CN105587772A - 间隔装置、圆环滚子轴承及方法 - Google Patents

间隔装置、圆环滚子轴承及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于圆环滚子轴承(10)的滚子元件(16，16a，16b)的间隔装置(18)，圆环滚子轴承(10)具有带有内圈滚道(22)的内圈(12)，和带有外圈滚道(24)的外圈(14)，其中，圆环滚子轴承(10)允许内圈(12)和外圈(14)之间的轴向位移和角位移。间隔装置(18)包括至少一个定心元件(20)，当间隔装置(18)在使用中时，定心元件(20)设置为在相邻的滚子元件(16，16a，16b)之间，滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上延伸。当间隔装置(18)在使用中时，该至少一个定心元件(20)设置为与内圈滚道(22)或外圈滚道(24)的至少一个点或区域(26)接触，从而间隔装置(18)定心于内圈滚道(22)或外圈滚道(24)上。

Description

间隔装置、圆环滚子轴承及方法
技术领域
本发明涉及一种间隔装置，用于圆环滚子轴承的滚子元件，以及一种包括这种间隔装置的圆环滚子轴承。本发明还涉及一种制造包括这样的间隔装置的圆环装置的方法。
背景技术
圆环滚子轴承，如圆环滚子轴承，通常利用其允许相对于圆环滚子轴承的外圈和内圈轴向位移和角位移的能力。这通过内外圈的滚道的曲线构造使能，内外圈的滚道适于与滚子元件的曲线形状一致，例如，如在欧洲专利号EP0175858中所述的那样。因此，圆环滚子轴承将轴向位移能力与自动调心能力结合。
为了在圆环滚子轴承中保持并支撑滚子元件，已知的是提供一种保持架，以将相邻的滚子元件在圆环滚子轴承的切线方向彼此分离，其限制了滚子元件相对于彼此的移动，并防止滚子元件之间的滚子到滚子的接触。
现今，圆环滚子轴承的保持架可以是以滚子为中心或以内圈为中心，并且可以由黄铜或钢制成。
发明内容
本发明的目的是消除或至少缓解上述提到的缺点，并为圆环滚子轴承，如圆环滚子轴承中的滚子元件提供一种改进的间隔装置，圆环滚子轴承具有带有内圈滚道的内圈，和带有外圈滚道的外圈，其中，圆环滚子轴承允许内圈和外圈之间的轴向位移和角位移，间隔装置在增强圆环滚子轴承负荷承载能力的同时，使滚子元件能够更有效地分离。
该目的是通过间隔装置完成的，该间隔装置包括至少一个定心元件，当间隔装置在使用中时，即当间隔装置安装于圆环滚子轴承中时，定心元件设置为在相邻的滚子元件之间，滚子元件的纵向方向上延伸，即沿着平行于圆环滚子轴承的旋转轴线的轴线延伸。当间隔装置在使用中时，该至少一个定心元件设置为与内圈滚道或外圈滚道的至少一个点或区域接触，从而间隔装置定心于内圈滚道或外圈滚道上，即直接靠在内圈滚道或外圈滚道上，而不是在凸缘或滚子体上，并将间隔装置支撑在正确的位置上。
使用这样的间隔装置使得能够用圆环滚子轴承取代球面滚子轴承(SRB)，而不改变该应用，这会使其比滚子定心保持架的轴向振荡更少，因为保持架的力往往会降低其未对准。
如果定心元件设置为与内圈滚道或外圈滚道的多个点或区域接触，涂覆润滑油膜的任何不利影响，将更靠近不那么重要的滚子端部。然而，定心元件可以成型为产生分离的油膜。常规的滚子定心保持架定心在滚子体的中心，在该位置产生的油膜，不希望地比根据本发明的内圈滚道-或外圈滚道-引导隔离元件产生的油膜更薄。因此使用根据本发明的间隔装置相比于常规间隔装置，使圆环滚子轴承具有改进的润滑。
根据本发明的间隔装置对急加速也较不敏感。间隔装置的轴向端部的内径(当间隔装置在使用中时，见于圆环滚子轴承的轴向方向)可增大，由于轴向端部未定心在圆环滚子轴承的内圈上，从而为外部设备，例如在轴向端部附近的拧紧螺母或传感器元件提供更大的空间。此外，圆环滚子轴承的内圈不必特别设计，但也可以是标准的内圈。因此，例如，无需对圆环滚子轴承的内圈或外圈的轴向端部作任何具体设计特征。此外，整个轨道宽度对滚子是可用的，从而避免不利接触的风险。
根据本发明的实施例，当间隔装置在使用中时，定心元件设置为与内圈滚道或外圈滚道中心处的点或区域接触。可选或另外，当间隔装置在使用中时，定心元件设置为与内圈滚道或外圈滚道上的多个点或区域接触。
根据本发明的实施例，当间隔装置在使用中时，定心元件包括具有适于与内圈滚道或外圈滚道的表面一致形状的表面，以与其接触。
根据本发明的实施例，间隔装置可以由多个组件构成，并以多个组件安装在圆环滚子轴承中。也就是，根据本发明的间隔装置可包括多个单独的定心元件，插入相邻的滚子元件之间，以将圆环滚子轴承的滚子元件相对于彼此保持在其预定的相对位置上。
