WO2012101209A1 - Teillagerring, sicherungshülse, wälzlager und montageverfahren - Google Patents

Teillagerring, sicherungshülse, wälzlager und montageverfahren Download PDF

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WO2012101209A1
WO2012101209A1 PCT/EP2012/051216 EP2012051216W WO2012101209A1 WO 2012101209 A1 WO2012101209 A1 WO 2012101209A1 EP 2012051216 W EP2012051216 W EP 2012051216W WO 2012101209 A1 WO2012101209 A1 WO 2012101209A1
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WO
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bearing ring
partial
mounting hole
sleeve
securing
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PCT/EP2012/051216
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Baozhu Liang
Matthias Hofmann
Henning Kern
Holger Kristandt
Ingo Schulz
Edgar Pickel
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Aktiebolaget Skf
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    • 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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    • Y10T29/49679—Anti-friction bearing or component thereof
    • Y10T29/49689—Race making

Definitions

  • the present invention relates to rolling bearings, in particular rolling bearings which are mounted only at their place of use and are therefore manufactured in individual components.
  • FIG. 4 shows schematically the conventional construction of a rolling bearing 300.
  • the rolling bearing 300 is composed of a split inner ring (also IR of Engl, "inner ring”), the upper part of the bearing ring is designated in Figure 4 with 310, and a split outer ring 320 (also OR of English, "outer ring”). Both the inner ring and the outer ring 320 show mounting holes, which are designated in FIG. 4 by reference numerals 315 and 325.
  • the example of the inner ring of Figure 4 further shows that the inner ring consists of two partial bearing rings 310,335, with a partial bearing ring 310 in the foreground and a partial bearing ring 335 can be seen in the background. In the example shown in FIG.
  • outer ring 320 is divided, which can be recognized by the dividing line in the mounting bores 325.
  • bearings with divided bearing inner and / or outer bearing rings. This applies in particular to rolling bearings, which are mounted or assembled directly at their place of use.
  • FIG. 5 shows another example of a conventional rolling bearing, here a double row tapered roller bearing is shown.
  • FIG. 5 shows a radial transverse cut through the warehouse.
  • the bearing consists of a bearing outer ring 320 and a split bearing inner ring, which consists of the partial bearing rings or bearing halves 310 and 335, consists. In between, two rows of rolling elements 340 are shown.
  • Figure 5 shows the mounting hole 315, which extends over both partial bearing rings 310 and 335. By means of this mounting hole 315, for example, the two partial bearing rings 310 and 335 can be clamped together by means of screws and mounted at their place of use.
  • Individual through holes or mounting holes can be made larger, so that, for example, a locking sleeve can be introduced.
  • This securing sleeve can be fastened, for example, in one of the rings, for which purpose different embodiments are conceivable.
  • attachment may be by threading in a partial bearing ring, an additional nut being inserted into the ring, flanging or similar joining and forming processes, to thermal shrinking.
  • the locking sleeve for example, via a collar, similar to a screw head support.
  • the two partial bearing rings can be clamped together as with a screw, wherein other embodiments are conceivable here.
  • the two partial bearing rings can also be clamped by another device and the securing sleeve can be attached.
  • the locking sleeve can be screwed, caulked, to be crinkled, jammed, etc. After the relaxation of the other device, the securing sleeve can then take over the securing / fixing of the two partial bearing rings to each other, or maintain their tension.
  • the locking sleeve may have approximately an inner diameter of the original screw through-hole, i. have the diameter of a conventional mounting hole, so that the attachment of the bearing is not affected substantially by the locking sleeve.
  • the locking sleeve after mounting the bearing, the locking sleeve can be secured in the thread with an adhesive, such as "Loctite,” so that it can not become loose again afterwards.
  • Embodiments may therefore offer the advantage that an installation of the locking sleeves is no longer visible from the outside, or that despite the backup there are no protruding parts. Therefore, influencing the actual screwing can be reduced in embodiments, or even completely absent. Moreover, the assembly process, in particular a screwing process, can take place almost unaffected by the securing sleeves. In embodiments, therefore, there may be the advantage that a conventional screwing process can be maintained unchanged during an assembly process and any removal process of the transport lock completely eliminated, since the securing sleeves remain in the mounting holes.
  • the whereabouts of the locking sleeves in the mounting holes can also bring an advantage in maintenance work in embodiments with it.
  • the partial bearing rings clamped together by the backup sleeves so that even here the attachment of a security device can be omitted.
  • any maintenance personnel need not take any safety precautions, since the safety sleeves perform their safety function immediately and automatically even after disassembly of the bearing.
  • Figure 1 shows an embodiment of a partial bearing ring
  • FIGS. 2a-c exemplary embodiments of partial bearing rings and securing sleeves
  • FIGS. 3a-d show exemplary embodiments of a mounted rolling bearing and the associated assembly process
  • FIG. 3e shows a further exemplary embodiment of a mounted rolling bearing and the associated assembly process
  • FIG. 3f shows an exemplary embodiment of a flow chart for a mounting method
  • Figure 4 shows an example of a rolling bearing with split bearing rings of the prior art
  • Figure 5 shows a cross section of a rolling bearing with split bearing inner ring of the prior art.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a partial bearing ring or a bearing ring half 100 of a rolling bearing with a first mounting hole 110 on the end face of the part bearing ring 100 and with a second mounting hole 120, wherein the second mounting hole 120 has a larger diameter than the first mounting hole 110 and for receiving a Safety sleeve is formed.
  • the dotted line in Figure 1 indicates that even more mounting holes can be provided, in particular, a circumferential ring of mounting holes can be provided.
