DE602004000371T2

DE602004000371T2 - Radial-Wälzlager

Info

Publication number: DE602004000371T2
Application number: DE602004000371T
Authority: DE
Inventors: Didier Chatry; Daniel Terve
Original assignee: Defontaine SA
Current assignee: Defontaine SA
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: US20050078899A1; ATE317069T1; DK1510710T3; DE602004000371D1; CN1308602C; CA2478454C; FR2859256B1; CN1598339A; FR2859256A1; EP1510710B1; EP1510710A1; JP2005069488A; CA2478454A1; ES2256830T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehkranz, insbesondere ein Kugellager.
Man kennt einen Drehkranz diesen Typs, umfassend Rollelemente, zwei konzentrische Ringe, einen inneren und einen äußeren, aus Metall, welches eine bestimmte Härte aufweist, die beweglich bei Drehung des einen um den anderen sind und eine Laufbahn für die Rollelemente bilden, und ein Behältnis aus Metall, das eine Härte aufweist, die im Wesentlichen gleich der der Ringe ist, welches zwischen den letzteren angeordnet ist, wobei es bei Drehung mit den Rollelementen fest verbunden ist und letztere auf der Laufbahn regelmäßig voneinander beabstandet hält.
Ein wichtiger Nachteil eines solchen Kranzes ist, dass während der Rotationsbewegung der Behälter mit den Ringen in Kontakt kommt und sich wegen der daher störenden Reibung abnutzt. Diese Abnutzung bedingt einerseits eine Verschmutzung des Schmiermittels, das daher seine Eigenschaften vermindert sieht und andererseits eine Verminderung der Lebensdauer des Kranzes.
Deshalb wurden Lösungen vorgeschlagen: thermisch und/oder chemisch behandeln der Oberfläche auf Höhe des Kontakts mit dem Behälter (zum Beispiel US 2001/48781 oder EP 0 531 082 ), wobei die Laufbahn nicht diese Behandlung der Oberfläche erfahren sollte, wobei diese Lösung, besonders für Kränze mit großen Durchmessern, heikel anzuwenden ist, oder den Behälter mit porösen Elementen, die ein Schmiermittel enthalten, versehen (zum Beispiel GB 1 396 220 und JP 10 089 365 ), was die Herstellung der Behälter enorm verkompliziert.
Das gestellte Problem ist einen Drehkranz zu verwirklichen, bei dem die Verschmutzung des Schmiermittels deutlich minimiert wird und bei dem die Lebensdauer beträchtlich gesteigert wird.
Die Lösung dieses Problems ist ein Kranz des oben genannten Typs, der mindestens einen kreisförmigen Kontaktring umfasst, der aus einem Material gefertigt ist, das eine unterschiedliche Härte von jener der Ringe und des Behältnisses aufweist, welcher in einer Vertiefung aufgenommen ist, die in einem der zwei Ringe ausgeformt ist, gegen welchen das Behältnis in Kontakt tritt und die jeden direkten Kontakt zwischen dem Behältnis und dem Ring, in welchem die Vertiefung ausgeformt ist, verhindert.
Daher ermöglicht die Benutzung des Kontaktrings gemäß der vorliegenden Erfindung die leichte und ökonomische Verwirklichung des Kranzes, mit dem die Abnutzung der grundlegenden Elemente beträchtlich reduziert (sogar ausgelöscht) wird. Deshalb gibt es keine Metallpartikel mehr, die das Schmiermittel verschmutzen (das deshalb seine Eigenschaften länger behält). Man steigert auch die Intervalldauer der Schmierung des Kranzes und man minimiert (eliminiert sogar) das Risiko eines Bruchs des Behältnisses. Darüber hinaus wird das von dem Drehkranz hervorgebrachte Geräusch beträchtlich gemindert. Und das sogar für Drehkränze mit großem Durchmesser (mindestens 1 m Durchmesser).
Andere Besonderheiten und Vorteile werden in der detaillierten Beschreibung auftauchen, die aus einer Ausführungsform folgen und anhand der Zeichnungen in der Anlage erklärt werden.
Die einzige Figur stellt eine Teilansicht eines axialen Schnittes eines Drehkranzes gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Wie man in 1 in bekannter Art und Weise sehen kann, umfasst ein Drehkranz 1:

