CN105408645A - 无滑动的滚动轴承 - Google Patents

Abstract

提出一种无滑动的滚动轴承(1)，将环绕的槽(7)引入到所述滚动轴承的外环(3)中。所述滚动轴承的滚动体(2)由中间环(8)包络圆状地包围并且与其处于实体接触。为了确保持续驱动滚动体，将中间环以径向自由调整的方式引入到槽中，但是抗转动地固定在所述槽中，其中槽的径向深度大于中间环的厚度。中间环在外环的槽中的抗转动性由弹簧元件来产生。

Description

无滑动的滚动轴承

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承、尤其是滚柱轴承，所述滚动轴承具有滚动体，所述滚动体也在滚动轴承的负荷区之外被驱动。

背景技术

为了转动支承例如轴，一般普遍能设有滚动轴承，所述滚动轴承具有内环、同轴包围内环的外环和滚动体，所述滚动体在由内环和外环提供的滚道上滚动。然而由于制造公差，实际上不能够排除：滚动体具有小的间隙。所述间隙能够引起滚动体失去其与滚道中的一个的接触进而不再被驱动，所述滚动体在理想的、完全无间隙的滚动轴承中与这两个滚道持续地接触进而在例如内环相对于外环旋转时持续地被驱动。滚动体与滚道的该失去接触总是在滚动轴承的负荷区之外出现。仅为了完整性而需要指出：将滚动轴承的负荷区视作为轴承环周的一部分，在所述部分上滚动体传递力。如果滚动体在负荷区之外失去与滚道的接触，那么通过摩擦影响降低滚动体在滚动经过负荷区时吸收的动能并且降低转动速度。所述现象尤其在滚动轴承缓慢转动时出现和/或在滚动轴承具有大的直径的情况下出现，因为在该滚动轴承中滚动体在负荷区之外的逗留时间相对大。

如果随后由于缺乏滚道接触而稍微被制动的滚动体再次进入到负荷区中，那么通过滚动体与滚道的接触突然再次提高滚动体的转速。转速的该提高然后在滚道和滚动体之间引起降低滚动轴承的寿命的滑动摩擦。

从DE1955238U中已知一种滚动轴承，其中弹性元件用于产生轴承的无间隙。在此，能够或者在滚动体上或者在轴承环上设置有如橡胶环的弹性机构。如果弹性机构位于轴承环上，那么能够附加地存在支撑环，所述支撑环通过弹性机构被加载力并且接触滚动体。

从DE102006042676A1中已知构成为滚柱轴承的另一滚动轴承。在该情况下，将夹紧元件构成为弧形区段，所述弧形区段在滚动轴承的环周上例如在90°或120°的角度上延伸并且通过另外的元件、即构成为栓的压力件以及环形弹簧来加载沿轴承的径向方向作用的力。

在滚柱轴承中负责实现无间隙的另一已知的方案在于应用空心滚子。从DE102006055027A1中已知在具有滚动体保持架的滚柱轴承中应用空心滚子。为了在任何负荷状态下迫使滚动体保持架以动力正确的转速旋转，通过空隙滚子取代轴承中的一些滚动体，所述空心滚子在未受负荷的状态下具有比常用的、实心的滚柱稍微更大的直径。尽管通过以预紧的方式位于轴承中的空心滚子即使在负荷很小的情况下带动保持架，然而不同时迫使其余的滚动体的动力理想的运动。此外，滚动体的可负荷性由于应用空心滚子而与仅具有实心的滚子的柱体轴承相比降低。

具有更高的径向可负荷性的空心滚子从DE102007062391A1中已知。在此，在原本的空心滚子之内设置有过负荷体，所述过负荷体应用于使空心滚子的材料应力保持在允许的范围内。

发明内容

本发明的目的是提出一种相对于所述的现有技术进一步改进的滚动轴承，尤其滚柱轴承，其中以尤其简单和有效的方式建立无间隙性。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的滚动轴承来实现。滚动轴承优选构成为径向轴承，尤其径向滚柱轴承；然而例如也能够为球面滚子轴承。