  • embodiments include partial bearing rings or bearing ring halves 100, which provide in their mounting holes 110, 120 an introduction of securing sleeves.
  • individual mounting holes 120 may have a larger diameter than other mounting holes 110.
  • a bore is understood to mean a bore which serves for mounting a plurality of, in particular two partial bearing rings with each other and / or for mounting a rolling bearing on a carrier, such as a housing of an engine, a generator or a transmission.
  • the first mounting hole 110 and the second mounting hole 120 for mounting the partial bearing ring 100 may be formed on a housing or a rotor of a motor or a generator. This may include in particular that in the partial bearing ring 100 provided mounting holes 110, 120 have the same geometry as mounting holes on a housing or a rotor, in particular those of a wind turbine.
  • the partial bearing ring 100 may be formed as part of an inner ring or an outer ring of a rolling bearing and / or correspond to one half of a bearing ring divided perpendicular to its axis of rotation.
  • two partial bearing rings 100 which have been connected to one another in a non-positively connected manner, form an inner or outer ring of a roller bearing.
  • FIG. 2a shows a schematic section of a mounted bearing ring.
  • the bearing ring is composed of an exemplary embodiment of a partial bearing ring 100a and a further partial bearing ring 100b.
  • the further partial bearing ring 100b can also be designed as described above.
  • the two partial bearing rings 100a, 100b are connected on the left side to a structural unit 150, which could be, for example, the housing or the rotor of an engine.
  • On the right side of the two partial bearing rings 100a, 100b are also connected to a unit 160, this could in embodiments for example, correspond to a transmission housing.
  • FIG. 2a shows a securing sleeve 200 which holds the two partial bearing rings 100a, 100b together.
  • Embodiments therefore also include a securing sleeve 200 for securing a first partial bearing ring 100a as described above with a second partial bearing ring 100b, wherein the locking sleeve 200 is adapted for insertion into the second mounting bore 120 of the first partial bearing ring 100a.
  • the second mounting hole 120 of the first partial bearing ring 100a is not provided with a reference numeral in FIG. 2a for reasons of clarity. However, it is assumed that the securing sleeve 200 is located in the second mounting hole 120 of the partial bearing ring 100a.
  • the securing sleeve 200 has fastening means for fastening the securing sleeve 200 to the partial bearing rings 100a, 100b at its axial ends.
  • the securing sleeve 200 is adapted to frictionally connect the two partial bearing rings 100a, 100b with one another in such a way that they are secured, for example, during transport or during assembly.
  • the actual assembly of the secured partial bearing rings 100a, 100b can then take place, for example, via mounting screws, wherein a mounting screw 170 is shown as an example in Figure 2a.
  • the partial bearing ring 100, 100 a for fastening the securing sleeve 200 in the second mounting bore 120 may have an internal thread.
  • the securing sleeve 200 may have an external thread at one of its axial ends in embodiments. This too is shown in FIG. 2a.
  • the locking sleeve 200 can be screwed into the second mounting hole 120 of a partial bearing ring 100, 100 a so as to be positively connected thereto.
  • the securing sleeve 200 may have a collar at its other axial end, so as to be frictionally connected to the second partial bearing ring 100b become. This case is illustrated by FIG.
  • a partial bearing ring 100, 100b can have a shoulder, a recess or a groove for fastening a securing sleeve 200 in the second mounting bore 120.
  • Embodiments of partial bearing rings 100, 100b should not be limited to these examples of fasteners or mounting options.
  • the securing sleeve 200 at one axial end a collar and at another axial end an external thread or a clamping collar for attachment to the part bearing rings 100a; 100b.
  • FIG. 2b illustrates a further exemplary embodiment.
  • the two partial bearing rings 100a, 100b, the units 150 and 160, and the locking sleeve 200 are shown.
  • the locking sleeve 200 is secured in the embodiment of Figure 2b with a nut 210.
  • the partial bearing ring 100a does not necessarily have an internal thread, but has a shoulder, a groove or a recess on which the nut 210 can set. By tightening the nut 210, the two partial bearing rings 100a, 100b can also be clamped together.
  • FIG. 2c shows a further embodiment.
  • FIG. 2c shows the same components which have already been explained with reference to FIGS. 2a, 2b.
  • the embodiment of Figure 2c differs from the preceding embodiments in that the securing sleeve 200 is not screwed, but caulked or crimped, which shows the flanging 220 in Figure 2c. In this embodiment, therefore, entirely on the use renounced by threads.
  • the two partial bearing rings 100a, 100b are brought together radially, a corresponding locking sleeve 200 is inserted into at least one mounting hole 120 of both partial bearing rings 100a, 100b, and then crimped or caulked. As a result, the two partial bearing rings 100a, 100b are braced.
  • a partial bearing ring 100 there are many possibilities for mounting the locking sleeve 200 in a partial bearing ring 100.
  • manufacturing steps in which there is a heating of the partial bearing rings can be exploited to bring in the heated and therefore stretched part bearing rings, the locking sleeves 200. These can then also be shrunk, for example.
  • a partial bearing ring 100 can be heated and / or a securing sleeve 200 can be cooled.
  • Such an embodiment has the advantage that in addition to the appropriate choice of the inner diameter of the mounting hole and the outer diameter of the locking sleeve 200, no further fastening means must be provided.
  • the securing sleeve 200 may have an internal diameter that substantially corresponds to that of the first mounting bore 110 of the first partial bearing ring 100a.
  • this in turn provides a mounting hole which corresponds to the other mounting hole 110 which does not have a securing sleeve.
