WO2010045932A1 - Roller bearing - Google Patents

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WO2010045932A1
WO2010045932A1 PCT/DE2009/001465 DE2009001465W WO2010045932A1 WO 2010045932 A1 WO2010045932 A1 WO 2010045932A1 DE 2009001465 W DE2009001465 W DE 2009001465W WO 2010045932 A1 WO2010045932 A1 WO 2010045932A1
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WO
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inner ring
bearing
bearing inner
shaft
rolling
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PCT/DE2009/001465
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Inventor
Robert Godau
Stefan Trunk
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • F16C23/082—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/086—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface forming a track for rolling elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/586—Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring
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    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
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    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10—Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14—Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing comprising a bearing outer ring and a bearing inner ring, which are rotatable relative to each other about an axis of rotation and between which rolling elements are arranged, wherein the bearing inner ring is rotatably mounted on a shaft.
  • Fretting corrosion occurs, for example, in large spherical roller bearings that are used in wind turbines and are exposed to frequent alternating loads.
  • DE 1 521 883 discloses a solid lubricant for controlling fretting corrosion which, however, is not suitable for rolling bearings.
  • the invention has for its object to reduce the fretting corrosion in a rolling bearing.
  • a rolling bearing comprising a bearing outer ring and a bearing inner ring which are rotatable about an axis of rotation relative to each other and between which rolling elements are arranged, wherein the bearing inner ring is rotatably mounted on a shaft and wherein in the assembled state on the bearing inner ring in an area outside the load zone is provided a means for reducing micro-movements between the bearing inner ring and the shaft.
  • a means which suppresses the micro-movements between the bearing inner ring and the shaft, which arise in particular by the deformation of the components in an alternating load in the use of the bearing.
  • This means may be an additional component which acts on the bearing inner ring and / or the shaft.
  • the means may also be a special embodiment of the bearing inner ring, by which the interaction between the bearing inner ring and the shaft is influenced.
  • the agent is used in an area outside the load zone.
  • This area extends in particular axially approximately between the seat of the rolling elements on the bearing inner ring and the lateral edge of the bearing inner ring. Since the center of gravity of the compressive force which the rolling bearing and the shaft exert on one another lies with the rolling bodies, the load zone is located substantially below the seat of the rolling bearing bodies on the bearing inner ring. In the case of single-row and double-row roller bearings, the area on both sides of the load zone is susceptible to corrosion, so that in particular this area is protected by the attachment of the means for reducing the micro-movements.
  • the means for increasing the pressure force of the bearing inner ring is configured on the shaft.
  • the relative movement between the bearing inner ring and the shaft is generally reduced, which also reduces the micromotion that leads to fretting corrosion.
  • the conditions between the bearing inner ring and the shaft, similar to the region of the load zone in which the micromotions are reduced, are reproduced by additional pressure in the hazardous area.
  • the compressive force of the bearing inner ring on the shaft is increased by, according to a preferred embodiment, the means is a metal ring press-fit onto the circumference of the bearing inner ring.
  • the metal ring has in particular an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the bearing inner ring. The metal ring is warmed up to be pushed onto the bearing inner ring. After cooling it forms an oversize fit.
  • the additional pressure force is generated by the fact that the means a rope, in particular a steel cable, for producing a press contact between the bearing inner ring and the shaft is.
  • a rope in particular a steel cable
  • Such a rope is distinguished from a metal ring by cost advantages. The rope is clamped outside the load zone around the bearing inner ring and thus pushes the bearing inner ring against the shaft to reduce the micro-movements of the bearing inner ring in this area.
  • the bearing inner ring is longer in the axial direction than the bearing outer ring.
  • An increase in the pressure force of the bearing inner ring on the shaft can also be generated by a suitable profiling of the bearing inner ring.
  • the means is preferably formed by an enlarged radial thickness of the bearing inner ring.
  • the bearing inner ring towards the shaft on a circumferential projection which provides in the hazardous area for a press fit, so that the micro-movements between the bearing inner ring and the shaft are reduced during operation.
  • the means is designed to reduce the contact area between the bearing inner ring and the shaft.
  • This variant is based on the consideration that with a reduction of the contact surface between the bearing inner ring and the shaft, the possibility of the occurrence of micro-movements and thus of fretting corrosion is also reduced.
  • the means is here in particular designed such that it prevents contact of the surfaces of the bearing inner ring and the shaft outside the load zone.
  • Such a means which minimizes the contact area between the bearing inner ring and the shaft, is preferably formed by a reduced outside the load zone radial thickness of the bearing inner ring.
  • the rolling bearing is a spherical roller bearing, which is particularly intended for use in a wind turbine.
