DE102013016949A1 - Rollenlager für mindestens zwei Reihen von Rollelementen, insbesondere für den Tunnelbau - Google Patents

Rollenlager für mindestens zwei Reihen von Rollelementen, insbesondere für den Tunnelbau Download PDF

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Abstract

Das Rollenlager umfasst einen inneren Ring 14, einen äußeren Ring 16, mindestens eine Reihe von Rollelementen 18, 20, 22, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Axialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Axialkräfte zu übertragen, und eine Reihe von Rollelementen 24, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Radialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Radialkräfte zu übertragen. Der innere Ring umfasst eine ringförmige Nut 36, die sich nach innen von einer Außenfläche 14c des Ringes aus erstreckt und eine Rollbahn für die Rollelemente 24 des Radialanschlags bildet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Rollenlager, insbesondere der Rollenlager, umfassend einen äußeren Ring, einen inneren Ring und mindestens zwei Reihen von Rollelementen, wie Rollen, die zwischen den Ringen angeordnet sind.
  • Genauer betrifft die Erfindung das Gebiet der Rollenlager mit breitem Durchmesser, insbesondere jene, die in den Tunnelbohrmaschinen im Tunnelbau verwendet werden.
  • Solche Rollenlager von großem Durchmesser sind im Allgemeinen radial und axial mit relativ großen Lasten beladen. In diesem Fall ist von Richtrollenlagern die Rede.
  • Die Patentanmeldung FR-A1-2 694 610 beschreibt ein Richtrollenlager, umfassend drei Reihen von Rollen, die zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring angeordnet sind und bei dem es zwei Reihen ermöglichen, Axialkräfte zu tragen. Die dritte Rollenreihe ermöglicht es, Radialkräfte zu tragen und ist zwischen der zylindrischen Außenfläche des inneren Ringes und einer Nut, die in der Bohrung des äußeren Ringes ausgebildet ist, angeordnet.
  • Bei einem gegebenen Durchmesser der Rollen, die die Radialkräfte aufnehmen, ist der radiale Platzbedarf mit einer solchen Lösung relativ groß.
  • Die vorliegende Erfindung soll diesen Nachteil vermeiden.
  • Insbesondere soll die vorliegende Erfindung ein Rollenlager vorsehen, das es ermöglicht, sowohl axiale als auch radiale Kräfte zu tragen, und das einfach in der Herstellung, Montage und von geringem Platzbedarf ist.
  • Bei einer Ausführungsart umfasst das Rollenlager einen inneren Ring, einen äußeren Ring, mindestens eine Reihe von Rollelementen, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Axialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Axialkräfte zu übertragen, und eine Reihe von Rollelementen, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Radialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Radialkräfte zu übertragen. Der innere Ring umfasst eine ringförmige Nut, die sich nach innen von einer Außenfläche des Ringes aus erstreckt und eine Rollbahn für die Rollelemente des Radialanschlags bildet.
  • Vorzugsweise ist die Nut derart dimensioniert, dass die Drehachse jedes der Rollelemente des Radialanschlags nach innen in Bezug zur Außenfläche des inneren Ringes versetzt ist. Die Rollbahn für die Rollelemente kann sich axial erstrecken.
  • Bei einer Ausführungsart umfasst der äußere Ring mindestens eine Montageöffnung, die sich von einer Außenfläche des Ringes aus erstreckt, wobei die Öffnung im Bereich einer Bohrung des äußeren Ringes mündet, wobei sie sich radial gegenüber der Nut des inneren Ringes befindet. Das Rollenlager kann auch einen Pfropfen umfassen, der die Montageöffnung verschließt und lokal eine Rollbahn für die Rollelemente des Radialanschlags bildet.
  • Vorzugsweise besitzen die Rollelemente des Radialanschlags einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Rollelemente des Axialanschlags.
  • Bei einer Ausführungsart umfasst der äußere Ring eine abgesetzte Bohrung, umfassend eine Axialfläche, die lokal eine Rollbahn für die Rollelemente des Axialanschlags bildet. Die Axialfläche des äußeren Ringes kann durch mindestens eine Radialfläche verlängert sein, die eine Rollbahn für die Rollelemente des Axialanschlags bildet.