  • the same gland can be used in any assembly at the actual site, as it was used in conventional part bearing rings.
  • additional devices for securing can be completely dispensed with.
  • FIGS. 3a to 3d illustrate further exemplary embodiments.
  • FIGS. 3a to 3d each show a first partial bearing ring 100a and an axially mounted partial bearing ring 100b.
  • a locking sleeve 200 In the second mounting hole 120 of the second part bearing ring 100b is a locking sleeve 200.
  • the locking sleeve 200 has an external thread and the second mounting hole 120 in the first part bearing ring 100a via a corresponding internal thread. The securing sleeve 200 thus braces the two partial bearing rings 100a, 100b with each other.
  • 3 b furthermore shows a mounting screw 170 which projects through the securing sleeve 200 and thus permits the two partial bearing rings 100 a, 100 b, which are braced with one another, to be mounted, for example, on a housing or a rotor.
  • FIG. 3 c again shows the same components as already explained with reference to FIGS. 3 a and 3 b.
  • the embodiment of Figure 3c differs in that the partial bearing ring 100b has a recess or recess 180 which allows a sinking of the locking sleeve 200 and the collar of the locking sleeve 200.
  • a partial bearing ring 100a, 100b can therefore have a recess for sinking a collar of the securing sleeve 200. This can bring the advantage that after insertion of the securing sleeve 200, the surface of the partial bearing ring 100b has no protruding parts, but is flat.
  • the figure 3d in turn illustrates the mounting case in which a mounting screw 170 protrudes through the locking sleeve.
  • the screw head of the mounting screw 170 can be placed on the surface of the part bearing ring 100b, without it comes through the locking sleeve 200 to mechanical displacements.
  • FIG. 3e again shows the two partial bearing rings 100a, 100b, the mounting bore 120 and a locking sleeve 200 inserted therein.
  • the locking sleeve 200 is clamped to the partial bearing ring 100b.
  • a counter sleeve In other embodiments, conical holes, grooves or grooves for a latching mechanism, etc. would be conceivable.
  • two partial bearing rings 100a, 100b secured in a force-locking manner via a securing sleeve 200 can form a bearing inner or outer bearing ring of a roller bearing.
  • Embodiments therefore also include a bearing ring for a rolling bearing, which comprises at least a first partial bearing ring 100 as described above, a second partial bearing ring and at least one locking sleeve 200 as described above, wherein the locking sleeve 200 in the second mounting hole 120 of the first part bearing ring 100 and in a mounting hole of the second partial bearing ring is introduced in order to clamp the two partial bearing rings together by the securing sleeve 200.
  • a bearing ring for a rolling bearing which comprises at least a first partial bearing ring 100 as described above, a second partial bearing ring and at least one locking sleeve 200 as described above, wherein the locking sleeve 200 in the second mounting hole 120 of the first part bearing ring 100 and in a mounting hole of the second partial bearing ring is introduced in order to clamp the two partial bearing rings together by the securing sleeve 200.
  • embodiments also include an entire rolling bearing that includes at least one bearing ring having a first part bearing ring 100, a second part bearing ring and a locking sleeve 200 of the first and second bearing rings together.
  • FIG. 3f illustrates a mounting method for a bearing ring.
  • the assembly method comprises a step 410 of merging a first partial bearing ring 100a with a second partial bearing ring and a step 420 of inserting at least one locking sleeve 200 into a mounting bore 120 of the first partial bearing ring 100a and into a mounting bore of the second partial bearing ring.
  • the method may optionally include further steps.
  • optional process steps are shown with dotted lines.
  • embodiments may include an additional step 430 of bracing the two partial bearing rings with the locking sleeve.
  • a further step 440 of mounting the strained part bearing rings by means provided for mounting holes 110, 120 in the strained part bearing rings and a designated mounting hole in the locking sleeve 200 done.
  • Exemplary embodiments can offer the advantage that after inserting the securing sleeve from the outside, no installations are visible, or no projecting parts are present, compare FIGS. 3 c and 3d.
  • embodiments may have an advantageous effect on the assembly, since an influence on the screw, the Verschraubungsreaes and the performance of the bearing is essentially absent.

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Abstract

Ein Konzept für einen Teillagerring 100 eines Wälzlagers mit einer ersten Montagebohrung 110 an der Stirnfläche des Teillagerrings 100 und einer zweiten Montagebohrung 120, wobei die zweite Montagebohrung 120 einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Montagebohrung 110 und zur Aufnahme einer Sicherungshülse 200 ausgebildet ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Teillagerring, Sicherungshülse, Wälzlager und Montageverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft Wälzlager, insbesondere Wälzlager die erst an ihrem Einsatzort montiert werden und daher in einzelnen Komponenten gefertigt werden.
Die Figur 4 zeigt schematisch den konventionellen Aufbau eines Wälzlagers 300. Das Wälzlager 300 setzt sich zusammen aus einem geteilten Innenring (auch IR von engl,„inner ring"), dessen oberer Teillagerring in der Figur 4 mit 310 bezeichnet ist, und einem geteilten Außenring 320 (auch OR von engl,„outer ring"). Sowohl der Inneming als auch der Außenring 320 zeigen Montagebohrungen, die in der Figur 4 mit den Bezugszeichen 315 und 325 bezeichnet sind. Am Beispiel des Innenrings zeigt die Figur 4 ferner, dass sich der Innenring aus zwei Teillagerringen 310,335 zusammensetzt, wobei ein Teillagerring 310 im Vordergrund und ein Teillagerring 335 im Hintergrund zu erkennen ist. In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel wird ferner auch davon ausgegangen, dass der Außenring 320 geteilt ist, was durch die Trennlinie in den Montagebohrungen 325 zu erkennen ist. Im Rahmen der konventionellen Technik ist es üblich, Lager mit geteilten Lagerinnen- und/oder Lageraußenringen auszuführen. Dies gilt insbesondere für Wälzlager, die erst unmittelbar an ihrem Einsatzort montiert, bzw. zusammengesetzt werden.
