Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BEARING ASSEMBLY FOR ROTATABLY SUPPORTING A MACHINE ELEMENT AND METHOD FOR FIXING A TAPERED ROLLER BEARING TO A MACHINE ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/112229
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bearing assembly, having a two-rowed tapered roller bearing (1) for rotatably supporting a machine element (3) and having a clamping device (2) for fixing the tapered roller bearing (1) to the machine element (3). The tapered roller bearing (1) has an outer ring (5), the outer diameter of which is at least 1 meter, a first inner ring (7), a second inner ring (9), which is axially disposed next to the first inner ring (7), a set of conically designed first rolling elements (11), which roll between the outer ring (5) and the first inner ring (7), and a set of conically designed second rolling elements (12), which are axially disposed next to the first rolling elements (11) and which roll between the outer ring (5) and the second inner ring (9). The clamping device (2) has a rigid component (18) and an elastically deformable component (19, 23). The rigid component (18) of the clamping device (2) axially stops at the machine element (3). The elastically deformable component (19, 23) of the clamping device (2) is axially clamped and thus axially deformed compared to a relaxed state. The elastically deformable component (19, 23) of the clamping device (2) is connected to the first inner ring (7) of the tapered roller bearing (1), to the second inner ring (9) of the tapered roller bearing (1), to the rigid component (18) of the clamping device (2), or to the machine element (3).

Inventors:
LIESEGANG HANS-JUERGEN (DE)
SEUBERLING MATHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/002102
Publication Date:
October 07, 2010
Filing Date:
April 01, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SKF AB (SE)
LIESEGANG HANS-JUERGEN (DE)
SEUBERLING MATHIAS (DE)
International Classes:
F16C19/38; F03D11/00; F16C25/08; F16C35/063
Domestic Patent References:
WO1999048742A11999-09-30
Foreign References:
DE102004028746A12005-12-29
EP1584829A22005-10-12
JPH0972344A1997-03-18
US4875261A1989-10-24
US4784438A1988-11-15
DE10246825A12004-04-22
Other References:
SKF: "SKF Catalogue 5000E", 1 June 2003, SKF, pages: 212 - 214, XP002597744
"Seals protect large bearings", SEALING TECHNOLOGY, ELSEVIER ADVANCED TECHNOLOGY, KIDLINGTON, GB LNKD- DOI:10.1016/S1350-4789(08)70287-3, vol. 2008, no. 5, 1 May 2008 (2008-05-01), pages 3, XP022688015, ISSN: 1350-4789, [retrieved on 20080501]
Attorney, Agent or Firm:
SCHONECKE, MITJA (DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Lageranordnung zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils und Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers an einem Maschinenteil

1. Lageranordnung mit einem zweireihigen Kegelrollenlager (1) zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils (3) und mit einer Spannvorrichtung (2) zum Fixieren des Kegelrollenlagers (1) am Maschinenteil (3), wobei

- das Kegelrollenlager (1)

- einen Außenring (5), dessen Außendurchmesser wenigstens 1 Meter beträgt, « einen ersten Innenring (7),

- einen zweiten Innenring (9), der axial neben dem ersten Innenring (7) angeordnet ist,

~ einen Satz von konisch ausgebildeten ersten Wälzkörpern (11), die zwischen dem Außenring (5) und dem ersten Innenring (7) abrollen und -- einen Satz von konisch ausgebildeten zweiten Wälzkörpern (12), die axial neben den ersten Wälzkörpern (11) angeordnet sind und zwischen dem Außenring (5) und dem zweiten Innenring (9) abrollen, aufweist

- die Spannvorrichtung (2) eine starre Komponente (18) und eine elastisch deformierbare Komponente (19, 23) aufweist, - die starre Komponente (18) der Spann Vorrichtung (2) axial am Maschinenteil

(3) anschlägt,

- die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) axial eingespannt und dadurch gegenüber einem entspannten Zustand axial deformiert ist und - die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) mit dem ersten Innenring (7) des Kegelrollenlagers (1), mit dem zweiten In- nenring (9) des Kegelrollenlagers (1), mit der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) oder mit dem Maschinenteil (3) verbunden ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innenring (7) axial am Maschinenteil (3) anschlägt oder in Zusammenwirkung mit dem Maschinenteil (3) die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) axial einspannt und der zweite Innenring (9) axial an der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) anschlägt oder in Zusammenwirkung mit der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) a- xial einspannt

3. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (19) der Spann- Vorrichtung (2) stoffschlüssig, insbesondere durch Vulkanisieren, mit dem ersten Innenring (7) des Kegelrollenlagers (1), mit dem zweiten Innenring (9) des Kegelrollenlagers (1), mit der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) oder mit dem Maschinenteil (3) verbunden ist.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (23) der Spannvorrichtung (2) einteilig mit dem ersten mnenring (7) des Kegelrollenlagers (1), mit dem zweiten Innenring (9) des Kegelrollenlagers (1), mit der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) oder mit dem Maschinenteil (3) ausgebildet ist und insbesondere aus dem gleichen Material gefertigt ist wie der erste mnenring (7) des Kegelrollenlagers (1), der zweite Innenring (9) des Kegelrollenlagers (1), die starre Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) oder das Maschinenteil (3).

5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (23) der Spannvorrichtung (2) eine gegenüber der starren Komponente (18) reduzierte Materialstärke aufweist.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (23) der Spannvorrichtung (2) als ein flanschartiger Fortsatz der starren Komponente (18) ausgebildet ist.

7. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die starre Komponente (18) und/oder die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) als ein in Umfangs- richtung geschlossener Ring ausgebildet ist.

8. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die starre Komponente (18) und/oder die elastisch deformierbare

Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) in Umfangsrichtung segmentiert ausgebildet ist.

9. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der

Spannvorrichtung (2) aus Federstahl oder aus Kunststoff, insbesondere aus E- lastomermaterial, gefertigt ist.

10. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Maschinenteil (3) als ein Wellenanschlussteil oder eine Welle ausgebildet ist

11. Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung als eine Komponente einer Wind- energieanlage ausgebildet ist.

12. Windenergieanlage mit einem Rotor, der an einer Rotorwelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle in einer Lageranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche drehbar gelagert ist.

13. Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers (1), das einen Außendurchmesser von wenigstens 1 Meter besitzt, mittels einer Spannvorrichtung (2), die eine starre Komponente (18) und eine elastisch deformierbare Komponente (19, 23) aufweist, an einem Maschinenteil (3), wobei die starre Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) axial dem Maschinenteil (3) angenähert wird, bis sie am Maschinenteil (3) anschlägt und dabei die elastisch deformierbare

Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2), die mit dem Kegelrollenlager (1), der starren Komponente (18) der Spannvorrichtung (2) oder dem Maschinenteil (3) verbunden ist, um einen Deformationsweg (x) axial deformiert wird, der so groß ist, dass das Kegelrollenlager (1) mit einer axialen Kraft (F), die einen Wert zwischen einem vorgegebenen Minimalwert (F min) und einem vorgegebenen Maximalwert (F max) aufweist, axial zwischen der starren Komponente (18) der Klemmvorrichtung (2) und dem Maschinenteil (3) oder einem mit dem Maschinenteil (3) verbundenen Befestigungselement geklemmt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) hinsichtlich ihrer elastischen Konstante (k) und ihrer zugelassenen Maßtoleranzen und die starre Komponente (18) der Spannvorrichtung (2), das Maschinenteil (3) und das Kegelrollenlager (1) hinsichtlich ihrer zugelassenen Maßtoleranzen so aufeinander abgestimmt werden, dass das Produkt aus dem sich im Rahmen der zugelassenen Maßtoleranzen ergebenden minimalen axialen Deformationsweg (x) und der elastischen Konstante (k) der elastisch deformierbaren Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) mindestens dem vorgegebenen Minimalwert (F_min) der axialen Kraft (F) entspricht.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch deformierbare Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) hinsichtlich ihrer elastischen Konstante (k) und ihrer zugelassenen Maßtoleranzen und die starre Komponente (18) der Spannvorrichtung (2), das Ma- schinenteil (3) und das Kegelrollenlager (1) hinsichtlich ihrer zugelassenen

Maßtoleranzen so aufeinander abgestimmt werden, dass das Produkt aus dem sich im Rahmen der zugelassenen Maßtoleranzen ergebenden maximalen axialen Deformationsweg (x) und der elastischen Konstante (k) der elastisch deformierbaren Komponente (19, 23) der Spannvorrichtung (2) maximal dem vorgegebenen Maximalwert (F max) der axialen Kraft (F) entspricht.

Description:
B e s c h r e i b u n g

Lageranordnung zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils und Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers an einem Maschinenteil

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem als zweireihiges Kegelrollen- lager ausgebildeten Großlager zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils und mit einer Spannvorrichtung zum Fixieren des Kegelrollenlagers am Maschinenteil. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage mit einer derartigen Lageranordnung und ein Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers an einem Maschinenteil.

