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Title:
DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE SPHERICAL ROLLER BEARING, WITH A PRE-LOADING UNIT, AND A METHOD FOR APPLYING A PRE-LOAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/189962
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device comprising at least one spherical roller bearing, and a method. The invention relates to a device comprising at least one spherical roller bearing (10) which has at least one split bearing ring (12). According to the invention, the device comprises at least one hydro-elastic pre-loading unit (18) which is provided to exert a force, by means of a control unit, onto at least one first part (14) of said bearing ring (12).

Inventors:
BOGVAD, Kjell (Linnegatan 18, Göteburg, S-41304, SE)
LIESEGANG, Hans-Jürgen (Pepersweg 8, Schortens, 26419, DE)
ZANG, Christian (Langgasse 59, Nordheim, 97334, DE)
Application Number:
EP2013/062691
Publication Date:
December 27, 2013
Filing Date:
June 19, 2013
Export Citation:
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Assignee:
AKTIEBOLAGET SKF (S- Göteborg, 41550, SE)
SKF (CHINA) SALES CO LTD (Rm 1903, International Fortune CenterNo 74 Gangtie Stree, Baotou 0, 01401, CN)
International Classes:
F16C23/08; F16C25/08
Foreign References:
EP1705392B12010-01-06
DE102009058355A12011-06-16
DE3525691A11986-02-27
EP2180200A12010-04-28
DE10126103A12002-03-28
DE4333196A11994-04-21
EP1705392B12010-01-06
US3934957A1976-01-27
Attorney, Agent or Firm:
SCHONECKE, Mitja (Gunnar-Wester-Straße 12, Schweinfurt, 97421, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung mit wenigstens einem Pendelrollenlager (10), welches wenigstens einen geteilten Lagerring (12) aufweist,

gekennzeichnet durch

zumindest eine Vorspannungseinheit (18), welche dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf wenigstens einen ersten Teil (14) des Lagerrings (12) auszuüben, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Steuereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Kraft zu verändern, wobei die Vorspannungseinheit (18) als hydro-elastische Vorspannungseinheit (18) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lagerring (12) als Außenring ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Regelungseinheit (20) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Kraft auf einen vorbestimmten Wert zu regeln.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche , wobei die hydro- elastische Vorspannungseinheit (18) einen Schlauch (24) aufweist, welcher an dem ersten Teil (14) des Lagerrings (12) anliegt und in welchen zur Beeinflussung der Kraft Flüssigkeit ein- und auspumpbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung eine Regelungseinheit (20) aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Druck einer Flüssigkeit (28) der Vorrichtung, welche in dem Schlauch (24) angeordnet ist, auf einen vorbestimmten Wert zu regeln.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kraft parallel zu der axialen Richtung (26) des Pendelrollenlagers (10) gerichtet ist.

7. Windkraftanlage mit einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.

8. Verfahren, bei welchem zum Vorspannen eine Kraft auf wenigstens ein Teil eines Lagerrings (12) ausgeübt wird, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Description:
B e s c h r e i b u n g

VORRICHTUNG MIT WENIGSTENS EINEM PENDELROLLENLAGER MIT VORSPANNEINHEIT UND VERFAHREN ZUM AUFBRINGEN EINER VORSPANNUNG

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Vorrichtung mit wenigstens einem Pendelrollenlager bekannt, welches einen geteilten Lagerring aufweist.

Ferner ist eine Vorrichtung mit zwei Kegelrollenlagern bekannt, welche eine Welle lagern.

Beispielsweise ist aus der DE 101 26 103 A 1 eine Lageranordnung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, mit mindestens zwei Wälzlagern zum Lagern einer Welle in einem Gehäuse bekannt. Die Wälzlager sind zur Aufnahme von Axialkräften ausgelegt und gleichsinnig positioniert in Tandemanordnung in das Gehäuse eingesetzt. Jedes Wälzlager ist ferner durch mindestens eine Spanneinrichtung axial vorspannbar, wobei die Spanneinrichtungen der Wälzlager zum gegenseitigen Ausgleichen der an den Wälzlagern angreifenden Axialkräfte miteinander gekoppelt sind. Die DE 43 33 196 AI offenbart eine Spindeleinheit, welche jede Verlagerung der Spindel durch thermische Ausdehnung ausgleichen kann und welche die Vorspannung auf die Lager entsprechend der Drehzahl der Spindel einstellen kann.