Figur 5 zeigt ein weiteres Beispiel eines konventionellen Wälzlagers, wobei hier ein zweireihiges Kegelrollenlager gezeigt ist. Die Figur 5 zeigt einen radialen Quer- schnitt durch das Lager. In der Figur 5 ist zu erkennen, dass sich das Lager aus einem Lageraußenring 320 und einem geteilten Lagerinneming, der sich aus den Teillagerringen bzw. Lagerhälften 310 und 335zusammensetzt, besteht. Dazwischen sind zwei Reihen Wälzkörper 340 abgebildet. Darüber hinaus zeigt die Figur 5 die Montagebohrung 315, die sich über beide Teillagerringe 310 und 335 erstreckt. Durch diese Montagebohrung 315 können beispielsweise über Schrauben die beiden Teillagerringe 310 und 335 miteinander verspannt und an ihrem Einsatzort montiert werden.
In anderen Worten gibt es Einsatzvarianten von Wälzlagern, bei denen die Montagebohrungen sowohl zur Montage des Lagers in sich, als auch zur Montage des gesamten Lagers an einem Träger, zum Beispiel einem Gehäuse eines Motors oder eines Getriebes, genutzt werden. In diesen Anwendungsfällen können Lager mit geteilten Lagerringen nicht unter Zuhilfenahme der Montagebohrungen vormontiert werden, da diese für die Endmontage vorgesehen sind.
Bei Lagern mit geteiltem OR (Außenring) oder IR (Inneming) tritt daher das Problem auf, dass diese für einen Transport oder auch für eine Montage gesichert werden müssen. Die Montagebohrungen, die in Figur 4 mit 315 und 325 bezeichnet sind, müssen für die eigentliche Montage, wie beispielsweise an einem Gehäuse eines Motors oder einem Getriebe, frei bleiben. Gleichzeitig müssen die Lagerringe beim Transport oder der Montage daran gehindert werden, auseinanderzufallen.
Bislang wurde dieses Problem durch aufwändige Vorrichtungen gelöst, die kurz vor der Montage demontiert werden müssen. Hierbei kommen beispielsweise Bügel zum Einsatz. Bei neuen Montageprozessen ist die vorzeitige Demontage der Hilfsvorrichtungen jedoch nicht mehr möglich, sodass diese nicht mehr eingesetzt werden können. Andere Lösungen sehen zusätzliche Bohrungen, zwischen den eigentlichen Montagebohrungen 315, bzw. 325, vor, die insbesondere zur Transportsicherung vorgesehen sind. In der Figur 4 ist ein Steg mit den Bezugszeichen 330 gekennzeichnet. Dieser liegt in einem Zwischenraum zwischen zwei Montagebohrun- gen, wobei in der Figur 4 der Lagerinnenring 310 als Beispiel dient. In die Zwischenräume der Schraubenlöcher/Montagebohrungen werden dann zusätzliche, meist kleinere Schrauben eingebracht, die die beiden geteilten OR oder IR für den Transport oder die Montage zusammenhalten. Bei hochbelasteten Verbindungen ist der Zwischenraum jedoch so gering, dass diese Lösung nicht angewendet werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept zur Sicherung von Wälzlagern zu schaffen, die über geteilte Lagerringe verfügen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Teillagerring, eine Sicherungshülse, ein Wälzlager und ein Montageverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, die Durchgangsbohrung oder die Montagebohrung der Befestigungsschrauben eines Teillagerrings oder einer Lagerringhälfte selbst als Bauraum für eine Sicherung zu nutzen. Einzelne Durchgangslöcher oder Montagebohrungen können hierfür größer ausgeführt werden, sodass beispielsweise eine Sicherungshülse eingebracht werden kann. Diese Sicherungshülse kann beispielsweise in einem der Ringe befestigt werden, wobei hierfür verschiedene Ausführungsbeispiele denkbar sind. Zum Beispiel kann eine Befestigung durch ein Gewinde in einem Teillagerring, eine zusätzliche Mutter, die in den Ring eingebracht wird, eine Verbördelung oder ähnliche Füge- und Umformverfahren bis hin zum thermischen Einschrumpfen erfolgen. Im anderen Teillagerring kann sich die Sicherungshülse zum Beispiel über einen Kragen, ähnlich einem Schraubenkopf, abstützen.
Darüber hinaus können durch das Drehen der Sicherungshülse die beiden Teillagerringe wie mit einer Schraube miteinander verspannt werden, wobei hier auch andere Ausführungsbeispiele denkbar sind. Beispielsweise können die beiden Teillagerringe auch durch eine andere Vorrichtung verspannt und die Sicherungshülse befestigt werden. Die Sicherungshülse kann dabei beispielsweise geschraubt, verstemmt, verbördelt, verklemmt etc. werden. Nach der Entspannung der anderen Vorrichtung kann dann die Sicherungshülse die Sicherung/Fixierung der beiden Teillagerringe zueinander übernehmen, bzw. deren Verspannung aufrechterhalten.