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

Bei der Konstruktion eines Großlagers ist ein reines Hochskalieren der Lagergeo- metrie ausgehend von einem bekannten „kleinen" Lager in der Regel nicht sinnvoll, da bei Großlagern häufig andere Kriterien wie beispielsweise das Gewicht, der für die Herstellung erforderliche Materialeinsatz, der Montageaufwand, Reparaturmöglichkeiten usw. in den Vordergrund treten.

Es ist bereits bekannt, ein Großlager durch ein axiales Verspannen auf einer Welle zu fixieren. Hierzu stützt sich das Großlager auf einer axialen Seite auf einer WeI- lenschulter ab. Auf der entgegengesetzten Seite wird ein Spannring axial gegen das Großlager gepresst, so dass das Großlager axial zwischen der Wellenschulter und dem Spannring eingeklemmt ist. Da die axiale Verspannung eines beispielsweise als Kegelrollenlager ausgebildeten Großlagers das interne Spiel bzw. die interne Vorspannung des Großlagers beeinflussen kann, ist eine präzise Einstellung der axialen Kräfte, die auf das Großlager einwirken, mitunter sehr wichtig. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise bekannt, zum Ausgleich von Toleranzen einen individuell angepassten Zwischenring axial zwischen dem Großlager und dem Spannring anzuordnen. Die individuelle Anfertigung des Zwischenrings bzw. die Auswahl eines passenden Zwischenrings aus einem Sortiment von Zwischenringen erfordert allerdings einen zusätzlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montage einer Lageranordnung, die ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Großlager aufweist, mit einer definierten Vorspannung mit geringem Aufwand zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung mit der Merkmalskombination des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers gemäß Anspruch 13 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung weist ein zweireihiges Kegelrollenlager zur drehbaren Lagerung eines Maschinenteils und eine Spannvorrichtung zum Fixieren des KegehOllenlagers am Maschinenteil auf. Das Kegelrollenlager weist einen Außenring, dessen Außendurchmesser wenigstens 1 Meter beträgt, einen ersten Innenring, einen zweiten Innenring, der axial neben dem ersten Innenring angeordnet ist, einen Satz von konisch ausgebildeten ersten Wälzkörpern, die zwischen dem Außenring und dem ersten Innenring abrollen und einen Satz von konisch ausgebildeten zweiten Wälzkörpern, die axial neben den ersten Wälzkörpem angeordnet sind und zwischen dem Außenring und dem zweiten Innenring abrollen, auf. Die Spannvorrichtung weist eine starre Komponente und eine elastisch deformierbare Komponente auf. Die starre Komponente der Spannvorrichtung schlägt axial am Maschinenteil an. Die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung ist axial eingespannt und dadurch gegenüber einem entspannten Zustand axial deformiert. Die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung ist mit dem ersten Innenring des Kegelrollenlagers mit dem zweiten Innenring des Kegel- rollenlagers, mit der starren Komponente der Spannvorrichtung oder mit dem Maschinenteil verbunden.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit relativ geringem Aufwand sichergestellt ist, dass die axiale Vorspannung des Kegelrollenlagers innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Durch den Einsatz der elastisch deformierbaren Komponente können Maßtoleranzen bei den verwendeten Bauteilen ausgeglichen werden. Wenn bei den verwendeten Bauteilen die zugelassenen Maßtoleranzen eingehalten werden, ist sichergestellt, dass die axiale Vorspannung des Kegelrollenlagers innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Individuelle Anpassungs- oder Justagemaßnahmen sind hierzu nicht erforderlich. Durch die Verbindung der elastisch deformierbaren Komponente mit einem ohnehin vorhandenen Bauteil wird zudem erreicht, dass sich die Anzahl der bei der Montage der Lageranordnung zu handhabenden Bauteile nicht erhöht und demgemäß die Montage schnell und effizient durchgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lageranordnung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der erste Innenring axial am Maschinenteil anschlägt oder in Zusammenwirkung mit dem Maschinenteil die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung axial einspannt und der zweite Innenring axial an der starren Komponente der Spannvorrichtung anschlägt oder in Zusammenwirkung mit der starren Komponente der Spannvorrichtung die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrich- tung axial einspannt

Die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung kann stoffschlüssig, insbesondere durch Vulkanisieren, mit dem ersten Innenring des Kegelrollenlagers, mit dem zweiten Innenring des Kegelrollenlagers mit der starren Komponente der Spannvorrichtung oder mit dem Maschinenteil verbunden ist. Eine derartige Verbindung kann mit einem geringen Aufwand hergestellt werden und besitzt eine ausreichende Festigkeit.

