CN105209773A - 脂润滑的向心推力球轴承 - Google Patents

Abstract

向心推力球轴承包括布置在内圈(2)与外圈(3)之间的滚珠(4)，其中，外圈(3)具有润滑脂输送通道(7)，其外侧开口布置在外圈(3)的靠外的周面上并且其靠内的开口在外圈(3)的内圆周上沿内圈(2)的以及外圈(3)的轴向方向与穿过滚珠(4)的中心所绘出的圆错开地布置，其中，润滑脂输送通道(7)相对于向心推力球轴承的径向平面倾斜地布置。

Description

脂润滑的向心推力球轴承

技术领域

本发明涉及一种适合于脂润滑的、特别是能作为主轴轴承使用的向心推力球轴承。

背景技术

例如由DE10235239B4公知了一种用于以高转速运行的主轴设备的脂润滑的向心推力球轴承。该向心推力球轴承在其外圈中具有润滑脂输送元件，其与滚动体，也就是滚珠相叠并能够用于再润滑。在再润滑时要使用的润滑脂的量应至少为向心推力球轴承的空间体积的0.1％且至多为4％。当还未消耗至多于初始填入的润滑脂的使用寿命的一半时，就应当进行再润滑。

由DE3713814C2公知了一种滚动轴承，其能够通过贯穿外圈的润滑通道以润滑脂进行再润滑。在此，外圈置入到壳体中，润滑嘴位于该壳体中。加压的润滑脂可以导入到润滑嘴中，其中，该润滑嘴移动由弹簧力加载的锁定销。如果滚动轴承内的润滑脂的压力过大，锁定销就阻止输送附加的润滑脂。以这种方式，滚轴轴承的密封装置应当受到保护以免超负荷。

发明内容

本发明的任务在于，进一步研发如下的向心推力球轴承，特别是主轴轴承，其相对于提到的现有技术在对于高机械负荷以及高转速的适应性方面适合于脂润滑。

根据本发明，该任务通过带有权利要求1的特征的向心推力球轴承来解决。

向心推力球轴承以公知的方式具有多个轴承圈，即，至少一个内圈和至少一个外圈，滚珠作为滚动体在它们之间滚转。每个滚珠以如下方式与轴承圈接触，即，穿过滚珠的压力线倾斜于轴承的径向平面地延伸。径向平面是居中地穿过轴承延伸的、垂直于轴承的旋转轴线布置的平面。

向心推力球轴承可以一列或多列地构建。在各种情况下，润滑脂输送通道从外圈的周面或者其中一个外圈的周面向轴承的内腔延伸，其中，润滑脂输送通道的内侧开口沿轴向方向相对于由滚动体绘出的部分圆，也就是相对于穿过所有滚珠的中心地延伸的圆稍微错开。在优选的设计方案中，沿滚动轴承的轴向方向的错开是很小的，以至于润滑脂输送通道的开口在外圈的内侧上与滚动体相叠。换而言之，润滑脂输送通道的开口在外圈的内侧上沿向心推力球轴承的轴向方向相对滚珠的部分圆错开了小于滚珠半径的量值。

根据本发明，润滑脂输送通道在此相对于向心推力球轴承的外圈的径向平面倾斜地安放，其中，外圈的径向平面的面法线平行于它的中轴线。该倾斜安放具有如下的优点，即，润滑脂输送通道的主要部分在外圈之内在具有相对于其它区域增大的壁厚的区域中延伸。外圈的机械承载能力因此相对于在外圈中没有再润滑开口的向心推力球轴承至多略微地降低。同时，在润滑技术方面的有利的位置上，在轴承内腔之中释放润滑脂。润滑脂输送通道的倾斜安放在此具有特别的优点，即，润滑剂部分地沿切线方向到达滚珠的表面并从那里开始地即使在极少的再润滑量的情况下也均匀地进一步分布。

