Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2017025343A1 - Wälzlageranordnung und blattlager für eine windkraftanlage - Google Patents

Wälzlageranordnung und blattlager für eine windkraftanlage Download PDF

Info

Publication number
WO2017025343A1
WO2017025343A1 PCT/EP2016/068032 EP2016068032W WO2017025343A1 WO 2017025343 A1 WO2017025343 A1 WO 2017025343A1 EP 2016068032 W EP2016068032 W EP 2016068032W WO 2017025343 A1 WO2017025343 A1 WO 2017025343A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cross
cross roller
roller bearing
rollers
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/068032
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunther Elfert
Original Assignee
Thyssenkrupp Rothe Erde Gmbh
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Rothe Erde Gmbh, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Rothe Erde Gmbh
Publication of WO2017025343A1 publication Critical patent/WO2017025343A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70—Bearing or lubricating arrangements
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • 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
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F05B2240/52—Axial thrust bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F05B2240/54—Radial bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • 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
    • F16C19/381—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 with at least one row for radial load in combination with at least one row for axial load
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/31—Wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the invention relates to a rolling bearing assembly and a blade bearing for a wind turbine.
  • Doppelvierddlinglager are usually used as standard blade bearings to meet the occurring relatively high radial and axial forces.
  • Roll-up connections are also known from the prior art, the use of which proves to be problematic in that a relative movement of the rings due to an elastic deformation, especially at a standstill, leads to a standstill wear ("false brinelling").
  • It is an object of the present invention to provide a rolling bearing assembly provide that has a relatively high load capacity against axial and radial forces and also in a simple and flexible manner to different requirements, in particular with regard to the proportions of axial and radial forces adaptable. In this way, the requirement profile applicable to a particular wind turbine should always be met.
  • the present invention solves the problem by a rolling bearing assembly for a wind turbine, in particular for a blade bearing of the wind turbine, comprising an inner ring and a relative to the inner ring about an axis rotatable outer ring, wherein the rolling bearing assembly comprises a first cross roller bearing and a second cross roller bearing, wherein both the first Cross roller bearing and the second cross roller bearing between the inner ring and the outer ring arranged cross rollers such that in each case the axis of rotation of at least one axially aligned cross roller parallel to the axis of rotation and the axis of rotation of at least one radially oriented cross roller perpendicular to the axis of rotation.
  • the present invention by the implementation of the first and second cross roller bearing has the advantage that their cross rollers lie flat against the inner ring or outer ring and the plant is not concentrated on a point contact, as occurs for example in four-point bearings, but extends over a line contact. Accordingly, a contact pressure between a tread associated with the raceway and the cross roller is reduced, whereupon the load for the rolling bearing assembly decreases over the operating time and correspondingly advantageously increases the service life.
  • the cross roller bearings while both axially and radially extending loads are absorbed.
  • a third radial track can be saved so that the bearing arrangement according to the invention can be realized more cost-effectively and / or more compactly than the prior art.
  • a greater compactness advantageously also allows the use of larger cross rollers and thus an increase in the load capacity.
  • Another advantage is that by the appropriate arrangement of the cross rollers in a simple manner, a load adjustment can be done by depending on the expected radial and axial forces more or less cross rollers are aligned in the axial or radial direction.
  • the raceways comprise running surfaces, which are arranged on an outer side of the inner ring and / or on an inner side of the outer ring and roll on which cross rollers of the first and / or second cross roller bearing.
  • the treads are hardened and adapted to the lateral surfaces of the cross rollers.
  • separating elements between individual cross rollers are arranged in the rolling bearing.
  • the rolling bearing comprises as separating elements, for example intermediate pieces.
  • the cross rollers have a rotational symmetry axis, wherein the cross rollers, in particular completely, are rotationally symmetrical to the rotational symmetry axis. The rotational symmetry axis determines the orientation of the respective cross roller.
  • Cross rollers are preferably arranged in a cross roller bearing, whose orientations are perpendicular to each other and alternate, for example in the circumferential direction.
  • the arrangement at 90 ° angles compared to known cross roller bearings with 45 ° angles has the advantage that no additional radial forces are generated.
  • the cross roller are assigned to a parallel to the rotational axis of symmetry extending height and a perpendicular to the rotational axis of symmetry diameter, wherein the height and the diameter are substantially equal.
  • the height of the cross roller substantially corresponds to a maximum diameter when the diameter of the cross roller changes along the rotational symmetry axis.
  • the cross roller is a cylindrical cross roller whose height and diameter substantially correspond to each other.
  • first cross roller bearing and the second cross roller bearing are arranged offset from one another along the axis of rotation. Due to the distance between the first cross roller bearing and the second cross roller bearing, the rolling bearing assembly can be further adjusted in terms of expected loads.
  • first and the second crossed roller bearings are arranged congruently to one another.
  • first and the second cross roller bearings differ in their diameter and preferably in the axial direction, d. H. are arranged along a direction parallel to the axis of rotation extending direction, seen concentrically with each other.
  • the first cross roller bearing and / or the second cross roller bearing cross rollers which are profiled on its front side and / or its shell side comprises.
  • cross rollers without profiling and cross rollers with profiling are arranged in the same cross roller bearing is arranged in a cross roller bearing whose running surface is provided for cross rollers without profiling, ie running surfaces without curvature.
  • the profiling advantageously decreases the edge tension, since the ends are rounded s cylindrical roller formed with a rolling element diameter D w , wherein the depth of the profiling is preferably at least 5%, more preferably at least 10% and most preferably at least 15% of the rolling element diameter D w .
  • the first cross roller bearing and / or the second cross roller bearing comprises a radially oriented cross roller and an axially oriented cross roller. It is provided that the axis of rotation of the axially oriented cross roller extends substantially parallel to the axis of rotation of the rolling bearing assembly and that the axis of rotation of the radially oriented cross roller extends substantially perpendicular to the axis of rotation of the rolling bearing assembly. In particular, it is provided that a numerical ratio of axially aligned cross rollers and radially oriented cross rollers is matched with a requirement profile for the rolling bearing assembly.
  • the first cross roller bearing comprises n times as many, in particular twice as many, radially oriented cross rollers as axially oriented cross rollers.
  • the load capacity can be controlled depending on the expected load. It is conceivable that in the first cross roller bearing more vertically oriented cross rollers are arranged as in the second cross roller bearing.
  • the cross rollers have a front side cover, in particular in the form of a wear protection element, for example a sliding cap.
  • the cover is disposed on a side surface through which the rotational symmetry axis passes. It is conceivable that the cover is arranged in a recess of a base body of the cross roller and is positively connected to the base body, frictionally engaged and / or cohesively.
  • the cover comprises a plastic, such as peak or POM, or is made entirely of plastic.
  • the cover made of polyamide and in particular of polyamide 12 PA 12: laurolactam or ⁇ -aminododecanoic acid), PTFE and / or Teflon is made. It has surprisingly been found that the longevity and resilience of the respective cross roller bearing can be increased due to the high strength and toughness of polyamide advantageously by the use of polyamide, PTFE or Teflon.
  • the cover is made of a metal which is softer than a metal of the main body of the cross roller, wherein the cover preferably comprises bronze. It would also be conceivable that the cover is made of brass or a ceramic. It is also conceivable that the cover also has a profiling or a structure. Through the use of the cover can be advantageously avoided by a frontal steel-steel contact between cross roller and inner ring or outer ring wear.
