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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wälzlager.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Gebiet der Wälzlager mit großem Durchmesser, die axiale und radiale Lasten aufnehmen können und die einen Innenring und einen Außenring haben, die konzentrisch um eine in axialer Richtung verlaufende Drehachse angeordnet sind.
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Solche Wälzlager mit großem Durchmesser können zum Beispiel in einer Tunnelbohrmaschine, in einer Bergbaumaschine oder in einer Windkraftanlage eingesetzt werden.
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Ein Wälzlager mit großem Durchmesser umfasst zwei konzentrische Innen- und Außenringe, zumindest zwei Reihen von axialen Rollen und eine Reihe von radialen Rollen.
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Im Allgemeinen ist der Innenring des Wälzlagers mit einem inneren Getriebe und mit einer äußeren, auskragenden Nase versehen, die sich radial nach außen erstreckt und in eine Nut des Außenrings eingreift. Die Reihe der radialen Rollen ist radial zwischen der Nase des Innenrings und der Nut des Außenrings angeordnet.
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Die Reihen der axialen Rollen sind axial zwischen der Nase des Innenrings und der Nut des Außenrings angeordnet. Die Reihen der axialen Rollen sind auf jeder Seite der Nase angeordnet. Die axiale Länge der axialen Rollen der einen Reihe ist im Allgemeinen größer als die der axialen Rollen der anderen Reihe. Diese Reihe ist die Hauptreihe der axialen Rollen.
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Klassischerweise ist auch der Innenring des Wälzlagers mit axialen Durchgangslöchern versehen, um diesen Innenring für die Anordnung an der Struktur der zugehörigen Maschine bereitzustellen.
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Bei einer solchen Konstruktion gibt es keine Möglichkeit, die Rollen der axialen Hauptrollenreihe zu vergrößern, ohne den Durchmesser des Lagers zu verändern.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu überwinden.
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Die Erfindung betrifft ein Wälzlager, das einen ersten Ring und einen zweiten Ring, die geeignet sind, konzentrisch zueinander zu rotieren, ein Getriebe, das an einem der Ringe vorgesehen ist, mindestens eine Reihe von axialen Wälzkörpern, die zwischen radialen Laufbahnen, die an den Ringen bereitgestellt sind, angeordnet sind, und mindestens eine Reihe von radialen Wälzkörpern umfasst, die zwischen axialen Laufbahnen, die an den Ringen bereitgestellt sind, angeordnet sind.
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Unter „axialen Wälzkörpern“ sind Wälzkörper zu verstehen, die zur Aufnahme von axialen Lasten ausgelegt sind, während unter „radialen Wälzkörpern“ Wälzkörper zu verstehen sind, die zur Aufnahme von radialen Lasten ausgelegt sind.
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Der zweite Ring umfasst eine auskragende Nase, die in eine ringförmige Nut des ersten Rings eingreift und mit der axialen Laufbahn und mit der radialen Laufbahn des zweiten Rings versehen ist.
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Gemäß einer allgemeinen Ausgestaltung ist der erste Ring mit dem Getriebe versehen.
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Erfindungsgemäß kann die Lagerkapazität mit größeren axialen Rollen erhöht werden, ohne dass der Lagerdurchmesser und die Anordnung der Befestigungsschrauben für die Montage des Lagers an der Struktur der zugehörigen Maschine verändert werden müssen.
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Vorzugsweise ist zumindest der erste Ring als geteilter Ring gebildet und umfasst einen ersten Teilring und einen zweiten Teilring, die axial übereinander angeordnet sind, wobei das Getriebe an einem der ersten und zweiten Teilringe bereitgestellt ist.
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Der erste und der zweite Teilring des ersten Rings können mit mehreren fluchtenden axialen Durchgangslöchern versehen sein, wobei die axialen Durchgangslöcher radial zwischen der Reihe der radialen Wälzkörper und dem Getriebe angeordnet sind.
