WO2009079975A1 - Rolling bearing comprising a radially fixed split outer ring - Google Patents

Rolling bearing comprising a radially fixed split outer ring Download PDF

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WO2009079975A1
WO2009079975A1 PCT/DE2008/002025 DE2008002025W WO2009079975A1 WO 2009079975 A1 WO2009079975 A1 WO 2009079975A1 DE 2008002025 W DE2008002025 W DE 2008002025W WO 2009079975 A1 WO2009079975 A1 WO 2009079975A1
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WO
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row
rolling bearing
rings
outer ring
ring
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PCT/DE2008/002025
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Inventor
Rudolf Zeidlhack
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Schaeffler Kg
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    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a multi-row rolling bearing comprising a divided outer ring consisting of at least two coaxial rings, the at least two rings of which abut one another by contact surfaces lying on their axial end faces.
  • the invention further relates to a method for manufacturing and a method for mounting such a rolling bearing.
  • Such a rolling bearing may e.g. be used as a storage concept for supporting the rotor shaft in a wind turbine.
  • the bearing of the rotor shaft in wind turbines is often designed as a so-called Einlager concept.
  • Einlager concept In contrast to conventional two-point or three-point supports with two or three separate bearing points, when loading
  • a single bearing provides both axial and radial forces as well as moments.
  • This single bearing consists for example of two attached tapered roller bearings or a double-row axial tapered roller bearing in conjunction with a radial cylindrical roller bearing.
  • tempering steel which is often used in large rolling bearings, has the disadvantage that the fatigue life of the hardening layer is substantially lower than the rolling bearing or case hardening steel.
  • a bearing steel is in turn hardly suitable due to the low toughness.
  • the requirements can be met by hardened steel with surface hardening.
  • the use of case-hardening steel continues to pose risks through the heat treatment process, as it can cause high stresses in the material and render the workpiece unusable. Critical is especially the phase after carburizing. It is true that the larger the Inn Vietnamese bemesser the cross-sectional profile of the rings to be cured, the greater the risk of cracking.
  • the size of the cross-sectional profile is predetermined by design specifications, eg number of raceways on a ring or required, minimum area moment of inertia.
  • the cross-sectional profile of outer rings in Einlager- concepts due to the at least two tracks has a necessarily complex shape.
  • the complex and sometimes massive cross-sectional shape of the outer rings based on the fact that the outer ring is not necessarily completely supported over its axial extent on its outer circumferential surface. This requires a flow of force within the outer race from each raceway to the area of the outer surface supported by a connecting structure.
  • US 4,798,482 discloses a double row radial bearing assembly having an axially split outer and an axially split inner ring. According to one embodiment of US Pat. No. 4,798,482, the two halves of the outer ring abut each other directly with their axial end faces and are held together by a fastening means. The flow of force through the rolling bearing takes place separately via both ring halves. It is therefore necessary to support both rings over their entire axial extent.
  • the invention has for its object to provide a multi-row roller bearing, on the one hand a simple and cost-effective production and assembly allowed and on the other hand in a Einlager concept in which the outer ring does not have to be fully supported over its axial extent can be used. Summary of the invention
  • this object is achieved in a multi-row rolling bearing according to the preamble of claim 1 such that the contact surface of a ring at least one cavity and the contact surface facing this contact surface of an adjacent ring has at least one engaging in the cavity connecting element.
  • this object is further achieved by a method for producing an outer ring of a multi-row rolling bearing according to the invention, the method comprising the following steps:
  • this object is further achieved by an assembly method for a multi-row rolling bearing according to the invention, the assembly method comprising the following steps:
  • the advantage is thus that by the division of the outer ring hardening of each of the at least two rings can be done separately.
  • the Inn Vietnamese be- diameter of the rings to be hardened can be reduced by appropriate division of the outer ring so that the risk of cracking is greatly reduced.
  • the intervention of a connecting element of a contact surface is provided in an opposite cavity of the adjacent contact surface. This makes it possible that a force transmission in the radial direction of a ring half in the adjacent ring half is possible.
  • the outer ring according to the invention therefore does not have to be supported over its entire axial extent, since the radial force component of a ring, which is not supported by the connecting structure in the radial direction, can be transmitted to a ring, which is supported in the radial direction by the connecting construction.
  • the at least one cavity located between two abutting rings and the connecting element engaging in this cavity enable centering of these rings and force transmission in the radial direction between these rings.
  • the at least two coaxial rings are centered with respect to their coaxiality. This requirement may e.g. be met by correspondingly accurate fits between connecting element and cavity.
  • the force to be transmitted in the radial direction between the at least two rings depends on the particular application and the at least one connecting element must be designed accordingly in order to ensure this power transmission. In particular, the shape and the number of connecting elements can be determined accordingly.
  • the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed integrally with this ring.
  • a connecting element for example a circumferential web, can be formed by a return of the axial end face of the ring, for example by twisting.
  • the position of the connecting element can be set very precisely in this case, whereby a good Coaxial centering is possible.
  • the connecting element forms a projection, a nose, a survey, a pin, a web or a clip.
  • the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed by a separate fixing element, which is positively connected to the adjacent ring.
  • the fixing element in a cavity in particular a groove, a bore, a recess or a trough, the adjacent ring is fitted.
  • the preparation of a corresponding cavity is not a major requirement for the production. Compared to a connecting element, which is formed integrally with the ring, the production is cheaper and faster to accomplish.
  • a cavity forming by two opposite cavities for the fixing element is mirror-symmetrical with respect to the plane formed by the two abutting contact surfaces.
  • the insertion of the fixing is simplified so that care must be taken no special orientation with respect to the respective rings.
  • the at least one connecting element and a cavity are connected via an interference fit.
  • the connecting element can thus also transmit - at least small - axial tensile forces, so that the composite outer ring forms a unit during assembly.
  • a radial force transmission is directly possible by press fits, without that the respective ring halves would have to move radially until it stops against the connecting element.
  • interference fits are preferably present between the fixing element and both cavities.
  • the at least one cavity of the contact surface forms a groove, a bore, a recess or a depression.
  • the groove extends concentrically to a rotational axis of the rolling bearing. So it creates a circumferential groove. This can be manufactured easily and inexpensively. Due to the great length of this groove, a high power transmission in the radial direction is possible.
  • the at least one cavity of the contact surface has a semicircular, rectangular or V-shaped cross-sectional profile.
  • the respective cross-sectional profile of the cavity to be used is essentially determined by the shape of the connecting element.
  • the fixing element forms a ball, a cylindrical roller, a rod-shaped element or an annular element.
  • a separate fixing element as a connecting element can be used on a variety of existing or special components to be manufactured.
  • a plurality of rolling elements are inserted into a cavity to ensure the required radial power transmission. It is also possible to use rod-shaped fixing elements, if appropriate also with a crimping tion along its axial extent.
  • annular fixing element which consists of either a closed ring, a ring with a parting line or ring segments.
  • the outer ring consists of two rings. For manufacturing reasons, it is advantageous if the two rings are identical with respect to their basic form.
  • bearing rows of the rolling bearing form roller bearings. These have the necessary carrying capacity, e.g. to be used in a storage concept.
  • bearing rows of the bearing can transmit both axial and radial forces.
  • at least one bearing row forms an axial cylindrical roller bearing and at least one bearing row forms a radial cylindrical roller bearing.
  • two adjacent rows of bearings form a double row tapered roller bearing.
  • at least one bearing row can form a tapered roller thrust bearing and at least one bearing row a radial cylindrical roller bearing.
  • the rolling bearing is used as rotor main bearing in a wind turbine.
  • the inventive rolling bearing in particular as a storage concept, can be used as a rotor main storage, and are manufactured with correspondingly large diameters simple, inexpensive and reliable.