  • Bei einer Ausführungsart umfasst das Lager mindestens zwei Reihen von Rollelementen, die einen Axialanschlag bilden. Das Lager kann eine erste Reihe von Rollelementen, die zwischen einer Radialfläche des inneren Ringes und des äußeren Ringes angeordnet sind, und eine zweite und dritte Reihe von Rollelementen umfassen, die zwischen einer Radialfläche gegenüber dem inneren Ring und dem äußeren Ring angeordnet sind. Jedes Rollelement der zweiten Reihe kann mit einem Rollelement der dritten Reihe in radialem Kontakt stehen. Die Rollelemente können Rollen sind.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die Studie der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsart beschrieben, die als nicht einschränkendes Beispiel angeführt und durch die beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen die 1 und 2 halbe Schnittansichten entlang verschiedener Schnittebenen eines Rollenlagers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind.
  • In 1 ist ein Rollenlager 10 mit breitem Durchmesser dargestellt, das insbesondere in Tunnelbohrmaschinen verwendet werden kann. Das Rollenlager 10 mit der Achse 12 umfasst einen inneren Ring 14, einen äußeren Ring 16, drei Rollenreihen 18, 20 und 22, die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Axialanschlag zu bilden, der Axialkräfte übertragen kann, und eine Rollenreihe 24, die zwischen den Ringen 14, 16 angeordnet ist, um einen Radialanschlag zu bilden, der Radialkräfte übertragen kann. Der innere 14 und der äußere Ring 16 sind konzentrisch und erstrecken sich axial entlang der Drehachse 12 des Lagers. Wie in der Folge im Detail beschrieben, ist der innere Ring 14 derart ausgeführt, dass er die radiale Kompaktheit des Lagers 10 begünstigt.
  • Die Rollen 18, 20 und 22 des Axialanschlags sind identisch. Jede Rolle umfasst eine äußere zylindrische Rollfläche 18a, 20a, 22a und zwei gegenüberliegende Endflächen, die bei Betrachtung der Drehachse 18b, 20b, 22b der Rolle axial die äußere Rollfläche begrenzen. Der zwischen jeder Drehachse 18b, 20b, 22b der Rollen und der Achse 12 des Lagers gebildete Winkel ist gleich 90°. Auf ähnliche Weise umfasst jede Rolle 24 des Radialanschlags eine äußere zylindrische Rollfläche 24a, die bei Betrachtung der Drehachse 24b der Rolle axial durch zwei gegenüberliegende Endflächen begrenzt ist. Die Drehachse 24b jeder Rolle 24 ist parallel zur Achse 12 des Lagers und senkrecht auf die Achsen 18a, 20a, 22a jeder der Rollen 18, 20 und 22. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der Rollen 24 kleiner als der Durchmesser der Rollen 18, 20 und 22, so dass das Lager 10 in Axialrichtung mehr Last aufnehmen kann.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der äußere Ring 16 in zwei Hautteilen 26, 28 ausgeführt, die miteinander durch jedes geeignete Mittel, beispielsweise durch Bolzen, verbunden sind. Der äußere Ring 16 umfasst eine zylindrische axiale Außenfläche 16a und eine abgesetzte Bohrung 16b, auf der erste, zweite und dritte Rollbahnen 30, 32 und 34 ausgebildet sind. Die erste Rollbahn 30 ist in Form einer ringförmigen Radialfläche vorhanden, die mit der äußeren Rollfläche 18a jeder Rolle 18 in linearem Kontakt steht. Die radiale Rollbahn 30 ist auf Höhe eines Randes mit größerem Durchmesser durch eine zylindrische Axialfläche der abgesetzten Bohrung 16b verlängert, die lokal die Rollbahn 34 für die Rollen 24 begrenzt. Die axiale Rollbahn 34 weist im Schnitt ein gerades Innenprofil auf, das mit der äußeren Rollfläche 24a jeder Rolle 24 in linearem Kontakt steht. Die Axialfläche der abgesetzten Bohrung 16b ist axial auf der der Rollbahn 30 gegenüberliegenden Seite durch die Rollbahn 32 verlängert, die in Form einer ringförmigen Radialfläche vorhanden ist, die mit der Außenfläche 20a, 22a jeder der Rollen 20, 22 in radialem Kontakt steht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rollen 20, 22 zwischen der radialen Rollbahn 32 des äußeren Ringes und dem inneren Ring 14 angeordnet, so dass die Rollen 20 einer Reihe mit den Rollen 22 der anderen Reihe übereinander gelagert sind, wobei sie koaxial sind. Die innere Endfläche jeder Rolle 20 ist mit der äußeren Endfläche der zugehörigen Rolle 22 in radialem Kontakt.
