WO2009079975A1

WO2009079975A1 - Wälzlager mit geteiltem aussenring mit radialer fixierung

Info

Publication number: WO2009079975A1
Application number: PCT/DE2008/002025
Authority: WO
Inventors: Rudolf Zeidlhack
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2009-07-02
Also published as: DE102007062056A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager umfassend einen aus mindestens zwei koaxialen Ringen bestehenden, geteilten Außenring, dessen mindestens zwei Ringe durch auf ihren axialen Stirnseiten liegende Kontaktflächen aneinander anliegen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Montage eines solchen Wälzlagers. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrreihiges Wälzlager bereitzustellen, dass einerseits eine einfache und kostengünstige Fertigung und Montage erlaubt und andererseits in einem Einlager-Konzept, bei dem der Außenring nicht komplett über seine axiale Ausdehnung abgestützt werden muss, eingesetzt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem mehrreihigen Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Kontaktfläche eines Ringes mindestens eine Aushöhlung und die dieser Kontaktfläche zugewandte Kontaktfläche eines anliegenden Ringes mindestens ein in die Aushöhlung eingreifendes Verbindungselement aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Wälzlager mit geteiltem Außenring mit radialer Fixierung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein mehrreihiges Wälzlager umfassend einen aus min- destens zwei koaxialen Ringen bestehenden, geteilten Außenring, dessen mindestens zwei Ringe durch auf ihren axialen Stirnseiten liegende Kontaktflächen aneinander anliegen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung und ein Verfahren zur Montage eines solchen Wälzlagers. Ein derartiges Wälzlager kann z.B. als Einlager-Konzept zur Lagerung der Rotorwelle in einer Windkraftanlage eingesetzt werden.

Hintergrund der Erfindung

Um eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, wird die Lagerung der Ro- torwelle in Windkraftanlangen oftmals als so genanntes Einlager-Konzept ausgeführt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zweipunkt- bzw. Dreipunkt- Abstützungen mit zwei bzw. drei separaten Lagerstellen, nimmt beim Einla- ger-Konzept eine einzelne Lagerstelle sowohl Axial- und Radialkräfte als auch Momente auf. Diese einzelne Lagerstelle besteht z.B. aus zwei angestellten Kegelrollenlagern oder einem zweireihigen Axial-Kegelrollenlager in Verbindung mit einem Radial-Zylinderrollenlager.

Aufgrund der Nachfrage nach Windkraftanlagen mit immer größeren Nennleistungen und den daraus folgenden größeren Rotoren, werden auch Wälzlager mit größeren Durchmessern benötigt. Einerseits bedingt durch diese notwendige Größe, anderseits aufgrund der hohen Anforderungen an derar- tige Wälzlager im Betrieb, nämlich die Aufnahme von großen Kräften und Momenten z.B. bei der Einlagerkonzeption, ist deren Herstellung sehr anspruchsvoll.

Die Bauteilbeanspruchung der Innen- und Außenringe erfordert eine große Zähigkeit; dennoch müssen die Laufbahnen eine hohe Härte aufweisen. Die Verwendung von Vergütungsstahl, der oftmals bei großen Wälzlagern eingesetzt wird, hat den Nachteil, dass die Ermüdungslebensdauer der Härteschicht wesentlich geringer ist als beim Wälzlager- oder Einsatzstahl.

