Zylinderrollenlager mit erhöhter Tragfähigkeit für Windturbinengetriebe

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Erhöhung der Tragfähigkeit von Zylinderrollenlagern

Abgeleitet aus der standardisierten Tragzahltheorie gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten die Tragfähigkeit unter Beibehaltung der genormten äußeren Lagerabmessungen zu erhöhen:

• Vergrößerung der Rollenabmessungen bei konstanter Rollenanzahl

• Erhöhung der Rollenanzahl bei gleichen Rollenabmessungen

Der erste Ansatz führt jedoch zu einer Reduzierung der Ringsteifigkeit und Bordfestigkeit, da eine Vergrößerung der Rollenabmessungen eine Reduzierung der Ringwandstärke und der Bordbreite bewirkt. In der Praxis könnte dies zu Mikrobewegungen im Bereich der Lagersitze führen und somit Passungsrostbildung bzw. Ringwandern begünstigen. Zusätzlich wird durch größere Rollen die Massenträgheit der Rolle und des Wälzkörpersatzes und damit das Risiko bezüglich Schlupf und Anschmierungen erhöht.

Die höhere Tragfähigkeit gegenüber der Standardausführung wird daher entsprechend des zweiten Ansatzes durch eine Erhöhung der Rollenanzahl bei gleichbleibenden Rollen- und Lagerabmessungen erreicht. Möglich wird dies durch ein spezielles Käfigdesign, bei dem die Stege je nach Lagerbauform deutlich ober- bzw. unterhalb des Lagerteilkreises angeordnet sind. Die Wälzkörper können auf diese Weise deutlich enger zusammenrücken und zwischen den Rollen bleibt genügend Raum für die Stege, welche festigkeitsbedingt einen bestimmten Querschnitt benötigen .

Im Vergleich zum Standardlager können auf diese Weise ein bis zwei Rollen mehr im Lager untergebracht werden. Hinsichtlich erhöhter Rollenanzahl und der damit zu erreichenden maximalen Tragzahl ist kaum eine weitere Steigerung mehr möglich. High-Capacity Lager der ISO Maßreihe 23 mit einem Außenringschulter geführten Käfig besitzen bereits die gleiche Rollenanzahl wie ein vollrolliges Zylinderrollenlager mit gleichen Abmessungen.

Die jüngste Entwicklung, basierend auf diesem Konzept, ist das separierbare High-Capacity Zylinderrollenlager von SKF. Es wurde speziell für die schnell drehenden Wellen im Stirnradteil von Windkraftgetrieben entwickelt und lässt sich separat montieren. Standard SKF High-Capacity Zylinderrollenlager hingegen müssen genauso wie vollrollige Lager montiert werden, da der Rollensatz nicht selbsthaltend ist. (ud)

* *Dipl.-Ing. Tilmann Haar (SKF GmbH, Technische Beratung), Dipl.-Ing. (FH) Michael Häussinger (SKF GmbH, Produktentwicklung Zylinderrollenlager)

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