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Patent Searching and Data


Title:
SEGMENTAL THRUST BEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/233847
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a thrust bearing having at least two one-piece segments (105) that are physically separate from each other. At least one segment (105) has at least one wedge-shaped surface (103) that serves as the sliding surface.

Inventors:
VETS SIMON (DE)
KRIECKEMANS KOEN (BE)
KAVAS NURHAN (DE)
POPOWICZ ROBBY (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/055765
Publication Date:
November 26, 2020
Filing Date:
March 05, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
ZF WIND POWER ANTWERPEN NV (BE)
International Classes:
F16C17/04; F16C17/06; F16C33/10
Domestic Patent References:
WO2017042322A12017-03-16
Foreign References:
US20160010684A12016-01-14
DE4217268A11993-12-02
US3784266A1974-01-08
US1767238A1930-06-24
DE102015211470A12016-12-22
DE102016219002A12018-04-05
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Claims:
Patentansprüche

1. Axialgleitlager mit mindestens zwei physisch voneinander getrennten, jeweils ein stückigen Segmente (105); dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein Segment (105) mindestens eine als Gleitfläche dienende Keilfläche (103) aufweist.

2. Axialgleitlager mit genau einem Segment; wobei

das Segment einstückig ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass

das Segment entlang seines Verslaufs um eine Drehachse des Axialgleitlagers herum unterbrochen ist; wobei

das Segment mindestens eine als Gleitfläche dienende Keilfläche aufweist.

3. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeich net, dass

mindestens eins der mindestens zwei Segmente (105) bzw. das genau eine Segment mindestens zwei Keilflächen (113) aufweist.

4. Axialgleitlager nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass

die Keilflächen (113) bezüglich einer Drehachse des Gleitlagers zueinander dreh symmetrisch sind.

5. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass

zwischen jeweils zwei Keilflächen (113) eine Nut (115) verläuft.

6. Axialgleitlager mit mindestens zwei physisch voneinander getrennten, jeweils ein stückigen Segmenten (201 ); dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein Segment (201 ) mindestens ein als Gleitfläche dienendes Kippseg ment (203) aufweist.

7. Axialgleitlager mit genau einem Segment; wobei

das Segment einstückig ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Segment entlang seines Verslaufs um eine Drehachse des Axialgleitlagers herum unterbrochen ist; wobei

das Segment mindestens ein als Gleitfläche dienendes Kippsegment (203) aufweist..

8. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeich net, dass

mindestens eins der mindestens zwei Segmente (105) bzw. das genau eine Segment mindestens eine Bohrung (111 ) zur Ölversorgung aufweist.

9. Axialgleitlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch einen T räger (101 ); wobei

mindestens eins der mindestens zwei Segmente (105) bzw. das genau eine Segment starr in dem T räger (101 ) fixiert ist.

10. Axialgleitlager nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass

der Träger (101 ) mindestens eine Vertiefung (103) ausbildet; wobei

die Vertiefung (103) das mindestens eine Segment (105) formschlüssig fixiert.

11. Axialgleitlager nach den Ansprüchen 6 und 8; dadurch gekennzeichnet, dass der T räger (101 ) mindestens eine in die Vertiefung (130) mündende Schmierstofflei- tung (109) ausbildet; wobei

die Schmierstoffleitung (109) schmierstoffleitend mit der Bohrung (111 ) in Verbindung steht.

Description:
Segmentiertes Axialqleitlaqer

Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , ein Axialgleitlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 2, ein Axialgleitlager nach dem Oberbegriff von Anspruch 6 und ein Axialgleitlager nach dem Oberbegriff von An spruch 7.

Die Druckschrift DE 10 2016 219 002 A1 offenbart Axialgleitlager für ein Planetenrad, die formschlüssig gegen Verdrehen gesichert sind. Jeweils zwei Axialgleitlager für ein Planetenrad sind dabei voneinander verschieden. Baugleiche Axialgleitlager auf beiden Seiten eines Planetenrads lassen sich aufgrund von Stufen, die in den Plane tenbolzen vorhanden sind, nicht verwenden.

Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus sogenannte Kippsegmentlager und Axialgleitlager mit Keilflächen (Tapered Land) bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Axialgleitlager verfügbar zu machen, das die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nach teile nicht aufweist. Insbesondere soll das Lager kostengünstig zu fertigen und zu montieren sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Axialgleitlager nach Anspruch 1 ein Axialgleitla ger nach Anspruch 2, ein Axialgleitlager nach Anspruch 6 und ein Axialgleitlager nach Anspruch 7. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthal ten und ergeben sich aus den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.

