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Title:
ROLLING BEARING AND MATERIAL TRANSFER- OR CONSTRUCTION MACHINE HAVING SUCH A ROLLING BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239700
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a rolling bearing having two bearing rings which are concentric with one another, are supported on one another rotatably with respect to each other by means of at least one row of rolling elements and have bearing races for the rolling elements of the at least one row of rolling elements. The invention further relates to a material transfer- or construction machine, such as a crane or cable excavator, having such a rolling bearing. The invention proposes providing different bearing race corrections in different angular sectors of the bearing rings and/or providing the bearing race correction only in a fraction of the circumference of the bearing rings.

Inventors:
ZELL ROBERT (DE)
MALIK STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/064450
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
May 25, 2020
Export Citation:
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Assignee:
LIEBHERR COMPONENTS BIBERACH (DE)
International Classes:
F16C33/58; B66C23/84; F16C19/26; F16C19/36
Domestic Patent References:
WO2018166661A12018-09-20
WO2008088213A22008-07-24
Foreign References:
DE102010011462A12011-09-15
EP3312414A12018-04-25
DE202015006588U12016-12-20
EP2092204B12012-08-15
Attorney, Agent or Firm:
THOMA, Michael et al. (DE)
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Claims:
Wälzlager sowie Materialumschlags- und/oder Baumaschine mit

einem solchen Wälzlager

Patentansprüche

1. Wälzlager mit zwei zueinander konzentrischen Laufringen (2, 3), die zuei nander drehbar durch zumindest eine Wälzkörperreihe (4, 5) aneinander ab gestützt sind und Laufbahnen (7, 8; 9, 10) für die Wälzkörper (6) der zumin dest einen Wälzkörperreihe (4, 5) aufweisen, wobei zumindest eine der Laufbahnen (7, 8; 9, 10) mit einer Laufbahnkorrektur zum Kompensieren von Laufringverwindungen unter Last versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Winkelsektoren der Laufringe (2, 3) voneinander ver schiedene Laufbahnkorrekturen vorgesehen sind und/oder die Laufbahnkor rektur nur in einem Bruchteil des Umfangs der Laufringe vorgesehen ist.

2. Wälzlager nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Rollen, insbesondere

Zylinder- oder Kegelrollen, als Wälzkörper 6 vorgesehen sind und zumindest eine der Laufbahnen 9, auf denen die Rollen abrollen, derart korrigiert ist, dass die Rollen zumindest näherungsweise über ihre gesamte Breite gleichmäßig belastet sind und sich zwischen den Laufbahnen und den Rol len eine Linienberührung über zumindest näherungsweise die gesamte Brei te der Rollen einstellt. 3. Wälzlager nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest eine der Laufbahnen, auf denen die Rollen abrollen, derart korrigiert ist, dass die Laufbahnen im Querschnitt betrachtet ebene Berührungslinien definieren, die bei zylindrischen Rollen parallel zueinander sind und bei kegeligen Rol len zueinander entsprechend dem Kegelwinkel der Kegelrollen geneigt sind.

4. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laufbahn korrektur eine Winkelkorrektur (A1 , A2) und/oder eine Formkorrektur eines Laufbahnquerschnitts umfasst.

5. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verschiedene Laufbahnabschnitte in verschiedenen Winkelsektoren (11 , 12) der Laufringe (2, 3) verschiedene Laufbahnneigungen aufweisen.

6. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verschiedene Laufbahnabschnitte in verschiedenen Winkelsektoren (11 , 12) der Laufringe (2, 3) verschiedene Laufbahnkonturen besitzen, insbesondere verschieden stark bogenförmig gekrümmt sind.

7. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beide Laufrin ge (2, 3) jeweils mit einer Laufbahnkorrektur versehen sind, insbesondere jeweils in verschiedenen Winkelsektoren verschiedene Laufbahnkorrekturen besitzen.

8. Wälzlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei nur einer der Laufringe (2, 3) mit einer Laufbahnkorrektur versehen ist.

9. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die über den Umfang variierende Laufbahnkorrektur an dem relativ zur Last stehenden Laufring (2) vorgesehen ist. 10. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die über den Umfang variierende Laufbahnkorrektur an dem relativ zur Last drehenden Laufring (3) vorgesehen ist.

11. Wälzlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zwei einan der gegenüberliegenden Winkelsektoren (11 , 12) voneinander verschiedene Winkelkorrekturen vorgesehen sind und zwischen den genannten, gegen überliegenden Winkelsektoren (11 , 12) jeweils ein Übergangsbereich (13, 14) vorgesehen ist, in welchem die eine Laufbahnkorrektur kontinuierlich in die andere Laufbahnkorrektur übergeht und/oder keine Laufbahnkorrektur vorgesehen ist.

12. Wälzlager mit zwei konzentrischen Laufringen (2, 3), die zueinander drehbar durch zumindest eine Wälzkörperreihe (4, 5) abgestützt sind und Laufbah nen (7, 8; 9, 10) für die Wälzkörper (6) der zumindest einen Wälzkörperreihe (4, 5) aufweisen, wobei die Wälzkörper durch einen geführten Wälzkörperkä fig geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Winkelsek toren des Wälzkörperkäfigs voneinander verschieden kegelig ausgebildete Wälzkörper (6) angeordnet sind und/oder in einem Winkelsektor des Wälz körperkäfigs nur kegelige Wälzkörper und in einem anderen Winkelsektor nur zylindrische Wälzkörper vorgesehen sind.

13. Wälzlager nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zusätzlich zu den unterschiedlich kegeligen Wälzkörpern (6) zumindest eine der Laufbahnen (7, 8; 9, 10) mit einer Laufbahnkorrektur in Form einer Winkelkorrektur und/oder einer Formkorrektur eines Laufbahnquerschnitts versehen ist.