Ebenso besteht auch die Möglichkeit, dass die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung einteilig mit dem ersten Innenring des Kegelrollenlagers, mit dem zweiten Innenring des Kegelrollenlagers, mit der starren Komponente der Spannvorrichtung oder mit dem Maschinenteil ausgebildet ist und insbesondere aus dem gleichen Material gefertigt ist wie der erste Innenring des Kegelrollenlagers, der zweite Innenring des Kegelrollenlagers, die starre Komponente der Spannvorrichtung oder das Maschinenteil. Diese Ausführungsvariante stellt eine besonders kostengünstige Realisierungsform mit einer hohen Lebensdauer dar.

Insbesondere kann die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung eine gegenüber der starren Komponente reduzierte Materialstärke aufweist. Dadurch wird auf sehr einfache Weise eine leichtere Verformbarkeit erreicht. Beispielsweise kann die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung als ein flanschartiger Fortsatz der starren Komponente ausgebildet sein.

Die starre Komponente und/oder die elastisch deformierbare Komponente der

Spannvorrichtung als ein in Umfangsrichtung geschlossener Ring ausgebildet ist. Dadurch kann die Anzahl an Einzelbauteilen gering gehalten werden. Ebenso ist es aber auch möglich, die starre Komponente und/oder die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung in Umfangsrichtung segmentiert auszubilden. Dadurch kann insbesondere bei sehr großen Lageranordnungen die Handhabung erleichtert und bei einer schlechten Zugänglichkeit der Montageaufwand reduziert werden.

Die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung kann beispielsweise aus Federstahl oder aus Kunststoff, insbesondere aus Elastomermaterial, gefertigt sein. Diese Materialien sind kostengünstig verfügbar und über einen ausreichenden Deformationsweg elastisch deformierbar.

Das Maschinenteil kann beispielsweise als ein Wellenanschlussteil oder eine Welle ausgebildet sein

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Lageranordnung als eine Komponente einer Windenergieanlage ausgebildet. Bei Windenergieanlagen kommen Lageranordnungen mit sehr großen Abmessungen zum Einsatz und es ist eine kurze Montagezeit erwünscht. Insbesondere bei Off-Shore- Anlagen kann der Montagezeit sogar eine herausragende Bedeutung zukommen, da eine Montage nur bei günstigen Wetterbedingungen möglich ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Windenergieanlage mit einem Rotor, der an einer Rotorwelle befestigt ist, die in einer erfindungsgemäßen Lageranordnung drehbar gelagert ist.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren eines Kegelrollenlagers, das einen Außendurchmesser von wenigstens 1 Meter besitzt, mittels einer Spannvorrichtung, die eine starre Komponente und eine elastisch deformierbare

Komponente aufweist, an einem Maschinenteil. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die starre Komponente der Spannvorrichtung axial dem Maschinenteil angenähert, bis sie am Maschinenteil anschlägt. Dabei wird die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung, die mit dem Kegelrollenlager, der starren Komponente der Spannvorrichtung oder dem Maschinenteil verbunden ist, um einen Deformationsweg axial deformiert, der so groß ist, dass das Kegelrollenlager mit einer axialen Kraft, die einen Wert zwischen einem vorgegebenen Minimalwert und einem vorgegebenen Maximalwert aufweist, axial zwischen der starren Komponente der Klemmvorrichtung und dem Maschinenteil oder einem mit dem Ma- schinenteil verbundenen Befestigungselement geklemmt wird. Da die starre Komponente der Spannvorrichtung dem Maschinenteil bis zum Anschlagen an das Maschinenteil axial genähert wird und dadurch ohne weitere Justa- ge bereits die richtige axiale Vorspannung des Kegelrollenlagers eingestellt ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach und schnell durchgeführt werden.

Insbesondere können beim erfindungsgemäßen Verfahren die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung hinsichtlich ihrer elastischen Konstante und ihrer zugelassenen Maßtoleranzen und die starre Komponente der Spannvorrichtung, das Maschinenteil und das Kegelrollenlager hinsichtlich ihrer zugelassenen Maßtoleranzen so aufeinander abgestimmt werden, dass das Produkt aus dem sich im Rahmen der zugelassenen Maßtoleranzen ergebenden mimmalen axialen Deformationsweg und der elastischen Konstante der elastisch deformierbaren Kompo- nente der Spann Vorrichtung mindestens dem vorgegebenen Minimal wert der axialen Kraft entspricht.