Ein Wälzlagerstahl ist wiederum aufgrund der geringen Zähigkeit kaum geeignet. Prinzipiell können die Anforderungen zwar durch Einsatzstahl mit Randschichthärtung erfüllt werden. Es entstehen dabei jedoch hohe Fertigungskosten, da die erforderlichen Fertigungsschritte (Aufkohlen, Glühen, Abhärten, Anlassen) zeit- und kostenintensiv sind. Die Verwendung von Einsatzstahl birgt weiterhin Risiken durch den Wärmebehandlungsprozess, da hier hohe Spannungen im Material entstehen können und das Werkstück unbrauchbar werden lassen. Kritisch ist dabei besonders die Phase nach dem Aufkohlen. Dabei gilt, dass umso größer der Innkreisdurchmesser des Querschnittsprofils der zu härtenden Ringe ist, desto größer ist das Risiko einer Rissbildung. Die Größe des Querschnittsprofils ist jedoch durch konstruktive Vorgaben, z.B. Anzahl der Laufbahnen auf einem Ring oder gefordertes, minimales Flächenträgheitsmoment, vorgegeben. Insbesondere ist zu beachten, dass das Querschnittsprofil von Außenringen bei Einlager- Konzepten aufgrund der mindestens zwei Laufbahnen eine notwendigerweise komplexe Form aufweist. Weiterhin beruht die komplexe und zum Teil massive Querschnittsform der Außenringe darauf, dass der Außenring nicht notwendigerweise komplett über seine axiale Ausdehnung an seiner äußeren Mantelfläche abgestützt wird. Das erfordert einen Kraftfluss innerhalb des Außenringes von jeder Laufbahn hin zu dem Bereich der äußeren Mantelfläche, der durch eine Anschlusskonstruktion abgestützt ist.

Die Herstellung großer Ringe für entsprechende Wälzlager ist daher entweder sehr aufwendig, kostenintensiv und mit Risiken behaftet (Randschichthärtung bei Einsatzstahl) oder mit reduzierter Lebensdauer verbunden (Vergütungsstahl).

Geteilte Ringe bei Wälzlagern sind bereits bekannt. Der Zweck derartig geteilter Außenringe liegt in einer einfacheren Montage.

Die US 4,798,482 offenbart eine zweireihige Radiallageranordnung mit einem axial geteilten Außen- und einem axial geteilten Innenring. Gemäß ei- nem Ausführungsbeispiel der US 4,798,482 liegen die beiden Hälften des Außenringes mit ihren axialen Stirnseiten direkt aneinander an und werden durch ein Befestigungsmittel zusammengehalten. Der Kraftfluss durch das Wälzlager erfolgt dabei jeweils separat über beide Ringhälften. Es ist daher notwendig, beide Ringe über ihre komplette axiale Erstreckung abzustützen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrreihiges Wälzlager bereitzustellen, dass einerseits eine einfache und kostengünstige Fertigung und Montage erlaubt und andererseits in einem Einlager-Konzept, bei dem der Außenring nicht komplett über seine axiale Ausdehnung abgestützt werden muss, eingesetzt werden kann. Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem mehrreihigen Wälzlager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart gelöst, dass die Kontaktfläche eines Ringes mindestens eine Aushöhlung und die dieser Kontaktfläche zugewandte Kontaktfläche eines anliegenden Ringes mindestens ein in die Aushöhlung eingreifendes Verbindungselement aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen eines Außenringes eines erfindungsgemäßen, mehrreihigen Wälzlagers, gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Formgebendes Fertigen des Außenringes und

- Härten von Laufbahnen auf den Ringen des Außenringes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe weiterhin durch ein Montageverfahren für ein erfindungsgemäßes, mehrreihiges Wälzlager, gelöst, wobei das Mon- tageverfahren folgende Schritte umfasst:

- Zusammensetzen der Ringe des Außenringes, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift, und

- Einbringen von Wälzkörpern und einem Innenring.