  • Fig. 2 is a longitudinal section of a spherical roller bearing with a bearing inner ring, the wall is formed hidden in the lateral edge regions, and
  • Fig. 3 in a longitudinal section a spherical roller bearings, wherein recesses are formed in the lateral edge regions of a bearing inner ring.
  • a spherical roller bearing 2 is shown schematically, further also called simply bearing, which is used for supporting a shaft 4.
  • the bearing 2 essentially comprises a bearing outer ring 6 and a bearing inner ring 8, between which two rows of rolling elements 10 are arranged in a slightly tilted position.
  • the bearing inner ring 8 is non-rotatably mounted on the shaft 4, so that the bearing outer ring 6 and the bearing inner ring 8 about an axis of rotation D are rotatable relative to each other.
  • an axial securing 12 is provided on both sides of the bearing inner ring 8, which prevents axial displacement of the spherical roller bearing 2 along the shaft 4.
  • the bearing 2 is press-fitted on the shaft 4, i. that the inner diameter of the bearing inner ring 8 is smaller in the radial direction in the unmon- tated state than the diameter of the shaft 4.
  • the shaft 4 exerts a compressive force on the bearing 2 and vice versa, which is particularly large, in particular in the rolling body seats, so that in the middle Area under the bearing inner ring 8 a load zone L is formed. Outside the load zone L in the lateral edge regions 14, the load on the shaft 4 is significantly smaller, as a result of which micro-movements between the bearing inner ring 8 and the shaft 4 occur during operation and thus frictional corrosion forms in these regions 14.
  • the metal rings 16 are provided on the bearing inner ring 8 on both sides of the rolling elements 10, which are press-fitted onto the circumference of the bearing inner ring 8 and thus indirectly around the Shaft 4 are pushed.
  • the metal rings 16 generate an additional compressive force, so that the pressure in the hatched areas 15 according to FIG. 1 is increased. So that sufficient space for the metal rings 16 is present, the bearing inner ring 8 is longer in the embodiment of FIG. 1 in the axial direction and protrudes the bearing outer ring. 6
  • steel cables can alternatively be used, which are tied to the circumference of the bearing inner ring 8 and generate a press contact between the bearing inner ring 8 and the shaft 4.
  • Fig. 2 an alternative embodiment of the spherical roller bearing 2 is shown schematically, with the help of which also the formation of fretting corrosion in the press fit of the bearing 2 on the shaft 4 is reduced.
  • the bearing inner ring 8 has an increased radial thickness, by forming a projection 18 directed towards the shaft 4 in the lateral edge regions 14 outside the load zone L, which projection is indicated in the figure by a hatched area.
  • the circumferential projections 18 are pressed onto the shaft, so that the pressure force in these areas 14 is increased and thus the micro movements due to the changing loads during operation of the bearing 2 are reduced.
  • a reduction of the fretting corrosion is achieved in the embodiment of FIG. 3 by a profiling of the bearing inner ring 8.
  • the radial thickness of the bearing inner ring 8 is reduced by a circumferential recess 20 is formed in the manner of a step on the side facing the shaft 4 of the bearing inner ring 8 outside the load zone L. Thanks to the recess 20 in the lateral edge regions 14 of the bearing inner ring 8, there is no contact between the bearing inner ring 8 and the shaft 4, so that no micro-movements and thus no fretting corrosion can occur in these areas 14 during operation.

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Abstract

Disclosed is a roller bearing (2) comprising an outer bearing ring (6) and an inner bearing ring (8), both being rotatable about a rotational axis (D) relative to each other and rolling bodies (10) being arranged between them. The inner bearing ring (8) can be mounted in a rotationally fixed manner onto a shaft (4). In order to reduce the formation of frictional corrosion, a means (16, 18, 20) is provided on the inner bearing ring (8) in an area (14) outside of the load region (L) for reducing micro-movements between the inner bearing ring (8) and a shaft (4).

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
Wälzlagerroller bearing
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Wälzlager umfassend einen Lageraußenring und einen Lagerinnenring, die um eine Drehachse relativ zueinander drehbar sind und zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, wobei der Lagerinnenring drehfest auf eine Welle montierbar ist.The invention relates to a rolling bearing comprising a bearing outer ring and a bearing inner ring, which are rotatable relative to each other about an axis of rotation and between which rolling elements are arranged, wherein the bearing inner ring is rotatably mounted on a shaft.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Beim Einsatz von Lagern kommt es vor, dass durch ein Zusammenspiel zwischen chemischen Reaktionen, wie z.B. Oxidation, und einer starken mechanischen Belastung beim Bewegen des Lagers Oxidschichten gebildet und anschließend zerstört werden. Ein Beispiel für einen solchen Verschleißmechanismus, der infolge chemischer Reaktion und mechanischer Zerstörung der Reaktionsschichten zu Stande kommt, ist die Bildung von Passungsrost. Passungsrost entsteht beispielsweise bei großen Pendelrollenlagern, die in Windkraftanlagen eingesetzt sind und häufigen wechselnden Belastungen ausgesetzt sind.When using bearings, oxide layers are formed and subsequently destroyed by an interaction between chemical reactions, such as oxidation, and a strong mechanical load during movement of the bearing. An example of such a wear mechanism, which occurs as a result of chemical reaction and mechanical destruction of the reaction layers, is the formation of Fretting corrosion. Fretting corrosion occurs, for example, in large spherical roller bearings that are used in wind turbines and are exposed to frequent alternating loads.
