Die Erfindung betrifft ein zur Aufnahme von Radial- und Axialkräften ausgebildetes Schräggleitlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein derartiges Schräggleitlager ist beispielsweise aus der DE 10 2006 013275 B4 be kannt. Es handelt sich hierbei um ein für die Anwendung in Wasserfahrzeugen vorge sehenes Gleitlager. Ein Schräggleitlager ist in diesem Fall mit einem Radialgleitlager kombiniert, wobei es sich bei dem Radialgleitlager um ein Lager größeren Lagerspiels handelt. Das Radialgleitlager soll als Anlauflager fungieren und im Laufe des Betriebs durch das Schräglager komplett entlastet werden.

Ein für die Anwendung in einer Windkraftanlage vorgesehenes Schräggleitlager ist beispielsweise in der AT 513516 B1 offenbart. In diesem Fall ist eine konische Gleitla gerbuchse zwischen einer Achse und einem Zahnrad angeordnet. Das Zahnrad und die Gleitlagerbuchse sind durch einen konischen Presssitz miteinander verbunden.

Mehrreihige, als Schräggleitlager ausgebildete Lageranordnungen, welche in radialer Richtung sowie in beiden Axialrichtungen belastbar sind, sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 102017 222 901 A1 , DE 10 2017 223 370 A1 , WO 2018/071941 A1 und WO 2017/162679 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickeltes, radial und zumindest einseitig axial belastbares Schräg gleitlager anzugeben, welches sich durch ein besonders günstiges Verhältnis zwi schen Fertigungsaufwand und Belastbarkeit auszeichnet und insbesondere für An wendungen geeignet ist, in denen die zueinander gelagerten Teile lediglich Schwenk bewegungen mit geringen Schwenkwinkeln ausführen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schräggleitlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Schräggleitlager weist mehrere Lagerringe, nämlich mindestens einen Innenring und mindestens einen Außenring, auf, wobei jeder Lager ring eine konische Gleitfläche aufweist, über welche Radial- sowie Axialkräfte über tragbar sind. Mindestens einer der Lagerringe ist aus einem Wälzlagerstahl gefertigt.

Wälzlagerstähle sind in der Norm DIN EN ISO 683-17:2014 genormt und wie ihr Name schon sagt zur Verwendung in Wälzlagern vorgesehen. Bei Wälzlagerstählen sind den für eine Wärmebehandlung bestimmten Stählen, legierten Stählen und Au tomatenstählen zuzurechnen. Unterschieden wird zwischen durchhärtenden Wälzla gerstählen, einsatzhärtenden Wälzlagerstählen, unlegierten oder legierten induktions härtenden Wälzlagerstählen, nichtrostenden Wälzlagerstählen und warmharten Wälz lagerstählen.

Die in Wälzlagern auftretenden mechanischen Belastungen, nämlich Wälzbelastun gen, unterscheiden sich grundlegend von den in Gleitlagern auftretenden Belastungs zuständen. Es hat sich gezeigt, dass dennoch gerade für Schräggleitlager, die insbe sondere als Ersatz für Schrägwälzlager in Betracht kommen, die Verwendung eines Wälzlagerstahls als Werkstoff eines Lagerrings oder aller Lagerringe Vorteile sowohl in fertigungstechnischer Hinsicht als auch beim Betrieb des Lagers bietet. Dies gilt be sonders für Anwendungen, in denen keine oder nur vernachlässigbare Fluchtungsfeh ler zwischen den relativ zueinander gelagerten Teilen auftreten.

Zur Herstellung eines Lagerrings oder mehrerer Lagerringe des Schräggleitlagers, insbesondere aller Lagerringe des Schräggleitlagers, kommen unter anderem folgen de Wälzlagerstähle in Betracht:

Durchhärtende Wälzlagerstähle:

100Cr6, 100CrMnSi4-4, 100CrMnSi6-4, 100CrMnSi6-6, 100CrMo7, 100CrMo7-3, 100CrMo7-4, 100CrMnMoSi8-4-6 Einsatzstähle:

20Cr3, 2004, 20MnO4-2, 17MnCr5, 19MnCr5, 15CrMo4, 20CrMo4, 20MnCrMo4-2, 20MnNiCrMo3-2, 20NiCrMo7, 18CrNiMo7-6, 18NiCrMo14-6, 16NiCrMo16-5

Induktionshärtende Wälzlagerstähle: C56E2, 56Mn4, 70Mn4, 43CrMo4

Nichtrostende Wälzlagerstähle:

X47Cr14, X65014, X108CrMo17, X40CrMoVN16-2, X89CrMoV18-1

Warmharte Wälzlagerstähle:

33CrMoV12-9, 80MoCrV42-16, 19MoCrNi42-16-14, X82WMoCrV6-5-4, X75W V18- 4-1

Weiter sind als Wälzlagerstähle, die zur Herstellung von Lagerringen des Schrägwälz lagers geeignet sind, die Stähle M50 (Werkstoffnummer 1.3551 ) und M50NiL (Werk stoffnummer 1 .3590) sowie X30CrMoN15-1 (Werkstoffn ummer 1 .4108) zu nennen.