Von Vorteil ist somit, dass durch die Teilung des Außenringes eine Härtung jeder der mindestens zwei Ringe separat erfolgen kann. Der Innkreisdurch- messer der zu härtenden Ringe kann dabei durch entsprechende Teilung des Außenringes derart reduziert werden, dass das Risiko einer Rissbildung stark reduziert wird. Damit der Außenring jedoch weiterhin seine Bauteilfunk- tionalität beibehält, ist erfindungsgemäß das Eingreifen eines Verbindungselements einer Kontaktfläche in eine gegenüberliegende Aushöhlung der anliegenden Kontaktfläche vorgesehen. Dadurch wird ermöglicht, dass eine Kraftübertragung auch in radialer Richtung von einer Ringhälfte in die anlie- gende Ringhälfte möglich ist. Der erfindungsgemäße Außenring muss somit nicht über seine komplette axiale Erstreckung abgestützt werden, da die radiale Kraftkomponente eines Ringes, der in radialer Richtung nicht durch die Anschlusskonstruktion unterstützt ist, auf einen Ring übertragen werden kann, der in radialer Richtung durch die Anschlusskonstruktion unterstützt wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ermöglicht die sich zwischen zwei aneinander anliegenden Ringen befindliche mindestens eine Aushöhlung sowie das in diese Aushöhlung eingreifende Verbindungsele- ment eine Zentrierung dieser Ringe sowie eine Kraftübertragung in radialer Richtung zwischen diesen Ringen. Um durch die Teilung des Außenringes keine Nachteile im Betrieb zu erfahren, ist es notwendig, dass die mindestens zwei koaxialen Ringe bezüglich ihrer Koaxialität zentriert werden. Diese Anforderung kann z.B. durch entsprechend genaue Passungen zwischen Verbindungselement und Aushöhlung erfüllt werden. Die in radialer Richtung zwischen den mindestens zwei Ringen zu übertragenden Kraft hängt von dem jeweiligen Anwendungsfall ab und das mindestens eine Verbindungselement muss entsprechend ausgestaltet sein, um diese Kraftübertragung zu gewährleisten. So kann insbesondere die Form sowie die Anzahl der Verbin- dungselemente entsprechend bestimmt werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes einstückig mit diesem Ring ausgebildet. Ein derartiges Verbindungselement, z.B. ein umlaufender Steg, kann durch eine Rücknahme der axialen Stirnfläche des Ringes, z.B. durch Abdrehen, entstehen. Die Lage des Verbindungselements lässt sich in diesem Fall sehr präzise festlegen, wodurch eine gute koaxiale Zentrierung möglich ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet das Verbindungselement einen Vorsprung, eine Nase, eine Erhebung, einen Zapfen, einen Steg oder eine Klammer aus.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes durch ein separates Fixierelement ausgebildet, welches formschlüssig mit dem anliegenden Ring verbunden ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Fixierelement in eine Aushöhlung, insbesondere eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde, des anliegenden Ringes eingepasst ist. Die Anfertigung einer entsprechenden Aushöhlung stellt keine großen Anforderungen an die Fertigung dar. Im Vergleich zu einem Verbindungselement, das einstückig mit dem Ring ausgebildet ist, ist die Fertigung kostengünstiger und schneller zu bewerkstelligen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein sich durch zwei gegenüberliegende Aushöhlungen bildender Hohlraum für das Fixierelement bezüglich der durch die zwei aneinander anliegenden Kontaktflächen gebildeten Ebene spiegelsymmetrisch. Das Einsetzen der Fixierelement ist damit vereinfacht, da auf keine besondere Ausrichtung bezüglich der jeweiligen Ringe geachtet werden muss.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das mindestens eine Verbindungselement und eine Aushöhlung über eine Presspassung verbunden. Das Verbindungselement kann somit auch - zumindest geringe - axiale Zugkräfte übertragen, so dass der zusammengesetzte Außenring während der Montage eine Einheit bildet. Durch Presspassungen wird außerdem eine radiale Kraftübertragung unmittelbar möglich, ohne dass sich die jeweiligen Ringhälften erst radial bis zum Anschlag an das Verbindungselement verschieben müssten. Falls das Verbindungselement ein Fixierelement ausbildet, liegen Presspassungen bevorzugt zwischen dem Fixierelement und beiden Aushöhlungen vor.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde aus. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft die Nut dabei konzentrisch zu einer Rotationsachse des Wälzlagers. Es entsteht also eine umlaufende Nut. Diese kann fertigungstechnisch einfach und kostengünstig hergestellt werden. Aufgrund der großen Länge dieser Nut, ist eine hohe Kraftübertragung in radialer Richtung möglich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche ein halbkreisförmiges, rechteckiges oder V-förmiges Querschnittsprofil auf. Das jeweils zu verwendende Querschnittsprofil der Aushöhlung wird im Wesentlichen durch die Form des Verbindungselements bestimmt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet das Fixierelement eine Kugel, eine Zylinderrolle, ein stabförmiges Element oder ein ringförmiges Element aus. Durch den Einsatz eines separaten Fixierelements als Verbindungselement kann auf eine Vielzahl bereits bestehender oder auch spezial anzufertigender Bauteile zurückgegriffen werden. Als sehr wirtschaft- lieh erweist sich dabei die Verwendung von Kugeln oder Zylindern, die bereits als herkömmliche Wälzkörper als Standardware zur Verfügung stehen. Vorteilhaft ist in diesem Fall auch, dass aufgrund der bekannten Fertigungstoleranzen von Wälzkörpern, eine Presspassung zwischen den Wälzkörpern und entsprechenden Aushöhlungen auf einfache Weise bewerkstelligt wer- den kann. Bevorzugt werden mehrere Wälzkörper in eine Aushöhlung eingesetzt, um die benötigte radiale Kraftübertragung zu gewährleisten. Es können auch stabförmige Fixierelemente, gegebenenfalls auch mit einer Krüm- mung entlang ihrer axialen Ausdehnung, verwendet werden. Vorteilhaft ist dabei die, im Vergleich zu mehreren hintereinander liegenden Wälzkörpern, größere Kraft, die radial übertragen werden kann. Bei einer umlaufenden Nut kann auch ein ringförmiges Fixierelement eingesetzt werden, das entweder aus einem geschlossenen Ring, einem Ring mit einer Trennfuge oder aus Ring-Segmenten besteht.

