WO2018024831A1 - Axial plain bearing having wedge-shaped and stepped sliding surfaces - Google Patents
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Definitions
- Axial ⁇ sliding bearing with wedge and the locking surfaces are described for example in WO2011 / 154078A1 (Daimler AG) 15.12.2011, DE102010044098 (Robert Bosch GmbH) 24.05.2012 and DE102014222514A1 (Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG) 14.01.2016.
- two WTG transmissions are braked back-to-back on a load test rig and operated or tested under nominal load in both directions.
- DE102012000836A1 Robot Bosch GmbH
- the Axialgleitlager has firmly incorporated wedge surfaces.
- the wedge surfaces are Hautar ⁇ in a first sliding surface, which is a second sliding surface, preferably a plane mating surface, spaced from it by a lubricating gap opposite.
- first sliding direction locking surfaces adjoin the wedge surfaces in each case.
- the wedge surfaces are aligned so that in the first Sliding direction of the lubrication gap is narrowed.
- the Axialgleit ⁇ bearing has at the opposite ends of the wedge surfaces of the locking surfaces each have a step gap.
- the step gap is designed in a direction opposite to the first sliding direction of the second sliding direction, that the lubricating gap is narrowed.
- the invention is based on the realization that it tung for a driven only over a relatively short operating time Gleitrich- v2 of an axial plain bearing is sufficient, a hydrody ⁇ namic carrying capacity of the thrust bearing in this sliding ⁇ direction v2 by a step gap to realize, for example by a radial Lubricating groove is designed as a step gap.
- a hydrody ⁇ namic carrying capacity of the thrust bearing in this sliding ⁇ direction v2 by a step gap to realize, for example by a radial Lubricating groove is designed as a step gap.
- the advantage of a stepped gap with respect to a full wedge surface is that it requires less space and thus the wedge area required in a direction opposite the main direction of operation forming sliding vi of the axial sliding bearing for the unrestricted hydrodynamic Tragfä ⁇ ability only minimally reduced.
- the existing in conventional trained Axialgleitlagern for two opposite directions Gleitver ⁇ avoided by two wedge surfaces.
- serial test run of a WKA gearbox in a gearbox usually takes only a few hours.
- a step gap can be used for the second sliding direction v2 of the axial sliding bearing during the series trial run.
- the step gap in the second direction of sliding towards the lubrication gap has at least one rising step.
- the step gap is arranged in a space of a radial lubrication groove of the axial sliding bearing.
- a further preferred embodiment of the invention is a gear, comprising a gear and an inventive Axialgleitlager, wherein the gear is mounted axially by means of Axialgleitla ⁇ gers.
- the transmission is designed as a planetary gear and the gear as a planetary gear of the planetary gear removablebil ⁇ det.
- a further preferred embodiment of the invention is a wind turbine, comprising a rotor which is coupled via a Ro ⁇ torwelle torque transmitting with a transmission which is connected to a generator.
- the Ge ⁇ gearbox formed in accordance with one of the embodiments of the invention described above.
- ⁇ rod 1 shows a section of a conventional axial sliding bearing for a sliding direction.
- Figure 2 is a section of a conventional thrust bearing for two opposite directions of sliding.
- FIG. 6 shows an embodiment of a transmission according to the invention designed as a planetary gearbox
- Fig. 7 shows an embodiment of a wind turbine according to the invention in a sectional oblique view.
- Fig. 1 shows a section through a conventional hydrodyna ⁇ premix axial sliding bearing for a single sliding direction 12 comprises axial thrust bearing two sliding surfaces 2, 4 with a between the sliding surfaces 2, 4, forming the lubricating gap 3.
- a first sliding surface 2 with surface structures has wedge-shaped surfaces 6 and Locking surfaces 8, wherein a wedge surface 6 in the sliding direction 12 of the Axialgleitlagers immediately followed by a locking surface 8.
- a second sliding surface 4, the so-called counter surface is formed as a flat surface without surface ⁇ structures.
- a wedge surface 6 is set against the anti-tread surface 4 in such a way that in the sliding direction 12 a narrowing lubricating gap 3 results, whereas a detent surface 8 runs parallel to the mating surface 4.
- a lubricating groove is arranged in each case 10 in which lubricant trans ⁇ can be ported to the lubrication gap.
- the first sliding surface 2 moves in the sliding direction 12 relative to the second sliding surface 4.
- a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing.
- the hydrody ⁇ namic pressure zone extends over both partial surfaces, ie wedge surface 6 and locking surface 8. This is indicated in Fig. 1 by the pressure distribution curve 14.
- the height of the pressure distribution curve 14 above the sliding surface 2 indicates the height of the hydrodynamic pressure.
- Fig. 2 shows a section through a conventional hydrodyna ⁇ premix axial sliding bearing for two opposite sliding directions 12, 12 ⁇ .
- the axial slide bearing comprises two sliding surfaces 2, 4 with a between the sliding surfaces 2, 4, forming the lubricating gap 3.
- a first sliding surface 2 with surfaces ⁇ structure has wedge-shaped surfaces 6, 6 ⁇ and latching surfaces 8, wherein a first wedge surface 6 in a first sliding direction 12 the Axialgleitlagers immediately a locking surface 8 and after the locking surface 8 immediately follows a second wedge surface 6.
- a second sliding surface 4, the so-called mating ⁇ surface is formed as a flat surface without surface structures.
- a first wedge surface 6 is set against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a narrowing lubricating gap 3 results, whereas a locking surface 8 extends parallel to the mating surface 4.
- a second wedge surface 6 is set against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a widening lubricating gap 3 results.
- first sliding direction 12 opposite second sliding direction 12 ⁇ forms a second wedge surface 6 a narrowing lubricating gap 3 whereas a first wedge surface 6 a widening lubricating gap 3 he ⁇ gives.
- a lubricating groove 10 is arranged, wherein lubricant can be transported into the lubricating gap 3.
- the first sliding surface 2 moves relative to the second sliding surface 4 in one of the two sliding directions 12, 12 ⁇ .
- a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the first wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing.
- the hydrodynamic pressure zone extends over both partial surfaces, ie, the first wedge surface 6 and the first wedge surface 6 8 in the first sliding direction 12 below catch surface This is shown in Fig. 2 angedeu ⁇ tet by the first pressure distribution curve 14.
- the height of the pressure distribution curve 14 above the sliding surface 2 indicates the height of the hydrodynamic pressure.
- the first sliding direction 12 opposite sliding direction 12 ⁇ forms in the region of the second wedge surface 6 ⁇ a convergent lubricating gap 3, the effect of which is the hydrodynamic load capacity of Axialgleitla- gers.
- the hydrodynamic pressure zone extends over both partial surfaces, ie, the second wedge surface 6 ⁇ and the second wedge surface 6 ⁇ in the second sliding direction 12 ⁇ subsequent locking surface 8. This is indicated in Fig. 2 by the second pressure distribution curve 14 ⁇ .
- Fig. 3 shows a section of an axial sliding bearing according to the invention.
- the axial sliding bearing can be used for two opposite directions of sliding 12, 12 ⁇ .
- the axial sliding bearing according to the invention is of the basic structure similar to the axial sliding bearing shown in Fig. 2 for two opposite
- the wedge surface 6 is against the mating surface 4 is so ⁇ is that results in the first sliding direction 12, a narrowing lubricating gap 3, whereas the locking surface 8 extends parallel to the mating surface 4.
- the step gap 16 is formed against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a step-widening lubricating gap 3 results.
- first wedge surface 6 with a tapered lubrication gap each have a lubrication groove 10 is arranged, wherein the lubricant trans ⁇ can be ported to the lubrication gap.