  • An advantage of the method according to the invention for producing an outer ring of a multi-row roller bearing according to the invention is that the at least two rings can be hardened independently of one another.
  • the shaping production of the outer ring may well include a simultaneous processing of at least two rings.
  • PHg prior to hardening of the rings of the outer ring a division of the first one-piece outer ring in at least two rings.
  • the at least two rings of the outer ring can also be made separately.
  • each ring has at least one raceway
  • the rings must be machined to ensure coaxiality of the raceways. This can be done, for example, by first of all machining the end faces of the rings, ie, for example, by inserting the depressions or bores. After hardening of the rings, the end faces are ground and the rings are assembled, wherein the connecting element of the contact surface of the adjacent ring engages in the cavity of the contact surface and the rings radially centered are. Then the rings are connected to each other by fastening screws and the raceways ground. The processing of the outer circumferential surface of the outer ring can now be done.
  • FIG. 1 shows a double-row tapered roller bearing according to the prior art
  • FIG. 3 is a schematic representation of a second embodiment of the rolling bearing according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic representation of a fourth embodiment of the rolling bearing according to the invention.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a fifth embodiment of the rolling bearing according to the invention.
  • Fig. 7 is a schematic representation of a sixth embodiment of the invention rolling bearing. Detailed description of the drawing
  • Fig. 1 shows a double-row tapered roller bearing according to the prior art.
  • the tapered roller bearing essentially consists of an outer ring 1, a plurality of rolling elements 2 and a divided inner ring with the rings 3 'and 3 ".
  • the rolling elements 2 roll on raceways of the outer and inner ring and are guided by cage elements 4.
  • the rings 3 'and 3 "of the inner ring are spaced by a spacer ring 5.
  • the outer ring 1 can be connected by bores 6 'to a connecting construction.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown in Fig. 2 a) is a plan view of the outer ring 1 in the axial direction. Four exemplary holes 6 are shown, which can serve, inter alia, to connect the outer ring 1 to a connecting construction. 2 b) shows a sectional view of the outer ring 1, it being understood that this consists of two rings 1 'and 1 " right ring 1 "formed and engages in a corresponding cavity with rectangular cross-sectional profile of the left ring 1 'a.
  • the connecting element 8 is in radial movement tion outside the raceways 7 in order to avoid weakening of the rings V and 1 "in the region of the raceways.
  • the bore 6 "allows fixing of the rings 1 'and 1" together, whereby the assembly of the outer ring is simplified.
  • Fig. 2 c shows a sectional view of the outer ring 1.
  • a part of a connecting structure 10 is shown.
  • the outer ring is supported only by the right-hand ring 1 "in the adjacent construction 10.
  • Also shown schematically are forces which act on the outer ring as a result of the rolling elements rolling in.
  • Both forces F and F consist of radial components FR 'and FR "and axial components FA 'and FA ", respectively.
  • the axial components can z.T. cancel;
  • the remaining force components can be introduced into the connecting structure 10 by means of screws with which the outer ring is fastened to the connecting construction 10.
  • the radial force component FR "of the right-hand ring can be introduced directly into the adjacent construction 10.
  • the radial force component FR 'of the left-hand ring 1' can not be introduced directly into the adjacent construction 10. However, this can occur via the connecting element 8 according to the invention
  • the at least one connecting element 8 engages in a circumferential groove, it is ensured that a radial force transmission between the rings 1 'and 1 "can be made uniform over the entire circumference of the outer ring. This is a significant advantage over a solution with only a few circumferentially distributed cavities and corresponding connecting elements, because in that case a radially acting force could bend the unsupported ring radially outward between two adjacent cavities. Disadvantages in terms of load distribution would be the result.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown is again a Sectional view similar to that of Fig. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with respect to the basic structure.
  • the connecting element 8 is formed in this embodiment by a separate fixing element.
  • These are cylindrical rollers which are inserted free of play into corresponding cavities of the contact surfaces. Even if several separate recesses for receiving the cylindrical rollers would be possible, a circumferential groove with V-shaped cross-sectional profile has been introduced into both contact surfaces for manufacturing reasons.
  • the cylindrical rollers are crosswise inserted in the groove as in a cross roller bearing to allow a uniform radial force transmission through both rings.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a third embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown again is a sectional view similar to that of FIG. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with regard to the basic construction.
  • the connecting element 8 is again formed in this embodiment by a separate fixing element. This is a ring which is fitted without clearance into two mutually opposite, circumferential grooves in the contact surfaces with a rectangular cross-sectional profile.
  • the ring itself (eg also from segments) itself has a square cross-section.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a fourth embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown again is a sectional view similar to that of FIG. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with regard to the basic construction.
  • the connecting element 8 is again formed in this embodiment by a separate fixing element. These are balls, such as those used in ball bearings. To ensure that the two rings V and 1 "lie free of play on their contact surfaces, the respective cavities are slightly elliptical, so that between the balls and the contact surfaces at the radially in the radial direction. There is some play in the game.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a fifth embodiment of the rolling bearing according to the invention.
  • the outer ring consists of the three rings 1 ', 1 "and 1'".
  • the connecting element 8 is formed by a separate fixing element. Only the two axially outer rings 1 'and 1 "have raceways 7. Consequently, only these outer rings are through-hardened or case-hardened and have the necessary hardened raceway surface 7.
  • the axially middle ring 1" can, on the other hand, be made of a tough material that is not cured.
  • the hole 6 "allows the rings to be connected by means of a screw (not shown), in which both the screw head and the nut, respectively with washers, can be placed in a corresponding countersinking position
  • a screw not shown
  • both the screw head and the nut respectively with washers
  • only the screw head or only the nut can be in a countersink to reduce the manufacturing effort, if this solution is sufficient.
  • Fig. 7 shows a schematic representation of a sixth embodiment of the rolling bearing according to the invention.
  • the outer ring consists of the two rings 1 'and 1 "The connecting element 8 is formed by a separate fixing element
  • Each ring has two raceways 7, in each case one raceway for an axial tapered roller bearing and a raceway for a radial cylindrical roller bearing
  • Rolling elements 2 are shown schematically, the bore 6 "extending in the ring 1" over its entire axial extent, while the bore in the ring 1 1 represents only a blind hole.
  • the blind hole has a thread to both rings by a screw connect.

Abstract

The invention relates to a multi-row rolling bearing comprising a split outer ring, which consists of at least two coaxial rings, the at least two rings of which rest one on the other via the contact surfaces on their axial faces. The invention further relates to a method for producing and to a method for assembling said rolling bearing. The aim of the invention is to provide a multi-row rolling bearing which is easy and inexpensive to manufacture and assemble and which can be used in a single bearing concept, in which the outer ring does not have to be completely supported across its axial extension. The multi-row rolling bearing according to the preamble of claim 1 is characterized in that the contact surface of a ring comprises at least one recess and the contact surface, facing said contact surface, of the ring resting against it comprises at least one connecting element engaging in said recess.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Wälzlager mit geteiltem Außenring mit radialer FixierungRolling bearing with split outer ring with radial fixation
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager umfassend einen aus min- destens zwei koaxialen Ringen bestehenden, geteilten Außenring, dessen mindestens zwei Ringe durch auf ihren axialen Stirnseiten liegende Kontaktflächen aneinander anliegen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Montage eines solchen Wälzlagers. Ein derartiges Wälzlager kann z.B. als Einlager-Konzept zur Lagerung der Rotorwelle in einer Windkraftanlage eingesetzt werden.The invention relates to a multi-row rolling bearing comprising a divided outer ring consisting of at least two coaxial rings, the at least two rings of which abut one another by contact surfaces lying on their axial end faces. The invention further relates to a method for manufacturing and a method for mounting such a rolling bearing. Such a rolling bearing may e.g. be used as a storage concept for supporting the rotor shaft in a wind turbine.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Um eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, wird die Lagerung der Ro- torwelle in Windkraftanlangen oftmals als so genanntes Einlager-Konzept ausgeführt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zweipunkt- bzw. Dreipunkt- Abstützungen mit zwei bzw. drei separaten Lagerstellen, nimmt beim Einla- ger-Konzept eine einzelne Lagerstelle sowohl Axial- und Radialkräfte als auch Momente auf. Diese einzelne Lagerstelle besteht z.B. aus zwei angestellten Kegelrollenlagern oder einem zweireihigen Axial-Kegelrollenlager in Verbindung mit einem Radial-Zylinderrollenlager.To enable a more compact design, the bearing of the rotor shaft in wind turbines is often designed as a so-called Einlager concept. In contrast to conventional two-point or three-point supports with two or three separate bearing points, when loading For example, a single bearing provides both axial and radial forces as well as moments. This single bearing consists for example of two attached tapered roller bearings or a double-row axial tapered roller bearing in conjunction with a radial cylindrical roller bearing.