Ein Axialgleitlager bezeichnet ein Gleitlager, das ausgebildet ist, Kräfte aufzuneh men, die parallel zu einer Drehachse des Gleitlagers verlaufen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es axiale, das heißt parallel zu der Drehachse verlaufende Kräfte ausschließlich in eine Richtung aufnehmen kann. Es kann keine entgegengesetzt verlaufenden axialen Kräfte aufnehmen. Mittel, die entgegengesetzt verlaufende axi ale Kräfte aufnehmen, bilden ein weiteres Axialgleitlager. Ein erstes erfindungsgemäßes Axialgleitlager weist mindestens zwei, bevorzugt min destens drei, vier oder fünf physisch voneinander getrennte, jeweils einstückige Seg mente auf. Jedes einzelne Segment des Axialgleitlagers ist also einstückig ausge führt. Jeweils zwei der Segmente sind physisch voneinander getrennt, das heißt, es handelt sich um separate Stücke. Insbesondere sind keine zwei Segmente einstückig miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Segmente darüber hinaus separat voneinander angeordnet, sodass keine zwei Segmente einander berühren.

Erfindungsgemäß weisen ein oder mehrere, vorzugsweise mindestens zwei, drei, vier oder fünf Segmente des ersten Axialgleitlagers jeweils eine oder mehrere Keilflä chen auf.

Ein zweites erfindungsgemäßes Axialgleitlager weist genau ein Segment auf. Dieses ist einstückig ausgebildet.

Erfindungsgemäß ist das Segment entlang seines Verslaufs um eine Drehachse des Axialgleitlagers herum unterbrochen. Dies bedeutet, dass das Segment nicht in sich geschlossen um die Drehachse herum verläuft. Stattdessen ist der Verlauf des Seg ments von einer Lücke unterbrochen, die frei von dem Segment ist. Insbesondere ist weder das Segment noch ein Teil des Segments rotationssymmetrisch - weder zu der Drehachse noch zu einer anderen Achse.

Die obengenannten Keilflächen bilden jeweils eine Gleitfläche aus. Dies bedeutet, dass sie ausgebildet sind, mit einer gemeinsamen, bevorzugt kreisringförmigen Gleit fläche, ein Gleitflächenpaar auszubilden. Die zwei Gleitflächen eines Gleitflächen paars sind relativ zueinander verdrehbar und gleiten bei einer Drehung aneinander ab. Ein Spalt zwischen den Gleitflächen ist bevorzugt mit Schmierstoff gefüllt, sodass zwischen den Gleitflächen Flüssigkeits- oder Mischreibung auftritt.

Die Gleitflächen eines Gleitflächenpaars eines Axialgleitlagers sind ausgebildet, Kräfte mindestens in axialer Richtung aufeinander zu übertragen. Eine erste Gleitflä che eines Gleitflächenpaars ist also ausgebildet, Kräfte in eine bestimmte axiale Richtung auf die zweite Gleitfläche des Gleitflächenpaars zu übertragen. Umgekehrt ist die zweite Gleitfläche ausgebildet, Kräfte, die entgegengesetzt dazu in axialer Richtung verlaufen, auf die erste Gleitfläche zu übertragen.

Die Keilflächen der erfindungsgemäßen Axialgleitlager sind funktionsgleich zu den Keilflächen herkömmlicher Keilflächenlager. Entsprechend lässt sich die Form der Keilflächen eines herkömmlichen Keilflächenlagers auf die Keilflächen des erfin dungsgemäßen Axialgleitlagers übertragen. So handelt es sich bei einer den Keilflä chen bevorzugt ebenen Flächen, die bezüglich einer radial, das heißt orthogonal zu der Drehachse des Gleitlagers, verlaufenden Ebene verkippt sind. Eine bezüglich ei ner Ebene verkippte Fläche verläuft antiparallel zu der Ebene. Eine Achse, um wel che die Ebene verkippt ist, verläuft mindestens teilweise, vorzugsweise ausschließ lich radial. Bei einer mindestens teilweise radial verlaufenden Achse ist ein Rich tungsvektor des Verlaufs der Achse radial orientiert. Die Keilflächen schließen mit der Ebene jeweils bevorzugt einen spitzen Winkel ein.

Die einzelnen Segmente der erfindungsgemäßen Axialgleitlager lassen sich sehr ein fach montieren. Dies ist insbesondere bei großen Lagern von Vorteil. Da jedes ein zelne Segment vergleichsweise klein ist, können auch Materialien verwendet werden, die für kleinere Gleitlager vorgesehen sind. Insbesondere kann auf Materialien für großindustriell hergestellte Lager mit entsprechenden Kostenvorteilen zurückgegrif fen werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung weisen ein oder mehrere, bevorzugt alle Seg mente mindestens zwei, bevorzugt drei, vier oder fünf Keilflächen auf.

Die Keilflächen sind in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung bezüglich der Drehachse des Gleitlagers zueinander drehsymmetrisch. Die Keilflächen lassen sich also durch Drehung um einen oder mehrere Drehwinkel um die Drehachse des Gleit lagers aufeinander abbilden.