根据本发明的实施例，间隔装置包括由连接装置连接的第一部分和第二部分，当间隔装置在使用中时，连接装置在相邻的滚子元件之间，滚子元件的纵向方向上延伸，并且至少一个定心元件附连到连接装置上。连接装置可以是保持架梁，螺钉或销的形式，并且定心元件可包括用于容纳连接装置的通孔，或以任何合适的方式附连到连接装置上。
根据本发明的实施例，当间隔装置安装在圆环滚子轴承中时，定心元件的纵向最外表面设置为在纵向方向上，与第一部分和第二部分的纵向最内表面相距一段距离。该距离可优选对应于圆环滚子轴承最大轴向位移的一半。以这种方式，在间隔装置随着滚子元件移动的同时，定心元件能够保持在内圈滚道或外圈滚道的中部。
根据本发明的实施例，定心元件可在滚子元件的纵向方向上轴向移动。在另一实施例中，定心元件在纵向方向上相对于间隔装置轴向固定。轴向固定的定心元件可以，例如使间隔装置(和/或保持架)更具刚性，并且还使间隔装置的制造更具成本效益。
本发明还涉及一种圆环滚子轴承，其包括根据本发明任何实施例的至少一个间隔装置。圆环滚子轴承可以在汽车，风力，船舶，金属生产应用和任何其它机械应用中使用。例如，圆环滚子轴承可在造纸机，连铸机，风扇和鼓风机，破碎机和研磨机，工业变速箱，传送带，以及液压马达和泵中使用。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的任何实施例的间隔装置的方法，即用于圆环滚子轴承的滚子元件的间隔装置，圆环滚子轴承具有带有内圈滚道的内圈，和带有外圈滚道的外圈，其中，圆环滚子轴承允许内圈和外圈之间的轴向位移和角位移。该方法包括步骤：当间隔装置在使用中时，使间隔装置具有设置为在相邻的滚子元件之间，滚子元件的纵向方向上延伸的至少一个定心元件。该方法还包括步骤：当间隔装置在使用中时，即当隔离安装在圆环滚子轴承中时，使至少一个定心元件具有设置为与圆环滚子轴承的内圈滚道或外圈滚道的至少一个点或区域接触的表面，从而，当间隔装置在使用中时，间隔装置将定心在内圈滚道或外圈滚道上。
根据本发明的实施例，该方法包括步骤：当间隔装置在使用中时，使定心元件具有设置为与内圈滚道或外圈滚道的中心接触的表面。可选或另外，该方法包括步骤：当间隔装置在使用中时，使定心元件具有设置为与在内圈滚道或外圈滚道上的两个或多个点或区域接触的表面。
根据本发明的实施例，当间隔装置在使用中时，定心元件设置为与内圈滚道或外圈滚道上的两个或多个点或区域接触，该两个或多个点或区域设置为隔开轴向距离。从而该两个或多个点或区域轴向控制滚道上的定心元件。这种设置的优点是在滚子元件中部积聚的润滑油膜不会被干扰，中部通常为滚子元件承受最大载荷的部分。
根据本发明的实施例，该方法包括步骤：当间隔装置在使用中时，使定心元件具有适于与内圈滚道或外圈滚道的表面一致形状的表面，以与其接触。
根据本发明的实施例，该方法包括步骤：制造间隔装置，间隔装置包括由连接装置连接的第一部分和第二部分，当间隔装置在使用中时，连接装置在相邻的滚子元件之间，滚子元件的纵向方向上延伸，从而至少一个定心元件以任何合适的方式附连到连接装置。
根据本发明的实施例，该方法包括步骤：当间隔装置安装在圆环滚子轴承中时，确保定心元件的纵向最外表面设置为在纵向方向上，与第一部分和第二部分的纵向最内表面相距一段距离。该距离可对应于圆环滚子轴承最大轴向位移的一半。
根据本发明的实施例，定心元件设置为可在滚子元件的纵向方向上轴向移动。
附图说明
本发明下面将参照所附的示意性附图，通过非限制性的实施例来进一步说明；
图1示出了根据本发明实施例的圆环滚子轴承的透视图，
图2示出了根据本发明实施例的间隔装置，并且
图3示出了根据本发明实施例的间隔装置的侧视图。
应当指出的是，附图没有按比例绘制，某些特征的尺寸为清楚起见而被夸大。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的圆环滚子轴承10，其具有带有内圈滚道的内圈12，和带有外圈滚道的外圈14，其中，圆环滚子轴承10允许内圈12和外圈14之间的轴向位移和角位移，多个滚子元件16设置在内圈滚道和外圈滚道之间。
根据本发明的圆环滚子轴承10，尺寸范围可以在10mm直径到几米直径，具有从几十克到几千吨的承载能力。也就是，根据本发明的圆环滚子轴承10可以是任何尺寸的，并具有任何承载能力。