14. Wälzlager mit zwei konzentrischen Laufringen (2, 3), die zueinander drehbar durch zumindest eine Wälzkörperreihe (4, 5) abgestützt sind und Laufbah nen (7, 8; 9, 10) für die Wälzkörper (6) der zumindest einen Wälzkörperreihe (4, 5) aufweisen, wobei zumindest einer der Laufringe (2) eine Anschlussflä che (25) zum Befestigen an einer Anschlusskonstruktion aufweist, die mit ei ner Anschlusskorrektur versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in ver- schiedenen Winkelsektoren der Laufringe (2, 3) die genannte Anschlussflä che (25) mit voneinander verschiedenen Anschlusskorrekturen versehen ist und/oder die genannte Anschlusskorrektur nur in einem Bruchteil des Um fangs des Laufrings (2) vorgesehen ist.

15. Wälzlager nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei verschiedene An schlussflächenabschnitte der Anschlussfläche (25) in verschiedenen Winkel sektoren (11 , 12) verschiedene Anschlussflächenneigungen aufweisen.

16. Materialumschlags- und/oder Baumaschine, insbesondere in Form eines Krans (21 ) oder eines Seilbaggers, mit einem Lastaufnahmemittel (23), das von einem Ausleger (22) oder einem Tragarm abläuft, sowie einem Dreh werk zum Verdrehen des Auslegers oder Tragarms um eine aufrechte Drehwerksachse, wobei das genannte Drehwerk ein Wälzlager (1 ), das ge mäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, aufweist.

17. Materialumschlags- und/oder Baumaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die über den Umfang des Wälzlagers (1 ) variierende Lauf bahnkorrektur und/oder über den Umfang variierende Kegeligkeit der Wälz körper (6) symmetrisch bezüglich einer aufrechten Ebene ausgebildet ist, die durch die Drehwerksachse und das Lastaufnahmemittel geht.

18. Materialumschlags- und/oder Baumaschine nach dem vorhergehenden An spruch, wobei die Laufbahnkorrektur an dem Laufring (2) vorgesehen ist, der zusammen mit dem Ausleger (22) oder Tragarm um die aufrechte Dreh werksachse verdrehbar ist.

19. Materialumschlags- und/oder Baumaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei eine mit dem Wälzlager (1 ) verbundene Anschlusskonstruktion eine Anschlussfläche besitzt, an der einer der Laufringe (2) des Wälzlagers (1 ) befestigt ist, wobei die genannte Anschlussfläche der Anschlusskonstruk tion in verschiedenen Winkelsektoren (11 , 12) mit voneinander verschiede nen Anschlusskorrekturen, insbesondere verschiedenen Winkelkorrekturen, versehen ist und/oder die Anschlusskorrektur der Anschlussfläche nur in ei nem Bruchteil des Umfangs der Anschlusskonstruktion vorgesehen ist.

Description:
Wälzlager sowie Materialumschlags- und/oder Baumaschine mit

einem solchen Wälzlager

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wälzlager mit zwei zueinander konzentrischen Laufringen, die zueinander drehbar durch zumindest eine Wälzkörperreihe anei nander abgestützt sind und Laufbahnen für die Wälzkörper der zumindest einen Wälzkörperreihe aufweisen, sowie eine Materialumschlags- und/oder Baumaschine wie beispielsweise Kran oder Seilbagger mit einem solchen Wälzlager.

Bei Wälzlagern, die in größeren oder hochbelasteten Strukturen wie beispielsweise Kranen verbaut sind, treten neben Axial- und/oder Radialkräften oft auch hohe Bie gemomente und Kippbelastungen auf, die auf die Lagerringe einwirken und zu Verwindungen und einem Winkelversatz der Laufringe zueinander führen können, sodass vorzeitiger Verschleiß im Bereich der Laufringe und Wälzkörper eintreten kann. Beispielsweise können mittenfreie Großwälzlager, die Maße von mehreren Metern im Durchmesser aufweisen können, an Kranen oder Seilbaggern eingesetzt werden, um beispielsweise den Abstützmast eines Schiffs- oder Hafenkrans oder den Ausleger eines Turmdrehkrans drehbar zu lagern und abzustützen. In ähnlicher Weise werden Wälzlager beispielsweise im Drehwerk eines Derrickkrans oder ei nes Teleskopauslegerkrans hohen Biegemomenten und Kippkräften beansprucht. Die hierdurch entstehende Verwindungs- und Kippproblematik wird dabei noch ver schärft, wenn die Mitte bzw. das Zentrum des Lagers auszusparen ist, um das ab zustützende Bauteil wie beispielsweise den zuvor genannten Kranstützmast durch das Lager hindurchtreten zu lassen bzw. um am hindurchtretenden Teil einen Drehantrieb anbringen zu können. Die Lagerringe solcher mittenfreien Wälzlager können aus Platzgründen insbesondere in radialer Richtung nicht beliebig groß bauen, sodass die erreichbaren Flächenträgheitsmomente der Laufringe begrenzt sind.

Wälzlager der genannten Art zeigen beispielsweise die Schriften EP 20 92 204 B1 oder WO 2008/088213 A2.

Üblicherweise machen bei großen Materialumschlags- bzw. Baumaschinen der ge nannten Art die vertikalen Kran- bzw. Baumaschinenbelastungen und die entspre chenden Reaktionskräfte in dem Drehwerkslager immer noch einen großen bzw. beträchtlichen Teil der Wälzlagerbelastung aus, sodass üblicherweise das oder die Axiallager, die die vertikalen Lasten abfangen müssen, in Form eines tragkräftigen Zylinderrollen- oder Kegelrollenlagers ausgebildet sind, deren Zylinder- bzw. Kegel rollen eine relativ große Rollenbreite besitzen, um eine ausreichend große Berüh rungslinie zu haben und die Flächenpressungen erträglich zu halten. Andererseits reagieren solche breiten Rollenlager kritisch auf Verkippungen bzw. Schiefstellun gen der Laufbahnen zueinander, da hier sehr rasch nur noch ein sehr kleiner Teil der Rollen tatsächlich trägt und eine hohe Kantenbelastung auftritt.

Kommt es bei solchen Rollenlagern zum sogenannten„Kantentragen“, bei dem im Wesentlichen nur noch die Randbereiche der Zylinder- oder Kegelrollen tragen, tritt ein stark erhöhter Verschleiß an den Wälzkörpern und den Laufbahnen auf.

