DE20203372U1

DE20203372U1 - Drehlagerung für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen

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Publication number: DE20203372U1
Application number: DE20203372U
Authority: DE
Original assignee: IMO Industrie Momentenlager Stoll and Russ GmbH
Current assignee: Imo Momentenlager De GmbH
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: DE10309383A1

Description

Drehlagerung für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen

Die Erfindung richtet sich auf eine Drehlagerung für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen, bspw. für die Blattlagerung einer Windenergieanlage, für Schiffswinden od.

dgl., mit zwei gegeneinander verdrehbaren Anschlußelementen, mit. wenigstens einem zwischen denselben angeordneten, ein- oder mehrreihigen Wälzlager insbesondere zur Aufnahme von Axial- und/oder Radiallasten und/oder Kippmomenten, sowie mit wenigstens einer Dichtung zum Schutz des/der Wälzlager

&iacgr;&ogr; vor Feuchtigkeit und Korrosion. Gleiches gilt für reine Axial- oder Radialwälzlager oder Kombinationstager

Seit jeher hat der Mensch das Meer mit Schiffen befahren; seit der Verwendung von Eisen für Schiffsrumpf und -aufbauten war die aggressive Seeluft ob ihrer is korrodierenden Eigenschaften beständiger Anlaß für Rostansatz an allen Eisenteilen, bspw. an Ankerwinden, etc. Jedoch können alle hierdurch verursachten Defekte zumeist unter vergleichsweise mäßigem Aufwand im nächsten Hafen behoben werden. Ähnliches gilt bspw. für Bohrinseln, wo die Reparaturen mit dem vorhandenen Werkzeug vor Ort durchgeführt werden können.

Andererseits hat sich seit kurzem die Erkenntnis durchgesetzt, dass die Nutzung alternativer Energiequellen immer wirtschaftlicher wird. Neben Wasserkraftanlagen haben vor allem Windenergieanlagen bereits ihre Wirtschaftlichkeit unter Beweis gestellt. Aufgrund von Problemen beim Grundstückserwerb, mit ablehnenden Anwohnern und insbesondere mit unregelmäßig blasendem Wind im Binnenland ist man nun dazu übergegangen, verstärkt die Region jenseits der Küste durch den Bau sog. Off-Shore-Windenergieanlagen zu nutzen. Billige Grundstücke, keine Anwohner, beständiger, starker Wind sind die Vorteile - die aggressive Seeluft und die schwierige Wartung der hinzunehmende Nachteil. Hat man diesem Nachteil zunächst keine allzugroße Bedeutung beigemessen, so zeigt sich nun nach mehrjährigem Betrieb vieler Windenergieanlagen im küstennahen Bereich, dass die Rostentwicklung stärker ist als befürchtet, und vor allem, dass die langfristigen Auswirkungen für eine Windenergieanlage katastrophal sein können. Betroffen sind

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vor allem die Blattlager, die dazu dienen, die Blätter des Windrades je nach Windstärke weniger oder stärker anzustellen. Diese Drehlager haben zumeist einen Durchmesser von 1 bis 3 Metern oder mehr und können aufgrund dieser Größe wirtschaftlich nicht aus rostfreiem Werkstoff hergestellt werden. Als Korrosionsschutz dient statt dessen eine Verzinkungsschicht einerseits sowie eine oder mehrere Dichtungen andererseits. Diese Verzinkungsschicht wird jedoch von dem betreffenden Dichtring durchgescheuert, es bilden sich Rostnarben, welche die Dichtung verschleißen, wodurch Feuchtigkeit in das Lagerinnere gelangt, dort

" Korrosion verursacht und damit zum Blockieren des Lagers führt. Zu dem dann

&iacgr;&ogr; erforderlichen Austausch des betreffenden Blattlagers muß ein Schwimmkran zu der betreffenden Windenergieanlage gefahren werden, das Blatt abheben und nach Austausch des Blattlagers wieder montieren. Die Kosten hierfür sind enorm und belasten die Wirtschaftlichkeitsbilanz der betreffenden Windenergieanlage ganz erheblich.

Aus den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Möglichkeit zu finden, wie die Bildung von Rost zumindest im Bereich der Laufflächen bzw. Wälzelemente eines aggressiven Umweltbedingungen bspw. auf See, aber auch an Küsten- und Binnenstandorten ausgesetzten Drehlagers langfristig vermieden werden kann.

Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass im Rahmen einer Dichtung an einem Anschlußelement ein dessen Symmetrieachse konzentrisch umgebender Ring aus einem nicht korrodierenden Werkstoff (korrosionsfreier Ring) festgelegt ist, an dem ein an dem anderen Anschlußelement befestigtes, ebenfalls ringförmiges, elastisches Dichtelement (elastischer Ring) anliegt.