In Ausführungsbeispielen kann die Sicherungshülse etwa einen Innendurchmesser des ursprünglichen Schraubendurchgangslochs aufweisen, d.h. den Durchmesser einer herkömmlichen Montagebohrung haben, sodass die Befestigung des Lagers im Wesentlichen durch die Sicherungshülse nicht beeinträchtigt wird. In Ausführungsbeispielen kann die Sicherungshülse nach der Lagermontage mit einem Klebstoff, z.B.„Loctite", im Gewinde gesichert werden, damit sie sich im Anschluss nicht wieder lockern kann.
Ausführungsbeispiele können daher den Vorteil bieten, dass eine Installation der Sicherungshülsen von außen nicht mehr sichtbar ist, bzw. dass es trotz der Sicherung keine überstehenden Teile gibt. Daher kann eine Beeinflussung der eigentlichen Verschraubung in Ausführungsbeispielen reduziert werden, bzw. sogar ganz ausbleiben. Darüber hinaus kann der Montageprozess, insbesondere ein Verschrau- bungsprozess, nahezu unbeeinflusst von den Sicherungshülsen erfolgen. In Ausführungsbeispielen kann sich daher der Vorteil ergeben, dass ein herkömmlicher Ver- schraubungsprozess bei einem Montagevorgang unverändert beibehalten werden kann und ein etwaiger Entfemungsprozess der Transportsicherung komplett entfällt, da die Sicherungshülsen in den Montagebohrungen verbleiben.
Der Verbleib der Sicherungshülsen in den Montagebohrungen kann in Ausführungsbeispielen darüber hinaus einen Vorteil bei Wartungsarbeiten mit sich bringen. Insbesondere bei einer Demontage des Wälzlagers bleiben nach Entfernen der Montageschrauben die Teillagerringe durch die Sicherungshülsen miteinander verspannt, so dass auch hier das Anbringen einer Sicherungsvorrichtung entfallen kann. Insbesondere braucht etwaiges Wartungspersonal keine Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, da die Sicherungshülsen ihre Sicherungsfunktion unmittelbar und automatisch auch nach Demontage des Lagers weiter wahrnehmen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren im Detail erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Teillagerrings;
Figuren 2a-c Ausführungsbeispiele von Teillagerringen und Sicherungshülsen;
Figuren 3a-d Ausführungsbeispiele für ein montiertes Wälzlager und den zugehörigen Montageprozess;
Figur 3e ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein montiertes Wälzlager und den zugehörigen Montageprozess;
Figur 3f ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms für ein Montageverfahren;
Figur 4 ein Beispiel eines Wälzlagers mit geteilten Lagerringen aus dem Stand der Technik; und
Figur 5 einen Querschnitt eines Wälzlagers mit geteiltem Lagerinneming aus dem Stand der Technik.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Teillagerrings oder einer Lagerringhälfte 100 eines Wälzlagers mit einer ersten Montagebohrung 110 an der Stirnfläche des Teillagerrings 100 und mit einer zweiten Montagebohrung 120, wobei die zweite Montagebohrung 120 einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Montagebohrung 110 und zur Aufnahme einer Sicherungshülse ausgebildet ist. Die gepunktete Linie in der Figur 1 deutet an, dass noch weitere Montagebohrungen vorgesehen sein können, insbesondere kann ein umlaufender Kranz von Montagebohrungen vorgesehen sein. In anderen Worten umfassen Ausführungsbeispiele Teillagerringe oder Lagerringhälften 100, die in ihren Montagebohrungen 110, 120 ein Einbringen von Sicherungshülsen vorsehen. Dazu können einzelne Montagebohrungen 120 einen größeren Durchmesser als andere Montagebohrungen 110 aufweisen. Dabei sei unter einer Montagebohrung eine Bohrung verstanden, die zur Montage mehrerer, insbesondere zweier Teillagerringe miteinander und/oder zur Montage eines Wälzlagers an einen Träger, wie beispielsweise ein Gehäuse eines Motors, eines Generator oder eines Getriebes, dient.
In Ausführungsbeispielen können die erste Montagebohrung 110 und die zweite Montagebohrung 120 zur Montage des Teillagerrings 100 an ein Gehäuse oder an einen Rotor eines Motors oder eines Generators ausgebildet sein. Dies kann insbesondere beinhalten, dass in dem Teillagerring 100 vorgesehene Montagebohrungen 110, 120 die gleiche Geometrie aufweisen, wie Montagebohrungen an einem Gehäuse oder einem Rotor, insbesondere solche einer Windkraftanlage.
Der Teillagerring 100 kann als Teil eines Innenrings oder eines Außenrings eines Wälzlagers ausgebildet sein und /oder einer Hälfte eines senkrecht zu seiner Rotationsachse geteilten Lagerrings entsprechen. In einem Ausführungsbeispiel bilden zwei Teillagerringe 100, die axial miteinander kraftschlüssig verbunden wurden, einen Innen- oder Außenring eines Wälzlagers.
Die Figur 2a zeigt einen schematischen Ausschnitt eines montierten Lagerrings. Der Lagerring setzt sich aus einem Ausführungsbeispiel eines Teillagerrings 100a und einem weiteren Teillagerring 100b zusammen. In Ausführungsbeispielen kann der weitere Teillagerring 100b ebenfalls gemäß obiger Beschreibung ausgeführt sein. Die beiden Teillagerringe 100a, 100b sind auf der linken Seite mit einer Baueinheit 150 verbunden, welche beispielsweise das Gehäuse oder der Rotor eines Motors sein könnte. Auf der rechten Seite sind die beiden Teillagerringe 100a, 100b ebenfalls mit einer Baueinheit 160 verbunden, diese könnte in Ausführungsbeispielen zum Beispiel einem Getriebegehäuse entsprechen. Die Figur 2a zeigt darüber hinaus eine Sicherungshülse 200, die die beiden Teillagerringe 100a, 100b zusammenhält.