Aufgrund der Nachfrage nach Windkraftanlagen mit immer größeren Nennleistungen und den daraus folgenden größeren Rotoren, werden auch Wälzlager mit größeren Durchmessern benötigt. Einerseits bedingt durch diese notwendige Größe, anderseits aufgrund der hohen Anforderungen an derar- tige Wälzlager im Betrieb, nämlich die Aufnahme von großen Kräften und Momenten z.B. bei der Einlagerkonzeption, ist deren Herstellung sehr anspruchsvoll.Due to the demand for wind power plants with ever increasing nominal power and the consequent larger rotors, rolling bearings with larger diameters are needed. On the one hand due to this necessary size, on the other hand due to the high demands on such rolling bearings in operation, namely the absorption of large forces and moments, e.g. in the storage concept, their production is very demanding.
Die Bauteilbeanspruchung der Innen- und Außenringe erfordert eine große Zähigkeit; dennoch müssen die Laufbahnen eine hohe Härte aufweisen. Die Verwendung von Vergütungsstahl, der oftmals bei großen Wälzlagern eingesetzt wird, hat den Nachteil, dass die Ermüdungslebensdauer der Härteschicht wesentlich geringer ist als beim Wälzlager- oder Einsatzstahl.The component stress of the inner and outer rings requires a high degree of toughness; Nevertheless, the tracks must have a high hardness. The use of tempering steel, which is often used in large rolling bearings, has the disadvantage that the fatigue life of the hardening layer is substantially lower than the rolling bearing or case hardening steel.
Ein Wälzlagerstahl ist wiederum aufgrund der geringen Zähigkeit kaum geeignet. Prinzipiell können die Anforderungen zwar durch Einsatzstahl mit Randschichthärtung erfüllt werden. Es entstehen dabei jedoch hohe Fertigungskosten, da die erforderlichen Fertigungsschritte (Aufkohlen, Glühen, Abhärten, Anlassen) zeit- und kostenintensiv sind. Die Verwendung von Einsatzstahl birgt weiterhin Risiken durch den Wärmebehandlungsprozess, da hier hohe Spannungen im Material entstehen können und das Werkstück unbrauchbar werden lassen. Kritisch ist dabei besonders die Phase nach dem Aufkohlen. Dabei gilt, dass umso größer der Innkreisdurchmesser des Querschnittsprofils der zu härtenden Ringe ist, desto größer ist das Risiko einer Rissbildung. Die Größe des Querschnittsprofils ist jedoch durch konstruktive Vorgaben, z.B. Anzahl der Laufbahnen auf einem Ring oder gefordertes, minimales Flächenträgheitsmoment, vorgegeben. Insbesondere ist zu beachten, dass das Querschnittsprofil von Außenringen bei Einlager- Konzepten aufgrund der mindestens zwei Laufbahnen eine notwendigerweise komplexe Form aufweist. Weiterhin beruht die komplexe und zum Teil massive Querschnittsform der Außenringe darauf, dass der Außenring nicht notwendigerweise komplett über seine axiale Ausdehnung an seiner äußeren Mantelfläche abgestützt wird. Das erfordert einen Kraftfluss innerhalb des Außenringes von jeder Laufbahn hin zu dem Bereich der äußeren Mantelfläche, der durch eine Anschlusskonstruktion abgestützt ist.A bearing steel is in turn hardly suitable due to the low toughness. In principle, the requirements can be met by hardened steel with surface hardening. However, this results in high production costs, since the required manufacturing steps (carburizing, annealing, curing, tempering) are time consuming and costly. The use of case-hardening steel continues to pose risks through the heat treatment process, as it can cause high stresses in the material and render the workpiece unusable. Critical is especially the phase after carburizing. It is true that the larger the Innkreisdurchmesser the cross-sectional profile of the rings to be cured, the greater the risk of cracking. However, the size of the cross-sectional profile is predetermined by design specifications, eg number of raceways on a ring or required, minimum area moment of inertia. In particular Note that the cross-sectional profile of outer rings in Einlager- concepts due to the at least two tracks has a necessarily complex shape. Furthermore, the complex and sometimes massive cross-sectional shape of the outer rings based on the fact that the outer ring is not necessarily completely supported over its axial extent on its outer circumferential surface. This requires a flow of force within the outer race from each raceway to the area of the outer surface supported by a connecting structure.
Die Herstellung großer Ringe für entsprechende Wälzlager ist daher entweder sehr aufwendig, kostenintensiv und mit Risiken behaftet (Randschichthärtung bei Einsatzstahl) oder mit reduzierter Lebensdauer verbunden (Vergütungsstahl).The production of large rings for corresponding bearings is therefore either very expensive, costly and fraught with risks (surface hardening case steel) or reduced life associated (tempered steel).
Geteilte Ringe bei Wälzlagern sind bereits bekannt. Der Zweck derartig geteilter Außenringe liegt in einer einfacheren Montage.Split rings in rolling bearings are already known. The purpose of such shared outer rings lies in a simpler installation.
Die US 4,798,482 offenbart eine zweireihige Radiallageranordnung mit einem axial geteilten Außen- und einem axial geteilten Innenring. Gemäß ei- nem Ausführungsbeispiel der US 4,798,482 liegen die beiden Hälften des Außenringes mit ihren axialen Stirnseiten direkt aneinander an und werden durch ein Befestigungsmittel zusammengehalten. Der Kraftfluss durch das Wälzlager erfolgt dabei jeweils separat über beide Ringhälften. Es ist daher notwendig, beide Ringe über ihre komplette axiale Erstreckung abzustützen.US 4,798,482 discloses a double row radial bearing assembly having an axially split outer and an axially split inner ring. According to one embodiment of US Pat. No. 4,798,482, the two halves of the outer ring abut each other directly with their axial end faces and are held together by a fastening means. The flow of force through the rolling bearing takes place separately via both ring halves. It is therefore necessary to support both rings over their entire axial extent.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrreihiges Wälzlager bereitzustellen, dass einerseits eine einfache und kostengünstige Fertigung und Montage erlaubt und andererseits in einem Einlager-Konzept, bei dem der Außenring nicht komplett über seine axiale Ausdehnung abgestützt werden muss, eingesetzt werden kann. Zusammenfassung der ErfindungThe invention has for its object to provide a multi-row roller bearing, on the one hand a simple and cost-effective production and assembly allowed and on the other hand in a Einlager concept in which the outer ring does not have to be fully supported over its axial extent can be used. Summary of the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem mehrreihigen Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Kontaktfläche eines Ringes mindestens eine Aushöhlung und die dieser Kontaktfläche zugewandte Kontaktfläche eines anliegenden Ringes mindestens ein in die Aushöhlung eingreifendes Verbindungselement aufweist.According to the invention this object is achieved in a multi-row rolling bearing according to the preamble of claim 1 such that the contact surface of a ring at least one cavity and the contact surface facing this contact surface of an adjacent ring has at least one engaging in the cavity connecting element.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen eines Außenringes eines erfindungsgemäßen, mehrreihigen Wälzlagers, gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:According to the invention, this object is further achieved by a method for producing an outer ring of a multi-row rolling bearing according to the invention, the method comprising the following steps:
- Formgebendes Fertigen des Außenringes und- Forming of the outer ring and shaping
- Härten von Laufbahnen auf den Ringen des Außenringes.- Hardening of raceways on the rings of the outer ring.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe weiterhin durch ein Montageverfahren für ein erfindungsgemäßes, mehrreihiges Wälzlager, gelöst, wobei das Mon- tageverfahren folgende Schritte umfasst:According to the invention, this object is further achieved by an assembly method for a multi-row rolling bearing according to the invention, the assembly method comprising the following steps:
- Zusammensetzen der Ringe des Außenringes, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift, und- Assembling the rings of the outer ring, wherein the connecting element of the contact surface of the adjacent ring engages in the cavity of the contact surface, and
- Einbringen von Wälzkörpern und einem Innenring.- Introduction of rolling elements and an inner ring.
