CN104279228B - 轴承装置 - Google Patents

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Abstract

轴承装置100具有第一滚动轴承110、第二滚动轴承120和中间环130。第一滚动轴承110包括内圈112，该内圈112可与轴102抗扭地相连。第一滚动轴承110的内圈112具有用于第一滚动轴承110的滚动体116的滚道114。第二滚动轴承120包括内圈122，该内圈122可与轴102抗扭地相连。第二滚动轴承120的内圈122具有用于第二滚动轴承120的滚动体126的滚道124。中间环130在轴向上布置在第一滚动轴承110的内圈112和第二滚动轴承120的内圈122之间。此外，中间环130具有最大外径132，该外径132小于第一滚动轴承110的内圈112的滚道114的最大直径且小于第二滚动轴承120的内圈122的滚道124的最大直径。

Description

轴承装置
技术领域
实施例涉及转动轴的支承领域且尤其涉及轴承装置。
背景技术
在转动轴的支承装置中，可由于轴的不同负荷而出现轴的变形且由此也导致轴承装置内部的变形，该轴承装置支承可转动的轴。图3a展示了针对轴320的中心负荷304的示例，该轴320由两个轴承装置310支承。由于中心负荷304出现轴320相对于未加载状态302下的轴320弯曲。由于轴320的中心负荷(然而也可偏心加载)导致轴320和轴颈的负荷且导致循环弯曲(动态弯曲)，如图3b所示。由此在轴的端部处出现角度312。轴320的循环弯曲可备选地由于旋转质量330而在轴的端部处呈现另外形式的轴颈循环弯曲。
由于轴的变形可能出现由此引起的在轴承装置内部的变形。由于轴承装置的这种变形可导致磨损增加且由此而导致轴承使用寿命变短。
因此有必要实现一种轴承装置，该轴承装置使得减少磨损和/或增加轴承使用寿命成为可能。
发明内容
该需求通过一种轴承装置满足，其具有：
第一滚动轴承带有内圈，所述内圈可与轴抗扭地相连，其中，第一滚动轴承的内圈具有用于第一滚动轴承的滚动体的滚道；
第二滚动轴承带有内圈，所述内圈可与轴抗扭地相连，其中，第二滚动轴承的内圈具有用于第二滚动轴承的滚动体的滚道；
中间环，其在轴向上布置在第一滚动轴承的内圈和第二滚动轴承的内圈之间，其中，中间环具有最大外径，所述外径小于第一滚动轴承的内圈的滚道的最大直径且小于第二滚动轴承的内圈的滚道的最大直径，其中，中间环具有轴向尺寸，其小于中间环的横截面的径向尺寸，其中，中间环具有轴向尺寸，其小于0.5mm。。
一些实施例涉及一种轴承装置，其具有第一滚动轴承、第二滚动轴承和中间环。第一滚动轴承包括内圈，其可与轴抗扭地相连。第一滚动轴承的内圈具有用于第一滚动轴承滚动体的滚道。第二滚动轴承包括内圈，其也可与轴抗扭地相连。第二滚动轴承的内圈具有用于第二滚动轴承滚动体的滚道。中间环在轴向上布置在第一滚动轴承内圈和第二滚动轴承内圈之间。此外，中间环具有的最大直径小于第一滚动轴承内圈滚道的最大直径且小于第二滚动轴承内圈滚道的最大直径。
通过将中间环布置在滚动轴承内圈之间可防止在轴变形时内圈沿滚动体方向变形且由此防止滚子/挡边(Bord)的滚动接触的接触几何。这例如意味着，由于在挡边和/或滚子上的磨损而不能达到要求的轴承寿命。通过中间环可在内圈的导向挡边之间产生间隔，从而内圈的导向挡边在轴承装置变形时不再或很少彼此挤压，由此可将磨损控制在较低水平且延长轴承使用寿命。
在一些实施例中，中间环具有轴向尺寸，该尺寸小于中间环的横截面的径向尺寸。由此可将中间环所需的附加的轴向结构空间控制在较低水平。
一些实施例涉及一种轴承装置，其中，两个滚动轴承为X布置形式的圆锥滚子轴承。由此可以较低成本实现一种轴承使用寿命较长的轴承装置。
附图说明
接下来参考附图进一步阐述实施例。其中：
图1展示了轴承装置的示意图；
图2展示了又一轴承装置的示意图；
图3a至3c展示了在轴被加载的情况下的轴的状态的示意图；
图4展示了X布置形式的圆锥滚子轴承的示意图；以及
图5展示了没有中间环的轴承装置的变形的示意图。
具体实施方式
