DE3104097C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Großwälzlager aus mindestens einer Reihe Axiallasten aufnehmender und einer Reihe Ra­ dial- und/oder Axiallasten aufnehmender, auf Laufbahnen min­ destens eines Innen- und mindestens eines Außenringes abrol­ lender, durch Führungsringe abgedeckter Wälzkörper mit ei­ nem unter einer reinen Axiallast entlasteten und dann mindestens teilweise demontierbaren Innen- oder Außenring.

Großwälzlager dieser Art können als dreireihige Rollenlager (GB-PS 12 54 409), als kombinierte zweireihige Rollen-Ku­ gellager (GB-PS 10 88 676) oder als zweireihige Kegelrollen­ lager (GB-PS 14 53 327) ausgebildet sein. Dabei dienen im ersten Fall zwei Rollenreihen zur Aufnahme von Axiallasten in beiden Richtungen und eine Rollenreihe nimmt Radialla­ sten auf, oder es nimmt im zweiten Fall die Rollenreihe Axiallasten in einer Richtung auf, während die Kugelreihe Axiallasten in der entgegengesetzten Richtung und Radial­ lasten aufnimmt. Im dritten Fall nehmen die beiden Rollen­ reihen jeweils in einer Richtung Axiallasten und zusätzlich Radiallasten auf. In allen Fällen ist einer der Lagerringe geteilt, während der entsprechende andere Lagerring geteilt oder ungeteilt sein kann. Die geteilten oder ungeteilten Lagerringe sind miteinander verschraubt, und die Großwälz­ lager werden als eine bauliche Einheit gehandhabt.

Derartige Großwälzlager werden in schweren Hebe-, Förder- und Umschlaggeräten zum Verbinden des drehbaren Oberteiles mit dem feststehenden Unterteil verwendet.

In Geräten wie Schaufelradbaggern, Kränen im Umschlag- so­ wie Off-shore-Betrieb, bei Ölbojen, Pfannengießtürmen und anderen Anwendungsfällen wirken häufig über die normalen Betriebsbelastungen hinaus erhebliche Zusatzkräfte auf das Großwälzlager ein. Diese Kräfte können Verkürzung der Le­ bensdauer und Beschädigung der Laufbahnen und Wälzkörper bis zum Bruch oder sogar der Lagerringe zur Folge haben. Ursächlich für solche Zusatzkräfte können mangelnde Plan­ heit, Lastkonzentrationen in Steifpunkten, Durchbiegungen in bestimmten Bereichen der unteren und/oder oberen An­ schlußkonstruktionen oder außergewähnliche betriebsbedingte Stöße, beispielsweise ein hartes Einklinken einer Gußpfanne bei Pfannengießtürmen, ein plötzliches Wegtauchen eines Ver­ sorgungsbootes unter einer Hublast im Off-shore-Betrieb, sein.

Die Klassifikationsgesellschaften fordern bei Kränen im Off-shore-Betrieb bereits eine routinemäßige Überprüfung der Schwenklager in bestimmten Zeitabständen, die einen aufwendigen Aus- und Einbau der Großwälzlager notwendig machen. Bei diesen Überprüfungen müssen nämlich nicht nur die Befestigungsschrauben auf genügende Vorspannung und da­ mit Bruchsicherheit geprüft, sondern auch die Wälzkörper, die Laufbahnen sowie die Distanzhalter der Wälzkörper bezüg­ lich Beschädigungen, Abrieb und Rissen infolge Materialer­ müdung oder Gewalteinwirkung kontrolliert werden. Dies ist bei den bekannten Großwälzlagern aus den vorerwähnten Grün­ den nicht ohne einen vollständigen Ausbau des Lagers mög­ lich, wodurch lange Ausfallzeiten sowie hohe Aus- und Ein­ baukosten entstehen.

