-
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wälzlager.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet der Wälzlager mit großen Durchmesser, die einen Innenring und einen Außenring haben, die konzentrisch um eine Rotationsachse angeordnet sind, die in einer axialen Richtung verläuft.
-
Solche Wälzlager mit großem Durchmesser können z. B. in einer Tunnelbohrmaschine, in einer Bergbauextraktionsmaschine oder in einer Windturbine verwendet werden.
-
Ein Wälzlager mit großem Durchmesser umfasst zwei konzentrische Innen- und Außenringe und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, wie bspw. Rollen, die zwischen den Ringen angeordnet sind. Das Wälzlager kann ebenfalls mit einem Druckring versehen sein, der durch ein Federsystem gegen die Rollen gedrückt wird, um ein axiales Spiel aufzugheben, das in der Wälzlageranordnung vorliegt, um insbesondere einen Schwingungseinfluss während des Betriebs zu begrenzen. Ein solches System ist aus der
EP-B1-2 851 575 bekannt.
-
Jedoch ist es bei dem Federsystem, das in diesem Patent offenbart ist, nicht möglich, das anfängliche axiale Spiel des Lagers ohne Demontage der Ringe zu messen, da dieses Spiel durch das Federsystem aufgehoben wird.
-
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu überwinden.
-
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, das einen ersten Ring, einen zweiten Ring, zumindest eine Reihe von axialen Wälzkörpern, die zwischen den Ringen angeordnet sind, zumindest einen Druckring, der axial zwischen den axialen Wälzkörpern und dem ersten Ring angeordnet ist und eine Laufbahn für die axialen Wälzkörper begrenzt, und zumindest ein Federsystem aufweist, um den Druckring gegen die axialen Wälzkörper zu drücken.
-
Das Federsystem ist mit einem Drückelement, das in einem Durchgangsloch des ersten Elements aufgenommen ist, und mit zumindest einem Federelement versehen, das eine axiale Kraft ausübt, um das Drückelement gegen den Druckring zu drücken.
-
Gemäß einem allgemeinen Merkmal ist das Drückelement des Federsystems mit einem Gewindeloch versehen, das von der Außenseite des Wälzlagers zugänglich ist.
-
Der Ausdruck „axiale Wälzkörper“ wird verstanden, Wälzkörper zu bedeuten, die dazu ausgelegt sind, axiale Lasten aufzunehmen.
-
Dank der Erfindung ist es möglich, das axiale Spiel in dem Wälzlager ohne Druck zwischen den axialen Wälzkörpern und dem Druckring durch axiale Kompression des Federelements des Federsystems zu messen.
-
Eine Schraube, die in das Gewindeloch des Drückelements eingreift, kann verwendet werden, um das Federelement axial zu komprimieren und ein axiales Spiel zwischen den axialen Wälzkörpern und der Laufbahn des Druckrings zu erzeugen. Daher kann das anfängliche axiale Spiel des Lagers ohne Demontage der Ringe gemessen werden.
-
Bevorzugt erstreckt sich das Durchgangsloch des axialen Rings axial von einer Stirnfläche des ersten Rings.
-
In einer Ausführungsform kann das Drückelement des Federsystems einen Kolben, der axial in Kontakt mit dem Druckring kommt, und einen Stab aufweisen, um den das Federelement montiert ist und der mit dem Gewindeloch versehen ist.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager ferner zumindest eine Reihe von radialen Wälzkörpern, die zwischen dem ersten und zweiten Ring angeordnet sind. Der zweite Ring kann eine auskragende Nase aufweisen, die in eine ringförmige Nut des ersten Rings eingreift und die mit einer axialen Fläche versehen ist, die eine Laufbahn begrenzt, die die radialen Wälzkörper bilden. Der Ausdruck „radiale Wälzkörper“ wird verstanden, Wälzkörper zu bedeuten, die dazu ausgelegt sind, radiale Lasten aufzunehmen.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager zumindest zwei Reihen von axialen Wälzkörpern, die axial auf jeder Seite der Nase des zweiten Rings angeordnet sind.