在下文中，在描述的不同实施例中，对于具有相同或类似功能特性的对象和功能单元可能部分地使用相同参考标号。此外对于在某实施例中或在某视图中多次出现而在一个或多个技术特征方面共同得到说明的构件和对象可使用概括性参考标号。除非在说明中有另外的明示或者暗示，以相同或概括性参考标号说明的构件或对象可在单个、多个或所有技术特征方面(例如其尺寸)实施成相同的，而必要时也可实施为不同的。此外，不同实施例的可选技术特征可彼此结合或彼此交换。
在带有至少两个滚动轴承的轴承装置中可能出现滚动轴承内圈的导向挡边的变形，该变形会使磨损增加。图4示出带有两个圆锥滚子轴承的轴承装置400的示例。圆锥滚子轴承具有轴向彼此紧靠的内圈410和与壳体402相连接的外圈(轴承外圈)420。此外，轴承具有圆锥形的滚动体430(滚子)。圆锥滚子轴承在此以X布置形式布置在轴404上。圆锥滚子轴承的内圈布置在轴404的轴向止挡和用于预紧轴承的间隔片440之间。圆锥滚子轴承的外圈420布置在(壳体的)轴承的固定挡边406和外圈固定装置408之间。在外圈固定装置408和轴之间可布置密封件412。通过螺栓414可通过间隔片440向轴承施加预紧力。为此，轴404可在螺栓414区域内具有螺纹。
在轴404弯曲时可在一侧、在内圈410之间和/或内圈410的导向挡边512之间形成间隙(或者形成开口)，且在相对的另一侧，导向挡边512可彼此施加压力514，从而可出现导向挡边512的变形。导向挡边512可通过其变形对轴承装置的滚动体施加更大的压力且由此导致更大的磨损和更短的轴承使用寿命。例如可出现摩擦腐蚀。
通过彼此的挤压514也可例如出现架子的塑性变形，由此可导致在轴承中的滑动障碍()(磨损)。
图1所示为根据某一实施例的轴承装置100的示意图。轴承装置100具有第一滚动轴承110、第二滚动轴承120和中间环130。第一滚动轴承110包括内圈112，其可与轴102抗扭地相连。第一滚动轴承110的内圈112具有用于第一滚动轴承110的滚动体116的滚道114。第二滚动轴承120包括内圈122，其同样可与轴102抗扭地相连。第二滚动轴承120的内圈122具有用于第二滚动轴承120的滚动体126的滚道124。中间环130在轴向上布置在第一滚动轴承110的内圈112和第二滚动轴承120的内圈122之间。此外，中间环130具有的最大外径132小于第一滚动轴承110的内圈112的滚道114的最大直径且小于第二滚动轴承120的内圈122的滚道124的最大直径。
通过将中间环130布置在滚动轴承的内圈之间可在内圈的导向挡边之间产生间隙，从而在轴102变形时两个导向挡边不会或者很少彼此挤压且变形且挤压滚动体。由此可明显减少磨损且明显提高轴承使用寿命。
轴承装置100可具有两个(第一和第二)滚动轴承或者多个滚动轴承。在此可仅在第一和第二滚动轴承之间布置中间环130或也可相应地在所有或其他几个滚动轴承内圈之间布置中间环。
第一滚动轴承110和第二滚动轴承120具有例如邻近内圈和滚动体的至少一个外圈且可为相同或不同的轴承类型(例如球轴承，圆锥滚子轴承，角接触球轴承，圆柱滚子轴承和调心滚子轴承)。第一滚动轴承110和第二滚动轴承120可例如为圆锥滚子轴承。在此，第一滚动轴承110和第二滚动轴承120可例如以X布置形式(例如通过滚动体的相交于远离另一滚动轴承的轴向侧端的旋转轴定义)或者以O布置形式(例如通过滚动体的相交于轴向上面向另一滚动轴承的侧端的旋转轴定义)布置。
当第一滚动轴承和第二滚动轴承为同一轴承类型时，两个滚动轴承可实施为不同的(例如由于不对称加载或不同的可用结构空间)或者也可设计成轴向上彼此对称的。由于可实施更大数目的相同滚动轴承，例如成本可由此控制在较低水平。
滚动轴承的内圈可例如至少在一个轴向侧边具有径向超出滚道的导向挡边(例如也称作轴承架或更常作架子)。此外，两个内圈的每一个都具有滚道，在该滚道上，轴承的滚动体在运行时沿着其运动或滚动。
轴承环的滚道例如根据轴承类型的不同可以平行于轴102的转轴伸延(例如在圆柱滚子轴承中)，可为圆环的部分表面(例如在球轴承中)或者可为以固定的角度倾斜于轴102的转轴的形式(例如在圆锥滚子轴承中)。内圈滚道的最大直径可与此相应地在轴向上沿着滚道保持不变(例如在圆柱滚子轴承中)或者在轴向上变化(例如在球轴承和圆锥滚子轴承中)。最大直径则对应沿着滚道在轴向上最大的那个直径。