Die Entscheidung, in wie viele Ringe der Außenring aufgeteilt wird, und wie die Aufteilung im Einzelnen erfolgen soll, hängt neben dem zu beachtenden maximalen Innkreisdurchmesser der Ringe auch von der Art der Abstützung des Außenringes in der Anschlusskόnstruktion und dem Fertigungsaufwand ab. So weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung jeder Ring jeweils mindestens eine Laufbahn für eine Lagerreihe auf. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung handelt es sich um ein zweireihi- ges Wälzlager. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht der Außenring aus zwei Ringen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es dabei vorteilhaft, wenn die beiden Ringe bezüglich ihrer Grundform identisch sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden Lagerreihen des Wälzlagers Rollenlager aus. Diese weisen die notwendige Tragfähigkeit auf, um z.B. in einem Einlager-Konzept eingesetzt zu werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können Lagerreihen des Wälzlagers sowohl Axial- als auch Radialkräfte übertragen. Insbesondere bildet mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Zylinderrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager aus. Alternativ bilden zwei benachbarte Lagerreihen ein zweireihiges Kegelrollenlager aus. Auch kann mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Kegelrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbilden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Wälzlager als Rotorhauptlagerung in einer Windkraftanlage eingesetzt. Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen Teilung des Außenringes bei gleichzeitig möglicher radialer Kraftübertragung und Zentrierung der Ringe, kann das erfin- dungsgemäße Wälzlager, insbesondere als Einlager-Konzept, als Rotorhauptlagerung verwendet werden, und mit entsprechend großen Durchmessern einfach, kostengünstig und zuverlässig hergestellt werden.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Außen- ringes eines erfindungsgemäßen, mehrreihigen Wälzlagers besteht darin, dass die mindestens zwei Ringe unabhängig voneinander gehärtet werden können. Demgegenüber kann die formgebende Fertigung des Außenringes durchaus eine gleichzeitige Bearbeitung der mindestens zwei Ringe umfassen. Insbesondere kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin- düng vor dem Härten der Ringe des Außenringes eine Teilung des zunächst einteiligen Außenringes in mindestens zwei Ringe erfolgen. Andererseits können die mindestens zwei Ringe des Außenringes auch separat hergestellt werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn das Härten der Laufbahnen durch ein Här- ten der kompletten Ringe des Außenringes erfolgt. Das komplette Einsatzhärten des Außenringes war bislang aufgrund des großen Innkreisdurch- messers des Querschnittsprofils oftmals mit Unsicherheiten und Ausschuss verbunden.