- the first sliding surface 2 moves relative to the second sliding surface 4 in one of the two sliding directions 12, 12 ⁇ .
- a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the first wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing.
- the hydrodynamic pressure zone extends over both part surfaces, ie the wedge surface 6 and the wedge surface 6 in the first slide ⁇ direction 12 below catch surface 8. This is indicated in Fig. 3 by the first pressure distribution curve 14. there indicates the height of the pressure distribution curve 14 on the Gleitflä ⁇ che 2, the height of the hydrodynamic pressure.
- a convergent lubricating gap 3 is formed in the region of the step gap 16, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing.
- the hydrodynamic pressure zone extends over both sectionflä ⁇ Chen, that is, the step gap 16 and the stepped slot 16 ⁇ in the second sliding direction 12 below catch surface 8. This is interpreted in Fig. 3 ⁇ by the second pressure distribution curve 14 at ⁇ .
- the second pressure distribution curve 14 ⁇ shows that the hydrodynamic pressure formed by the step gap 16 is less than the hydrodynamic pressure formed by the wedge surface 6.
- FIG. 4 shows three different embodiments b), c) and d) for the dimensioning of a réellenspalt- axial ⁇ sliding bearing in comparison to a wedge-surface thrust bearing a).
- the figure above shows a section of the Axi ⁇ algleitlagers with the sliding surfaces 2, 4, a between the sliding surfaces 2, 4 arranged lubricating gap 3 and an applied over the upper sliding surface 4 pressure distribution curve 14.
- the figure below shows a plan view of the lower sliding surface 2.
- the values of a second dimensionless load index ⁇ are plotted against the upper sliding surface 4, which in the form of a
- ⁇ ⁇ p> hi 2 / (nUB).
- ⁇ p> axial force F / (L B), ie per segment.
- the wedge surface thrust bearing a has a wedge surface of width B and length L, wherein the height of the lubricating gap at the wide location of the wedge is 2.25 hl.
- the Viable ⁇ ness ⁇ is 0.07.
- the stepped gap axial sliding bearing b) has an upper plane of width B and length 0.45 L and a lower plane of the
- Width B and length 0.55 L which are separated by a step vonei ⁇ each other.
- the lubrication gap between the lower level of the first sliding surface 2 and the Schwarzlaufflä ⁇ che 4 has a height of 1.7 hl.
- the carrying capacity is ⁇
- the Actuallynspalt- axial plain bearing c) has a C-shaped obe ⁇ re level of width B and length 0.4 L and a lower level of width B and length 0.6 L, which are separated by a C-shaped step.
- the lubricating gap between the lower level of the first sliding surface 2 and the mating surface 4 has a height of 2 hl.
- the carrying capacity ⁇ be ⁇ contributes 0.114.
- the decist- axial plain bearing d) has a C-shaped obe ⁇ re level of width B and length 0.76 L and a lower Ebe ⁇ ne the width of 0.76 B and 0.76 L length, which by a C-shaped Stage are separated from each other.
- the carrying capacity ⁇ is 0,123.
- Fig. 5 is a view of a thrust bearing again, the ⁇ sen section III-III in Fig. 3 is shown.
- a second ring 40 is rotatably disposed, which carries a plane mating surface 4.
- the mating surface 4 is spaced a lubricating gap 3 of a first ring 20, which bears a sliding surface 2 of Fig. 3, ie with wedge ⁇ surface 6, catch surface 8 and step slit 16.
- the first ring 20 relative to the shaft 18 arranged dormant, which pierces the first ring 20 without contact in a central ring opening of the first ring 20.
- Fig. 6 shows an embodiment of a transmission according to the invention, which is designed as a planetary gear.
- the transmission 50 includes a provided with a helical gear 34 planetary wheel 55, which by means of a sliding bearing ⁇ sleeve 33 on a fixed in a support flange 32 of a Planetenträ ⁇ gers pinion shaft 30 about a rotation axis 35 which sammenzier supply with a symmetry axis of the pinion shaft 30 rotatably is stored.
- the planet gear meshes simultaneously with a ring gear, not shown, and a sun gear, not shown.
- a second ring 40 In an annular region of the front end which directly surrounds the planetary gear axle 30 surface of the planet 55, a second ring 40 is fixed against rotation, the sliding surface is separated from an opposite sliding surface of a first ring 20 through a lubrication gap.
- the first ring 20 is coaxially fixed to the second ring 40 on the support cheek 32 of the planet carrier by screwings 31 rotatably.
- the planet 55 of the planetary gear ⁇ 50 is axially supported by means of the axial sliding bearing formed by the two rings 20, 40.
- Fig. 7 shows an embodiment of an inventive
- Wind turbine 70 in a sectional oblique view The wind turbine 70 includes a rotor 75 which is connected via a rotor shaft 54 to transmit torque with a Planetengetrie ⁇ be 50.
- the rotor shaft 54 is received in a rotor bearing 58.
- the planetary gear 50 in turn is coupled to a generator 76 for generating electricity.
- the rotor bearing 58, the rotor shaft 54, the planetary gear 50 and the generator 76 belong to a drive train 60 of the wind turbine 70.
- the planetary gear 50 at least one not shown planet carrier 52 is included, which includes an embodiment of the invention Axialgleitlagers.
- at least one planetary gear 55 of the planetary gear is axially ge ⁇ superimposed. As a result, the planetary gear 50 can be operated in two directions of rotation.
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Abstract
Description
AXIALGLEITLAGER MIT KEILFÖRMIGEN UND STUFENFÖRMIGEN AXIAL SLIDING BEARINGS WITH WEDGE AND STUDS
GLEITFLÄCHEN FACES
Die hydrodynamische Tragfähigkeit von Gleitlagern ist grund¬ sätzlich davon abhängig, dass ein konvergenter, d.h. sich verengender Schmierspalt vorliegt, siehe z.B. Wittel et al . , Roloff/Matek Maschinenelemente, 20. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1454-8, Kapitel The hydrodynamic load carrying capacity of plain bearings is fundamentally ¬ additionally dependent on a convergent, ie narrowing lubricating gap is present, see for example Wittelshofen et al. , Roloff / Matek Maschinenelemente, 20th Edition, Vieweg + Teubner Verlag Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1454-8, chapter
15.1.5. 15.1.5.
Beim Radialgleitlager, z.B. in Form eines Kreiszylinderlagers, stellt sich der konvergente Schmierspalt durch die Ver¬ lagerung der Welle infolge einer Radialkraft in der Lager- schale selbständig ein. Beim Axialgleitlager dagegen wird durch eine mechanische Bearbeitung eigens eine Keilfläche in der Gleitfläche hergestellt. In einer Gleitrichtung vi des Axialgleitlagers folgt der Keilfläche die sogenannte Rastflä¬ che. Die hydrodynamische Druckverteilung erstreckt sich dann über beide Teilflächen, die Keil- und die Rastfläche. Axial¬ gleitlager mit Keil- und die Rastflächen sind beispielsweise in WO2011/154078A1 (Daimler AG) 15.12.2011, DE102010044098 (Robert Bosch GmbH) 24.05.2012 und DE102014222514A1 (Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG) 14.01.2016 beschrieben. When the radial slide bearing, for example in the form of a circular cylindrical bearing, raises the convergent lubricating gap by the Ver ¬ bearing of the shaft due to a radial force in the bearing cup independently a. By contrast, in the case of axial sliding bearings, a wedge surface is produced in the sliding surface by mechanical machining. In a sliding direction vi of the axial sliding bearing, the wedge surface follows the so-called Rastflä ¬ che. The hydrodynamic pressure distribution then extends over both partial surfaces, the wedge surface and the detent surface. Axial ¬ sliding bearing with wedge and the locking surfaces are described for example in WO2011 / 154078A1 (Daimler AG) 15.12.2011, DE102010044098 (Robert Bosch GmbH) 24.05.2012 and DE102014222514A1 (Bosch Mahle Turbo Systems GmbH & Co. KG) 14.01.2016.