– Rollelemente 2 ( in diesem Fall Kugeln 2)
– zwei konzentrische Ringe 3, 4 (einen inneren 3 und einen äußeren 4), aus Stahl, die beweglich bei Drehung des einen um den anderen sind und eine Laufbahn 5 für die Kugeln 2 bilden, und
– ein Behältnis 6 aus Stahl, der zwischen den zwei Ringen 3, 4 angeordnet ist, sich entlang der axialen Richtung des Drehkranzes 1, auf der einen und der anderen Seite der Kugeln 2, erstreckt, wobei es bei Drehung von diesen fest verbunden ist und sie auf der Laufbahn 5 regelmäßig voneinander beabstandet hält.

Darüber hinaus umfasst der Drehkranz Kontaktelemente 7a, 7b, 7c, 7d, die aus einem nicht eisenhaltigen Material gefertigt sind, in diesem Fall ein Polyamid, zum Beispiel aus Polyamid-6,6.
Jedes Kontaktelement 7a, 7b, 7c, 7d ist zwischen zwei Bauteilen angeordnet, die aus dem Behältnis 6 und einem der beiden Ringe 3, 4 gebildet werden, verhindert jeden Kotakt zwischen den zwei Bauteilen 3, 4, 6, ist an einen der Bauteile 3, 4, 6 befestigt und kommt mit dem anderen in Kontakt.
In diesem Fall umfasst der Drehkranz 1 vier Kontaktelemente 7a, 7b, 7c, 7d:

– zwei 7a, 7b sind zwischen der Behältnis 6 und dem äußeren Ring 4 angeordnet, verhindern jeden direkten Kontakt zwischen den Bauteile 4, 6, sind an den äußeren Ring 4 befestigt und kommen mit dem Behältnis 6 in Kontakt; und
– zwei 7c, 7d sind zwischen der Behältnis 6 und dem inneren Ring 3 angeordnet, verhindern jeden direkten Kontakt zwischen den Bauteilen 3, 6, sind an den inneren Ring 3 befestigt und kommen mit dem Behältnis 6 in Kontakt;

Wie man es sehen kann, sind die Kontaktelemente 7a, 7b, die an den äußeren Kranz 4 befestigt sind, gemäß der axialen Richtung auf der einen und der anderen Seite der Laufbahn 5 angeordnet, wie auch die Kontaktelemente 7c, 7d, die an den inneren Kranz 3 befestigt sind.
Diese im Wesentlichen symmetrische Aufteilung der vier Kontaktelemente 7a, 7b, 7c, 7d im Vergleich der Laufbahn 5 erlaubt, den Drehkranz 1 fein auszugleichen und absolut keinen Kontaktpunkt zwischen dem Behältnis 6 und einen oder anderen der beiden Ringe 3, 4 zu haben. Diese besondere Konfiguration ist besonders interessante bei Drehkränzen 1, bei denen die Rollelemente 2 einen Kreis von großem Durchmesser beschreiben ( zum Beispiel mindestens 1 m, sogar 1,5 m oder mehr) und überall in dem Kranz benutzen, um Vorrichtungen, die starken Drücken unterworfen sind, auszurichten, wie die Drehkränze (1), die als Funktion der Windkraft benutzt werden, um die Blätter im Vergleich eines Rotors einer Windradsgondel auszurichten.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Kontaktelemente 7a, 7b, 7c, 7d kreisförmige Ringe, die mit Kraft in die zugehörige Vertiefung 8, verwirklicht durch die Ringe 3, 4, eingefügt werden. Wie man es an der Figur sehen kann, kann der gerade Bereich dieser Ringe trapezförmig, rechtwinkelig oder halbkreisförmig sein. Die kreisförmigen Ringe sind aus einem kompakten Material gemacht, das heißt nicht porös. Vorzugsweise ist der Ring nur aus einem einzelnen Teil gemacht.
Außerdem umfasst der Kranz 1 klassischerweise auch Dichtungen, um das Schmiermittel in der, durch die Ringe 3, 4 bestimmten Aufnahme zu halten und in der die Kugeln 2 und das Behältnis 6 eingeschlossen sind.
Der Kranz 1 kann daher insbesondere Lippendichtungen aufweisen, schematisiert in 9, 10 in 1, wobei jede eine Basis 9a, 10a, um sie in eine zugehörige Kerbe 11, 12 in dem jeweiligen Ring 3, 4 einzusetzen und eine Lippe 9b, 10b umfasst, die sich an die transversale Oberfläche 14, 13 anlehnt, entsprechend dem anderen Ring 4, 3.
Es würde auch möglich sein, die Kontaktelemente nur zwischen dem inneren Ring und dem Behältnis oder zwischen dem äußeren Ring und dem Behälter zu haben, obwohl das die vorliegende Erfindung viel weniger wirksam machen würde.
Es würde auch möglich sein, dass die Kontaktelemente ganz aus einem anderen polymeren Material als aus Polyamid sind, zum Beispiel aus Polytetrafluorethylen oder aus Polyimide. Diese Kontaktelemente könnten auch aus einem nicht eisenhaltigen Material, wie zum Beispiel aus Kupferlegierung oder aus Bronze sein.
Es würde auch möglich sein, ein anderes Befestigungsmittel des Kontaktelements zu benutzen, gemäß des Stoffes, aus dem sie bestehen: sie können chemisch befestigt werden (zum Beispiel geklebt), metallurgisch (zum Beispiel geschweißt oder hartgelötet) oder mechanisch (zum Beispiel geklipst oder geschraubt).
Es würde auch möglich sein, andere Rollelemente als Kugeln zu nehmen, zum Beispiel Walzen.