  • Der innere Ring 14 umfasst eine zylindrische Bohrung, die dazu bestimmt ist, auf einem Gestell oder einer Struktur einer Maschine (nicht dargestellt) montiert zu werden, und durch zwei gegenüberliegende seitliche Radialflächen 14a, 14b begrenzt ist. Die Radialfläche 14a liegt axial der Rollbahn 30 des äußeren Ringes gegenüber und bildet eine radiale Rollbahn für die Rollen 18. Die gegenüberliegende Radialfläche 14b liegt axial der Rollbahn 32 des äußeren Ringes gegenüber und bildet eine radiale Rollbahn für die Rollen 20, 22.
  • Der innere Ring 14 umfasst auch eine zylindrische Außenfläche 14c mit größerem Durchmesser, die radial der Axialfläche der abgesetzten Bohrung 16b des äußeren Ringes gegenüberliegt. Die Außenfläche 14c verlängert axial die Ränder mit großem Durchmesser der Radialflächen 14a, 14b. Die Außenfläche 14c ist somit mit den Radialflächen verbunden. Eine Ringnut 36 ist auf der Außenfläche 14c ausgebildet und erstreckt sich radial nach innen. Der Boden der Nut 36 ist radial nach innen in Bezug zur Außenfläche 14c versetzt und bildet eine axiale Rollbahn für die Rollen 24. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Nut 36 im Schnitt ein abgesetztes Profil auf. Alternativ könnte die Nut ein U-förmiges Profil aufweisen. Die Nut 36 ist radial nach außen gerichtet und befindet sich gegenüber der Rollbahn 34 des äußeren Ringes. Die Nut 36 ist durch eine Bodenwand und zwei radiale Seitenwände begrenzt, die auf einer selben Seite des inneren Ringes 14 ausgebildet sind.
  • Das Vorsehen der Nut 36, die auf dem inneren Ring ausgebildet ist und eine Rollbahn für die Rollen 34 bildet, die nach innen in Bezug zur Außenfläche 14c mit großem Durchmesser des Ringes versetzt ist, ermöglicht es, ein Rollenlager zu erhalten, das einen verringerten radialen Platzbedarf aufweist. Die Rollen 24 sind radial zwischen den Rollbahnen angeordnet, die auf dem inneren 14 und äußeren Ring 16 ausgebildet sind, und sind mit den Bahnen in direktem Kontakt, d. h. ohne dass dazwischen auf die Ringe aufgesetzte Spuren vorgesehen sind.
  • Ferner ist die radiale Abmessung der Nut 36 derart angepasst, dass die Drehachse 24b jeder Rolle radial nach innen in Bezug zur Außenfläche 14c des inneren Ringes versetzt ist. Dies begünstigt ferner die radiale Kompaktheit des Lagers 10.
  • Um die Montage der Rollen 24 im Inneren der Nut 36 des inneren Ringes zu ermöglichen, umfasst der äußere Ring 16 eine Montageöffnung 38 (2), die sich radial von der äußeren Fläche 16a des Ringes aus erstreckt und im Bereich der Rollbahn 34 mündet, die auf der abgesetzten Bohrung 16b ausgebildet ist. Die Öffnung 38 mündet radial gegenüber der Nut 36.