Kehrt sich jedoch die Gleitrichtung des Axialgleitlagers um, muss für diese entgegengesetzte Gleitrichtung v2 ebenfalls eine Keilfläche im Axialgleitlager bereitgestellt werden. Da¬ durch reduziert sich jedoch die hydrodynamische Tragfähigkeit für jede einzelne Gleitrichtung vi und v2, da die für die erste Gleitrichtung vi als konvergenter Schmierspalt wirkende Keilfläche für die entgegengesetzte Gleitrichtung v2 einen divergenten Schmierspalt darstellt und somit hydrodynamisch nicht tragfähig ist. Im Vergleich zu einem Axialgleitlager mit zwei entgegengesetzten Keilflächen für beide Gleitrichtungen vi und v2 hat ein Axialgleitlager mit einer Keilfläche für nur eine Gleitrichtung vi bei sonst gleichen Dimensionen (Innen-/Außendurchmesser) eine weitaus höhere Tragfähigkeit. Ein WKA-Getriebe in einer Windkraftanlage (= WKA) wird nur in einer Gleitrichtung betrieben. Bei einem Serienprobelauf dagegen werden zwei WKA-Getriebe back-to-back auf einem Lastprüfstand verspannt und jeweils in beiden Gleitrichtungen un- ter Nennlast betrieben bzw. geprüft. DE102012000836A1 (Robert Bosch GmbH) 18. Juli 2013 beschreibt einen derartigen Back- to-Back-Getriebeprüfstand aus zwei zu prüfenden ähnlichen Ge¬ trieben . Für den zeitlich relativ kurzen, in der Regel nur wenigeHowever, if the sliding direction of the axial sliding bearing reverses, a wedge surface in the axial sliding bearing must likewise be provided for this opposite sliding direction v2. However, since ¬ by itself reduces the hydrodynamic load carrying capacity for each sliding direction of vi and v2, since the force acting on the first sliding vi than convergent lubricating gap wedge surface for the opposite sliding direction v2 represents a divergent lubricating gap and thus hydrodynamically is not viable. Compared to an axial sliding bearing with two opposite wedge surfaces for both sliding directions vi and v2 has a thrust bearing with a wedge surface for only one sliding direction vi with otherwise the same dimensions (inner / outer diameter) a much higher load capacity. A WKA gearbox in a wind turbine (= WKA) is operated only in one direction of sliding. In contrast, in a series test run, two WTG transmissions are braked back-to-back on a load test rig and operated or tested under nominal load in both directions. DE102012000836A1 (Robert Bosch GmbH) July 18, 2013 describes such a back-to-back transmission test bench from two similar Ge ¬ drives to be tested. For the relatively short time, usually only a few
Stunden dauernden Serienprobelauf werden also Axialgleitlager benötigt, die für beide Gleitrichtungen vi und v2 geeignet sind; für den in der Regel Jahre dauernden, regulären Getriebeeinsatz in einer WKA sind dagegen nur in einer Gleitrich- tung vi einsetzbare Axialgleitlager ausreichend. Es besteht aber das Bestreben, dass die Prototypenbauteile mit den Se¬ rienbauteilen identisch sind. Zudem benötigt der Einbau von Axialgleitlagern mit zwei entgegen gerichteten Keilflächen, die für beide Gleitrichtungen vi und v2 geeignet sind, mehr Bauraum. Dies stellt jedoch eine Verschwendung dar, da die zweite Gleitrichtung v2 während des eigentlichen Betriebs auf der Turbine nicht benötigt wird. Darüber hinaus sind Axial¬ gleitlager mit zwei entgegen gerichteten Keilflächen wesentlich teurer als Axialgleitlager mit nur einer Keilfläche. Hours serial test run so Axialgleitlager are required, which are suitable for both sliding directions vi and v2; However, for the usually regular use of gears in a wind turbine for years, only axial sliding bearings that can be used in one sliding direction vi are sufficient. However, there is a desire that the prototype components are identical to the Se ¬ rienbauteilen. In addition, the installation of Axialgleitlagern with two opposing wedge surfaces, which are suitable for both sliding directions vi and v2, requires more space. However, this is a waste because the second sliding direction v2 is not needed during actual operation on the turbine. In addition Axial ¬ plain bearings are equipped with two opposing wedge surfaces substantially more expensive than axial plain with just a wedge surface.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Axialgleitlager bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide an improved thrust bearing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Axialgleitlager mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by an axial sliding bearing with the features specified in claim 1.
Das Axialgleitlager weist fest eingearbeitete Keilflächen auf. Die Keilflächen sind in eine erste Gleitfläche eingear¬ beitet, die einer zweiten Gleitfläche, vorzugsweise einer planen Gegenlauffläche, von ihr durch einen Schmierspalt beabstandet, gegenüber liegt. In einer ersten Gleitrichtung schließen sich an die Keilflächen jeweils Rastflächen an. Dabei sind die Keilflächen so ausgerichtet, dass in der ersten Gleitrichtung der Schmierspalt verengt wird. Das Axialgleit¬ lager weist an den den Keilflächen gegenüberliegenden Enden der Rastflächen jeweils einen Stufenspalt auf. Der Stufenspalt ist in einer der ersten Gleitrichtung entgegengesetzten zweiten Gleitrichtung so ausgebildet, dass der Schmierspalt verengt wird. The Axialgleitlager has firmly incorporated wedge surfaces. The wedge surfaces are eingear ¬ in a first sliding surface, which is a second sliding surface, preferably a plane mating surface, spaced from it by a lubricating gap opposite. In a first sliding direction, locking surfaces adjoin the wedge surfaces in each case. The wedge surfaces are aligned so that in the first Sliding direction of the lubrication gap is narrowed. The Axialgleit ¬ bearing has at the opposite ends of the wedge surfaces of the locking surfaces each have a step gap. The step gap is designed in a direction opposite to the first sliding direction of the second sliding direction, that the lubricating gap is narrowed.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es für eine nur über eine relativ kurze Betriebsdauer betriebene Gleitrich- tung v2 eines Axialgleitlagers ausreichend ist, eine hydrody¬ namische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers in dieser Gleit¬ richtung v2 durch einen Stufenspalt zu realisieren, z.B. indem eine radiale Schmiernut als Stufenspalt ausgestaltet wird. Dies wird möglich, da die zweite Gleitrichtung v2 wäh- rend des eigentlichen Betriebs des Axialgleitlagers auf der Turbine nicht benötigt wird. Der Vorteil eines Stufenspalts gegenüber einer vollwertigen Keilfläche ist, dass er weniger Fläche benötigt und somit die in einer entgegengesetzten, die Hauptbetriebsrichtung bildenden Gleitrichtung vi des Axial- gleitlagers für die uneingeschränkte hydrodynamische Tragfä¬ higkeit benötigte Keilfläche nur minimal verringert. Somit wird die bei herkömmlich ausgebildeten Axialgleitlagern für zwei entgegengesetzte Gleitrichtungen vorhandene Flächenver¬ schwendung durch zwei Keilflächen vermieden. The invention is based on the realization that it tung for a driven only over a relatively short operating time Gleitrich- v2 of an axial plain bearing is sufficient, a hydrody ¬ namic carrying capacity of the thrust bearing in this sliding ¬ direction v2 by a step gap to realize, for example by a radial Lubricating groove is designed as a step gap. This becomes possible because the second sliding direction v2 is not needed during the actual operation of the axial sliding bearing on the turbine. The advantage of a stepped gap with respect to a full wedge surface is that it requires less space and thus the wedge area required in a direction opposite the main direction of operation forming sliding vi of the axial sliding bearing for the unrestricted hydrodynamic Tragfä ¬ ability only minimally reduced. Thus, the existing in conventional trained Axialgleitlagern for two opposite directions Gleitver ¬ avoided by two wedge surfaces.