Beispielsweise offenbart die EP 1 705 392 Bl ein zweireihiges Pendelrollenlager bei dem zwischen den zwei geteilten Außenringen ein Spalt vorgesehen ist und auf diese geteilten Außenringe eine Vorspannung aufgebracht wird.

Des Weiteren offenbart die US 3,934,957 ein zweireihiges Pendelrollenlager mit einem geteilten Außenring. Eine Feder ist zwischen einer Gehäusefläche und einem Außenring angeordnet. Ein Paar von Federelementen ist zwischen den geteilten Außenringen angeordnet als Dämpfer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, welche kostengünstig herstellbar und langlebig ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit wenigstens einem Pendelrollenlager, welches wenigstens einen geteilten Lagerring aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zumindest eine Vorspannungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf wenigstens einen ersten Teil des Lagerrings auszuüben. Unter einem "geteilten Lagerring" soll insbesondere ein Lagerring verstanden werden, welcher wenigstens zwei separate Bauteile, welche vorzugsweise als Ringe ausgebildet sind, aufweist. Unter einer "Vorspannungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf wenigstens einen ersten Teil des Lagerrings auszuüben, wobei die Einheit vorzugsweise dazu vorgesehen ist, eine Kraft auf einen ersten Ring des Lagerrings derart auszuüben, dass dieser, vorzugsweise entlang einer axialen Richtung des Pendelrollenlagers, auf einen zweiten Ring des Lagerrings zu gedrückt wird. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet und/oder speziell programmiert verstanden werden. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine langlebige Ausbildung und kostengünstige Herstellbarkeit der Vorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann erricht werden, dass die Teile des geteilten Lagerrings gegeneinander vorgespannt sind, so dass ein Lagerspiel des Pendelrollenlagers in seine axiale Richtung unterbunden wird. Insbesondere bewirkt das Unterbinden des Lagerspiels Bewegungen einer Welle, die mit einem Innenring des Pendelrollenlagers verbunden ist, in die axiale Richtung, wodurch ein geringer Verschleiß eines Getriebes, das mit der Welle verbunden ist, erreicht wird. Im Besonderen bewirkt das Unterbinden des Lagerspiels das Reduzieren von dynamischen Belastungen der Vorrichtung. Insbesondere wird eine kostengünstige Bauweise dadurch erreicht, dass die Welle, die mit dem Innenring verbunden ist, durch das Pendelrollenlager winkelbeweglich gelagert ist, so dass die Welle kostengünstig durch eine Dreipunktlagerung gelagert werden kann. Insbesondere werden die kinematischen Eigenschaften des Lagers kaum negativ durch die Vorspannungseinheit beeinflusst.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Steuereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, die Kraft zu verändern. Unter einer "Steuereinheit " soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Steuerung eines Vorgangs vorgesehen ist, wobei die Einheit vorzugsweise eine elektronische Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit gespeichertes Betriebsprogramm aufweist. Hierdurch kann eine effektive Einstellung der Kraft erreicht werden.

Vorzugsweise ist die Vorspannungseinheit als hydro-elastische Vorspannungseinheit ausgebildet. Unter einer "hydro-elastischen" Vorspannungseinheit soll insbesondere eine Vorsprungseinheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, die Kraft mittels eines elastischen und mit einer Flüssigkeit befüllbaren Elements, wie insbesondere einem Schlauch, auszuüben. Dadurch kann eine einfache und wirkungsvolle Bauweise erzielt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Windkraftanlage,

Fig. 2 zeigt einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Windkraftanlage, welche eine erfindungsgemäße Vorrichtung (Fig. 2) aufweist. Die Vorrichtung lagert eine Welle 34 der Windkraftanlage, die mit an einem Rotor der Windkraftanlage befestigt ist, drehbar. Hierzu umfasst die Vorrichtung ein Pendelrollenlager 10, welches einen Innenring 32 und einen geteilten Lagerring 12, der als Außenring ausgebildet ist, aufweist. Die Welle 34 ist mit dem Innenring 32 verbunden. Der geteilte Außenring weist einen ersten Teil 14 und einen zweiten Teil 16 auf, welches getrennt voneinander ausgebildete Bauteile sind. Eine erste Reihe 36 von Wälzkörpern des Pendelrollenlagers 10 berührt den Innenring 32 und den ersten Teil 14. Eine zweite Reihe 38 von Wälzkörpern des Pendelrollenlagers 10 berührt den Innenring 32 und den zweiten Teil 16.

