irgendein geeignetes Mittel, beispielsweise durch Kraftschluss, gesichert.
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In dem offenbarten Beispiel weist der optische Sensor 24 auch ein Ausgangsverbindungskabel 58 zum Übertragen von Messdaten auf, das sich nach außen relativ zu dem Sensorkörper 56 erstreckt. Das Ausgangskabel 58 erstreckt sich radial nach außen. Der Stopfen 54 ist mit einer Durchgangsöffnung (ohne Bezugszeichen) versehen, in der das Ausgangskabel 58 durchgehen kann. Das Ausgangskabel 58 verbindet den Sensor 24 mit einer Steuereinheit (nicht gezeigt), um gemessene Messungen zu übertragen. Alternativ kann der Sensor 24 in dem Fall eines kabellosen Sensors frei von einem solchen Ausgangskabel sein.
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Der Sensorkörper 56 des Sensors 24 hat eine Längsachse 60, die sich radial erstreckt. Die Achse 56 bildet auch die optische Achse des Sensors 24. Der Sensor 24 emittiert einen Strahl (schematisch in gestrichelten Linien dargestellt), der auf die zylindrische Außenfläche 12b und die Nut 50 des Innenrings zeigt.
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Beispielsweise kann der Strahl, der von dem Sensor 24 emittiert wird, auf die zylindrische Außenfläche 12b und die Nut 50 des Innenrings als eine Linie projiziert werden. Alternativ kann der projizierte Strahl des Sensors andere Formen haben, beispielsweise eine kreisförmige Form. Beispielsweise ist der Strahl, der von dem Sensor 24 emittiert wird, ein Licht- oder Laserstrahl. Der Strahl kann ein unsichtbarer oder ein sichtbarer Lichtstrahl sein.
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Die Nut 50 erstreckt sich radial nach innen von der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings. Die Nut 50 ist axial durch zwei Seitenwände oder -kanten 50a, 50b begrenzt. Die Seitenkanten 50a, 50b sind einander axial zugewandt. Die Seitenkanten 50a, 50b sind axial voneinander beabstandet. Die Nut 50 weist auch einen Boden 50c auf, der mit den Seitenkanten 50a, 50b verbunden ist. Die zylindrische Außenfläche 12b des Innenrings und der Boden 50c der Nut sind radial versetzt.
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In dem dargestellten Beispiel erstrecken sich die Seitenkanten 50a, 50b der nutradial und der Boden 50c erstreckt sich axial. Die Nut 50 hat eine rechteckige Form im Querschnitt. Alternativ kann die Nut 50 andere Formen haben, beispielsweise eine V-förmigen Querschnitt. In diesem Fall erstrecken sich die Seitenkanten 50a, 50b der Nut schräg und die Nut kann mit oder ohne dem Boden 50c vorgesehen sein.
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In dem dargestellten Beispiel weist die Nut 50 des Weiteren eine keilförmige abgeschrägte Kante 50d auf, die die Seitenkante 50a verlängert und mit der zylindrischen Außenfläche 12b verbunden ist. Diese keilförmige abgeschrägte Kante 50d ist vorgesehen, um keine Verschmutzung innerhalb der Nut 50 zu halten, die die Messungen des Sensors 24 beeinträchtigen könnte.
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Zu diesem Zweck weist das Wälzlager des Weiteren eine zusätzliche Dichtung 62 auf, die in dem geschlossenen Raum 46 angeordnet ist, der durch die Dichtungen 42, 44 begrenzt ist. Die Dichtung 62 ist axial nahe an der Dichtung 42 angeordnet. Die Dichtung 62 ist axial zwischen der Dichtung 42 und der Reihe von axialen Rollen 20 angeordnet. In dem dargestellten Beispiel ist die Dichtung 62 in einer Nut (ohne Bezugszeichen) befestigt, die an der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings gebildet ist, und kommt in Kontakt mit dem Außenring 10. Die Dichtung 42 kommt in Kontakt mit der Bohrung 10a des Außenrings nahe an dem Durchgangsloch 52. Alternativ kann die Dichtung 62 an dem Außenring 14 befestigt sein und in Reibkontakt mit dem Innenring 12 kommen.
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Radial zwischen dem Außen- und dem Innenring 10 und 12 begrenzt die Dichtung 62 zusammen mit der Dichtung 42 einen geschlossenen Detektionsraum 64, in dem sich die Nut 50 des Innenrings und das Durchgangsloch 52 des Außenrings öffnen. Nur die Nut 50 und das Durchgangsloch 52 sind in dem Detektionsraum 64 angeordnet. Es gibt keine Reihe von Rollen in dem Detektionsraum 64.