Der Serienprobelauf eines WKA-Getriebes in einem Getriebewerk dauert in der Regel nur einige Stunden. Für diese geringe „Lebensdaueranforderung" kann für die zweite Gleitrichtung v2 des Axialgleitlagers während des Serienprobelaufs ein Stufen- spalt verwendet werden. The serial test run of a WKA gearbox in a gearbox usually takes only a few hours. For this small "service life requirement", a step gap can be used for the second sliding direction v2 of the axial sliding bearing during the series trial run.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Stufenspalt in der zweiten Gleitrichtung zum Schmierspalt hin mindestens eine ansteigende Stufe auf. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass durch die Zahl der Stufen die hydro- dynamische Tragfähigkeit des Stufenspalts in der zweiten Gleitrichtung eingestellt werden kann. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims. According to a preferred embodiment of the invention, the step gap in the second direction of sliding towards the lubrication gap has at least one rising step. An advantage of this embodiment is that the number of stages increases the hydro- dynamic load capacity of the step gap in the second sliding direction can be adjusted.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Stufenspalt in einem Bauraum einer radialen Schmiernut des Axialgleitlagers angeordnet. Dadurch reduziert sich die hyd¬ rodynamisch tragfähige Fläche für die die Hauptbetriebsrichtung bildende Gleitrichtung vi des Axialgleitlagers nicht. Da die hydrodynamische Tragfähigkeit für die zweite Gleitrich- tung v2 nur maximal für 100 Prozent des Nenndrehmoment erfol¬ gen muss, kann die Stufenlänge des Stufenspalts so klein ge¬ halten werden, dass diese in den Bauraum der radialen According to a preferred embodiment of the invention, the step gap is arranged in a space of a radial lubrication groove of the axial sliding bearing. As a result, the hyd ¬ rodynamically viable surface for the main operating direction forming sliding direction vi of the axial sliding bearing is not reduced. Since the hydrodynamic load carrying capacity for the second Gleitrich- tung v2 only a maximum of 100 percent of the rated torque SUC gene must ¬, the step length of the stepped gap can be as small ge ¬ hold that these into the construction space of the radial
Schmiernut passt. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Getriebe, umfassend ein Zahnrad und ein erfindungsgemäßes Axialgleitlager, wobei das Zahnrad mittels des Axialgleitla¬ gers axial gelagert ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Getriebe als ein Planetengetriebe ausgebildet ist und das Zahnrad als ein Planetenrad des Planentengetriebes ausgebil¬ det. Planetengetriebe werden in der Regel mit einer Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Windenergieanlage, umfassend einen Rotor, der über eine Ro¬ torwelle drehmomentübertragend mit einem Getriebe gekoppelt ist, das mit einem Generator verbunden ist. Dabei ist das Ge¬ triebe gemäß einer der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ausgebildet. Lubrication fit. A further preferred embodiment of the invention is a gear, comprising a gear and an inventive Axialgleitlager, wherein the gear is mounted axially by means of Axialgleitla ¬ gers. According to a preferred embodiment of the invention, the transmission is designed as a planetary gear and the gear as a planetary gear of the planetary gear ausgebil ¬ det. A further preferred embodiment of the invention is a wind turbine, comprising a rotor which is coupled via a Ro ¬ torwelle torque transmitting with a transmission which is connected to a generator. Here, the Ge ¬ gearbox formed in accordance with one of the embodiments of the invention described above.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich durch die folgende Beschreibung, welche anhand der Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt jeweils schematisch und nicht ma߬ stabsgetreu Fig. 1 einen Schnitt eines herkömmlichen Axialgleitlagers für eine Gleitrichtung; The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood from the following description, which proceeds with reference to the drawings. It shows schematically and not true to measure ¬ rod 1 shows a section of a conventional axial sliding bearing for a sliding direction.
Fig. 2 einen Schnitt eines herkömmlichen Axialgleitlagers für zwei entgegengesetzte Gleitrichtungen; Figure 2 is a section of a conventional thrust bearing for two opposite directions of sliding.
Fig. 3 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Axialgleitla¬ gers ; Fig. 4 Ausführungsbeispiele von Stufenspalten; Fig. 5 eine Ansicht eines Axialgleitlagers. Fig. 3 is a sectional view of an inventive Axialgleitla ¬ gers; Fig. 4 embodiments of step columns; Fig. 5 is a view of an axial sliding bearing.
Fig. 6 eine Ausführungsform eines als ein Planetengetriebe ausgebildeten erfindungsgemäßen Getriebes; und 6 shows an embodiment of a transmission according to the invention designed as a planetary gearbox; and
Fig. 7 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Windkraftanlage in einer geschnittenen Schrägansicht. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein herkömmliches hydrodyna¬ misches Axialgleitlager für eine einzige Gleitrichtung 12. Das Axialgleitlager umfasst zwei Gleitflächen 2, 4 mit einem zwischen den Gleitflächen 2, 4 sich ausbildenden Schmierspalt 3. Eine erste Gleitfläche 2 mit Oberflächenstrukturen weist Keilflächen 6 und Rastflächen 8 auf, wobei einer Keilfläche 6 in Gleitrichtung 12 des Axialgleitlagers unmittelbar eine Rastfläche 8 folgt. Eine zweite Gleitfläche 4, die sogenannte Gegenlauffläche, ist als eine ebene Fläche ohne Oberflächen¬ strukturen ausgebildet. Eine Keilfläche 6 ist gegen die Ge- genlauffläche 4 so angestellt, dass sich in Gleitrichtung 12 ein sich verengender Schmierspalt 3 ergibt, wohingegen eine Rastfläche 8 zu der Gegenlauffläche 4 parallel verläuft. Fig. 7 shows an embodiment of a wind turbine according to the invention in a sectional oblique view. Fig. 1 shows a section through a conventional hydrodyna ¬ premix axial sliding bearing for a single sliding direction 12 comprises axial thrust bearing two sliding surfaces 2, 4 with a between the sliding surfaces 2, 4, forming the lubricating gap 3. A first sliding surface 2 with surface structures has wedge-shaped surfaces 6 and Locking surfaces 8, wherein a wedge surface 6 in the sliding direction 12 of the Axialgleitlagers immediately followed by a locking surface 8. A second sliding surface 4, the so-called counter surface is formed as a flat surface without surface ¬ structures. A wedge surface 6 is set against the anti-tread surface 4 in such a way that in the sliding direction 12 a narrowing lubricating gap 3 results, whereas a detent surface 8 runs parallel to the mating surface 4.