  • the main body of the cross roller has a recess on its end face.
  • This recess which is formed, for example, in the form of a flat blind bore extending parallel to the rotational symmetry axis of the cross roller, serves to fasten the cover to the cross roller.
  • the cover element on its side facing the front side is positively and / or non-positively disposed within the recess or the cover has on its side facing the front side a bulge, which is positively and / or non-positively disposed within the recess.
  • the cover is inserted over its entire cross-roll width facing within the recess, while in the second case, only the bulge is inserted within the recess.
  • the main body of the cross roller on its front side has a central bulge, which is arranged positively and / or non-positively in an opening of the cover.
  • the opening comprises either a blind hole or a through hole.
  • the main body of the cross roller on its front side comprises a protruding, circumferential ring which extends along the circumference of the tread. Between the circumferential ring and the central bulge thus a circumferential groove is formed, in which the annular cover is arranged. In this way, preferably a stable and resilient positive connection of the cover is achieved on the main body of the cross roller.
  • a running surface associated with the running surface is designed corresponding to the shell side and / or the end face of one of the cross rollers.
  • the tread is designed to match the curvature of the shell side or front side of the cross roller.
  • the tread varies along an axially extending direction.
  • the tread is concavely curved, wherein a radius of curvature of the concave curvature of the tread corresponds approximately to the radius of curvature of the curvature on the front or shell side of the cross roller.
  • a first or second cross roller bearing with a curved tread comprises a cross roller without profiling. It is also conceivable that the tread is designed such that it forms a point contact together with one of the cross rollers, in particular one of the Toroidal- roles, whereby a targeted higher resistance to a stall wear can be achieved.
  • the inner ring and / or the outer ring are formed in several parts.
  • the assembly of the first and the second cross roller bearing can be simplified.
  • the individual parts of the multi-part inner ring or outer ring can each be assigned to a cross roller bearing. This makes it possible in an advantageous manner, in each case - for example, by removing the corresponding part - to obtain access to the individual cross roller bearing, there z.
  • the inner ring has a projection on one side of a raceway for cross rollers of the first cross roller bearing is formed and on the other side of a raceway for cross rollers of the second cross roller bearing is formed.
  • the extension of the projection parallel to the axis of rotation from the track on one side to the track on the other side, is preferably between 0.8 and 1.4 times and more preferably between the 1, 0 and 1, 2 times the WälzSystem devismessers D w . It has been found that a particularly stable and at the same time compact rolling element arrangement can be realized with this geometric relationship.
  • the first and / or second cross roller bearing comprises a track in which a group of cross rollers is arranged, wherein the group comprises at least two juxtaposed radially oriented cross rollers and at least one axially oriented cross roller along the career at least two such groups are arranged one behind the other.
  • the first and / or second bearing can be adapted to larger radial loads by simply always providing at least two successive radially oriented cross rollers.
  • a deviation from the group arrangement can only take place at an "interface" if an integral multiple of the groups does not fit into the bearing due to the tree.
  • the first and / or second cross roller bearing has a raceway in which a group of cross rollers is arranged, the group comprising at least two juxtaposed axially oriented cross rollers and at least one radially oriented cross roller (2). comprises, along the track at least two such groups are arranged one behind the other.
  • the first and / or second bearing can be adapted to larger axial loads by simply always at least two successive radially oriented cross rollers are provided. Only at an "interface" can a deviation from the group arrangement take place, if an integral multiple of the groups does not fit into the warehouse due to space constraints.
  • the first cross roller bearing optionally has a group arrangement with in each case at least two successive axial cross rollers, while the second cross roller bearing has a group arrangement with at least two successive radial cross rollers.
  • the first and the second cross roller bearings are symmetrical to each other.
  • the rolling bearing arrangement according to the invention gives the person skilled in particular the possibility of adapting the first and second cross roller bearings individually and flexibly to the expected forces. If higher axial forces are to be expected, more axially oriented cross rollers are used, while more radially oriented cross rollers are used when higher radial forces are to be expected. It is also conceivable that the rolling bearing assembly is formed such that exactly one integer multiple of a group is arranged in the raceway of the first and / or second cross roller bearing. Basically, can be carried out by the appropriate arrangement of the cross rollers in a simple manner, a load adjustment by depending on the expected radial and axial forces more or less cross rollers are aligned in the axial or radial direction.
  • the cross rollers have a diameter between 30 mm and 90 mm, preferably between 50 mm and 70 mm and particularly preferably about 60 mm.
  • Another object of the present invention is a blade bearing for a wind turbine having a rolling bearing assembly according to the invention.
  • the blade bearing according to the invention has the advantage of a rolling bearing assembly, with which instead of a point contact between cross roller and inner ring or outer ring adjusts a line contact.
  • the contact pressure is lowered, without the capacity or the space taken is impaired.
  • the multi-row configuration of the rolling bearing assembly and on the geometric configuration of the cross rollers it is possible in an advantageous manner to adjust the load capacity of the rolling bearing assembly to the requirements profile of the blade bearing of the wind turbine.
  • FIG. 1 shows a rolling bearing assembly according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a rolling bearing arrangement according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • 3 shows an exemplary cross roller for a rolling bearing assembly according to the present invention.
  • FIG. 4 shows a rolling bearing arrangement according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the rolling bearing assembly 1 shows a rolling bearing assembly 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the rolling bearing assembly 1 comprises an inner ring 1 1 and a relative to the inner ring 1 1 about an axis of rotation D rotatable outer ring 12.
  • the rolling bearing assembly 1 comprises a first cross roller bearing and a second cross roller bearing. Both cross rollers 2 of the first cross roller bearing 10 'and cross rollers 2 of the second cross roller bearing 10 "are arranged between the inner ring 11 and the outer ring 12.
  • the first cross roller bearing 10' and the second cross roller bearing 10" respectively face the inner ring 11 and the outer ring 12 trained raceways, wherein the cross rollers 2 of the first and second cross roller bearing 10 'and 10 "roll on raceways 3 of the raceways on the outer ring 12 and inner ring 1. 1. Furthermore, the first and the second cross roller bearings 10' and 10" next the cross rollers 2 preferably separating elements, such as spacers, with the cross rollers 2 are held at a distance from each other. In the arrows drawn in the figures are effective directions of the cross rollers 2 at loads of the rolling bearing assembly 1.
  • the rolling bearing assembly 1 is a rolling bearing assembly 1 for a sheet storage, which is provided for example in a wind turbine with rotor blades as a rotor blade bearing.
  • the rolling bearing assemblies 1 must withstand high loads and be used as long as possible maintenance-free.
  • the first cross roller bearing 10 'and the second cross roller bearing 10 "are offset from each other in the axial direction and in the axial direction arranged congruent to each other.
  • cross rollers 2 'without profiling are cross rollers 2 'without profiling.
  • cross rollers Compared with the four-point bearings used in the prior art with their spherical rolling elements, the use of cross rollers has the advantage that a Point contact and a concomitant relatively high contact pressure of the cross roll on the track can be avoided. Instead, arises in an advantageous manner in a cross roller 2 line contact.
  • the cross rollers 2 can also absorb axially and radially directed loads.