Weiterhin können beim erfindungsgemäßen Verfahren die elastisch deformierbare Komponente der Spannvorrichtung hinsichtlich ihrer elastischen Konstante und ihrer zugelassenen Maßtoleranzen und die starre Komponente der Spannvorrichtung, das Maschinenteil und das Kegelrollenlager hinsichtlich ihrer zugelassenen Maßtoleranzen so aufeinander abgestimmt werden, dass das Produkt aus dem sich im Rahmen der zugelassenen Maßtoleranzen ergebenden maximalen axialen Deformationsweg und der elastischen Konstante der elastisch deformierbaren Kompo- nente der Spannvorrichtung maximal dem vorgegebenen Maximalwert der axialen Kraft entspricht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiele erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lageranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung,

Figur 2 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung und

Figur 3 das in Figur 1 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageranordnung während der Montage in Schnittdarstellung.

Figur 1 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lageranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Lageranordnung weist ein zweireihiges Kegeh * ollenlager 1 und eine Spannvorrichtung 2 auf, mit der das Kegelκ>llenlager 1 an einem Wellenanschlussteil 3 fixiert ist. Das Wellenanschluss- teil 3 kann beispielsweise an einer nicht figürlich dargestellten Rotorwelle befestigt sein, die von einem Rotor einer Windenergieanlage angetrieben wird.

Das Kegelrollenlager 1 weist eine Rotationsachse 4 auf. Soweit im Folgenden nichts anderes angegeben ist, sind Richtungsangaben jeweils auf diese Rotationsachse 4 des Kegelrollenlagers 1 bezogen. Eine axiale Richtung ist somit eine Richtung parallel zur Rotationsachse 4 des Kegelrollenlagers 1. Eine radiale Richtung ist eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse 4 des Kegerrollenlagers 1.

Das Kegelrollenlager 1 weist einen Außenring 5 mit zwei axial nebeneinander angeordneten konischen Laufbahnen auf, die zusammen ein V-förmiges Profil ausbilden. Der Außenring 5 verfügt über einen Außendurchmesser von wenigstens 1 Meter und weist axiale Bohrungen 6 auf, mit deren Hilfe der Außenring 5 an einem nicht figürlich dargestellten Gehäuse befestigt werden kann. Weiterhin weist das Kegelrollenlager 1 zwei axial nebeneinander angeordnete Innenringe 7 und 8 mit je einer konischen Laufbahn auf. Der Innenring 7 weist eine äußere axiale Endfläche 8 und der Innenring 9 eine äußere axiale Endfläche 10 auf. Der Außenring 5 und die beiden Innenringe 7, 9 sind beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel als in Umfangs- richtung geschlossene Ringe ausgebildet. Prinzipiell ist es auch möglich, segmentierte Ringe einzusetzen.

Auf der Laufbahn des Innenrings 7 und der benachbarten Laufbahn des Außenrings 5 rollen konisch ausgebildete Wälzkörper 11 ab. Auf der Laufbahn des Innenrings 9 und der benachbarten Laufbahn des Außenrings 5 rollen konisch ausgebildete Wälzkörper 12 ab. Die Wälzkörper 11 sind in einem Käfig 13, die Wälzkörper 12 in einem Käfig 14 angeordnet. Die Käfige 13, 14 können segmentiert oder in Um- fangsrichtung geschlossen ausgebildet sein. Beispielsweise können die einzelnen Käfigsegmente in Umfangsrichtung aneinandergereiht sein, wie in der DE 102 46 825 Al offenbart und aus Kunststoff hergestellt sein.

Die beiden Innenringe 7, 9 sind auf dem Wellenanschlussteil 3 angeordnet und drehfest mit dem Wellenanschlussteil 3 verbunden. Hierfür weist das Wellenanschlussteil 3 eine Schulter 15 mit einer axialen Anschlagfläche 16 auf, an die der Innenring 7 mit seiner äußeren axialen Endfläche 8 axial anschlägt. Weiterhin weist das Wellenanschlussteil 3 an ihrem zur Schulter 15 engegengesetzten axialen Ende eine axiale Anschlagfläche 17 auf.