In der DE 10 2005 029 075 A1 ist eine Anordnung zur Lagerung eines Maschinenteils mittels eines Wälzlagers beschrieben, bei der zur Vermeidung von ungünstigen Bordbelastungen, die insbesondere zum Passungsrost führen, der Außenring des Wälzlagers eine wendeiförmig verlaufende Nut aufweist, so dass eine spannungsfreie Lagerung ermöglicht ist. Dank der Aus- gestaltung der Nut wird keine Schraubwirkung erzeugt, wenn die Nut von Öl durchflössen wird, so dass ein Wandern des Außenrings relativ zum Maschinenteil unterbunden wird.In DE 10 2005 029 075 A1 an arrangement for supporting a machine part by means of a rolling bearing is described, in which the outer ring of the rolling bearing has a helically extending groove to avoid unfavorable on-board loads, which in particular lead to fretting corrosion, so that a tension-free storage allows is. Thanks to the design of the groove, no screwing action is generated when the groove is traversed by oil, so that migration of the outer ring relative to the machine part is prevented.
Aus der DE 103 40 261 A1 ist ein Wälzlager zu entnehmen, welches eine Antriebswelle bezüglich eines Gehäuses lagert. Auf einen Außenring desFrom DE 103 40 261 A1 a rolling bearing is to be taken, which supports a drive shaft with respect to a housing. On an outer ring of the
Lagers wirkt eine umlaufende Radiallast, die Passungsrost zwischen demBearing acts a circumferential radial load, the fretting between the
Außenring und dem Gehäuse verursacht. Zur Lösung dieses Problems ist ein Gleitlager zwischen dem Außenring und dem Gehäuse vorgesehen. Eine derartige Anordnung ist jedoch wegen dem zusätzlichen Gleitlager mit hohen Kosten verbunden.Outer ring and the housing caused. To solve this problem, a sliding bearing between the outer ring and the housing is provided. However, such an arrangement is associated with high costs because of the additional slide bearing.
Aus der DE 1 521 883 geht ein Feststoffschmiermittel zur Bekämpfung von Passungsrost hervor, das allerdings nicht für Wälzlager geeignet ist.DE 1 521 883 discloses a solid lubricant for controlling fretting corrosion which, however, is not suitable for rolling bearings.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Passungsrostbildung bei einem Wälzlager zu verringern. Lösung der AufgabeThe invention has for its object to reduce the fretting corrosion in a rolling bearing. Solution of the task
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wälzlager umfassend einen Lageraußenring und einen Lagerinnenring, die um eine Drehachse relativ zueinander drehbar sind und zwischen denen Wälzkörper angeordnet sind, wobei der Lagerinnenring drehfest auf eine Welle montierbar ist und wobei im montierten Zustand am Lagerinnenring in einem Bereich außerhalb der Lastzone ein Mittel zur Verringerung von Mikrobewegungen zwischen dem Lagerinnenring und der Welle vorgesehen ist.The object is achieved by a rolling bearing comprising a bearing outer ring and a bearing inner ring which are rotatable about an axis of rotation relative to each other and between which rolling elements are arranged, wherein the bearing inner ring is rotatably mounted on a shaft and wherein in the assembled state on the bearing inner ring in an area outside the load zone is provided a means for reducing micro-movements between the bearing inner ring and the shaft.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass in der Lastzone, d.h. die Zone hoher Belastung zwischen dem Lagerinnenring und der Welle, meistens definiert durch den Sitz der Wälzkörper auf dem Lagerinnenring, seltener Passungsrost entsteht als in den niedrig belasteten Bereichen außerhalb der Lastzone. Durch Berechnungen wurde belegt, dass die in diesen Bereichen auftretenden Biege-Wechselbeanspruchungen die Bildung von Passungsrost begünstigen. Dies ist durch Mikrobewegungen beim Gleiten der Oberflächen des Lagerinnenrings und der Welle gegeneinander begründet.Experience has shown that in the load zone, i. the zone of high load between the bearing inner ring and the shaft, usually defined by the seat of the rolling elements on the bearing inner ring, less fretting occurs than in the low-load areas outside the load zone. Calculations have shown that the alternating bending stresses occurring in these areas promote the formation of fretting corrosion. This is due to micro-movements when sliding the surfaces of the bearing inner ring and the shaft against each other.