-
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Messen eines axialen Spiels eines Wälzlagers, wie voranstehend definiert, wobei das Verfahren die Schritte aufweist von:
- - a) Komprimieren des Federelements des Federsystems durch Verwenden einer Schraube, die in dem Gewindeloch des Drückelements eingreift, bis der Druckring axial gegen den ersten Ring drückt, um ein axiales Spiel zwischen dem Druckring und den axialen Wälzkörpern zu erzeugen, und
- - b) Messen des Werts des erzeugten axialen Spiels.
-
Das Verfahren kann ferner nach dem Schritt b) den Schritt des Entfernens der Schraube aus dem Gewindeloch des Drückelements aufweisen.
-
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden durch das Studium der ausführlichen Beschreibung der speziellen Ausführungsformen besser verstanden, die als nicht begrenzende Beispiele gegeben und durch die angehängten Zeichnungen dargestellt werden, in denen:
- 1 ein partieller Querschnitt eines Wälzlagers gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung ist,
- 2 eine detaillierte Ansicht der 1 ist, und
- 3 eine detaillierte Ansicht des Wälzlagers der 1 in einem komprimierten Zustand ist, und
- 4 ein partieller Querschnitt eines Wälzlagers gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung ist.
-
Das Wälzlager, wie es in 1 dargestellt ist, ist ein Wälzlager mit großem Durchmesser, das einen ersten Ring 10 und einen zweiten Ring 12 aufweist. In dem dargestellten Beispiel ist der ersten Ring 10 der Außenring, wohingegen der zweite Ring 12 der Innenring ist. In diesem Beispiel ist der Innenring ein rotierender Ring und der Außenring 10 ist ein nichtrotierender Ring. Das Wälzlager kann z. B. in einer Tunnelbohrmaschine, einer Windturbine oder jeder anderen Anwendung verwendet werden, die ein Wälzlager mit großem Durchmesser verwendet.
-
Der Außen- und der Innenring 10, 12 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Wälzkörperrotationsachse (nicht gezeigt), die in einer axialen Richtung verläuft. Die Ringe 10, 12 sind von einer massiven Art.
-
Der Außenring 10 ist als ein Spaltring gebildet und umfasst einen ersten Ring 14 und einen zweiten Ring 16, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind. Jeder der ersten und zweiten Ringe 14, 16 des Außenrings ist mit mehreren ausgerichteten Durchgangslöchern (nicht gezeigt) versehen, um mit Befestigungsbolzen verbunden zu werden.
-
In dem dargestellten Beispiel umfasst 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, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um ein Radiallager zu bilden.
-
Wie nachstehend beschrieben wird, umfasst das Wälzlager einen Druckring 24, der zwischen der Reihe von axialen Rollen 20 und dem Außenring 10 axial montiert ist. Ein solcher Druckring 24 kann als „elastischer Ring“ bezeichnet werden.
-
Die Rollen 18, 20, 22 von einer Reihe sind identisch zueinander. Jede Rolle 18, 20, 22 umfasst eine zylindrische Außenrollfläche. Die Rotationsachse jeder Rolle 22 ist parallel zu der Achse 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 eine der Rollen 20. Alternativ kann die axiale Länge der Rollen 18 kleiner oder gleich zu einer der Rollen 20 sein.
-
Die Rollen 18 sind axial zwischen den ringförmigen radialen Laufbahnen 26, 28, die entsprechend an dem Innen- und Außenring 12, 10 gebildet sind, angeordnet. Die Laufbahnen 26, 28 liegen einander in der axialen Richtung gegenüber.
-
Die Rollen 20 sind axial zwischen den ringförmigen radialen Laufbahnen 30, 32 angeordnet, die entsprechend an dem Innenring 12 und dem Druckring 24 gebildet sind. Die Laufbahnen 30, 32 liegen axial einander gegenüber. Die Reihen von Rollen 18, 20 sind voneinander in der axialen Richtung beabstandet.
-
Die Rollen 22 sind radial zwischen den ringförmigen axialen Laufbahnen 34, 36 angeordnet, die entsprechend an dem Innen- und Außenring 12, 10 gebildet sind. Die Laufbahnen 34, 36 liegen einander in der radialen Richtung gegenüber. Die Reihe von Rollen 22 ist radial nach außen mit Bezug auf die Reihen der Rollen 18, 20 versetzt. Die Reihe der Rollen 22 befindet sich axial zwischen den Reihen der Rollen 18, 20.