Die Erfindung verzichtet dabei im Rahmen der Haupt-Dichtung auf einen direkten Kontakt zwischen einem an einem Anschlußelement festgelegten Dichtring einerseits und der Verzinkungsschicht des jeweils anderen, demgegenüber drehenden Anschlußelements andererseits. Damit wird auch der infolge des Anlagedrucks der Dichtung unweigerlich auftretende Abrieb der Verzinkungsschicht vermieden und demzufolge das Freilegen des blanken Metalls im Bereich der Haupt-

Dichtung, was die Bildung von Rost unter der Haupt-Dichtung und damit das Eindringen von Feuchtigkeit zur Folge hätte. Vielmehr wird ein Ring aus einem korrosionsfreien Werkstoff verwendet, der keine Verzinkung oder sonstigen Rostschutz benötigt und dennoch niemals einer Korrosion unterliegt. Die Haupt-Dichtung bleibt daher langfristig intakt und kann die empfindlichen Teile des betreffenden Drehlagers somit beständig vor dem Eindringen von Feuchtigkeit

_r schützen.

" Es hat sich als günstig erwiesen, dass der korrosionsfreie Ring in einem Bereich des &iacgr;&ogr; betreffenden Anschlußelements angeordnet ist, der gegenüber der entsprechenden Stirnseite des anderen Anschlußelements in axialer Richtung zurückversetzt ist. Dadurch ist es möglich, den damit in Kontakt tretenden Dichtring an einem Mantelbereich des axial überstehenden Anschlußelements festzulegen und derart auszubilden, dass er auf kürzestem Weg den korrosionsfreien Ring umgreift.

Der korrosionsfreie Ring sollte über seinen Umfang einen konstanten Querschnitt aufweisen, damit der elastische Dichtring bei einer Verdrehung des Drehlagers keiner Verformung unterworfen wird, Dieser Querschnitt selbst wiederum kann nahezu beliebig gewählt werden; zumindest die Kontaktfläche sollte jedoch als ebene oder nur mäßig gewölbte Fläche gestaltet sein, damit der elastische Dichtring keine Probleme hat, eine vollständige Abdichtung herbeizuführen. Bewährt hat sich daher bspw. ein etwa mehreckiger, insbesondere rechteckiger Querschnitt.

Der elastische Dichtring muß bei den oben erwähnten, großen Abmessungen mancher Drehlagerungen eine vergleichsweise harte Konsistenz aufweisen, um zuverlässig an Ort und Stelle gehalten zu werden und formstabil zu bleiben. Daher kann die von diesem hervorgerufene Abriebwirkung an dem korrosionsfreien Ring nicht vernachlässigt werden; zur Vorbeugung gegen vorzeitigen Verschleiß des korrosionsfreien Rings sieht die Erfindung daher vor, für diesen einen Werkstoff mit einer hohen Abriebfestigkeit auszuwählen, die höher sein sollte als die Abriebfestigkeit des verwendeten Dichtrings. Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang die Verwendung eines Metallrings, insbesondere aus Messing.

Zu seiner Befestigung kann der korrosionsfreie Ring in einer die Symmetrieachse des betreffenden Anschlußelements umlaufenden Nut oder Auskehlung eingesetzt sein. Dadurch läßt sich ein mechanisch sehr stabiler Formschluß ausbilden; außerdem kann somit jeglicher Spalt zwischen dem korrosionsfreien Ring und dem betreffenden Anschlußelement vermieden werden, so dass eine die Abdichtungswirkung beeinträchtigende Bypass-Wirkung für eindringende

- Feuchtigkeit vollständig ausgeschlossen wird. Alternativ oder kumulativ zu der Aufnahme des Rings in einer Nut kann dieser auch mittels Nietstiften oder Schrauben befestigt sein. Auch ein Verstemmen (Anfertigung einer Fügepassung,

&iacgr;&ogr; Einlegen des Rings in die betreffende Nut und Deformation der Nutkanten), Einkleben oder Verlöten ist denkbar.

Im Rahmen einer ersten Ausführungsform ist der korrosionsfreie Ring in die Nut oder Auskehlung eingepreßt oder eingestemmt. Zu diesem Zweck können die Querschnitte der ineinandergreifenden Teile von Ring und Nut nach Art einer Preßpassung bemessen sein. Für das Verstemmen genügt eine Fügepassung, da die Fixierung anschließend durch eine Deformation der Nut- bzw. Auskehlungskanten herbeigeführt wird. Andererseits stellt diese Verbindungstechnik die einfachste Möglichkeit dar und führt zu einer völligen Zentrierung des Rings an dem Anschlußelement. Da der korrosionsfreie Ring während des Betriebs von äußeren Kräften insbesondere in Achsrichtung des Drehlagers nahezu frei ist, erhält man auf diesem Weg eine stabile und dauerhafte Verbindung.

Eine andere Methode zur Fixierung des korrosionsfreien Rings in der Nut oder Auskehlung umfaßt das Zusammenkleben dieser Teile. Eine derartige Verbindung läßt sich ohne den Einsatz einer Presse herstellen; darüber hinaus kann bspw. ein Klebstoff auf Kunstharzbasis mit elektrisch Isolierenden Eigenschaften verwendet werden, um einen korrosionsfreien Ring aus Metall gegenüber der Nut und damit auch gegenüber dem Körper des betreffenden Anschlußelements elektrisch zu isolieren, so dass keine elektrochemischen Elemente entstehen können.

