DE102005048920A1 - Axial-Kegelrollenlager, insbesondere zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen geeignetes Axial-Kegelrollenlager 1, welches im Wesentlichen aus einer oberen Druckscheibe (2) und einer unteren Druckscheibe (3) sowie aus einer Anzahl zwischen den Druckscheiben (2, 3) angeordneter Kegelrollen (4) besteht, deren Längsachsen (L¶K¶) zur Lagerlängsachse (L¶L¶) in einem Lagerwinkel (alpha) größer 45 DEG angeordnet sind. Die einander zugewandten Innenflächen (5, 6) der Druckscheiben (2, 3) divergieren dabei radial nach außen und bilden kreisringförmige Laufbahnen (7, 8) für die Kegelrollen (4), die durch einen Lagerkäfig (9) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und gegen eine radial außen liegende Führung abgestützt sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Laufbahnen (7, 8) beider Druckscheiben (2, 3) ohne radial äußeren Führungsbord ausgebildet und die radiale Abstützung der Kegelrollen (4) erfolgt durch einen gesonderten, die äußeren Stirnseiten (10) aller Kegelrollen (4) umschließenden Spannring (11), der durch in die äußeren Stirnseiten (10) der Kegelrollen (4) eingearbeitete Ringnuten (12) axial geführt ist.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein Axial-Kegelrollenlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, welches in paarweiser Anordnung insbesondere vorteilhaft zur Lagerung des Rotors einer Windkraftanlage einsetzbar ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Dem Fachmann in der Wälzlagertechnik ist es allgemein bekannt, dass Axial-Kegelrollenlager zur rotatorischen Übertragung von Axiallasten sowie zur Abstützung von durch Wellenbiegung bedingten radialen Kippmomenten dienen und deshalb neben vielen anderen Anwendungen auch zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen besonders geeignet sind. Die bekanntesten Axial-Kegelrollenlager bestehen dabei im Wesentlichen aus einer oberen Druckscheibe und einer unteren Druckscheibe sowie aus einer Anzahl zwischen den Druckscheiben angeordneter Kegelrollen, deren Längsachsen zur Lagerlängsachse in einem Lagerwinkel größer 45° angeordnet sind. Die einander zugewandten und radial nach außen divergierenden Innenflächen der Druckscheiben bilden dabei kreisringförmige Laufbahnen für die Kegelrollen, die durch einen Lagerkäfig in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehalten werden und mit ihren äußeren Stirnflächen gegen einen radial außen liegenden Führungsbord an zumindest einer der Druckscheiben abgestützt sind.
- Nachteilig bei diesen bekannten Axial-Kegelrollenlagern ist es jedoch, dass sich aufgrund des Gleitkontaktes der Kegelrollen an dem Führungsbord der einen Druckscheibe sowie bedingt durch die aus den wirkenden Flieh- und Axialkräften resultierenden Anpresskräfte zwischen dem Führungsbord und den umlaufenden Kegelrollen relativ hohe Reibkräfte ergeben, die beispielsweise bei der Rotorlagerung in Windkraftanlagen zu nicht unerheblichen Leistungsverlusten bei der Energieerzeugung führen und deren verbrauchte Reibungsenergie als Wärmeenergie das Schmierstoff und das gesamte Lager aufheizt. Die Wärme im Schmierstoff bewirkt wiederum eine niedrigere Viskosität des Schmierstoffs und verschlechtert zudem dessen chemische Stabilität, mit der Folge, dass die Funktionsflächen im Kegelrollenlager nur noch mit einer geringen Schmierfilmdicke voneinander getrennt werden und das Kegelrollenlager einer steigenden Wärmebeanspruchung unterliegt, durch die dessen Leistungsfähigkeit und Lebensdauer stark eingeschränkt wird. Bei weiter steigender Belastung wird der tragende Schmierfilm dann nur noch unzureichend aufgebaut, so dass die Reibung zwischen den Kegelrollenstirnflächen und dem Führungsbord immer höher wird, bis die entstehende Reibungswärme nicht mehr abgeführt werden kann und der Schmierfilm schließlich aufreißt. Dadurch reiben die Stirnflächen der Kegelrollen in direktem metallischem Kontakt auf der Führungsbordfläche mit der Folge, dass der Schmierstoff verbrennt und das Lager sich letztlich „festfrisst".
- Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde es deshalb durch die
DE 36 36 062 A1 vorgeschlagen, die Druckscheiben eines Axial-Kegelrollenlagers ohne radial äußeren Führungsbord auszubilden und die radiale Abstützung der Kegelrollen durch den äußeren Ring eines aus einem inneren Ring und einem durch Zwischenstege mit diesem verbundenen äußeren Ring bestehenden Führungskä figs für die Kegelrollen zu realisieren. Die äußeren Stirnflächen der Kegelrollen sind dabei entweder konvex ausgebildet und stehen mit dem in diesem Fall im Profilquerschnitt rechteckig ausgebildeten äußeren Ring des Führungskäfigs in Stützkontakt oder sie sind eben ausgebildet und stützen sich unter Zwischenschaltung zusätzlicher, im äußeren Ring des Führungskäfigs angeordneter an diesem ab. In beiden Fällen wird dabei ein Punktkontakt zwischen den Kegelrollen und dem äußeren Ring des Führungskäfigs realisiert, durch den das Reibmoment zwischen diesen und eine unzulässige Erwärmung des Kegelrollenlagers mit den damit verbundenen Nachteilen reduziert werden. - Eine weitere Lösung zur Vermeidung der eingangs geschilderten Nachteile ist durch das in der
DE 7 018 552 U1 offenbarte Axial-Kegelrollenlager bekannt. Bei diesem Axial-Kegelrollenlagers sind die Druckscheiben ebenfalls ohne radial äußeren Führungsbord ausgebildet und die radiale Abstützung der Kegelrollen erfolgt durch eine die einzelnen Lagerteile zusammenhaltende zylindrische Hülse, die über die Druckscheiben geschoben wird und mit randseitigen Rastnasen in an den Mantelflächen der Druckscheiben angeordnete Ausnehmungen eingreift. Im mittleren Bereich bzw. im Bereich des Kegelrollenlaufraumes weist die zylindrische Hülse darüber hinaus eine oder mehrere umlaufende Sicken auf, die an den Stirnseiten der Kegelrollen zur Anlage kommen und die Führung sowie die Abstützung der Kegelrollen in radialer Richtung übernehmen. - Bei beiden vorgenannten Lösungen des Standes der Technik ist es jedoch von Nachteil, dass zu deren Realisierung ein enormer zusätzlicher Material und Fertigungsaufwand notwendig ist, da diese entweder die Anordnung gesonderte Stützkugeln im äußeren Ring des Führungskäfigs oder die Herstellung einer zusätzlichen zylindrischen Hülse mit umlaufenden Sicken erfordern. Ein solcher Material- und Fertigungsaufwand verursacht jedoch relativ hohe Herstellungskosten, so dass sich derartige Lösungen als unwirtschaftlich erwiesen haben. Darüber hinaus ist sowohl bei dem mit Stützkugeln ausgebildeten Führungskäfig als auch bei der mit Sicken ausgebildeten zylindrischen Hülse damit zu rechnen, dass sich aufgrund des Punkt- bzw. Gleitkontaktes der Kegelrollenstirnsei ten an den Stützkugeln bzw. an den Sicken der Hülse zwischen diesen ebenfalls relativ hohe Reibkräfte ergeben, so dass auch hier die Problematik des durch Reibungsenergie entstehenden Aufheizens des Schmierstoffs und des gesamten Lagers auftritt.