Aufbauend auf der Erkenntnis, dass Passungsrost infolge sowohl Oxidation als auch mechanischer Abrieb zwischen dem Lagerinnenring und der Welle entsteht, werden erfindungsgemäß die mechanischen Wechselwirkungen, die zum Verschleißprozess führen, beeinflusst, um die Bildung von Passungsrost zu verringern. Hierfür ist ein Mittel vorgesehen, welches die Mikro- bewegungen zwischen dem Lagerinnenring und der Welle, die insbesondere durch die Verformung der Komponenten bei einer Wechselbelastung im Einsatz des Lagers entstehen, unterdrückt. Dieses Mittel kann ein zusätzliches Bauelement sein, welches auf den Lagerinnenring und/oder die Welle wirkt. Das Mittel kann alternativ auch eine besondere Ausgestaltung des Lagerin- nenrings darstellen, durch welche das Zusammenspiel zwischen dem Lagerinnenring und der Welle beeinflusst ist. Das Mittel wird in einem Bereich außerhalb der Lastzone eingesetzt. Dieser Bereich erstreckt sich insbesondere axial etwa zwischen dem Sitz der Wälzkörper am Lagerinnenring und dem seitlichen Rand des Lagerinnenrings. Da der Schwerpunkt der Druckkraft, die das Wälzlager und die Welle aufeinan- der ausüben, bei den Wälzkörpern liegt, befindet sich die Lastzone im Wesentlichen unterhalb des Sitzes der Wälzlagerkörper am Lagerinnenring. Dabei ist sowohl bei einreihigen als auch bei zweireihigen Wälzlagern der Bereich beidseitig der Lastzone passungsrostgefährdet, so dass insbesondere dieser Bereich durch das Anbringen des Mittels zur Verringerung der Mik- robewegungen geschützt wird.Based on the recognition that fretting corrosion as a result of both oxidation and mechanical abrasion between the bearing inner ring and the shaft is formed, according to the invention, the mechanical interactions that lead to the wear process, influenced to reduce the formation of fretting corrosion. For this purpose, a means is provided which suppresses the micro-movements between the bearing inner ring and the shaft, which arise in particular by the deformation of the components in an alternating load in the use of the bearing. This means may be an additional component which acts on the bearing inner ring and / or the shaft. Alternatively, the means may also be a special embodiment of the bearing inner ring, by which the interaction between the bearing inner ring and the shaft is influenced. The agent is used in an area outside the load zone. This area extends in particular axially approximately between the seat of the rolling elements on the bearing inner ring and the lateral edge of the bearing inner ring. Since the center of gravity of the compressive force which the rolling bearing and the shaft exert on one another lies with the rolling bodies, the load zone is located substantially below the seat of the rolling bearing bodies on the bearing inner ring. In the case of single-row and double-row roller bearings, the area on both sides of the load zone is susceptible to corrosion, so that in particular this area is protected by the attachment of the means for reducing the micro-movements.
Nach einer ersten bevorzugten Variante ist das Mittel zur Erhöhung der Druckkraft des Lagerinnenrings auf die Welle ausgestaltet. Durch die Erhöhung der Pressung auf die Welle im Bereich außerhalb der Lastzone wird im Allgemeinen die Relativbewegung zwischen dem Lagerinnenring und der Welle reduziert, wodurch auch die Mikrobewegungen, die zum Entstehen von Passungsrost führen, verringert werden. Durch einen zusätzlichen Druck im gefährdeten Bereich werden insbesondere die Bedingungen zwischen dem Lagerinnenring und der Welle ähnlich dem Bereich der Lastzone, in der die Mikrobewegungen reduziert sind, nachgebildet.According to a first preferred variant, the means for increasing the pressure force of the bearing inner ring is configured on the shaft. By increasing the pressure on the shaft in the area outside the load zone, the relative movement between the bearing inner ring and the shaft is generally reduced, which also reduces the micromotion that leads to fretting corrosion. In particular, the conditions between the bearing inner ring and the shaft, similar to the region of the load zone in which the micromotions are reduced, are reproduced by additional pressure in the hazardous area.