Eine laufende Überwachung sowie ein Ersatz einzelner beschä­ digter Wälzkörper oder Distanzhalter ist bei diesen bekann­ ten Großwälzlagern nicht möglich, da diese Elemente im Ein­ bauzustand des Großwälzlagers nicht ohne weiteres zugäng­ lich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Groß­ wälzlager zu schaffen, das eine laufende Überprüfung der Wälzkörper sowie ihrer Distanzhalter und Führungselemente und einen Austausch beschädigter oder gebrochener Wälzkör­ per, Distanzhalter oder Käfige ohne Lagerausbau erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Großwälzlager der ein­ gangs erwähnten Art dadurch, daß die Axiallasten aufnehmen­ de Tragrollenreihe von außen oder innen zugänglich, bei Belastung mit einem Kippmoment bereichsweise entlastet und demontierbar und der Führungsring im Einbauzustand des Groß­ wälzlagers zugänglich und demontierbar ist. Im Vergleich zu den bekannten Großwälzlagern ist es bei dem erfindungs­ gemäßen Großwälzlager von besonderem Vorteil, daß nach der Demontage eines der Führungsringe eine Wälzkörperreihe auch unter Belastung seit­ lich freiliegt und sich somit untersuchen läßt. Es lassen sich dann beschädigte oder gebrochene Wälzkörper, Distanzhalter oder Käfige sowie beschädigte Laufbahnen leicht feststellen. Gleichzeitig erlaubt es der demontierbare Führungsring, eine in dem betreffenden Bereich befindliche beschädigte Dichtung leicht auszuwechseln. Schließlich lassen sich in der Lauf­ bahn der Wälzkörperreihe benachbarte Bereich in durch Biegung beanspruchten Zonen der Lagerringe Dehnungsmeßstreifen be­ festigen, um laufende Messungen durchzuführen und zu hohe örtliche Druck- bzw. Lastkonzentrationen festzustellen.

Wird das Gerät, bei dem das Großwälzlager verwendet wird, so ausgewogen, daß auf das Großwälzlager eine reine Axial­ last wirkt, ist der die entgegengesetzt wirkende Axiallast aufnehmende Lagerring demontierbar, um die mit diesem La­ gerring zusammenwirkende Wälzkörperreihe untersuchen zu können. Auch in diesem Bereich lassen sich Dehnungsmeß­ streifen anbringen.

Vorteilhafterweise besteht das Großwälzlager aus mindestens einem im Querschnitt winkelförmigen Innen- und/oder Außen­ ring mit mindestens einer über eine Wälzkörperreihe Axial­ lasten aufnehmenden Laufbahn und einem diese Wälzkörper­ reihe abdeckenden Führungsring. Die Laufbahn des winkelför­ migen Innen- und/oder Außenrings bestet aus der Auflage­ fläche des Lagerings auf der Anschlußkonstruktion; an diese Auflagefläche wird der Führungsring angeschraubt. Da somit die Wälzkörperreihe nicht durch den Lagerring verdeckt ist, lassen sich beide nach dem Entfernen des Führungsrings mühe­ los untersuchen. Es können auch sowohl der Innenring als auch der Außenring winkelförmig mit in axialer Richtung gegen­ überliegenden Laufbahnen und je einer oberhalb und unterhalb eines der Winkelringe angeordneten Wälzkörperreihe und einem einen der Winkelringe übergreifenden demontierbaren Innen- bzw. Außenringteil ausgebildet sein. In diesem Fall nimmt eine Wälzkörperreihe die Hauptaxiallast auf, während die andere Wälzkörperreihe eine etwaig auftretende, beispiels­ weise aus Kippmomenten resultierende und entgegengesetzt wirkende Axiallast aufnimmt.

Bei einer in einer Richtung wirkenden reinen Axiallast ist eine Wälzkörperreihe entlastet, so daß sich der entsprechen­ de Innen- bzw. Außenringteil zwecks Prüfung demontieren läßt. Ein derartiges Großwälzlager kann beispielsweise eine Axiallasten aufnehmende Tragrollenreihe sowie eine Radial- und Axiallasten aufnehmende Kugelreihe aufweisen. In diesem Fall besteht das ganze Großwälzlager vorteilhafter­ weise aus einem winkelförmigen Außenring mit einer Tragrollen­ laufbahn und einer Kugellaufbahn, einem winkelförmigen Innen­ ring mit einer entsprechenden Tragrollenlaufbahn, einem Innenringteil mit einer Kugellaufbahn und einem am Außen­ ring lösbar befestigten, die Tragrollenreihe abdeckenden Führungsring. Der Außenring ist somit einteilig und weist zwei einander gegenüberliegende Wälzkörperlaufbah­ nen auf, während der Innenring zweiteilig mit jeweils einer Tragrollenlaufbahn und einer Kugellaufbahn ausgebildet ist. Umgekehrt kann aber auch der Außenring zweiteilig und der Innenring einteilig ausgebildet sein.