Andererseits ist es auch möglich, den korrosionsfreien Ring in die Nut einzugießen, so dass sich eine besonders innige Verbindung des Rings mit dem Anschlußelement ergibt.

Sofern der korrosionsfreie Ring vollständig in eine Nut oder Auskehlung eingesenkt ist und mit deren Rändern etwa bündig abschließt, kann der elastische Dichtring an - einer nicht umgriffenen Seite des korrosionsfreien Elements aufliegen,

Bei einer anderen Ausführungsform dient der in die Nut eingesetzte Teil des

&iacgr;&ogr; korrosionsfreien Rings ausschließlich dessen Fixierung, während ein anderer Teil des korrosionsfreien Rings die Stirnseite des betreffenden Anschlußelements überragt, um dort die eigentliche Dicht-Kontaktfläche zur Verfügung zu stellen.

Obzwar der korrosionsfreie Ring auch an einer Mantelfläche eines Anschlußelements angeordnet sein könnte, so ist doch das Einsetzen eines geschlossenen Rings in eine stirnseitige Nut des Anschlußelements bedeutend einfacher und daher i.a. vorzuziehen.

Wenn die Höhe des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien Rings etwa der Tiefe der diesen aufnehmenden Nut entspricht, so ergibt sich ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Größe bzw. dem Volumen des Rings einerseits dem seiner Stabilisierung dienenden Form- bzw. Kraftschluß andererseits.

Eine besonders gute Abdichtwirkung ergibt sich, wenn der elastische Dichtring an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien Rings anliegt. Dadurch kann der korrosionsfreie Ring mit seinen beiden, einander gegenüberliegenden Seiten eine den elastischen Dichtring zentrierende Wirkung übernehmen und trägt damit zu einem stabilen Sitz des elastischen Dichtrings und damit zu einer beständigen, optimalen Abdichtwirkung bei.

Bei Einsetzen des korrosionsfreien Rings in eine Auskehlung des betreffenden Anschluß elements können zwei benachbarte Mantelbereiche des korrosionsfreien Rings mit jeweils einer von zwei Außenflächen dieses Anschlußelements fluchten,

welche im Bereich der Auskehlung liegen. Durch den daraus folgenden, glatten Oberflächenübergang werden unnötige Kanten vermieden, welche Verletzungen des elastischen Dichtrings hervorrufen könnten, und erlauben daher eine Weiterbildung der Erfindung, wobei der elastische Dichtring an einem oder beiden dieser Mantelseiten des korrosionsfreien Rings dichtend anliegt.

, Indem der/die Kontaktbereich(e) des elastischen Rings mit dem korrosionsfreien Ring (jeweils) als Dichtlippe ausgebildet ist (sind), läßt sich unter Ausnutzung der Materialeigenschaften des elastischen Dichtrings eine den abdichtenden Kontakt &iacgr;&ogr; unterstützende, elastische Anpreß kraft realisieren, derart, dass die Dichtlippen aufgrund einer Vorspannung des elastischen Dichtrings mit ihren Endbereichen an den korrosionsfreien Ring angepreßt werden.

Die Erfindung läßt sich dahingehend weiterbilden, dass von dem korrosionsfreien Ring aus gesehen jenseits einer der beiden Haupt-Dichtlippen (jeweils) noch eine Neben-Dichtlippe vorgesehen ist. Derartige Neben-Dichtlippen halten äußere Einflüsse wie bspw. Staub oder Abriebpartikel des Lagers von den Haupt-Dichtlippen fern und stellen damit sicher, dass die Haupt-Dichtung auch ohne regelmäßige Inspektion langfristig funktionstüchtig bleibt.

Die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich abgewandte Neben-Dichtlippe kann elastisch an dem verzinkten oder mit einem sonstigen Rostschutzüberzug versehenen Bereich des betreffenden Anschlußelements angepreßt werden. Selbst wenn die Dichtungswirkung der Neben-Dichtlippe im Laufe der Zeit aufgrund von Abrieb nachläßt, so hat dies keinen negativen Einfluß auf die Haupt-Dichtung.

Bevorzugt ragt die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich zugewandte Neben-Dichtlippe in den Luftspalt zwischen den beiden Anschlußelementen hinein. Dort übernimmt sie eine ähnliche Funktion wie die äußere Neben-Dichtlippe gegenüber Abriebpartikeln aus dem Drehlager selbst, ist aber gleichzeitig selbst vor äußeren Einflüssen geschützt.

