專利名稱：徑向滾柱軸承，尤其是用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動裝置中的軸的圓柱滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種才艮據(jù)^又利要求1的前序部分構(gòu)成的特;f正所述的 徑向滾柱軸承，并且該徑向滾柱軸承尤其有利地在至少暫時地在4艮 小的載荷下運轉(zhuǎn)的、例如用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動裝置中的軸的軸承 結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
對于滾柱軸承技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說普遍公開的是，徑向 滾柱軸承在足夠的載荷下具有最佳的動態(tài)運行狀態(tài)，在該運行狀態(tài)
滾動。此外，從至少暫時受到低載荷的徑向滾柱軸承中獲知，由圓 柱滾子和其軸承保持架組成的圓柱滾子組由于軸承中的摩擦或者 說由于圓柱滾子組的大的慣性力以及圓柱滾子和滑道之間暫時很 小的4妾觸力而不能以動態(tài)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。因此，圓柱滾子組的轉(zhuǎn)速保 持在動態(tài)的轉(zhuǎn)速之下，使得圓柱滾子處于動態(tài)的非最佳的狀態(tài)下， 由此造成在圓柱滾子和至少一個滑道之間打滑。在此，可以在圓柱 滾子和滑道之間的接觸面上形成潤滑油膜，然而該潤滑油膜在突然 的轉(zhuǎn)速變化或載荷變化時受到破壞，從而在出現(xiàn)打滑的接觸位置上 在最短的時間內(nèi)不再有足夠的潤滑油月莫。這會引起滑道與圓柱滾子 的金屬4妄觸以及圓柱滾子在滑道上的滑動，直到圓柱滾子加速到動 態(tài)的轉(zhuǎn)速上。由此，在滑道和圓柱滾子之間大的速度差以及分離的潤滑油膜的缺失造成在滑道和圓柱滾子的表面中大的切向應(yīng)力，該 切向應(yīng)力與最強(qiáng)烈的磨損現(xiàn)象如滑道的打毛、材料裂開和至少與微 蝕斑有關(guān)的涂污相耳關(guān)系并且導(dǎo)致徑向滾柱軸承的過早失靈。
因此，由FR2 479 369提出了一種徑向滾柱軸承，該徑向滾柱 軸承基本上由帶有內(nèi)滑道的外軸承環(huán)和與外軸^ 義環(huán)同軸i殳置的帶 有外滑道的內(nèi)軸浮義環(huán)以及大量在軸厚義環(huán)之間在其滑道上;袞動的并 且由軸承保持架沿著圓周方向相互間保持均勻間距的圓柱滾子構(gòu) 成，其中為了避免所描述的在圓柱滾子和軸承環(huán)之間的打滑效應(yīng)以 及由其帶來的缺陷，由空心滾子代替多個均勻分布在圓周上的圓柱 滾子。在此，該軸向構(gòu)造得比其余圓柱滾子略短的空心滾子具有比 其余圓柱滾子略大的直徑和更小的彈性才莫量， -使得其在徑向滾柱軸 承的空載狀態(tài)下與軸承環(huán)持續(xù)地接觸，并且由此確保用動態(tài)的轉(zhuǎn)速 持續(xù)地驅(qū)動軸承保持架以及圓柱滾子。
然而，這樣設(shè)計的徑向滾柱軸承的缺陷在于，其直徑一皮設(shè)計得 略《鼓大于圓柱滾子的空心滾子可能導(dǎo)致這種軸岸義的裝配和拆卸非 常困難或者只有以附加的成本和費用才能實現(xiàn)。這在事實上是由此 引起的，即軸承的隨同轉(zhuǎn)動的多數(shù)情況下的內(nèi)軸承環(huán)必須具有對應(yīng) 于每兩個相對的圓柱滾子的間3巨的外直徑，由此一方面確併"又-f又通 過圓柱滾子接收軸岸義負(fù)荷，并且另 一方面直徑稍大一點的空心滾子 獲得持續(xù)驅(qū)動軸承保持架所必需的預(yù)張力。