轴向例如平行于(未变形的)轴102的转轴延伸且径向例如垂直于轴102的转轴延伸。
轴102可为机器或装置的任一个在运行时绕其轴线旋转的部件，在该机器或装置中使用根据所述理念的轴承装置100。轴承装置100可通过滚动轴承的内圈抗扭地(例如在不破坏或损坏轴和内圈的情况下不能使二者相对转动)与轴102相连且轴102例如不为轴承装置100的一部分。轴102也备选可选地为轴承装置100的一部分。
中间环130(也称作中间盘或者公差盘)在轴向上布置在滚动轴承的内圈之间。在此，中间环130可例如在轴向上直接贴靠在第一滚动轴承110的内圈112和第二滚动轴承120的内圈122上(例如在忽略例如粘胶剂之类的粘结剂的情况下，在轴承环和中间环之间没有另外的部件)。由此，轴承装置100可以很小的附加轴向结构空间实现。轴承环130可抗扭地与一个或两个轴承环相连或松松地布置在两个内圈之间。也可备选地将一个或多个部件轴向布置在中间环130和一个或两个滚动轴承内圈之间。
中间环130的外径132小于滚动轴承滚道的最大直径。由此可例如确保在导向挡边之间产生间隙，该导向挡边在滚道之上径向朝外延伸且为滚动体提供引导，在该间隙中，导向挡边在变形时可翘曲却不会挤压另一导向挡边。当中间环130大于滚动轴承内圈的滚道的最大直径时，该效果可能例如至少被减弱，这是由于导向挡边可通过中间环130挤压另一导向挡边。换句话说，中间环130例如最多延伸至挡边的(径向)内边缘。中间环130的最大外径132在此例如对应中间环130的径向外侧表面(该径向外侧表面从径向外部封闭中间环130)的直径或中间环130的径向最外的点的直径。
中间环130的外径132可例如小于滚道在某一点或滚道某一部分处的直径，该点或部分在轴向上紧邻中间环130。
中间环130可具有基本为矩形或正方形的横截面或具有倒圆角的(在侧边之间的圆弧过渡)四边形横截面。在此，中间环130可具有(例如恒定的、中等的或最大的)轴向尺寸(例如轴向延伸长度、厚度或轴向长度)，其小于中间环130的横截面的径向尺寸(例如中间环内径和外径之间的距离)。由此可使以下成为可能：即中间环130仅需要很小的轴向结构空间。中间环130的确切大小可视乎轴承装置的应用领域而变，这是由于滚动轴承的尺寸可在很大范围内变化。对于某些应用来说，中间环130可例如具有小于0.5mm(或者小于0.3mm，小于0.2mm或者小于0.1mm)的轴向尺寸或轴向尺寸可位于0.5和0.05mm之间(或在0.2mm和0.1mm之间)。
中间环130可具有不同材料或由不同材料制成。例如，中间环130可具有钢或带有玻璃纤维的塑料或由钢或带有玻璃纤维的塑料制成。
图2所示为根据实施例的又一轴承装置200的示意图。轴承装置200基本与根据图1的轴承装置的结构一致，从而前面的实施方案也相应地适用。轴承装置200布置在带有轴向止挡250的轴102上。轴承装置200在与轴向止挡250相对的端部处通过间隔片260被螺栓或螺母270压向轴向止挡250且由此固定其位置。在轴承装置200的两个滚动轴承的内圈之间布置有中间环130，从而在第一滚动轴承的内圈112的导向挡边218和第二滚动轴承的内圈122的导向挡边228之间存在轴向间隙，该间隙在轴102变形时为导向挡边的变形提供了空间。
一些实施例涉及X布置形式的带有中间板的圆锥滚子轴承装置。在此可在两个X布置形式的圆锥滚子轴承之间安装中间板(材料例如为钢板、带有玻璃纤维的塑料)，该中间板防止相邻的轴承挡边在轴(内圈位于该轴上)变弯时彼此挤压。换句话说，通过中间环130可在轴变形时防止例如导向挡边之间的接触。由此可增加轴承使用寿命。所述理念可例如应用于风力设备。
如图4所示，在轴承装置中可例如实施一个在两个圆锥滚子轴承的内圈之间的中间环，以用于得到根据所述理念的轴承装置。
一些实施例涉及一种带有根据所述理念或此前所述实施例的轴承装置的风力设备。
一些实施例涉及一种用于实现一种根据前述理念或某一实施例的带有第一滚动轴承、第二滚动轴承和中间环的轴承装置的方法。
在前文的说明中，后文的权利要求中和附图中公开的技术特征既可以单独也可以以任意组合形式以不同设计方案对本发明的实现起作用。