Der Innenringteil mit der Kugellaufbahn läßt sich bei Ein­ wirken einer reinen Axiallast demontieren, so daß die Kugeln und die Kugellaufbahnen untersucht werden können, während zur Untersuchung der Tragrollenreihe nur der Führungsring ent­ fernt werden muß.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung weist das Großwälzlager je eine Axiallasten aufnehmende Trag- und Halterollenreihe auf, sowie eine Radiallasten aufnehmende Radialrollenreihe. In diesem Falle besteht das Großwälzlager aus einem winkelförmigen Innenring mit einre Tragrollen­ laufbahn, einer dieser gegenüberliegenden Halterollen­ laufbahn und einer dazwischen angeordneten Radialrollen­ laufbahn, einem winkelförmigen Außenring mit einer Trag­ rollen- und einer Radialrollenlaufbahn, einem Außenringteil mit einer Halterollenlaufbahn, einem am Innenring abnehm­ bar befestigten, die Tragrollen abdeckenden Führungsring und einem weiteren, die Halterollen und die Radialrollen abdeckenden, zwischen dem Außenring und dem Außenringteil abnehmbar befestigten Führungsring. Bei dieser Ausfüh­ rung läßt sich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung die Tragrollenreihe nach dem Entfernen des entsprechenden Führungsrings unter Belastung untersuchen, während die Hal­ te- und Radialrollenreihe nach dem Lösen des Außenringteils und dem Ausbau des entsprechenden Führungsrings untersucht werden können.

Der Ausbau der Führungsringe wird erleichtert, wenn sie aus Segmenten bestehen. Außerdem können die Führungsringe entweder mit den Befestigungsschrauben oder mit gesonderten Schrauben befestigt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Großwälzlager und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein anderes Großwälzlager.

Das Großwälzlager gemäß Fig. 1 besteht aus einem winkel­ förmigen Außenring 1 mit einer Tragrollenlaufbahn 2, einer Radialrollenlaufbahn 3 und einem mit dem Außenring 1 lösbar verbundenen flach-ringscheibenförmigen Außenringteil 4 mit einer Halterollenlaufbahn 5.

Zwischen dem Außenring 1 und dem Außenringteil 4 ist ein aus Segmenten bestehender Führungsring 6 angeordnet. Der Außen­ ring 1 mit seinem Außenringteil 4 und dem Führungsring 6 ist mittels auf dem Umfang regelmäßig angeordneter Befestigungs­ schrauben 7 mit Muttern auf einer Anschlußkonstruktion 8 festgelegt.

Ein winkelförmiger Innenring 9 greift mit seinem eine Trag­ rollenlaufbahn 10 und eine Halterollenlaufbahn 11 aufweisenden Teil in den Zwischenraum zwischen dem Außenring 1 und dem Außenringteil 4 ein. Der Innenring 9 ist mit einer Innenver­ zahnung 13 versehen, mittels derer er sich gegenüber dem Außenring 1 mit der Anschlußkonstruktion 8 in nicht dar­ gestellter Weise in Drehung versetzen läßt. Im Falle einer Innen- oder Außenverzahnung am unteren Lagerring müßte sich die Verzahnung hingegen am Außenring 1 befinden.

Mit der Unterfläche des Innenrings 9 ist ein vorzugsweise aus Segmenten bestehender Führungsring 14 durch Befestigungs­ schrauben 7 verbunden, der mit einer Dichtung 34 zusammenwirkt und eine auf der Tragrollenlaufbahn 2 des Außenrings 1 und der Trag­ rollenlaufbahn 10 des Innenringes 9 ablaufende Tragrollenreihe 15 abdeckt. Der Führungsring 14 kann jedoch auch mittels beson­ derer, im einzelnen nicht dargestellter Schrauben am Innenring 9 befestigt sein.

Da die Tragrollenlaufbahn 10 der Unterfläche des Innenrings 9 entspricht, liegt die Tragrollenreihe 15 nach dem Entfernen des Führungsrings 14 völlig frei, so daß sich die Tragrollen und ihre nicht dargestellten Führungselemente sowie die ent­ sprechenden Laufbahnen ohne Schwierigkeiten untersuchen lassen. Weiterhin sind Dehnungsmeßstreifen 32 im Bereich der größten axiallastbedingten Biegung des Innenrings 9 angeordnet, so daß eine ständige Überwachung der Lagerbelastung möglich ist.