-
Der Außenring 10 umfasst eine ringförmige Nut 38, die sich in einer radialen Richtung nach innen in Richtung des Innenrings 12 öffnet. Der Außenring 10 umfasst eine innere gestufte zylindrische Fläche oder Bohrung 10a, aus der die Nut 38 gebildet wird. Der Außenring 10 umfasst ebenfalls eine äußere zylindrische Fläche 10b, die radial der Bohrung 10a gegenüberliegt. Der Außenring 10 umfasst ferner zwei gegenüberliegende radiale Stirnflächen oder Flächen 10c, 10d, die axial die Bohrung 10a und die Außenfläche 10b des Rings begrenzen. Die Stirnflächen 10c, 10d begrenzen die axiale Dicke des Außenrings 10.
-
Der Innenring 12 umfasst eine ringförmige auskragende Nase 40, die in die ringförmige Nut 38 des Außenrings eingreift. Die Nase 40 erstreckt sich radial nach außen. Die auskragende Nase 40 kragt radial von einer äußeren zylindrischen Fläche des Innenrings aus.
-
Die Reihen von Rollen 18, 20 sind axial zwischen der Nase 40 des Innenrings und der Nut 38 des Außenrings angeordnet. Die Reihen von Rollen 18, 20 sind auf jeder Seite der Nase 40 des Innenrings angeordnet. Die radialen Laufbahnen 26, 30 befinden sich an der Nase 40. Die radialen Laufbahnen 28, 32 befinden sich in der Nut 38 des Außenrings. Die radiale Laufbahn 32 befindet sich an dem Druckring 24.
-
Die Reihe von Rollen 22 ist radial zwischen der Nase 40 des Innenrings und der Nut 38 des Außenrings angeordnet. Die axialen Laufbahnen 34, 36 befinden sich entsprechend an der Nase 40 und der Nut 38. Eine äußere zylindrische Fläche der Nase 40 begrenzt die axiale Laufbahn 34. Ein axialer Boden der Nut 38 begrenzt die axiale Laufbahn 36. Die axiale Laufbahn 36 liegt radial der äußeren zylindrischen Fläche der Nase 40 gegenüber, an der die axiale Laufbahn 34 gebildet ist.
-
In dem dargestellten Beispiel ist der Innenring 12 aus einem Stück hergestellt. Alternativ kann der Innenring 12 in der axialen Richtung in zumindest zwei getrennte Teile geteilt sein, die miteinander gesichert sind. In einer Variante kann die Nase 40 getrennt von dem Hauptteil des Innenrings hergestellt sein.
-
Wie voranstehend erwähnt, ist der Außenring 10 in der axialen Richtung in zwei getrennte Teile geteilt, dem ersten Ring 14 und dem zweiten Ring 16. Der erste und der zweite Ring 14, 16 begrenzen zusammen die Nut 38. Wie voranstehend erwähnt, ist der Druckring 24 axial zwischen den axialen Rollen 20 und dem Außenring 10 montiert. Der Druckring 24 ist axial zwischen den axialen Rollen 20 und dem Außenring 10 angeordnet. Der Druckring 24 ist um den Innenring 12 montiert. Der Druckring 24 ist in der Nut 38 des Außenrings montiert. Der Druckring 24 ist in Translation mit Bezug auf den Außen- und den Innenring 10, 12 frei bewegbar. Der Druckring 24 ist mit zwei gegenüberliegenden radialen Stirnflächen 24a, 24b versehen, die axial die Dicke des Rings begrenzen. Die Stirnfläche 24b des Druckrings begrenzt die radiale Laufbahn 32. Die radiale Laufbahn 32 ist in Kontakt mit der äußeren Rollfläche jeder Rolle 20. Die Stirnfläche 24a des Druckrings bleibt axial von dem Außenring 10 beabstandet, insbesondere von einer radialen Schulter 38a der Nut 38.
-
Das Wälzlager umfasst ferner mehrere Federsysteme 42, um axial den Druckring 24 gegen die axialen Rollen 20 zu drücken. Die Federsysteme 42 sind an dem Außenring 10 montiert. Die Federsysteme 42 sind um den Umfang des Druckrings 24 verteilt. Bevorzugt sind die Federsysteme 42 mit winklig mit Bezug aufeinander gleich beabstandet. Die Federsysteme 42 sind identisch zueinander. Da die Federsysteme 42 identisch sind, wird nur eines von ihnen hierin beschrieben.