Die Druckkraft des Lagerinnenrings auf die Welle wird erhöht, indem gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung das Mittel ein unter Presssitz auf den Umfang des Lagerinnenrings aufschiebbarer Metallring ist. Der Metallring weist insbesondere einen Innendurchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Lagerinnenrings. Der Metallring wird aufgewärmt, um auf den Lagerinnenring aufgeschoben zu werden. Nach seinem Abkühlen bildet er eine Übermaßpassung.The compressive force of the bearing inner ring on the shaft is increased by, according to a preferred embodiment, the means is a metal ring press-fit onto the circumference of the bearing inner ring. The metal ring has in particular an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the bearing inner ring. The metal ring is warmed up to be pushed onto the bearing inner ring. After cooling it forms an oversize fit.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wird die zusätzliche Druckkraft dadurch erzeugt, dass das Mittel ein Seil, insbesondere ein Stahlseil, zur Herstellung eines Presskontakts zwischen dem Lagerinnenring und der Welle ist. Ein solches Seil zeichnet sich gegenüber einem Metallring durch Kostenvorteile aus. Das Seil wird außerhalb der Lastzone um den Lagerinnenring verspannt und drückt somit den Lagerinnenring gegen die Welle zur Reduzierung der Mikrobewegungen des Lagerinnenrings in diesem Bereich.According to an alternative embodiment, the additional pressure force is generated by the fact that the means a rope, in particular a steel cable, for producing a press contact between the bearing inner ring and the shaft is. Such a rope is distinguished from a metal ring by cost advantages. The rope is clamped outside the load zone around the bearing inner ring and thus pushes the bearing inner ring against the shaft to reduce the micro-movements of the bearing inner ring in this area.
Damit ausreichend Platz zum Aufbringen von einem Metallring oder einem Seil vorhanden ist, ist der Lagerinnenring in Axialrichtung länger als der Lageraußenring.So that there is sufficient space for applying a metal ring or a rope, the bearing inner ring is longer in the axial direction than the bearing outer ring.
Eine Erhöhung der Druckkraft des Lagerinnenrings auf die Welle kann außerdem durch eine geeignete Profilierung des Lagerinnenrings erzeugt werden. Dabei ist das Mittel vorzugsweise durch eine vergrößerte radiale Dicke des Lagerinnenrings gebildet. Bevorzugt weist der Lagerinnenring zur Welle hin eine umlaufende Auskragung auf, welche im gefährdeten Bereich für eine Presspassung sorgt, so dass die Mikrobewegungen zwischen dem Lagerinnenring und der Welle im Betrieb reduziert werden.An increase in the pressure force of the bearing inner ring on the shaft can also be generated by a suitable profiling of the bearing inner ring. In this case, the means is preferably formed by an enlarged radial thickness of the bearing inner ring. Preferably, the bearing inner ring towards the shaft on a circumferential projection, which provides in the hazardous area for a press fit, so that the micro-movements between the bearing inner ring and the shaft are reduced during operation.
Nach einer alternativen bevorzugten Variante ist das Mittel dafür ausgebildet, den Kontaktbereich zwischen dem Lagerinnenring und der Welle zu verklei- nern. Diese Variante beruht auf der Überlegung, dass bei einer Reduzierung der Kontaktfläche zwischen dem Lagerinnenring und der Welle die Möglichkeit zum Entstehen von Mikrobewegungen und somit von Passungsrost ebenfalls reduziert wird. Das Mittel ist hierbei insbesondere derart ausgebildet, dass es eine Berührung der Oberflächen des Lagerinnenrings und der Welle außerhalb der Lastzone verhindert.According to an alternative preferred variant, the means is designed to reduce the contact area between the bearing inner ring and the shaft. This variant is based on the consideration that with a reduction of the contact surface between the bearing inner ring and the shaft, the possibility of the occurrence of micro-movements and thus of fretting corrosion is also reduced. The means is here in particular designed such that it prevents contact of the surfaces of the bearing inner ring and the shaft outside the load zone.
Ein derartiges Mittel, welches den Kontaktbereich zwischen dem Lagerinnenring und der Welle minimiert, ist vorzugsweise durch eine außerhalb der Lastzone verringerte radiale Dicke des Lagerinnenrings gebildet. Bevorzugt weist hierbei der Lagerinnenring zur Welle hin eine außerhalb der Lastzone umlaufende Ausnehmung nach Art einer Stufe auf. Betrachtet in einem Längsschnitt ist angefangen vom seitlichen Rand des Lagerinnenrings und fortgesetzt in Axialrichtung ein Teil vom Material des Lagerinnenrings ausgenommen, so dass eine Stufe oder ein Absatz gebildet ist und der Lagerinnenring nur im Bereich der Lastzone auf der Welle aufliegt.Such a means, which minimizes the contact area between the bearing inner ring and the shaft, is preferably formed by a reduced outside the load zone radial thickness of the bearing inner ring. Preferably, in this case, the bearing inner ring towards the shaft on a circumferential outside of the load zone recess in the manner of a step. Viewed in a longitudinal section is starting from the lateral edge of the bearing inner ring and continued in the axial direction a part of the material of the bearing inner ring except that a step or a step is formed and the bearing inner ring rests on the shaft only in the region of the load zone.