因為內(nèi)軸承環(huán)的外直徑 稍孩i大于在軸7 c纟從軸和空心滾子的外直徑之間的間距，所以生產(chǎn)方 要求的對內(nèi)軸承環(huán)的裝配僅僅通過附加的熱處理就可實現(xiàn)，在熱處 理時，外軸承環(huán)與圓柱滾子組共同加熱至外環(huán)出現(xiàn)足夠的熱膨脹， 從而使內(nèi)軸承環(huán)軸向嵌入到軸承中。盡管生產(chǎn)商為了避免這樣的成 本可以將外軸7R環(huán)與圓柱滾子組和內(nèi)軸7K環(huán)分開供貨，然而這可能 會導(dǎo)致一種結(jié)果，即例如用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動裝置中的軸的徑向 滾柱軸承的安裝時非常復(fù)雜的，在該安裝過程中，松散的內(nèi)軸承環(huán)利用壓配合安裝在軸上，并且外軸承環(huán)與圓柱滾子組一起利用壓配
合安裝在殼體的孔中。之后，殼體必須與外軸承環(huán)和圓柱;哀子組一
同力口熱，直至帶有內(nèi)軸承環(huán)的軸可以軸向地插入到軸承中，其中隨 著殼體和外環(huán)的冷卻而產(chǎn)生在空心滾子上為持續(xù)驅(qū)動軸承保持架
所必需的預(yù)張力。然而，這樣的方法在實踐中被認(rèn)為是復(fù)雜和費用
高昂的，并因此不能與現(xiàn)代防滑徑向滾柱軸承對簡單的操作性和緊
湊的結(jié)構(gòu)方面的要^4目適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
由這些在現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷出發(fā)，因此，本發(fā)明的目的是 提出 一種徑向滾柱軸承，尤其是用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動裝置中的軸
的圓柱滾子軸7fC,其i殳計具有多個空心滾子，用于避免在圓柱滾子 和軸承環(huán)之間的滑動并且其特征在于尤其在其裝配時的簡單的才喿 作性和緊湊的結(jié)構(gòu)。
才艮據(jù)本發(fā)明，該目的在根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的徑向滾 柱軸承中如此得以實現(xiàn)，軸承環(huán)以及圓柱滾子和空心滾子的尺寸這 樣地-沒計，即在裝配的徑向滾柱軸承的未安裝狀態(tài)中，圓^主滾子和 空心滾子首先具有 一個^見定的徑向軸承游隙并且一旦徑向滾柱軸 承被安裝，在同時降低在圓柱滾子上的徑向軸承游隙時，可以調(diào)節(jié) 在空心滾子上的用于連續(xù)驅(qū)動軸承保持架所必需的預(yù)張力。
因此，本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識，即其可以通過使徑向滾柱軸承
的所有部件都設(shè)計具有這樣的尺寸，即在直徑上^殳計大于圓柱滾子 的空心滾子本身具有*見定的徑向軸承游隙來以筒單的方式實現(xiàn)，一
方面徑向滾柱軸7 義的具有圓^主滾子組的外軸7 義環(huán)與內(nèi)軸岸義環(huán)不必
分開地而是被預(yù)裝配地供貨，以及另 一方面徑向滾柱軸4義可以作為 完整的結(jié)構(gòu)單元在安裝位置進(jìn)行安裝并且同時可以在所有的部件
上調(diào)整4圣向軸7 、游隙。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的徑向滾柱軸承的優(yōu)選設(shè)計方案和改進(jìn)方案 在從屬權(quán)利要求中描述。
接下來，根據(jù)權(quán)利要求2在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的徑向滾柱軸承中， 空心滾子的外直徑相對于圓柱滾子的外直徑具有一個過盈，在徑向
滾柱軸承的未安裝的情況中，該過盈小于圓柱滾子的徑向軸7K游隙
的 一半。如果例如空心滾子的外直徑相對于圓柱>袞子的外直徑-沒計
