CN105626706A - 滚动轴承和用于给滚动轴承的保持架装配滚动体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有保持架(4)和滚动体(3)的滚动轴承。滚动体(3)分别具有外周面，该外周面轴向地在两个轴向端面(9)之间延伸。在至少一个轴向端面(9)的区域内设有凹槽(10)。在保持架(4)上固定有膨胀铆钉(13)，膨胀铆钉(13)分别伸入滚动体(3)的凹槽(10)之一中。

Description

滚动轴承和用于给滚动轴承的保持架装配滚动体的方法
技术领域
本发明涉及一种滚动轴承和用于给滚动轴承的保持架装配滚动体的方法。
背景技术
滚动轴承例如可以设计成，它具有内圈、外圈和滚动体，该滚动体在内圈和外圈之间滚动。在许多情况下，滚动体布置在保持架中。视滚动轴承的结构形状而定，存在一系列组装滚动轴承的可能性。在许多结构形状的具有保持架的滚动轴承中，可以组装成，使得滚动体可以插入保持架，然后装配有滚动体的保持架推套上内圈和/或引入外圈。若保持架受到滚动体重量的负载过大，则例如会发生，保持架在装配之前就推套上内圈或引入外圈。大多数情况参照垂直的轴线进行安装。
在给保持架装配滚动体时还存在的问题是，只要滚动轴承未完全组装好，滚动体又可能从保持架中掉落。防止滚动体的掉落的方式例如是，保持架防丢失地包围滚动体。但为了装配滚动体，然后需要临时使保持架变形(菊形保持架)。有时实心的滚动轴也可以通过中空滚子插入并且在两侧用螺丝拧紧或焊接。该解决方案确定用于吸收通过轴的导向力并且具有较大的制造成本和较大的重量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在未提供滚动体通过轴的引导时用尽可能少的成本实现给滚动轴承的保持架高效装配滚动体。
该技术问题通过一种具有保持架和滚动体的滚动轴承解决。滚动体分别具有轴向地在两个轴向端面之间延伸的外周面。在至少一个轴向端面区域内构造凹槽。在保持架上固定有膨胀铆钉，该膨胀铆钉分别伸入滚动体的凹槽之一内。
本发明的优点是，用较少的成本实现保持架高效的装配。膨胀铆钉可以非常快速并且容易固定在保持架上并且防止滚动体掉落。在滚动轴承很长的运转时间之后膨胀铆钉也不会松脱，而是持久地与保持架连接。
保持架可以是单件的或是由多个部段组成。保持架尤其可以由钢制成。保持架优选经过锰磷酸盐处理。
膨胀铆钉可以形状配合式连接地固定在保持架上。形状配合式的连接是非常可靠并且持久的。
膨胀铆钉可以分别具有一个套筒和引入套筒的销钉。套筒和/或销钉可以在轴向端部的区域内具有至少一个轴向延伸的缝隙和/或局部区域具有更大的外径。在另一个轴向端部的区域内，套筒和/或销钉可以在局部区域中具有更大的外径。
滚动体的两个轴向端面可以分别具有一个凹槽。一个膨胀铆钉可以伸入这一个凹槽中，一个膨胀铆钉或保持架的凸起部可以伸入另一个凹槽中。每个滚动体具有两个膨胀铆钉的变型方案的优点是，滚动体可以非常容易嵌入保持架并且以相同的方式在两侧保持。每个滚动体具有一个膨胀铆钉和一个凸起部的变型方案的优点是，可以节省半数的膨胀铆钉并由此材料和安装成本特别低。
膨胀铆钉可以相对滚动体布置成，使得在膨胀铆钉和滚动体之间不出现接触。这意味着，膨胀铆钉可以用作安装和拆卸辅助装置并且在滚动轴承运行期间可以没有作用。由此可以防止磨损或甚至防止膨胀铆钉的干扰并且避免滚动轴承随着材料磨损造成的污染。此外，膨胀铆钉可以相对滚动体的轴线错位地布置，使得它们不与滚动体的轴线对准。此外，可以规定，在滚动体和保持架之间产生接触。保持架尤其由滚动体引导。
膨胀铆钉可以由塑料材料制成。由此，成本可以保持较低并且可以使用任意设计的膨胀铆钉。此外，若材料从膨胀铆钉脱落并且进入滚动轴承，可以保持损坏滚动轴承的风险较低。膨胀铆钉可以例如由聚胺6.6制成或由聚醚醚酮制成。该塑料特别坚固而且是润滑剂耐受的。