Zweckdienlicherweise ist das Wälzlager ein Pendelrollenlager, welches insbesondere für den Einsatz in einer Windkraftanlage vorgesehen ist.Conveniently, the rolling bearing is a spherical roller bearing, which is particularly intended for use in a wind turbine.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. Herein show:
Fig. 1 in einem Längsschnitt ein auf einer Welle angeordnetes Pen- delrollenlager mit Metallringen, die auf den Umfang eines Lagerinnenrings aufgebracht sind,1 in a longitudinal section a arranged on a shaft pen- delrollenlager with metal rings, which are applied to the circumference of a bearing inner ring,
Fig. 2 in einem Längsschnitt ein Pendelrollenlager mit einem Lagerinnenring, dessen Wandung in den seitlichen Randbereichen versteckt ausgebildet ist, undFig. 2 is a longitudinal section of a spherical roller bearing with a bearing inner ring, the wall is formed hidden in the lateral edge regions, and
Fig. 3 in einem Längsschnitt ein Pendelrollenlager, wobei in den seitlichen Randbereichen eines Lagerinnenrings Ausnehmungen ausgebildet sind.Fig. 3 in a longitudinal section a spherical roller bearings, wherein recesses are formed in the lateral edge regions of a bearing inner ring.
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, like-acting parts are provided with the same reference numerals.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung In Fig. 1 ist schematisch ein Pendelrollenlager 2 gezeigt, weiterhin auch einfach Lager genannt, welches zur Lagerung einer Welle 4 eingesetzt ist. Das Lager 2 umfasst im Wesentlichen einen Lageraußenring 6 und einen Lagerinnenring 8, zwischen denen zwei Reihen von Wälzkörpern 10 in leicht ge- neigter Stellung angeordnet sind. Der Lagerinnenring 8 sitzt drehfest auf der Welle 4, so dass der Lageraußenring 6 und der Lagerinnenring 8 um eine Drehachse D relativ zueinander drehbar sind. Weiterhin ist beidseitig des Lagerinnenrings 8 eine axiale Sicherung 12 vorgesehen, die eine axiale Verschiebung des Pendelrollenlagers 2 entlang der Welle 4 verhindert.Detailed description of the drawing In Fig. 1, a spherical roller bearing 2 is shown schematically, further also called simply bearing, which is used for supporting a shaft 4. The bearing 2 essentially comprises a bearing outer ring 6 and a bearing inner ring 8, between which two rows of rolling elements 10 are arranged in a slightly tilted position. The bearing inner ring 8 is non-rotatably mounted on the shaft 4, so that the bearing outer ring 6 and the bearing inner ring 8 about an axis of rotation D are rotatable relative to each other. Furthermore, an axial securing 12 is provided on both sides of the bearing inner ring 8, which prevents axial displacement of the spherical roller bearing 2 along the shaft 4.
Das Lager 2 ist mittels Presspassung auf der Welle 4 aufgebracht, d.h. dass der Innendurchmesser des Lagerinnenrings 8 in Radialrichtung im unmon- tierten Zustand kleiner ist als der Durchmesser der Welle 4. Die Welle 4 übt eine Druckkraft auf das Lager 2 aus und umgekehrt, welche insbesondere im Bereich der Wälzkörpersitze besonders groß ist, so dass im mittleren Bereich unter dem Lagerinnenring 8 eine Lastzone L gebildet ist. Außerhalb der Lastzone L in den seitlichen Randbereichen 14 ist die Belastung auf die Welle 4 deutlich kleiner, wodurch im Betrieb Mikrobewegungen zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Welle 4 entstehen und sich somit in diesen Berei- chen 14 Passungsrost bildet.The bearing 2 is press-fitted on the shaft 4, i. that the inner diameter of the bearing inner ring 8 is smaller in the radial direction in the unmon- tated state than the diameter of the shaft 4. The shaft 4 exerts a compressive force on the bearing 2 and vice versa, which is particularly large, in particular in the rolling body seats, so that in the middle Area under the bearing inner ring 8 a load zone L is formed. Outside the load zone L in the lateral edge regions 14, the load on the shaft 4 is significantly smaller, as a result of which micro-movements between the bearing inner ring 8 and the shaft 4 occur during operation and thus frictional corrosion forms in these regions 14.
