CN103328831A - 部分轴承圈、锁紧套、滚动轴承和装配方法 - Google Patents

部分轴承圈、锁紧套、滚动轴承和装配方法 Download PDF

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H.克恩
H.克里斯坦特
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Abstract

本发明涉及一种滚动轴承的部分轴承圈(100)技术方案，所述部分轴承圈(100)在其端面上具有第一装配孔(110)，并且所述部分轴承圈(100)还具有第二装配孔(120)，其中，所述第二装配孔(120)具有比所述第一装配孔(110)更大的直径，并且被设计用于容纳锁紧套(200)。

Description

部分轴承圈、锁紧套、滚动轴承和装配方法
本发明涉及一种滚动轴承，尤其在其使用地点才进行装配的并因此以逐个部件制成的滚动轴承。
图4示意性地示出传统的滚动轴承300的结构。滚动轴承300由分开的内圈(简称IR，源自英文”inner ring”)和分开的外圈320(简称OR，源自英文”outerring”)共同组成，该内圈的上部部分轴承圈在图4中用310标示。不仅内圈还有外圈320都有装配孔，其在图4中用附图标记315和325表示。此外，在内圈的示例中，图4还示出该内圈由两个部分轴承圈310、335所组成，其中，可看到部分轴承圈310在前面，且部分轴承圈335在背面。此外，在图4所示的示例中还可看出，外圈320是分开的，这通过在装配孔325内的分隔线可以看出。在传统技术的框架内，通常轴承具有分开的轴承内圈和/或轴承外圈。这尤其适用于在其使用地点才直接装配或组装的滚动轴承。
图5示出传统滚动轴承的另一个示例，其中，在此示出一种双列圆锥滚子轴承。图5示出径向剖切该轴承所得的截面图。在图5中可以看出，轴承由轴承外圈320和分开的轴承内圈组成，该轴承内圈由部分轴承圈或者半轴承310和335共同组合而成。在这中间设计有双列滚动体340。此外，图5示出在两个部分轴承圈310和335上延伸的装配孔315。通过这种装配孔315能够例如使用螺栓将两个部分轴承圈310和335相互拉紧，并且在其使用地点进行装配。
换言之，具有滚动轴承的使用变形方案，其中，装配孔不仅用于轴承自身的装配，而且用于将整个轴承装配到支架上，例如装配到发动机壳体上或者变速器壳体上。在这种应用情况下，具有分开的轴承圈的轴承能够不借助该装配孔而被预装配，因为这种装配孔是用于总装配的。
因此，对于具有分开的OR(外圈)或者IR(内圈)的轴承会有这种问题，即该轴承必须对于运输以及装配是锁紧的。在图4中用315和325标示的装配孔必须为了轴承自身的装配，例如装配到发动机壳体上或者变速器上，而保持不被占用。同时，轴承圈在运输或者装配时必须避免彼此分离。
至今为止，利用昂贵的装置才能解决这种问题，该装置在装配前必须被拆解。在此，例如使用夹板。然而，在新的装配过程中，辅助装置的提前拆解是不再可能的，从而无法再使用这种装置。另一种解决方案是在原本的装配孔315或325之间设置附加的孔，其尤其被设置用于保证运输安全。在图4中示出了标记为330的过渡。该连接板位于两个装配孔之间的中间区域内，其中，在图4中轴承内圈310作为示例。随后在螺纹孔/装配孔的中间区域内安装附加的、大多数较小的螺栓，该螺栓将两个分开的内圈或外圈为了运输或者装配而束紧在一起。但是，在高负荷连接的情况下，该中间区域是如此小，以至于无法采用这种解决方案。
因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于锁紧滚动轴承的改进设计方案，该滚动轴承使用分开的轴承圈。