在优选的设计方案中，润滑脂输送通道与穿过滚动体延伸的压力线同方向地相对于向心推力球轴承的径向方向倾斜。润滑脂输送通道相对于与滚动轴承轴线垂直地布置的径向平面的倾斜安放角优选至少为2°且至多为25°。这不仅适用在润滑脂输送通道与压力线同方向倾斜的情况下，而且也适用在润滑脂输送通道与压力线彼此反向地倾斜的情况下。例如，润滑脂输送通道的提到的倾斜安放角处在5°与20°之间。润滑脂输送通道相对于外圈的径向平面并因此是整个向心推力球轴承的径向平面倾斜了至少5°且至多10°地安放。在特别优选的实施方式中，润滑脂输送通道相对于外圈的径向平面的倾斜安放角至少为7°且至多为8°。在优选的设计方案中，润滑脂输送通道仅具有唯一的中轴线。因此涉及直的通道，没有设置外圈中的润滑脂输送通道之内的弯折部。

如果在外圈中布置有多个润滑脂输送开口，那么它们可以均匀或者非均匀地布置在外圈的圆周上。在润滑脂输送开口非均匀地布置的情况下，优选在外圈的如下角度范围中为每个单位角度布置多个润滑脂输送开口，在该角度范围中，在运行向心推力球轴承时可得到相对于其它角度范围而言更小的机械负荷。在由于倾斜安放每个润滑脂输送开口而与润滑脂输送开口的角度分布无关地给出了对向心推力球轴承的足够的、均匀的润滑剂供应期间，由于润滑脂输送开口而不可避免地存在的、尽管非常小的在机械上对外圈的削弱在此有针对性地处于具有相对很小的机械负荷的周向区域中。例如可以从被向心推力球轴承吸收的机器部件的重力得出不同机械负荷的角范围。

润滑脂输送开口在外侧优选终止在外圈的环绕的润滑剂槽中。向着外圈的端侧可以通过密封装置，例如O形密封装置进行密封，该O形密封装置分别置入到外圈中的槽中。由于润滑脂输送通道的倾斜安放，润滑脂输送通道的外侧开口可以居中地终止在润滑剂槽中，其中，润滑剂槽优选居中地或者近似居中地布置在外圈的两个端侧之间。在此，润滑剂槽近似居中地布置在外圈中理解为以下布置，其中，润滑剂槽的中心与外圈的中心间隔开了在外圈的端侧之间所测量的宽度的至多20％，例如至多15％。

润滑剂槽至少近似居中地布置在外圈的周面中，这既在外圈的强度方面具有优点，又具有如下的优点，即，相比于没有润滑剂输送装置的外圈而仅需相对很小的结构变化，例如，这涉及在轴承圈的端侧处的棱边构造方案。

润滑剂槽的宽度优选至少为2mm且至多为外圈的沿轴向方向所测量的宽度的60％。在优选的设计方案中，构造为环形槽的润滑剂槽的从外圈的周面向内测量的深度至少为0.5mm且至多为环形槽的宽度的1.5倍。由环形槽出发的润滑脂输送通道具有如下直径，其优选至少为0.7mm且至多为环形槽也就是润滑剂槽的宽度的一半。

润滑剂槽例如具有圆弧形轮廓，特别是半圆形的横截面。与此不同地，润滑剂槽的多边形横截面构造方案也是可行的。在最简单的情况下，润滑脂输送通道具有柱形壁。在较耗费的实施方式中，例如能够实现关于将润滑剂从润滑剂槽传递至润滑脂输送通道方面的优点，其中，润滑脂输送通道的沿润滑剂槽的切线方向所测量的宽度大于其与之正交地，也就是沿向心推力球轴承的轴向方向测量的宽度。可以实现提高润滑剂在润滑脂输送通道的靠内的端部处的输送速度，其方式是：润滑脂输送通道向内连续地或分级地逐渐变细。特别是能够实现如下实施方式，其中，润滑脂输送通道具有非圆形的且沿着其延伸部非恒定的横截面。