Die Spannvorrichtung 2 weist einen Klemmring 18 und einen elastischen Ring 19 auf. Der Klemmring 18 ist beispielsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, gefertigt und weist axiale Bohrungen 20 und im Bereich der axialen Bohrungen 20 eine axiale Anschlagfläche 21 auf, die an die axiale Anschlagfläche 17 des Wellenan- schlussteils 3anschlägt. Der elastische Ring 19 ist an der Axialseite des Klemmrings 18 befestigt, die der äußeren axialen Endfläche 10 des Innenrings 9 des Kegelrollen- lagers 1 zugewandt ist und weist eine axiale Endfläche 22 auf, die an der äußeren axialen Endfläche 10 des Innenrings 9 anliegt. Beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der elastische Ring 19 aus einem E- lastomermaterial gefertigt und durch Vulkanisieren mit dem Klemmring 18 verbunden. Für die Befestigung des elastischen Rings 19 am Klemmring 18 kommen jedoch auch andere stoffschlüssige Verbindungen in Frage. Ebenso ist auch eine formschlüssige Verbindung möglich. Weiterhin sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Klemmring 18 und der elastische Ring 19 jeweils in Umfangsrich- tung geschlossen ausgebildet. Alternativ dazu können der Klemmring 18 und/oder der elastische Ring 19 auch segmentiert ausgebildet sein.

Der elastische Ring 19 ist axial zwischen dem Innenring 9 des Kegelrollenlagers 1 und dem Klemmring 18 eingespannt, da der Innenring 7 durch die Schulter 15 des Wellenanschlussteils 3 an einem Ausweichen in Axialrichtung gehindert ist und der Klemmring 18 mittels Spannschrauben 24 mit dem Wellenanschlussteil 3 verschraubt ist. Gegenüber einem undeformierten Zustand ist der elastische Ring in Axialrichtung um einen axialen Deformationsweg x gestaucht. Auf die Innenring 7, 9 des Kegelrollenlagers 1 wirkt demgemäß eine axiale Kraft F ein, die umso größer ist, je stärker der elastische Ring 19 axial gestaucht ist, d. h. je größer der axiale Deformationsweg x ist. Somit steht das Kegelrollenlager 1 unter einer axialen Vorspannung, deren Größe der axialen Kraft F entspricht. Wenn der elastische Ring 19 eine elastische Konstante k aufweist, ergibt sich für die axiale Kraft F:

F = k*x.

Der axiale Deformationsweg x des elastischen Rings 19 wird dadurch begrenzt, dass der Klemmring 18 mit seiner axialen Anschlagfläche 21 axial an die axiale Anschlagfläche 17 des Wellenanschlussteils 3 anschlägt. Ein axiales Verschieben des Klemmrings 18 bis zu diesem Anschlagszustand kann mit Hilfe der Spannschrauben 24 erfolgen, die axial durch die axiale Bohrungen 20 gefädelt und in das Wellenanschlussteil 3 eingeschraubt werden. Im fertig montierten Zustand des Kegelrollenlagers 1 sind die Spannschrauben 24 vollständig angezogen, so dass der Klemmring 18 axial an das Wellenanschlussteil 3 anschlägt. Dadurch ist der axiale Deformationsweg x des elastischen Rings 19 und damit die axiale Kraft F auf die Innenringe 7, 9 prinzipiell genau definiert und demgemäß die axiale Vorspannung des Kegelrollenlagers 1 genau vorgegeben.

Infolge von Toleranzen bei den axialen Abmessungen des elastischen Rings 19, des Klemmrings 18, des Wellenanschlussteils 3 und der Innenringe 7, 9 weist der Deformationsweg x des elastischen Rings 19 im fertig montierten Zustand nicht immer genau den gleichen Wert auf, sondern kann innerhalb einer Bandbreite zwischen einem Minimal wert x min und einem Maximalwert x max variieren. Demgemäß kann auch die auf den Innenringe 7, 9 ausgeübte axiale Kraft F zwischen einem Minimalwert F min und einem Maximalwert F max variieren.

Der Minimalwert x min für den axialen Deformationsweg x und damit der Mini- malwert F_min für die axiale Kraft ergeben sich für eine erste Kombination von maximal ausgeschöpften Toleranzen bei den axialen Abmessungen. Bei einer zweiten Kombination von maximal ausgeschöpften Toleranzen ergibt sich der Maximalwert x max des axialen Deformationsweges x und damit auch der Maximalwert F max der axialen Kraft F.