  • the cross rollers 2 are designed as a cylinder, on the front side covers 4, for example, sliding elements in the form of sliding caps, are provided to reduce by means of the sliding elements an undesired friction of the respective end face with the inner ring 1 1 and the outer ring 12 and a To avoid frontal wear by a steel-steel contact between the tread 3 and cross roller 2.
  • each cross rollers 2 each comprise an axis of rotation about which the cross roller 2 is rotationally symmetrical.
  • the orientation of the respective cross roller 2 can be defined or defined.
  • the cross roller 2 is aligned axially or radially.
  • the cross roller 2 in the first cross roller bearing 10 ' is radial, since the axis of rotation of the cross roller 2 is aligned perpendicular to the axis of rotation D, and the cross roller 2 in the second cross roller bearing 10 "axially aligned, since the axis of rotation of the cross roller 2 parallel to
  • the cross rollers 2 of the first and second cross roller bearings 10 'and 10 are preferably located on one, in particular the same, projection 8 of the inner ring 11.
  • the outer ring 12 is designed in two parts in order to simplify the assembly of the outer ring 12 and the rolling bearing assembly 1.
  • a height of the cross roller 2 substantially corresponds to a diameter of the cross roller 2.
  • the cross rollers have a diameter between 30 mm and 90 mm, preferably between 50 mm and 70 mm and particularly preferably about 60 mm.
  • the rolling bearing assembly of the second exemplary embodiment comprises cross rollers 2 with profiling, preferably with profiled lateral surfaces.
  • the cross roller 2 here is a Toroidalrolle.
  • the running surfaces 3 of the raceways on the inner ring 1 1 and outer ring 12, particularly preferably concave, are curved, in particular corresponding to a curvature of a shell side of the Toroidalrolle are curved.
  • the contact surface between the running surfaces 3 and the cross rollers 2 or the line contact in an advantageous manner can be further increased.
  • the rolling bearing assembly 1 seals 6, which preferably seal a gap between the inner ring 1 1 and the outer ring 12.
  • via holes 5 lubricant for the first and / or the second cross roller bearing 10 'and / or 10 "in the rolling bearing assembly 1 can be introduced.
  • FIG. 3 shows an exemplary cross roller 2 for a roller bearing assembly 1 according to the present invention.
  • a cross roller 2 in the first embodiment is part of the cross roller bearing.
  • the cross roller 2 shown here comprises, in addition to the cylindrical base body 7, a cover 4 at the front side.
  • These covers 4 are embedded in recesses provided on the end faces of the main body and screwed, riveted, welded or clipped to the base body 7, for example.
  • the cover 4 forms an edge of the cross roller 2 and / or that the cover is made of a plastic.
  • the first or second cross roller bearing 10 ', 10 "of a rolling bearing assembly 1 according to a third exemplary embodiment of the present invention is shown in a perspective view, provided that the cross rollers 2 in the respective cross roller bearing 10', 10" both axially and are arranged radially.
  • cross roller bearing 10 ', 10 has a raceway in which a plurality of successively arranged groups 9 is arranged with three cross rollers 2.
  • Each group 9 has two juxtaposed radially oriented cross rollers 2 and next to an axially oriented cross roller 2. It is provided that a separating element 13 is arranged between each two crossed rollers 2.
  • the separating element 13 is adapted to the cross rollers 2 to be separated or axially aligned cross rollers 2, a different separating element 13 is arranged than between an axially and a radially oriented cross roller 2 and 2 which are adjacently
  • the separating elements 13 are designed such that they at least partially surround the lateral surfaces of the adjacent cross roller 2 or along the lateral surface n partially extend. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt eine Wälzlageranordnung (1) für eine Windkraftanlage vor, insbesondere für ein Blattlager, aufweisend einen Innenring (11) und einen relativ zum Innenring (11) um eine Drehachse (D) drehbaren Außenring (12), wobei die Wälzlageranordnung (1) ein erstes Kreuzrollenlager (10') und ein zweites Kreuzrollenlager (10") umfasst, wobei sowohl das erste Kreuzrollenlager (10') als auch das zweite Kreuzrollenlager (10") zwischen dem Innenring (11) und dem Außenring (12) angeordnete Kreuzrollen (2) derart aufweist, dass jeweils die Rotationsachse wenigstens einer axial ausgerichteten Kreuzrolle (2) parallel zur Drehachse (D) und die Rotationsachse wenigstens einer radial ausgerichteten Kreuzrolle (2) senkrecht zur Drehachse (D) verläuft.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Wälzlageranordnung und Blattlager für eine Windkraftanlage Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Wälzlageranordnung und ein Blattlager für eine Windkraftanlage.
Bei Windkraftanlagen wird zur Optimierung des Wirkungsgrades mit Hilfe eines Blattlagers der Anstellwinkel eines Rotorblatts durch ein kontinuierliches Verkippen, d. h. ein„Pitchen" des Rotorblattes eingestellt.
In Windkraftanlagen werden in der Regel Doppelvierpunktlager als Standardblattlager verwendet, um den auftretenden vergleichsweise hohen radialen und axialen Kräften gerecht zu werden. Ein für das Doppelvierpunktlager typischer Punktkontakt und eine damit einhergehende vergleichsweise hohe Hertz'sche Pressung, d. h. Kontaktpressung, sowie eine sich mit der Momentbelastung zunehmend ausprägende Kantenproblematik begrenzen dabei die Einsatzmöglichkeiten und Lebensdauer des als Doppelvierpunktlager ausgestalteten Standardblattlagers.
Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Rollendrehverbindungen bekannt, deren Einsatz sich dahingehend als problematisch erweisen, als dass eine Relativbewegung der Ringe aufgrund einer elastischen Verformung, besonders im Stillstand, zu einem Stillstandverschleiß („false brinelling") führt.
Je nach Dimensionierung und Ausgestaltung der Windkraftanlage ist zudem eine Anpassung der Blattlager erforderlich, insbesondere da sich die zu erwartenden Anteile von Axialkräften und Radialkräften verändern. Ein Nachteil bei den bekannten Lagern ist, dass die Anpassung der Lager hinsichtlich axialer und radialer Tragkräfte stets eine völlige Umgestaltung des Lagers erfordert.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wälzlageranordnung zur Verfügung zu stellen, die eine vergleichsweise hohe Tragfähigkeit gegenüber axialen und radialen Kräften aufweist und darüber hinaus in einfacher und flexibler Weise an unterschiedliche Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Anteile von Axial- und Radialkräften anpassbar ist. Auf diese Weise soll stets das für eine bestimmte Windkraftanlage geltende Anforderungsprofil erfüllt werden.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch eine Wälzlageranordnung für eine Windkraftanlage, insbesondere für ein Blattlager der Windkraftanlage, aufweisend einen Innenring und einen relativ zum Innenring um eine Drehachse drehbaren Außenring, wobei die Wälzlageranordnung ein erstes Kreuzrollenlager und ein zweites Kreuzrollenlager umfasst, wobei sowohl das erste Kreuzrollenlager als auch das zweite Kreuzrollenlager zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Kreuzrollen derart aufweist, dass jeweils die Rotationsachse wenigstens einer axial ausgerichteten Kreuzrolle parallel zur Drehachse und die Rotationsachse wenigstens einer radial ausgerichteten Kreuzrolle senkrecht zur Drehachse verläuft.