-
Wie deutlicher in 2 gezeigt ist, ist das Federsystem 42 mit einem Drückelement 44 versehen, das in einem Durchgangsloch 46 eingreift, das an dem Außenring 10 gebildet ist. Das Drückelement 44 kommt axial in Kontakt mit dem Druckring 24. Das Drückelement 44 umfasst einen Kolben 44a, der axial in Kontakt gegen den Druckring 24 axial auf der Seite gegenüber den Rollen 20 kommt. Der Kolben 44a kommt axial in Kontakt mit der Stirnfläche 24a des Druckrings. Das Drückelement 44 umfasst ebenfalls einen Stab 44b, der sich axial in den Kolben 44a axial auf die Seite gegenüber den Rollen 20 erstreckt. Bevorzugt ist das Drückelement 44 aus einem Stück hergestellt.
-
Das Durchgangsloch 46 des Außenrings erstreckt sich axial. Das Durchgangsloch 46 erstreckt sich axial von der Stirnfläche 10b des Außenrings und öffnet sich in die Nut 38. Das Durchgangsloch 46 liegt axial dem Druckring 24 gegenüber. Das Drückelement 44 kragt axial mit Bezug auf die radiale Schulter 38a der Nut des Außenrings aus.
-
In dem dargestellten Beispiel umfasst das Durchgangsloch 46 einen ersten Abschnitt (nicht bezeichnet), der sich von der Stirnfläche 10b des Außenrings erstreckt, und einen zweiten Abschnitt (nicht bezeichnet), der sich axial von dem ersten Abschnitt erstreckt, in die Nut 38 des Außenrings öffnet und einen größeren Durchmesser hat. Der Kolben 44a des Drückelements 44 ist in dem zweiten Abschnitt des Durchgangslochs 46 montiert. Der Stab 44b erstreckt sich sowohl in dem zweiten als auch dem ersten Abschnitt des Durchgangslochs 46.
-
Das Federsystem 42 ist auch mit elastischen Unterlegscheiben 48 versehen, die eine permanente axiale Vorspannungskraft auf das Drückelement 44 ausüben, um einen axialen Kontakt zwischen dem Druckring 24 und den Rollen 24 sicherzustellen. Die Unterlegscheiben 48 sind um den Stab 44b des Drückelements 44 montiert. Die Unterlegscheiben 48 sind axial zwischen dem Kolben 44a des Drückelements und der radialen Schulter angeordnet, die zwischen den ersten und zweiten Abschnitten des Durchgangslochs 46 vorgesehen sind.
-
In dem dargestellten Beispiel sind die elastischen Unterlegscheiben 48 Belleville-Unterlegscheiben. Alternativ kann es möglich sein, andere Vorspannungselemente vorzusehen, die eine permanente axiale Kraft auf den Druckring 24, z. B. eine Kompressionsfeder, ausüben. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste flache Unterlegscheibe (nicht bezeichnet) axial zwischen den Federunterlegscheiben 48 und dem Außenring 10 angeordnet und eine zweite flache Unterlegscheibe (nicht bezeichnet) ist axial zwischen den Federunterlegscheiben 48 und dem Drückelement 44 angeordnet. Alternativ kann es möglich sein, keine solchen flachen Unterlegscheiben vorzusehen.
-
Das Drückelement 44 des Federsystems ist mit einem Gewindeloch 50 versehen, das axial in Richtung der Außenseite orientiert ist. Das Gewindeloch 50 ist axial in Richtung der Stirnfläche 10c des Außenrings orientiert. Das Gewindeloch 50 ist von der Außenseite des Wälzlagers 10 zugänglich. Das Gewindeloch 50 ist an dem Stab 44b des Drückelements vorgesehen. Das Gewindeloch 50 erstreckt sich axial. Das Gewindeloch 50 erstreckt sich axial von einer Stirnfläche des Stabs 44b, die axial in Richtung der Stirnfläche 10c des Außenrings orientiert ist.