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Der Strahl, der durch den Sensor 24 emittiert wird, ist in Richtung der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings und der Nut 50, insbesondere den Seitenkanten 50a, 50b der Nut, orientiert. Der Lichtstrahl wird durch die zylindrische Außenfläche 12b und die Nut 50 reflektiert. Der Sensor 24 ist in der Lage, die Positionen der Seitenkanten 50a, 50b zu detektieren. Beispielsweise kann der Sensor 24 zumindest eine Messmode von bekannten Positionen aufweisen. Vorzugsweise ist der Sensor 24 frei von einem Deflektor. Beispielsweise kann der Sensor 24 ein PosCon-Sensor sein, der von Baumer verfügbar ist.
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Wenn sich die Seitenkanten 50a, 50b der Nut durch den Strahl, der durch den Sensor 24 emittiert wird, bewegen, wird eine solche axiale Verschiebung der Seitenkanten 50a, 50b durch den Sensor detektiert. Dementsprechend wird die axiale Verschiebung der Nut 50, und allgemeiner des Innenrings 12, relativ zu dem Außenring 10 durch den Sensor 24 detektiert.
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Das Beispiel, das in 2 gezeigt ist, in dem identische Teile identische Bezugszeichen haben, unterscheidet sich von dem vorherigen Beispiel nur darin, dass die Seitenkante 50b der Nut 50 des Innenrings eine gestufte Form hat. Die Seitenkante 50b ist mit einem ersten radialen Abschnitt, der mit der axialen zylindrischen Fläche 12b des zweiten Rings verbunden ist, und mit einem zweiten radialen Abschnitt ausgestattet, der axial in Richtung der Seitenkante 50a bezüglich des ersten radialen Abschnitts versetzt ist. Der zweite radiale Abschnitt der Seitenkante 50b ist mit dem Boden 50c verbunden. Die Seitenkante 50b ist auch mit einem ringförmigen axialen Abschnitt ausgestattet, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten radialen Abschnitt erstreckt.
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Mit einer solchen Ausgestaltung der Nut beeinträchtigt Verschmutzung, die den ersten radialen Abschnitt der Seitennut 50b abdecken könnte, nicht die Detektion der Positionen des zweiten radialen Abschnitts, die durch den Sensor 24 durchgeführt wird.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Strahl, der durch den Sensor 24 emittiert wird, in Richtung der zwei Seitenkanten 50a, 50b der Nut orientiert. Alternativ kann der Strahl des Sensors 24 in Richtung nur einer der Seitenkanten 50a, 50b orientiert sein.
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In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich die optische Achse 60 des Sensors radial. Alternativ kann sich die optische Achse 60 des Sensors schräg erstrecken. Jedoch kann in diesem Fall die Befestigung des Sensors 24 an dem Außenring nicht mit dem radialen Durchgangsloch 52 erreicht werden. In diesem Fall kann der Sensor 24 der Nut 50 nicht radial zugewandt sein.
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In dem dargestellten Beispiel ist die Nut 50 an der zylindrischen Außenfläche 12b des Innenrings axial zwischen der Reihe von axialen Rollen 20 und der Dichtung 42 gebildet. Alternativ könnte es gemäß der Ausgestaltung des Wälzlagers möglich sein, die Nut an einer anderen Zone der zylindrischen Außenfläche 12b vorzusehen. In einer Variante könnte es auch möglich sein, die Nut 50 an der zylindrischen Außenfläche des Vorsprungs 40 des Innenrings, auf der die axiale Laufbahn 34 gebildet ist, vorzusehen. In diesem Fall ist der Sensor 24 axial zwischen der Reihe von radialen Rollen 22 und der Reihe von axialen Rollen 20 oder 18 angeordnet.
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Ansonsten, wie vorher erwähnt ist, ist der erste Ring des Wälzlagers in diesen dargestellten Beispielen der Außenring 10, wohingegen der zweite Ring der Innenring 12 ist.
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Als eine Alternative könnte es möglich sein, eine umgekehrte Anordnung vorzusehen, wobei der erste Ring den Innenring bildet und der zweite Ring den Außenring bildet. In diesem Fall ist die Nut 50 an der axialen zylindrischen Innenfläche des Außenrings, die die Bohrung des Außenrings bildet, gebildet und der optische Sensor 24 ist an dem Innenring befestigt.
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In den beschriebenen Beispielen ist das Wälzlager mit drei Reihen von Wälzkörpern ausgestattet. Alternativ kann das Wälzlager nur eine Reihe von Wälzkörpern, oder zwei Reihen von Wälzkörpern, oder vier oder mehr Reihen von Wälzkörpern aufweisen. In dem dargestellten Beispiel sind die Wälzkörper Rollen. Das Wälzlager kann andere Arten von Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, aufweisen. In einer anderen Variante kann das Lager auch ein Gleitlager sein, das keine Wälzkörper hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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