Ein einzelner Lagerring des Schräggleitlagers oder eine Mehrzahl an Lagerringen, insbesondere die Gesamtheit der das Schräggleitlager bildenden Lagerringe, kann hartverchromt sein. Unabhängig von einer Oberflächenbehandlung oder Beschichtung von Lagerringen kann anstelle eines inneren Lagerrings des Schräggleitlagers auch eine massive Welle, welche mindestens eine konische Gleitfläche aufweist, vorgese hen sein.

Unabhängig von der Geometrie der Lagerringe kann mindestens ein Lagerring mit ei nem Gleitbelag versehen sein. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung umfasst ein solcher Gleitbelag ein Gewebe aus PTFE (Polytetrafluorethylen), welches in eine Harzmatrix eingebettet ist. Was Verfahren zur Herstellung von Gleitbelägen betrifft, wird beispielhaft auf die DE 102013223 679 A1 hingewiesen. Mit einem PTFE ent haltenden Gleitbelag ist das Schräggleitlager als wartungsfreies Gleitlager auslegbar.

Grundsätzlich kann es sich bei dem Schräggleitlager entweder um ein im Laufe der Betriebsdauer wiederkehrend zu schmierendes oder um ein wartungsfreies Lager handeln. Eine Schmierung auf Lebensdauer ist in grundsätzlich bekannter Weise bei spielsweise mit Hilfe eines Festschmierstoffs, welcher im Zuge der Herstellung des Schräggleitlagers appliziert wird, möglich.

Optional umfasst das Schräggleitlager mindestens eine zwischen zwei Lagerringen wirksame Dichtung. Eine Abdichtung ist insbesondere in Fällen vorgesehen, in denen als Gleitkontakt des Schräggleitlagers ein Stahl-Stahl-Kontakt existiert. Grundsätzlich kann das Schräggleitlager entweder zu einer einzigen Axialseite hin oder zu beiden Axialseiten hin abgedichtet sein.

Der Druckwinkel des Schräggleitlager beträgt gemäß verschiedener möglicher Ausge staltungen mindestens 18° und höchstens 33°, beispielsweise mindestens 24° und höchstens 27°, insbesondere 25°. Das Schräggleitlager ist damit überwiegend zur Aufnahme radialer Belastungen ausgelegt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Schräggleitlager als in beiden axialen Richtungen wirksames Lager ausgebildet. Hierbei kann es sich entweder um ein mehrreihiges Lager in X-Anordnung oder um ein mehrreihiges Lager in O-Anordnung handeln. Das Schräggleitlager ist beispielsweise zur Verwendung in einer Landma schine vorgesehen.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schräggleitlagers, Fig. 2 und 3 verschiedene Ausführungsbeispiele zweireihiger Schräggleitlager,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schräggleitlagers.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämt liche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Schräggleitlager umfasst mindestens einen Innenring 2 und mindestens einen Außenring 3 als Lagerringe 2, 3. Durch die Lagerringe 2, 3 sind konische Gleitflächen 7, 8 gebildet. Das Schräggleitla ger 1 ist damit zur Aufnahme radialer Lasten sowie axialer Lasten, zumindest in einer Axialrichtung, ausgebildet. Der mit bezeichnete Druckwinkel des Schräggleitlagers 1 beträgt in den Ausführungsbeispielen 25°. Der Druckwinkel ist entsprechend der gängigen Definition zwischen einer Drucklinie DL und einer Radialebene RE zu mes sen. Die mit MA bezeichnete Mittelachse des Schräggleitlagers 1 stellt eine Flächen normale der Radialebene RE dar. Der Innenring 2 weist einen Innendurchmesser d2 und einen Außendurchmesser D2 auf, der Außenring 3 einen Innendurchmesser d3 und einen Außendurchmesser D3. Die Breite der Lagerringe 2, 3 ist mit B2, B3 ange geben. In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 4 entspricht die mit BL angegebene Lagerbreite des gesamten Schräggleitlagers 1 der Breite B2 des Innen rings 2. Dagegen beträgt in den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 und 3 die Lagerbreite BL mehr als das Doppelte der Innenringbreite B2.

In allen Ausführungsbeispielen sind sämtliche Lagerringe 2, 3, abgesehen von even tuellen Beschichtungen oder Belägen, auf welche im Folgenden noch eingegangen wird, aus gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt. Im Vergleich zu entsprechend dimensi onierten Wälzlagern können die Schräggleitlager 1 wesentlich höhere Kräfte aufneh men. Beispielsweise kann das Schräggleitlager 1 ein Schrägkugellager oder ein Ke gelrollenlager ersetzen. Das Schräggleitlager 1 eignet sich in allen dargestellten Vari- anten auch für Anwendungen, in denen lediglich geringe Schwenkbewegungen zwi schen den Lagerringen 2, 3 auftreten. Ein Risiko von Stillstandsmarkierungen (false brinelling) ist, anders als bei Wälzlagern, prinzipbedingt nicht gegeben. Je nach An wendung kann es sich entweder beim Innenring 2 oder beim Außenring 3 um den drehenden Lagerring 2, 3 handeln. Auch eine Rotation beider Lagerringe 2, 3 ist prin zipiell möglich.