Gegenüber dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung durch die Implementierung des ersten und des zweiten Kreuzrollenlagers den Vorteil, dass deren Kreuzrollen flächig am Innenring bzw. Außenring anliegen und die Anlage nicht auf einen Punktkontakt, wie er beispielsweise bei Vierpunktlagern auftritt, konzentriert ist, sondern sich über einen Linienkontakt erstreckt. Entsprechend wird eine Kontaktpressung zwischen einer der Laufbahn zugeordneten Lauffläche und der Kreuzrolle reduziert, woraufhin die Belastung für die Wälzlageranordnung über die Betriebszeit gesehen sinkt und sich entsprechend in vorteilhafter Weise die Lebensdauer erhöht. Mit den Kreuzrollenlagern werden dabei sowohl axial als auch radial verlaufende Belastungen aufgenommen. Vorteilhafterweise kann zudem eine dritte Radialbahn eingespart werden, so dass die erfindungsgemäße Lageranordnung gegenüber dem Stand der Technik kostengünstiger und/oder kompakter realisiert werden kann. Eine größere Kompaktheit ermöglicht vorteilhafterweise auch die Verwendung größerer Kreuzrollen und somit eine Erhöhung der Tragfähigkeit. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die entsprechende Anordnung der Kreuzrollen in einfacher Weise eine Lastenanpassung erfolgen kann, indem je nach zu erwartenden radialen und axialen Kräften mehr oder weniger Kreuzrollen in axialer oder radialer Richtung ausgerichtet werden.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Laufbahnen Laufflächen umfassen, die an einer Außenseite des Innenrings und/oder an einer Innenseite des Außenrings angeordnet sind und an denen Kreuzrollen des ersten und/oder zweiten Kreuzrollenlagers abrollen. Vorzugs- weise sind die Laufflächen gehärtet und an die Mantelflächen der Kreuzrollen angepasst. Weiterhin ist es vorgesehen, dass Trennelemente zwischen einzelnen Kreuzrollen im Wälzlager angeordnet sind. Beispielsweise umfasst das Wälzlager als Trennelemente, beispielsweise Zwischenstücke. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Kreuzrollen eine Rotationssymmetrieachse aufweisen, wobei die Kreuzrollen, insbesondere vollständig, rotationssymmetrisch zur Rotationssymmetrieachse sind. Dabei legt die Rotationssymmetrieachse die Ausrichtung der jeweiligen Kreuzrolle fest. Vorzugsweise sind in einem Kreuzrollenlager Kreuzrollen angeordnet, deren Ausrichtungen senkrecht zueinander verlaufen und sich beispielsweise in umlaufender Richtung abwechseln. Die Anordnung in 90° Winkeln hat gegenüber bekannten Kreuzrollenlagern mit 45° Winkeln den Vorteil, dass keine zusätzlichen Radialkräfte erzeugt werden. Dabei ist es weiterhin vorgesehen, dass der Kreuzrolle eine parallel zur Rotationssymmetrieachse verlaufende Höhe und ein senkrecht zur Rotationssymmetrieachse verlaufender Durchmesser zuzuordnen sind, wobei die Höhe und der Durchmesser im Wesentlichen gleich groß sind. Insbesondere entspricht die Höhe der Kreuzrolle im Wesentlichen einem maximalen Durchmesser, wenn sich der Durchmesser der Kreuzrolle entlang der Rotationssymmetrieachse ändert. Beispielsweise ist die Kreuzrolle eine zylindrische Kreuzrolle, deren Höhe und Durchmesser im Wesentlichen einander entsprechen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kreuzrollenlager und das zweite Kreuzrollenlager entlang der Drehachse zueinander versetzt angeordnet sind. Durch den Abstand zwischen dem ersten Kreuzrollenlager und dem zweiten Kreuzrollenlager lässt sich die Wälzlageranordnung weiter in Hinblick auf zu erwartende Belastungen anpassen. Insbesondere sind das erste und das zweite Kreuzrollenlager in axialer Richtung gesehen zueinander deckungsgleich angeordnet. Es ist dabei auch vorstellbar, dass sich das erste und das zweite Kreuzrollenlager in ihrem Durchmesser unterscheiden und vorzugsweise in axialer Richtung, d. h. entlang einer parallel zur Drehachse verlaufenden Richtung, gesehen konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kreuzrollenlager und/oder das zweite Kreuzrollenlager Kreuzrollen, die an ihrer Stirnseite und/oder oder ihrer Mantelseite profiliert sind, umfasst. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine Kontaktfläche zwischen Lauffläche und Kreuzrolle bzw. das Ausmaß des Linienkontakts weiter erhöhen, was in vorteilhafter Weise zu einer weiteren Reduzierung der Kontaktpressung führt. Darüber hinaus wird eine Anfälligkeit gegenüber einem Stillstandverschleiß, dem sogenannten„false brinelling", ebenfalls reduziert, da eine höhere Steifigkeit und damit eine höhere Formhaltigkeit des Außenrings bzw. des Innenrings im Kontaktbereich zwischen Laufbahn und Kreuzrolle erreicht wird. Vorzugsweise ist die Profilierung eine konvexe oder konkave Wölbung und beispielsweise umfasst das erste Kreuzrollenlager und/oder das zweite Kreuzrollenlager als Kreuzrollen Toroidalrollen. Weiterhin ist es vorstellbar, dass Kreuzrollen ohne Profilierung und Kreuzrollen mit Profilierung, insbesondere Toroidalrollen, in demselben Kreuzrollenlager angeordnet sind. Denkbar ist auch, dass eine Toroi- dalrolle in einem Kreuzrollenlager angeordnet ist, dessen Lauffläche für Kreuzrollen ohne Profilierung, d. h. Laufflächen ohne Wölbung, vorgesehen ist. Durch die Profilierung nimmt in vorteilhafter Weise die Kantenspannung ab, da die Enden abgerundet sind. Die Kreuzrolle ist insbesondere als Zylinderrolle mit einem Wälzkörperdurchmesser Dw ausgebildet, wobei die Tiefe der Profilierung bevorzugt mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 10% und ganz besonders bevorzugt mindestens 15% des Wälzkörperdurchmessers Dw beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kreuzrollenlager und/oder das zweite Kreuzrollenlager eine radial ausgerichtete Kreuzrolle und eine axial ausgerichtete Kreuzrolle umfasst. Dabei ist es vorgesehen, dass die Rotationsachse der axial ausgerichteten Kreuzrolle im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Wälzlageranordnung verläuft und dass die Rotationsachse der radial ausgerichteten Kreuzrolle im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Wälzlageranordnung verläuft. Insbesondere ist es vorgesehen, dass ein Zahlenverhältnis aus axial ausgerichteten Kreuzrollen und radial ausgerichteten Kreuzrollen mit einem Anforderungsprofil für die Wälzlageranordnung abgestimmt ist. Beispielsweise umfasst das erste Kreuzrollenlager n-mal so viele, insbesondere doppelt so viele, radial ausgerichtete Kreuzrollen wie axial ausgerichtete Kreuzrollen. Dadurch lässt sich die Belastungsfähigkeit in Abhängigkeit der zu erwartenden Belastung steuern. Dabei ist es vorstellbar, dass im ersten Kreuzrollenlager mehr vertikal ausgerichtete Kreuzrollen als im zweiten Kreuzrollenlager angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kreuzrollen stirnseitig eine Abdeckung, insbesondere in Form eines Verschleißschutzelements, beispielsweise einer Gleitkappe, aufweisen. Vorzugsweise ist die Abdeckung auf einer Seitenfläche, durch die die Rotationssymmetrieachse verläuft, angeordnet. Dabei ist es denkbar, dass die Abdeckung in einer Aussparung eines Grundkörpers der Kreuzrolle angeordnet ist und mit dem Grundkörper formschlüssig, reibschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Insbesondere umfasst die Abdeckung einen Kunststoff, wie beispielsweise Peak oder POM, oder ist vollständig aus dem Kunststoff gefertigt. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Abdeckung aus Polyamid und insbesondere aus Polyamid 12 (PA 12: Laurinlactam oder ω-Aminododecansäure), PTFE und/oder Teflon gefertigt ist. Es hat sich überraschend gezeigt, dass durch die Verwendung von Polyamid, PTFE oder Teflon vorteilhafterweise die Langlebigkeit und Belastbarkeit des jeweiligen Kreuzrollenlagers aufgrund der hohen Festigkeit und Zähigkeit von Polyamid gesteigert werden kann. Alternativ wäre aber auch denkbar, dass die Abdeckung aus einem Metall gefertigt ist, welches weicher ist als ein Metall des Grundkörpers der Kreuzrolle, wobei die Abdeckung vorzugsweise Bronze umfasst. Denkbar wäre auch, dass die Abdeckung aus Messing oder einer Keramik gefertigt ist. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Abdeckung ebenfalls eine Profilierung bzw. eine Struktur aufweist. Durch die Verwendung der Abdeckung lässt sich in vorteilhafter Weise ein Verschleiß durch einen stirnseitigen Stahl-Stahl-Kontakt zwischen Kreuzrolle und Innenring bzw. Außenring vermeiden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper der Kreuzrolle an seiner Stirnseite eine Ausnehmung aufweist. Diese Ausnehmung, welche beispielsweise in Form einer sich zur Rotationssymmetrieachse der Kreuzrolle parallel erstreckenden flachen Sacklochbohrung ausgebildet ist, dient dazu, die Abdeckung an der Kreuzrolle zu befestigen. Hierfür ist entweder das Abdeckungselement auf seiner der Stirnseite zugewandten Seite form- und/oder kraftschlüssig innerhalb der Ausnehmung angeordnet oder die Abdeckung weist auf ihrer der Stirnseite zugewandten Seite eine Ausbuchtung auf, welche form- und/oder kraftschlüssig innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. Im ersten Fall steckt die Abdeckung über ihre gesamte der Kreuzrolle zugewandte Breite innerhalb der Ausnehmung, während im zweiten Fall nur die Ausbuchtung innerhalb der Ausnehmung steckt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper der Kreuzrolle auf seiner Stirnseite eine zentrale Ausbuchtung aufweist, welche form- und/oder kraftschlüssig in einer Öffnung der Abdeckung angeordnet ist. Die Öffnung umfasst entweder ein Sackloch oder eine Durchgangsöffnung. Vorzugsweise umfasst der Grundkörper der Kreuzrolle auf seiner Stirnseite einen vorstehenden, umlaufenden Ring, welcher sich entlang des Umfangs der Lauffläche erstreckt. Zwischen dem umlaufenden Ring und der zentralen Ausbuchtung wird somit eine umlaufende Nut gebildet, in welcher die ringförmig ausgebildete Abdeckung angeordnet ist. Auf diese Weise wird vorzugsweise eine stabile und belastbare formschlüssige Anbindung der Abdeckung an den Grundkörper der Kreuzrolle erreicht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine der Laufbahn zugeordnete Lauffläche korrespondierend zu der Mantelseite und/oder der Stirnseite einer der Kreuzrollen ausgestaltet ist. Insbesondere ist die Lauffläche passend zur der Wölbung der Mantelseite oder Stirnseite der Kreuzrolle ausgestaltet. Zur Anpassung der Lauffläche variiert die Lauffläche entlang einer axial verlaufenden Richtung. Vorzugsweise ist die Lauffläche dabei konkav gekrümmt, wobei ein Krümmungsradius der konkaven Krümmung der Lauffläche in etwa dem Krümmungsradius der Wölbung an der Stirn- oder Mantelseite der Kreuzrolle entspricht. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der Linienkontakt zwischen Kreuzrolle und Innenring bzw. Außenring weiter vergrößert. Weiterhin ist es vorstellbar, dass ein erstes bzw. zweites Kreuzrollenlager mit gewölbter Lauffläche eine Kreuzrolle ohne Profilierung umfasst. Es ist darüber hinaus vorstellbar, dass die Lauffläche derart gestaltet ist, dass sie zusammen mit einer der Kreuzrollen, insbesondere einer der Toroidal- rollen, einen Punktkontakt bildet, wodurch gezielt eine höhere Resistenz gegenüber einem Stillstandverschleiß erzielt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenring und/oder der Außenring mehrteilig ausgebildet sind. Dadurch lässt sich die Montage des ersten und des zweiten Kreuzrollenlagers vereinfachen. Dabei ist es vorstellbar, dass sich die einzelnen Teile des mehrteiligen Innenrings bzw. Außenrings jeweils einem Kreuzrollenlager zuordnen lassen. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, jeweils - beispielsweise durch ein Abnehmen des entsprechenden Teils - Zugriff auf das einzelne Kreuzrollenlager zu erhalten, um dort z. B. Wartungs- oder Reparaturarbeiten durchzuführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenring einen Vorsprung aufweist, an dessen einer Seite eine Laufbahn für Kreuzrollen des ersten Kreuzrollenlagers ausgebildet ist und an dessen anderer Seite eine Laufbahn für Kreuzrollen des zweiten Kreuzrollenlagers ausgebildet ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine kompakte und einfach zu montierende Wälzlageranordnung realisieren. Insbesondere verlaufen die Laufflächen an den Seiten des Vorsprungs, die sich senkrecht zur Drehachse der Wälzlageranordnung erstrecken. Die Erstreckung des Vorsprungs parallel zur Drehachse von der Laufbahn auf der einen Seite zur Laufbahn auf der anderen Seite, (Mit anderen Worten: Die Breite des Vorsprungs parallel zur Drehachse) liegt bevorzugt zwischen 0,8- und 1 ,4-fachen und besonders bevorzugt zwischen dem 1 ,0- und 1 ,2.fachen des Wälzkörperdurchmessers Dw. Es hat sich gezeigt, dass sich bei dieser geometrischen Beziehung eine besonders stabile und gleichzeitig kompakte Wälzkörperanordnung realisieren lässt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste und/oder zweite Kreuzrollenlager eine Laufbahn aufweist, in welcher eine Gruppe von Kreuzrollen angeordnet ist, wobei die Gruppe wenigstens zwei nebeneinander angeordnete radial ausgerichtete Kreuzrollen und wenigstens eine axial ausgerichtete Kreuzrolle umfasst, wobei entlang der Laufbahn wenigstens zwei solcher Gruppen hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann das erste und/oder zweite Lager an größere radiale Lasten angepasst werden, indem einfach immer wenigstens zwei aufeinanderfolgende radial ausgerichtete Kreuzrollen vorgesehen sind. Lediglich an einer„Nahtstelle" kann eine Abweichung von der Gruppenanordnung stattfinden, wenn nicht ein ganzzahliges Vielfaches der Gruppen baumraumbedingt in das Lager passt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste und/oder zweite Kreuzrollenlager eine Laufbahn aufweist, in welcher eine Gruppe von Kreuzrollen angeordnet ist, wobei die Gruppe wenigstens zwei nebeneinander angeordnete axial ausgerichtete Kreuzrollen und wenigstens eine radial ausgerichtete Kreuzrolle (2) umfasst, wobei entlang der Laufbahn wenigstens zwei solcher Gruppen hintereinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann das erste und/oder zweite Lager an größere axiale Lasten angepasst werden, indem einfach immer wenigstens zwei aufeinanderfolgende radial ausgerichtete Kreuzrollen vorgesehen sind. Lediglich an einer„Nahtstelle" kann eine Abweichung von der Gruppenanordnung stattfinden, wenn nicht ein ganzzahliges Vielfaches der Gruppen bauraumbedingt in das Lager passt.