Es wurden insofern schon mehr- bzw. vielreihige Wälzlager mit komplexen Lauf ringstrukturen vorgeschlagen, die ineinander greifende Nasenringe und Nuten auf weisen können, die durch Axial- und Radiallagerreihen aneinander abgestützt sind, um ein Abheben der Laufbahnen bzw. übermäßige Verwindungen der Laufringe zu vermeiden.

Andererseits wurde auch bereits vorgeschlagen, die Laufbahnen in ihren Anstell winkeln und/oder in ihrer Querschnittskontur so zu korrigieren, dass sie im belaste ten Lagerzustand passend geneigt bzw. positioniert und/oder geformt sind und sich die Wälzkörper passend anschmiegen können. Insbesondere kann eine solche Laufbahnkorrektur eine leichte Schrägstellung bzw. Verkippung der Laufbahn oder eine leichte Verkrümmung der Laufbahn im Querschnitt umfassen, sodass die Laufbahn im unbelasteten Zustand an sich eine Fehlstellung bzw. eine Konturab weichung gegenüber der Umfangsfläche des Wälzkörpers aufweist. Wird das Wälz lager jedoch mit den bestimmungsgemäß auftretenden Kräften beaufschlagt, ver windet bzw. verformt sich die Laufbahn in eine Stellung bzw. Kontur, die dann zu den Wälzkörpern passt. Werden beispielsweise Zylinderrollen als Wälzkörper ver wendet, kann eine solche Laufbahnkorrektur eine leichte Schrägstellung bzw. Nei gung der Laufbahnen aufweisen, sodass die Laufbahnen, zwischen denen die Zy linderrollen laufen, im unbelasteten bzw. unverspannten Zustand nicht exakt paral lel zueinander stehen. Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen leichten Schräg stellung kann die Laufbahn auch leicht ballig oder leicht konkav im Querschnitt kon- turiert sein, sodass die Laufbahn erst durch die bestimmungsgemäß abzufangende Belastung sozusagen geradegezogen wird und eine ebene Laufbahnfläche ausbil det, auf der die Zylinderrollen satt aufliegen können.

Solche Laufbahnkorrekturen besitzen den Vorteil, dass keine komplexen Lauf ringstrukturen mit ineinander geschachtelten Nasenringen und Nuten benötigt wer den - welche natürlich gleichwohl ergänzend vorgesehen sein können - und die Querschnitte der Laufringe kompakt bzw. kleingehalten werden können. Es wird nicht versucht, mit aller Macht Verwindungen der Laufringe zu verhindern, sondern versucht, solche Verwindungen zuzulassen bzw. nicht zu vermeidende Verwindun gen durch Winkel- und/oder Formkorrekturen der Laufbahnen zu kompensieren. Andererseits sind solche Laufbahnkorrekturen zumindest bislang wenig geeignet, ein sattes Aufliegen der Wälzkörper sicherzustellen, wenn sich die Laufringe nicht gleichmäßig verwinden bzw. abschnittsweise unterschiedlichen Belastungen, ins besondere Kippmomenten und Biegebelastungen unterliegen. Beispielsweise tre ten solche abschnittsweise unterschiedlichen Verformungen der Lagerringe auf, wenn die Anschlusskonstruktion an die Drehverbindung inhomogen steif ausgebil det ist. Bisweilen sind in der Anschlusskonstruktion bestimmte Bereiche auszuspa ren oder dünner als andere Bereiche auszubilden, um Platz für anzuschließende oder hindurchzuführende Maschinenkomponenten zu schaffen. Werden die von der Last her induzierten Biegemomente und Kippkräfte von der Anschlusskonstruktion nicht gleichmäßig in die Lagerringe des Wälzlagers eingeleitet, verformen sich die Lagerringe des Wälzlagers in unterschiedlichen Lagerringabschnitten unterschied lich stark. Dies führt dazu, dass eine beispielsweise als Laufbahnkorrektur vorge sehene Schrägstellung der Laufbahn nicht mehr passt, wenn sich der Lagerring im Bereich einer Aussparung oder Schwächung der Anschlusskonstruktion aufgrund geringerer Biegebelastung nicht mehr passend verformt.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Wälzlager sowie eine verbesserte Materialumschlags- und/oder Bau maschine jeweils der genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll das genannte Kantentragen vermieden und ein verbessertes Tragverhalten unter Last mit einem satten Aufliegen der Wälzkörper und einer Linienberührung zwischen Laufbahn und Rollen im Wesentlichen über die gesamte Breite der Zylin der- oder Kegelrollen und damit eine geringere Beanspruchung der Laufbahnen auch dann erzielt werden, wenn aufgrund inhomogen steifer Anschlusskonstruktio nen und/oder ungleichmäßig verteilter Lasten eine ungleichmäßige Lagerbelastung auftritt.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Wälzlager gemäß Anspruch 1 sowie eine Materialumschlags- und/oder Baumaschine gemäß Anspruch 14 ge- löst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es wird also vorgeschlagen, nicht mehr wie bislang eine über den Umfang gleich bleibende Laufbahnkorrektur vorzusehen, sondern die Laufbahnkorrektur über den Umfang der Laufringe zu variieren und gezielt an die bestimmungsgemäß zu erwar tenden Lasten anzupassen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, in verschiede nen Winkelsektoren der Laufringe voneinander verschiedene Laufbahnkorrekturen vorzusehen und/oder die Laufbahnkorrektur nur in einem Bruchteil des Umfangs der Laufringe vorzusehen. Einer solchen auf einen Sektor beschränkten bzw. sek torweise verschiedenen bzw. über den Umfang nicht gleichbleibenden Laufbahn korrektur liegt die Überlegung zugrunde, dass beispielsweise bei sehr inhomoge nen Anschlusskonstruktionen mit unterschiedlichen Lastrichtungen wie beispiels weise einem wechselnden Kippmoment sehr unterschiedliche Verformungen der Laufringe auftreten können, sodass eine gleichmäßige Laufbahnkorrektur nur für einen bestimmten Bereich optimal ist, während in anderen Bereichen sich dieselbe Modifikation der Laufbahn gegenteilig auswirken und die Beanspruchung sogar er höhen kann. Anstelle einer solchen gleichmäßigen, über den gesamten Umfang gleichbleibenden Laufbahnkorrektur wird gezielt eine winkelsektorweise unter schiedliche Anpassung der Laufbahnkorrektur an die maßgebliche Lastrichtung und/oder die gegebene Anschlusskonstruktion vorgenommen. Wird beispielsweise ein Winkelsektor eines Laufrings durch die Anschlusskonstruktion oder eine maß gebliche Lastrichtung stärker mit einem Biegemoment oder Kippkräften belastet, kann in diesem Sektor eine stärkere Laufbahnkorrektur vorgesehen werden als in einem schwächer belasteten Winkelsektor des Laufrings. In ähnlicher Weise kön nen verschiedene Winkelsektoren mit unterschiedlichen Laufbahnkorrekturen ver sehen werden, wenn die beiden Winkelsektoren beim vorherrschenden Lastfall zwar der Höhe nach vergleichbare Biegemomente und Kippkräfte, im Vorzeichen jedoch entgegengesetzt wirkende Momente und Kräfte abzufangen haben.