具有大約60 jam的過盈，那么總徑向軸〃K游隙測量具有大約130 (im,由此在空心滾子上還保留相對于內(nèi)軸承環(huán)的外直徑大約10|am
的徑向軸7"R游隙。由此而確zf呆，即+>散的、多少情況下的內(nèi)軸7 義環(huán)
如在通常的沒有空心滾子的徑向滾柱軸^K時不需要任何其他措施 地，如加熱固定的、多數(shù)為外軸承環(huán)或者也冷卻內(nèi)軸承環(huán)地插入到 軸承中并且可以作為預(yù)裝配的結(jié)構(gòu)單元來供貨。
最后，根據(jù)權(quán)利要求3還說明了根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的另外的特征， 即對空心滾子的必要的預(yù)張力的調(diào)節(jié)以及減小圓柱滾子的徑向軸 承游隙優(yōu)選通過兩個軸承環(huán)中至少 一個的配合條件下的擴(kuò)張和收 縮來實現(xiàn)。其中，應(yīng)該理解的是，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的不具有預(yù)張力 的徑向滾柱軸承現(xiàn)在提供了多個用于裝配到例如像在風(fēng)力發(fā)電裝 置的傳動裝置的軸承座中的有利的可能性，其分別以在軸承座的殼
在此，第一優(yōu)選的裝配可能性例如在于，軸承座的殼體(與內(nèi) 燃才幾的曲軸座相似)被分開地形成并且徑向滾柱軸承首先完整地通 過在內(nèi)軸7fc環(huán)和相應(yīng)的軸之間的壓配合裝配到該軸7fc座上，乂人而已 經(jīng)產(chǎn)生為持續(xù)驅(qū)動軸承保持架所必需預(yù)張力的大部分。然后，這樣 裝配的軸承與軸一 同裝入到軸承座的第 一殼體半殼中，從而接下來 將軸承座的第二殼體半殼包圍地放置在第一殼體半殼上并且可以 與之夾緊在一起。在殼體中容納軸承的孔在此這樣地設(shè)計尺寸，即在夾緊兩個殼體半殼時，外軸7 義環(huán)這沖羊地收縮，即在同時減小在圓 柱滾子上的徑向軸7K游隙時，調(diào)整在軸7 義的空心滾子上的用于連續(xù) 驅(qū)動軸承保持架所必需的剩余預(yù)張力。
相反，在第二個同樣非常有利的裝配可能性中提出了 一種用于 軸承座的 一 體殼體，然而殼體的用于徑向滾柱軸承的孔的尺寸同樣 略孩i小于外軸7 義環(huán)的外直徑。在此，徑向滾柱軸7fC首先完整地通過 在內(nèi)軸承環(huán)和相應(yīng)的軸之間的壓配合裝配到該軸上并且^妾下來與 軸共同裝入到殼體中。然而，因為在殼體中的容納孔的尺寸小于外 軸承環(huán)的外直徑，因此，殼體^^短時局部地帶容納孔處加熱，直至 能夠通過以熱為前提條件的孔的擴(kuò)張來4吏具有徑向滾柱軸承的軸 安裝到該孔中，或者具有軸承的軸被冷卻，直至同樣能夠-使具有徑 向滾柱軸承的軸安裝到該孔中。然后，通過接下來冷卻殼體孔或者 加熱具有軸承的軸，外軸承環(huán)有這樣地收縮或者內(nèi)軸承環(huán)這樣地擴(kuò) 張，即在同時減小在圓柱滾子上的徑向軸承游隙時，調(diào)節(jié)在空心滾 子上的用于連續(xù)驅(qū)動軸承保持架所必需的預(yù)張力。
最后，相對于所述的這些裝配可能性來i兌可選的第三裝配可能 性，徑向滾柱軸7fC首先完整地通過在在外軸7 義環(huán)和同樣一體的殼體 的孔之間的壓配合裝配到該殼體中，并且接下來待裝入的軸被冷 卻，直至該軸能夠-故軸向地推入到內(nèi)軸^^環(huán)中。然后，4妄下來對軸 的加熱用于使內(nèi)軸承環(huán)擴(kuò)張，直至在軸承的空心滾子上再次在同時 減小在圓柱滾子上的徑向軸承游隙時，調(diào)節(jié)在空心滾子上的用于連 續(xù)驅(qū)動軸承保持架所必需的預(yù)張力。
