Ein hier beschriebenes Schrägrollenlager ist ein mehrreihiges, als Großlager aus ^¬ geführtes Wälzlager, das zur Lagerung von Wellen dient. Es kann beispielsweise bei Großkraftanlagen, wie bei Windenergieanlagen oder Wasserkraftwerken zum Einsatz kommen.

Als Großlager werden im folgenden Lager bezeichnet, die einen Außenring mit ei ^¬ nem Durchmesser von wenigstens einem Meter aufweisen. Es können auch ande ^¬ re Kriterien und insbesondere auch andere Durchmesser-Werte für die Definition von Großlagern herangezogen werden. Entscheidend ist dabei, dass es sich um Lager handelt, die deutlich größer sind als solche, die üblicherweise in Alltagsanwendungen, wie beispielsweise in Personenkraftwagen eingesetzt sind und einen Außendurchmesser von einigen Zentimetern aufweisen.

Bei Großlagern treten Montageaufwand, Reparaturmöglichkeiten usw. in den Vor- dergrund. So sind beispielsweise Großlager mit einem Innenring und einem Außenring bekannt, die in Umfangsrichtung jeweils aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sind. Durch die Segmentierung wird beispielsweise erreicht, dass beim Auftreten eines Lagerschadens ein Austausch des Lagers ohne einen Ausbau der gelagerten Welle möglich ist.

Hintergrund und Stand der Technik

Ein mehrreihiges Wälzlager ist zum Beispiel aus der DE 10 2011 002 913 AI bekannt, das folgende Merkmalen hat: einen ersten und einen zweiten Lagerring, die in axialer Richtung benachbart und konzentrisch angeordnet sind. Dieser bei- den Lagerringe bilden gemeinsam entweder jeweils ein Innenring oder ein Außenring des Wälzlagers. Bei mehrreihigen Wälzlagern dieser Art wird zum Beispiel mittels eines seitlich angeschraubten Winkelrings das Lagerspiel oder die Vorspannung entlang des Umfangs des Wälzlagers justiert. Im Bereich mehrreihiger Wälzlager ergibt sich das Problem, dass Kräfte innerhalb des Lagers im Vergleich zu konventionellen Lagern anders geführt und aufgenommen werden müssen. Beispielsweise sind mehrreihige Wälzlager mit mehr als einem Innen- und/oder Außenring hiervon betroffen. Bei diesen müssen die Kräfte und Momente zwi- sehen den einzelnen Bauteilen des Lagers geführt werden. Die Einstellung des optimalen Lagerspiels oder der optimalen Vorspannung ist bei Großlagern personal- und zeitaufwendig und birgt eine hohe Fehlergefahr. Aufgabe

Die Herstellungs- und Montagekosten sowie der Wartungsaufwand von Schrägrollenlagern zum Beispiel in (Wind-)Energieanlagen sollen sinken.

Lösung

Bei herkömmlichen Schrägrollen- und Kegelrollenlagern ist das Lagerspiel von vielen Faktoren abhängig ist. So gehen Passungstoleranzen, die Einzelhöhen der Innen- oder Außenringe, die Anpresskraft des Winkelrings und die aufgebrachte Schraubenvorspannung in das Lagerspiel oder die Vorspannung des Wälzlagers ein. Bei der hier vorgestellten Lösung muss das Lagerspiel oder die Lagervor- Spannung nicht mehr für Schrägrollenlager bei dessen Montage individuell eingestellt werden. Somit entfallen die Fehlermöglichkeiten, welche sich bei herkömmlichen Schrägrollenlagern aus Unsicherheiten des Ist-Maßes der Passung der Toleranzlage der Winkelrings, der axialen Lageraufnahme sowie der Schwankungen in der Schraubenvorspannung ergeben. Ein Unterschied zu herkömmlichen Schräg- rollenlagern ist, dass bei dem hier vorgestellten Schrägrollenlager der Innenring oder der Außenring nicht zur Spiel- oder Vorspannungseinstellung geteilt ist und auch nicht aus mindestens zwei oder drei Einzelringen bestehen muss.