滚动轴承包括两个轴承环，所述轴承环分别具有用于滚动体、尤其滚柱的工作面。轴承环通常称作为外环和内环。实际上，称作为外环的构件例如也能够为壳体，在所述壳体中存在孔，所述孔直接地形成用于滚动体的工作面。称作为内环的构件例如能够为实心的或空心的轴。在所有情况下，滚动轴承适合于在内环和外环之间传递径向力。

为了建立滚动轴承的全部滚动体与其两个滚道的期望的、无间隙的接触，设有至少一个完全闭合的中间环，所述中间环具有相对于滚动体的轴向延伸减小的轴向长度并且如包络圆那样包围全部滚动体。在此，由能够极其简单地由管部段或板环形成的中间环实现另一滚道，所述另一滚道仅用于驱动滚动轴承的全部滚动体，更确切地说，不论滚动轴承的相应的滚动体是位于滚动轴承的负荷区之内还是之外。通过一个或多个中间环同时径向地与环绕的外环脱耦，但是抗转动地固定在外环中，确保全部滚动体通过该一个或多个中间环被驱动。在此，该径向的脱耦基本上由至少一个环绕的槽引起，所述槽在外环的内侧上引入到所述外环中，所述槽的轴向延伸大于中间环的轴向长度并且所述槽的径向深度大于中间环的厚度。中间环的一件式和其径向可自由移动性确保：与滚动轴承的装入位置或负荷区的位置无关地，也在不需要其他构件的情况下滚动体总是能够在中间环上滚动进而从离开负荷区直到再次进入到负荷区都保持其转速。

仅为了完整性需要指出的是：轴承中的轴向中间位置不必须与“中间环”这一名称相关联。更确切地说，这种中间环也能够设置在滚动体的一个轴向端部或两个轴向端部附近。

于是，当提供至少一个设置在中间环或槽中的凸出部时，得到中间环在槽中极其简单、抗转动的固定，中间环或槽上的与凸出部互补的凹部接合到所述凸出部中。

当相应的凸出部沿轴向方向延伸并且接合到同样沿轴向方向延伸的凹部中时，简化滚动轴承的安装。

仅为了完整性需要指出：不管相应的凸出部和凹部是沿轴向方向还是径向方向延伸，凸出部和凹部的径向延伸彼此协调成，使得将中间环径向完整地容纳在槽中总是可行的。

当将径向柔性的弹簧元件插入到槽中时，改进滚动轴承的运转平稳性，所述弹簧元件在滚动轴承无负荷的状态下对中间环定心。

更尤其有利的是：弹簧元件由用弹性体制成的O形环形成。通过O形环例如由橡胶或塑料弹性体制成，不仅通过弹性体的阻尼作用改进滚动轴承的运转平稳性，而且附加地通过O形环和中间环之间的接触同时也引起将中间环充分大摩擦配合地固定在外环中。

当弹簧元件由环绕的、波纹形或锯齿形的金属带形成时，也能在滚动轴承或环境温度高的情况下使用根据本发明的滚动轴承。

当中间环和/或槽设有棱边，且所述棱边沿环周方向形成用于弹簧元件的支撑装置时，改进中间环的抗转动的固定。

根据本发明的滚动轴承尤其适合于大型轴承，如其例如使用在风力设备中。

附图说明

下面，根据附图详细阐述本发明的一个实施例。其中：

图1示出滚动轴承的剖视图，

图2示出贯穿根据图1的滚动轴承的剖面AA，

图3示出对外环的观察，

图4示出滚动轴承的另一实施方案的根据图2的一个视图，

图5示出固定的O形环，和

图6示出弹簧元件的另一构成方案。

具体实施方式

图1示出构成为滚柱轴承的滚动轴承1的横截面，所述滚动轴承的滚动体2、即滚柱在外环3和轴4之间滚动。总结地，外环3和轴4称作为轴承环3、4，在所述轴的位置处也能够设置有非实心的部件、即内环。关于滚柱轴承1的原理功能参考开始引用的现有技术。