Ausführungsbeispiele umfassen daher auch eine Sicherungshülse 200 zur Sicherung eines ersten Teillagerrings 100a gemäß der obigen Beschreibung mit einem zweiten Teillagerring 100b, wobei die Sicherungshülse 200 zum Einbringen in die zweite Montagebohrung 120 des ersten Teillagerrings 100a angepasst ist. Die zweite Montagebohrung 120 des ersten Teillagerrings 100a ist in der Figur 2a aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht mit einem Bezugszeichen versehen. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass sich die Sicherungshülse 200 in der zweiten Montagebohrung 120 des Teillagerrings 100a befindet. Die Sicherungshülse 200 weist an ihren axialen Enden Befestigungsmittel zum Befestigen der Sicherungshülse 200 an den Teillagerringen 100a, 100b auf.
In anderen Worten ist die Sicherungshülse 200 angepasst, um die beiden Teillagerringe 100a, 100b kraftschlüssig miteinander so zu verbinden, dass diese beispielsweise während eines Transportes oder auch während einer Montage gesichert sind. Die eigentliche Montage der gesicherten Teillagerringe 100a, 100b kann dann beispielsweise über Montage schrauben erfolgen, wobei eine Montageschraube 170 als Beispiel in der Figur 2a dargestellt ist.
In Ausführungsbeispielen kann der Teillagerring 100, 100a zur Befestigung der Sicherungshülse 200 in der zweiten Montagebohrung 120 ein Innengewinde aufweisen. Von einem solchen Ausführungsbeispiel wird in der Figur 2a ausgegangen. Darüber hinaus kann die Sicherungshülse 200 in Ausführungsbeispielen an einem ihrer axialen Enden ein Außengewinde aufweisen. Auch dies ist in der Figur 2a gezeigt. In anderen Worten kann in Ausführungsbeispielen die Sicherungshülse 200 in die zweite Montagebohrung 120 eines Teillagerrings 100, 100a eingeschraubt werden, um so mit diesem kraftschlüssig verbunden zu werden. Darüber hinaus kann die Sicherungshülse 200 an ihrem anderen axialen Ende einen Kragen aufweisen, um so auch mit dem zweiten Teillagerring 100b kraftschlüssig verbunden zu werden. Diesen Fall illustriert die Figur 2a. Dadurch, dass sich die Sicherungshülse 200 mit ihrem Kragen auf dem zweiten Teillagerring 100b abstützt und mit ihrem Außengewinde in den ersten Teillagerring 100a eingreift, können die beiden Teillagerringe 100a, 100b miteinander verspannt werden.
In Ausführungsbeispielen kann ein Teillagerring 100, 100b, wie auch in der Figur 2a gezeigt, zur Befestigung einer Sicherungshülse 200 in der zweiten Montagebohrung 120 einen Absatz, eine Ausnehmung oder eine Nut aufweisen. Ausführungsbeispiele von Teillagerringen 100, 100b sollen dabei nicht auf diese Beispiele von Befestigungsmitteln oder Befestigungsmöglichkeiten beschränkt sein.
In Ausführungsbeispielen kann demnach die Sicherungshülse 200 an einem axialen Ende einen Kragen und an einem anderen axialen Ende ein Außengewinde oder einen Klemmkragen zur Befestigung an den Teillagerringen 100a; 100b aufweisen.
Die Figur 2b illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel. In der Figur 2b sind die beiden Teillagerringe 100a, 100b, die Baueinheiten 150 und 160, sowie die Sicherungshülse 200 gezeigt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 2a wird die Sicherungshülse 200 in dem Ausführungsbeispiel der Figur 2b mit einer Mutter 210 gesichert. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Teillagerring 100a demnach nicht notwendigerweise ein Innengewinde auf, sondern verfügt über einen Absatz, eine Nut oder eine Ausnehmung an der die Mutter 210 ansetzen kann. Durch Anziehen der Mutter 210 können die beiden Teillagerringe 100a, 100b ebenso miteinander verspannt werden.
Die Figur 2c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. In der Figur 2c sind die gleichen Komponenten gezeigt, die schon anhand der Figuren 2a, 2b erläutert wurden. Das Ausführungsbeispiel der Figur 2c unterscheidet sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Sicherungshülse 200 nicht geschraubt, sondern verstemmt oder verbördelt wird, was die Verbördelung 220 in der Figur 2c zeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird demnach gänzlich auf die Verwendung von Gewinden verzichtet. Die beiden Teillagerringe 100a, 100b werden radial zusammengeführt, eine entsprechende Sicherungshülse 200 wird in zumindest eine Montagebohrung 120 beider Teillagerringe 100a, 100b eingeführt, und anschließend verbördelt oder verstemmt. Dadurch werden die beiden Teillagerringe 100a, 100b verspannt.
In Ausführungsbeispielen gibt es vielerlei Befestigungsmöglichkeiten für die Sicherungshülse 200 in einem Teillagerring 100. Insbesondere bieten sich auch während des Fertigungsprozesses der Teillagerringe 100 Möglichkeiten, von Synergieeffekten zu profitieren. Beispielsweise können Fertigungsschritte bei denen es zu einer Erwärmung der Teillagerringe kommt ausgenutzt werden, um in die erwärmten und damit gedehnten Teillagerringe die Sicherungshülsen 200 einzubringen. Diese können dann beispielsweise auch aufgeschrumpft werden. Dabei kann ein Teillagerring 100 erwärmt und /oder eine Sicherungshülse 200 gekühlt werden. Ein solches Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass neben der geeigneten Wahl des Innendurchmessers der Montagebohrung und des Außendurchmessers der Sicherungshülse 200 keine weiteren Befestigungsmittel vorgesehen werden müssen.