尽管本发明的一些观点是与某种装置相关联地进行说明，但应理解，这些观点也为相应方法的说明，从而某一装置的一个模块或者构件也应被理解为相应的方法步骤或者为方法步骤的技术特征。与此类似地，与某一方法步骤相关联地或作为某一方法步骤说明的观点也为对应装置相应模块或细节或者说技术特征的说明。
上文所述的实施例只为本发明原理的阐明。但应理解，在此所述的装置和细节的改进和变型对其他本领域技术人员来说是显而易见的。因此有意这样做，即只通过下文的权利要求的保护范围而不通过借助实施例的说明和阐述而表明的特定细节限制本发明。
附图标记清单
100 轴承装置
102 轴
110 第一滚动轴承
114 第一滚动轴承内圈滚道
116 第一滚动轴承滚动体
120 第二滚动轴承
122 第二滚动轴承内圈
124 第二滚动轴承内圈滚道
126 第二滚动轴承滚动体
130 中间环
132 中间环最大外径
200 轴承装置
250 轴向止挡
260 间隔片
270 螺栓
302 轴的未加载状态
304 轴的中心加载
310 轴承装置
312 轴端部处的角度
320 轴
330 转动质量
400 轴承装置
402 壳体
404 轴
406 轴承座
408 外圈固定装置
410 内圈
412 密封件
414 螺栓
420 外圈
430 滚动体
440 间隔片
512 导向挡边
514 压力

Claims (10)

1.一种轴承装置(100，200)，带有以下技术特征：
第一滚动轴承(110)带有内圈(112)，所述内圈(112)可与轴(102)抗扭地相连，其中，第一滚动轴承(110)的内圈(112)具有用于第一滚动轴承(110)的滚动体(116)的滚道(114)；
第二滚动轴承(120)带有内圈(122)，所述内圈(122)可与轴(102)抗扭地相连，其中，第二滚动轴承(120)的内圈(122)具有用于第二滚动轴承(120)的滚动体(126)的滚道(124)；
中间环(130)，其在轴向上布置在第一滚动轴承(110)的内圈(112)和第二滚动轴承(120)的内圈(122)之间，其中，中间环(130)具有最大外径(132)，所述外径小于第一滚动轴承(110)的内圈(112)的滚道(114)的最大直径且小于第二滚动轴承(120)的内圈(122)的滚道(124)的最大直径，其中，中间环(130)具有轴向尺寸，其小于中间环(130)的横截面的径向尺寸，其中，中间环(130)具有轴向尺寸，其小于0.5mm，其中，第一滚动轴承(110)和第二滚动轴承(120)布置成X布置形式。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，中间环(130)具有钢。
3.根据权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，中间环(130)由钢制成。
4.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，中间环(130)具有带有玻璃纤维的塑料。
5.根据权利要求4所述的轴承装置，其特征在于，中间环(130)由带有玻璃纤维的塑料制成。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其特征在于，中间环(130)在轴向上直接贴靠在第一滚动轴承(110)的内圈(112)和第二滚动轴承(120)的内圈(122)上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其特征在于，第一滚动轴承(110)和第二滚动轴承(120)为相同轴承类型。
8.根据权利要求7所述的轴承装置，其特征在于，第一滚动轴承(110)和第二滚动轴承(120)为圆锥滚子轴承。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其特征在于，第一滚动轴承(110)和第二滚动轴承(120)设计为沿轴向彼此对称。
10.一种风力发电设备，其带有根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置。
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