此外，本发明涉及一种具有按本发明的滚动轴承的风力发电设备。
此外，本发明涉及一种用于给滚动轴承的保持架装配滚动体的方法。在按本发明的方法中，将滚动体分别插入保持架中，然后借助至少一个膨胀铆钉防止每个滚动体掉落。
可以分别将膨胀铆钉引入保持架内的通孔。
膨胀铆钉可以分别具有套筒，销钉引入该套筒中。可以随着销钉的部分引入，将套筒引入通孔，然后将销钉进一步引入套筒中。
膨胀铆钉可以通过压入通孔中而被固定。
以这种方式，膨胀铆钉可以以很少的耗费通过连续的运动固定在保持架上。
附图说明
下面根据附图所示的实施例阐述本发明。附图中示出：
图1是按本发明设计的滚动轴承的实施例的简略的部分侧视图，
图2是部分地装配以滚动体的保持架的实施例的部分立体视图，
图3是部分地装配以滚动体的保持架的另一个实施例的部分立体视图，
图4是膨胀铆钉的构件的实施例的剖面图，
图5是膨胀铆钉的另一个构件的实施例的剖面图，
图6是预装的膨胀铆钉的实施例的剖面图，
图7是在引入膨胀铆钉期间的第一时刻在通孔的区域内的边环的剖面图，
图8是在引入膨胀铆钉期间的第二时刻在通孔的区域内的边环的剖面图以及
图9是在完全引入膨胀铆钉时在通孔的区域内的边环的剖面图。
具体实施方式
图1简略示出按本发明设计的滚动轴承的实施例的部分侧视图。滚动轴承可以例如设计成圆锥滚子轴承或圆柱滚子轴承。尤其是滚动轴承可以使用在风力发电设备中。但同样可以使用在其他领域。滚动轴承具有内圈1、外圈2和滚动体3。滚动体3在保持架4中导引并且在内圈1和外圈2之间滚动。
图2示出部分地装配以滚动体3的保持架4的实施例的部分立体视图。保持架4设计成兜孔式保持架并且可以分成两个边环5，6和接片7，接片7将两个边环5，6相互连接。两个边环5，6和每两个在圆周方向上相续的接片7限定一个兜孔8。在每个兜孔8中分别设有一个滚动体3。
滚动体3在其两个轴向端面9的区域内各具有一个带有凹槽底11的凹槽10和包围凹槽底11的凹槽边缘12。在每个凹槽10中都嵌入一个膨胀铆钉13，该膨胀铆钉13从边环5或6内的通孔14中朝滚动体3突出。凹槽10的构造和膨胀铆钉13的布置可以相互适配成，使得膨胀铆钉13在滚动轴承完成组装状态下既不接触凹槽底11也不接触凹槽边缘12。在已组装状态下和尤其是在滚动轴承的运行状态下，膨胀铆钉13因此不具有作用。如下面进一步阐述，膨胀铆钉13的作用在于，将滚动体3防丢失地固定在保持架4上。滚动体3防丢失的固定尤其在保持架4布置在内圈1和外圈2之间之前，对于滚动轴承组装是很重要的。若不采取其他措施滚动体3在装配给保持架4之后又会从保持架4的兜孔8中掉落。如何借助膨胀铆钉13防止掉落并且如何构造膨胀铆钉13，在下面进一步阐述。膨胀铆钉13的固定功能即使在为了检查的目的拆卸滚动轴承时也是重要的。
图3示出部分地装配以滚动体3的保持架4的另一个实施例的部分立体图。
图3中所示的实施例很大程度上相应于图2的实施例。但区别仅在于，在图3的实施例中，仅边环5具有通孔14。边环6没有通孔14并因此也没配备膨胀铆钉13。取而代之，边环6在每个兜孔8的区域内具有一个凸起部15。凸起部15分别布置在边环6的圆周位置上，在该圆周位置上，对于图2的实施例，构造通孔14。凸起部15分别嵌接到滚动体3的凹槽10中并且满足与膨胀铆钉13相同的功能，亦即，它们保证滚动体3不会从兜孔8中掉落。因此，凸起部15在滚动轴承已完成安装状态下分别既不接触凹槽底11也不接触凹槽边缘12。
图4示出膨胀铆钉13的一个构件的实施例的剖视图。所示的构件是套筒16。