  • Das Lager 10 umfasst auch einen Pfropfen 40, der die Öffnung 38 verschließt, der beispielsweise im Inneren der Öffnung durch jedes geeignete Mittel, beispielsweise Bolzen, die für den Zusammenbau der beiden Teile 26, 28 des äußeren Ringes verwendet werden, gehalten werden kann. Der Pfropfen 40 umfasst eine axiale Endfläche 40a, die an die Rollbahn 34 grenzt, um eine Diskontinuität der Fläche im Bereich der Öffnung 38 zu vermeiden. Die Endfläche 40a bildet lokal eine Rollbahn für die Rollen 24. Die Öffnung 38 ermöglicht die Einführung und Montage der Rollen 24 im Bereich der Nut 36 des inneren Ringes und von Zwischenstücken oder Einsätzen, die beispielsweise segmentiert sind (nicht dargestellt), die zwischen den Rollen vorgesehen sind, um ihren Umfangsabstand zu gewährleisten. Auf analoge Weise sind Zwischenstücke (nicht dargestellt) zwischen den aufeinanderfolgenden Rollen 18, 20, 22 jeder Reihe vorgesehen.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Rollenlager drei Rollenreihen, um Axialkräfte zu übertragen. Als Variante ist es möglich, eine andere Anzahl von Rollenreihen vorzusehen, die den Axialanschlag bilden. Es ist beispielsweise vorstellar, zwei Reihen anzuordnen, die beiderseits des inneren Ringes angeordnet sind, oder nur eine Reihe zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • FR 2694610 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Rollenlager, umfassend einen inneren Ring (14), einen äußeren Ring (16), mindestens eine Reihe von Rollelementen (18, 20, 22), die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Axialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Axialkräfte zu übertragen, und eine Reihe von Rollelementen (24), die zwischen den Ringen angeordnet sind, um einen Radialanschlag zu bilden, der geeignet ist, Radialkräfte zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring eine ringförmige Nut (36) umfasst, die sich nach innen von einer Außenfläche (14c) des Ringes aus erstreckt und eine Rollbahn für die Rollelemente (24) des Radialanschlags bildet.
  2. Lager nach Anspruch 1, bei dem die Nut (36) derart dimensioniert ist, dass die Drehachse (24b) jedes der Rollelemente des Radialanschlags nach innen in Bezug zur Außenfläche (14c) des inneren Ringes versetzt ist.
  3. Lager nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich die Rollbahn für die Rollelemente (24) axial erstreckt.
  4. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der äußere Ring mindestens eine Montageöffnung (38) umfasst, die sich von der Außenseite (16a) des Ringes aus erstreckt, wobei die Öffnung im Bereich einer Bohrung (16b) des äußeren Ringes mündet, wobei sie radial der Nut (36) des inneren Ringes gegenüberliegt.
  5. Lager nach Anspruch 4, umfassend einen Pfropfen (40), der die Montageöffnung (38) verschließt und lokal eine Rollbahn für die Rollelemente (24) des Radialanschlags bildet.
  6. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rollelemente (24) des Radialanschlags einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Rollelemente (18, 20, 22) des Axialanschlags aufweist.
  7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der äußere Ring eine abgesetzte Bohrung (16b) aufweist, umfassend eine Axialfläche, die lokal eine Rollbahn für die Rollelemente (24) des Radialanschlags bildet.
  8. Lager nach Anspruch 7, bei dem die Axialfläche des äußeren Ringes durch mindestens eine Radialfläche verlängert ist, die eine Rollbahn für die Rollelemente (18, 20, 22) des Axialanschlags bildet.
  9. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Reihen von Rollelementen (18, 20, 22), die den Axialanschlag bilden.
  10. Lager nach Anspruch 9, umfassend eine erste Reihe von Rollelementen (18), die zwischen einer Radialfläche (14a) des inneren Ringes und dem äußeren Ring angeordnet sind, und zweite und dritte Reihen von Rollelementen (20, 22), die zwischen einer Fläche (14b) gegenüber dem inneren Ring und dem äußeren Ring angeordnet sind, wobei jedes Rollelement der zweiten Reihe mit einem Rollelement der dritten Reihe in radialem Kontakt ist.
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