例如，圆环滚子轴承10可以是圆环滚子轴承。圆环滚子轴承可以像球面滚子轴承那样自动调心，并可以像圆柱滚子轴承或滚针轴承那样可以自由地轴向移动。它调节轴承内的未对准和轴向位移，而不会引起内部的轴向负荷，几乎没有增加摩擦力。这消除了在紧密配合和轴向自由之间折衷的需要，允许紧密配合，用以消除蠕变和摩擦腐蚀，其通常发生预常规轴承配置中。结果是较低的操作温度和降低的振动水平，并改善了可靠性、轴承和润滑剂寿命以及能量消耗。
圆环滚子轴承10包括间隔装置18，其包括设置在相邻的滚子16a、16b之间的组件，以在圆环滚子轴承10的切线方向上将相邻的滚子元件16a、16b彼此分离，其防止滚子元件16相对于彼此移动，并防止滚子元件16之间的滚子到滚子的接触。
图2示出了根据本发明的间隔装置18的一部分，其靠近位于内圈滚道22和外圈滚道24之间的滚子元件16布置。间隔装置18包括设置在两个相邻的滚子元件16a、16b之间，且当间隔装置18在使用中时在滚子元件16纵向方向上延伸的定心元件20。在示出的实施例中，定心元件20设置为与内圈滚道22中心处的点或区域26接触。然而，定心元件20可以设置为在间隔装置18使用时，与内圈滚道22或外圈滚道24的任何其他点或区域接触，从而间隔装置18定心在内圈滚道22或外圈滚道24上。也就是，当间隔装置18在使用中时，定心元件20包括具有适于与内圈滚道22(或外圈滚道24上)的表面一致形状的表面，以与其接触。
定心元件(多个)20可以增强它/它们与内圈滚道22或外圈轨道24接触的位置和承担支承载荷的位置。定心元件20优选设置在每两个相邻滚子元件16a、16b之间。然而，保持架可以仅包括一个定心元件20，或均匀地或不均匀围绕圆环滚子轴承10分布的多个定心元件20。然后，保持架可包括一些其它合适形式的保持架梁，在相邻滚子元件16a、16b之间不包含定心元件20。
根据本发明的间隔装置18可以构成多件式构造。例如，间隔装置18可包括第一部分28和第二部分30，如第一和第二环，或例如，齿形环，其通过在相邻的滚子元件16之间，滚子元件16的纵向方向上延伸的连接装置32连接。连接装置32可以是销、螺钉或保持架梁，并且定心元件20可以附连到连接装置32，如图2所示。也就是，定心元件20可包括用于容纳连接装置32的通孔。这种结构允许可以很容易地拆卸和更换磨损或损坏的定心元件20。
根据本发明的实施例，当间隔装置18安装在圆环滚子轴承10中时，定心元件20的纵向最外表面设置为在纵向方向上，与第一部分28和第二部分30的纵向最内表面相距距离A。距离A优选对应于圆环滚子轴承10最大轴向位移的一半。
图3示出了一个实施例，其中在两个相邻的滚子元件16a、16b之间延伸的定心元件20设置为当间隔装置18在使用中时，与内圈滚道22上的两个点或区域26接触。如果定心元件20可沿着连接装置32轴向移动，这两个点或区域26之间相等的负载分担能够得到保证。间隔装置的轴向间隙可保持很小，因为对于滚子定心保持架的组装，或对于内圈定心保持架的未对准来说，不需要额外的间隙。应当指出的是，即使这个具体的实施方案示出了可轴向移动的定心元件20，提供相对于间隔装置18轴向固定的定心元件20也可能是有利的。这可以导致，例如，更高的成本效益，并且也有可能使间隔装置18的刚性和/或强度增加。
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的任何实施例的间隔装置18的方法。该方法包括步骤：当间隔装置18在使用中时，使间隔装置18具有设置为在相邻的滚子元件之间，滚子元件16的纵向方向上延伸的至少一个定心元件20。该方法包括步骤：当间隔装置18在使用中时，使至少一个定心元件20具有设置为与圆环滚子轴承10的内圈滚道22或外圈滚道24的至少一个点或区域26接触的表面，从而，当间隔装置18在使用中时，间隔装置18定心在内圈滚道22或外圈滚道24上。
根据本发明的间隔装置18可包括任何适当的弹性或非弹性材料。间隔装置18可以包括以下任意之一：
·由根据(DIN)EN10111：1998连续热轧超低碳薄钢板或根据EN10088-1：1995的不锈钢X5CrNi18-10制造的冲压钢保持架
·由根据EN10025：1990+A：1993的S355GT(St52)类型的非合金结构钢制造的机械钢保持架。机械钢保持架的表面可以被处理以提高滑动和耐磨性能
·包括符合EN1652：1997黄铜的黄铜保持架
·由根据EN1652：1997的CW612N铸件或锻造黄铜机器加工的机加工黄铜保持架
·包括聚酰胺66，聚酰胺4，6，聚醚醚酮(PEEK)，酚醛树脂的聚合物保持架(有或没有玻璃纤维增强体)，或
·其他工程高分子材料、轻合金或特殊铸铁。