Wenn jeder Ring mindestens eine Laufbahn aufweist, müssen die Ringe derart bearbeitet werden, dass die Koaxialität der Laufbahnen gewährleistet wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zunächst die Stirnflächen der Ringe formgebend bearbeitet werden, d.h. z.B. die Vertiefungen bzw. Bohrungen eingearbeitet werden. Nach dem Härten der Ringe werden die Stirnseiten geschliffen und die Ringe zusammengesetzt, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift und die Ringe radial zueinander zentriert sind. Anschließend werden die Ringe durch Befestigungsschrauben miteinander verbunden und die Laufbahnen geschliffen. Auch die Bearbeitung der äußeren Mantelfläche des Außenrings kann nun erfolgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden durch Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:

Rg. 1 ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbei- spiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungs- beispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein zweireihiges Kegelrollenlager gemäß dem Stand der Technik. Das Kegelrollenlager besteht im Wesentlichen aus einem Außenring 1 , meh- reren Wälzkörpern 2 sowie einem geteilten Innenring mit den Ringen 3' und 3". Die Wälzkörper 2 rollen sich auf Laufbahnen des Außen- und Innenring ab und werden durch Käfigelemente 4 geführt. Die Ringe 3' und 3" des Innenringes werden durch einen Distanzring 5 beabstandet. Der Außenring 1 kann durch Bohrungen 6' mit einer Anschlusskonstruktion verbunden wer- den.

Im Falle eines geteilten Außenrings muss beachtet werden, dass diese Bohrungen keine ausreichenden Mittel zur Übertragung der radialen Kräfte von einem Ring auf anderen Ring darstellen würden. Zwar könnte durch eine Schraubenvorspannung ein Reibschluss zwischen den Ringhälften erreicht werden, dieser würde jedoch bei einer Momentenbelastung des Lagers mit entsprechender Zugbelastung einiger Schrauben wieder reduziert werden, so dass in der Praxis hierdurch keine Kraftübertragung in radialer Richtung möglich wäre.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erstes Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist in Fig. 2 a) eine Draufsicht auf den Außenring 1 in axialer Richtung. Zu sehen sind vier exemplarisch dargestellte Bohrungen 6, die unter anderem dazu dienen kön- nen den Außenring 1 mit einer Anschlusskonstruktion zu verbinden. Fig. 2 a) zeigt weiterhin eine Laufbahn 7 des Außenringes 1. Fig. 2 b) zeigt eine Schnittansicht des Außenringes 1 , wobei zu erkennen ist, dass dieser aus zwei Ringen 1' und 1" besteht. Das Verbindungselement 8 ist einstückig mit dem rechten Ring 1" ausgebildet und greift in eine korrespondierende Aus- höhlung mit rechteckigem Querschnittsprofil des linken Ringes 1' ein.

Vorteilhafterweise befindet sich das Verbindungselement 8 in radialer Rieh- tung außerhalb der Laufbahnen 7, um eine Schwächung der Ringe V und 1" im Bereich der Laufbahnen zu vermeiden.

Die Bohrung 6" ermöglicht ein Befestigen der Ringe 1 ' und 1 " miteinander, wodurch die Montage des Außenrings vereinfacht wird.

