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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wälzlager.
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Die Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet von Wälzlagern mit großen Durchmessern, 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 Wälzlager mit großem Durchmesser können z. B. in einer Tunnelbohrmaschine, in einer Bergbauextraktionsmaschine oder in einer Windturbine verwendet werden. Wälzlager mit großem Durchmesser können ebenfalls in dem Gebiet der Verteidigung, wie bspw. bei Radar, Char oder Bodenbewegungsanwendungen verwendet werden.
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Ein Wälzlager mit großem Durchmesser umfasst zwei konzentrische Innen- und Außenringe und zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen den Ringen angeordnet sind.
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Um den Transport und/oder den Zusammenbau an einer entsprechenden Maschine zu ermöglichen, können der Innen- und der Außenring des Wälzlagers in zumindest zwei Teilringe geteilt sein, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind. Dazu kann jeder Teilring auch in mehrere aufeinanderfolgende umfängliche Ringsegmente geteilt sein.
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Daher müssen nach der Lieferung die verschiedenen Teile jedes Innen- und Außenrings miteinander verbunden werden, um den Spaltring zusammenzubauen.
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Jedoch können während des Zusammenbaus des inneren oder äußeren Spaltrings kleine Fehlausrichtungen zwischen den Teilringen auftreten. In diesem Fall wird der Zusammenbauvorgang des Wälzlagers unterbrochen, bis die Teilringe auseinandergebaut und dann neu ausgerichtet sind.
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Dieser Ausrichtungsschritt kann arbeitsaufwendig sein, den Zusammenbauvorgang unterbrechen und zu erhöhten Kosten des gesamten Wälzlagers führen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu überwinden.
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Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, das einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweist, die dazu geeignet sind, konzentrisch relativ zueinander zu rotieren, wobei der erste Ring in zumindest einen ersten und einen zweiten Teil getrennt ist, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind.
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Gemäß einem allgemeinen Merkmal umfasst das Wälzlager ferner mehrere Kegelstifte, die sich jeweils in ausgerichtete Durchgangslöcher des ersten und zweiten Teils des ersten Rings erstrecken. Das Wälzlager umfasst ebenfalls mehrere Muttern, die auf die Kegelstifte geschraubt sind.
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Gemäß einem anderen allgemeinen Merkmal hat jedes der ausgerichteten Durchgangslöcher zumindest einen verjüngten Abschnitt in Kontakt mit dem zugehörigen Kegelstift.
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Dank der Erfindung können, falls während des Zusammenbaus des ersten Rings kleine Fehlausrichtungen zwischen den Durchgangslöchern des ersten und zweiten Teils auftreten, diese Teile mit der Montage der Kegelstifte in die Löcher und dem Befestigen der Muttern neu ausgerichtet werden.
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Jeder Stift kann mit einem Gewindeteil, auf den die zugehörige Mutter geschraubt ist, und mit einem glatten verjüngten Abschnitt versehen sein, der sich in die verjüngten Abschnitte der zugehörigen ausgerichteten Durchgangslöcher des ersten und zweiten Teils des ersten Rings erstreckt. Unter dem Begriff „glatt“ wird verstanden, das Fehlen eines Gewindes zu bedeuten.
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Die Muttern können axial in Kontakt gegen eine Stirnfläche des ersten Rings kommen. Alternativ können die Muttern axial mit Bezug auf die Stirnfläche des ersten Rings zurückgesetzt sein.
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In einer Ausführungsform ist zumindest einer der ersten und zweiten Teile des ersten Rings weiterhin in mehrere aufeinanderfolgende umfängliche Ringsegmente geteilt. Bevorzugt ist jeder der ersten und zweiten Teile ferner in mehrere aufeinanderfolgende umfängliche Ringsegmente geteilt.
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Gemäß einer speziellen Anordnung ist jedes Paar von gegenüberliegenden Enden von zwei aufeinanderfolgenden Ringsegmenten des ersten Teils des ersten Rings umfänglich mit Bezug auf das Paar der gegenüberliegenden Enden der aufeinanderfolgenden Ringsegmente des zweiten Teils des ersten Rings versetzt.
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In einer Ausführungsform kann zumindest einer der ersten und zweiten Teile des ersten Rings aus einem Stück hergestellt sein.