- Aufgabe der Erfindung
- Ausgehend von den dargelegten Nachteilen der Lösungen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Axial-Kegelrollenlager, insbesondere zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen, zu konzipieren, bei dem die radiale Abstützung der Kegelrollen mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erfolgt und bei dem die aus einem Gleitkontakt zwischen den Kegelrollen und der Abstützung resultierende Reibungswärme im Axial-Kegelrollenlagers auf ein Minimum reduzierbar ist.
- Beschreibung der Erfindung
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Axial-Kegelrollenlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Laufbahnen beider Druckscheiben ohne radial äußeren Führungsbord ausgebildet sind und die radiale Abstützung der Kegelrollen durch einen gesonderten, die äußeren Stirnseiten aller Kegelrollen umschließenden Spannring erfolgt, der durch in die äußeren Stirnseiten der Kegelrollen eingearbeitete Ringnuten axial geführt ist.
- Bevorzugte Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Kegelrollenlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.
- Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Kegelrollenlager vorgesehen, dass die äußeren Stirnseiten der Kegelrol len bevorzugt eine in ihrer Höhe vom jeweiligen Lagerwinkel abhängige, symmetrische Kegelform aufweisen, bei der die Kegelmantelfläche auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn der oberen Druckscheibe und der Längsachse der Kegelrollen parallel zur Lagerlängsachse verlaufend angeordnet ist. Je nach Lagerwinkel entstehen somit an den äußeren Stirnseiten der Kegelrollen unterschiedlich hohe Kegel, in deren Mantelfläche die nachfolgend näher beschriebenen Ringnuten für den Spannring eingearbeitet werden. Dabei ist die auf der senkrechten Linie zwischen der Laufbahn der oberen Druckscheibe und der Längsachse der Kegelrollen parallel zur Lagerlängsachse verlaufende Kegelmantelfläche deshalb notwendig, damit die radiale Stützkraft des Spannrings senkrecht zur Lagerlängsachse wirken kann. Denkbar wäre jedoch auch eine ebenfalls vom Lagerwinkel abhängige konvexe Form der äußeren Stirnseiten der Kegelrollen mit gleicher Anordnung der Ringnuten für den Spannring, wobei sich jedoch die Kegelform als kostengünstiger erwiesen hat.
- Desweiteren ist es nach Anspruch 3 ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Kegelrollenlagers, dass die in die äußeren Stirnseiten der Kegelrollen eingearbeiteten Ringnuten im Querschnitt bevorzugt trapezförmig ausgebildet und derart angeordnet sind, dass deren Nutgrund auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn der oberen Druckscheibe und der Längsachse der Kegelrollen parallel zur Lagerlängsachse verlaufend angeordnet ist. Der trapezförmige Querschnitt der Ringnuten hat sich vor allem für eine einfache Montage des Lagers als besonders vorteilhaft erwiesen und hat zudem den Hintergrund, dass damit bei den Drehbewegungen der Kegelrollen ein Schleifen des Spannrings an den Nutwänden verhindert wird. Dabei weisen beide Nutwände zur axialen Fixierung des Spannrings die gleiche Höhe auf, da sowohl die Kegelmantelfläche der äußeren Stirnseiten der Kegelrollen als auch der Nutgrund der Ringnuten jeweils auf der die Kontaktlinie des Spannrings mit den Kegelrollen bildenden senkrechten Linie zwischen der Laufbahn der oberen Druckscheibe und der Längsachse der Kegelrollen parallel zur Lagerlängsachse verlaufen.
- Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial- Kegelrollenlagers ist es nach Anspruch 4 desweiteren, dass der Spannring bevorzugt aus einem wärmebehandelten Wälzlagerstahl besteht und einen rechteckigen, quadratischen, dreieck- oder trapezförmigen Profilquerschnitt aufweist. Hinsichtlich der höheren Stabilität und der einfacheren Herstellbarkeit hat sich dabei jedoch ein rechteckiger oder quadratischer Profilquerschnitt als besonders geeignet erwiesen, wobei die Breite der mit den Kegelrollen in Wirkkontakt stehende Innenseite des Spannrings unabhängig von dessen Querschnitt jeweils der Breite der Ringnuten in den Stirnseiten der Kegelrollen entspricht. Die Herstellung des Spannrings kann dabei für kleinere Lagerdurchmesser als kostengünstiges Blechstanzteil und für größere Lagerdurchmesser als ebenso kostengünstiges Biegeteil aus Profilmaterial erfolgen, das an den Enden zu einem Ring verschweißt wird. Denkbar wäre jedoch auch ein runder Profilquerschnitt des Spannrings und eine entsprechend komplementäre Ausbildung der Ringnuten in den äußeren Stirnseiten der Kegelrollen, dabei treten jedoch aufgrund der größeren Kontaktfläche zwischen dem Spannring und den Kegelrollen gegenüber den genannten eckigen Querschnitten erhöhte Reibungswerte auf.
- Gemäß Anspruch 5 ist es noch ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Kegelrollenlagers, dass der Außendurchmesser des Spannrings bevorzugt kleiner als der Außendurchmesser des Kegelrollenlagers ist, während der Innendurchmesser des Spannrings dem Abstand zwischen den parallel zur Lagerlängsachse angeordneter Nutgründen der Ringnuten zweier gegenüberliegender Kegelrollen entspricht. Die Tiefe der Ringnuten in den äußeren Stirnflächen der Kegelrollen ist daher in Bezug auf den Außendurchmesser des Kegelrollenlagers so zu bemessen, dass durch die Profildicke des die Kegelrollen umspannenden Spannrings keine nachteilige Durchmesservergrößerung des Kegelrollenlagers eintritt. Gleichzeitig ist der Innendurchmesser des Spannrings für eine exakte Führung und Abstützung der Kegelrollen so abzustimmen, dass zwischen den Kegelrollen und dem Spannring im montierten Zustand des Kegelrollenlagers kein Radialspiel vorliegt oder vorteilhafterweise sogar eine geringe radiale Vorspannung besteht.
- Schließlich zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Axial-Kegelrollenlager gemäß Anspruch 6 darüber hinaus noch dadurch aus, dass der Spannring jeweils in der zur Lagerlängsachse parallelen Stellung der Nutgründe der Ringnuten lediglich einen Linienkontakt zu den Stirnseiten aller Kegelrollen aufweist und sämtliche Kegelrollen in einem reibungsfreien Wälzkontakt mit dem Spannring stehen.. Durch diesen Linienkontakt werden die Reibkräfte zwischen den Kegelrollen und dem Spannring derart minimiert, dass eine unzulässige Erwärmung des Lagers und die damit verbundenen Nachteile sicher vermieden werden. Gleichzeitig wird der Spannring über die von den Kegelrollen ausgeübten Stützkräfte im Kegelrollenlager selbsttätig zentriert, so dass dieser sämtliche Kegelrollen des Lagers mit einer gleichmäßigen Stützkraft radial abstützt.