In einer denkbaren Ausführungsform weist das erste Kreuzrollenlager optional eine Gruppenanordnung mit jeweils wenigstens zwei aufeinanderfolgenden axialen Kreuzrollen auf, während das zweite Kreuzrollenlager eine Gruppenanordnung mit jeweils wenigstens zwei aufeinanderfolgenden radialen Kreuzrollen aufweist. Alternativ wäre auch denkbar, dass das erste und das zweite Kreuzrollenlager symmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Die erfindungsgemäße Wälzlageranordnung gibt dem Fachmann insbesondere die Möglichkeit, das erste und zweite Kreuzrollenlager individuell und flexibel an die zu erwartenden Kräfte anzupassen. Wenn höhere axiale Kräfte zu erwarten sind, werden mehr axial ausgerichtete Kreuzrollen verwendet, während hingegen mehr radial ausgerichtete Kreuzrollen Verwendung finden, wenn höhere radiale Kräfte zu erwarten sind. Denkbar ist zudem, dass die Wälzlageranordnung derart ausgebildet, dass in der Laufbahn des ersten und/oder zweiten Kreuzrollenlagers genau ein ganzzahliges Vielfaches einer Gruppe angeordnet ist. Grundsätzlich kann durch die entsprechende Anordnung der Kreuzrollen in einfacher Weise eine Lastenanpassung erfolgen, indem je nach zu erwartenden radialen und axialen Kräften mehr oder weniger Kreuzrollen in axialer oder radialer Richtung ausgerichtet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Kreuzrollen einen Durchmesser zwischen 30 mm und 90 mm, bevorzugt zwischen 50 mm und 70 mm und besonders bevorzugt von etwa 60 mm, aufweisen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Blattlager für eine Windkraftanlage aufweisend eine erfindungsgemäße Wälzlageranordnung.
Gegenüber den Blattlagern aus dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Blattlager den Vorteil einer Wälzlageranordnung, mit der sich statt eines Punktkontaktes zwischen Kreuzrolle und Innenring bzw. Außenring ein Linienkontakt einstellt. Dadurch wird die Kontaktpressung erniedrigt, ohne dass die Belastbarkeit oder der in Anspruch genommene Bauraum beeinträchtigt wird. Insbesondere durch die mehrreihige Ausgestaltung der Wälzlageranordnung und über die geometrische Ausgestaltung der Kreuzrollen ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Belastbarkeit der Wälzlageranordnung an das Anforderungsprofil des Blattlagers der Windkraftanlage anzupassen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt eine Wälzlageranordnung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 2 zeigt eine Wälzlageranordnung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figur 3 zeigt eine beispielhafte Kreuzrolle für eine Wälzlageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 4 zeigt eine Wälzlageranordnung gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist eine Wälzlageranordnung 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei umfasst die Wälzlageranordnung 1 einen Innenring 1 1 und einen relativ zum Innenring 1 1 um eine Drehachse D drehbaren Außenring 12. Ferner umfasst die Wälzlageranordnung 1 ein erstes Kreuzrollenlager und ein zweites Kreuzrollenlager. Zwischen dem Innenring 1 1 und dem Außenring 12 sind sowohl Kreuzrollen 2 des ersten Kreuzrollenlagers 10' als auch Kreuzrollen 2 des zweiten Kreuzrollenlagers 10" angeordnet. Das erste Kreuzrollenlager 10' und das zweite Kreuzrollenlager 10" weisen dabei jeweils am Innenring 1 1 und am Außenring 12 ausgebildete Laufbahnen auf, wobei die Kreuzrollen 2 des ersten bzw. zweiten Kreuzrollenlagers 10' bzw. 10" an Laufflächen 3 der Laufbahnen am Außenring 12 bzw. Innenring 1 1 abrollen. Weiterhin umfassen das erste und das zweite Kreuzrollenlager 10' und 10" neben den Kreuzrollen 2 vorzugsweise Trennelemente, wie beispielsweise Zwischenstücke, mit dem die Kreuzrollen 2 untereinander auf Abstand gehalten werden. Bei den in den Figuren eingezeichneten Pfeilen handelt es sich um Wirkrichtungen der Kreuzrollen 2 bei Belastungen der Wälzlageranordnung 1. Insbesondere handelt es sich bei der Wälzlageranordnung 1 um eine Wälzlageranordnung 1 für eine Blattlagerung, die beispielsweise in einer Windkraftanlage mit Rotorblättern als Rotorblattlagerung vorgesehen ist. In solchen Anlagen müssen die Wälzlageranordnungen 1 hohen Belastungen standhalten und langfristig möglichst wartungsfrei einsetzbar sein. Darüber hinaus ist es beispielsweise für die Windkraftanlagen wünschenswert, einen Anstellwinkel der Rotorblätter der Windkraftanlage einzustellen, indem man die Rotorblätter dreht, d. h.„pitcht". Das erste Kreuzrollenlager 10' und das zweite Kreuzrollenlager 10" sind in axialer Richtung zueinander versetzt und in axialer Richtung deckungsgleich zueinander angeordnet. In der in Figur 1 dargestellten beispielhaften ersten Ausführungsform handelt es sich um Kreuzrollen 2' ohne Profilierung. Gegenüber den im Stand der Technik verwendeten Vierpunktlagern mit ihren kugelförmigen Wälzkörper, hat die Nutzung der Kreuzrollen den Vorteil, dass ein Punktkontakt und eine damit einhergehende vergleichsweise hohe Kontaktpressung des Kreuzrollens auf die Laufbahn vermieden werden kann. Stattdessen entsteht in vorteilhafter Weise bei einer Kreuzrolle 2 ein Linienkontakt. Durch die Nutzung der Kreuzrollen 2 lassen sich zudem axial und radial gerichtete Belastungen auffangen. Insbesondere sind die Kreuzrollen 2 als Zylinder ausgestaltet, an deren Stirnseite Abdeckungen 4, beispielsweise Gleitelemente in Gestalt von Gleitkappen, vorgesehen sind, um mittels der Gleitelemente eine ungewünschte Reibung der jeweiligen Stirnseite mit dem Innenring 1 1 bzw. dem Außenring 12 zu reduzieren bzw. einen stirnseitigen Verschleiß durch einen Stahl-Stahl-Kontakt zwischen Lauffläche 3 und Kreuzrolle 2 zu vermeiden. Weiterhin umfasst jede Kreuzrollen 2 jeweils eine Rotationsachse, um die die Kreuzrolle 2 rotationssymmetrisch ist. Anhand der Rotationsachse lässt sich die Ausrichtung der jeweiligen Kreuzrolle 2 festlegen bzw. definieren. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Kreuzrolle 2 axial oder radial ausgerichtet ist. In der dargestellten ersten Ausführungsform ist die Kreuzrolle 2 im ersten Kreuzrollenlager 10' radial, da die Rotationsachse der Kreuzrolle 2 senkrecht zur Drehachse D ausgerichtet ist, und die Kreuzrolle 2 im zweiten Kreuzrollenlager 10" axial ausgerichtet, da hier die Rotationsachse der Kreuzrolle 2 parallel zur Drehachse D ausgerichtet ist. Dabei liegen die Kreuzrollen 2 des ersten und des zweiten Kreuzrollenlagers 10' und 10" vorzugweise jeweils an einem, insbesondere demselben, Vorsprung 8 des Innenrings 1 1 an. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Außenring 12 zweiteilig ausgestaltet ist, um die Montage des Außenrings 12 bzw. der Wälzlageranordnung 1 zu vereinfachen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass eine Höhe der Kreuzrolle 2 im Wesentlichen einem Durchmesser der Kreuzrolle 2 entspricht. Insbesondere weisen die Kreuzrollen einen Durchmesser zwischen 30 mm und 90 mm, bevorzugt zwischen 50 mm und 70 mm und besonders bevorzugt von etwa 60 mm, auf.