Von Vorteil ist somit, dass durch die Teilung des Außenringes eine Härtung jeder der mindestens zwei Ringe separat erfolgen kann. Der Innkreisdurch- messer der zu härtenden Ringe kann dabei durch entsprechende Teilung des Außenringes derart reduziert werden, dass das Risiko einer Rissbildung stark reduziert wird. Damit der Außenring jedoch weiterhin seine Bauteilfunk- tionalität beibehält, ist erfindungsgemäß das Eingreifen eines Verbindungselements einer Kontaktfläche in eine gegenüberliegende Aushöhlung der anliegenden Kontaktfläche vorgesehen. Dadurch wird ermöglicht, dass eine Kraftübertragung auch in radialer Richtung von einer Ringhälfte in die anlie- gende Ringhälfte möglich ist. Der erfindungsgemäße Außenring muss somit nicht über seine komplette axiale Erstreckung abgestützt werden, da die radiale Kraftkomponente eines Ringes, der in radialer Richtung nicht durch die Anschlusskonstruktion unterstützt ist, auf einen Ring übertragen werden kann, der in radialer Richtung durch die Anschlusskonstruktion unterstützt wird.The advantage is thus that by the division of the outer ring hardening of each of the at least two rings can be done separately. The Innkreisdurch- diameter of the rings to be hardened can be reduced by appropriate division of the outer ring so that the risk of cracking is greatly reduced. However, in order for the outer ring to retain its component Retains functionality, according to the invention, the intervention of a connecting element of a contact surface is provided in an opposite cavity of the adjacent contact surface. This makes it possible that a force transmission in the radial direction of a ring half in the adjacent ring half is possible. The outer ring according to the invention therefore does not have to be supported over its entire axial extent, since the radial force component of a ring, which is not supported by the connecting structure in the radial direction, can be transmitted to a ring, which is supported in the radial direction by the connecting construction.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ermöglicht die sich zwischen zwei aneinander anliegenden Ringen befindliche mindestens eine Aushöhlung sowie das in diese Aushöhlung eingreifende Verbindungsele- ment eine Zentrierung dieser Ringe sowie eine Kraftübertragung in radialer Richtung zwischen diesen Ringen. Um durch die Teilung des Außenringes keine Nachteile im Betrieb zu erfahren, ist es notwendig, dass die mindestens zwei koaxialen Ringe bezüglich ihrer Koaxialität zentriert werden. Diese Anforderung kann z.B. durch entsprechend genaue Passungen zwischen Verbindungselement und Aushöhlung erfüllt werden. Die in radialer Richtung zwischen den mindestens zwei Ringen zu übertragenden Kraft hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall ab und das mindestens eine Verbindungselement muss entsprechend ausgestaltet sein, um diese Kraftübertragung zu gewährleisten. So kann insbesondere die Form sowie die Anzahl der Verbin- dungselemente entsprechend bestimmt werden.According to a preferred development of the invention, the at least one cavity located between two abutting rings and the connecting element engaging in this cavity enable centering of these rings and force transmission in the radial direction between these rings. In order to experience no disadvantages in operation by the division of the outer ring, it is necessary that the at least two coaxial rings are centered with respect to their coaxiality. This requirement may e.g. be met by correspondingly accurate fits between connecting element and cavity. The force to be transmitted in the radial direction between the at least two rings depends on the particular application and the at least one connecting element must be designed accordingly in order to ensure this power transmission. In particular, the shape and the number of connecting elements can be determined accordingly.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes einstückig mit diesem Ring ausgebildet. Ein derartiges Verbindungselement, z.B. ein umlaufender Steg, kann durch eine Rücknahme der axialen Stirnfläche des Ringes, z.B. durch Abdrehen, entstehen. Die Lage des Verbindungselements lässt sich in diesem Fall sehr präzise festlegen, wodurch eine gute koaxiale Zentrierung möglich ist.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed integrally with this ring. Such a connecting element, for example a circumferential web, can be formed by a return of the axial end face of the ring, for example by twisting. The position of the connecting element can be set very precisely in this case, whereby a good Coaxial centering is possible.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet das Verbindungselement einen Vorsprung, eine Nase, eine Erhebung, einen Zapfen, einen Steg oder eine Klammer aus.According to a preferred embodiment of the invention, the connecting element forms a projection, a nose, a survey, a pin, a web or a clip.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes durch ein separates Fixierelement ausgebildet, welches formschlüssig mit dem anliegenden Ring verbunden ist.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed by a separate fixing element, which is positively connected to the adjacent ring.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Fixierelement in eine Aushöhlung, insbesondere eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde, des anliegenden Ringes eingepasst ist. Die Anfertigung einer entsprechenden Aushöhlung stellt keine großen Anforderungen an die Fertigung dar. Im Vergleich zu einem Verbindungselement, das einstückig mit dem Ring ausgebildet ist, ist die Fertigung kostengünstiger und schneller zu bewerkstelligen.According to a preferred embodiment of the invention, the fixing element in a cavity, in particular a groove, a bore, a recess or a trough, the adjacent ring is fitted. The preparation of a corresponding cavity is not a major requirement for the production. Compared to a connecting element, which is formed integrally with the ring, the production is cheaper and faster to accomplish.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein sich durch zwei gegenüberliegende Aushöhlungen bildender Hohlraum für das Fixierelement bezüglich der durch die zwei aneinander anliegenden Kontaktflächen gebildeten Ebene spiegelsymmetrisch. Das Einsetzen der Fixierelement ist damit vereinfacht, da auf keine besondere Ausrichtung bezüglich der jeweiligen Ringe geachtet werden muss.According to a preferred development of the invention, a cavity forming by two opposite cavities for the fixing element is mirror-symmetrical with respect to the plane formed by the two abutting contact surfaces. The insertion of the fixing is simplified so that care must be taken no special orientation with respect to the respective rings.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement und eine Aushöhlung über eine Presspassung verbunden. Das Verbindungselement kann somit auch - zumindest geringe - axiale Zugkräfte übertragen, so dass der zusammengesetzte Außenring während der Montage eine Einheit bildet. Durch Presspassungen wird außerdem eine radiale Kraftübertragung unmittelbar möglich, ohne dass sich die jeweiligen Ringhälften erst radial bis zum Anschlag an das Verbindungselement verschieben müssten. Falls das Verbindungselement ein Fixierelement ausbildet, liegen Presspassungen bevorzugt zwischen dem Fixierelement und beiden Aushöhlungen vor.According to a preferred development of the invention, the at least one connecting element and a cavity are connected via an interference fit. The connecting element can thus also transmit - at least small - axial tensile forces, so that the composite outer ring forms a unit during assembly. In addition, a radial force transmission is directly possible by press fits, without that the respective ring halves would have to move radially until it stops against the connecting element. If the connecting element forms a fixing element, interference fits are preferably present between the fixing element and both cavities.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde aus. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft die Nut dabei konzentrisch zu einer Rotationsachse des Wälzlagers. Es entsteht also eine umlaufende Nut. Diese kann fertigungstechnisch einfach und kostengünstig hergestellt werden. Aufgrund der großen Länge dieser Nut, ist eine hohe Kraftübertragung in radialer Richtung möglich.According to a preferred development of the invention, the at least one cavity of the contact surface forms a groove, a bore, a recess or a depression. According to a preferred embodiment of the invention, the groove extends concentrically to a rotational axis of the rolling bearing. So it creates a circumferential groove. This can be manufactured easily and inexpensively. Due to the great length of this groove, a high power transmission in the radial direction is possible.