Zwischen einer Rastfläche 8 und einer in Gleitrichtung 12 da- rauf folgenden Keilfläche 6 ist jeweils eine Schmiernut 10 angeordnet, worin Schmiermittel in den Schmierspalt 3 trans¬ portiert werden kann. Beim hydrodynamischen Axialgleitlager bewegt sich die erste Gleitfläche 2 relativ zur zweiten Gleitfläche 4 in Gleitrichtung 12. Dadurch bildet sich im Bereich der Keilfläche 6 ein konvergenter Schmierspalt 3 aus, dessen Wirkung die hydrody- namische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers ist. Die hydrody¬ namische Druckzone erstreckt sich über beide Teilflächen, d.h. Keilfläche 6 und Rastfläche 8. Dies ist in Fig. 1 durch die Druckverteilungskurve 14 angedeutet. Dabei gibt die Höhe der Druckverteilungskurve 14 über der Gleitfläche 2 die Höhe des hydrodynamischen Drucks an. Between a locking surface 8 and a DA in the sliding direction 12 up following wedge surface 6, a lubricating groove is arranged in each case 10 in which lubricant trans ¬ can be ported to the lubrication gap. 3 In the case of the hydrodynamic axial sliding bearing, the first sliding surface 2 moves in the sliding direction 12 relative to the second sliding surface 4. In this way, a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing. The hydrody ¬ namic pressure zone extends over both partial surfaces, ie wedge surface 6 and locking surface 8. This is indicated in Fig. 1 by the pressure distribution curve 14. The height of the pressure distribution curve 14 above the sliding surface 2 indicates the height of the hydrodynamic pressure.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein herkömmliches hydrodyna¬ misches Axialgleitlager für zwei entgegengesetzte Gleitrichtungen 12, 12 λ . Das Axialgleitlager umfasst zwei Gleitflächen 2, 4 mit einem zwischen den Gleitflächen 2, 4 sich ausbildenden Schmierspalt 3. Eine erste Gleitfläche 2 mit Oberflächen¬ strukturen weist Keilflächen 6, 6λ und Rastflächen 8 auf, wobei einer ersten Keilfläche 6 in einer ersten Gleitrichtung 12 des Axialgleitlagers unmittelbar eine Rastfläche 8 und nach der Rastfläche 8 unmittelbar eine zweite Keilfläche 6 folgt. Eine zweite Gleitfläche 4, die sogenannte Gegenlauf¬ fläche, ist als eine ebene Fläche ohne Oberflächenstrukturen ausgebildet . Eine erste Keilfläche 6 ist gegen die Gegenlauffläche 4 so angestellt, dass sich in der ersten Gleitrichtung 12 ein sich verengender Schmierspalt 3 ergibt, wohingegen eine Rastfläche 8 zu der Gegenlauffläche 4 parallel verläuft. Eine zweite Keilfläche 6 ist gegen die Gegenlauffläche 4 so angestellt, dass sich in der ersten Gleitrichtung 12 ein sich aufweitender Schmierspalt 3 ergibt. Fig. 2 shows a section through a conventional hydrodyna ¬ premix axial sliding bearing for two opposite sliding directions 12, 12 λ. The axial slide bearing comprises two sliding surfaces 2, 4 with a between the sliding surfaces 2, 4, forming the lubricating gap 3. A first sliding surface 2 with surfaces ¬ structure has wedge-shaped surfaces 6, 6 λ and latching surfaces 8, wherein a first wedge surface 6 in a first sliding direction 12 the Axialgleitlagers immediately a locking surface 8 and after the locking surface 8 immediately follows a second wedge surface 6. A second sliding surface 4, the so-called mating ¬ surface is formed as a flat surface without surface structures. A first wedge surface 6 is set against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a narrowing lubricating gap 3 results, whereas a locking surface 8 extends parallel to the mating surface 4. A second wedge surface 6 is set against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a widening lubricating gap 3 results.
Umgekehrt bildet in einer der ersten Gleitrichtung 12 entgegengesetzten zweiten Gleitrichtung 12 λ eine zweite Keilfläche 6 einen sich verengenden Schmierspalt 3, wohingegen eine erste Keilfläche 6 einen sich aufweitenden Schmierspalt 3 er¬ gibt . Zwischen einer zweiten Keilfläche 6λ mit einem sich weitenden Schmierspalt und einer in der ersten Gleitrichtung 12 darauf folgenden ersten Keilfläche 6 mit einem sich verengenden Schmierspalt ist jeweils eine Schmiernut 10 angeordnet, worin Schmiermittel in den Schmierspalt 3 transportiert werden kann . Conversely, in one of the first sliding direction 12 opposite second sliding direction 12 λ forms a second wedge surface 6 a narrowing lubricating gap 3, whereas a first wedge surface 6 a widening lubricating gap 3 he ¬ gives. Between a second wedge surface 6 λ with a widening lubricating gap and a first wedge surface 6 following in the first sliding direction 12 with a narrowing lubricating gap, a lubricating groove 10 is arranged, wherein lubricant can be transported into the lubricating gap 3.
Beim hydrodynamischen Axialgleitlager bewegt sich die erste Gleitfläche 2 relativ zur zweiten Gleitfläche 4 in einer der beiden Gleitrichtungen 12, 12 λ . In einer ersten Gleitrichtung 12 bildet sich im Bereich der ersten Keilfläche 6 ein konvergenter Schmierspalt 3 aus, dessen Wirkung die hydrodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers ist. Die hydrodynamische Druckzone erstreckt sich über beide Teilflächen, d.h. die erste Keilfläche 6 und die der ersten Keilfläche 6 in der ersten Gleitrichtung 12 nachfolgenden Rastfläche 8. Dies ist in Fig. 2 durch die erste Druckverteilungskurve 14 angedeu¬ tet. Dabei gibt die Höhe der Druckverteilungskurve 14 über der Gleitfläche 2 die Höhe des hydrodynamischen Drucks an. In the hydrodynamic axial sliding bearing, the first sliding surface 2 moves relative to the second sliding surface 4 in one of the two sliding directions 12, 12 λ . In a first sliding direction 12, a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the first wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing. The hydrodynamic pressure zone extends over both partial surfaces, ie, the first wedge surface 6 and the first wedge surface 6 8 in the first sliding direction 12 below catch surface This is shown in Fig. 2 angedeu ¬ tet by the first pressure distribution curve 14. The height of the pressure distribution curve 14 above the sliding surface 2 indicates the height of the hydrodynamic pressure.
In einer zweiten, der ersten Gleitrichtung 12 entgegengesetzten Gleitrichtung 12 λ bildet sich im Bereich der zweiten Keilfläche 6λ ein konvergenter Schmierspalt 3 aus, dessen Wirkung die hydrodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitla- gers ist. Die hydrodynamische Druckzone erstreckt sich über beide Teilflächen, d.h. die zweite Keilfläche 6λ und die der zweiten Keilfläche 6λ in der zweiten Gleitrichtung 12 λ nachfolgenden Rastfläche 8. Dies ist in Fig. 2 durch die zweite Druckverteilungskurve 14 λ angedeutet. In a second, the first sliding direction 12 opposite sliding direction 12 λ forms in the region of the second wedge surface 6 λ a convergent lubricating gap 3, the effect of which is the hydrodynamic load capacity of Axialgleitla- gers. The hydrodynamic pressure zone extends over both partial surfaces, ie, the second wedge surface 6 λ and the second wedge surface 6 λ in the second sliding direction 12 λ subsequent locking surface 8. This is indicated in Fig. 2 by the second pressure distribution curve 14 λ .
Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Axialgleitlagers. Das Axialgleitlager ist einsetzbar für zwei entgegengesetzte Gleitrichtungen 12, 12 λ . Das erfindungsgemäße Axialgleitlager ist vom grundsätzlichen Aufbau ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten Axialgleitlager für zwei entgegengesetzteFig. 3 shows a section of an axial sliding bearing according to the invention. The axial sliding bearing can be used for two opposite directions of sliding 12, 12 λ . The axial sliding bearing according to the invention is of the basic structure similar to the axial sliding bearing shown in Fig. 2 for two opposite
Gleitrichtungen 12, 12 mit dem Unterschied, dass die zweite Keilfläche 6λ des in Fig. 2 gezeigten Axialgleitlagers beim erfindungsgemäßen Axialgleitlager durch einen Stufenspalt 16 ersetzt ist: einer ersten Keilfläche 6 in einer ersten Gleit¬ richtung 12 des erfindungsgemäßen Axialgleitlagers folgt unmittelbar eine Rastfläche 8 und nach der Rastfläche 8 unmit¬ telbar der Stufenspalt 16. Eine zweite Gleitfläche 4, die so- genannte Gegenlauffläche, ist als eine ebene Fläche ohne Oberflächenstrukturen ausgebildet . Sliding directions 12, 12 with the difference that the second wedge surface 6 λ of Axialgleitlagers shown in FIG. 2 in the axial sliding bearing according to the invention by a step gap 16th is replaced by: a first wedge surface 6 in a first slide ¬ direction 12 of the axial sliding bearing according to the invention follows immediately a latching surface 8 and after the detent surface 8 UNMIT ¬ telbar the step slit 16. A second sliding surface 4, the so-called counter surface is as a flat surface formed without surface structures.
Die Keilfläche 6 ist gegen die Gegenlauffläche 4 so ange¬ stellt, dass sich in der ersten Gleitrichtung 12 ein sich verengender Schmierspalt 3 ergibt, wohingegen die Rastfläche 8 zu der Gegenlauffläche 4 parallel verläuft. Der Stufenspalt 16 ist gegen die Gegenlauffläche 4 so ausgebildet, dass sich in der ersten Gleitrichtung 12 ein sich stufenförmig aufweitender Schmierspalt 3 ergibt. The wedge surface 6 is against the mating surface 4 is so ¬ is that results in the first sliding direction 12, a narrowing lubricating gap 3, whereas the locking surface 8 extends parallel to the mating surface 4. The step gap 16 is formed against the mating surface 4 so that in the first sliding direction 12, a step-widening lubricating gap 3 results.
Umgekehrt bildet in einer der ersten Gleitrichtung 12 entgegengesetzten zweiten Gleitrichtung 12 λ der Stufenspalt 16 einen sich stufenförmig verengenden Schmierspalt 3, wohingegen die Keilfläche 6 einen sich aufweitenden Schmierspalt 3 er- gibt. Conversely, in one of the first sliding direction 12 opposite second sliding direction 12 λ of the step gap 16 forms a step-narrowing lubricating gap 3, whereas the wedge surface 6 is a widening lubricating gap 3 is.
Zwischen einem Stufenspalt 16 und einer in der ersten Gleitrichtung 12 darauffolgenden ersten Keilfläche 6 mit einem sich verengenden Schmierspalt ist jeweils eine Schmiernut 10 angeordnet, worin Schmiermittel in den Schmierspalt 3 trans¬ portiert werden kann. Between a step slit 16 and a subsequent, in the first sliding direction 12 first wedge surface 6 with a tapered lubrication gap each have a lubrication groove 10 is arranged, wherein the lubricant trans ¬ can be ported to the lubrication gap. 3
Beim hydrodynamischen Axialgleitlager bewegt sich die erste Gleitfläche 2 relativ zur zweiten Gleitfläche 4 in einer der beiden Gleitrichtungen 12, 12 λ . In einer ersten Gleitrichtung 12 bildet sich im Bereich der ersten Keilfläche 6 ein konvergenter Schmierspalt 3 aus, dessen Wirkung die hydrodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers ist. Die hydrodynamische Druckzone erstreckt sich über beide Teilflächen, d.h. die Keilfläche 6 und die der Keilfläche 6 in der ersten Gleit¬ richtung 12 nachfolgenden Rastfläche 8. Dies ist in Fig. 3 durch die erste Druckverteilungskurve 14 angedeutet. Dabei gibt die Höhe der Druckverteilungskurve 14 über der Gleitflä¬ che 2 die Höhe des hydrodynamischen Drucks an. In the hydrodynamic axial sliding bearing, the first sliding surface 2 moves relative to the second sliding surface 4 in one of the two sliding directions 12, 12 λ . In a first sliding direction 12, a convergent lubricating gap 3 forms in the region of the first wedge surface 6, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing. The hydrodynamic pressure zone extends over both part surfaces, ie the wedge surface 6 and the wedge surface 6 in the first slide ¬ direction 12 below catch surface 8. This is indicated in Fig. 3 by the first pressure distribution curve 14. there indicates the height of the pressure distribution curve 14 on the Gleitflä ¬ che 2, the height of the hydrodynamic pressure.
In einer zweiten, der ersten Gleitrichtung 12 entgegengesetz- ten Gleitrichtung 12 λ bildet sich im Bereich des Stufenspalts 16 ein konvergenter Schmierspalt 3 aus, dessen Wirkung die hydrodynamische Tragfähigkeit des Axialgleitlagers ist. Die hydrodynamische Druckzone erstreckt sich über beide Teilflä¬ chen, d.h. den Stufenspalt 16 und die dem Stufenspalt 16 in der zweiten Gleitrichtung 12 λ nachfolgende Rastfläche 8. Dies ist in Fig. 3 durch die zweite Druckverteilungskurve 14 λ an¬ gedeutet. Die zweite Druckverteilungskurve 14 λ zeigt, dass der durch den Stufenspalt 16 gebildete hydrodynamische Druck geringer ist als der durch die Keilfläche 6 gebildete hydro- dynamische Druck. Wird die zweite Gleitrichtung 12 λ aber nur für einen zeitlich begrenzten Serienprobelauf genutzt, so ist der Ersatz einer vollwertigen Keilfläche 6 durch einen Stufenspalt gerechtfertigt und völlig akzeptabel. Fig. 4 zeigt drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele b) , c) und d) für die Dimensionierung eines Stufenspalt- Axial¬ gleitlagers im Vergleich zu einem Keilflächen-Axialgleitlager a) . Dabei zeigt die Figur oben jeweils einen Schnitt des Axi¬ algleitlagers mit den Gleitflächen 2, 4, einem zwischen den Gleitflächen 2, 4 angeordneten Schmierspalt 3 und einer über der oberen Gleitfläche 4 aufgetragenen Druckverteilungskurve 14. Dabei zeigt die Figur unten jeweils eine Draufsicht auf die untere Gleitfläche 2. Die Werte der Druckverteilungskurve 14 sind an der y-Achse in der Einheit der dimensionslose Tragfähigkeitskennzahl o aufgetragen, wobei gilt o = phi2/ (nUB) . Außerdem sind die Werte einer zweiten dimensionslosen Tragfähigkeitskennzahl Δ über der oberen Gleitfläche 4 aufgetragen, die in Form eines In a second sliding direction 12 λ opposite the first sliding direction 12, a convergent lubricating gap 3 is formed in the region of the step gap 16, the effect of which is the hydrodynamic bearing capacity of the axial sliding bearing. The hydrodynamic pressure zone extends over both Teilflä ¬ Chen, that is, the step gap 16 and the stepped slot 16 λ in the second sliding direction 12 below catch surface 8. This is interpreted in Fig. 3 λ by the second pressure distribution curve 14 at ¬. The second pressure distribution curve 14 λ shows that the hydrodynamic pressure formed by the step gap 16 is less than the hydrodynamic pressure formed by the wedge surface 6. However, if the second sliding direction 12 λ is only used for a time-limited series test run, the replacement of a full-value wedge surface 6 by a step gap is justified and completely acceptable. Fig. 4 shows three different embodiments b), c) and d) for the dimensioning of a Stufenspalt- axial ¬ sliding bearing in comparison to a wedge-surface thrust bearing a). In this case, the figure above shows a section of the Axi ¬ algleitlagers with the sliding surfaces 2, 4, a between the sliding surfaces 2, 4 arranged lubricating gap 3 and an applied over the upper sliding surface 4 pressure distribution curve 14. The figure below shows a plan view of the lower sliding surface 2. The values of the pressure distribution curve 14 are plotted on the y-axis in the unit of the dimensionless load capacity index o, where o = phi 2 / (nUB). In addition, the values of a second dimensionless load index Δ are plotted against the upper sliding surface 4, which in the form of a
Rechtecks einen konstanten Wert über die gesamte Länge des Axiallagers hat, wobei gilt Δ = <p>hi2/ (nUB) . Für die Formeln der Kennzahlen o und Δ gilt: p Flächenpressung bzw. hydrodynamischer Druckverlauf, hi Schmierspalthöhe, Rectangles has a constant value over the entire length of the thrust bearing, where Δ = <p> hi 2 / (nUB). For the formulas of the ratios o and Δ the following applies: p surface pressure or hydrodynamic pressure gradient, hi lubrication gap height,
η dynamische Viskosität, η dynamic viscosity,
U Umfangsgeschwindigkeit, U peripheral speed,
B Breite des Lagers, B width of the warehouse,
<p> mittlere, spezifische Pressung, und <p> average, specific pressure, and
L Länge des Segmentes. L length of the segment.