Im Einzelnen nimmt der der axiale Deformati ons weg x mit steigendem axialen Abstand al zwischen der axialen Endfläche 22 des elastischen Rings 19 und der axialen Anschlagfläche 21 des Klemmrings 18 im undeformierten Zustand des elastischen Rings 19 zu, mit steigendem axialen Abstand a2 zwischen den beiden Axialanschlägen 16, 17 des Wellenanschlussteils 3 ab und mit steigendem axialen Abstand a3 zwischen den äußeren axialen Endflächen 8, 10 der Innenringe 7, 9 zu. Der Minimalwert F min der axialen Kraft ergibt sich für eine Kombination der kleinsten zulässigen Werte für a 1 und a3 und des größten zulässigen Wertes für a2. Der Maximalwert F max der axialen Kraft ergibt sich für eine Kombination der größten zulässigen Werte für a 1 und a3 und des kleinsten zulässigen Wertes für a2. Um sicherzustellen, dass die axiale Kraft F auf die Innenring 7, 9 und damit die axiale Vorspannung des Kegelrollenlagers 1 auch bei einer ungünstigen Kombination der Toleranzen für die axialen Abstände al, a2 und a3 in einem zulässigen Bereich liegt, werden die zugelassenen Toleranzen für die axialen Abstände al, a2 und a3 und die elastische Konstante k des elastischen Rings 19 so aufeinander abgestimmt, dass der Minimalwert F min und der Maximalwert F max der axialen Kraft F jeweils gerade noch im zulässigen Bereich liegen.

Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lageran- Ordnung kann insbesondere hinsichtlich der Ausbildung der Spannvorrichtung 2 auf vielfältige Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann der elastische Ring 19 statt am Klemmring 18 an der äußeren axialen Endfläche 10 des Innenrings 9 des Kegelrollenlagers 1 angebracht sein. Prinzipiell ist es sogar möglich, den elastischen Ring 19 an der äußeren axialen Endfläche 8 des Innenrings 7 des Kegelrollen- lagers 1 oder an der Anschlagfläche 16 der Schulter 15 des Wellenanschlussteils 3 anzubringen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, den elastischen Ring 19 durch ein andersartiges elastisches Bauteil zu ersetzten. Ein derart abgewandeltes Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 dargestellt.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Lageranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung. Bei diesem Ausführungsbeispiel stimmen die Ausbildung des Kegelrollenlagers 1 und des Wellenanschlussteils 3 vollständig mit dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein.

Allerdings entfällt bei der Spannvorrichtung 2 der in Figur 1 dargestellte elastische Ring 19. Stattdessen weist der Klemmring 18 einen flanschartigen Fortsatz 23 auf, der sich schräg radial nach außen erstreckt. Insbesondere ist die Orientierung des flanschartigen Fortsatzes 23 so gewählt, dass er sich zum Innenring 9 hin erstreckt und unter Spannung an der äußeren axialen Endfläche 10 des Innenrings 9 anliegt. Hierzu ist der flanschartige Fortsatz 23 aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Federstahl, gefertigt. Beim dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der fanschartige Fortsatz 23 einteilig mit dem Klemmring 18 ausgebildet und weist eine geringere Materialstärke als die sonstigen Bereiche des Klemmrings 18 auf. Dem- gemäß kann der gesamte Klemmring 18 inklusive des flanschartigen Fortsatzes 23 aus dem gleichen Material gefertigt sein. Dabei besteht allerdings die Möglichkeit, beispielsweise mittels einer geeigneten Wärmebehandlung, die Härte ortsabhängig zu variieren. Insbesondere kann der Klemmring 18 im Bereich des flanschartigen Fortsatzes 23 eine erhöhte Härte und Elastizität aufweisen. Weiterhin ist es möglich, den gesamten Klemmring 18 inklusive dem flanschartigen Fortsatz 23 segmentiert auszubilden.

Die axiale Einspannung des Kegelrollenlagers 1 und die Erzeugung einer Vorspannung im Kegelrollenlager 1 erfolgt auf analoge Weise, wie anhand von Figur 1 beschrieben. Auch die dortigen Ausführungen zu den Bauteiltoleranzen und zum axialen Deformationsweg x gelten analog, wobei der flanschartige Fortsatz 23 analog zum elastischen Ring 19 ebenfalls eine elastische Konstante k aufweist und in die Ermittlung des axialen Abstands al eine Axialposition eingeht, die dem maximalen axialen Überstand des flanschartigen Fortsatzes 23 des Klemmrings 18 im entspannten Zustand entspricht.