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Der zweite Ring ist mit stirnseitigen Flächen versehen, die den Ring axial begrenzen, wobei sich von einer dieser stirnseitigen Flächen mehrere mit Gewinde versehene Sacklöcher axial erstrecken können, während die andere stirnseitige Fläche die radiale Laufbahn der vorspringenden Nase begrenzen kann.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich die Reihe der axialen Wälzkörper auf der der Reihe der radialen Wälzkörper gegenüberliegenden Seite teilweise über die Mitte der mit Gewinde versehenen Sacklöcher hinaus.
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In einer Ausführungsform umfasst das Wälzlager zumindest zwei Reihen von axialen Wälzkörpern, die jeweils zwischen radialen Laufbahnen angeordnet sind, die auf den genannten Ringen bereitgestellt sind, wobei die beiden Reihen von axialen Wälzkörpern axial auf jeder Seite der vorstehenden Nase des zweiten Rings angeordnet sind.
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In einer Ausführungsform ist der erste Ring der Innenring und der zweite Ring der Außenring. Alternativ dazu ist der erste Ring der Außenring und der zweite Ring der Innenring.
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Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser verstanden, wenn man die detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen studiert, die in Form von nicht einschränkenden Beispielen gegeben und durch die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden, auf denen:
- 1 ein Teilquerschnitt eines Wälzlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und
- 2 einen Teilquerschnitt eines Wälzlagers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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Das in 1 dargestellte Wälzlager ist ein Wälzlager mit einem großen Durchmesser, das einen ersten Ring 10 und einen zweiten Ring 12 umfasst. In dem dargestellten Beispiel ist der erste Ring 10 der Innenring, während der zweite Ring 12 der Außenring ist. In diesem Beispiel ist der Innenring 10 ein rotierender Ring und der Außenring 12 ist ein nicht rotierender Ring. Das Wälzlager kann zum Beispiel in einer Tunnelbohrmaschine, einer Windturbine, einem großen Offshore-Kran oder anderen Anwendungen eingesetzt werden, die ein Wälzlager mit großem Durchmesser benötigen.
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Die Innen- und Außenringe 10, 12 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Drehachse des Lagers (nicht dargestellt), die in axialer Richtung verläuft. In diesem Beispiel sind die Ringe 10, 12 in massiver Ausführung dargestellt.
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Wie später noch beschrieben wird, ist der Innenring 10 mit einem Getriebe 18 versehen. Der Innenring 10 ist als geteilter Ring gebildet und umfasst einen ersten Ring 14 und einen zweiten Ring 16, die in axialer Richtung übereinander angeordnet sind. Der erste Ring 14 bildet einen Haltering, während der zweite Ring 16 einen Stützring bildet.
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Jeder der ersten und zweiten Ringe 14, 16 des Innenrings ist mit mehreren fluchtenden Durchgangslöchern 20, 22 versehen, um durch Passschrauben verbunden zu werden. Die Durchgangslöcher 20, 22 jedes ersten und zweiten Rings sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.
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Im dargestellten Beispiel umfasst das Wälzlager drei Reihen von axialen Rollen 24, 26, die zwischen den Innen- und Außenringen 10, 12 angeordnet sind, um ein Axiallager zu bilden, und eine Reihe von radialen Rollen 28, die zwischen den genannten Ringen angeordnet sind, um ein Radiallager zu bilden.
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Die Rollen 24, 26, 28 einer Reihe sind untereinander identisch. Die Drehachse jeder Rolle 28 ist parallel zur Achse des Lagers und senkrecht zu den Achsen der Rollen 24, 26. Im gezeigten Beispiel sind die Rollen 24 in zwei Reihen übereinander angeordnet. Diese Reihen können aber auch durch eine einzige Reihe von Rollen 24 ersetzt werden. Die Rollen 24 bilden die Hauptreihe der axialen Rollen des Wälzlagers.
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Die axialen Rollen 24 sind axial zwischen ringförmigen radialen Laufbahnen 32, 34 eingefügt, die jeweils an den Innen- und Außenringen 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahnen 32, 34 sind einander in axialer Richtung zugewandt. Die Rollfläche jeder axialen Rolle 24 steht in axialem Kontakt mit den Laufbahnen 32, 34.