套筒16可以由金属或塑料制成。例如套筒16可以由聚胺6.6或聚醚醚酮制成。在第一轴向端部的区域内，套筒16具有定位环17，该定位环设计成径向向外突出的法兰。在第二轴向端部的区域内，套筒16具有锥形凹陷部18。径向向外突出的增厚部19起始于该第二轴向端部在套筒16的长度的一部分区域上延伸。此外，起始于第二轴向端部例如四个轴向延伸的缝隙20在套筒16的长度的一部分区域上延伸。在此，缝隙20的轴向尺寸大于增厚部19的轴向尺寸。
图5示出膨胀铆钉13的另一个构件的实施例的剖面图。图5中所示的构件是销钉21。该销钉21可以设计成实心圆柱体并且在第一轴向端部的区域内具有径向向外突出的凸缘22。在第二轴向端部的区域内设有盲孔23。此外，销钉21在第二轴向端部的区域内具有在其外周面上环形凸起部24。缝隙25起始于销钉21的第二轴向端部在轴向方向上延伸。缝隙25的轴向尺寸大致相当于盲孔23的径向尺寸。销钉21可以由与套筒16相同的材料制成。
给图2中所示的保持架4的实施例装配滚动体3可以如下进行：
首先，将滚动体3布置在兜孔8中。为此，先前可以将保持架4夹紧到本身已知的工具中。滚动体3在兜孔8中布置成，使得滚动体3的凹槽10与边环5和6内的通孔14对置。
为了将滚动体3防丢失地固定在保持架4的兜孔8中，分别将一个膨胀铆钉13引入边环5和6内的通孔14中并且固定在边环5，6上。在引入之前，以图6中所示的方式预装膨胀铆钉13。
图6示出预装的膨胀铆钉13的实施例的剖面图。如从图6中可见，销钉21部分地引入套筒16中。在将销钉21引入套筒16时，销钉21在凸起部24的区域内径向挤压，因为凸起部24的外径大于套筒16的内径。销钉21径向的挤压可以很容易实现，因为在凸起部24的区域内设有缝隙25。
销钉21不需要正好引入套筒16到图6中所示的位置。然而，允许销钉21引入套筒16的深度为，使得套筒16的开缝区域仍然可以径向向内收缩。
图6中所示的膨胀铆钉13引入通孔14，直至定位环17抵靠在边环5，6上为止。这在图7中示出。
图7示出在引入膨胀铆钉13的第一时刻在通孔14的区域内的边环5，6的剖面图。图8示出在引入膨胀铆钉13的第二时刻在通孔14的区域内的边环5，6的剖面图。在工艺流程中，第二时刻在第一时刻之后。为清楚起见，在图7中仅示出套筒16，但未示出销钉21。但实际上，销钉21在整个引入过程中位于套筒16内部。
膨胀铆钉13与套筒16的轴向端部一起向前引入边环5，6内的通孔14中，在该轴向端部上构造有锥形凹陷部18。简化引入的方式是，套筒16的外周面朝该轴向端部圆锥形逐渐变细。当膨胀铆钉13引入通孔14时，套筒16在缝隙20的区域内径向地挤压，因为套筒16在未挤压状态下在增厚部19的区域内具有大于通孔14的直径的外径。这在图7中示出。
套筒16引入通孔14，直至套筒以其定位环17抵靠保持架4的边环5，6为止。在抵靠之前不久或抵靠时，套筒16的增厚部19经过通孔14并且从通孔14中伸出。在这一刻，套筒16的被挤压的区域径向向外弹。由此，套筒16的、具有比通孔14的直径更大的外径的增厚部19与边环5，6嵌接并且防止套筒16从通孔14中抽出。同时，套筒16的定位环17防止套筒16进一步推入通孔14中。因此，套筒16在两个方向上轴向地固定在通孔14中。通过将套筒16在增厚部19的区域内径向地挤压，可以取消这种固定。
图8示出第二时刻的快照，在该第二时刻，套筒16完全引入通孔14并且以其定位环17抵靠在保持4的边环5，6上。销钉21仅部分地引入套筒16中，使得销钉21的凸缘22仍远离套筒16的定位环17。
为了将膨胀铆钉13持续地固定在通孔14中，销钉21进一步引入套筒16中，直至销钉21的凸缘22抵靠在套筒16的定位环17上。在抵靠的那一刻或抵靠前不久，销钉21的凸起部24完全进入圆锥形凹陷部18中。因为套筒16的孔在圆锥形凹陷部18的区域内径向地扩宽，所以销钉21的凸起部24在进入圆锥形凹陷部18时径向向外弹，从而形成与套筒16的形状配合式连接的嵌接。该嵌接防止销钉21从套筒16中抽出。另一方面，凸缘22在定位环17上的抵靠防止销钉21进一步引入套筒16。因此，销钉21整体形状配合式连接地固定在套筒16上。