Die in den Luftspalt hinein ragende Neben-Dichtlippe kann einen widerhakenförmigen Querschnitt aufweisen und durch elastische Aufspreizung an den einander gegenüberliegenden Flächen der beiden Anschlußelemente abdichtend anliegen. Somit erzeugt diese Neben-Dichtlippe selbsttätig den erforderlichen Anpreßdruck. Andererseits übernimmt sie aufgrund des Widerhaken-Querschnitts gleichzeitig auch eine Ventilfunktion für das Schmierfett, indem unter - Druck in das Drehlager eingepreßtes Schmierfett diese Neben-Dichtlippe passieren kann, sodann jedoch zurückgehalten wird und daher die Haupt-Dichtlippen schmieren kann,

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an dem den Luftspalt übergreifenden Teil des elastischen Dichtrings, insbesondere jenseits der in den Luftspalt hinein ragenden Neben-Dichtlippe, ein an diesem Dichtring in Umfangsrichtung entlang laufender Fortsatz mit einem wulst- oder federartigen Querschnitt angeformt ist, der zur Befestigung des elastischen Dichtrings in eine nutförmige Vertiefung des betreffenden Anschlußelements einlegbar ist. Während der korrosionsfreie Ring eine Führung des elastischen Dichtrings in dem Bereich des betreffenden Anschlußelements sowie bevorzugt in axialer Richtung der Drehlagerung bewerkstelligt, obliegt es dem (stirnseitigen) Fortsatz des elastischen Dichtrings, diesen auch im Bereich des anderen Anschlußelements zu stabilisieren.

Um durch elastische Spreizkräfte des Fortsatzes mit wulst- oder federartigem Querschnitt innerhalb der diesen aufnehmenden Nut eine hohe Verankerungskraft hervorzurufen, kann dieser mit Profilierungen versehen sein, bspw. einen sägezahnförmigem Querschnitt aufweisen, wobei die Erhebungen dieser Profilierungen durch den engeren Nutquerschnitt zusammengepreßt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verläuft die Tiefenerstreckung der nutförmigen Vertiefung zur Aufnahme des Fortsatzes des elastischen Dichtrings etwa lotrecht zu dem Luftspalt zwischen den beiden Anschlußelementen, so dass der elastische Dichtring aufgrund seines in diese Nut eingreifenden Fortsatzes eine Stabilisierung und Verankerung in radialer Richtung erfährt und sich daher bspw. bei

einem inneren, durch Einpressen von Schmierfett hervorgerufenen Überdruck nicht aufweiten oder aus seiner Verankerung lösen kann.

Eine Verlegung der nutförmigen Vertiefung für den seitlichen Fortsatz des elastischen Dichtrings in einen Bereich außerhalb des Luftspalts erleichtert das Einlegen des Ring-Fortsatzes in die dafür vorgesehene Nut.

Zum Schutz vor Korrosion können ein oder beide Anschlußelemente außerhalb des abgedichteten Bereichs verzinkt oder mit einer sonstigen Rostschutzschicht &iacgr;&ogr; versehen sein. Aufgrund des Rings aus korrosionsfreiem Werkstoff bleibt die Haupt-Dichtung intakt, selbst wenn durch äußere Einflüsse, durch Reibung, etc. ein Teil der Rostschutzschicht abgetragen würde und demzufolge Korrosion einsetzt, Die Haupt-Dichtung bildet eine für Korrosion unüberwindliche Barriere.

Wenn die nutförmige(n) Vertiefung (en) zur Aufnahme des korrosionsfreien Rings und/oder eines Fortsatzes des elastischen Dichtrings nach der Rostschutzbehandlung des betreffenden Anschlußelements, insbesondere nach einem Verzinkungsschritt, eingearbeitet, insbesondere eingedreht ist (sind), so kann die Rauhigkeit der Nutbegrenzungswände auf ein Minimum gesenkt werden, was die Befestigung des korrosionsfreien Rings erleichtert.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass der gesamte Bereich zwischen Haupt- und/oder Neben-Dichtlippen mit Schmierfett gefüllt ist. Diesem Schmierfett obliegt es einerseits, für ein möglichst reibungsarmes Gleiten der Haupt-Dichtlippen an dem korrosionsfreien Ring zu sorgen. Darüber hinaus dient es dem zusätzlichen Schutz der Haupt-Dichtlippen vor Staub-, Abrieb- oder Rostpartikeln, indem dieselben in das Schmierfett eingebettet werden und dadurch nicht bis zu den Haupt-Dichtlippen gelangen können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 den Nabenbereich des dreiblättrigen Rotors einer Windenergieanlage;

Fig. 2 eine im Rahmen der Windenergieanlage aus Fig. 1 als Blattlager

verwendbare Drehlagerung;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Drehlagerung aus Fig. 2 entlang der Linie Il - II;

Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 3 in vergrößerter Darstellung;

&iacgr;&ogr; Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung in einer Darstellung

entsprechend eines Ausschnittes aus Fig. 4; sowie

Fig. 6 eine abermals abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer

der Fig. 4 entsprechenden Darstellung.