Eine Trägereinheit 40 der Windkraftanlage nimmt die Gewichtskraft der Vorrichtung und des Rotors auf und überträgt sie auf den Erdboden. Die Vorrichtung weist eine Halteeinheit mit einzelnen Bauteilen 42 bis 50 auf, welche den Innenring 32 relativ zu der Trägereinheit 40 fixieren. Ferner wirkt die Halteeinheit daran mit, den Teil 16 relativ zu der Trägereinheit zu fixieren. Die Halteeinheit ist relativ zu der Trägereinheit 40 fixiert. Der Teil 14 ist relativ zu dem Innenring 32 beweglich gelagert. Eine hydro- elastische Vorspannungseinheit 18 übt eine Kraft auf den Teil 14 aus, welche parallel zu einer axialen Richtung 26 des Pendelrollenlagers gerichtet ist. Die Vorspannungseinheit weist einen Schlauch 24, eine Flüssigkeit 28 und eine Regelungseinheit 20 auf. Der Schlauch liegt an dem ersten Teil 14 und an den Bauteilen 44,46 an und ist zwischen dem ersten Teil 14 und dem Bauteil 44 angeordnet. Eine Teilmenge der Flüssigkeit 28 ist in dem Schlauch angeordnet. Eine andere Teilmenge der Flüssigkeit 28 ist in der Regelungseinheit 20 angeordnet. Die Regelungseinheit 20 weist eine Speichereinheit auf, in welcher ein Sollwert des Drucks der Teilmenge der Flüssigkeit 28, die in dem Schlauch angeordnet ist, gespeichert ist. Die Regelungseinheit regelt den Druck der Teilmenge der Flüssigkeit 28, die in dem

Schlauch angeordnet ist, auf dem Sollwert. Dadurch ist die Kraft, die der Schlauch auf den Teil 14 ausübt, auf einen konstanten Wert eingestellt.

Falls der Druck der Teilmenge im Schlauch durch äußere Einflüsse abfällt, sorgt die Regelungseinheit dafür, dass eine weitere Flüssigkeitsmenge der Flüssigkeit 28 in den Schlauch eingeführt wird. Hierzu weist Regelungseinheit eine Pumpe (nicht dargestellt) auf. Falls der Druck der Teilmenge im Schlauch durch äußere Einflüsse ansteigt, sorgt die Regelungseinheit dafür, dass eine Flüssigkeitsmenge der Flüssigkeit 28 aus dem Schlauch ausgeführt wird.

Ferner ist die Vorspannungseinheit und die Regelungseinheit derart ausgebildet, dass bei einer plötzlichen axialen Belastung des Teils 14 das Lager zwar ein steifes Verhalten zeigt, die Teilmenge der Flüssigkeit 28, die sich in dem Schlauch befindet, sich aber ändern kann, so dass eine Dämpfung der Belastung erfolgt.

Durch die Regelungseinheit kann erreicht werden, dass trotz Temperaturveränderungen, die ein Ausdehnen oder Schrumpfen der Welle zur Folge haben, die Kraft konstant bleibt, so dass ein Verspannen des Lagers verhindert wird. Bis auf die durch die Vorspannungseinheit auf den Teil 14 übertragene Kraft ist der Teil 14 axiallastfrei.

Alternativ zu der Regelungseinheit kann die Vorrichtung eine Steuereinheit aufwei- sen, welche den Druck der Teilmenge der Flüssigkeit, die im Schlauch angeordnet ist, verändern kann.

Bezugszeichenliste

10 Pendelrollenlager

12 Lagerring

14 Teil

16 Teil

18 Vorspannungseinheit

20 Regelungseinheit

24 Schlauch

26 Richtung

28 Flüssigkeit

30 Rotor

32 Innenring

34 Welle

36 Reihe

38 Reihe

40 Trägereinheit

42 Bauteil

44 Bauteil

46 Bauteil

48 Bauteil

50 Bauteil