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Bevorzugt sind die ersten und zweiten Teile nur durch die Kegelstifte und die Muttern miteinander gesichert.
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In einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager ferner zumindest eine Reihe von Wälzkörpern, die zwischen Laufbahnen des ersten und zweiten Rings angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft auch einen Ring für eine Lagerteilung in einen ersten und zweiten Teil, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind.
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Der Ring umfasst ferner mehrere Kegelstifte, die sich in ausgerichtete Durchgangslöcher des ersten und zweiten Teils erstrecken, und mehrere Muttern, die auf die Kegelstifte geschraubt sind, wobei jedes der ausgerichteten Durchgangslöcher zumindest einen verjüngten Abschnitt im Kontakt mit dem zugehörigen Kegelstift hat.
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Der Ring kann der Innen- oder der Außenring des Lagers sein. Der Ring kann ebenfalls ein Dichtring oder eine andere Art von Ring sein, die für ein Lager gedacht sind.
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Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser durch das Studium der ausführlichen Beschreibung der speziellen Ausführungsformen verstanden, die als nicht begrenzende Beispiele gegeben werden und durch die angehängten Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
- 1 ein partieller Querschnitt eines Wälzlagers gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung ist,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Innenrings des Wälzlagers der 1 ist, und
- 3 ein partieller Querschnitt eines Wälzlagers gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung ist.
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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 erste Ring 10 der Innenring, wohingegen der zweite Ring 12 der Außenring ist. In diesem Beispiel ist der Innenring 10 ein rotierender Ring und der Außenring 12 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.
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Der Innen- und der Außenring 10, 12 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Lagerrotationsachse (nicht gezeigt), die in einer axialen Richtung verläuft. Die Ringe 10, 12 sind von einer massiven Art.
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Der Innenring 10 ist als ein Spaltring gebildet und umfasst einen ersten Teil 14 und einen zweiten Teil 16, die relativ zueinander in der axialen Richtung gestapelt sind.
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Wie nachstehend beschrieben wird, ist jeder der ersten und zweiten Teilringe oder Teile 14, 16 des Innenrings mit mehreren ausgerichteten Durchgangslöchern 18, 20 versehen. Jedes Paar von ausgerichteten Durchgangslöchern 18, 20 liegt sich radial gegenüber.
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Das Wälzlager umfasst ebenfalls eine Reihe von Wälzkörpern 22, die hierin in der Form von Kugeln bereitgestellt sind, die zwischen den Innen- und Außenringen 10, 12 montiert sind. Das Wälzlager umfasst ferner einen Käfig 24 zum Halten des regelmäßigen umfänglichen Abstands der Wälzkörper 22.
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Der Innenring 10 umfasst eine zylindrische Bohrung 10a und eine gegenüberliegende äußere zylindrische Fläche 10b, aus der eine torusförmige kreisförmige Laufbahn (nicht bezeichnet) für die Wälzkörper 22 gebildet ist, wobei die Laufbahn radial nach außen gerichtet ist. Die Bohrung 10a ist mit einer Getriebezahnung (nicht bezeichnet) versehen.
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Der Innenring 10 umfasst ferner zwei gegenüberliegende radiale Stirnseitenflächen 10c, 10d, die axial die Bohrung 10a und die Außenfläche 10b des Rings begrenzen. Die Seitenflächen 10c, 10d begrenzen die axiale Dicke des Innenrings 10. Wie voranstehend erwähnt, ist der Innenring 10 in der axialen Richtung in zwei getrennte Teile geteilt, wobei der erste Teil 14 und der zweite Teil 16 ist. Der erste Teil 14 begrenzt die Seitenfläche 10c, während der zweite Teil 16 die Seitenfläche 10d begrenzt. Hierbei begrenzen die ersten und zweiten Teile 14, 16 zusammen die Laufbahn für die Wälzkörper 22.