Vielmehr hat das hier vorgestellte Schrägrollenlager nur jeweils einen - in axialer Richtung ungeteilten - Innenring und einen - in axialer Richtung ungeteilten - Außenring, zwischen denen zwei oder mehr Laufbahnen für eine Vielzahl von Wälzkörpern ausgebildet sind. Dies lässt die Möglichkeit unberührt, dass der Innenring und/oder der Außenring in Umfangsrichtung segmentiert sind. Das Schrägrollenlager hat eine Vielzahl von Wälzkörpern, die dazu eingerichtet sind, in Umfangsrichtung des Schrägrollenlagers in ihren jeweiligen Laufbahnen abzurollen. Die jeweiligen Laufbahnen und die Wälzkörper haben annähernd einen einander entsprechenden Querschnitt. Ein die Mittellängsachse enthaltender Querschnitt eines Wälzkörpers hat eine zumindest annähernd quadratische oder rechteckige Gestalt. Die Wälzkörper können auch eine Tonnenform haben. Hierbei ist ein die Mittellängsachse enthaltender Querschnitt eines Wälzkörpers an seinen den Laufbahnen zugewandten Längsseiten konvex gewölbt. Im Fall von Wälzkör- pern in Kegelform ist ein die Mittellängsachse enthaltender Querschnitt eines Wälzkörpers trapezförmig. Dieser Querschnitt des Wälzkörpers ist zumindest annähernd viereckige und hat zwei - imaginäre - Diagonalen. Eine der Diagonalen durch diesen Querschnitt des Wälzkörpers liegt für alle Wälzkörper auf einer Lauf- bahn des Schrägrollenlagers auf einer zumindest näherungsweise zylindermantel- förmigen Fläche. Diese - erste - Diagonale verläuft annähernd parallel zur Mittel ^¬ längsachse des Schrägrollenlagers. Diese Gestaltung trägt dazu bei, dass auf das Teilen des Innen- oder Außenrings in axialer Richtung verzichtet werden kann. Dabei ergibt sich aus dem Verhältnis des Durchmessers des Wälzkörpers zu sei- ner Länge derjenige Winkel, unter dem die Laufbahn der Wälzkörper zur Mittellängsachse des Schrägrollenlagers geneigt ist.

In einer Variante ist die Laufbahn des Schrägrollenlagers so gegen die Mittellängsachse des Schrägrollenlagers geneigt, dass sich ein Ende der Diagonalen ge- ringfügig oberhalb und das gegenüberliegende Ende der Diagonalen geringfügig unterhalb der - gedachten - zylindermantelförmigen Fläche befindet. In dieser Variante ist die zylindermantelförmige Fläche, auf der die Diagonalen für alle Wälzkörper auf einer Laufbahn des Schrägrollenlagers liegen, zu einer kegel- stumpfmantelförmigen Fläche mutiert. Dies bewirkt eine möglichst vollständige Anlage der Laufflächen der Wälzkörper an der Laufbahn des Schrägrollenlagers. Beim Einsatz längerer Wälzkörper ist deren Laufbahn des Schrägrollenlagers flacher zur Mittellängsachse des Schrägrollenlagers geneigt, bei kürzeren Wälzkörpern entsprechend steiler. Bestimmend ist hierbei das Verhältnis von Durchmesser (an den Enden) zu Länge des Wälzkörpers.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Schrägrollenlagern sind bei einer Variante der hier vorgestellten Schrägrollenlager die in den Innenring bzw. den Außenring eingearbeiteten Laufbahnen an einer Seitenflanke offen. Im Fall einer X-Anordnung des Schrägrollenlagers haben nur die innenliegende Seitenflanke der in den In- nenring eingearbeiteten Laufbahn und die außenliegende Seitenflanke der in den Außenring eingearbeiteten Laufbahn eine jeweilige Schulter, an der eine jeweilige Stirnfläche des Wälzkörpers anliegt. Der außenliegende Seitenrand der in den Innenring eingearbeiteten Laufbahn und der innenliegende Seitenrand der in den Außenring eingearbeiteten Laufbahn überragen bei einer X-Anordnung die jewei- lige Stirnfläche des Wälzkörpers in Richtung dessen Längsmittelachse. Im Fall einer O-Anordnung des Schrägrollenlagers haben nur die außenliegende Seitenflanke der in den Innenring eingearbeiteten Laufbahn und die innenliegende Seitenflanke der in den Außenring eingearbeiteten Laufbahn eine jeweilige Schulter, an der eine jeweilige Stirnfläche des Wälzkörpers anliegt. Der innenlie- gende Seitenrand der in den Innenring eingearbeiteten Laufbahn und der außenliegende Seitenrand der in den Außenring eingearbeiteten Laufbahn überragen bei einer O-Anordnung die jeweilige Stirnfläche des Wälzkörpers in Richtung dessen Längsmittelachse. Zumindest an den jeweiligen offenen Seitenrändern, also den Seitenrändern ohne Schulter, ist die Laufbahn mindestens so breit, wie die Wälzkörper lang sind. Damit trägt jeder Wälzkörper über seine gesamte Länge zur Aufnahme der Traglast bei. Die Laufbahn ist über ihre gesamte Breite oberflächenvergütet / gehärtet. Eine Pittingbildung mit Eindrücken in der Laufbahn und umgebender Aufwulstung wird durch diese Ausgestaltungen und Maßnahmen zumindest verringert.