Claims

Drehkranz (1), umfassend Rollelemente (2), zwei konzentrische Ringe (3, 4), einen inneren (3) und einen äußeren (4), aus Metall, welches eine bestimmte Härte aufweist, die beweglich bei Drehung des einen um den anderen sind und eine Laufbahn (5) für die Rollelemente (2) bilden, und ein Behältnis (6) aus Metall, das eine bestimmte Härte aufweist, die im Wesentlichen gleich zu der Härte der Ringe (3, 4) ist, welches zwischen den zwei Ringen (3, 4) angeordnet ist, wobei es bei Drehung mit den Rollelementen (2) fest verbunden ist und letztere auf der Laufbahn (5) regelmäßig voneinander beabstandet hält, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens einen kreisförmigen Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) umfasst, der aus einem Material gefertigt ist, welches eine unterschiedliche Härte von jener der Ringe (3, 4) und des Behältnisses (6) aufweist, welcher in einer Vertiefung (8) aufgenommen ist, die in einem der zwei Ringe (3, 4) ausgeformt ist, gegen welchen das Behältnis (6) in Kontakt tritt und jeden direkten Kontakt zwischen dem Behältnis (6) und dem Ring (3, 4), in welchem die Vertiefung (8) ausgeformt ist, verhindert.
Drehkranz (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (3, 4) und das Behältnis (6) aus Stahl bestehen und dass die Kontaktringe (7a, 7b, 7c, 7d) aus einem nicht eisenhaltigen Material bestehen.
Drehkranz (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring (3) und der äußere Ring (4) jeder mindestens eine Vertiefung (8) umfassen, in welcher ein Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) aufgenommen ist.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein gleicher Ring (3; 4) von beiden Seiten der Laufbahn (5) mindestens eine Vertiefung (8) umfasst, in welcher ein Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) aufgenommen ist.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) einen trapezförmig geraden, rechtwinkeligen oder halbkreisförmigen Abschnitt aufweist.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) aus einem kompakten, nicht porösen Material gefertigt ist.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) aus einem nicht eisenhältigen Material gefertigt ist, beispielsweise aus einer Kupferlegierung oder aus Bronze.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontaktring (7a, 7b, 7c, 7d) aus einem Polymer gefertigt ist, beispielsweise aus Polyamid oder aus Polytetrafluorethylen.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (7a, 7b, 7c) an dem entsprechenden Ring (3, 4) mechanisch, metallurgisch oder chemisch befestigt ist.
Drehkranz (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollelemente (2) Kugeln sind (2).