Fig. 2 c) zeigt eine Schnittansicht des Außenringes 1. Im Gegensatz zur Fig. 2 b) ist ein Teil einer Anschlusskonstruktion 10 dargestellt. Der Außenring ist nur durch den rechten Ring 1 " in der Anschlusskonstruktion 10 abgestützt. Schematisch dargestellt sind ebenfalls Kräfte, die durch das Abrollen der Wälzkörper auf den Außenring wirken. Beide Kräfte F und F" bestehen aus radialen Komponenten FR' bzw. FR" und axialen Komponenten FA' bzw. FA". Die axialen Komponenten können sich z.T. aufheben; die verbleibenden Kraftkomponenten können über Schrauben, mit denen der Außenring an der Anschlusskonstruktion 10 befestigt ist, in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Die radiale Kraftkomponente FR" des rechten Rings kann direkt in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Aufgrund fehlender Abstützung kann die radiale Kraftkomponente FR' des linken Rings 1 ' nicht direkt in die Anschlusskonstruktion 10 eingeleitet werden. Die- se kann jedoch über das erfindungsgemäße Verbindungselement 8 übertragen werden. Indem das mindestens eine Verbindungselement 8 in eine umlaufende Nut eingreift, wird gewährleistet, dass eine radiale Kraftübertragung zwischen den Ringen 1' und 1" über den gesamten Umfang des Außenrings gleichmäßig erfolgen kann. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber einer Lösung mit nur wenigen, über den Umfang verteilten Aushöhlungen sowie entsprechenden Verbindungselementen dar, denn in diesem Fall könnte eine radial wirkende Kraft den nicht abgestützten Ring zwischen zwei benachbarten Vertiefungen radial nach außen biegen. Nachteile bezüglich der Lastverteilung wären die Folge.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um Zylinderrollen, die spiel- frei in entsprechende Aushöhlungen der Kontaktflächen eingesetzt sind. Auch wenn mehrere separate Aushöhlungen zur Aufnahme der Zylinderrollen möglich wären, ist aus fertigungstechnischen Gründen eine umlaufende Nut mit V-förmigem Querschnittsprofil in beide Kontaktflächen eingebracht worden. Die Zylinderrollen sind wie bei einem Kreuzrollenlager kreuzweise in die Nut eingelegt, um eine gleichmäßige radiale Kraftübertragung über beide Ringe zu ermöglichen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um einen Ring, der spielfrei in zwei sich gegenüberliegende, umlaufende Nuten in den Kon- taktflächen mit rechteckigem Querschnittsprofil eingepasst ist. Der Ring (z. B. auch aus Segmenten) selbst weist einen quadratischen Querschnitt auf.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Dargestellt ist wiederum eine Schnittansicht ähnlich der der Fig. 2 b), weshalb bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus auf die Beschreibung zu Fig. 2 b) verwiesen wird. Das Verbindungselement 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel wiederum durch ein separates Fixierelement ausgebildet. Es handelt sich dabei um Kugeln, wie sie z.B. auch bei Kugellagern zum Einsatz kommen. Um sicherzustellen, dass die beiden Ringe V und 1" an ihren Kontaktflächen spielfrei anliegen, sind die jeweiligen Aushöhlungen leicht elliptisch ausgebildet, so dass zwischen den Kugeln und den Kontaktflächen an den in radialer Richtung tiefs- ten Stellen 9 etwas Spiel herrscht.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Der Außenring besteht aus den drei Ringen 1', 1" und 1'". Das Verbindungselement 8 wird durch ein separates Fixierelement gebildet. Nur die beiden axial außen liegenden Ringe 1' und 1" weisen Laufbahnen 7 auf. Demzufolge sind auch nur diese Außenringe durchgehärtet oder einsatzgehärtet und weisen die notwendige gehärtete Laufbahnoberfläche 7 auf. Der axial mittlere Ring 1 '" kann demgegen- über aus einem zähen Material bestehen, das nicht gehärtet wird. Die Bohrung 6" ermöglicht ein Verbinden der Ringe mittels einer nicht dargestellten Schraube. Dabei kann sowohl der Schraubenkopf als auch die Mutter, jeweils mit Beilagscheiben, in einer entsprechenden Ansenkung liegen. Da weder der Schraubenkopf noch die Mutter in axialer Richtung hervorsteht, kann der Außenring genauso wie ein herkömmlicher, einteiliger Außenring in eine Anschlusskonstruktion eingefügt werden. Selbstverständlich kann auch nur der Schraubenkopf bzw. nur die Mutter in einer Ansenkung liegen, um den Fertigungsaufwand zu reduzieren, falls diese Lösung ausreichend ist.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wälzlagers. Der Außenring besteht aus den zwei Ringen 1' und 1". Das Verbindungselement 8 wird durch ein separates Fixierelement gebildet. Jeder Ring weist zwei Laufbahnen 7 auf und zwar jeweils eine Laufbahn für ein Axial-Kegelrollenlager und eine Laufbahn für ein Radial-Zylinderrollenlager. Entsprechende Wälzkörper 2 sind schematisch dargestellt. Die Bohrung 6" erstreckt sich in dem Ring 1" über dessen gesamte axiale Ausdehnung, während die Bohrung in dem Ring 1¹ lediglich ein Sackloch darstellt. Das Sackloch weist ein Gewinde auf, um beide Ringe durch eine Schraube zu verbinden. Bezugszeichenliste