根据本发明的实施例的方法包括步骤：当间隔装置18在使用中时，使定心元件20具有设置为与内圈滚道22或外圈滚道24的中心26接触的表面，或者当间隔装置18在使用中时，使定心元件20具有在内圈滚道22或外圈滚道24上的两个或多个点或区域26。
根据本发明的实施例的方法包括步骤：当间隔装置在使用中时，使定心元件具有设置为与内圈滚道或外圈滚道上的两个或多个点或区域接触的表面，该两个或多个点或区域位于隔开的轴向距离。
该方法可以包括步骤：当间隔装置18在使用中时，使定心元件20具有适于与内圈滚道22或外圈滚道24的表面一致形状的表面，以与其接触。
间隔装置18可以制造为多组件结构形式的保持架。例如，间隔装置18可包括由连接装置32连接的第一部分28和第二部分30，当间隔装置18在使用中时，连接装置32在相邻的滚子元件16之间，滚子元件16的纵向方向上延伸，从而由连接装置32连接的第一部分28和第二部分30，当间隔装置18在使用中时，连接装置32在相邻的滚子元件16之间，滚子元件16的纵向方向上延伸，从而至少一个定心元件20以任何合适的方式附连到连接装置32。
根据本发明的实施例的方法包括步骤：当间隔装置18安装在圆环滚子轴承10中时，确保定心元件20的纵向最外表面设置为在纵向方向上，与第一部分28和第二部分30的纵向最内表面相距距离A。距离A优选对应于圆环滚子轴承10最大轴向位移的一半。
在权利要求的范围之内的本发明的进一步的修改对本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (19)

1.一种用于圆环滚子轴承(10)的滚子元件(16，16a，16b)的间隔装置(18)，该圆环滚子轴承(10)具有带有内圈滚道(22)的内圈(12)和带有外圈滚道(24)的外圈(14)，其中，该圆环滚子轴承(10)允许该内圈(12)和该外圈(14)之间的轴向位移和角位移，其中，该间隔装置(18)包括至少一个定心元件(20)，当该间隔装置(18)在使用中时，该定心元件(20)设置为在相邻的滚子元件(16，16a，16b)之间在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上延伸，其特征在于，当该间隔装置(18)在使用中时，该至少一个定心元件(20)设置为与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)的至少一个点或区域(26)接触，从而该间隔装置(18)定心于该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上。
2.根据权利要求1所述的间隔装置(18)，其特征在于，当该间隔装置(18)在使用中时，该定心元件(20)设置为与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)中心处的点或区域(26、)接触。
3.根据权利要求1所述的间隔装置(18)，其特征在于，当该间隔装置(18)在使用中时，该定心元件(20)设置为与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上的两个或多个点或区域接触。
4.根据权利要求3所述的间隔装置(18)，其特征在于，当该间隔装置(18)在使用中时，该定心元件(20)设置为与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上的两个或多个点或区域接触，该两个或多个点或区域设置为隔开一定的轴向距离。
5.根据权利要求1-4任意之一所述的间隔装置(18)，其特征在于，当该间隔装置(18)在使用中时，该定心元件(20)包括具有适于与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)的表面一致形状的表面，以与其接触。
6.根据权利要求1-4任意之一所述的间隔装置(18)，其特征在于，该间隔装置(18)包括由连接装置(32)连接的第一部分(28)和第二部分(30)，当该间隔装置(18)在使用中时，该连接装置(32)在相邻的滚子元件(16，16a，16b)之间在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上延伸，并且至少一个定心元件(20)附连到该连接装置(32)。
7.根据权利要求1-4任意之一所述的间隔装置(18)，其特征在于，当该间隔装置(18)安装在该圆环滚子轴承(10)中时，该定心元件(20)的纵向最外表面设置为在纵向方向上，与该第一部分(28)和该第二部分(30)的纵向最内表面相距一段距离。