Um die Mikrobewegungen zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Welle 4 zu verringern und somit die Bildung von Passungsrost zu beschränken, sind am Lagerinnenring 8 beidseitig der Wälzkörper 10 Metallringe 16 vorgese- hen, die unter Presssitz auf den Umfang des Lagerinnenrings 8 und somit mittelbar um die Welle 4 aufgeschoben sind. Die Metallringe 16 erzeugen eine zusätzliche Druckkraft, so dass die Pressung in den schraffierten Bereichen 15 gemäß Fig. 1 erhöht wird. Damit ausreichend Platz für die Metallringe 16 vorhanden ist, ist der Lagerinnenring 8 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in Axialrichtung länger und übersteht den Lageraußenring 6. Anstelle der Metallringe 16 können alternativ Stahlseile verwendet werden, die auf dem Umfang des Lagerinnenrings 8 festgebunden sind und einen Presskontakt zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Welle 4 erzeugen.In order to reduce the micro-movements between the bearing inner ring 8 and the shaft 4 and thus to restrict the formation of fretting corrosion, the metal rings 16 are provided on the bearing inner ring 8 on both sides of the rolling elements 10, which are press-fitted onto the circumference of the bearing inner ring 8 and thus indirectly around the Shaft 4 are pushed. The metal rings 16 generate an additional compressive force, so that the pressure in the hatched areas 15 according to FIG. 1 is increased. So that sufficient space for the metal rings 16 is present, the bearing inner ring 8 is longer in the embodiment of FIG. 1 in the axial direction and protrudes the bearing outer ring. 6 Instead of the metal rings 16 steel cables can alternatively be used, which are tied to the circumference of the bearing inner ring 8 and generate a press contact between the bearing inner ring 8 and the shaft 4.
In Fig. 2 ist schematisch eine alternative Ausführungsvariante des Pendelrollenlagers 2 dargestellt, mit deren Hilfe ebenfalls das Entstehen von Passungsrost im Presssitz des Lagers 2 auf der Welle 4 reduziert wird. Hierfür weist der Lagerinnenring 8 eine vergrößerte radiale Dicke auf, indem in den seitlichen Randbereichen 14 außerhalb der Lastzone L eine zur Welle 4 hin gerichtete Auskragung 18 ausgebildet ist, die in der Figur durch eine schraffierte Fläche angedeutet ist. Beim Montieren des Lagers 2 auf die Welle 4 werden die umlaufenden Auskragungen 18 auf die Welle gepresst, so dass die Druckkraft in diesen Bereichen 14 erhöht wird und somit die Mikrobewe- gungen aufgrund der wechselnden Belastungen im Betrieb des Lagers 2 reduziert werden.In Fig. 2, an alternative embodiment of the spherical roller bearing 2 is shown schematically, with the help of which also the formation of fretting corrosion in the press fit of the bearing 2 on the shaft 4 is reduced. For this purpose, the bearing inner ring 8 has an increased radial thickness, by forming a projection 18 directed towards the shaft 4 in the lateral edge regions 14 outside the load zone L, which projection is indicated in the figure by a hatched area. When mounting the bearing 2 on the shaft 4, the circumferential projections 18 are pressed onto the shaft, so that the pressure force in these areas 14 is increased and thus the micro movements due to the changing loads during operation of the bearing 2 are reduced.
Eine Verringerung der Passungsrostbildung wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 durch eine Profilierung des Lagerinnenringes 8 erreicht. Hierbei wird jedoch die Kraft, die der Lagerinnenring 8 auf die Welle 4 aus- übt, im passungsrostgefährdeten Bereich 14 nicht erhöht, sondern im Gegenteil wird der Kontaktbereich zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Welle 4 verkleinert. Hierdurch werden die Kontaktflächen, zwischen denen Mik- robewegungen entstehen, ebenfalls verkleinert. Um dies zu erreichen, wird die radiale Dicke des Lagerinnenrings 8 verringert, indem auf der der Welle 4 zugewandten Seite des Lagerinnenrings 8 außerhalb der Lastzone L eine umlaufende Ausnehmung 20 nach Art einer Stufe ausgebildet ist. Dank der Ausnehmung 20 in den seitlichen Randbereichen 14 des Lagerinnenrings 8 besteht kein Kontakt zwischen dem Lagerinnenring 8 und der Welle 4, so dass in diesen Bereichen 14 im Betrieb keine Mikrobewegungen und somit auch kein Passungsrost entstehen können. Liste der BezugszahlenA reduction of the fretting corrosion is achieved in the embodiment of FIG. 3 by a profiling of the bearing inner ring 8. In this case, however, the force exerted by the bearing inner ring 8 on the shaft 4, not increased in passungsrostdangered area 14, but on the contrary, the contact area between the bearing inner ring 8 and the shaft 4 is reduced. This also reduces the contact areas between which micro-movements occur. To achieve this, the radial thickness of the bearing inner ring 8 is reduced by a circumferential recess 20 is formed in the manner of a step on the side facing the shaft 4 of the bearing inner ring 8 outside the load zone L. Thanks to the recess 20 in the lateral edge regions 14 of the bearing inner ring 8, there is no contact between the bearing inner ring 8 and the shaft 4, so that no micro-movements and thus no fretting corrosion can occur in these areas 14 during operation. List of reference numbers