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche ein halbkreisförmiges, rechteckiges oder V-förmiges Querschnittsprofil auf. Das jeweils zu verwendende Querschnittsprofil der Aushöhlung wird im Wesentlichen durch die Form des Verbindungselements bestimmt.According to a preferred development of the invention, the at least one cavity of the contact surface has a semicircular, rectangular or V-shaped cross-sectional profile. The respective cross-sectional profile of the cavity to be used is essentially determined by the shape of the connecting element.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet das Fixierelement eine Kugel, eine Zylinderrolle, ein stabförmiges Element oder ein ringförmiges Element aus. Durch den Einsatz eines separaten Fixierelements als Verbindungselement kann auf eine Vielzahl bereits bestehender oder auch spezial anzufertigender Bauteile zurückgegriffen werden. Als sehr wirtschaft- lieh erweist sich dabei die Verwendung von Kugeln oder Zylindern, die bereits als herkömmliche Wälzkörper als Standardware zur Verfügung stehen. Vorteilhaft ist in diesem Fall auch, dass aufgrund der bekannten Fertigungstoleranzen von Wälzkörpern, eine Presspassung zwischen den Wälzkörpern und entsprechenden Aushöhlungen auf einfache Weise bewerkstelligt wer- den kann. Bevorzugt werden mehrere Wälzkörper in eine Aushöhlung eingesetzt, um die benötigte radiale Kraftübertragung zu gewährleisten. Es können auch stabförmige Fixierelemente, gegebenenfalls auch mit einer Krüm- mung entlang ihrer axialen Ausdehnung, verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei die, im Vergleich zu mehreren hintereinander liegenden Wälzkörpern, größere Kraft, die radial übertragen werden kann. Bei einer umlaufenden Nut kann auch ein ringförmiges Fixierelement eingesetzt werden, das entweder aus einem geschlossenen Ring, einem Ring mit einer Trennfuge oder aus Ring-Segmenten besteht.According to a preferred embodiment of the invention, the fixing element forms a ball, a cylindrical roller, a rod-shaped element or an annular element. By using a separate fixing element as a connecting element can be used on a variety of existing or special components to be manufactured. The use of balls or cylinders, which are already available as standard rolling elements as standard goods, proves to be very economical. It is also advantageous in this case that due to the known manufacturing tolerances of rolling elements, a press fit between the rolling elements and corresponding cavities can be accomplished in a simple manner. Preferably, a plurality of rolling elements are inserted into a cavity to ensure the required radial power transmission. It is also possible to use rod-shaped fixing elements, if appropriate also with a crimping tion along its axial extent. It is advantageous in this case, compared to several consecutive rolling elements, larger force that can be transmitted radially. In a circumferential groove and an annular fixing element can be used, which consists of either a closed ring, a ring with a parting line or ring segments.
Die Entscheidung, in wie viele Ringe der Außenring aufgeteilt wird, und wie die Aufteilung im Einzelnen erfolgen soll, hängt neben dem zu beachtenden maximalen Innkreisdurchmesser der Ringe auch von der Art der Abstützung des Außenringes in der Anschlusskόnstruktion und dem Fertigungsaufwand ab. So weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung jeder Ring jeweils mindestens eine Laufbahn für eine Lagerreihe auf. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung handelt es sich um ein zweireihi- ges Wälzlager. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht der Außenring aus zwei Ringen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es dabei vorteilhaft, wenn die beiden Ringe bezüglich ihrer Grundform identisch sind.The decision in how many rings the outer ring is divided, and how the division is to be made in detail depends not only on the observed maximum Innkreisdurchmesser the rings on the type of support of the outer ring in the Anschlußkόnstruktion and the manufacturing cost. Thus, according to a preferred embodiment of the invention, each ring on each at least one raceway for a bearing row. According to a preferred embodiment of the invention is a zweireihi- ges rolling bearings. According to a preferred embodiment of the invention, the outer ring consists of two rings. For manufacturing reasons, it is advantageous if the two rings are identical with respect to their basic form.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden Lagerreihen des Wälzlagers Rollenlager aus. Diese weisen die notwendige Tragfähigkeit auf, um z.B. in einem Einlager-Konzept eingesetzt zu werden.According to a preferred embodiment of the invention, bearing rows of the rolling bearing form roller bearings. These have the necessary carrying capacity, e.g. to be used in a storage concept.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können Lagerreihen des Wälzlagers sowohl Axial- als auch Radialkräfte übertragen. Insbesondere bildet mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Zylinderrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager aus. Alternativ bilden zwei benachbarte Lagerreihen ein zweireihiges Kegelrollenlager aus. Auch kann mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Kegelrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbilden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Wälzlager als Rotorhauptlagerung in einer Windkraftanlage eingesetzt. Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen Teilung des Außenringes bei gleichzeitig möglicher radialer Kraftübertragung und Zentrierung der Ringe, kann das erfin- dungsgemäße Wälzlager, insbesondere als Einlager-Konzept, als Rotorhauptlagerung verwendet werden, und mit entsprechend großen Durchmessern einfach, kostengünstig und zuverlässig hergestellt werden.According to a preferred embodiment of the invention, bearing rows of the bearing can transmit both axial and radial forces. In particular, at least one bearing row forms an axial cylindrical roller bearing and at least one bearing row forms a radial cylindrical roller bearing. Alternatively, two adjacent rows of bearings form a double row tapered roller bearing. Also, at least one bearing row can form a tapered roller thrust bearing and at least one bearing row a radial cylindrical roller bearing. According to a preferred embodiment of the invention, the rolling bearing is used as rotor main bearing in a wind turbine. Due to the inventively possible division of the outer ring with simultaneous possible radial power transmission and centering of the rings, the inventive rolling bearing, in particular as a storage concept, can be used as a rotor main storage, and are manufactured with correspondingly large diameters simple, inexpensive and reliable.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Außen- ringes eines erfindungsgemäßen, mehrreihigen Wälzlagers besteht darin, dass die mindestens zwei Ringe unabhängig voneinander gehärtet werden können. Demgegenüber kann die formgebende Fertigung des Außenringes durchaus eine gleichzeitige Bearbeitung der mindestens zwei Ringe umfassen. Insbesondere kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin- düng vor dem Härten der Ringe des Außenringes eine Teilung des zunächst einteiligen Außenringes in mindestens zwei Ringe erfolgen. Andererseits können die mindestens zwei Ringe des Außenringes auch separat hergestellt werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn das Härten der Laufbahnen durch ein Här- ten der kompletten Ringe des Außenringes erfolgt. Das komplette Einsatzhärten des Außenringes war bislang aufgrund des großen Innkreisdurch- messers des Querschnittsprofils oftmals mit Unsicherheiten und Ausschuss verbunden.An advantage of the method according to the invention for producing an outer ring of a multi-row roller bearing according to the invention is that the at least two rings can be hardened independently of one another. In contrast, the shaping production of the outer ring may well include a simultaneous processing of at least two rings. In particular, in accordance with a preferred embodiment of the invention düng prior to hardening of the rings of the outer ring, a division of the first one-piece outer ring in at least two rings. On the other hand, the at least two rings of the outer ring can also be made separately. The advantage of the method according to the invention comes into play, in particular, when the hardening of the raceways takes place by hardening of the complete rings of the outer ring. The complete case hardening of the outer ring was previously associated with uncertainties and rejects due to the large Innkreisdurchmessers of the cross-sectional profile.