In Fig. 1 ist der obere Bereich des Turms 1 einer Windenergieanlage 2 zu sehen. Das um eine vertikale Achse verschwenkbare Maschinenhaus 3 trägt eine um eine horizontale Achse drehbare Nabe 4, an der drei sich in radialer Richtung erstreckende Rotorblätter 5 zum Auffangen der Windenergie angesetzt sind. Um den von den Rotorblättern 5 aufzunehmenden Winddruck an die jeweilige Windgeschwindigkeit anpassen zu können, sind diese um zu ihrer Längsachse parallele Achsen gegenüber der Nabe 4 verdrehbar. Diese Bewegungsmöglichkeit wird durch je eine Drehlagerung 6 bewerkstelligt, wie sie für sich genommen in Fig. 2 dargestellt ist.

Man erkennt zwei gegeneinander verdrehbare, ringförmige Anschlußelemente 7, 8 zur Festlegung an der Nabe 4 einerseits und an der rückwärtigen Stirnseite des betreffenden Rotorblatts 5 andererseits. Zu diesem Zweck sind die beiden, zueinander konzentrisch angeordneten Anschlußelemente 7, 8 jeweils mit einer Vielzahl von kranzförmig angeordneten, zwischen beiden Stirnseiten 9, 10; 11, 12 durchgehenden Befestigungsbohrungen 13,14 versehen.

Aus Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, dass die Anschlußelemente 7, 8 jeweils einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen mit etwa gleicher Höhe. Die Anschlußelemente 7, 8 sind größtenteils ineinander angeordnet, jedoch ist der Innendurchmesser des äußeren Anschlußelements 7 größer als der Außendurchmesser des inneren Anschlußelements 8, so dass sich dazwischen ein Luftspalt 15 von etwa konstanter Breite ergibt. In den beiden, einander zugekehrten

- Mantelflächen 16, 17 der beiden Anschlußelemente 7, 8 ist jeweils eine rundumlaufende Rille 18,19 mit dem Querschnitt eines Kreissegments eingearbeitet, so dass sich insgesamt eine torusförmige Laufbahn für kugelförmige Wälzkörper 20

&iacgr;&ogr; ergibt. Im Rahmen anderer Ausführungsformen können jedoch auch Wälzkörper mit anderer Gestalt Verwendung finden, bspw. zylinder- oder nadeiförmige Wälzkörper. Auch können mehrere Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sein.

Bevorzugt bestehen die Anschlußelemente 7, 8 aus einem für derartige Anwendungen geeigneten Vergütungsstahl, der jedoch nicht korrosionsfrei ist. Deshalb sind sie außerhalb des Luftspalts 15 mit einer vor Korrosion schützenden Zinkschicht 21 bedeckt.

Da die beiden Anschlußelemente 7, 8 in axialer Richtung der Drehlagerung 6 gegeneinander versetzt sind, steht im Bereich der stirnseitigen Enden des Luftspalts 15 jeweils eine Stirnseite 10, 11 eines Anschlußelements 7, 8 gegenüber der betreffenden Stirnseite 12, 9 des anderen Anschlußelements 8,7 über. In diesen Bereichen ist je eine Dichtung 22, 23 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform eines Drehlagers 6 ist der Aufbau beider Dichtungen 22, 23 identisch, was jedoch nicht zwingend ist.

Eine Dichtung 22, 23 umfaßt zwei Komponenten, nämlich einen Ring 24 aus einem korrosionsfreien Werkstoff einerseits sowie einen Ring 25 aus einem (begrenzt) elastischen Werkstoff andererseits.

Der korrosionsfreie Ring 24 kann bspw. aus Messing oder einem sonstigen, nichtrostenden Metall bzw. Metalllegierung bestehen. Er kann aber auch aus einem Kunststoff gefertigt sein, sofern er eine ausreichend abriebfeste

Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Ggf. kann die Oberfläche des Rings 24 auch gehärtet oder mit einem verschleißfesten Überzug versehen sein.

Bei der dargestellten Ausführungsform hat der korrosionsfreie Ring 24 einen rechteckigen Querschnitt, wobei seine Breite in axialer Richtung des Drehlagers 6 etwa 1,5 bis 5 mal, insbesondere etwa 3 mal so groß ist wie seine Stärke in radialer - Richtung des Drehlagers 6. Andere Querschnittsformen sind möglich.

Dieser Ring 24 ist etwa zur Hälfte seines Querschnitts in einer Nut 26 aufgenommen,

&iacgr;&ogr; welche in der gegenüber dem anderen Anschlußelement 8 zurückversetzten Stirnseite 9 eines Anschlußelements 7 konzentrisch zu der Drehachse des Drehlagers 6 angeordnet ist. Der Querschnitt dieser Nut 26 entspricht hinsichtlich seiner Breite der radialen Stärke des Rings 24, während die Nuttiefe etwa der halben Ringbreite entspricht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der korrosionsfreie Ring 24 in der Nut 26 durch Verstemmen fixiert.