Es gilt weiter: <p> = Axialkraft F/ (L B) , also pro Segment betrachtet . The following applies: <p> = axial force F / (L B), ie per segment.
Das Keilflächen-Axialgleitlager a) weist eine Keilfläche der Breite B und Länge L auf, wobei die Höhe des Schmierspalts an der breiten Stelle des Keiles 2,25 hl beträgt. Die Tragfähig¬ keit Δ beträgt 0,07. The wedge surface thrust bearing a) has a wedge surface of width B and length L, wherein the height of the lubricating gap at the wide location of the wedge is 2.25 hl. The Viable ¬ ness Δ is 0.07.
Das Stufenspalt- Axialgleitlager b) weist eine obere Ebene der Breite B und Länge 0,45 L sowie eine untere Ebene derThe stepped gap axial sliding bearing b) has an upper plane of width B and length 0.45 L and a lower plane of the
Breite B und Länge 0,55 L auf, welche durch eine Stufe vonei¬ nander getrennt sind. Dabei hat der Schmierspalt zwischen der unteren Ebene der ersten Gleitfläche 2 und der Gegenlaufflä¬ che 4 eine Höhe von 1,7 hl. Die Tragfähigkeit Δ beträgt Width B and length 0.55 L, which are separated by a step vonei ¬ each other. In this case, the lubrication gap between the lower level of the first sliding surface 2 and the Gegenlaufflä ¬ che 4 has a height of 1.7 hl. The carrying capacity is Δ
0,0725. 0.0725.
Das Stufenspalt- Axialgleitlager c) weist eine C-förmige obe¬ re Ebene der Breite B und Länge 0,4 L sowie eine untere Ebene der Breite B und Länge 0,6 L auf, welche durch eine C-förmige Stufe voneinander getrennt sind. Dabei hat der Schmierspalt zwischen der unteren Ebene der ersten Gleitfläche 2 und der Gegenlauffläche 4 eine Höhe von 2 hl . Die Tragfähigkeit Δ be¬ trägt 0,114. Das Stufenspalt- Axialgleitlager d) weist eine C-förmige obe¬ re Ebene der Breite B und Länge 0,76 L sowie eine untere Ebe¬ ne der Breite 0,76 B und Länge 0,76 L auf, welche durch eine C-förmige Stufe voneinander getrennt sind. Dabei hat der Schmierspalt zwischen der unteren Ebene der ersten Gleitfläche 2 und der Gegenlauffläche 4 eine Höhe von 2,3 hl. Die Tragfähigkeit Δ beträgt 0,123. Die beiden dimensionslosen Tragfähigkeitskennzahlen o und Δ zeigen, dass bei ungefähr gleichem hi die ertragbare mittlere Pressung <p> beim Stufenspalt immer größer ist als beim reinen Keilspalt. Bei einem optimiertem Stufenspaltdesign wie in d) ergibt sich eine Tragfähigkeit von Δ = 0,123 im Vergleich zum Keilspalt on Δ = 0,07. The Stufenspalt- axial plain bearing c) has a C-shaped obe ¬ re level of width B and length 0.4 L and a lower level of width B and length 0.6 L, which are separated by a C-shaped step. In this case, the lubricating gap between the lower level of the first sliding surface 2 and the mating surface 4 has a height of 2 hl. The carrying capacity Δ be ¬ contributes 0.114. The Stufenspalt- axial plain bearing d) has a C-shaped obe ¬ re level of width B and length 0.76 L and a lower Ebe ¬ ne the width of 0.76 B and 0.76 L length, which by a C-shaped Stage are separated from each other. It has the Lubrication gap between the lower level of the first sliding surface 2 and the mating surface 4 a height of 2.3 hl. The carrying capacity Δ is 0,123. The two dimensionless load capacity indices o and Δ show that at approximately the same hi the sustainable average pressure <p> at the step gap is always greater than in the case of the pure wedge gap. With an optimized step gap design as in d), a load-bearing capacity of Δ = 0.123 results in comparison to the wedge gap on Δ = 0.07.
Fig. 5 gibt eine Ansicht eines Axialgleitlagers wieder, des¬ sen Schnitt III-III in Fig. 3 dargestellt ist. Auf einer Wel¬ le 18 ist ein zweiter Ring 40 drehfest angeordnet, welcher eine plane Gegenlauffläche 4 trägt. Die Gegenlauffläche 4 ist einen Schmierspalt 3 von einem ersten Ring 20 beabstandet, welcher eine Gleitfläche 2 gemäß Fig. 3 trägt, d.h. mit Keil¬ fläche 6, Rastfläche 8 und Stufenspalt 16. Der erste Ring 20 ist relativ zur Welle 18 ruhend angeordnet, welche den ersten Ring 20 ohne Kontakt in einer zentralen Ringöffnung des ersten Rings 20 durchstößt. Durch die Rotati¬ on des mit der Welle 18 drehenden zweiten Rings 40 mit der Gegenlauffläche relativ zum ersten Ring 20 mit der Axialla- ger-Oberflächenstruktur 6, 8, 16 wird ein hydrodynamisch tragendes Axiallager gebildet. Fig. 5 is a view of a thrust bearing again, the ¬ sen section III-III in Fig. 3 is shown. On a Wel ¬ le 18, a second ring 40 is rotatably disposed, which carries a plane mating surface 4. The mating surface 4 is spaced a lubricating gap 3 of a first ring 20, which bears a sliding surface 2 of Fig. 3, ie with wedge ¬ surface 6, catch surface 8 and step slit 16. The first ring 20 relative to the shaft 18 arranged dormant, which pierces the first ring 20 without contact in a central ring opening of the first ring 20. By Rotati ¬ on the rotating shaft 18 with the second ring 40 with the mating surface relative to the first ring 20 to the thrust bearing surface structure 6, 8, 16, a hydrodynamic bearing thrust bearing is formed.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes, welches als ein Planetengetriebe ausgebildet ist. Das Getriebe 50 umfasst ein mit einer Schrägverzahnung 34 versehenes Planetenrad 55, welches mittels einer Gleitlager¬ hülse 33 auf einer in einer Trägerwange 32 eines Planetenträ¬ gers fixierten Planetenradachse 30 um eine Rotationsachse 35, welche mit einer Symmetrieachse der Planetenradachse 30 zu- sammenfällt, drehbar gelagert ist. Das Planetenrad kämmt gleichzeitig mit einem nicht dargestellten Hohlrad und einem nicht dargestellten Sonnenrad. In einem die Planetenradachse 30 unmittelbar umschließenden ringförmigen Bereich der Stirn- fläche des Planetenrad 55 ist ein zweiter Ring 40 drehfest fixiert, dessen Gleitfläche von einer gegenüberliegenden Gleitfläche eines ersten Rings 20 durch einen Schmierspalt getrennt ist. Der ersten Ring 20 ist koaxial zum zweiten Ring 40 an der Trägerwange 32 des Planetenträgers durch Verschrau- bungen 31 drehfest fixiert. Das Planetenrad 55 des Planeten¬ getriebes 50 ist mittels des durch die beiden Ringe 20, 40 gebildeten Axialgleitlagers axial gelagert. Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßenFig. 6 shows an embodiment of a transmission according to the invention, which is designed as a planetary gear. The transmission 50 includes a provided with a helical gear 34 planetary wheel 55, which by means of a sliding bearing ¬ sleeve 33 on a fixed in a support flange 32 of a Planetenträ ¬ gers pinion shaft 30 about a rotation axis 35 which sammenfällt supply with a symmetry axis of the pinion shaft 30 rotatably is stored. The planet gear meshes simultaneously with a ring gear, not shown, and a sun gear, not shown. In an annular region of the front end which directly surrounds the planetary gear axle 30 surface of the planet 55, a second ring 40 is fixed against rotation, the sliding surface is separated from an opposite sliding surface of a first ring 20 through a lubrication gap. The first ring 20 is coaxially fixed to the second ring 40 on the support cheek 32 of the planet carrier by screwings 31 rotatably. The planet 55 of the planetary gear ¬ 50 is axially supported by means of the axial sliding bearing formed by the two rings 20, 40. Fig. 7 shows an embodiment of an inventive