2 Pendellrollenlager2 pendulum roller bearings
4 Welle 6 Lageraußenring4 shaft 6 bearing outer ring
8 Lagerinnenring8 bearing inner ring
10 Wälzkörper10 rolling elements
12 axiale Sicherung12 axial fuse
14 seitlicher Randbereich 15 Bereich erhöhter Druckkraft14 lateral edge region 15 region of increased compressive force
16 Metallring16 metal ring
18 Auskragung18 cantilever
20 Ausnehmung20 recess
D DrehachseD rotation axis
L Lastzone L load zone

Claims

Patentansprüche claims
1. Wälzlager (2) umfassend einen Lageraußenring (6) und einen Lagerinnenring (8), die um eine Drehachse (D) relativ zueinander drehbar sind und zwischen denen Wälzkörper (10) angeordnet sind, wobei der Lagerinnenring (8) drehfest auf eine Welle (4) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerinnenring (8) in einem Bereich (14) außerhalb der Lastzone (L) ein Mittel (16,18,20) zur Verringerung von Mikrobewegungen zwischen dem Lagerinnenring (8) und der Welle (4) vorgesehen ist.1. Rolling bearing (2) comprising a bearing outer ring (6) and a bearing inner ring (8) about a rotational axis (D) are rotatable relative to each other and between which rolling elements (10) are arranged, wherein the bearing inner ring (8) rotationally fixed to a shaft (4) is mountable, characterized in that on the bearing inner ring (8) in a region (14) outside the load zone (L) comprises means (16,18,20) for reducing micro-movements between the bearing inner ring (8) and the shaft ( 4) is provided.
2. Wälzlager (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) zur Erhöhung der Druckkraft des Lagerinnenrings (8) auf die Welle (4) ausgestaltet ist.Second rolling bearing (2) according to claim 1, characterized in that the means (16,18,20) for increasing the pressure force of the bearing inner ring (8) on the shaft (4) is configured.
3. Wälzlager (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) ein unter Presssitz auf den Umfang des Lagerinnenrings (8) aufschiebbarer Metallring (16) ist. 3. rolling bearing (2) according to claim 2, characterized in that the means (16,18,20) is a press-fit on the circumference of the bearing inner ring (8) aufschiebbarer metal ring (16).
4. Wälzlager (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) ein auf den Umfang des Lagerrings (8) aufbringbares Seil zur Herstellung eines Presskontakts zwischen dem Lagerinnenring (8) und der Welle (4) ist.4. rolling bearing (2) according to claim 2 or 3, characterized in that the means (16,18,20) on the circumference of the bearing ring (8) can be applied rope for producing a press contact between the bearing inner ring (8) and the shaft ( 4).
5. Wälzlager (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (8) in Axialrichtung länger ist als der Lageraußenring (6).5. Rolling bearing (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing inner ring (8) is longer in the axial direction than the bearing outer ring (6).
6. Wälzlager (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) durch eine vergrößerte radiale Dicke des Lagerinnenrings (8) gebildet ist.6. rolling bearing (2) according to any one of the preceding claims, characterized in that the means (16,18,20) is formed by an enlarged radial thickness of the bearing inner ring (8).
7. Wälzlager (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (8) zur Welle (4) hin eine umlaufende Auskragung (18) aufweist.7. Rolling bearing (2) according to claim 6, characterized in that the bearing inner ring (8) to the shaft (4) towards a circumferential projection (18).
8. Wälzlager (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) dafür ausgebildet ist, den Kontaktbereich zwischen dem Lagerinnenring (8) und der Welle8. Rolling bearing (2) according to claim 1, characterized in that the means (16,18,20) is adapted to the contact area between the bearing inner ring (8) and the shaft
(4) zu verkleinern.(4) to downsize.
9. Wälzlager (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (16,18,20) durch eine außer- halb der Lastzone (L) verringerte radiale Dicke des Lagerinnenrings (8) gebildet ist.9. rolling bearing (2) according to claim 8, characterized in that the means (16,18,20) by a outside the load zone (L) reduced radial thickness of the bearing inner ring (8) is formed.
10. Wälzlager (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (8) zur Welle (4) hin eine außerhalb der Lastzone (L) umlaufende Ausnehmung (20) nach10. Rolling bearing (2) according to claim 9, characterized in that the bearing inner ring (8) to the shaft (4) out beyond the load zone (L) circumferential recess (20)
Art einer Stufe aufweist. Kind of a stage.
11. Wälzlager (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Pendelrollenlager, insbesondere ein Pendelrollenlager für eine Windkraftanlage, ist. 11. Rolling bearing (2) according to one of the preceding claims, characterized in that it is a spherical roller bearing, in particular a spherical roller bearing for a wind turbine.
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