Wenn jeder Ring mindestens eine Laufbahn aufweist, müssen die Ringe derart bearbeitet werden, dass die Koaxialität der Laufbahnen gewährleistet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst die Stirnflächen der Ringe formgebend bearbeitet werden, d.h. z.B. die Vertiefungen bzw. Bohrungen eingearbeitet werden. Nach dem Härten der Ringe werden die Stirnseiten geschliffen und die Ringe zusammengesetzt, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift und die Ringe radial zueinander zentriert sind. Anschließend werden die Ringe durch Befestigungsschrauben miteinander verbunden und die Laufbahnen geschliffen. Auch die Bearbeitung der äußeren Mantelfläche des Außenrings kann nun erfolgen.If each ring has at least one raceway, the rings must be machined to ensure coaxiality of the raceways. This can be done, for example, by first of all machining the end faces of the rings, ie, for example, by inserting the depressions or bores. After hardening of the rings, the end faces are ground and the rings are assembled, wherein the connecting element of the contact surface of the adjacent ring engages in the cavity of the contact surface and the rings radially centered are. Then the rings are connected to each other by fastening screws and the raceways ground. The processing of the outer circumferential surface of the outer ring can now be done.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden durch Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Hereby show:
Rg. 1 ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß dem Stand der Technik,FIG. 1 shows a double-row tapered roller bearing according to the prior art, FIG.
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbei- spiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,2 shows a schematic representation of a first embodiment of the rolling bearing according to the invention,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,3 is a schematic representation of a second embodiment of the rolling bearing according to the invention,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,4 is a schematic representation of a third embodiment of the rolling bearing according to the invention,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,5 is a schematic representation of a fourth embodiment of the rolling bearing according to the invention,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers undFig. 6 is a schematic representation of a fifth embodiment of the rolling bearing according to the invention and
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungs- beispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Detaillierte Beschreibung der ZeichnungFig. 7 is a schematic representation of a sixth embodiment of the invention rolling bearing. Detailed description of the drawing
Fig. 1 zeigt ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß dem Stand der Technik. Das Kegelrollenlager besteht im Wesentlichen aus einem Außenring 1 , meh- reren Wälzkörpern 2 sowie einem geteilten Innenring mit den Ringen 3' und 3". Die Wälzkörper 2 rollen sich auf Laufbahnen des Außen- und Innenring ab und werden durch Käfigelemente 4 geführt. Die Ringe 3' und 3" des Innenringes werden durch einen Distanzring 5 beabstandet. Der Außenring 1 kann durch Bohrungen 6' mit einer Anschlusskonstruktion verbunden wer- den.Fig. 1 shows a double-row tapered roller bearing according to the prior art. The tapered roller bearing essentially consists of an outer ring 1, a plurality of rolling elements 2 and a divided inner ring with the rings 3 'and 3 ".The rolling elements 2 roll on raceways of the outer and inner ring and are guided by cage elements 4. The rings 3 'and 3 "of the inner ring are spaced by a spacer ring 5. The outer ring 1 can be connected by bores 6 'to a connecting construction.
Im Falle eines geteilten Außenrings muss beachtet werden, dass diese Bohrungen keine ausreichenden Mittel zur Übertragung der radialen Kräfte von einem Ring auf anderen Ring darstellen würden. Zwar könnte durch eine Schraubenvorspannung ein Reibschluss zwischen den Ringhälften erreicht werden, dieser würde jedoch bei einer Momentenbelastung des Lagers mit entsprechender Zugbelastung einiger Schrauben wieder reduziert werden, so dass in der Praxis hierdurch keine Kraftübertragung in radialer Richtung möglich wäre.In the case of a split outer ring, it should be noted that these holes would not provide sufficient means for transmitting the radial forces from one ring to another ring. Although a frictional engagement between the ring halves could be achieved by a screw bias, this would be reduced again at a moment load of the bearing with a corresponding tensile load of some screws, so that in practice by this no power transmission in the radial direction would be possible.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist in Fig. 2 a) eine Draufsicht auf den Außenring 1 in axialer Richtung. Zu sehen sind vier exemplarisch dargestellte Bohrungen 6, die unter anderem dazu dienen kön- nen den Außenring 1 mit einer Anschlusskonstruktion zu verbinden. Fig. 2 a) zeigt weiterhin eine Laufbahn 7 des Außenringes 1. Fig. 2 b) zeigt eine Schnittansicht des Außenringes 1 , wobei zu erkennen ist, dass dieser aus zwei Ringen 1' und 1" besteht. Das Verbindungselement 8 ist einstückig mit dem rechten Ring 1" ausgebildet und greift in eine korrespondierende Aus- höhlung mit rechteckigem Querschnittsprofil des linken Ringes 1' ein.Fig. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown in Fig. 2 a) is a plan view of the outer ring 1 in the axial direction. Four exemplary holes 6 are shown, which can serve, inter alia, to connect the outer ring 1 to a connecting construction. 2 b) shows a sectional view of the outer ring 1, it being understood that this consists of two rings 1 'and 1 " right ring 1 "formed and engages in a corresponding cavity with rectangular cross-sectional profile of the left ring 1 'a.
Vorteilhafterweise befindet sich das Verbindungselement 8 in radialer Rieh- tung außerhalb der Laufbahnen 7, um eine Schwächung der Ringe V und 1" im Bereich der Laufbahnen zu vermeiden.Advantageously, the connecting element 8 is in radial movement tion outside the raceways 7 in order to avoid weakening of the rings V and 1 "in the region of the raceways.
Die Bohrung 6" ermöglicht ein Befestigen der Ringe 1 ' und 1 " miteinander, wodurch die Montage des Außenrings vereinfacht wird.The bore 6 "allows fixing of the rings 1 'and 1" together, whereby the assembly of the outer ring is simplified.