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Das Wälzlager umfasst ferner mehrere Befestigungsbolzen oder Stifte 26, die sich in zwei ausgerichtete Durchgangslöcher 18, 20 des Innenrings erstrecken und mehrere Muttern 28, die auf die Stifte geschraubt sind. Die Stifte 26 sind um den Umfang des Innenrings 10 verteilt. Bevorzugt sind die Stifte 26 winklig mit Bezug aufeinander gleich beabstandet. Die Stifte 26 sind identisch zueinander. Da die Durchgangslöcher 18, 20 und die Stifte 26 identisch sind, wird nur eins von ihnen hierin beschrieben.
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Der Stift 26 ist mit einem glatten verjüngten Abschnitt 26a versehen, der sich in beide ausgerichtete Durchgangslöcher 18, 20 erstreckt und mit einem Gewindeabschnitt 26b versehen, auf den die zugehörige Mutter 28 geschraubt wird. Der verjüngte Abschnitt 26a kommt radial in Kontakt mit den Durchgangslöchern 18, 20. Der Gewindeabschnitt 26b verlängert radial den verjüngten Abschnitt 26a. Der Gewindeabschnitt 26b hat eine zylindrische Form. In dem offenbarten Beispiel kragt der Gewindeabschnitt 26b des Stifts axial mit Bezug auf die Stirnfläche 10c des Innenrings aus.
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Das Durchgangsloch 20 des zweiten Teils 16 des Innenrings erstreckt sich axial. Das Durchgangsloch 20 erstreckt sich axial von der Stirnfläche 10b des zweiten Teils 16 und öffnet sich in eine gegenüberliegende Stirnfläche (nicht bezeichnet) des zweiten Teils in axialem Kontakt mit dem ersten Teil 14. Das Durchgangsloch 20 umfasst einen verjüngten Abschnitt 20a, der sich axial von der Stirnfläche 10b zu dieser gegenüberliegenden Stirnfläche erstreckt. In dem offenbarten Beispiel umfasst das Durchgangsloch 20 nur den verjüngten Abschnitt 20a. Alternativ kann das Durchgangsloch 20 ebenfalls einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, der axial den verjüngten Abschnitt 20a verlängert und sich in die Stirnfläche 10d öffnet. Der Innendurchmesser des verjüngten Abschnitts 20a nimmt in Richtung des ersten Teils 14 des Innenrings ab.
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Das Durchgangsloch 18 des ersten Teils 14 des Innenrings erstreckt sich axial. Das Durchgangsloch 18 erstreckt sich axial von der Stirnfläche 10c des ersten Teils 14 und öffnet sich auf eine gegenüberliegende Stirnfläche (nicht bezeichnet) des ersten Teils in axialem Kontakt mit dem zweiten Teil 16. Das Durchgangsloch 18 umfasst einen verjüngten Abschnitt 18a, der sich axial von der Stirnfläche des ersten Teils 14 in axialem Kontakt mit dem zweiten Teil 16 erstreckt. Der verjüngte Abschnitt 18a liegt dem verjüngten Abschnitt 20a des Durchgangslochs 20 gegenüber. Der verjüngte Abschnitt 18a verlängert axial den verjüngten Abschnitt 20a. Das Durchgangsloch 18 umfasst ebenfalls einen zylindrischen Abschnitt 18b, der axial den verjüngten Abschnitt 18a verlängert und sich auf die Stirnfläche 10c öffnet.
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Der verjüngte Abschnitt 26a des Stifts erstreckt sich in beide verjüngte Abschnitte 18a, 20a der Durchgangslöcher 18, 20. Der verjüngte Abschnitt 26a des Stifts kommt radial in Kontakt mit den verjüngten Abschnitten 18a, 20a der Durchgangslöcher. Der Gewindeabschnitt 26b des Stifts erstreckt sich in den zylindrischen Abschnitt 18b des Durchgangslochs 18. Hier kragt der Gewindeabschnitt 26b axial nach außen mit Bezug auf den ersten Teil 14 des Innenrings aus.
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Die Mutter 28 wird auf den Gewindeabschnitt 26b des Stifts geschraubt. Die Mutter 28 befindet sich außerhalb des Innenrings 10. Die Mutter 28 drückt axial gegen die Stirnfläche 10c des Innenrings mit Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe (nicht bezeichnet).
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der erste Teil 14 des Innenrings segmentiert und ist durch aufeinanderfolgende umfängliche Ringsegmente 30, 32 gebildet.