In Figur 2 ist eine Wälzlageranordnung 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Neben den Merkmalen der ersten beispielhaften Ausführungsform umfasst die Wälzlageranordnung der zweiten beispielhaften Ausführungsform Kreuzrollen 2 mit Profilierung, vorzugsweise mit profilierten Mantelflächen. Beispielsweise ist die Kreuzrolle 2 hier eine Toroidalrolle. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Laufflächen 3 der Laufbahnen am Innenring 1 1 bzw. Außenring 12, besonders bevorzugt konkav, gewölbt sind, insbesondere entsprechend einer Wölbung einer Mantelseite der Toroidalrolle gewölbt sind. Dadurch lässt sich die Kontaktfläche zwischen den Laufflächen 3 und den Kreuzrollen 2 bzw. der Linienkontakt in vorteilhafter Weise weiter vergrößern. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Wälzlageranordnung 1 Dichtungen 6 umfasst, die bevorzugt einen Zwischenraum zwischen dem Innenring 1 1 und dem Außenring 12 abdichten. Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, dass über Bohrungen 5 Schmiermittel für das erste und/oder das zweite Kreuzrollenlager 10' und/oder 10" in die Wälzlageranordnung 1 einleitbar ist.
In Figur 3 ist eine beispielhafte Kreuzrolle 2 für eine Wälzlageranordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Denkbar ist, dass eine solche Kreuzrolle 2 in der ersten Ausführungsform Teil des Kreuzrollenlagers ist. Insbesondere umfasst die hier dargestellte Kreuzrolle 2 neben dem zylinderförmigen Grundkörper 7 jeweils stirnseitig eine Abdeckung 4. Diese Abdeckungen 4 sind in an den Stirnseiten des Grundkörpers vorgesehenen Aussparungen eingelassen und mit dem Grundkörper 7 beispielsweise verschraubt, vernietet, verschweißt oder verklipst. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Abdeckung 4 eine Kante der Kreuzrolle 2 bildet und/oder dass die Abdeckung aus einem Kunststoff gefertigt ist.
In Figur 4 ist das erste oder zweite Kreuzrollenlager 10', 10" einer Wälzlageranordnung 1 gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Es ist hierbei vorgesehen, dass die Kreuzrollen 2 im betreffenden Kreuzrollenlager 10', 10" sowohl axial als auch radial angeordnet sind. Es ist zu sehen, dass Kreuzrollenlager 10', 10" eine Laufbahn aufweist, in welcher eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Gruppen 9 mit jeweils drei Kreuzrollen 2 angeordnet ist. Jede Gruppe 9 weist zwei nebeneinander angeordnete radial ausgerichtete Kreuzrollen 2 und daneben eine axial ausgerichtete Kreuzrolle 2 auf. Diese Gruppenanordnung wiederholt sich entlang der Laufbahn. Weiterhin ist es vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei Kreuzrollen 2 ein Trennelement 13 angeordnet ist. Dabei ist das Trennelement 13 angepasst an die zu trennenden Kreuzrollen 2. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, dass zwischen zwei radial bzw. axial ausgerichteten Kreuzrollen 2 ein anderes Trennelement 13 angeordnet ist als zwischen einer axial und einer radial ausgerichteten Kreuzrolle 2 und 2 die benachbart sind. Vorzugsweise sind die Trennelemente 13 derart ausgestaltet, dass sie die Mantelflächen der angrenzenden Kreuzrolle 2 zumindest teilweise umgreifen bzw. sich entlang der Mantelflächen teilweise erstrecken. Bezugszeichenliste
1 Wälzlageranordnung
2 Kreuzrolle
3 Lauffläche
4 Abdeckung
5 Bohrung
6 Dichtung
7 Grundkörper
8 Vorsprung
9 Gruppe
10' Erstes Kreuzrollenlager
10" Zweites Kreuzrollenlager
1 1 Innenring
12 Außenring
13 Trennelement
D Drehachse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Wälzlageranordnung (1 ) für eine Windkraftanlage, insbesondere für ein Blattlager der Windkraftanlage, aufweisend einen Innenring (1 1 ) und einen relativ zum Innenring (1 1 ) um eine Drehachse (D) drehbaren Außenring (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlageranordnung (1 ) ein erstes Kreuzrollenlager (10') und ein zweites Kreuzrollenlager (10") umfasst, wobei sowohl das erste Kreuzrollenlager (10') als auch das zweite Kreuzrollenlager (10") zwischen dem Innenring (1 1 ) und dem Außenring (12) angeordnete Kreuzrollen (2) derart aufweist, dass jeweils die Rotationsachse wenigstens einer axial ausgerichteten Kreuzrolle (2) parallel zur Drehachse (D) und die Rotationsachse wenigstens einer radial ausgerichteten Kreuzrolle (2) senkrecht zur Drehachse (D) verläuft.
2. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei das erste Kreuzrollenlager (10') und das zweite Kreuzrollenlager (10") entlang der Drehachse (D) zueinander versetzt angeordnet sind.
3. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kreuzrollenlager (10') und/oder das zweite Kreuzrollenlager (10') Kreuzrollen (2) umfasst, die an ihrer Stirnseite und/oder oder ihrer Mantelseite profiliert sind.
4. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kreuzrollenlager (10') und/oder das zweite Kreuzrollenlager (10') Kreuzrollen (2) umfasst, die stirnseitig eine Abdeckung (4), insbesondere ein Verschleißschutzelement aufweisen.
5. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Innenring (1 1 ) einen Vorsprung (8) aufweist, an dessen einer Seite eine Laufbahn für Kreuzrollen (2) des ersten Kreuzrollenlagers (10') ausgebildet ist und an dessen anderer Seite eine Laufbahn für Kreuzrollen (2) des zweiten Kreuzrollenlagers (10") ausgebildet ist.
6. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Kreuzrollenlager (10') eine Laufbahn aufweist, in welcher eine Gruppe (9) von Kreuzrollen (2) angeordnet ist, wobei die Gruppe (9) wenigstens zwei nebeneinander angeordnete radial ausgerichtete Kreuzrollen (2) und wenigstens eine axial ausgerichtete Kreuzrolle (2) umfasst, wobei entlang der Laufbahn wenigstens zwei solcher Gruppen (9) hintereinander angeordnet sind.
7. Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Kreuzrollenlager (10') eine Laufbahn aufweist, in welcher eine Gruppe (9) von Kreuzrollen (2) angeordnet ist, wobei die Gruppe (9) wenigstens zwei nebeneinander angeordnete axial ausgerichtete Kreuzrollen (2) und wenigstens eine radial ausgerichtete Kreuzrolle (2) umfasst, wobei entlang der Laufbahn wenigstens zwei solcher Gruppen (9) hintereinander angeordnet sind.
8. Wälzlageranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Wälzlageranordnung (1 ) derart ausgebildet ist, dass in der Laufbahn des ersten und/oder zweiten Kreuzrollenlagers (10', 10") genau ein ganzzahliges Vielfaches einer Gruppe (9) angeordnet ist.
9. Blattlager für eine Windkraftanlage aufweisend eine Wälzlageranordnung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2016/068032 2015-08-07 2016-07-28 Wälzlageranordnung und blattlager für eine windkraftanlage WO2017025343A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015113100.5A DE102015113100A1 (de) 2015-08-07 2015-08-07 Wälzlageranordnung und Blattlager für eine Windkraftanlage
DE102015113100.5 2015-08-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017025343A1 true WO2017025343A1 (de) 2017-02-16

Family

ID=56550896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/068032 WO2017025343A1 (de) 2015-08-07 2016-07-28 Wälzlageranordnung und blattlager für eine windkraftanlage

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015113100A1 (de)
WO (1) WO2017025343A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107172A1 (de) * 2018-03-26 2019-09-26 Liebherr-Components Biberach Gmbh Stellantrieb zum Verstellen des Pitchwinkels eines Rotorblatts einer Windkraftanlage sowie Windkraftanlage mit einem solchen Stellantrieb
ES2761321A1 (es) * 2018-11-15 2020-05-19 Laulagun Bearings Sl Rodamiento de rodillos

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202017000692U1 (de) * 2017-02-08 2018-05-09 Liebherr-Components Biberach Gmbh Mehrreihiges Großwälzlager
DE102018216252A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 RS Schwarze Elektrotechnik Moderne Industrieelektronik GmbH Wälzkörper mit integrierter Elektronik zur Verwendung in einem Wälzlager
DE202019101697U1 (de) * 2019-03-26 2020-07-02 Liebherr-Components Biberach Gmbh Großwälzlager

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003866A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine pitch bearing, and use hereof
WO2008074322A2 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Vestas Wind Systems A/S A bearing and method for transferring forces through a bearing of a wind turbine
DE102011000769A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-16 Rothe Erde Gmbh Axial-Radialwälzlager, insbesondere für die Lagerung von Rotorblättern an einer Windkraftanlage

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2206652A1 (de) * 1972-02-11 1973-08-23 X 4 Corp Zwischenstueck mit drehmomentenbegrenzung
DE102007008758A1 (de) * 2007-02-22 2008-08-28 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Getriebe-Nabeneinheit für eine Windkraftanlage
DE102012202267B4 (de) * 2012-02-15 2015-06-18 Aktiebolaget Skf Lageranordnung
DE102014220823A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Rollenlagerkäfig

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007003866A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine pitch bearing, and use hereof
WO2008074322A2 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Vestas Wind Systems A/S A bearing and method for transferring forces through a bearing of a wind turbine
DE102011000769A1 (de) * 2011-02-16 2012-08-16 Rothe Erde Gmbh Axial-Radialwälzlager, insbesondere für die Lagerung von Rotorblättern an einer Windkraftanlage

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107172A1 (de) * 2018-03-26 2019-09-26 Liebherr-Components Biberach Gmbh Stellantrieb zum Verstellen des Pitchwinkels eines Rotorblatts einer Windkraftanlage sowie Windkraftanlage mit einem solchen Stellantrieb
US11473558B2 (en) 2018-03-26 2022-10-18 Liebherr-Components Biberach Gmbh Actuating drive for adjusting the pitch angle of a rotor blade of a wind turbine, and wind turbine comprising such an actuating drive
ES2761321A1 (es) * 2018-11-15 2020-05-19 Laulagun Bearings Sl Rodamiento de rodillos

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015113100A1 (de) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2092204B1 (de) Wälzlager, insbesondere mittenfreies grosswälzlager
EP2812568B1 (de) Wälzlageranordnung zur lagerung von teilen einer windkraftanlage, sowie windkraftanlage mit einem derart ausgestalteten blattlager
EP2627921B1 (de) Baugruppe als lageranordnung zur drehenden lagerung von maschinen- und anlagenteilen
WO2017025343A1 (de) Wälzlageranordnung und blattlager für eine windkraftanlage
EP3350463B1 (de) Drehlager
EP2715162B2 (de) GROßWÄLZLAGER
DE102006008731A1 (de) Zweireihiges Schrägwälzlager mit einem geteilten Lageraußenring und einem einteiligen Lagerinnenring
WO2006094661A1 (de) Kegelrollenlager mit am innenring geführten käfigsegmenten
WO2010037370A1 (de) Drehverbindung, insbesondere wälzlager mit drei konzentrischen lagerringen und wälzkörperreihen mit gekreuzten rollen oder kugeln mit vierpunktkontakt für eine windenergieanlage
WO2015150159A1 (de) Wälzlageranordnung und windkraftanlage
WO2017141096A1 (de) Drahtlager
EP3601819B1 (de) Wälzlageranordnung und windkraftanlage
WO2010078944A2 (de) Vorrichtung zur verdrehbaren kopplung zweier anlagenteile sowie damit ausgerüstete windraftanlage
DE102014106587A1 (de) Wälzlager, insbesondere Vierpunktlager oder Doppelvierpunktslager für Windkraftanlagen
DE102008049812A1 (de) Hochbelastbare Drehverbindung
WO2009006875A1 (de) Wälzlager, insbesondere rollenlager
DE102014219702A1 (de) Laufbahnstruktur für ein Wälzlager und Verfahren
EP3685059B1 (de) Schrägrollenlager
EP2944836B1 (de) Wälzlager
DE102014212075B4 (de) Lagerkäfig für ein Kegelrollenlager
DE102017219831A1 (de) System zur Lagerung einer Rotorwelle
EP3421789B1 (de) Wälzlager für windenergieanlagentriebstrang
DE202006007434U1 (de) Großwälzlager
WO2024193750A1 (de) Zylinderrollenlager
DE102019117888A1 (de) Wälzlageranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16744421

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16744421

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1