所述技术问题根据独立权利要求通过部分轴承圈、锁紧套、滚动轴承和装配方法所解决。
本发明的中心思路是，将部分轴承圈或者半轴承圈的固定螺栓的通孔或者装配孔自身用作锁紧装置的安装空间。为此，一些单个的通孔或者装配孔可以被设计得较大，从而例如能够装入锁紧套。这种锁紧套例如可以固定在轴承圈之一内，其中为此还可考虑不同的实施例。例如，通过在部分轴承圈内的螺纹、在轴承圈内安装附加螺母、卷边或者类似的接合和变型方法、甚至热力学收紧的方法来实现固定。在另一个部分轴承圈内，锁紧套能够例如通过凸缘、类似于螺栓头来支撑。
此外，通过转动锁紧套能够将两个部分轴承圈例如借助螺纹被拉紧，其中，这里还可以考虑其他的实施例。例如，两个部分轴承圈还能够通过其他装置来拉紧，并且固定锁紧套。在此，锁紧套能够例如被螺纹拧紧、抵住、卷边嵌入、卡紧等等。在放松其他装置后，锁紧套随后能够将两个部分轴承圈相互锁紧/固定，或者保持拉紧。
在实施例中，锁紧套例如可以具有原螺栓通孔的内径，即具有传统的装配孔的直径，使得对轴承固定基本上不会受到锁紧套的影响。在实施例中，锁紧套在轴承装配后能够借助粘接材料，例如“乐泰胶”(Loctite)被锁紧在螺纹内，因此该锁紧套随后不能再被松开。
因此，所述实施例能够提供这样的优点，锁紧套的安装从外侧不再是可见的，或者尽管被锁紧但没有凸出的部件。因此，在实施例中能够降低或者甚至完全消除对自身螺栓连接的影响。此外，装配过程、尤其螺栓拧紧过程还能够几乎不受锁紧套影响地进行。因此，在实施例中还能够给出这样的优点，在装配过程中能够不变地保留传统的螺纹拧紧过程，并且能够完全省去对运输锁紧装置的可能的移除过程，因为锁紧套保留在装配孔内。
在实施例中，将锁紧套保留在装配孔内还能够对维修工作带来优点。尤其在拆解滚动轴承时在去除装配螺栓后，部分轴承圈通过锁紧套保持相互拉紧，从而在此也可以不必安装锁紧装置。尤其不需要维修人员采取可能的安全保障准备，因为在拆解轴承后锁紧套能直接且自动地继续实现其锁紧功能。
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。附图为：
图1示出部分轴承圈的实施例；
图2a-c示出部分轴承圈和锁紧套的实施例；
图3a-d示出已装配的滚动轴承和所属装配过程的实施例；
图3e示出已装配的滚动轴承和所属装配过程的另一个实施例；
图3f示出装配方法的流程图的实施例；
图4示出根据现有技术的具有分开的轴承圈的滚动轴承的示例；和
图5示出根据现有技术的具有分开的轴承圈的滚动轴承的截面图。
图1示出滚动轴承的部分轴承圈或者半轴承圈100的实施例，其在部分轴承圈100的端面上具有第一装配孔110并且还具有第二装配孔120，其中，第二装配孔120具有比第一装配孔110更大的直径，并且被设计用于容纳锁紧套。在图1中的虚线表示，还能够设置其它的装配孔，尤其能够设置环绕一圈的装配孔。
换言之，实施例包含部分轴承圈或者半轴承圈100，在其装配孔110、120内设计安置有锁紧套。为此，单个装配孔120能够具有比其它装配孔110更大的直径。在此，将装配孔理解为这样一种孔，其用于将多个、尤其两个部分轴承圈相互装配，和/或用于将滚动轴承装配到支架上、例如装配到发动机、发电机或者变速器的壳体上。
在实施例中，第一装配孔110和第二装配孔120能够被设计用于将部分轴承圈100装配到壳体上或者装配到发动机或者发电机的转子上。这能够尤其包括，设置在部分轴承圈100内的装配孔110、120与在壳体或者转子、尤其这种风力发电设备上的装配孔具有相同的几何形状。
部分轴承圈100能够被设计为滚动轴承的内圈或者外圈的一部分，和/或与分开的轴承圈垂直于其旋转轴的半部相一致。在实施例中，轴向相互摩擦接合地连接的两个部分轴承圈100构成滚动轴承的内圈或者外圈。