Als Laufbahnkorrektur kann insbesondere eine Winkelkorrektur der Laufbahn vor gesehen werden, wobei eine Neigung der Laufbahn beispielsweise in einer radialen Querschnittsebene vorgesehen werden kann, die an sich nicht zur Ausrichtung der Umfangskontur der Wälzkörper passt, solange der Lagerring unbelastet bzw. un- verspannt bleibt, jedoch sich dann an die Ausrichtung der Wälzkörperumfangsflä che anpasst, wenn der maßgebliche Lastfall eintritt. Werden beispielsweise zylind rische Wälzkörper verwendet, kann die Laufbahn mit einer leichten Neigung zu ei ner Ebene, die senkrecht auf die Rotationsachse steht, vorgesehen werden, wenn es sich um eine Axialwälzlagerreihe handelt. Bei Radiallagern kann eine Neigung zur Rotationsachse vorgesehen werden.

Werden Kegelrollen als Wälzkörper verwendet, kann die Laufbahn mit einer Nei gung versehen sein, die im unbelasteten Zustand des Lagers leicht von der Nei gung bzw. dem Kegelwinkel der Kegelrollen abweicht und sich im Lastfall an die Neigung der Flanken der Kegelrollen anpasst, so dass ein Kantentragen der Kegel rollen vermieden ist.

Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Winkelkorrektur kann die Laufbahnkor rektur aber auch eine Formkorrektur des Laufbahnquerschnitts umfassen. Bei spielsweise kann die Laufbahn im Querschnitt betrachtet leicht ballig oder leicht konkav konturiert sein, wenn zylindrische oder kegelige Wälzkörper Verwendung finden. In ähnlicher Weise kann auch bei Verwendung von Tonnenwälzkörpern eine bogenförmige Krümmung vorgesehen werden, die von der Krümmung der Tonnen körper abweicht, um im Lastfall bei entsprechender Verformung ein sattes Auflie gen der Wälzkörper zu erzielen.

In Weiterbildung der Erfindung kann beispielsweise in einem Winkelsektor einer Laufbahn eine leichte Winkelkorrektur und in einem anderen, davon abweichenden, beispielsweise gegenüberliegenden Winkelsektor eine stärkere Winkelkorrektur vorgesehen sein, wobei gegebenenfalls auch zwar vom Betrag her gleiche Neigun gen, jedoch in unterschiedliche Richtungen bzw. mit unterschiedlichem Vorzeichen versehene Neigungskorrekturen vorgesehen werden können. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass nur ein begrenzter Winkelsektor einer Laufbahn mit einer Winkelkorrektur, das heißt einer bestimmten Neigung versehen wird, während die restliche Laufbahn ohne Winkelkorrektur ausgebildet wird, beispielsweise mit einer ebenen Laufbahn exakt parallel zu einer Ebene, die senkrecht auf die Rotations achse steht, oder einer exakt zylindermantelförmigen Laufbahn.

In ähnlicher Weise kann in einem Winkelsektor der Laufbahn eine leicht bogenför mige Krümmung und in einem anderen, davon abweichenden, insbesondere ge genüberliegenden Winkelsektor eine stärkere Krümmung als Formkorrektur vorge sehen werden, wobei es ebenfalls möglich ist, nur in einem begrenzten Winkelsek tor überhaupt eine Formkorrektur vorzusehen und den restlichen Laufbahnteil ohne Formkorrektur auszubilden.

In Weiterbildung der Erfindung können Winkel- und Formkorrekturen des Lauf bahnquerschnitts auch miteinander kombiniert werden, wobei beispielsweise in ei nem Winkelsektor einer Laufbahn eine Winkelkorrektur vorgesehen werden kann und in einem anderen, davon abweichenden, insbesondere gegenüberliegenden Winkelsektor eine Formkorrektur beispielsweise in Form einer bogenförmigen Krümmung des Laufbahnquerschnitts vorgesehen sein kann.

Unabhängig vom Typ der Laufbahnkorrektur, das heißt Winkelkorrektur oder Form korrektur kann es ausreichend sein, eine Laufbahnkorrektur nur an einem der bei den Lagerringe vorzusehen. Vorteilhafterweise kann die Laufbahnkorrektur an dem Laufring vorgesehen werden, der relativ zur Last steht, welche Last die zu kompen sierenden Biegemomente und Kippkräfte und die daraus resultierenden Verwin dungen erzeugt bzw. induziert oder beeinflusst. Wird das Wälzlager beispielsweise als Drehwerkslager eines Turmdrehkrans eingesetzt, kann die Laufbahnkorrektur an dem Laufring vorgesehen werden, der sich mit dem Ausleger des Turmdreh krans mitdreht und somit relativ zur Last steht.