Andererseits ist es, wie Fig. 5 zeigt, auch möglich, den korrosionsfreien Ring 24 bspw. in die Nut 26 einzukleben. Sofern hierfür ein elektrisch nicht leitender Klebstoff 27, bspw. aus Epoxydharz od. dgl., verwendet wird, so kann gleichzeitig eine elektrische Isolation zwischen dem korrosionsfreien Ring 24 und dem betreffenden Anschluß element 7 hergestellt werden, welche die Ausbildung eines elektrochemischen Elements durch das Aufeinandertreffen zweier unterschiedlicher Metalle verhindert.

Aus Fig. 4 ergibt sich ferner, dass die Nutvertiefungen 26 bzw. die darin jeweils eingesetzten Ringe 24 der beiden Dichtungen 22, 23 die Oberfläche des betreffenden Anschlußelements 7 in einen außenliegenden, verzinkten Bereich 21 einerseits und den Luftspalt 15 andererseits unterteilen, der nach außen abgedichtet ist und daher nicht verzinkt sein muß.

Der elastische Dichtring 26 bildet das Pendant zu dem korrosionsfreien Ring 24 und ist deshalb an dem anderen Anschlußelement 8 weitgehend verdrehfest fixiert. Zu diesem Zweck ist in dem die Stirnseite 9 des Anschlußelements 7 mit dem

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korrosionsfreien Ring 24 überragenden Abschnitt 28 der Mantelfläche 17 des anderen Anschlußelements 8 eine rundumlaufende Nut 29 eingearbeitet, in welche ein stirnseitiger Fortsatz 30 des elastischen Dichtrings 25 eingreift. Dieser Fortsatz 30 hat einen Querschnitt mit sägezahnförmigen Erhebungen, die sich beim Eindrücken in die Nut 29 zusammenpressen und dadurch für einen festen Reibschluß in der Nut 29 sorgen.

Da somit innerhalb des Luftspalts 15 keine Hinterschneidungen vorgesehen sind, kann die Dichtung 22, 23 ohne Demontage der Anschlußelemente 7, 8 &iacgr;&ogr; ausgewechselt werden. Dies ist besonders wichtig in dem Fall einer Beschädigung oder bei langfristiger Degeneration, bspw. infolge der Einwirkung von Ozon oder Sonnenstrahlung oder aufgrund einer nicht auszuschließender Materialermüdung.

Dieser Fortsatz 30 befindet sich an einer Stirnseite 31 des elastischen Rings 25, die an der Mantelfläche 17 des betreffenden Anschlußelements 8 anliegt. Von hier aus verläuft der außenliegende Querschnittsrand des elastischen Rings 25 über den Luftspalt 15 und den korrosionsfreien Ring 24 hinweg in einem weiten Bogen 32 bis zu der verzinkten Stirnfläche 9 des anderen Anschlußelements 7. Dort ist eine Neben-Dichtlippe 33 vorgesehen, die entlang eines schmalen Bereichs an dem Anschlußelement 7 anliegt.

Der innere bzw. untere Bereich 34 des Dichtrings 25 folgt etwa seinem äußeren, gebogenen Verlauf 32, so dass der korrosionsfreie Ring 24 davon ebenfalls übergriffen wird. Beiderseits dieses Rings 24 erstreckt sich von dem unteren Bereich 34 des elastischen Dichtrings 25 je eine Dichtlippe 35, 36 (Haupt-Dichtlippen) nach unten. Diese beiden Dichtlippen 35, 36 haben in ihrem oberen Bereich einen Abstand, der größer ist als die (radiale) Stärke des korrosionsfreien Rings 24, nähern sich jedoch in ihrem unteren Bereich einander an und werden deshalb unter elastischer Verformung an die radial außen bzw. innen liegende Seite 37, 38 des Rings 24 angepreßt. Dies hat neben der eigentlichen Abdichtung den weiteren Effekt, dass der elastische Ring 25 eine Führung in radialer Richtung erhält.

Indem sich die äußere Neben-Dichtlippe 33 auf dem Anschlußelement 7 abstützt, trägt sie zusammen mit dem Fortsatz 30 den elastischen Dichtring 25 und hält dadurch die Haupt-Dichtlippen in einem Abstand oberhalb der Stirnseite 9 des betreffenden Anschlußelements 7. Die Haupt-Dichtlippen 35, 36 gleiten daher ausschließlich auf dem korrosionsfreien Ring 24, und durch eine geeignete Materialpaarung kann eine optimale Verschleißarmut sichergestellt werden.

Schließlich ist an der Unterseite 34 des elastischen Dichtrings 25 etwa in der Verlängerung von dessen Stirnfläche 31 eine weitere Neben-Dichtlippe 39

&iacgr;&ogr; angeformt, die in den Luftspalt 15 hineinragt. Diese Neben-Dichtlippe 39 erhält durch einen an ihrem inneren Ende 40 angesetzten und schräg nach außen verlaufenden Fortsatz 41 einen widerhakenartigen Querschnitt Dadurch wird die Neben-Dichtlippe 39 beim Einführen in den Luftspalt 15 elastisch verformt und erzeugt eine Aufspreizkraft, welche für einen hohen Anpreßdruck gegenüber beiden Mantelflächen 16, 17 der Anschlußelemente 7, 8 sorgt. Dadurch wird die Haupt-Dichtung 35, 36 vor Abriebpartikeln aus dem Wälzlagerbereich 15-20 geschützt.