图2a示出已装配的轴承圈的截面示意图。该轴承圈由部分轴承圈100a的实施例和另一个部分轴承圈100b组合而成。在实施例中，另一个部分轴承圈100b能够同样地按照上述说明来设计。两个部分轴承圈100a、100b在左侧与结构单元150相连接，其例如可以是发动机的壳体或者转子。在右侧，所述两个部分轴承圈100a、100b同样地与结构单元160相连接，该结构单元160在实施例中可以是变速器壳体。此外，图2a示出将两个部分轴承圈100a、100b束紧在一起的锁紧套200。
因此，实施例还包括锁紧套200，用于将按照上述说明的第一部分轴承圈100a与第二部分轴承圈100b锁紧，其中，该锁紧套200适合装入第一部分轴承圈100a的第二装配孔120内。该第一部分轴承圈100a的第二装配孔120在图2a中由于简化的原因没有为其设置附图标记。但是，应该理解到，锁紧套200位于部分轴承圈100a的第二装配孔120内。该锁紧套200在其轴向端部具有用于将锁紧套200固定在部分轴承圈100a、100b上的固定件。
换言之，锁紧套200适合将两个部分轴承圈100a、100b如此摩擦接合地相互连接，使得例如在运输期间或者也在装配期间两个部分轴承圈100a、100b被锁紧。被锁紧的部分轴承圈100a、100b的自身的装配能够随后例如通过装配螺栓来进行，其中，在图2a中示例性地示出了装配螺栓170。
在实施例中，为了将锁紧套200固定在第二装配孔120内，部分轴承圈100、100a可以具有内螺纹。这种实施例可在图2a中看出。此外，锁紧套200能够在实施例中在其轴向端部上具有外螺纹。这在图2a中也被示出。换言之，在实施例中，锁紧套200能够在部分轴承圈100、100a的第二装配孔120内被拧紧，以便由此借助内外螺纹摩擦接合地连接部分轴承圈100、100a。此外，锁紧套200能够在其另一个轴向端部上具有凸缘，以便因此与第二部分轴承圈100b摩擦接合地连接。这种情况在图2a中被示出。因此，锁紧套200借助凸缘支撑在第二部分轴承圈100b上，并且借助其外螺纹可被拧进第一部分轴承圈100a内，所以两个部分轴承圈100a、100b能够相互拉紧。
在实施例中，为了将锁紧套200固定在第二装配孔120内，部分轴承圈100、100b、例如在图2a中所示能够具有凸肩、凹口或凹槽。在此，部分轴承圈100、100b的实施例不应该只局限于这种固定件或者固定可能性的示例。
在实施例中，锁紧套200因此可以在轴向端部上具有凸缘，并且在另一端的轴向端部上具有外螺纹或者拉紧凸缘，用来将其固定在部分轴承圈100a；100b上。
图2b示出另一个实施例。在图2b中示出两个部分轴承圈100a、100b，结构单元150和160，以及锁紧套200。与图2a所示实施例的区别在于，在图2b所示实施例中的锁紧套200借助螺母210固紧。在该实施例中，部分轴承圈100a因此没必要具有内螺纹，而是通过凸肩、凹槽或凹口安置在螺母210上。通过拧紧螺母210，两个部分轴承圈100a、100b能够同样被相互拉紧。
图2c示出另一个实施例。在图2c中示出了已经在图2a、2b中说明的相同部件。图2c的实施例与上述实施例的区别在于，锁紧套200不是被螺纹拧紧的，而是被抵住或者卷边嵌入的，在图2c中示出了卷边220。因此，在该实施例中可完全放弃使用螺纹。两个部分轴承圈100a、100b被径向会合在一起，相应的锁紧套200被导入两个部分轴承圈100a、100b的至少一个装配孔120内，并且随后被卷边嵌入或者被抵住。因此，两个部分轴承圈100a、100b被拉紧。
在实施例中，有各种各样的用于将锁紧套200固定在部分轴承圈100内的固定可能性。尤其在部分轴承圈100的制造过程中提供这种可能性，以取得最佳效果。例如，在制造步骤中，可以利用加热部分轴承圈的制造步骤，以便在加热和因此膨胀的部分轴承圈内装入锁紧套200。随后能够例如进行热压配合。在此，部分轴承圈100可以被加热和/或锁紧套200被冷却。这种实施例具有这样的优点，除了合适地选取装配孔的内径和锁紧套200的外径外，不必再设置其它固定件。