Alternativ oder zusätzlich kann aber auch der Laufring, der sich relativ zur Last ver dreht, mit einer Laufbahnkorrektur versehen sein. Alternativ oder zusätzlich zu einer Korrektur der Laufbahnen kann auch eine Wälz körperkorrektur vorgesehen werden. Insbesondere wenn die Wälzkörper in einem geführten Käfig laufen, können über den Umfang des Käfigs variierend konturierte Wälzkörper Verwendung finden. Insbesondere können in einem Winkelsektor des Käfigs stärker kegelige Wälzkörper eingesetzt sein, während in einem anderen Winkelsektor des Käfigs weniger stark kegelige oder zylindrische Wälzkörper vor gesehen sein können. Beispielsweise kann ein solcher geführter Wälzkörperkäfig zwei gegenüberliegende Winkelsektoren besitzen, wobei in einem ersten der bei den Winkelsektoren Kegelrollen und in einem zweiten der Winkelsektoren Zylinder rollen oder abweichend kegelig konturierte Kegelrollen vorgesehen sind.

Vorteilhafterweise kann der genannte Käfig an dem Lagerring geführt sein und/oder sich mit dem Lagerring mitdrehen, der relativ zur Last stehend angeordnet ist. Al ternativ wäre es aber auch möglich, die verschieden konturierten Wälzkörper in ei nem Käfig zu führen, der nicht relativ zur Last steht, sondern sich gegenüber der Last drehen kann.

Eine solche Wälzkörperkorrektur kann nicht nur in einer variierenden Kegeligkeit der Wälzkörper bzw. Kegelrollen einerseits und Zylinderrollen andererseits gege ben sein, sondern kann auch eine unterschiedliche Konturierung der Umfangskon tur der Wälzkörper beinhalten, beispielsweise eine Kombination von Tonnenrollen und Zylinderrollen oder Tonnenrollen und Kegelrollen umfassen. Während in einem ersten Winkelsektor des Käfigs Tonnenrollen vorgesehen sind, können in einem anderen Winkelsektor Kegelrollen Verwendung finden.

Eine Wälzkörperkorrektur beispielsweise in Form unterschiedlicher Kegeligkeiten oder unterschiedlich ausgebildeter Umfangskonturen kann mit einer Laufbahnkor rektur kombiniert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in einem ers ten Winkelsektor eines Laufrings dessen Laufbahn korrigiert, beispielsweise leicht schräg gestellt ist und die Laufbahn im Übrigen nicht korrigiert ist. Die an der ge nannten Laufbahn abrollenden Wälzkörper können in einem Käfig geführt sein, wo- bei in einem ersten Sektor des Käfigs Kegelrollen und in einem zweiten Winkelsek tor des Käfigs Zylinderrollen vorgesehen sein können.

Alternativ oder zusätzlich zu solchen Laufbahn- bzw. Wälzkörperkorrekturen kann eine Korrektur auch im Bereich des Anschlusses des Wälzlagers an die Einbauum gebung vorgesehen sein. Insbesondere kann eine Anschlussfläche eines Laufrings und/oder eine Anschlussfläche der Anschlusskonstruktion, an der das Wälzlager befestigt ist, mit einer Korrektur ausgebildet sein, wobei eine solche Korrektur zwi schen Wälzlager und Lagerkonstruktion insbesondere eine Winkelkorrektur, aber auch eine Formkorrektur umfassen kann. Insbesondere kann eine Anschlussfläche des Laufrings, mit der der Laufring an die Anschlusskonstruktion montiert wird, leicht geneigt oder angeschrägt sein, sodass durch das Verspannen des Laufrings an der Anschlusskonstruktion eine Korrektur im Bereich der Laufbahnen bzw. des Eingriffs zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen impliziert wird.

Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Winkelkorrektur an einer Anschlussflä che eines Laufrings kann auch die Anschlussfläche der Anschlusskonstruktion win kelkorrigiert sein, beispielsweise leicht angeschrägt sein.

Wird beispielsweise ein Laufring mit seiner Stirnseite gegen eine gegenüberliegen de Stirnseite der Anschlusskonstruktion gespannt, beispielsweise festgeschraubt, kann die Stirnseite des Laufrings und/oder die Stirnseite der Anschlusskonstruktion gegenüber einer Tangentialebene auf die Stirnseite leicht angeschrägt sein.

Eine solche Korrektur im Bereich der Anschlusskonstruktion bzw. des Übergangs zwischen Wälzlager und Anschlusskonstruktion kann vorteilhafterweise ebenfalls variabel über den Umfang des Wälzlagers ausgebildet sein, insbesondere in der vorgenannten Weise sektorweise begrenzt bzw. unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Anschlussfläche eines Laufrings in einem Winkelsektor des Laufrings leicht winkelkorrigiert und in einem gegenüberliegenden Winkelsektor in anderer Weise winkelkorrigiert sein, beispielsweise durch ein unterschiedliches Vorzeichen und/oder einen unterschiedlichen Betrag des Neigungswinkels. Die über den Umfang des Wälzlagers variierende Laufbahnkorrektur und/oder über den Umfang variierende Wälzkörperkorrektur und/oder über den Umfang variieren de Anschlusskorrektur kann hinsichtlich ihrer Verteilung über den Umfang bzw. Auf teilung auf verschiedene Winkelsektoren unterschiedlich gestaltet und an verschie dene Lastrichtungen und/oder Anschlusskonstruktionen angepasst sein. Wird das Wälzlager im Drehwerk einer Materialumschlags- und/oder Baumaschine verwen det, deren Lastmittel von einem Ausleger oder einem Tragarm abläuft, kann es vor teilhaft sein, wenn die Laufbahnkorrektur und/oder die Wälzkörperkorrektur über den Umfang des Wälzlagers zumindest näherungsweise symmetrisch zu einer Ebene ausgebildet ist, die sich aufrecht erstreckt und durch das Lastmittel und die Drehwerksachse geht. Üblicherweise hängt bei solchen Materialumschlags und/oder Baumaschinen die vorherrschende Lastrichtung von der Drehstellung des Auslegers bzw. Tragarms ab, sodass die Laufbahnkorrektur an die Drehstellung des genannten Auslegers bzw. Tragarms angepasst und insbesondere symmet risch hierzu verteilt sein kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zu gehörigen Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : eine Schnittansicht eines Wälzlagers nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, bei dem eine Laufbahn für eine Wälzkörperreihe mit einer Laufbahnkorrektur versehen ist, die in unterschiedlichen Winkelsektoren der Laufbahn unterschiedlich große Korrekturwinkel mit gleichem Vor zeichen besitzt,