Eine Halterollenreihe 16 befindet sich zwischen der Halterollen­ laufbahn 11 des Innenrings 9 und der Halterollenlaufbahn 5 des Außenringteils 4. Diese Halterollenreihe nimmt Axialkräfte in entgegengesetzter Richtung auf. Die auf die Halterollenrei­ he 16 wirkenden Axialkräfte ergeben sich im allgemeinen auf­ grund außermittiger Belastungen oder Kippmomente, die auf die mit dem Innenring 9 verbundene Anschlußkonstruktion 18 einwirken.

Weiterhin wirkt eine Radialrollenreihe 17 mit der Radial­ rollenlaufbahn 3 des Außenringes 1 und der Radialrollenlauf­ bahn 12 des Innenringes 9 zusammen. Der Führungsring 6 dient zum Führen sowohl der Halterollenreihe 16 als auch der Radial­ rollenreihe 17. Auch am Außenringteil 4 sind Dehnungsmeß­ streifen 33 im Bereich der größten Biegung angeordnet, so daß auch hier eine ständige Überwachung der Belastung mög­ lich ist.

Zur Überprüfung der Halterollenreihe 16, der Radialrollenreihe 17 und ihrer Laufbahnen 5, 11 bzw. 3, 12 genügt es, die An­ schlußkonstruktion 18 axial zu belasten, ohne daß Kippmomente auftreten. Dann lassen sich die Befestigungsschrauben 7 lösen, so daß sich der Außenringteil 4 anheben läßt und die Segmente des Führungsringes 6 entfernt werden können. Die Halterollen­ reihe 16 liegt dann genau wie die Radialrollenreihe 17 völlig frei. Auch die Laufbahnen können dann untersucht und be­ schädigte Halte- oder Radialrollen ausgewechselt werden.

Um dies auch bei der Tragrollenreihe 15 zu ermöglichen, muß die Anschlußkonstruktion 18, nachdem die Befestigungsschrauben 7 für den Außenring 1 mit dem Außenringteil 4 nach Einbau des Führungsringes 6 wieder angezogen worden sind, außermittig be­ lastet werden. Jetzt lassen sich die unbelasteten Tragrollen der Tragrollenreihe 15 nach dem Entfernen entsprechender Segmente des Führungsringes 14 bei Bedarf austauschen.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 weist einen über Schrauben 37 mit einer Anschlußkonstruktion verbundenen, um ein Verrutschen beim Lösen des Innenringteils 20 zu vermeiden, winkelförmigen Innenring 19 und einen damit verbundenen, jedoch demontierba­ ren Innenringteil 20 auf. Der Innenring 19 besitzt eine Trag­ rollenlaufbahn 21 und der Innenringteil 20 eine Kugellauf­ bahn 22. Ein winkelförmiger Außenring 23 mit einer Tragrollen­ laufbahn 24 und einer Kugellaufbahn 25 wirkt mit dem Innen­ ring 19 und dem Innenringteil 20 über eine Axiallasten auf­ nehmende Tragrollenreihe 30 und eine Axial- und Radiallasten aufnehmende Kugelreihe 31 zusammen. Der Innenring 19 mit dem Innenringteil 20 ist mit regelmäßig auf dem Umfang versehenen Bohrungen 27 versehen, um den Innenring 19 und den Innenringteil 20 mit einer entsprechenden Anschlußkonstruktion verbinden zu können. Entsprechend ist der Außenring 23 mit regelmäßig auf dem Umfang angeordneten Bohrungen 28 versehen, die ebenfalls für eine Schraubverbindung mit einer entsprechenden Anschluß­ konstruktion vorgesehen sind. Weiterhin weist der Außenring 23 eine Außenverzahnung 29 auf.

Da die Tragrollenlaufbahn 24 am Außenring 23 in der gleichen Ebene wie die Unterfläche des Außenrings 23 liegt, ist als Abdeckung der Tragrollenreihe 30 nach außen hin ein gegebenen­ falls aus Segmenten bestehender Führungsring 26 an der Unterfläche des Außenringes 23 mit Hilfe von Schrauben 36 angeschraubt.