在实施例中，锁紧套200能够具有基本上与第一部分轴承圈100a的第一装配孔110相一致的内径。这会导致，在导入和装配锁紧套200后还可提供这样的装配孔，其与其他的没有被锁紧套使用的装配孔110相一致。因此，对于可能的在原本使用地点上的装配，能够采用与在使用传统的部分轴承圈时相同的螺栓紧固。然而，能够完全省掉用于锁紧的附加设备。
图3a至3d示出另一些实施例。图3a至3d分别示出第一部分轴承圈100a和在此轴向装配的部分轴承圈100b。在第二部分轴承圈100b的第二装配孔120内存在锁紧套200。此外，在图3a中还示出，锁紧套200具有外螺纹，并且在第一部分轴承圈100a内的第二装配孔120具有相应的内螺纹。因此，锁紧套200将两个部分轴承圈100a、100b相互拉紧。此外，图3b还示出装配螺栓170，其穿过锁紧套200，并且由此能够将两个相互拉紧的部分轴承圈100a、100b例如装配到壳体或者转子上。
图3c再次示出与已经在图3a和3b中所阐述的相同的部件。图3c所示实施例的区别在于，部分轴承圈100b具有凹槽或者沉孔180，其能够使得锁紧套200下沉或卡入。因此在实施例中，部分轴承圈100a、100b具有用于使锁紧套200的凸缘下沉的凹槽。这种部分轴承圈能够具有这样的优点，在将锁紧套200导入后，部分轴承圈100b的表面没有突出的部分，而是平的。图3d再次图示这种装配情况，其中，装配螺栓170穿过锁紧套。在图3d中可以看出，装配螺栓170的螺栓头能够放置在部分轴承圈100b的表面上，而不是由于锁紧套200形成机械偏移。
在图3e中示出另一个实施例。图3e再次示出两个部分轴承圈100a、100b，装配孔120和被导入其中的锁紧套200。在图3e中用190标记的区域内，锁紧套200被部分轴承圈100b卡紧。这还能够以不同的形式实现，在图3e中为了实现此目的示出一种配对套。在另一个实施例中还可以考虑用作卡锁机构的锥形孔、沟槽或者槽等。
如上面所述，两个通过锁紧套200摩擦接合地相互锁紧的部分轴承圈100a、100b构成滚动轴承的轴承内圈或者轴承外圈。因此，实施例还包括用于滚动轴承的轴承圈，该滚动轴承包括按照上面所述的第一部分轴承圈100、第二部分轴承圈和按照上面所述的至少一个锁紧套200，其中，锁紧套200被装入第一部分轴承圈100的第二装配孔120内，并且导入第二部分轴承圈的装配孔内，以便通过锁紧套200将两个部分轴承圈相互拉紧。
因此，实施例还包括完整的滚动轴承，其包括至少一个轴承圈，该轴承圈具有第一部分轴承圈100、第二部分轴承圈和将第一和第二轴承圈相互连接的锁紧套200。
图3f示出轴承圈的装配流程。该装配流程包括将第一部分轴承圈100a与第二部分轴承圈相会合的步骤410，和将至少一个锁紧套200装入第一部分轴承圈100a的装配孔120和第二部分轴承圈的装配孔内的步骤420。在实施例中，该流程可选地还具有其他步骤。在图3f中，可选的流程步骤用虚线表示。因此，实施例可以包括借助锁紧套将两个部分轴承圈拉紧的附加步骤430。此外，在实施例中还能够进行另一步骤440，其中借助为此设置的在已被拉紧的部分轴承圈内的装配孔110、120和为此设置的在锁紧套200内的装配孔，装配已被拉紧的部分轴承圈。
所述实施例能够具有这样的优点，与图3c和图3d所示实施例相比，在将锁紧套从外侧装入后安装痕迹不可见，或者没有突出的部件。此外，该实施例还能够有利地影响装配，因为基本排除了对螺纹紧固、螺纹拧紧过程和轴承功能的影响。因此，锁紧套能够保留在轴承内，该锁紧套能够在拆卸的情况下直接地和自动地实现其锁紧功能，而不必考虑如在传统设计中在拆卸轴承圈后将两个部分轴承圈相互松开的拆卸方式。