Fig. 2: eine Schnittansicht eines Wälzlagers nach einer weiteren vorteilhaften

Ausführung der Erfindung, wobei eine Laufbahn für eine Wälzkörperreihe mit einer Laufbahnkorrektur versehen ist, die in verschiedenen Winkel sektoren der Laufbahn Korrekturwinkel unterschiedlicher Vorzeichen be sitzt, Fig. 3: eine schematische Draufsicht auf das Wälzlager aus Fig. 1 oder Fig. 2, wobei die Draufsicht die verschiedenen Winkelsektoren des Wälzlagers zeigt, in denen Laufbahnkorrekturen mit verschiedenen Korrekturwinkeln sowie die dazwischenliegenden Übergangsbereiche zeigt,

Fig. 4: eine schematische Seitenansicht einer Materialumschlags- und/oder

Baumaschine in Form eines teleskopierbaren Mobilkrans, dessen Ober wagen mit daran angelenktem Ausleger durch ein Drehwerk auf einem Unterwagen um eine aufrechte Drehwerksachse drehbar abgestützt ist, welches Drehwerk ein Wälzlager aus den Figuren 1 bis 3 aufweist,

Fig. 5: eine perspektivische Darstellung einer Laufbahn eines Wälzlagers ge mäß den Figuren 1 bis 3 mit einer variablen Laufbahnkorrektur in einer Halbschnitt-Darstellung, wobei die durch die variable Laufbahnkorrektur verschiedenen Querschnittskonturen in verschiedenen Sektoren darge stellt sind, und

Fig. 6: eine vergleichende Darstellung des Tragverhaltens eines Lagers mit un- korrigierter Laufbahn und eines Lagers mit korrigierter Laufbahn, wobei die Teilansicht a das Kantentragen eines Rollenlagers mit verkippten, unkorrigierten Laufbahnen zeigt, und die Teilansicht b das harmonische Tragverhalten eines Rollenlagers über die vollen Rollenbreite mit ver kippten, aber korrigierten Laufbahnen zeigt.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, kann das Wälzlager 1 zwei zueinander konzentri sche Laufringe 2 und 3 aufweisen und mittenfrei ausgebildet sein, wobei das ge nannte Wälzlager 1 ein Großwälzlager sein kann, welches beispielsweise als Drehwerkslager in einem Kran 21 oder einer anderen Materialumschlags- bzw. Baumaschine wie beispielsweise einem Seilbagger oder einem Schiffskran oder einem Hafenkran eingesetzt sein kann. Wie Figur 4 zeigt, kann das Wälzlager 1 beispielsweise einen Oberwagen eines Krans um eine aufrechte Drehwerksachse 18 auf einem Unterwagen abstützten, der selbstfahrend beispielsweise in Form ei- nes LKWs ausgebildet sein kann. Auf dem Oberwagen kann ein Ausleger 22 abge stützt sein, von dem ein Lastaufnahmemittel 23 beispielsweise in Form eines Last hakens abläuft und angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Der genannte Ausle ger 22 kann teleskopierbar und/oder wippbar sein und besitzt eine Ausladung, so- dass das Lastaufnahmemittel und die daran angehängte Last sowie auch der Aus leger 22 selbst einen Hebelarm bezüglich des Wälzlagers 1 besitzt, der dazu führt, dass in das Drehlager 1 nicht nur vertikale Kräfte, sondern auch hohe Biegemo mente eingeleitet werden.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, können die Laufringe 2 und 3 durch mehrere Wälzkörperreihen gegeneinander drehbar abgestützt sein, wobei Axiallager und/oder Radiallager vorgesehen sein können. Beispielsweise können zwei Axial lagerreihen 4 und 5 und eine Radiallagerreihe 15 vorgesehen sein, um die beiden Laufringe 2 und 3 in axialer Richtung und in radialer Richtung gegeneinander abzu stützen.

Beispielsweise können die Laufringe 2 und 3 mit einer Ring-Nut-Struktur ineinander greifen, wobei einer der Laufringe 2 eine radial vorspringende Nase 16 besitzen kann, die in eine Nut 17 in dem anderen Laufring 3 eingreifen kann. Die Wälzkör perreihen 4, 5 und 15 können in dem Spalt angeordnet sein, der zwischen der Nase 16 und der Nut 17 gebildet ist, wobei beispielsweise die Nase 16 durch zwei Axial lagerreihen 4 und 5 abgestützt sein kann, die auf gegenüberliegenden Seiten der Nase 16 angeordnet sind. Das Radiallager 15 kann an der Umfangsseite der Nase 16 angeordnet und/oder zwischen den Axiallagern 4 und 5 positioniert sein.

Die Wälzkörper 6 der Wälzkörperreihen 4, 5 und 15 können grundsätzlich unter schiedlich ausgebildet sein, wobei beispielsweise Zylinderrollen als Wälzkörper vorgesehen sein können. Grundsätzlich können aber auch andere Wälzkörperfor men wie Kegelrollen oder Tonnenrollen oder gegebenenfalls auch Kugeln vorgese hen sein, wobei die verschiedenen Lagerreihen auch verschiedene Wälzkörperfor men umfassen können. Wie die Figuren zeigen, können insbesondere sämtliche Lagerreihen Zylinderrollen umfassen. Wie Figur 1 und Figur 2 zeigen, besitzen die Laufringe 2 und 3 Laufbahnen 7, 8, 9, 10 für die genannten Wälzkörperreihen 4 und 5, wobei auch für die zusätzliche Ra dialwälzlagerreihe 15 entsprechende Laufbahnen vorgesehen sind. Bei Verwen dung von Zylinderrollen können die genannten Laufbahnen 7, 8, 9, und 10 im We sentlichen eben ausgebildet sein, wobei als Laufbahnkorrektur aber auch leicht bo genförmige bzw. gekrümmte Laufbahn-Querschnittskonturen vorgesehen sein kön nen. Die genannten Laufbahnen 7, 8, 9 und 10 erstrecken sich zumindest nähe rungsweise jeweils in einer Ebene, die senkrecht auf die Drehachse 18 des Wälzla gers 1 steht, wobei allerdings zumindest eine der Laufbahnen 9 eine Laufbahnkor rektur in Form einer Winkelkorrektur umfassen kann, sodass die Laufbahn 9 relativ zu der genannten Ebene 19 senkrecht zur Drehachse 18 leicht geneigt ist.