Die Montage und Fixierung des Kegelrollenlagers 1 auf dem Wellenanschlussteil 3 wird durch die erfϊndungsgemäße Ausbildung der Klemmvorrichtung 2 erheblich erleichtert und kann auf die im Folgenden beschriebene Weise durchgeführt wer- den. Der Beschreibung wird das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der

Lageranordnung zugrunde gelegt. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausfuhrungsbei- spiel oder sonstigen Varianten kann in analoger Weise vorgegangen werden.

Zunächst wird das Kegelrollenlager 1 von der zur Schulter 15 axial entgegengesetz- ten Seite her axial auf das Wellenanschlussteil 3 aufgeschoben, bis die äußere axiale Endfläche 8 des Innenrings 7 des Kegelrollenlager 1 an die axiale Anschlagfläche 16 der Schulter 15 des Wellenanschlussteils 3 anschlägt. Abhängig davon, ob eine radiale Überdeckung zwischen dem Wellenanschlussteil 3 und den Innenringen 7, 9 des Kegelrollenlagers 1 vorliegt, kann es erforderlich sein, dass das Kegeh-ollenla- ger 1 auf das Wellenanschlussteil 3 aufgepresst wird und/oder die Innenringe 7, 9 erwärmt werden, um diese aufzuweiten bzw. das Wellenanschlussteil 3 gekühlt wird.

Wenn das Kegelrollenlager 1 seine Endposition auf dem Wellenanschlussteil 3 erreicht hat, wird die Spannvorrichtung 2 von der gleichen Seite her wie das Kegel- rollenlager 1 axial auf das Wellenanschlussteil 3 aufgeschoben, bis die axiale Endfläche 22 des elastischen Rings 19 der Spannvorrichtung 2 die äußere axiale Endfläche 10 des Innenrings 9 berührt. Diese Situation ist in Figur 3 dargestellt.

Figur 3 zeigt das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfϊndungsgemä- ßen Lageranordnung während der Montage in Schnittdarstellung.

hi einem nächsten Schritt werden die Spannschrauben 24 in die axialen Bohrungen 20 des Klemmrings 18 eingeführt und angezogen. Dadurch wird die Spannvorrichtung 2 dem Kegelrollenlager 1 weiter angenähert, bis die axiale Anschlagfläche 21 des Klemmrings 18 der Spannvorrichtung 2 axial an die axiale Anschlagfläche 17 des Wellenanschlussteils 3 anschlägt. Dabei wird der elastische Ring 19 der Spannvorrichtung 2 zwischen den Innenring 9 des Kegelrollenlagers 1 und den Klemmring 18 der Spannvorrichtung 2 axial eingespannt und um den axialen Deformationsweg x gestaucht.

Mit dem Einführen und Anziehen der Spannschrauben 24 kann auch unmittelbar nach dem Ansetzten der Spannvorrichtung 2 an das Wellenanschlussteil 3 begonnen werden, falls für das Aufschieben der Spannvorrichtung 2 auf das Wellenanschlussteil 3 ein Krafteinsatz erforderlich ist. Nach dem Anschlagen des KJemmrings 18 der Spannvorrichtung 2 an dem Wellen- anschlussteil 3 werden die Spannschrauben 24 noch so stark angezogen, bis jeweils ein vorgegebenes Anzugsmoment erreicht ist. Dann sind die Montage und die Fixierung des Kegelrollenlagers 1 abschlössen. Diese Situation ist in Figur 1 dargestellt.

Durch das axiale Einspannen zwischen der Schulter 15 des Wellenanschlussteils 3 auf der einen Seite und der Spannvorrichtung 2 auf der anderen Seite ist das Kegelrollenlager 1 drehfest mit dem Wellenanschlussteil 3 verbunden und weist eine axiale Vorspannung innerhalb eines gewünschten Bereichs auf.

Bezugszeichenliste

1 Kegelrollenlager

2 Spannvorrichtung

3 Wellenanschlussteil

4 Rotationsachse

5 Außenring

6 Axiale Bohrung

7 Innenring

8 Äußere axiale Endfläche

9 Innenring

10 Äußere axiale Endfläche

11 Wälzkörper

12 Wälzkörper

13 Käfig

14 Käfig

15 Schulter

16 Axiale Anschlagfläche

17 Axiale Anschlagfläche

18 Klemmring

19 Elastischer Ring

20 Axiale Bohrung

21 Axiale Anschlagfläche

22 Axiale Endfläche

23 Flanschartiger Fortsatz

24 Spannschraube