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Die axialen Rollen 26 sind axial zwischen ringförmigen radialen Laufbahnen 36, 38 eingefügt, die jeweils an den Innen- und Außenringen 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahnen 36, 38 sind axial einander zugewandt. Die Rollfläche jeder axialen Rolle 26 steht in axialem Kontakt mit den Laufbahnen 36, 38. Die Reihen der axialen Rollen 24, 26 sind in axialer Richtung voneinander beabstandet.
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Die radialen Rollen 28 sind radial zwischen ringförmigen axialen Laufbahnen 40, 42 eingefügt, die jeweils an den Innen- und Außenringen 10, 12 gebildet sind. Die Laufbahnen 40, 42 sind einander in radialer Richtung zugewandt. Die Reihe der radialen Rollen 28 ist gegenüber den Reihen der axialen Rollen 24, 26 radial nach innen versetzt. Die Abrollfläche jeder radialen Rolle 28 ist in radialem Kontakt mit den Laufbahnen 40, 42. Die Reihe der radialen Rollen 28 ist axial zwischen den Reihen der axialen Rollen 24, 26 angeordnet.
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Der Innenring 10 umfasst eine ringförmige Nut 44, die sich in radialer Richtung nach au-ßen zum Außenring 12 hin öffnet. Der Innenring 10 umfasst eine äußere abgestufte zylindrische Fläche 10a, aus der die Nut 44 gebildet ist. Wie bereits erwähnt, ist der Innenring 10 in axialer Richtung in zwei separate Teile unterteilt, den ersten Ring 14 und den zweiten Ring 16. Der erste und der zweite Ring 14, 16 begrenzen gemeinsam die Nut 44. Die radiale Laufbahn 36 befindet sich auf dem ersten Ring 14. Die radiale Laufbahn 32 und die axiale Laufbahn 40 befinden sich auf dem zweiten Ring 16.
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Der Innenring 10 umfasst auch eine innere zylindrische Bohrung 10b, die der Außenfläche 10a radial gegenüberliegt. Der Innenring 10 umfasst weiterhin zwei gegenüberliegende erste und zweite stirnseitige Flächen 10c, 10d, die die Außenfläche 10a und die Bohrung 10b axial begrenzen. Die stirnseitigen Flächen 10c, 10d begrenzen axial die Dicke des Außenrings. Die stirnseitige Fläche 10d befindet sich auf dem ersten Ring 14 und die stirnseitige Fläche 10d befindet sich auf dem zweiten Ring 16.
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Der Außenring 12 umfasst eine ringförmige, auskragende Nase 46, die in die ringförmige Nut 44 des Innenrings eingreift. Die Nase 46 erstreckt sich radial nach innen. Die Nase 46 kragt radial aus einer inneren abgestuften Fläche oder Bohrung 12a des Außenrings aus.
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Der Außenring 12 umfasst auch eine äußere zylindrische Fläche 12b, die der Bohrung 12a radial gegenüberliegt. Der Außenring 12 umfasst weiterhin zwei gegenüberliegende erste und zweite stirnseitige Flächen 12c, 12d, die die Außenfläche 12b und die Bohrung 12a axial begrenzen. Die stirnseitigen Flächen 12c, 12d begrenzen axial die Dicke des Außenrings. Im dargestellten Beispiel ist der Außenring 12 in einem Stück hergestellt. Alternativ kann der Außenring 12 auch aus zumindest zwei separaten Teilen gebildet werden, die aneinander befestigt sind. So kann beispielsweise die Nase 46 getrennt vom Hauptteil des Außenrings hergestellt werden.