- Das erfindungsgemäß ausgebildete Axial-Kegelrollenlager weist somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Axial-Kegelrollenlagern den Vorteil auf, dass es durch die Ausbildung der Laufbahnen beider Druckscheiben ohne radial äußeren Führungsbord und durch die radiale Abstützung der Kegelrollen durch einen gesonderten, die äußeren Stirnseiten aller Kegelrollen umschließenden Spannring äußerst einfach und kostengünstig herstellbar ist. Gleichzeitig wird durch einen solchen Spannring ein reibungsbehafteter Gleitkontakt zu den Kegelrollen vermieden, so dass eine daraus resultierende unzulässige Erwärmung des Axial-Kegelrollenlagers ausgeschlossen ist. Dabei soll die beschriebene erfindungsgemäße Ausbildung von Axial-Kegelrollenlagern nicht auf diese beschränkt sein, da es auch denkbar ist, Axial-Pendelrollenlager oder auch Radial-Kegelrollenlager in erfindungsgemäßer Weise auszubilden.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Axial-Kegelrollenlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Axial-Kegelrollenlager; -
2 eine vergrößerte dreidimensionale Darstellung der Einzelheit X gemäß1 ; - Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
- Aus
1 geht deutlich ein zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen geeignetes Axial-Kegelrollenlager1 hervor, welches im Wesentlichen aus einer oberen Druckscheibe2 und einer unteren Druckscheibe3 sowie aus einer Anzahl zwischen den Druckscheiben2 ,3 angeordneter Kegelrollen4 besteht, deren Längsachsen LK zur Lagerlängsachse LL in einem Lagerwinkel α größer 45° angeordnet sind. Die einander zugewandten und radial nach außen divergierenden Innenflächen5 ,6 der Druckscheiben2 ,3 bilden dabei deutlich sichtbar kreisringförmige Laufbahnen7 ,8 für die Kegelrollen4 , die durch einen Lagerkäfig9 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltenen werden und sich gegen eine radial außen liegende Führung abstützen. - Darüber hinaus ist in
1 zu sehen, dass die Laufbahnen7 ,8 beider Druckscheiben2 ,3 ohne radial äußeren Führungsbord ausgebildet sind und dass die radiale Abstützung der Kegelrollen4 erfindungsgemäß durch einen gesonderten, die äußeren Stirnseiten10 aller Kegelrollen4 umschließenden Spannring11 erfolgt, der durch in die äußeren Stirnseiten10 der Kegelrollen4 eingearbeitete Ringnuten12 axial fixiert ist. Die äußeren Stirnseiten10 der Kegelrollen4 weisen dabei eine in ihrer Höhe vom jeweiligen Lagerwinkel α abhängige, symmetrische Kegelform auf, bei der die Kegelmantelfläche13 auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn7 der oberen Druckscheibe2 und der Längsachse LK der Kegelrollen4 parallel zur Lagerlängsachse LL verlaufend angeordnet ist. - In
2 ist desweiteren zu sehen, dass die in die Stirnseiten10 der Kegelrollen4 eingearbeiteten Ringnuten12 im Querschnitt trapezförmig ausgebildet und derart angeordnet sind, dass deren Nutgrund14 ebenfalls auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn7 der oberen Druckscheibe2 und der Längsachse LK der Kegelrollen4 parallel zur Lagerlängsachse LL verlaufend angeordnet ist. Damit wird zum einen bei den Drehbewegungen der Kegelrollen4 ein Schleifen des Spannrings11 an den Nutwänden der Ringnuten12 verhindert und zum anderen eine senkrecht zur Lagerlängsachse LL wirkende radiale Stützkraft des Spannrings11 erreicht. Der Spannring11 besteht dabei aus einem wärmebehandelten Wälzlagerstahl und weist deutlich sichtbar einen rechteckigen Profilquerschnitt auf, bei dem die Breite der mit den Kegelrollen4 in Wirkkontakt stehenden Innenseite15 jeweils der Breite der Ringnuten12 in den Stirnseiten10 der Kegelrollen4 entspricht. - Schließlich ist in den
1 und2 auch noch erkennbar, dass der Außendurchmesser des Spannrings11 kleiner als der Außendurchmesser des Kegelrollenlagers1 ist und dass der Innendurchmesser des Spannrings11 dem Abstand zwischen den parallel zur Lagerlängsachse LL angeordneter Nutgründen14 der Ringnuten12 zweier gegenüberliegender Kegelrollen4 entspricht. Deutlich sichtbar weist der Spannring11 dabei jeweils in der zur Lagerlängsachse LL parallelen Stellung der Nutgründe14 der Ringnuten12 lediglich einen Linienkontakt zu den Stirnseiten10 aller Kegelrollen4 auf, durch den die Reibkräfte zwischen den Kegelrollen4 und dem Spannring11 derart minimiert werden, dass eine unzulässige Erwärmung des Axial-Kegelrollenlagers1 vermieden wird. Gleichzeitig wird der Spannring11 über die von den Kegelrollen4 ausgeübten Stützkräfte im Axial-Kegelrollenlager1 selbsttätig zentriert, so dass dieser sämtliche Kegelrollen4 mit einer gleichmäßigen Stützkraft radial abstützt. -