1 Außenring

1 ', 1 " Ringe des Außenringes

2 Wälzkörper

3 Innenring

3', 3" Ringe des Innenringes

4 Käfigelemente

5 Distanzring

6' Bohrung zur Befestigung des Außenringes an einer Anschlusskon struktion

6" Bohrung zur Verbindung der Ringe

7 Laufbahnen des Außenringes

8 Verbindungselement

9 Rücknahme der Aushöhlung

10 Anschlusskonstruktion

Claims

Patentansprüche

1. Mehrreihiges Wälzlager umfassend einen aus mindestens zwei koaxialen Ringen bestehenden, geteilten Außenring, dessen mindestens zwei Ringe durch auf ihren axialen Stirnseiten liegende Kontaktflächen aneinan- der anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche eines Ringes mindestens eine Aushöhlung und die dieser Kontaktfläche zugewandte Kontaktfläche eines anliegenden Ringes mindestens ein in die Aushöhlung eingreifendes Verbindungselement aufweist.

2. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die sich zwischen zwei aneinander anliegenden Ringen befindliche mindestens eine Aushöhlung sowie das in diese Aushöhlung eingreifende Verbindungselement eine Zentrierung dieser Ringe sowie eine Kraftübertragung in radialer Richtung zwischen diesen Ringen ermöglicht.

3. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes einstückig mit diesem Ring ausgebildet ist.

4. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement einen Vorsprung, eine Nase, eine Erhebung, einen Zapfen, einen Steg oder eine Klammer ausbildet.

5. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes durch ein separates Fixierelement ausgebil- det ist welches formschlüssig mit dem anliegenden Ring verbunden ist.

6. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement in eine Aushöhlung, insbesondere eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde, des anliegenden Ringes ein- gepasst ist.

7. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich durch zwei gegenüberliegende Aushöhlungen bildender Hohlraum für das Fixierelement bezüglich der durch die zwei aneinander anliegenden Kontaktflächen gebildeten Ebene spiegelsymmetrisch ist.

8. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement und eine Aushöhlung über eine Presspassung verbunden ist.

9. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche eine Nut, eine Bohrung, eine Aussparung oder eine Mulde ausbildet.

10. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut konzentrisch zu einer Rotationsachse des Wälzlagers verläuft.

11. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aushöhlung der Kontaktfläche ein halbkreisförmiges, rechteckiges oder V-förmiges Querschnittsprofil aufweist.

12. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 4 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement eine Kugel, eine Zylinderrolle, ein stabförmiges Element oder ein ringförmiges Element ausbildet.

13. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ring jeweils mindestens eine Laufbahn für eine Lagerreihe aufweist.

14. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein zweireihiges Wälzlager handelt.

15. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring aus zwei Ringen besteht.

16. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerreihen des Wälzlagers Rollenlager ausbilden.

17. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerreihen des Wälzlagers sowohl Axial- als auch Radialkräfte übertragen können.

18. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Zylinderrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbildet.

19. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Lagerreihen ein zweireihiges Kegelrollenlager ausbilden.

20. Mehrreihiges Wälzlager gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lagerreihe ein Axial-Kegelrollenlager und mindestens eine Lagerreihe ein Radial-Zylinderrollenlager ausbildet.

21. Mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der Ansprüche 1 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als Rotorhauptlagerung in einer Windkraftanlage eingesetzt wird.

22. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes eines mehrreihigen Wälzla- gers gemäß einem der Ansprüche 1 - 21 , umfassend die Schritte:

- Formgebendes Fertigen des Außenringes und

- Härten von Laufbahnen auf den Ringen des Außenringes.

23. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Härten der Ringe des Außenringes eine Teilung des zunächst einteiligen Außenringes in mindestens zwei Ringe erfolgt.

24. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ringe des Außenringes separat hergestellt werden.

25. Verfahren zum Herstellen eines Außenringes gemäß einem der Ansprüche 22 - 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Härten der Laufbahnen durch ein Härten der kompletten Ringe des Außenringes erfolgt.

26. Montageverfahren für ein mehrreihiges Wälzlager gemäß einem der An- sprüche 1 - 21 , umfassend die Schritte: - Zusammensetzen der Ringe des Außenringes, wobei das Verbindungselement der Kontaktfläche des anliegenden Ringes in die Aushöhlung der Kontaktfläche eingreift, und

- Einbringen von Wälzkörpern und einem Innenring.