Andererseits kann der Fortsatz 41 bei Überdruck des in das Drehlager 6 eingepreßten Schmierfetts beiseite gedrückt werden, so dass das Schmierfett in den Bereich der Haupt-Dichtung 35, 36 gelangen kann, wo es dann nach Zurückfedern des Fortsatzes 41 festgehalten wird. Dadurch wird erreicht, dass alle Hohlräume innerhalb der Abdichtung 22, 23 bis zu deren äußerster Neben-Dichtlippe 33 stets vollständig mit Schmierfett gefüllt sind und bleiben. Außerdem führt ein Umgreifen der Kante 42 (vgl. Fig. 4) durch die äußere Neben-Dichtlippe 33 einerseits und den Fortsatz 41 der inneren Neben-Dichtlippe 39 andererseits zu einer besonders hohen Formstabilität (einem guten Stand) und damit zu einer langfristigen Sicherstellung der Abdichtungswirkung.

Ähnliches gilt für die Dichtung 43 aus Fig. 6. Diese unterscheidet sich von der Dichtung 22 aus Fig. 4 vor allem dadurch, dass der korrosionsfreie Ring 44 hier nicht in einer Nut 26 eines Anschlußelements 7 eingesetzt ist, sondern in eine Auskehlung 45 mit etwa rechteckigem oder gar quadratischen Querschnitt, die sich im Bereich der Kante zwischen der Stirnseite 9 des betreffenden Anschlußelements 7 und

dessen luftspaltseitiger Mantelfläche 16 befindet. Der Querschnitt des korrosionsfreien Rings 44 ist dem Auskehlungsquerschnitt etwa angepaßt, so dass dessen Mantelseiten 46, 47 mit den betreffenden Flächen 9, 16 des Anschlußelements 7 fluchten. Die Fixierung des korrosionsfreien Rings 44 kann bspw. mit Klebstoff erfolgen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5.

. Entsprechend der veränderten Geometrie des korrosionsfreien Rings 44 und dessen von dem Anschlußelement 7 nicht umgriffener Mantelseiten 46, 47 erfährt auch der elastische Ring 48 eine Modifikation gegenüber dem elastischen Ring 25: Die Haupt-Dichtlippen 49, 50 werden hier elastisch gegen jeweils eine der beiden Mantelseiten 46, 47 des korrosionsfreien Rings 44 gepreßt. Die vorspringende, freie Kante 51 des korrosionsfreien Rings 44 hat hierbei eine ähnlich stabilisierende und verankernde Wirkung wie der erhabene Bereich des korrosionsfreien Rings 24 aus Fig. 4.

Claims

1. Drehlagerung (6) für der Feuchtigkeit ausgesetzte Anlagen, bspw. für die Blattlagerung einer Windenergieanlage (2), für Schiffswinden od. dgl., mit zwei gegeneinander verdrehbaren Anschlußelementen (7, 8), mit wenigstens einem zwischen denselben angeordneten, ein- oder mehrreihigen Wälzlager (18-20) insbesondere zur Aufnahme von Axial- und/oder Radiallasten und/oder Kippmomenten, sowie mit wenigstens einer Dichtung (22, 23; 43) zum Schutz des/der Wälzlager (18-20) vor Feuchtigkeit und Korrosion, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen einer Dichtung (22, 23; 43) an einem Anschlußelement (7) ein dessen Symmetrieachse konzentrisch umgebendes ringförmiges Element (24; 44) aus einem nicht korrodierenden Werkstoff festgelegt ist (korrosionsfreier Ring), an dem ein an dem anderen Anschlußelement (8) befestigtes, ebenfalls ringförmiges, elastisches Dichtelement (25; 48) anliegt (elastischer Ring).

2. Drehlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) in einem Bereich (9) des betreffenden Anschlußelements (7) angeordnet ist, der gegenüber der entsprechenden Stirnseite (11) des anderen Anschlußelements (8) in axialer Richtung zurückversetzt ist.

3. Drehlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) einen etwa mehreckigen, insbesondere rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Drehlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) eine höhere Abriebfestigkeit aufweist als der elastische Dichtring (25; 48).

5. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einer Metall-Legierung, besteht, bspw. aus Messing.

6. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) in einer die Symmetrieachse des betreffenden Anschlußelements (7) umlaufenden Nut (26) oder Auskehlung (45) eingesetzt ist.

7. Drehlagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) in die Nut (26) oder Auskehlung (45) eingepreßt oder eingestemmt ist.

8. Drehlagerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) in die Nut (26) oder Auskehlung (45) eingeklebt (27) ist.

9. Drehlagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) in die Nut (26) oder Auskehlung (45) eingegossen ist.

10. Drehlagerung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtring (25; 48) an einer von dem Anschlußelement (7) nicht umgriffenen Seite des korrosionsfreien Rings (24; 44) anliegt.

11. Drehlagerung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der korrosionsfreie Ring (24; 44) zumindest teilweise über die betreffende Stirn- oder Mantelseite (9, 16) des betreffenden Anschlußelements (7) übersteht.

12. Drehlagerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien Rings (24) etwa der Tiefe der diesen aufnehmenden Nut (26) entspricht.

13. Drehlagerung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtring (25) an einer oder beiden der einander gegenüberliegenden Seitenflanken (37, 38) des erhabenen Bereichs des korrosionsfreien. Rings (24) anliegt.

14. Drehlagerung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Mantelbereiche (46, 47) des korrosionsfreien Rings (44) jeweils mit einer von zwei Flächen (9, 16) etwa bündig abschließen, welche im Bereich der den Ring (44) aufnehmenden Auskehlung (45) liegen.

15. Drehlagerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Dichtring (48) an einem oder zwei benachbarten Mantelbereichen (46, 47) des korrosionsfreien Rings (44) anliegt.

16. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Kontaktbereich(e) des elastischen Rings (25; 48) mit dem korrosionsfreien Ring (24; 44) (jeweils) als Dichtlippe (35, 36; 49, 50) ausgebildet sind.

17. Drehlagerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe(n) (35, 36; 49, 50) aufgrund einer Vorspannung des elastischen Dichtrings (25; 48) mit ihrem (-n) Endbereich(en) an den korrosionsfreien Ring (24; 44) angepreßt wird (werden).

18. Drehlagerung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass von dem korrosionsfreien Ring (24; 44) aus gesehen jenseits einer (der beiden) Haupt-Dichtlippe(n) (35, 36; 49, 50) (jeweils) noch eine Neben-Dichtlippe (33, 39) vorgesehen ist.

19. Drehlagerung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich (15-20) abgewandte Neben-Dichtlippe (33) elastisch an dem verzinkten oder mit einem anderen Rostschutzüberzug versehenen Bereich (21) des betreffenden Anschlußelements (7) angepreßt wird.

20. Drehlagerung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dem abzudichtenden Wälzlagerbereich (15-20) zugewandte Neben- Dichtlippe (39) in den Luftspalt (15) zwischen den beiden Anschlußelementen (7, 8) hineinragt.

21. Drehlagerung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Luftspalt (15) hinein ragende Neben-Dichtlippe (39) einen widerhakenförmigen Querschnitt (40, 41) aufweist und durch elastische Aufspreizung an den einander gegenüberliegenden Flächen (16, 17) der beiden Anschlußelemente (7, 8) abdichtend anliegt.

22. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem den Luftspalt (15) übergreifenden Teil (31) des elastischen Dichtrings (25; 48), insbesondere jenseits der in den Luftspalt (15) hinein ragenden Neben-Dichtlippe (39), ein an diesem Dichtring (25; 48) in Umfangsrichtung entlang laufender Fortsatz (30) mit einem wulst- oder federartigen Querschnitt angeformt ist, um den elastischen Dichtring (25; 48) in einer nutförmigen Vertiefung (29) dieses Anschlußelements (8) zu befestigen.

23. Drehlagerung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (30) mit wulst- oder federartigem Querschnitt Profilierungen aufweist, bspw. mit sägezahnförmigem Querschnitt, um durch elastische Spreizkräfte eine hohe Verankerungskraft in der nutförmigen Vertiefung (29) hervorzurufen.

24. Drehlagerung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefenerstreckung der nutförmigen Vertiefung (29) zur Aufnahme des Fortsatzes (30) des, elastischen Dichtrings (25; 48) etwa lotrecht zu dem Luftspalt (15) zwischen den beiden Anschlußelementen (7, 8) verläuft.

25. Drehlagerung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sich die nutförmige Vertiefung (29) zur Aufnahme des Fortsatzes (30) des elastischen Dichtrings (25; 48) außerhalb des Luftspalts (15) befindet.

26. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Anschlußelemente (7, 8) außerhalb des abgedichteten Bereichs (15-20) mit einer Verzinkungs- oder sonstigen Rostschutzschicht (21) versehen sind.

27. Drehlagerung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige(n) Vertiefung(en) (26, 29) zur Aufnahme des korrosionsfreien Rings (24) und/oder eines Fortsatzes (30) des elastischen Dichtrings (25; 48) nach der Rostschutzbehandlung des betreffenden Anschlußelements, insbesondere nach einem Verzinkungsschritt, eingearbeitet, insbesondere eingedreht ist (sind).

28. Drehlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Hohlräume in dem gesamten Dichtungsbereich (22, 23; 43), insbesondere auch der Bereich zwischen Haupt- und/oder Neben- Dichtlippen (33, 35, 36, 39), mit Schmierfett gefüllt ist.