Da der Innenring und der Außenring jeweils in Richtung der Mittellängsachse des Schrägrollenlagers ungeteilt sind, hat die hier vorgestellte Bauart eine höhere Steifigkeit. Das Lagerspiel / die Vorspannung ist bereits werksseitig einzustellen. Somit kann das Schrägrollenlager unmittelbar ohne Anpassungsarbeiten mit seiner Anschlusskonstruktion am Innen- und Außenring verschraubt werden. Die Wälzkörper sind in einigen Varianten des hier vorgestellten Schrägrollenlagers mit geeigneten Zwischenstücken oder Käfigsegmenten auf vordefiniertem Abstand zueinander gehalten.

Zur Montage der Wälzkörper zwischen dem Innenring und dem Außenring des Schrägrollenlagers sind für jede Laufbahn durch Füllstopfen verschließbare Füllöffnungen vorgesehen, die radial von der Außenfläche des Außenrings durch den Außenring hindurch bis zur der Laufbahn reichen. Die Füllöffnungen können auch radial von der Innenfläche des Innenrings durch den Innenring hindurch bis zur der Laufbahn reichen. Die Füllöffnungen können auch entlang des Umfangs versetzt angeordnet sein. Die Füllstopfen sind mit Stiften oder geeigneter Verschrau- bung gesichert. An dem Schrägrollenlager ebenfalls vorgesehene Wellendichtringe oder andere Dichtungen gegen Fett- oder Schmiermittelverluste sind hier nicht weiter erörtert. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Schrägrollenlager in seinen Ausgestaltungen und Varianten wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer seitlichen schematischen Schnittansicht den schematischen Aufbau eines Schrägrollenlagers.

Fig. 2a zeigt in einer seitlichen schematischen Perspekivansicht eine erste Varian ^¬ te für die Orientierung der Wälzkörper des Schrägrollenlagers aus Fig. 1.

Fig. 2b zeigt in einer seitlichen schematischen Perspekivansicht eine zweite Vari- ante für die Orientierung der Wälzkörper des Schrägrollenlagers aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in einer seitlichen schematischen Schnittansicht den schematischen Aufbau einer Variante des Schrägrollenlagers aus Fig. 1. Fig. 4 zeigt in einer seitlichen schematischen Schnittansicht den schematischen Aufbau einer Variante einer Kegelrolle des Schrägrollenlagers aus Fig. 1 oder 3.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Im Folgenden werden im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis Fig. 3 Ausführungsbeispiele des vorliegend offenbarten Schrägrollenlagers näher beschrieben und hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise erläutert. Zunächst wird im Zusammenhang mit Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines mehrreihigen, hier zweireihigen, Schrägrollenlagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrie- ben.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines zweireihigen Zylinderrollenlagers 100 als Ausführungsbeispiel eines mehrreihigen Schrägrollenlagers. Das Zylinderrollenlager umfasst einen ersten, inneren Lagerring oder Innenring 110 und einen zweiten, äußeren Lagerring oder Außenring 120. Die beiden Lagerringe 110, 120 sind, bezogen auf eine Mittellängsachse M des Wälz- oder Schrägrollenlagers 100 konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Innenring 110 von dem Außen- ring 120 umgeben ist. Das Schrägrollenlager 100 weist ferner zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 120 ist eine Mehrzahl kreiszylindrischer erster Wälzkörper 140 in einer ersten Reihe auf. Die ersten Wälzkörper 140 sind hierbei in einem optionalen, nicht weiter veranschaulichten Käfig oder mit Zwischenstü- cken (Distanzstücken) geführt. Der Käfig kann beispielsweise auch als flexibler Käfig ausgestaltet sein. Fig. 1 zeigt nur einen der ersten Wälzkörper 140. Entsprechend sind zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 120 zweite kegel- stumpfförmige Wälzkörper 140 ^Λ in einer zweiten Reihe angeordnet, die ebenfalls in einem zweiten optionalen Käfig oder mit Zwischenstücken (Distanzstücken) ge- führt sein können. Fig. 1 zeigt wiederum nur einen der zweiten Wälzkörper 140\

Zwischen dem einen Innenring 110 und dem einen Außenring 120 sind an jedem der Ringe 110, 120 für jede Reihe der Wälzkörper 140, 140 ^Λ jeweils eine Laufbahn 112, 122; HZ, 122' für die jeweilige Reihe der Wälzkörper 140, 140' ausgebildet. Die Wälzkörper 140, 140' sind dazu eingerichtet, in Umfangsrichtung des Schrägrollenlagers 100 in ihren jeweiligen Laufbahnen 112, 122; 112', 122' abzurollen. Ersichtlich bilden die paarweisen Laufbahnen 112, 122; 112', 122' der ersten und der zweiten Reihen der Wälzkörper 140, 140' und die Wälzkörper 140, 140' zumindest annähernd einen einander entsprechenden, hier etwa rechteckigen Quer- schnitt.