Windkraftanlage 70 in einer geschnittenen Schrägansicht. Die Windenergieanlage 70 umfasst einen Rotor 75, der über eine Rotorwelle 54 drehmomentübertragend mit einem Planetengetrie¬ be 50 verbunden ist. Die Rotorwelle 54 ist dabei in einem Ro- torlager 58 aufgenommen. Das Planetengetriebe 50 wiederum ist mit einem Generator 76 zur Elektrizitätsgewinnung gekoppelt. Das Rotorlager 58, die Rotorwelle 54, das Planetengetriebe 50 und der Generator 76 gehören zu einem Antriebsstrang 60 der Windenergieanlage 70. Im Planetengetriebe 50 ist zumindest ein nicht näher dargestellter Planetenträger 52 aufgenommen, der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axialgleitlagers umfasst. In dem erfindungsgemäßen Axialgleitlager ist zumindest ein Planetenrad 55 des Planetengetriebes axial ge¬ lagert. Dadurch ist das Planetengetriebe 50 in zwei Drehrich- tungen betreibbar. Wind turbine 70 in a sectional oblique view. The wind turbine 70 includes a rotor 75 which is connected via a rotor shaft 54 to transmit torque with a Planetengetrie ¬ be 50. The rotor shaft 54 is received in a rotor bearing 58. The planetary gear 50 in turn is coupled to a generator 76 for generating electricity. The rotor bearing 58, the rotor shaft 54, the planetary gear 50 and the generator 76 belong to a drive train 60 of the wind turbine 70. In the planetary gear 50 at least one not shown planet carrier 52 is included, which includes an embodiment of the invention Axialgleitlagers. In the axial sliding bearing according to the invention, at least one planetary gear 55 of the planetary gear is axially ge ¬ superimposed. As a result, the planetary gear 50 can be operated in two directions of rotation.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110332226A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-15 | 湖南行必达网联科技有限公司 | A kind of sliding bearing |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996340A (en) * | 1956-06-26 | 1961-08-15 | Macks Elmer Fred | Fluid dynamic bearing and method of making same |
| US3272999A (en) * | 1963-10-17 | 1966-09-13 | Vincent K Smith | Air bearings for dynamoelectric machine |
| US3918773A (en) * | 1974-01-07 | 1975-11-11 | Litton Systems Inc | Magnetic field responsive hydrodynamic bearing |
| DE3140017A1 (en) * | 1981-10-08 | 1983-04-28 | Flender A F Gmbh Co Kg | Hydrodynamic sliding-contact thrust bearing |
| EP1353082A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-15 | Morgan Construction Company | Journal bearing and thrust pad assembly |
| EP1387097A1 (en) * | 2001-03-27 | 2004-02-04 | Nok Corporation | Thrust bearing |
| WO2011154078A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Daimler Ag | Axial bearing, exhaust-gas turbocharger having an axial bearing, and method for manufacturing an axial bearing |
| DE102010044098A1 (en) | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Turbocharger i.e. exhaust gas turbocharger, for internal combustion engine of motor car, has bearing disk made of steel and comprising lubricant channel leading toward contact socket that is made of copper alloy |
| DE102012000836A1 (en) | 2012-01-18 | 2013-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Transmission test bench device for transmission, particularly of wind power plants, has housing, in which transmission elements are arranged, where housing has generator-sided flange for receiving flange-mounted generator |
| US20150043846A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Trane International Inc. | Thrust bearing for hvac compressor |
| EP2884122A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | Areva Wind GmbH | Thrust bearing, drive train, gear and wind generator |
| DE102014222514A1 (en) | 2014-07-10 | 2016-01-14 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | thrust |
-
2017
- 2017-08-03 WO PCT/EP2017/069665 patent/WO2018024831A1/en not_active Ceased
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996340A (en) * | 1956-06-26 | 1961-08-15 | Macks Elmer Fred | Fluid dynamic bearing and method of making same |
| US3272999A (en) * | 1963-10-17 | 1966-09-13 | Vincent K Smith | Air bearings for dynamoelectric machine |
| US3918773A (en) * | 1974-01-07 | 1975-11-11 | Litton Systems Inc | Magnetic field responsive hydrodynamic bearing |
| DE3140017A1 (en) * | 1981-10-08 | 1983-04-28 | Flender A F Gmbh Co Kg | Hydrodynamic sliding-contact thrust bearing |
| EP1387097A1 (en) * | 2001-03-27 | 2004-02-04 | Nok Corporation | Thrust bearing |
| EP1353082A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-15 | Morgan Construction Company | Journal bearing and thrust pad assembly |
| WO2011154078A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Daimler Ag | Axial bearing, exhaust-gas turbocharger having an axial bearing, and method for manufacturing an axial bearing |
| DE102010044098A1 (en) | 2010-11-18 | 2012-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Turbocharger i.e. exhaust gas turbocharger, for internal combustion engine of motor car, has bearing disk made of steel and comprising lubricant channel leading toward contact socket that is made of copper alloy |
| DE102012000836A1 (en) | 2012-01-18 | 2013-07-18 | Robert Bosch Gmbh | Transmission test bench device for transmission, particularly of wind power plants, has housing, in which transmission elements are arranged, where housing has generator-sided flange for receiving flange-mounted generator |
| US20150043846A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Trane International Inc. | Thrust bearing for hvac compressor |
| EP2884122A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | Areva Wind GmbH | Thrust bearing, drive train, gear and wind generator |
| DE102014222514A1 (en) | 2014-07-10 | 2016-01-14 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | thrust |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WITTEL ET AL.: "Roloff/Matek Maschinenelemente", 2011, VIEWEG + TEUBNER VERLAG WIESBADEN |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110332226A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-15 | 湖南行必达网联科技有限公司 | A kind of sliding bearing |
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