- 1
- Axial-Kegelrollenlager
- 2
- obere Druckscheibe
- 3
- untere Druckscheibe
- 4
- Kegelrollen
- 5
- Innenfläche von
2 - 6
- Innenfläche von
3 - 7
- Laufbahn
von
2 - 8
- Laufbahn
von
3 - 9
- Lagerkäfig
- 10
- äußere Stirnseiten
von
4 - 11
- Spannring
- 12
- Ringnuten
- 13
- Kegelmantelfläche
- 14
- Nutgrund
von
12 - 15
- Innenseite
von
11 - LK
- Längsachsen
von
4 - LL
- Lagerlängsachse
- α
- Lagerwinkel
Claims (6)
- Axial-Kegelrollenlager, insbesondere zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen, welches im Wesentlichen aus einer oberen Druckscheibe (
2 ) und einer unteren Druckscheibe (3 ) sowie aus einer Anzahl zwischen den Druckscheiben (2 ,3 ) angeordneter Kegelrollen (4 ) besteht, deren Längsachsen (LK) zur Lagerlängsachse (LL) in einem Lagerwinkel (α) größer 45° angeordnet sind, wobei die einander zugewandten Innenflächen (5 ,6 ) der Druckscheiben (2 ,3 ) radial nach außen divergieren und kreisringförmige Laufbahnen (7 ,8 ) für die gegebenenfalls durch einen Lagerkäfig (9 ) in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltenen und gegen eine radial außen liegende Führung abgestützten Kegelrollen (4 ) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (7 ,8 ) beider Druckscheiben (2 ,3 ) ohne radial äußeren Führungsbord ausgebildet sind und die radiale Abstützung der Kegelrollen (4 ) durch einen gesonderten, die äußeren Stirnseiten (10 ) aller Kegelrollen (4 ) umschließenden Spannring (11 ) erfolgt, der durch in die äußeren Stirnseiten (10 ) der Kegelrollen (4 ) eingearbeitete Ringnuten (12 ) axial geführt ist. - Axial-Kegelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Stirnseiten (
10 ) der Kegelrollen (4 ) bevorzugt eine in ihrer Höhe vom jeweiligen Lagerwinkel (α) abhängige, symmetrische Kegelform aufweisen, bei der die Kegelmantelfläche (13 ) auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn (7 ) der oberen Druckscheibe (2 ) und der Längsachse (LK) der Kegelrollen (4 ) parallel zur Lagerlängsachse (LL) verlaufend angeordnet ist. - Axial-Kegelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Stirnseiten (
10 ) der Kegelrollen (4 ) eingearbeiteten Ringnuten (12 ) im Querschnitt bevorzugt trapezförmig ausgebildet und derart angeordnet sind, dass deren Nutgrund (14 ) auf einer senkrechten Linie zwischen der Laufbahn (7 ) der oberen Druckscheibe (2 ) und der Längsachse (LK) der Kegelrollen (4 ) parallel zur Lagerlängsachse (LL) verlaufend angeordnet ist. - Axial-Kegelrollenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (
11 ) bevorzugt aus einem wärmebehandelten Wälzlagerstahl besteht und einen rechteckigen, quadratischen, dreieck- oder trapezförmigen Profilquerschnitt aufweist, wobei die Breite der mit den Kegelrollen (4 ) in Wirkkontakt stehende Innenseite (15 ) des Spannrings (11 ) jeweils der Breite der Ringnuten (12 ) in den Stirnseiten (10 ) der Kegelrollen (4 ) entspricht. - Axial-Kegelrollenlager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Spannrings (
11 ) bevorzugt kleiner als der Außendurchmesser des Kegelrollenlagers (1 ) ist, während der Innendurchmesser des Spannrings (11 ) dem Abstand zwischen den parallel zur Lagerlängsachse (LL) angeordneter Nutgründen (14 ) der Ringnuten (12 ) zweier gegenüberliegender Kegelrollen (4 ) entspricht. - Axial-Kegelrollenlager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Stützkräfte der Kegelrollen (
4 ) im Kegelrollenlager (1 ) zentrierbare Spannring (11 ) jeweils in der zur Lagerlängsachse (LL) parallelen Stellung der Nutgründe (14 ) der Ringnuten (12 ) lediglich einen Linienkontakt zu den Stirnseiten (10 ) aller Kegelrollen (4 ) aufweist und sämtliche Kegelrollen (4 ) in einem reibungsfreien Wälzkontakt mit dem Spannring (11 ) stehen.