Dabei ist die genannte Laufbahnkorrektur nicht gleichmäßig über den gesamten Umfang ausgebildet, sondern verändert sich über den Umfang betrachtet.

Wie Figur 3 und Figur 5 zeigen, können sektorweise verschiedene oder keine Lauf bahnkorrekturen vorgesehen sein. Beispielsweise kann die genannte, zumindest eine Laufbahn 9 in zwei einander gegenüberliegenden Winkelsektoren 11 und 12, die beispielsweise jeweils einen Winkel W1 bzw. W2 im Bereich von 20° bis 160° oder 40° bis 120° oder 60° bis 100° oder 70° bis 90° einschließen können, eine un terschiedliche Winkelkorrektur in Form jeweils eines Neigungswinkels A1 bzw. A2 umfassen, welche Neigungswinkel A1 und A2 hinsichtlich ihres Vorzeichens oder hinsichtlich ihres Betrags voneinander abweichen können.

Wie Figur 1 zeigt, können die Neigungswinkel A1 und A2 beispielsweise das glei che Vorzeichen besitzen, sodass sich die Laufbahn 9 in beiden Winkelsektoren 11 und 12 zur selben Seite hin neigt, beispielsweise zur Lagerdrehachse 18 hin abfällt, wenn die in Figur 1 gezeigte, liegende Stellung des Wälzlagers 1 betrachtet wird. Dabei können die genannten Neigungswinkel A1 und A2 jedoch unterschiedlich groß ausgebildet sein, wobei die Korrekturwinkel A1 und A2 beide relativ klein sein können, beispielsweise kleiner als 2° oder kleiner als 1 °, wobei grundsätzlich aber auch größere Neigungswinkel vorgesehen sein können, wenn der Lastfall dies er fordert. Die Abweichung der beiden Neigungswinkel A1 und A2 voneinander kann ebenfalls variieren, beispielsweise kann der eine Winkel um 0,1 ° oder 0,2° oder 0,3° oder 0,4° größer sein als der andere Neigungswinkel.

Alternativ oder zusätzlich zu einem betragsmäßigen Unterschied zwischen den bei den Neigungswinkeln A1 und A2 können die genannten Neigungswinkel aber auch unterschiedliche Vorzeichen besitzen, wie dies Figur 2 zeigt, sodass die Laufbahn 9 in den Winkelsektoren 11 und 12 zu verschiedenen Seiten hin geneigt ist. Bei spielsweise kann die Laufbahn 9 im Winkelsektor 11 zur Lagerdrehachse 18 hin ansteigen, während die Laufbahn 9 im Winkelsektor 12 zur Lagerdrehachse 18 hin abfällt, wenn man die liegende Ausrichtung des Wälzlagers 1 gemäß Figur 2 be trachtet.

Wie Figur 5 zeigt, kann in einem Winkelsektor 11 die Laufbahn 9 zur Außenseite hin abfallend geneigt sein, während in einem anderen Winkelsektor 12 die Lauf bahn 9 zur Lagerinnenseite hin abfallend geneigt sein kann. Dabei können die ent sprechend vorgesehenen Neigungswinkel A1 und A2 betragsmäßig im Wesentli chen gleich groß oder betragsmäßig auch unterschiedlich groß bemessen sein, vgl. Figur 5.

Wie die Figuren 3 und 5 zeigen, können zwischen den beiden Winkelsektoren 11 und 12, in denen die genannten, voneinander verschiedenen Laufbahnkorrekturen vorgesehen sind, definierte Übergangsbereiche 13 und 14 vorgesehen sein, in wel chen die Winkelkorrekturen aus den angrenzenden Winkelsektoren 11 und 12 sanft auslaufen und/oder sanft ineinander übergehen und/oder keine Winkelkorrekturen oder andere Laufbahnkorrekturen vorgesehen sind.

Die genannten Übergangsbereiche 13 und 14 können einander gegenüberliegend sein und den verbleibenden Winkelbereich ausfüllen, der zwischen den Winkelsek toren 11 und 12 der Laufbahnkorrektur verbleibt. Insbesondere kann die Laufbahn 9 derart verkippt und/oder hinsichtlich ihrer Quer schnittskontur derart korrigiert sein, dass die Rollen 6 die Laufbahn 9 im Wesentli chen über ihre ganze Breite berühren und/oder eine Linienberührung im Wesentli chen entlang der gesamten Breite der Rollen 6 stattfindet. Wie die vergleichende Darstellung der Figur 6 verdeutlicht, kommt es bei unkorrigierten Laufbahnen 9 zu einem Kantentragen, wenn sich die Lagerringe unter Last verformen bzw. verkip pen. Die zylindrischen oder kegeligen Rollen 6 tragen nur noch entlang ihrer Kan ten bzw. nimmt die Tragkraft zu einer Seite der Rolle hin stark ab, vgl. Figur 6a. Durch ein solches Kantentragen kommt es zu einem vorschnellen Verschleiß der Wälzkörper 6 und/oder der Laufbahnen 9.

Wird indes die Laufbahn 9 so korrigiert, dass unter Last und den dabei eintretenden Verformungen der Lagerringe die Rollen 6 zumindest näherungsweise gleichmäßig über ihre gesamte Breite belastet werden und ein linienförmiger Eingriff im Wesent lichen über die gesamte Rollenbreite erfolgt, wie dies Figur 6b zeigt, kann das ge nannte Kantentragen vermieden und der damit einhergehende Verschleiß verhin dert werden.