因此，綜上所述，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的徑向滾柱軸承相對于由現(xiàn) 有#支術(shù)/>開的、具有"i殳置在圓柱滾子和軸7 C環(huán)之間的多個空心滾子 的徑向滾柱軸承具有一優(yōu)點，即其特征在于，在未安裝的狀態(tài)中， 其直徑一皮設(shè)計得大于圓柱滾子的空心滾子具有 一規(guī)定的徑向軸承游隙，可由生產(chǎn)商預(yù)裝配，并且因此具有緊湊的結(jié)構(gòu)，并且尤其在 例如風(fēng)力發(fā)電裝置的傳動裝置的軸承座上的裝配和拆卸時具有更 加簡單的:l喿作性。


下面參照附圖對根據(jù)本發(fā)明形成的徑向滾柱軸承的優(yōu)選實施
方式進(jìn)4亍詳細(xì)解釋。其中
圖1是才艮據(jù)本發(fā)明形成的徑向滾柱軸7 義的側(cè);f見圖2是圖1的根據(jù)本發(fā)明形成的徑向滾柱軸承的橫截面A - A;
圖3a是未安裝的根據(jù)本發(fā)明的徑向滾柱軸承的側(cè)視圖的放大 截面圖3b是安裝的根據(jù)本發(fā)明的徑向滾柱軸承的側(cè)視圖的放大截 面具體實施例方式
由圖1和圖2的示圖清晰地示出了適合用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動 裝置中的軸的徑向滾柱軸承1，其以已知的方式由以下部件構(gòu)成 具有內(nèi)滑道3的外軸7 義環(huán)2;具有外滑道5、并且與外軸^K環(huán)同軸 設(shè)置的內(nèi)軸承環(huán)4;以及多個在軸承環(huán)2， 4之間在其滑道3， 5上 滾動的圓柱滾子6,這些圓柱滾子通過軸7 義罩7沿著圓周方向相互 間保持均勻的間距。同樣可以從圖中清楚地看出，在示出的徑向滾 柱軸承1中為了避免圓柱滾子6和軸承環(huán)2， 4之間的打滑，由空 心滾柱8代替三個均勻分布在圓周上的圓柱滾子6，這些空心滾柱 具有比其余的圓柱滾子6稍大的直徑Dh以及更小的彈性模量。由此，空心滾子8在徑向滾柱軸承1的空載狀態(tài)下持續(xù)接觸軸承環(huán)2, 4并且由此確保用動態(tài)的轉(zhuǎn)速持續(xù)驅(qū)動軸承保持架7以及其余的圓 柱滾子6。
此外，由圖3a和圖3b可獲知，為了4吏這樣設(shè)計的徑向滾柱軸 承l(wèi)的裝配變得容易，軸承環(huán)以及圓柱滾子和空心滾子的尺寸這樣 地設(shè)計，即在根據(jù)圖3a的圖示的相應(yīng)的裝配的徑向滾柱軸承1的 未安裝狀態(tài)中，圓柱滾子6以及設(shè)計具有比圓柱滾子6大的直徑的 Dh空心;哀子8首先具有一個^見定的徑向4由7K游隙RLZ, RLh并且一 旦在才艮據(jù)圖3b的圖示中的相應(yīng)的徑向滾4主軸7K 1安裝狀態(tài)中時， 在同時降<氐在圓片主;:袞子6上的^圣向軸 K游隙RLz時，可以i殳計具有 在空心滾子8上的用于連續(xù)驅(qū)動軸承保持架7所必需的預(yù)張力。在 此，空心滾子8的外直徑Dh (如在圖3a中可見的那樣)相對于圓 柱滾子6的外直徑Dz具有一過盈，在徑向滾柱軸承1的未安裝的 狀態(tài)中，該過盈小于圓柱滾子6的徑向軸承游隙RLz的一半，從而 使松散的內(nèi)軸承環(huán)如在通常的徑向滾柱軸承時可以不需要任何其 他措施地軸向插入到徑向滾柱軸承l(wèi)中。然后通過兩個軸承環(huán)2， 4 中至少 一個軸7fC環(huán)在壓配合條件下的擴(kuò)張或者收縮來實現(xiàn)對空心 滾子8的必需的預(yù)張力的調(diào)整以及減小圓柱滾子6的徑向軸承游隙 RL7。參考標(biāo)號
1
2
3
4
6
7
8
Dz DH RLZ RLH
^圣向;袞4主4由;f義 外軸承環(huán)
內(nèi)滑道
內(nèi)軸7 義環(huán)
內(nèi)滑道
圓柱滾子
軸承保持架
空心滾子
6的夕卜JJ圣
8的外JJ至
6的徑向軸承游隙
8的徑向軸浮(游隙
權(quán)利要求