附图说明

下面结合附图详细阐述了本发明的多个实施例。其中：

图1以截面图示出针对脂润滑而设置的向心推力球轴承；

图2至图5示出针对脂润滑的向心推力球轴承的外圈的不同示例；

图6至图10示出脂润滑的向心推力球轴承的外圈的不同的细节图，即，润滑剂槽；

图11至图13示出脂润滑的向心推力球轴承的外圈中的润滑脂输送通道的不同的横截面构造方案；

图14至图16示出润滑脂输送通道，其具有沿着其延伸部的不同的构造方案。

彼此相应的或者起相同作用的部件在附图中用相同的附图标记标示出。

具体实施方式

在图1中以附图标记1整体标示出的向心推力球轴承(即，主轴轴承，在其原理性的功能方面参见开头所述的现有技术)具有两个轴承圈2、3，即，内圈2和外圈3，滚珠4作为滚动体在它们之间滚转。滚珠4凭借保持架5引导。向心推力球轴承1在端侧分别通过密封装置6来密封。以润滑脂进行对向心推力球轴承1的润滑。

为了对向心推力球轴承1进行再润滑，设置有布置在外圈3中的润滑脂输送通道7，该润滑脂输送通道相对于向心推力球轴承1的径向平面倾斜了角α地安放。构造为单列滚动轴承的向心推力球轴承1的滚珠4的整体的中心置于提到的径向平面中。

润滑脂输送通道7在通过外圈3提供的滚道附近在径向上于内侧终止在滚珠4之外，该滚道形成了在滚珠4与外圈3之间的接触区域。润滑脂输送通道7的中轴线在润滑脂输送通道7的内侧端部上相对于通过滚珠4的中心放置的径向平面沿向心推力球轴承1的轴向方向与向心推力球轴承1的较薄壁的、在根据图1的布置中靠左的端侧错开。相反，润滑脂输送通道7的中轴线在其置于润滑剂槽8中的径向靠外的端部上与提到的、通过滚珠4的中心延伸的平面相交。润滑脂输送通道7的中轴线，也就是居中地穿过润滑脂输送通道7的直线与向心推力球轴承1的与轴承圈2、3的对称轴线一致的旋转轴线相交。

同样如润滑脂输送通道7的外侧开口那样，整个润滑剂槽8也居中地布置在外圈3的周面上。在能够对向心推力球轴承1连续地或者以任意的时间间隔进行再润滑的情况下，将润滑脂向润滑剂槽8输送。为了润滑剂槽8的端侧密封，两个O形环9分别置入到槽10中，该槽引入到外圈3的周面中。穿过例如可以由钢或陶瓷制成的滚珠4地延伸的压力线与向心推力球轴承1的径向方围成小于45°的压力角β。

润滑脂输送通道7的尺寸以及润滑剂槽8在下面根据图2来阐明，图2示出了没有进一步示出的向心推力球轴承1的外圈3。润滑剂槽8的宽度b至少为2mm且至多为外圈3的在其端侧之间所测量的宽度B的60％。润滑脂输送通道7的用t标示出的深度至少为0.5mm且至多为润滑剂槽8的宽度b的1.5倍。润滑脂输送通道7具有在根据图2的示例中恒定的直径d，该直径至少为0.7mm且至多为润滑剂槽8的宽度b的一半。润滑脂输送通道7的倾斜安放角α至少为5°。如在根据图1的实施例中那样，在根据图2的实施例中，润滑剂槽8在横截面中具有圆弧形的轮廓。然而不同于根据图1的实施例，在根据图2的实施例中，润滑脂输送通道7偏心地终止在润滑剂槽8中。

图3示出了倾斜地穿过外圈3地延伸的润滑脂输送通道7的特殊情况。在这种情况下，润滑脂输送通道7在其内侧不是直接在滚珠6处终止，而是终止在外圈3的也称为轴承肩的边缘11的靠内的周面上。除了在图1和图2中示出的对滚珠4的润滑剂供应之外，可以设置有这种对边缘11的润滑剂供应。

在根据图4的实施例中，同样如在根据图3的实施例中那样，外圈3的边缘11与外圈3的其余区段相比特别牢固地实施。在根据图4的实施例中，向外圈3的滚道12供应润滑剂，也就是脂，滚珠4在该滚道上滚转。以未示出的方式，根据图4的外圈3在其周面中也具有润滑剂槽8。同样可以实现的是，润滑剂穿过未示出的壳体地仅在各个点上，也就是在润滑脂输送通道7的外侧开口处向外圈3输送，其中，在这种情况下，必须存在外圈3的防扭转装置。