Ein die Mittellängsachse LM enthaltender Querschnitt eines Wälzkörpers 140, 140' hat eine zumindest annähernd viereckige Gestalt und eine imaginäre Diagonale dl durch den Querschnitt des Wälzkörpers 140, 140'. Bei der Variante nach Fig. 1 ist diese imaginäre Diagonale dl für alle Wälzkörper 140, 140' auf einer Laufbahn 112, 122; 112', 122' des Schrägrollenlagers 100 wenigstens annähernd auf einer imaginären, zylindermantelförmigen Fläche F angeordnet. Diese imaginäre, zylin- dermantelförmige Fläche F ist in Fig. 2a veranschaulicht. Ein Verhältnis einer Querabmessung D des Wälzkörpers 140, 140' zu seiner Länge L ist für einen Win- kel alpha charakteristisch, unter dem die Laufbahn 112, 122; 112', 122' der Wälzkörper 140, 140' zur Mittellängsachse M des Schrägrollenlagers 100 geneigt ist.

In Varianten des Schrägrollenlagers, bei denen die imaginäre Diagonale dl für alle Wälzkörper 140, 140' auf einer Laufbahn 112, 122; 112', 122' des Schrägrollen- lagers 100 genau auf der imaginären, zylindermantelförmigen Fläche F angeordnet ist, ergibt sich der Winkel alpha aus der Beziehung alpha = k * atan (Querabmessung D des Wälzkörpers / Länge L des Wälzkörpers), wobei k = 1. Die Querabmessung D des Wälzkörpers ist bei Zylinderrollen als Wälzkörper deren Durchmesser. Bei Kegelrollen als Wälzkörper hat der Wälzkörper einen Durchmesser D der großen Stirnfläche des Kegels und einen Durchmesser d der kleinen Stirnfläche des Kegels.

Bei dem Schrägrollenlager 100 in der Variante nach Fig. 1 ist die Laufbahn 112, 122; 112', 122' der Wälzkörper 140, 140' des Schrägrollenlagers 100 genauer gesagt so gegen die Mittellängsachse M des Schrägrollenlagers 100 geneigt, dass sich ein Ende el, e der Diagonalen dl, dl' geringfügig oberhalb und das ge- genüberliegende Ende e2, e2' der Diagonalen dl, dl' geringfügig unterhalb der imaginären zylindermantelförmigen Fläche F befindet. In diesem Fall liegen die Diagonalen dl, dl' auf einer kegelstumpfmantelförmigen Fläche F2, wie sie in Fig. 2b veranschaulicht ist. Dabei bestimmt sich der Winkel alpha aus der Beziehung alpha = k * atan (Querabmessung D des Wälzkörpers / Länge L des Wälzkörpers ergibt, wobei 0.75 <= k <= 1.25. In der in Fig. 2b veranschaulichten Variante beträgt der Faktor k = 0.8.

Bei den hier offenbarten Schrägrollenlagern sind die in den Innenring 110 und/ oder den Außenring 120 eingearbeiteten Laufbahnen 112, 122; 112', 122' an ei- ner Seitenflanke offen. Genauer gesagt haben bei dem Schrägrollenlager 100 nach Fig. 1, welche einen Fall einer O-Anordnung des Schrägrollenlagers 100 veranschaulicht, nur eine innenliegende Seitenflanke 114, 114' der in den Innenring 110 eingearbeiteten Laufbahnen 112, 112' und eine außenliegende Seitenfianke 124, 124' der in den Außenring 120 eingearbeiteten Laufbahnen 122, 122' eine jeweilige Schulter aufweisen, an denen eine jeweilige Stirnfläche 142, 144; 142', 144' des jeweiligen Wälzkörpers 140, 140' anliegen. Am Seitenrand der jeweiligen Laufbahnen mit einer Schulter ist im Übergang von der Laufbahn zur Schulter ein Freistich 150, 150' vorgesehen. Die Schultern der jeweiligen Seitenflanken 114, 114'; 124, 124' reichen etwa bis zu einem Drittel der Querabmessung der Stirn- flächen des jeweiligen Wälzkörpers 140, 140'.