-
Im Gebrauch ermöglicht die axiale Kraft, die durch jedes Federsystem 42 ausgeübt wird, den Druckring 24 an die axialen Rollen 20 zu drücken und ein axiales Spiel aufzuheben, das in der Wälzlageranordnung besteht. Der Druckring 24 ist axial durch die Unterlegscheiben 48 des Federsystems vorgespannt. Das anfängliche axiale Spiel des Wälzlagers wird aufgehoben. Es gibt keine Möglichkeit von axialen relativen Verschiebungen zwischen dem Innen- und Außenring 10, 12.
-
Das Gewindeloch 50 des Drückelements 44 jedes Federsystems ist vorgesehen, eine axiale Spielmessung in dem Wälzlager 10 zu erlauben.
-
Wie in der 3 gezeigt ist, umfasst jedes Federsystem 42 ferner eine temporäre Schraube 52, die sich in dem zugehörigen Durchgangsloch 46 erstreckt und in das Gewindeloch 50 eingreift, das an dem zugehörigen Drückelement 44 vorgesehen ist. Die Schraube 52 ist mit einem Gewindeabschnitt 52a versehen, der in das Gewindeloch 50 eingreift. Die Schraube 52 ist mit einem Schraubenkopf 52b versehen, der sich axial außerhalb des Außenrings 10 befindet. Der Schraubenkopf 52b drückt axial gegen die Stirnfläche 10c des Außenrings mit der Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe 54. Alternativ kann der Schraubenkopf 52b der Schraube in dem Durchgangsloch 46 gegen eine radiale Schulter des Lochs lokalisiert sein.
-
Die Schraube 52 wird verwendet, um die Unterlegscheiben 58 zwischen dem Drückelement 44 des Federsystems und dem ersten Ring 10 zu komprimieren, bis der Druckring 24 axial gegen den Außenring 10 drückt, wie in der 3 gezeigt ist. Die Stirnfläche 24a des Druckrings kommt axial in Kontakt mit dem Außenring 10. Hier in dem dargestellten Beispiel kommt die Stirnfläche 24a des Druckrings axial in Kontakt mit der radialen Schulter 38a der Nut des Außenrings.
-
Ein axiales Spiel 56 wird zwischen dem Druckring 24 und den axialen Rollen 20 erzeugt. Das axiale Spiel 56 wird zwischen der Laufbahn 32 des Druckrings und den axialen Rollen 20 erzeugt.
-
Daher kann der Wert des axialen Spiels in dem Wälzlager 10 gemessen werden.
-
Nach dem Messen des axialen Spiels wird die temporäre Schraube 52 von dem Gewindeloch 50 des Drückelements 44 gelöst. Die axiale Kraft, die durch die Unterlegscheiben 48 ausgeübt wird, die das Drückelement 24 axial gegen den Druckring 24 drückt, drückt den Druckring axial gegen die Rollen 20. Das axiale Spiel 56 wird aufgehoben.
-
In dem dargestellten Beispiel ist der Druckring 24 zwischen dem Außenring 10 und der Reihe von axialen Rollen 20 vorgesehen. Alternativ oder in Kombination kann das Wälzlager mit einem Druckring, der axial zwischen dem Außenring 10 und der Reihe von axialen Rollen 18 angeordnet ist, und mit einem zugehörigen Federsystem ähnlich zu dem, das für den Druckring 24 beschrieben ist, versehen sein.
-
Ansonsten ist, wie voranstehend erwähnt, in diesem Beispiel der erste Ring des Wälzlagers ein feststehender Außenring 10, wohingegen der zweite Ring ein rotierender Innenring 12 ist.
-
Bei einer Alternative kann es möglich sein, eine umgekehrte Anordnung vorzusehen, bei der der erste Ring einen feststehenden Innenring 10 bildet und der zweite Ring einen rotierenden Außenring 12 bildet. In diesem Beispiel ist der Druckring 24 axial zwischen der Reihe von axialen Rollen 20 und dem Innenring 10 montiert. Hierbei sind die Federsysteme 42 an dem Innenring 10 montiert. Die Federsysteme 42 sind ähnlich zu denen, die voranstehend in dem ersten Beispiel beschrieben sind.
-
In den beschriebenen Beispielen wird ein Wälzlager mit drei Reihen von Wälzkörpern bereitgestellt. 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, z. B. Kugeln aufweisen.
-
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
-