滚动体2在主负荷区HL中、在根据图1的装置的下方接触这两个轴承环3、4。外环3上和轴4上的滚道设有附图标记5或6，所述轴普遍地称作为内环。作用于轴4上的径向力设有附图标记F。

在主负荷区HL之外，在非负荷的区UZ中，滚动体2由于其重力而且位于轴4上，此时滚动体与外环3稍稍隔开。因此为了滚动轴承1的全部滚动体2持续地以动力转速运动，中间环8位于可在图2中识别的槽7中，所述槽轴向居中地设置在外环3中，所述中间环如包络圆HK那样包围滚动体2。滚动体2以未示出的方式在保持架中引导。

通过(如在图1中示出那样)全部滚动体2在该实施例中贴靠中间环8的方式，当轴4相对于外环3旋转时，更确切地说，相应的滚动体2不论是刚好位于主负荷区HL中还是位于非负荷区UZ中，所述滚动体也通过在中间环8上滚动而被驱动。这通过如下方式实现：中间环8无间隙地贴靠在滚动体2上并且中间环8相对于滚动轴承2的外环3径向自由调节。如这种关联能够从图2中得出的那样，中间环8相对于外环3的径向自由调整通过如下方式实现：槽7的径向延伸E1相对于中间环8的径向的延伸E2更大，更确切地说大至使得槽适合于完全地容纳中间环8。遵守该关系，即中间环8完全地容纳在槽7中尤其在滚动轴承1的主负荷区HZ中是重要的，以便在那里仅“承载”滚动体2，即承载从内环4传递到外环3的无槽的部分上的力。但是，构成为圆形的中间环8的该径向自由调整也意味着：与主负荷区HL相比，中间环8在非负荷区UZ中通过其离开槽7而在那里能够占据距槽底9的更大的间距A。

为了确保滚动体2在外环3上滚动重要的是：中间环8尽管其相对于外环3的径向自由调整而相对于外环3抗转动地设置。在图3中示出抗转动的一个简单的实施方案，图3为根据本发明的滚动轴承2的外环3内部的视图。中间环8在该实施例中在其两个边缘10.1的每个处设有沿轴向方向延伸的凸出部11，所述凸出部接合到与凸出部11互补的凹部12中，所述凹部构造在槽7的这两个边缘10.2中。如果通过滚动体2在插入在槽7中的中间环8上滚动而使中间环8在滚动轴承2的环周方向上经受驱动力，那么所述驱动力由于彼此互补的凸出部11和凹部12而排除中间架8相对于外环3被携动。也能够从根据图3的视图中得出：中间环8的轴向的宽度相对于槽的轴向的宽度稍微减小，以便排除将中间环8夹紧在槽7中。

对应于根据图4的实施方案，通过如下方式抑制中间环8的携动：在中间架8和槽底9之间将弹簧元件13插入在槽7中。所述弹簧元件13构成为O形环14。插入在槽7中的O形环14本身就通过这种材料的防滑作用引起：中间环8抗转动地固定在槽7中，所述O形环由能够由橡胶或塑料弹性体制成。

此外，能够从根据图4的实施方案中得出：O形环14填充到中间环8和槽底9之间的空间中，使得O形环14贴靠在中间环8上和槽底9上。通过O形环由弹性材料制成且总是径向填充中间环8和槽底9之间的空间，有助于运行平稳性，更确切地说，与中间环8是否(如在图4的下部分中示出那样)通过压扁O形环14而完全地被槽7容纳或(如在图4的上部部分中示出那样)稍微从槽7中出来无关。

如果单独基于O形环14的防滑不够，那么在其他的、图5中示出的实施例中能够通过在槽7中和/或在中间环8上设置棱边15的方式进一步改进防滑。根据图4中的实施方案，所述棱边15安置在槽底8中和中间环8的外表面16上，其中中间环8上的棱边15在朝槽底9的方向上定向，在槽底9上的棱边15沿朝中间环8的方向定向。如果安装滚动轴承1，那么棱边15(如在图6中示出那样)压到O形环14中并且通过这种啮合改进中间环8相对于外环3的抗转动性。