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Die Ringsegmente 30, 32, die den ersten Teil 14 des Innenrings bilden, sind identisch zueinander. Jedes Ringsegment 30, 32 umfasst ein erstes Ende 30a, 32a und ein zweites Ende 30b, 32b, welche das Ringsegment in der Umfangsrichtung begrenzen. Das erste Ende 30a, 32a des Ringsegments 30, 32 liegt in der Umfassungsrichtung dem zweiten Ende 32b, 30b des aufeinanderfolgenden Ringsegments gegenüber.
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Der zweite Teil 16 des Innenrings ist ebenfalls durch aufeinanderfolgende umfängliche Ringsegmente 40, 42 gebildet. Die Ringsegmente 40, 42 sind identisch zueinander. Ähnlich zu dem ersten Teil 14 umfasst jedes Ringsegment 40, 42 ein erstes Ende 40a, 42a und ein zweites Ende 40b, 42b, die das Ringsegment in der Umfangsrichtung begrenzen. Das erste Ende 40a, 42a des Ringsegments 40, 42 liegt in der Umfangsrichtung dem zweiten Ende 42b, 40b des aufeinanderfolgenden Ringsegments gegenüber.
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In der offenbarten Ausführungsform sind jedes der ersten und zweiten Teile 14, 16 durch zwei aufeinanderfolgende Ringsegmente gebildet. Alternativ kann es möglich sein, für den ersten Teil 14 und/oder für den zweiten Teil 16 eine unterschiedliche Anzahl von aufeinanderfolgenden Ringsegmenten, z. B. zumindest drei Ringsegmente, vorzusehen.
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Die Ringsegmente 30, 32 des ersten Teils 14 und die Ringsegmente 40, 42 des zweiten Teils 16 sind in einer versetzten Position angeordnet, so dass jedes Paar von gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden der Ringsegmente 30, 32 umfänglich mit Bezug auf das Paar der gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden der Ringsegmente 40, 42 versetzt ist. In dem offenbarten Beispiel befindet sich jedes Paar von gegenüberliegenden ersten und zweiten Enden der Ringsegmente 30, 32 des ersten Teils in der Mitte von einem der Ringsegmente 40, 42 des zweiten Teils, der in der axialen Richtung benachbart ist.
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Wie voranstehend erwähnt, ist in diesem ersten Beispiel der erste Ring 10, der in den ersten und zweiten Teil 14, 16 geteilt ist, der Innenring, wohingegen der zweite Ring 12 der Außenring ist.
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Bei einer Alternative ist ebenfalls möglich, eine umgekehrte Anordnung bereitzustellen, wobei der erste Ring, der in den ersten und zweiten Teil 14, 16 geteilt ist, den Außenring 10 bildet, wie in 3 dargestellt ist.
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In diesem zweiten Beispiel befindet sich die Mutter 28, die auf den Stift 26 geschraubt ist, in einem zylindrischen Abschnitt 18b des zugehörigen Durchgangslochs 18. Die Mutter 28 drückt gegen die radiale Schulter, die zwischen dem zylindrischen Abschnitt 18b und dem verjüngten Abschnitt 18a des zugehörigen Durchgangslochs 18 gebildet ist.
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In diesem Beispiel ist jedes Durchgangsloch 20 des zweiten Teils 16 mit einem zylindrischen Abschnitt 20b versehen, der sich axial den verjüngten Abschnitt 20a verlängert und sich in die Stirnfläche 10b des Außenrings öffnet.
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In den dargestellten Beispielen haben die Wälzlager nur einen Ring, der in erste und zweite Teile geteilt ist, die mit Kegelstiften gesichert sind. Bei einer Alternative können sowohl der Innenring als auch der Außenring als solche Spaltringe gebildet sein.
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In den beschriebenen Beispielen ist das Wälzlager mit einer Reihe von Wälzkörpern versehen. Alternativ kann das Wälzlager zumindest zwei Reihen von Wälzkörpern haben. In dem dargestellten Beispiel sind die Wälzkörper Kugeln. Das Wälzlager kann andere Arten von Wälzkörpern, z. B. Rollen, aufweisen. In einer anderen Variante kann das Lager ebenfalls ein Gleitlager ohne Wälzkörper sein.