8.根据权利要求7所述的间隔装置(18)，其特征在于，该距离对应于该圆环滚子轴承(10)最大轴向位移的一半。
9.根据权利要求1-4任意之一所述的间隔装置(18)，其特征在于，所述定心元件(20)在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上可轴向移动。
10.一种圆环滚子轴承(10)，其特征在于包括根据权利要求1-9任意之一的间隔装置(18)。
11.一种用于制造圆环滚子轴承(10)的滚子元件(16，16a，16b)的间隔装置(18)的方法，该圆环滚子轴承(10)具有带有内圈滚道(22)的内圈(12)和带有外圈滚道(24)的外圈(14)，其中，该圆环滚子轴承(10)允许该内圈(12)和该外圈(14)之间的轴向位移和角位移，其中该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使该间隔装置(18)具有设置为在相邻的滚子元件(16，16a，16b)之间在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上延伸的至少一个定心元件(20)，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使所述至少一个定心元件(20)具有设置为与该圆环滚子轴承(10)的该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)的至少一个点或区域(26)接触的表面，从而，当该间隔装置(18)在使用中时，该间隔装置(18)将定心在该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使所述定心元件(20)具有设置为与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)的中心接触的表面。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使所述定心元件(20)具有设置为与在该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上的两个或多个点或区域接触的表面。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使所述定心元件(20)具有设置为与在该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)上的两个或多个点或区域接触的表面，该两个或多个点或区域设置为隔开一定的轴向距离。
15.根据权利要求11-14任意之一所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)在使用中时，使所述定心元件(20)具有适于与该内圈滚道(22)或该外圈滚道(24)的表面一致形状的表面，以与其接触。
16.根据权利要求11-14任意之一所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：制造所述间隔装置(18)，以使该间隔装置(18)包括由连接装置(32)连接的第一部分(28)和第二部分(30)，当该间隔装置(18)在使用中时，高连接装置(32)在相邻的滚子元件(16，16a，16b)之间在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上延伸，从而该至少一个定心元件(20)附连到该连接装置(32)。
17.根据权利要求11-14任意之一所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：当该间隔装置(18)安装在圆环滚子轴承(10)中时，确保该定心元件(20)的纵向最外表面设置为在纵向方向上与该第一部分(28)和该第二部分(30)的纵向最内表面相距一段距离。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该距离可对应于该圆环滚子轴承(10)的最大轴向位移的一半。
19.根据权利要求11-14任意之一所述的方法，其特征在于，该方法包括步骤：所述定心元件(20)设置为在该滚子元件(16，16a，16b)的纵向方向上可轴向移动。
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