在根据图5的实施例中，润滑脂输送通道7在内侧终止在外圈3的边缘13处，该边缘也被称为小边缘并且联接到滚道凸起部14上。

图6至图10示出了润滑剂槽8的不同的横截面构造方案，它们可以使用在其中每个根据图1至图5的实施例中。具体而言示出了圆弧形(图6)、矩形(图7)、非对称三角形(图8)、对称的三角形(图9)以及梯形(图10)。

图11至图13描述了润滑脂输送通道7的可能的横截面形状。图11示出了圆形的横截面，而根据图12的润滑脂输送通道7具有长孔状的横截面形状。根据图13的润滑脂输送通道7具有带有倒圆的拐角的矩形横截面。

图14至图16分别示出了润滑脂输送通道7的纵截面，其中，其横截面在各种情况下都可以相应于根据图11至图13的三个示例中的每一个。根据图14，润滑脂输送通道7沿着其延伸部具有恒定的横截面。相反，根据图15和图16的润滑脂输送通道7具有沿着其延伸部可变的横截面。根据图15的润滑脂输送通道7锥状地向内，也就是朝着向心推力球轴承1的内腔逐渐变细，而根据图16的润滑脂输送通道7实施为阶形钻孔。在此情况下，润滑脂输送通道7的具有较小横截面的端部也面向向心推力球轴承1的内腔，而润滑脂输送通道7的具有较大横截面的端部布置在外圈3的外周上，特别是布置在润滑剂槽8中。

附图标记列表

1向心推力球轴承

2内圈

3外圈

4滚珠

5保持架

6密封装置

7润滑脂输送通道

8润滑剂槽

9O形环

10槽

11边缘

12滚道

13边缘

14滚道凸起部

α角

β压力角

b润滑剂槽的宽度

B外圈的宽度

d润滑脂输送通道的直径

t润滑剂槽的深度

Claims (11)

1.一种向心推力球轴承，其带有布置在内圈(2)与外圈(3)之间的滚珠(4)，其中，所述外圈(3)具有润滑脂输送通道(7)，所述润滑脂输送通道的外侧开口布置在外圈(3)的靠外的周面上并且所述润滑脂输送通道的靠内的开口布置在外圈(3)的内圆周上，所述靠内的开口沿内圈(2)的以及外圈(3)的轴向方向与穿过滚珠(4)的中心所绘出的圆错开地布置，其特征在于，所述润滑脂输送通道(7)相对于外圈(3)的径向平面倾斜地布置。

2.根据权利要求1所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑脂输送通道(7)的中轴线相对于外圈(3)的径向平面的倾斜方向相应于穿过滚珠(4)的压力线的倾斜方向。

3.根据权利要求1或2所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑脂输送通道(7)的中轴线的相对于外圈(3)的径向平面的倾斜角至少为2°以及至多为25°。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，所述润滑剂输送通道(7)在外侧终止在外圈(3)的环绕的润滑剂槽(8)中。

5.根据权利要求4所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑剂输送通道(7)的外侧开口居中地布置在所述润滑剂槽(8)中。

6.根据权利要求4或5所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑剂槽(8)的中心与外圈(3)的中心间隔开了外圈(3)的宽度的至多20％。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑剂槽(8)的宽度(b)至少为2mm且至多为外圈(3)的宽度(B)的60％。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑剂槽(8)的深度(t)至少为0.5mm且至多为润滑剂槽(8)的宽度(b)的1.5倍。

9.根据权利要求4至8中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，润滑脂输送通道(7)的最小直径(d)至少为0.7mm且至多为润滑剂槽(8)的宽度(b)的一半。

10.根据权利要求4至9中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，所述润滑剂槽(8)具有圆弧状的轮廓。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的向心推力球轴承，其特征在于，所述润滑脂输送通道(7)具有非柱壳形的壁。