Ein freiliegender Seitenrand, also ohne jeweilige Seitenflanken 114, 114' der in den Innenring 110 eingearbeiteten Laufbahnen 112, 112' und ein freiliegender Seitenrand, also ohne jeweilige Seitenflanken 124, 124' der in den Außenring 120 eingearbeiteten Laufbahnen 122, 122' überragen die jeweilige Stirnfläche 142, 144; 142', 144' der Wälzkörper 140, 140' in Richtung dessen Längsmittelachse LM. Bei der Variante des Schrägrollenlager 100 nach Fig. 3, das eine X-Anordnung des Schrägrollenlagers 100 veranschaulicht, haben analog nur eine außenliegende Seitenflanke der in den Innenring 110 eingearbeiteten Laufbahn 112, HZ und eine innenliegende Seitenflanke der in den Außenring 120 eingearbeiteten Laufbahn 122, 122' eine jeweilige Schulter, an der eine jeweilige Stirnfläche 142, 144; 142 ^λ , 144" der Wälzkörper 140, 140' anliegen. Hierbei überragen ein innenliegender Seitenrand der in den Innenring 110,110' eingearbeiteten Laufbahnen 112, 112" und ein außenliegender Seitenrand der in den Außenring 120 eingearbeite- ten Laufbahnen 122, 122' die jeweilige Stirnfläche 142, 144; 142', 144 ^λ der Wälzkörper 140, 140' in Richtung dessen Längsmittelachse LM. in Richtung dessen Längsmittelachse LM.

Zumindest an ihren jeweiligen offenen Seitenrändern sind die jeweiligen Laufbah- nen 112, HZ; 122, 122 ^λ mindestens so breit, wie die Wälzkörper 140, 140' lang sind. Die Laufbahnen 112, 112'; 122, 122' sind über ihre gesamte Breite oberflächenvergütet / gehärtet ist.

Zur Montage der Wälzkörper in das Schrägrollenlager 100 sind durch Füllstopfen 170, 170' verschließbare Füllöffnungen 172, 172' vorgesehen, die radial von einer Außenfläche 126 des Außenrings 120 durch den Außenring 120 hindurch bis zur der jeweiligen Laufbahn 122, 122' reichen oder radial von einer Innenfläche 116 des Innenrings 110 durch den Innenring 110 hindurch bis zur jeweiligen Laufbahn 112, 112' reichen und so dimensioniert sind, dass die Wälzkörper 140, 140 ^λ annä- hernd in ihrer Betriebslage in das Schrägrollenlager 100 einzubringen sind.

Ersichtlich haben bei den hier vorgestellten Schrägrollenlagern der Außenring 120 einen kleinsten Innendurchmesser IDO, und der Innenring 110 einen größten Außendurchmesser ODI, wobei der kleinste Innendurchmesser IDO des Außenrings 120 größer ist als der größte Außendurchmesser des Innenrings ODI. Die Ringe lassen sich sonst nicht ineinander schieben.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, haben bei Schrägrollenlagern hier vorgestellter Varianten, deren Wälzkörper 140, 140' leicht kegelig ausgeführt sind, die Wälzkör- per 140, 140' einen Kegelwinkel, der kleiner ist als 5 °. Der Kegelwinkel kann auch kleiner als 3 ⁰ bis 0 ⁰ sein. Der Kegelwinkel beta, der den Öffnungswinkel des Kegels beschreibt, bestimmt sich aus dem Durchmesser D der großen Stirn- fläche des Kegels, dem Durchmesser d der kleinen Stirnfläche des Kegels und der Länge L des Kegels wie folgt: beta = 2 * atan(D - d) / 2 * L. Bei den großen La ^¬ gerdurchmessern von > 1 m ist der erforderliche Kegelwinkel des Kegel- Wälz ^¬ körpers relativ klein.

Bei den hier vorgestellten Schrägrollenlagern Schrägrollenlager haben der Innenring 110 und der Außenring 120 radial orientierte Bohrungen 190, 192 zur Befestigung des Schrägrollenlager an einer Anschlusskonstruktion. Die vorangehend beschriebenen Varianten des Schrägrollenlagers dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften des Schrägrollenlagers; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Fig. sind teilweise schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen.

Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Fig. oder im Text offenbart ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen dem beschriebenen Triebstrang zuzuschreiben sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst.

Auch die Ansprüche begrenzen bzw. limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle aufgezeigten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.