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Der Außenring 12 ist ferner mit mehreren Gewindesacklöchern 50 versehen, die sich von der stirnseitigen Fläche 12d axial nach innen erstrecken. Die Gewindesacklöcher 50 sind für die Aufnahme von Befestigungsschrauben vorgesehen, um den Außenring 12 an der Struktur der zugehörigen Maschine anzuordnen. Die Gewindesacklöcher 50 sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Die axialen Rollen 24 erstrecken sich auf der den radialen Rollen 28 gegenüberliegenden Seite teilweise über die Mitte der Gewindesacklöcher 50 hinaus. Mit anderen Worten, die axialen Rollen 24 erstrecken sich teilweise über die Mitte der Gewindesacklöcher 50 auf der Seite der Außenfläche 12b des Außenrings hinaus.
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Die Reihen der axialen Rollen 24, 26 sind axial zwischen der Nase 46 des Außenrings und der Nut 44 des Innenrings angeordnet. Die Reihen der axialen Rollen 24, 26 sind auf jeder Seite der Nase 46 angeordnet. Die radialen Laufbahnen 34, 38 befinden sich an der Nase 46. Die stirnseitige Fläche 12c des Innenrings begrenzt die radiale Laufbahn 34 der Nase 36. Die radialen Laufbahnen 32, 36 befinden sich in der Nut 44.
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Die Reihe der radialen Rollen 28 ist radial zwischen der Nase 46 des Außenrings und der Nut 44 des Innenrings angeordnet. Die axialen Laufbahnen 40, 42 befinden sich auf der Nut 44 bzw. der Nase 46. Eine innere zylindrische Fläche oder Bohrung der Nase 46 begrenzt die axiale Laufbahn 42. Ein axialer Boden der Nut 44 begrenzt die axiale Laufbahn 40. Die axiale Laufbahn 40 ist radial der inneren zylindrischen Bohrung der Nase 46 zugewandt, auf der die axiale Laufbahn 42 gebildet ist.
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Das Wälzlager umfasst auch Käfige (nicht erwähnt), um die axialen Rollen 24, 26 und die radialen Rollen 28 in Umfangsrichtung auf Abstand zu halten.
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Wie bereits erwähnt, ist der Innenring 10 mit einem Getriebe 18 versehen. Die Bohrung 10b des Innenrings ist mit dem Getriebe 18 versehen. Bei dem Getriebe 18 handelt es sich um ein Innenzahnrad. Das Getriebe 18 ist mit mehreren in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zähnen versehen. Die Durchgangsbohrungen 20, 22 sind radial zwischen dem Getriebe 18 und den radialen Rollen 28 angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist das Getriebe 18 auf dem Stützring 16 des Innenrings bereitgestellt.
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Das in 2 gezeigte Beispiel, in dem identische Teile mit identischen Bezeichnungen versehen sind, unterscheidet sich vom ersten Beispiel dadurch, dass das Getriebe 18 auf dem Haltering 14 des Innenrings bereitgestellt ist. In diesem Beispiel befindet sich die axiale Laufbahn 40 auf dem Haltering 14.
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Ansonsten ist, wie bereits erwähnt, in den dargestellten Beispielen der erste Ring des Wälzlagers der Innenring, während der zweite Ring der Außenring 12 ist.
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Alternativ könnte auch eine umgekehrte Anordnung bereitgestellt werden, bei der der erste Ring den Außenring bildet und der zweite Ring den Innenring. In diesem Fall öffnet sich die am Außenring gebildete Nut radial nach innen und die Nase des Innenrings erstreckt sich radial nach außen. In diesem Fall ist die Außenfläche des Außenrings mit dem Getriebe versehen. In dieser Variante ist das Getriebe ein Außengetriebe.
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In den beschriebenen Beispielen ist das Lager mit einem Wälzlager bereitgestellt, das vier Reihen von Wälzkörpern umfasst. Alternativ kann das Wälzlager auch nur zwei Reihen von Wälzkörpern umfassen, oder drei oder fünf oder mehr Reihen von Wälzkörpern. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei den Wälzkörpern um Rollen. Das Wälzlager kann auch andere Arten von Wälzkörpern umfassen, zum Beispiel Kugeln.