Insbesondere kann die Laufbahn 6 in einer radialen Schnittebene betrachtet derart verkippt sein, dass die unter Last eintretende Verkippung des Lagerrings kompen siert wird und die Neigung der Laufbahn 6 unter Belastung der Neigung der tragen den Umfangsfläche der Rolle 6 entspricht. Werden beispielsweise zylindrische Rol len 6 als Wälzlager verwendet, kann die Laufbahn 6 derart korrigiert sein, dass un ter Last und damit einhergehender Verformung des Lagerrings die Laufbahn 6 pa rallel zur Drehachse der Zylinderrolle und/oder parallel zu einer Ebene senkrecht zur Lagerdrehachse, wenn es sich um eine Axiallagerreihe handelt, erstreckt und/oder parallel zur Lagerdrehachse, wenn es sich um ein Radiallager handelt, erstreckt.

Der genannte Laufring 2, an welchem die korrigierte Laufbahn 9 vorgesehen ist, kann beispielsweise bei Einsatz als Drehwerkslager im Kran gemäß Figur 4 mit dem Oberwagen verbunden werden, sodass sich der Laufring 2 und damit die ge- nannte, variable Laufbahnkorrektur mit dem Ausleger 22 mitdreht bzw. zur Last steht, sodass die Biegemomente von ihrer Richtung her definiert zur Laufbahnkor rektur wirken.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, kann der genannte Laufring 2 eine Verzahnung 20 aufweisen, an der ein Drehantrieb beispielsweise in Form eines motorisch antreib- baren Ritzels angreifen kann, um den Laufring 2 rotatorisch anzutreiben.

Wie die Figuren 1 und 2 weiterhin zeigen, kann auch einer der Laufringe, insbeson dere der Laufring 3 mit der zuvor beschriebenen Nut 17 geteilt ausgebildet sein.

Wie die Figuren weiterhin zeigen, kann der Lagerspalt, in dem die Wälzkörper 6 angeordnet sind, durch eine Dichtung 24 bzw. mehrere Dichtungen 24 abgedichtet sein.

Ist die Laufbahnkorrektur an dem zur Last stehenden Laufring ausgebildet, können die Winkelsektoren 11 und 12, in denen die Laufbahnkorrektur ausgebildet ist, bei spielsweise symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sein, die sich durch die La gerdrehachse 18 und den Ausleger 22 des Krans 21 aufrecht erstreckt. Insbeson dere kann sich die genannte aufrechte Ebene, die durch den Ausleger 22 geht, et wa mittig durch die genannten Winkelsektoren 11 und 12 erstrecken. Bei anderen Einsatzoptionen des Wälzlagers 1 können die genannten Winkelsektoren in ent sprechender Weise symmetrisch bzw. etwa mittig zur Hauptlastebene und/oder zur Ebene der größten Biegebelastungen ausgerichtet sein.

Wie aus den Figuren hervorgeht, wird die Laufbahnmodifikation also nicht mehr konstant über 360° aufgebracht, sondern in unterschiedlichen Winkelbereichen va riabel mit definierten Übergängen ausgebildet. In der Regel können zwei unter schiedliche Winkelbereiche für die Laufbahnkorrektur definiert werden, wobei es aber auch mehr als 2 unterschiedliche Bereiche geben kann. Ebenso ist es mög lich, lediglich einen der genannten Winkelsektorenbereiche mit einer Laufbahnkor rektur vorzusehen. Die Laufbahnmodifikation kann insbesondere eine Winkelkorrektur sein, das heißt die Laufbahn wird im Vergleich zum unkorrigierten Zustand leicht winkelig gefertigt. Der Korrekturwinkel kann in der Regel kleiner 1 °, jedoch auch größer ausgebildet sein.

Die Korrektur kann auch mit anderen Konturen wie beispielsweise einer bogenför migen Modifikation ausgeführt werden.

Die Laufbahnmodifikation kann in der beschriebenen Weise im zur Last stehenden Ring vorgesehen werden, kann aber auch im zur Last drehenden Ring sinnvoll sein. In beiden Fällen wird die Ausrichtung der korrigierten Winkelbereiche durch die Einbaulage in der gewünschten Weise vorgenommen.

Modifikationen können grundsätzlich an einer oder auch an beiden der an einen Wälzkörper angrenzenden Laufbahnen vorgesehen werden.

Unabhängig hiervon können Laufbahnkorrekturen an einer oder an mehreren Wälzkörperreihen durchgeführt werden.

Die Laufbahnkorrekturen können bei mehrteiligen Laufringen, wie beispielsweise der Laufring 3, auch in den Trennfugen der Ringe aufgebracht sein.

Alternativ oder zusätzlich könnte eine Modifikation auch in der Kontaktfläche des Wälzlagers 1 zur Anschlusskonstruktion vorgesehen werden, beispielsweise am Wälzlager 1 und/oder an der Anschlusskonstruktion. Beispielsweise könnte die An schlussfläche 25, mit der der Laufring 2 an der Anschlusskonstruktion festge schraubt wird, in ihrem Winkel leicht korrigiert sein, beispielsweise leicht geneigt sein, um eine entsprechende Korrektur im Eingriff zwischen Wälzkörpern 6 und Laufbahn zu erzeugen. Auch bei einer solchen Modifikation im Bereich der Kontakt fläche zwischen Wälzlager 1 und Anschlusskonstruktion kann die genannte Korrek tur vorteilhafterweise variabel über den Umfang ausgebildet werden, beispielsweise nur in einem Winkelsektor 11 oder in verschiedenen Winkelsektoren 11 und 12 in verschiedener Weise, wie dies oben für die Laufbahnkorrektur beschrieben wurde.

Alternativ oder zusätzlich kann bei gefügten Käfigen auch eine Modifikation durch unterschiedlich kegelige Rollen realisiert werden, wie dies eingangs erläutert wur de.