In Ausführungsbeispielen kann die Sicherungshülse 200 einen Innendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem der ersten Montagebohrung 110 des ersten Teillagerrings 100a entspricht. Dies führt dazu, dass nach Einführen und Montieren der Sicherungshülse 200 diese wiederum eine Montagebohrung bereitstellt, die der anderen Montagebohrung 110, die nicht über eine Sicherungshülse verfügt, entspricht. Dadurch kann bei einer etwaigen Montage am eigentlichen Einsatzort die gleiche Verschraubung verwendet werden, wie sie auch bei herkömmlichen Teillagerringen eingesetzt wurde. Auf zusätzliche Vorrichtungen zur Sicherung kann jedoch ganz verzichtet werden.
Die Figuren 3a bis 3d illustrieren weitere Ausführungsbeispiele. Figuren 3a bis 3d zeigen jeweils einen ersten Teillagerring 100a und einen axial dazu montierten Teillagerring 100b. In der zweiten Montagebohrung 120 des zweiten Teillagerrings 100b befindet sich eine Sicherungshülse 200. In der Figur 3 a ist darüber hinaus angedeutet, dass die Sicherungshülse 200 über ein Außengewinde verfügt und die zweite Montagebohrung 120 in dem ersten Teillagerring 100a über ein entsprechendes Innengewinde. Die Sicherungshülse 200 verspannt so die beiden Teillagerringe 100a, 100b miteinander. Die Figur 3b zeigt darüber hinaus eine Montageschraube 170 die durch die Sicherungshülse 200 hindurch ragt und somit eine Montage der beiden miteinander verspannten Teillagerringe 100a, 100b zum Beispiel an einem Gehäuse oder einem Rotor erlaubt.
Die Figur 3 c zeigt noch einmal die gleichen Komponenten wie sie bereits anhand der Figuren 3a und 3b erläutert wurden. Das Ausführungsbeispiel der Figur 3c unterscheidet sich dadurch, dass der Teillagerring 100b eine Ausnehmung oder Einsenkung 180 aufweist, die ein Versenken der Sicherungshülse 200 bzw. des Kragens der Sicherungshülse 200 erlaubt. In Ausführungsbeispielen kann ein Teillagerring 100a, 100b daher eine Ausnehmung zur Versenkung eines Kragens der Sicherungshülse 200 aufweisen. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass nach Einführen der Sicherungshülse 200 die Oberfläche des Teillagerrings 100b keine vorstehenden Teile aufweist, sondern eben ist. Die Figur 3d illustriert wiederum den Montagefall, bei dem eine Montageschraube 170 durch die Sicherungshülse hindurch ragt. In der Figur 3d ist zu erkennen, dass der Schraubenkopf der Montageschraube 170 auf der Oberfläche des Teillagerrings 100b aufsetzen kann, ohne dass es durch die Sicherungshülse 200 zu mechanischen Verschiebungen kommt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in der Figur 3e dargestellt. Die Figur 3e zeigt wiederum die beiden Teillagerringe 100a, 100b, die Montagebohrung 120 und eine darin eingeführte Sicherungshülse 200. Im Bereich, der in der Figur 3e mit 190 bezeichnet ist, ist die Sicherungshülse 200 mit dem Teillagerring 100b verklemmt. Dies kann wiederum auf verschiedene Arten erfolgen, in der Figur 3e ist zu diesem Zweck eine Gegenhülse angedeutet. In anderen Ausführungsbeispielen wären auch konische Bohrungen, Rillen oder Nuten für einen Einrastmechanismus, etc. denkbar. Wie bereits oben erwähnt, können zwei über eine Sicherungshülse 200 miteinander kraftschlüssig gesicherte Teillagerringe 100a, 100b einen Lagerinnen- oder Lageraußenring eines Wälzlagers bilden. Ausführungsbeispiele umfassen daher auch einen Lagerring für ein Wälzlager, welcher wenigstens einen ersten Teillagerring 100 gemäß obiger Beschreibung, einen zweiten Teillagerring und wenigstens eine Sicherungshülse 200 gemäß obiger Beschreibung umfasst, wobei die Sicherungshülse 200 in die zweite Montagebohrung 120 des ersten Teillagerrings 100 und in eine Montagebohrung des zweiten Teillagerrings eingebracht ist, um die beiden Teillagerringe durch die Sicherungshülse 200 miteinander zu verspannen.
Infolgedessen umfassen Ausführungsbeispiele auch ein ganzes Wälzlager, dass wenigstens einen Lagerring umfasst, der einen ersten Teillagerring 100, einen zweiten Teillagerring und eine Sicherungshülse 200 des ersten und des zweiten Lagerrings miteinander aufweist.