Fig. 2 c) zeigt eine Schnittansicht des Außenringes 1. Im Gegensatz zur Fig. 2 b) ist ein Teil einer Anschlusskonstruktion 10 dargestellt. Der Außenring ist nur durch den rechten Ring 1 " in der Anschlusskonstruktion 10 abgestützt. Schematisch dargestellt sind ebenfalls Kräfte, die durch das Abrollen der Wälzkörper auf den Außenring wirken. Beide Kräfte F und F" bestehen aus radialen Komponenten FR' bzw. FR" und axialen Komponenten FA' bzw. FA". Die axialen Komponenten können sich z.T. aufheben; die verbleibenden Kraftkomponenten können über Schrauben, mit denen der Außenring an der Anschlusskonstruktion 10 befestigt ist, in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Die radiale Kraftkomponente FR" des rechten Rings kann direkt in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Aufgrund fehlender Abstützung kann die radiale Kraftkomponente FR' des linken Rings 1 ' nicht direkt in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Die- se kann jedoch über das erfindungsgemäße Verbindungselement 8 übertragen werden. Indem das mindestens eine Verbindungselement 8 in eine umlaufende Nut eingreift, wird gewährleistet, dass eine radiale Kraftübertragung zwischen den Ringen 1' und 1" über den gesamten Umfang des Außenrings gleichmäßig erfolgen kann. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber einer Lösung mit nur wenigen, über den Umfang verteilten Aushöhlungen sowie entsprechenden Verbindungselementen dar, denn in diesem Fall könnte eine radial wirkende Kraft den nicht abgestützten Ring zwischen zwei benachbarten Vertiefungen radial nach außen biegen. Nachteile bezüglich der Lastverteilung wären die Folge.Fig. 2 c) shows a sectional view of the outer ring 1. In contrast to FIG. 2 b), a part of a connecting structure 10 is shown. The outer ring is supported only by the right-hand ring 1 "in the adjacent construction 10. Also shown schematically are forces which act on the outer ring as a result of the rolling elements rolling in. Both forces F and F" consist of radial components FR 'and FR "and axial components FA 'and FA ", respectively. The axial components can z.T. cancel; The remaining force components can be introduced into the connecting structure 10 by means of screws with which the outer ring is fastened to the connecting construction 10. The radial force component FR "of the right-hand ring can be introduced directly into the adjacent construction 10. Due to the lack of support, the radial force component FR 'of the left-hand ring 1' can not be introduced directly into the adjacent construction 10. However, this can occur via the connecting element 8 according to the invention By the at least one connecting element 8 engages in a circumferential groove, it is ensured that a radial force transmission between the rings 1 'and 1 "can be made uniform over the entire circumference of the outer ring. This is a significant advantage over a solution with only a few circumferentially distributed cavities and corresponding connecting elements, because in that case a radially acting force could bend the unsupported ring radially outward between two adjacent cavities. Disadvantages in terms of load distribution would be the result.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um Zylinderrollen, die spiel- frei in entsprechende Aushöhlungen der Kontaktflächen eingesetzt sind. Auch wenn mehrere separate Aushöhlungen zur Aufnahme der Zylinderrollen möglich wären, ist aus fertigungstechnischen Gründen eine umlaufende Nut mit V-förmigem Querschnittsprofil in beide Kontaktflächen eingebracht worden. Die Zylinderrollen sind wie bei einem Kreuzrollenlager kreuzweise in die Nut eingelegt, um eine gleichmäßige radiale Kraftübertragung über beide Ringe zu ermöglichen.Fig. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown is again a Sectional view similar to that of Fig. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with respect to the basic structure. The connecting element 8 is formed in this embodiment by a separate fixing element. These are cylindrical rollers which are inserted free of play into corresponding cavities of the contact surfaces. Even if several separate recesses for receiving the cylindrical rollers would be possible, a circumferential groove with V-shaped cross-sectional profile has been introduced into both contact surfaces for manufacturing reasons. The cylindrical rollers are crosswise inserted in the groove as in a cross roller bearing to allow a uniform radial force transmission through both rings.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um einen Ring, der spielfrei in zwei sich gegenüberliegende, umlaufende Nuten in den Kon- taktflächen mit rechteckigem Querschnittsprofil eingepasst ist. Der Ring (z. B. auch aus Segmenten) selbst weist einen quadratischen Querschnitt auf.Fig. 4 shows a schematic representation of a third embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown again is a sectional view similar to that of FIG. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with regard to the basic construction. The connecting element 8 is again formed in this embodiment by a separate fixing element. This is a ring which is fitted without clearance into two mutually opposite, circumferential grooves in the contact surfaces with a rectangular cross-sectional profile. The ring itself (eg also from segments) itself has a square cross-section.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um Kugeln, wie sie z.B. auch bei Kugellagern zum Einsatz kommen. Um sicherzustellen, dass die beiden Ringe V und 1" an ihren Kontaktflächen spielfrei anliegen, sind die jeweiligen Aushöhlungen leicht elliptisch ausgebildet, so dass zwischen den Kugeln und den Kontaktflächen an den in radialer Richtung tiefs- ten Stellen 9 etwas Spiel herrscht.Fig. 5 shows a schematic representation of a fourth embodiment of the rolling bearing according to the invention. Shown again is a sectional view similar to that of FIG. 2 b), which is why reference is made to the description of FIG. 2 b) with regard to the basic construction. The connecting element 8 is again formed in this embodiment by a separate fixing element. These are balls, such as those used in ball bearings. To ensure that the two rings V and 1 "lie free of play on their contact surfaces, the respective cavities are slightly elliptical, so that between the balls and the contact surfaces at the radially in the radial direction. There is some play in the game.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Der Außenring besteht aus den drei Ringen 1', 1" und 1'". Das Verbindungselement 8 wird durch ein separates Fixierelement gebildet. Nur die beiden axial außen liegenden Ringe 1' und 1" weisen Laufbahnen 7 auf. Demzufolge sind auch nur diese Außenringe durchgehärtet oder einsatzgehärtet und weisen die notwendige gehärtete Laufbahnoberfläche 7 auf. Der axial mittlere Ring 1 '" kann demgegen- über aus einem zähen Material bestehen, das nicht gehärtet wird. Die Bohrung 6" ermöglicht ein Verbinden der Ringe mittels einer nicht dargestellten Schraube. Dabei kann sowohl der Schraubenkopf als auch die Mutter, jeweils mit Beilagscheiben, in einer entsprechenden Ansenkung liegen. Da weder der Schraubenkopf noch die Mutter in axialer Richtung hervorsteht, kann der Außenring genauso wie ein herkömmlicher, einteiliger Außenring in eine Anschlusskonstruktion eingefügt werden. Selbstverständlich kann auch nur der Schraubenkopf bzw. nur die Mutter in einer Ansenkung liegen, um den Fertigungsaufwand zu reduzieren, falls diese Lösung ausreichend ist.Fig. 6 shows a schematic representation of a fifth embodiment of the rolling bearing according to the invention. The outer ring consists of the three rings 1 ', 1 "and 1'". The connecting element 8 is formed by a separate fixing element. Only the two axially outer rings 1 'and 1 "have raceways 7. Consequently, only these outer rings are through-hardened or case-hardened and have the necessary hardened raceway surface 7. The axially middle ring 1" can, on the other hand, be made of a tough material that is not cured. The hole 6 "allows the rings to be connected by means of a screw (not shown), in which both the screw head and the nut, respectively with washers, can be placed in a corresponding countersinking position Of course, only the screw head or only the nut can be in a countersink to reduce the manufacturing effort, if this solution is sufficient.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Der Außenring besteht aus den zwei Ringen 1' und 1". Das Verbindungselement 8 wird durch ein separates Fixierelement gebildet. Jeder Ring weist zwei Laufbahnen 7 auf und zwar jeweils eine Laufbahn für ein Axial-Kegelrollenlager und eine Laufbahn für ein Radial-Zylinderrollenlager. Entsprechende Wälzkörper 2 sind schematisch dargestellt. Die Bohrung 6" erstreckt sich in dem Ring 1" über dessen gesamte axiale Ausdehnung, während die Bohrung in dem Ring 11 lediglich ein Sackloch darstellt. Das Sackloch weist ein Gewinde auf, um beide Ringe durch eine Schraube zu verbinden. BezugszeichenlisteFig. 7 shows a schematic representation of a sixth embodiment of the rolling bearing according to the invention. The outer ring consists of the two rings 1 'and 1 "The connecting element 8 is formed by a separate fixing element Each ring has two raceways 7, in each case one raceway for an axial tapered roller bearing and a raceway for a radial cylindrical roller bearing Rolling elements 2 are shown schematically, the bore 6 "extending in the ring 1" over its entire axial extent, while the bore in the ring 1 1 represents only a blind hole.The blind hole has a thread to both rings by a screw connect. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Außenring1 outer ring
1 ', 1 " Ringe des Außenringes1 ', 1 "rings of the outer ring
2 Wälzkörper2 rolling elements
3 Innenring3 inner ring
3', 3" Ringe des Innenringes3 ', 3 "rings of the inner ring
4 Käfigelemente4 cage elements
5 Distanzring5 spacer ring
6' Bohrung zur Befestigung des Außenringes an einer Anschlusskon struktion6 'bore for attachment of the outer ring to a Anschlußkon construction
6" Bohrung zur Verbindung der Ringe6 "bore for connecting the rings
7 Laufbahnen des Außenringes7 raceways of the outer ring
8 Verbindungselement8 connecting element
9 Rücknahme der Aushöhlung9 Take back the excavation
10 Anschlusskonstruktion 10 adjacent construction

Claims

Patentansprüche claims
1. Mehrreihiges Wälzlager umfassend einen aus mindestens zwei koaxialen Ringen bestehenden, geteilten Außenring, dessen mindestens zwei Ringe durch auf ihren axialen Stirnseiten liegende Kontaktflächen aneinan- der anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche eines Ringes mindestens eine Aushöhlung und die dieser Kontaktfläche zugewandte Kontaktfläche eines anliegenden Ringes mindestens ein in die Aushöhlung eingreifendes Verbindungselement aufweist.1. A multi-row roller bearing comprising a divided outer ring consisting of at least two coaxial rings, the at least two rings abut each other by lying on their axial end faces contact surfaces, characterized in that the contact surface of a ring at least one cavity and the contact surface facing this contact surface of a adjacent ring has at least one engaging in the cavity connecting element.
2. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die sich zwischen zwei aneinander anliegenden Ringen befindliche mindestens eine Aushöhlung sowie das in diese Aushöhlung eingreifende Verbindungselement eine Zentrierung dieser Ringe sowie eine Kraftübertragung in radialer Richtung zwischen diesen Ringen ermöglicht.2. Multi-row rolling bearing according to claim 1, characterized in that located between two adjacent rings located at least one cavity and the engaging in this cavity connecting element allows centering of these rings and a power transmission in the radial direction between these rings.
3. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes einstückig mit diesem Ring ausgebildet ist.3. Multi-row rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed integrally with this ring.
4. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement einen Vorsprung, eine Nase, eine Erhebung, einen Zapfen, einen Steg oder eine Klammer ausbildet. 4. Multi-row rolling bearing according to claim 3, characterized in that the connecting element forms a projection, a nose, a survey, a pin, a web or a clamp.
5. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes durch ein separates Fixierelement ausgebil- det ist welches formschlüssig mit dem anliegenden Ring verbunden ist.5. Multi-row rolling bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one connecting element of the contact surface of the adjacent ring is formed by a separate fixing element which is positively connected to the adjacent ring.
6. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement in eine Aushöhlung, insbesondere eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde, des anliegenden Ringes ein- gepasst ist.6. Multi-row roller bearing according to claim 5, characterized in that the fixing element in a cavity, in particular a groove, a bore, a recess or a trough, the adjacent ring is fitted.
7. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich durch zwei gegenüberliegende Aushöhlungen bildender Hohlraum für das Fixierelement bezüglich der durch die zwei aneinander anliegenden Kontaktflächen gebildeten Ebene spiegelsymmetrisch ist.7. Multi-row roller bearing according to claim 6, characterized in that a cavity forming by two opposite cavities for the fixing element with respect to the plane formed by the two adjacent contact surfaces level is mirror-symmetrical.
8. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement und eine Aushöhlung über eine Presspassung verbunden ist.8. Multi-row roller bearing according to one of claims 1-7, characterized in that the at least one connecting element and a cavity is connected via a press fit.
9. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde ausbildet.9. Multi-row rolling bearing according to one of claims 1-8, characterized in that the at least one cavity of the contact surface forms a groove, a bore, a recess or a trough.
10. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut konzentrisch zu einer Rotationsachse des Wälzlagers verläuft.10. Multi-row rolling bearing according to claim 9, characterized in that the groove is concentric with a rotational axis of the rolling bearing.
11. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche ein halbkreisförmiges, rechteckiges oder V-förmiges Querschnittsprofil aufweist. 11. Multi-row rolling bearing according to one of claims 1-10, characterized in that the at least one cavity of the contact surface has a semicircular, rectangular or V-shaped cross-sectional profile.
12. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 4 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement eine Kugel, eine Zylinderrolle, ein stabförmiges Element oder ein ringförmiges Element ausbildet.12. Multi-row rolling bearing according to one of claims 4 - 1 1, characterized in that the fixing element forms a ball, a cylindrical roller, a rod-shaped element or an annular element.
13. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ring jeweils mindestens eine Laufbahn für eine Lagerreihe aufweist.13. Multi-row rolling bearing according to one of claims 1-12, characterized in that each ring has at least one raceway for a bearing row.
14. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein zweireihiges Wälzlager handelt.14. Multi-row roller bearing according to one of claims 1-13, characterized in that it is a double-row roller bearing.
15. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring aus zwei Ringen besteht.15. Multi-row rolling bearing according to one of claims 1-14, characterized in that the outer ring consists of two rings.
16. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerreihen des Wälzlagers Rollenlager ausbilden.16. Multi-row roller bearing according to one of claims 1-15, characterized in that bearing rows of the rolling bearing form roller bearings.
17. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerreihen des Wälzlagers sowohl Axial- als auch Radialkräfte übertragen können.17. Multi-row roller bearing according to one of claims 1-16, characterized in that bearing rows of the rolling bearing can transmit both axial and radial forces.
18. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Zylinderrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbildet.18. Multi-row rolling bearing according to claim 17, characterized in that at least one bearing row forms an axial cylindrical roller bearing and at least one bearing row forms a radial cylindrical roller bearing.
19. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Lagerreihen ein zweireihiges Kegelrollenlager ausbilden. 19. Multi-row rolling bearing according to claim 17, characterized in that two adjacent rows of bearings form a double-row tapered roller bearing.
20. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Kegelrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbildet.20. Multi-row rolling bearing according to claim 17, characterized in that at least one bearing row forms an axial taper roller bearing and at least one bearing row a radial cylindrical roller bearing.
21. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als Rotorhauptlagerung in einer Windkraftanlage eingesetzt wird.21. Multi-row rolling bearing according to one of claims 1 - 20, characterized in that the rolling bearing is used as a rotor main bearing in a wind turbine.
22. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes eines mehrreihigen Wälzla- gers gemäß einem der Ansprüche 1 - 21 , umfassend die Schritte:22. A method for producing an outer ring of a multi-row rolling bearing according to one of claims 1 - 21, comprising the steps:
- Formgebendes Fertigen des Außenringes und- Forming of the outer ring and shaping
- Härten von Laufbahnen auf den Ringen des Außenringes.- Hardening of raceways on the rings of the outer ring.
23. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Härten der Ringe des Außenringes eine Teilung des zunächst einteiligen Außenringes in mindestens zwei Ringe erfolgt.23. A method for producing an outer ring according to claim 22, characterized in that prior to hardening of the rings of the outer ring, a division of the first one-piece outer ring takes place in at least two rings.
24. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ringe des Außenringes separat hergestellt werden.24. A method for producing an outer ring according to claim 23, characterized in that the at least two rings of the outer ring are produced separately.
25. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß einem der Ansprüche 22 - 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Härten der Laufbahnen durch ein Härten der kompletten Ringe des Außenringes erfolgt.25. A method for producing an outer ring according to any one of claims 22 - 24, characterized in that the hardening of the raceways takes place by curing the complete rings of the outer ring.
26. Montageverfahren für ein mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der An- sprüche 1 - 21 , umfassend die Schritte: - Zusammensetzen der Ringe des Außenringes, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift, und26. An assembly method for a multi-row rolling bearing according to any one of claims 1 - 21, comprising the steps of: - Assembling the rings of the outer ring, wherein the connecting element of the contact surface of the adjacent ring engages in the cavity of the contact surface, and
- Einbringen von Wälzkörpern und einem Innenring. - Introduction of rolling elements and an inner ring.
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