借助图6示出弹簧元件14的另一实施方案。所述弹簧元件13构成为波纹形的金属弹簧17并且填充槽底9和中间环8之间的径向间距。同样地，如结合O形环14阐述的那样，波纹形的金属弹簧17不仅有助于滚动轴承1的运行平稳性，而且同时也确保：中间环8相对于外环3的中心的偏心性被弹性地吸收。在图6中示出的实施例中具有匹配于波纹形的金属弹簧17的轮廓的所示出的和径向延伸的棱边15通过这种啮合确保：抑制外环3和中间环8之间的相互旋转。

即使在根据图6的实施例中将波纹形的金属弹簧17构成为单独的构件，在其他未进一步示出的实施例中，能够由径向突出的肋实现弹簧作用，所述肋与中间环8形成一件式的单元，这进一步降低耗费。

仅为了完整性需要指出，附图没有符合比例地表示物体的关系，而是仅是示意性质的。即使在实施例中示出仅一个插入在槽7中的中间环8，在其他(未示出的)实施方案中也可以在滚动轴承1的轴向长度上设有两个或更多个由槽7和中间环8形成的、用于驱动滚动体2的组合。

根据图1或3的滚动轴1尤其能够使用在重力显著地影响轴承动力性的情况下。这例如在大型轴承、例如风力轴承中是这种情况，其中滚动体2在负荷区之外尤其强地被制动。通过全部滚动体2借助于由钢制成的中间环8与滚动体2是否刚好位于主负荷区HL中或非负荷区UZ中无关而与所述中间环实体接触的方式确保：也在负荷区之外近似地保持每个滚动体2围绕其自身轴线的转速，使得滚动体2近似以动力转速再次进入到滚动轴承1的负荷区中。

附图标记列表

1滚动轴承

2滚动体

3外环

4内环，轴

5滚道

6滚道

7槽

8中间环

9槽底

10x边缘

11凸出部

12凹部

13弹簧元件

14O形环

15棱边

16外表面

17片式弹簧

F径向力

HL主负荷区

HK包络圆

UZ非负荷区

E1径向延伸槽

E2径向延伸中间架

A间距

L长度

T深度

D厚度

Claims (7)

1.一种无滑动的滚动轴承1，其具有：

内环4，

外环3，所述外环同轴地以间隔开的方式包围所述内环4，和

滚动体2，所述滚动体在由所述内环4和所述外环3提供的滚道5、6上滚动，

其特征在于，

设有至少一个完全闭合的中间环8，所述中间环具有相对于所述滚动体2的轴向延伸减小的轴向长度并且所述中间环如包络圆HK那样贴靠在全部滚动体2上，

所述外环3具有至少一个环绕的槽7，所述槽的轴向延伸大于所述中间环8的轴向长度L并且所述槽的径向深度T大于所述中间环8在径向方向上的厚度D，和

每个所述中间环8径向能够运动地、但是抗转动地设置在槽8中。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，

其特征在于，为了抗转动地固定所述中间环8设有形状配合件，在所述形状配合件中在所述中间环8上或所述槽7上设有至少一个凸出部11，所述凸出部接合到所述中间环8或所述槽7上的与所述凸出部11互补的凹部12中。

3.根据权利要求2所述的滚动轴承，

其特征在于，

相应的所述凸出部11沿轴向方向延伸并且接合到同样沿轴向方向延伸的凹部12中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滚动轴承，

其特征在于，

将径向柔性的弹簧元件13插入到所述槽8中，所述弹簧元件在所述滚动轴承1无负荷的状态下对所述中间环8定心。

5.根据权利要求4所述的滚动轴承，

其特征在于，

所述弹簧元件13是由弹性体形成的O形环14。

6.根据权利要求4所述的滚动轴承，

其特征在于，

弹簧元件14由环绕的、波纹形或锯齿形的金属带17形成。

7.根据权利要求5或6所述的滚动轴承，

其特征在于，

所述中间环8和/或所述槽7设有棱边15，并且所述棱边15沿环周方向支撑所述弹簧元件13。