Die Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich somit von der Ausführung gemäß Fig. 1 dadurch, daß sie nur zwei Wälz­ körperreihen und eine Außenverzahnung 29 anstelle einer Innenverzahnung 13 aufweist. Bei einer Untersuchung der Trag­ rollenreihe 30 werden der Führungsring 26 oder einzelne Seg­ mente in analoger Weise wie bei der Tragrollenreihe 15 der Fig. 1 entfernt. Danach können einzelne beschädigte Trag­ rollen ausgewechselt werden, wenn das Großwälzlager außer­ mittig belastet wird. Dann sind die Wälzkörper auf der der Last abgekehrten Seite entlastet und lassen sich leicht herausneh­ men. Um die Kugelreihe 31 untersuchen zu können, muß das Groß­ wälzlager genau axial belastet werden, da sich dann, nachdem der Ring 19 durch Schrauben mit Anschlußkonstruktion befestigt wurde, der Innenring 20 lösen und anheben läßt, bis die Kugel­ reihe 31 freiliegt. Auch in diesem Falle können einzelne Kugeln der Kugelreihe 31 bei Beschädigung ausgewechselt werden.

Claims (8)

1. Großwälzlager aus mindestens einer Reihe Axiallasten aufnehmender und einer Reihe Radial- und/oder Axial­ lasten aufnehmender, auf Laufbahnen mindestens eines Innen- und mindestens eines Außenringes abrollender, durch Führungsringe abgedeckter Wälzkörper mit einem unter einer reinen Axiallast entlasteten und dann min­ destens teilweise demontierbaren Innen- oder Außen­ ring, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallasten auf­ nehmende Tragrollenreihe (15, 30) von außen oder innen zugänglich, bei Belastung mit einem Kippmoment be­ reichsweise entlastet und demontierbar und der Füh­ rungsring (14, 26) im Einbauzustand des Großwälzlagers zugänglich und demontierbar ist.

2. Großwälzlager nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen im Querschnitt winkelförmigen In­ nen- und/oder Außenring (9, 1; 19, 23) mit mindestens ei­ ner über eine Wälzkörperreihe (15, 30) Axiallasten aufnehmenden Laufbahn (10, 2, 21, 24) und einen die Wälzkörperreihe (15, 30) abdeckenden Führungsring (14, 26).

3. Großwälzlager nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen winkelförmigen Innenring (9, 19) und einen win­ kelförmigen Außenring (1, 23) mit in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Laufbahnen (10, 11; 24, 25) je einer oberhalb und unterhalb eines der Winkel­ ringe (9, 23) angeordneten Wälzkörperreihe (15, 16; 30, 31) und einem einen der Winkelringe (1, 19) über­ greifenden demontierbaren Innen- bzw. Außenringteil (4, 20).

4. Großwälzlager nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Axiallasten aufnehmende Tragrollenreihe (30) und eine Radial- und Axiallasten aufnehmende Kugelreihe (31).

5. Großwälzlager nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen winkelförmigen Außenring (23) mit einer Tragrol­ lenlaufbahn (24) und einer Kugellaufbahn (25), einen winkelförmigen Innenring (19) mit einer entsprechenden Tragrollenlaufbahn (21), ein Innenringteil (20) mit einer Kugellaufbahn (22) und einen im Außenring (23) lösbar befestigten, die Tragrollenreihe (30) abdecken­ den Führungsring (26).

6. Großwälzlager nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch je eine Axiallasten aufnehmende Trag- und Halterollen­ reihe (15, 16) sowie eine Radiallasten aufnehmende Radialrollenreihe (17).

7. Großwälzlager nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen winkelförmigen Innenring (9) mit einer Tragrol­ lenlaufbahn (10), einer dieser gegenüberliegenden Hal­ terollenlaufbahn (11) und einer dazwischen angeordne­ ten Radialrollenlaufbahn (12), einen winkelförmigen Außenring (1) mit einer Tragrollen- und einer Radial­ rollenlaufbahn (2, 3), ein Außenringteil (4) mit einer Halterollenlaufbahn (5), einen am Innenring (9) lösbar befestigten, die Tragrollen (15) abdeckenden Führungs­ ring (14) und einen weiteren, die Halterollen (16) sowie die Radialrollen (17) abdeckenden, zwischen dem Außenring (1) und dem Außenringteil (4) lösbar befe­ stigten Führungsring (6 ).

8. Großwälzlager nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen aus Segmenten be­ stehenden Führungsring (6, 14, 26).