1.一種徑向滾柱軸承，尤其用于支承風(fēng)力發(fā)電傳動裝置中的軸，所述徑向滾柱軸承基本上包括配備有內(nèi)滑道(3)的外軸承環(huán)(2)；配備有外滑道(5)的內(nèi)軸承環(huán)(4)；以及多個在軸承環(huán)(2，4)之間在其滑道(3，5)上滾動的圓柱滾子(6)，所述圓柱滾子由軸承保持架(7)沿著圓周方向相互間保持均勻的間距，其中，為了防止在所述軸承滾子(6)和所述軸承環(huán)(2，4)之間出現(xiàn)滑動，多個均勻分布在圓周上的所述軸承滾子(6)通過空心滾子(8)來替代，所述空心滾子具有比所述軸承滾子(6)更大的外直徑和更小的彈性模量，從而在所述徑向滾柱軸承(1)空載的狀態(tài)下確保與所述軸承環(huán)(2，4)的持續(xù)接觸以及因此確保用動態(tài)的轉(zhuǎn)速持續(xù)驅(qū)動所述軸承保持架(7)以及所述圓柱滾子(6)，其特征在于，所述軸承環(huán)(2，4)、所述圓柱滾子(6)和所述空心滾子(8)的尺寸被這樣地設(shè)計，即在裝配的徑向滾柱軸承(1)的未安裝狀態(tài)中，所述圓柱滾子(6)和所述空心滾子(8)首先具有一個規(guī)定的徑向軸承游隙(RLZ，RLH)，并且一旦所述徑向滾柱軸承(1)被安裝，在同時減小在所述圓柱滾子(6)上的徑向軸承游隙(RLZ)時，可以調(diào)節(jié)在所述空心滾子(8)上的用于連續(xù)驅(qū)動所述軸承保持架(7)所必需的預(yù)張力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向滾柱軸承，其特征在于，所述空心 滾子(8)的所述外直徑(Dh)相對于所述圓柱滾子(6)的 外直徑(Dz)具有一個過盈，在所述徑向滾柱軸7K ( 1 )的未 安裝的情況中，所述過盈小于所述圓柱滾子(6)的所述徑向 軸7fc游隙(RLz)的一半。
3.才艮據(jù)一又利要求1所述的徑向滾柱軸7 義，其特4正在于，對所述空心滾子(8 )的必要的預(yù)張力的調(diào)節(jié)以及減小所述圓柱滾子(6 ) 的徑向軸7R游隙(RLz)優(yōu)選通過所述兩個軸7 義環(huán)(2， 4)中 至少 一個的配合條件下的擴(kuò)張和收縮來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種徑向滾柱軸承(1)，其基本上包括配備有內(nèi)滑道(3)的外軸承環(huán)(2)；配備有外滑道(5)的內(nèi)軸承環(huán)(4)；以及多個在軸承環(huán)(2，4)之間在其滑道(3，5)上滾動的圓柱滾子(6)，這些圓柱滾子由軸承保持架(7)沿著圓周方向相互間保持均勻的間距。同時，為了防止在軸承滾子(6)和軸承環(huán)(2，4)之間出現(xiàn)滑動，多個軸承滾子(6)通過空心滾子(8)來替代，這些空心滾子具有比軸承滾子(6)更大的外直徑和更小的彈性模量，從而在徑向滾柱軸承(1)空載的狀態(tài)下確保與軸承環(huán)(2，4)的持續(xù)接觸以及因此確保用動態(tài)的轉(zhuǎn)速持續(xù)驅(qū)動軸承保持架(7)以及圓柱滾子(6)。根據(jù)本發(fā)明這樣地設(shè)計軸承環(huán)(2，4)、圓柱滾子(6)和空心滾子(8)的尺寸，即在徑向滾柱軸承(1)的未安裝狀態(tài)中，圓柱滾子(6)和空心滾子(8)首先具有一個規(guī)定的徑向軸承游隙(RL_Z，RL_H)，并且一旦徑向滾柱軸承(1)被安裝，在同時降低在圓柱滾子(6)上的徑向軸承游隙(RL_Z)時，可以調(diào)節(jié)在空心滾子(8)上的用于連續(xù)驅(qū)動軸承保持架(7)所必需的預(yù)張力。
文檔編號F16C19/26GK101622463SQ200880007012
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月3日
發(fā)明者克里斯蒂安·霍芬格, 托比亞斯·米勒, 維托爾德·馬雷克·斯莫倫斯基, 貝恩德·恩德雷斯 申請人:謝夫勒兩合公司