附图标记列表
100   部分轴承圈
100a  部分轴承圈
100b  部分轴承圈
110   第一装配孔
120   第二装配孔
150   用于装配的结构单元
160   用于装配的结构单元
170   装配螺栓
180   沉孔
190   卡锁
200   锁紧套
210   锁紧套的螺母
220   卷边嵌入、抵住
300   轴承
310   轴承部分内圈
315   装配孔
320   轴承外圈
325   装配孔
330   过渡
335  轴承部分内圈
340  滚动轴承
410  将第一部分轴承圈与第二部分轴承圈相会合
420  将至少一个锁紧套装入第一部分轴承圈的装配孔内和第二部分轴承圈的装配孔内
430  将第二部分轴承圈与锁紧套拉紧
440  借助为此设置的在已被拉紧的部分轴承圈内的装配孔和为此设置的在锁紧套内的装配孔，装配已被拉紧的部分轴承圈

Claims (8)

1.一种滚动轴承的部分轴承圈(100)，具有如下特征：
所述部分轴承圈(100)在其端面上具有第一装配孔(110)；并且
所述部分轴承圈(100)还具有第二装配孔(120)，其中，所述第二装配孔(120)具有比所述第一装配孔(110)更大的直径，并且被设计用于容纳锁紧套(200)，其中，所述部分轴承圈(100)在所述第二装配孔(120)内具有用于固定所述锁紧套(200)的内螺纹。
2.根据权利要求1所述的部分轴承圈(100)，其中，所述第一装配孔(110)和第二装配孔(120)被设计用于将所述部分轴承圈装配到壳体(150；160)上或者装配到发动机或发电机的转子上。
3.根据上述权利要求之一所述的部分轴承圈(100)，其中，所述部分轴承圈(100)被设计为滚动轴承的内圈的或者外圈的一部分，和/或与垂直于轴承圈的旋转轴线被分开的轴承圈的一半相一致。
4.根据上述权利要求之一所述的部分轴承圈(100)，其中，为了将所述锁紧套(200)固定在所述第二装配孔(120)内，所述部分轴承圈(100)具有凸肩、凹口或凹槽。
5.一种锁紧套(200)，用于将根据上述权利要求之一所述的第一部分轴承圈(100a)与第二部分轴承圈(100b)锁紧，其中，所述锁紧套(200)适合装入所述第一部分轴承圈(100a)的第二装配孔(120)内，并且在所述锁紧套(200)的轴向端部上具有用于将所述锁紧套(200)固定在所述部分轴承圈(100a；100b)上的固定件，其中，所述锁紧套(200)在轴向端部上具有外螺纹。
6.根据权利要求5所述的锁紧套(200)，其中，所述锁紧套(200)的内径基本上与所述第一部分轴承圈(100a)的第一装配孔(110)相一致。
7.根据权利要求5或者6所述的锁紧套(200)，其中，所述锁紧套(200)在一个轴向端部上具有凸缘，并且在另一轴向端部上具有用于固定在所述部分轴承圈(100a；100b)上的卡紧凸缘。
8.一种用于滚动轴承的轴承圈，其包括根据权利要求1至4之一所述的至少一个第一部分轴承圈(100)、第二部分轴承圈和根据权利要求5至7之一所述的至少一个锁紧套(200)，其中，所述锁紧套(200)被装入所述第一部分轴承圈(100)的第二装配孔(120)内和所述第二部分轴承圈的装配孔内，以便通过所述锁紧套(200)将两个部分轴承圈相互拉紧。
一种用于轴承圈的装配方法，具有下述步骤：
将第一部分轴承圈与第二部分轴承圈相会合(410)；
将至少一个锁紧套装入(420)第一部分轴承圈的装配孔内和第二部分轴承圈的装配孔内；和
将锁紧套在装配孔内螺纹拧紧。
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