Zwischen jeweils zwei der Keilflächen verläuft in einer bevorzugten Weiterbildung eine Nut. Die Nut verläuft bevorzugt mindestens teilweise, bevorzugt vollständig be züglich der Drehachse des Axialgleitlagers radial. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee lässt sich realisieren, indem das mindes tens bzw. genau eine Segment anstelle der mindestens einen Keilfläche mindestens ein Kippsegment aufweist. Obige Aufführungen betreffend die Keilflächen gelten da bei mutatis mutandis für die Kippsegmente.

Ein oder mehrere, bevorzugt alle Segmente des Axialgleitlagers weisen in einer dar über hinaus bevorzugten Weiterbildung jeweils mindestens eine Bohrung zur Ölver sorgung auf. Bei der mindestens einen Bohrung handelt es sich vorzugsweise um eine Durchgangsbohrung, die insbesondere in eine zwischen zwei der Keilflächen verlaufende Nut.

Bevorzugt ist das Axialgleitlager mit einem Träger der drehbar gelagert sein kann, weitergebildet. Bei dem Träger handelt es sich bevorzugt um ein einstückiges Bau teil. Ein oder mehrere, bevorzugt alle Segmente sind starr, das heißt, ohne die Mög lichkeit einer Relativbewegung, in dem Träger fixiert. Die Fixierung erfolgt bevorzugt formschlüssig.

Die Fixierung der Segmente erfolgt in einer bevorzugten Weiterbildung mittels Vertie fungen in dem Träger. Der Träger weist also eine oder mehrere Vertiefungen zur Auf nahme jeweils eines Segments auf. Die Segmente werden so in die Vertiefungen ein gesetzt, dass zwischen einem Segment und einer Vertiefung jeweils eine formschlüs sige Verbindung zustande kommt. Die Vertiefungen sind dabei als Negativform je weils eines Segments ausgebildet.

Der Träger ist bevorzugt mit mindestens einer Schmierstoffleitung weitergebildet, die in die Vertiefung mündet. Dadurch steht die Schmierstoff leitun g schmierstoffleitend mit der Bohrung in Verbindung. Auf diese Weise lässt sich Schmierstoff in das Axial gleitlager einleiten.

Das erfindungsgemäße Axialgleitlager und dessen bevorzugte Weiterbildungen eig nen sich besonders für die Lagerung eines Planetenrads in einem Planetenträger. Zur Lagerung des Planetenrads sind bevorzugt zwei erfindungsgemäße Axialgleitla ger vorgesehen, die sich an gegenüberliegenden Stirnseiten des Planetenrads befin den. Die Stirnseiten bilden dabei jeweils zusammen mit den Keilflächen oder Kipp segmenten Gleitflächenpaare. Als Träger für die Segmente der Axialgleitlager dient bevorzugt jeweils eine Wange des Planetenträgers.

Die Erfindung ermöglicht es, beidseitig des Planetenrads baugleiche Axialgleitlager zu verwenden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

Figur 1 ein segmentiertes Axialgleitlager mit Keilflächen; und

Figur 2 ein segmentiertes Axialgleitlager mit Kippsegmenten.

In Figur 1 ist ein Planetenträger 101 dargestellt. Dessen Wange weist eine Vertiefung 103 auf. Bei der Vertiefung 103 handelt es sich um eine Negativform eines Axialgleit lagersegments 105. Wenn das Axialgleitlagersegment 105 in die Vertiefung 103 ein gesetzt ist, wird es von dieser formschlüssig fixiert.

Am Grund der Vertiefung 103 befindet sich eine Nut 107. In die Nut 107 mündet eine Schmierstoffleitung 109.

Das Axialgleitlagersegment 105 weist Durchgangsbohrungen 1 1 1 auf, die sich in axi aler Richtung erstrecken. Zur einen Seite hin münden die Durchgangsbohrungen 1 1 1 in einen Lagerspalt, zur anderen Seite hin in die Nut 107. Auf diese Weise kommt eine Schmierstoff leitende Verbindung zwischen der Schmierstoffleitung 109 und den Durchgangsbohrungen 1 1 1 zustande.

Das Axialgleitlagersegment 105 ist mit Keilflächen 1 13 versehen. Zwischen den Keil flächen 1 13 verlaufen Nuten 1 15. In diese münden die Durchgangsbohrungen 1 1 1 . Die Keilflächen 1 13 bilden zusammen mit einer weiteren Gleitfläche, etwa einer Stirn fläche eines Planetenrads, den oben genannten Lagerspalt.

Das in Figur 2 dargestellte Axialgleitlagersegment 201 entspricht in seiner Grundform dem in Figur 1 dargestellten Axialgleitlagersegment 105. Anstelle der Keilflächen 1 13 weist es allerdings Kippsegmente 203 auf. Die Schmierung erfolgt über Durchgangs bohrungen 205, die in jeweils eine Vertiefung 207 münden, mit der das jeweilige Kippsegment 203 fixiert ist.

Bezuqszeichen Planetenträger

Vertiefung

Axialgleitlagersegment

Nut

Schmierstoffleitung

Durchgangsbohrung

Keilfläche

Nut

Axialgleitlagersegment

Kippsegment

Axialgleitlagersegment

Vertiefung