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| DE102005048920A Withdrawn DE102005048920A1 (de) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Axial-Kegelrollenlager, insbesondere zur Rotorlagerung in Windkraftanlagen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005048920A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008028616A3 (de) * | 2006-09-05 | 2008-06-12 | Repower Systems Ag | Windenergieanlage |
| CN116457588A (zh) * | 2020-11-18 | 2023-07-18 | 斯凯孚公司 | 圆锥滚子轴承 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US977458A (en) * | 1910-06-02 | 1910-12-06 | Hyatt Roller Bearing Co | Roller-bearing having grooved rolls and tension-band. |
| US997921A (en) * | 1910-08-08 | 1911-07-11 | Henry B Keiper | Antifriction-bearing. |
| US1003494A (en) * | 1911-07-29 | 1911-09-19 | John Newmann | Roller-bearing. |
| US1122518A (en) * | 1914-04-01 | 1914-12-29 | Hyatt Roller Bearing Co | Roller-bearing with thrust-control ring. |
| US1122596A (en) * | 1907-07-16 | 1914-12-29 | Hess Bright Mfg Co | Antifriction-bearing. |
| DE455465C (de) * | 1928-02-01 | G & J Jaeger Akt Ges | Kegelrollenlager | |
| DE7018552U (de) * | 1970-05-19 | 1970-08-20 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Axiallager. |
| US3545830A (en) * | 1969-03-14 | 1970-12-08 | Gen Motors Corp | High speed roller bearing with epicyclic cage preload |
| DE3636062A1 (de) * | 1986-10-23 | 1987-11-05 | Daimler Benz Ag | Axial-kegelrollenlager |
-
2005
- 2005-10-13 DE DE102005048920A patent/DE102005048920A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE455465C (de) * | 1928-02-01 | G & J Jaeger Akt Ges | Kegelrollenlager | |
| US1122596A (en) * | 1907-07-16 | 1914-12-29 | Hess Bright Mfg Co | Antifriction-bearing. |
| US977458A (en) * | 1910-06-02 | 1910-12-06 | Hyatt Roller Bearing Co | Roller-bearing having grooved rolls and tension-band. |
| US997921A (en) * | 1910-08-08 | 1911-07-11 | Henry B Keiper | Antifriction-bearing. |
| US1003494A (en) * | 1911-07-29 | 1911-09-19 | John Newmann | Roller-bearing. |
| US1122518A (en) * | 1914-04-01 | 1914-12-29 | Hyatt Roller Bearing Co | Roller-bearing with thrust-control ring. |
| US3545830A (en) * | 1969-03-14 | 1970-12-08 | Gen Motors Corp | High speed roller bearing with epicyclic cage preload |
| DE7018552U (de) * | 1970-05-19 | 1970-08-20 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Axiallager. |
| DE3636062A1 (de) * | 1986-10-23 | 1987-11-05 | Daimler Benz Ag | Axial-kegelrollenlager |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008028616A3 (de) * | 2006-09-05 | 2008-06-12 | Repower Systems Ag | Windenergieanlage |
| CN116457588A (zh) * | 2020-11-18 | 2023-07-18 | 斯凯孚公司 | 圆锥滚子轴承 |
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