Die Gleitfläche 7 des Innenrings 2 ist in allen Ausführungsbeispielen hartverchromt. Was Hartverchromungen in Lageranordnungen betrifft, wird zum Stand der Technik beispielhaft auf die DE 10 2008 029 449 A1 hingewiesen. Der in Figur 1 erkennbare Gleitbelag 4 weist ein PTFE-Gewebe auf, welches in eine Harzmatrix eingebettet ist. Derartige Gleitbeläge werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung ELGOGLI- DE vermarktet. Im Fall des Schräggleitlagers 1 nach Figur 1 beträgt die Dicke des auf den Außenring 3 aufgeklebten Gleitbelags 4 ca. 0,5 mm. Aufgrund der konischen Form der Gleitfläche 7 des Innenrings 2 sowie der durch den Gleitbelag 4 gebildeten Gleitfläche 8 des Außenrings 3 ist das Schräggleitlager 1 ausschließlich zum Betrieb ohne Verkippungen zwischen den Lagerringen 2, 3 vorgesehen.

Im Unterschied zum Schräggleitlager 1 nach Figur 1 ist das Schräggleitlager 1 nach Figur 2 beidseitig axial belastbar. In diesem Fall stellt das Schräggleitlager 1 ein mehr reihiges Lager in O-Anordnung dar. Die zwei durch insgesamt vier Lagerringe 2, 3 ge bildeten Lagerringreihen des Schräggleitlagers 1 nach Figur 2 sind mit 5, 6 bezeich net. Die Drucklinien DL der beiden Lagerringreihen 5, 6 schneiden die Mittelachse MA, wie aus Figur 2 hervorgeht, jeweils in einer Radialebene RE, welche sich vor ei ner der Stirnseiten des Schräggleitlagers 1 befindet. In nicht dargestellter Weise be findet sich auch beim Schräggleitlager 1 nach Figur 2 ein Gleitbelag 4 auf jedem Au ßenring 3. Zwischen den beiden Außenringen 3 kann ein nicht dargestellter Distanz ring angeordnet sein. Alternativ ist eine einstückige Verbindung beider Außenringe 3 möglich. Insbesondere können die Außenringe 3 Teil eines Gehäuses sein.

Das Schräggleitlager 1 nach Figur 3 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dadurch, dass statt einer O-Anordnung eine X-Anordnung gegeben ist. In die- sem Fall liegt der Schnittpunkt zwischen den Drucklinien DL und der Mittelachse MA zwischen den beiden Lagerringreihen 5, 6. Ebenso wie in der Bauform nach Figur 2 können auch im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 Axialkräfte in beiden Richtungen aufgenommen werden. Des Weiteren ist sowohl das Schräggleitlager 1 nach Figur 2 als auch das Schräggleitlager 1 nach Figur 3 in der Lage, Kippbelastungen aufzu nehmen. Im Fall von Figur 3 können die beiden Innenringe 2 einstückig miteinander verbunden oder unmittelbar durch eine Welle gebildet sein.

Das Schräggleitlager 1 nach Figur 4 unterscheidet sich von den Ausführungsbeispie- len nach den Figuren 1 bis 3 dadurch, dass kein nichtmetallischer Gleitbelag 4 vorge sehen ist, sondern beide Gleitflächen 7, 8 durch metallische, zu schmierende Oberflä chen gebildet sind. Beide Gleitfläche 7, 8 sind hartverchromt. Zur Abdichtung sind Dichtungen 9, 10 vorgesehen, welche in Ausnehmungen des Außenrings 3 eingesetzt sind. Ebenso wie das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist auch Schräggleitlager 1 nach Figur 4 zur einseitigen Aufnahme von Axialbelastungen ausgebildet. In nicht dargestellter Weise kann das Schräggleitlager 1 nach Figur 4 mit einem weiteren, gleichartigen Schräggleitlager 1 kombiniert werden, so dass sich eine mehrreihige La geranordnung, wie in den Figuren 2 und 3 skizziert, ergibt. Entsprechendes gilt für das Schräggleitlager 1 nach Figur 1. In allen Fällen ist ein äußerst günstiges Verhältnis zwischen den Außenabmessungen, das heißt der Lagerbreite BL und dem Lagerau ßendurchmesser Ü3, und den aufnehmbaren Radial- und Axialkräften gegeben.

Bezuqszeichenliste

1 Schräggleitlager

2 Innenring

3 Außenring

4 Gleitbelag

5 Lagerringreihe

6 Lagerringreihe

7 Gleitfläche des Innenrings

8 Gleitfläche des Außenrings

9 Dichtung

10 Dichtung

Druckwinkel

B2 Breite des Innenrings

B3 Breite des Außenrings

BL Lagerbreite

DL Drucklinie d2 Innendurchmesser des Innenrings d3 Innendurchmesser des Außenrings

D2 Außendurchmesser des Innenrings

Ü3 Außendurchmesser des Außenrings

MA Mittelachse

RE Radialebene