Die Figur 3f illustriert ein Montageverfahren für einen Lagerring. Das Montageverfahren umfasst einen Schritt 410 eines Zusammenführens eines ersten Teillagerrings 100a mit einem zweiten Teillagerring und einen Schritt 420 des Einbringens von zumindest einer Sicherungshülse 200 in eine Montagebohrung 120 des ersten Teillagerrings 100a und in eine Montagebohrung des zweiten Teillagerrings. In Ausführungsbeispielen kann das Verfahren optional noch weitere Schritte aufweisen. In der Figur 3f sind optionale Verfahrensschritte mit punktierten Linien dargestellt. So können Ausführungsbeispiele einen zusätzlichen Schritt 430 eines Verspannens der zwei Teillagerringe mit der Sicherungshülse umfassen. Darüber hinaus kann in Ausführungsbeispielen ein weiterer Schritt 440 des Montierens der verspannten Teillagerringe mittels dafür vorgesehener Montagebohrungen 110, 120 in den verspannten Teillagerringen und einer dafür vorgesehenen Montagebohrung in der Sicherungshülse 200 erfolgen. Ausführungsbeispiele können den Vorteil bieten, dass nach Einbringen der Sicherungshülse von außen keine Installationen sichtbar sind, bzw. keine überstehenden Teile vorhanden sind, vergleiche Figuren 3 c und 3d. Darüber hinaus können sich Ausführungsbeispiele vorteilhaft auf die Montage auswirken, da eine Beeinflussung der Verschraubung, des Verschraubungsprozesses und der Leistungsfähigkeit des Lagers im Wesentlichen ausbleibt. Dadurch, dass die Sicherungshülse im Lager verbleiben kann, kann sie im Fall der Demontage ihre Sicherungsfunktion unmittelbar und automatisch wahrnehmen, ohne dass ein Demonteur beachten müsste, dass, wie bei konventionellen Konzepten, sich die beiden Teillagerringe nach der Demon- tage des Lagerrings voneinander lösen.
Bezugszeichenliste
100 Teillagerring
100a Teillagerring
100b Teillagerring
110 erste Montagebohrung
120 zweite Montagebohrung
150 Baueinheit zur Montage
160 Baueinheit zur Montage
170 Montageschraube
180 Einsenkung
190 Verklemmung
200 Sicherungshülse
210 Mutter für Sicherungshülse
220 Verbördelung, Verstemmung
300 Lager
310 Innenlag erteilring
315 Montagebohrung
320 Lageraußenring
325 Montagebohrung
330 Steg
335 Innenlag erteilring
340 Wälzkörper
410 Zusammenführen eines ersten Teillagerrings mit einem zweiten Teillagerring 420 Einbringen von zumindest einer Sicherungshülse in eine Montagebohrung des ersten Teillagenings und in eine Montagebohrung des zweiten Teillagerrings 430 Verspannen der zwei Teillagerringe mit der Sicherungshülse
440 Montieren der verspannten Teillagerringe mittels dafür vorgesehener Montagebohrungen in den verspannten Teillageningen und einer dafür vorgesehenen Montagebohrung in der Sicherungshülse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Teillagerring, Sicherungshülse, Wälzlager und Montageverfahren
1. Ein Teillagerring (100) eines Wälzlagers mit folgenden Merkmalen:
einer ersten Montagebohrung (110) an der Stirnfläche des Teillagerrings (100); und
einer zweiten Montagebohrung (120) , wobei die zweite Montagebohrung (120) einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Montagebohrung (110) und zur Aufnahme einer Sicherungshülse (200) ausgebildet ist, wobei der Teillagerring (100) zur Befestigung der Sicherungshülse (200) in der zweiten Montagebohrung (120) ein Innengewinde aufweist.
2. Der Teillagerring (100) gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Montagebohrung (110) und die zweite Montagebohrung (120) zur Montage des Teillagerrings an ein Gehäuse (150; 160) oder an einen Rotor eines Motors oder eines Generators ausgebildet sind.
3. Der Teillagerring (100) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, der als Teil eines Innenrings oder eines Außenrings eines Wälzlagers ausgebildet ist und /oder der einer Hälfte eines senkrecht zu seiner Rotationsachse geteilten Lagerrings entspricht.
4. Der Teillagerring (100) gemäß einem der vorrangehenden Ansprüche, der zur Befestigung einer Sicherungshülse (200) in der zweiten Montagebohrung (120) einen Absatz, eine Ausnehmung oder eine Nut aufweist.
5. Eine Sicherungshülse (200) zur Sicherung eines ersten Teillagerrings (100a) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit einem zweiten Teillagerring (100b), wobei die Sicherungshülse (200) zum Einbringen in die zweite Montagebohrung (120) des ersten Teillagerrings (100a) angepasst ist und an ihren axialen Enden Befestigungsmittel zum Befestigen der Sicherungshülse (200) an den Teillagerringen (100a; 100b) aufweist, wobei die Sicherungshülse (200) an einem axialen Ende ein Außengewinde aufweist.
6. Die Sicherungshülse (200) gemäß Anspruch 5, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem einer ersten Montagebohrung (110) des ersten Teillagerrings (100a) entspricht.
7. Die Sicherungshülse (200) gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, die an einem axialen Ende einen Kragen und an einem anderen axialen Ende einen Klemmkragen zur Befestigung an den Teillagerringen (100a; 100b) aufweist.
8. Ein Lagerring für ein Wälzlager, welcher wenigstens einen ersten Teillagerring (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, einen zweiten Teillagerring und wenigstens eine Sicherungshülse (200) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 umfasst, wobei die Sicherungshülse (200) in die zweite Montagebohrung (120) des ersten Teillagerrings (100) und in eine Montagebohrung des zweiten Teillagerrings eingebracht ist, um die beiden Teillagerringe durch die Sicherungshülse (200) miteinander zu verspannen.
Montageverfahren für einen Lagerring, mit folgenden Schritten:
Zusammenführen (410) eines ersten Teillagerrings mit einem zweiten Teillagerring;
Einbringen (420) von zumindest einer Sicherungshülse in eine Montageboh- rung des ersten Teillagerrings und in eine Montagebohrung des zweiten Teillagerrings; und
Verschrauben der Sicherungshülse in der Montagebohrung.
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