图9示出在通孔14的区域内具有完全引入的膨胀铆钉13的边环5，6的剖面图。从图9中清楚可见，套筒16形状配合式连接地固定在边环5，6上并且销钉21形状配合式连接地固定在套筒16上。此外，从图9中得知，销钉21防止套筒16在边环5，6上形状配合式连接的固定装置的松脱，因为销钉21在套筒16的增厚部19的区域内至少部分地设计成实心圆柱体并因此套筒16不可能在增厚部19的区域内径向向内挤压。换言之，销钉21未开缝的和非空心的并因此没有弹性的区段在安装之后从保持架4的通孔14中伸出并且防止销钉21由于侧面压力造成的松脱。因此，套筒16并因此整个膨胀铆钉13持久地固定在保持架4的边环5，6上。
在固定于边环5，6上之后，膨胀铆钉13仅在面朝滚动体3的一侧伸出通孔14。但在此膨胀铆钉13优选相对套筒16略微缩回，以防止销钉21通过无意的外部影响从套筒16中压出。在背对滚动体3的一侧，膨胀铆钉13与边环5，6齐平地终止或相对边环5，6的表面略微缩回。这样实现的方式是，通孔14在该区域内径向地扩宽为，使得它可以容纳套筒16的定位环17和销钉21的凸缘22。优选，套筒16的定位环17和销钉21的凸缘22具有相同的外径。
可以以连续的运动将膨胀铆钉13引入至通孔14的最终位置。在销钉21完全进入且扣入通孔14之后，才将销钉21完全插入套筒16中。因此完全引入的销钉21表明了膨胀铆钉13按规定的安装。
在图3中所示的保持架4的实施例中，可以稍微改变前述的过程。在此，首先将滚动体3略微倾斜地引入保持架4的兜孔8之一中并且在此将滚动体3的凹槽10之一套在相邻的边环6的凸起部15上。然后，滚动体3在保持架4的兜孔8中定向为，使得其另外的凹槽10与边环5内的通孔14对置。然后采用已述的方式将膨胀铆钉13固定在边环5内的通孔14中。
在膨胀铆钉13的变型中，套筒16在增厚部19的区域内被径向向内拉，使得增厚部19不径向地突出套筒16的外周面。此外，套筒16在增厚部19区域内的孔逐渐变细。这导致，套筒16的增厚部19通过销钉21的引入之后才与边环5，6嵌接。该变型的另一个特性是，销钉21通过套筒16回弹的增厚部19而夹紧。
膨胀铆钉13也可以变换为，使得销钉21在边环5，6背对滚动体3的一侧卡扣在套筒16中。为此，套筒16可以在该区域内具有环形内槽，销钉21的对应的径向隆起部卡扣入该内槽中。
附图标记
1内圈
2外圈
3滚动体
4保持架
5边环
6边环
7接片
8兜孔
9轴向端面
10凹槽
11凹槽底
12凹槽边缘
13膨胀铆钉
14通孔
15凸起部
16套筒
17定位环
18圆锥凹陷部
19增厚部
20缝隙
21销钉
22凸缘
23盲孔
24凸起部
25缝隙

Claims (10)

1.一种具有保持架(4)和滚动体(3)的滚动轴承，其中，
-所述滚动体(3)分别具有外周面，所述外周面轴向地在两个轴向端面(9)之间延伸并且在至少一个轴向端面(9)的区域内设有凹槽(10)并且
-在所述保持架(4)上固定有膨胀铆钉(13)，所述膨胀铆钉(13)分别伸入所述滚动体(3)的所述凹槽(10)之一中。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述膨胀铆钉(13)形状配合式连接地固定在所述保持架(4)上。
3.根据前述权利要求之一所述的滚动轴承，其中，所述滚动体(3)的两个轴向端面(9)分别具有一个凹槽(10)并且其中，一膨胀铆钉(13)伸入一个凹槽(10)中，一膨胀铆钉(13)或所述保持架(4)的凸起部(15)伸入另一个凹槽(10)中。
4.根据前述权利要求之一所述的滚动轴承，其中，所述膨胀铆钉(13)相对所述滚动体(3)布置成，使得在所述膨胀铆钉(13)和所述滚动体(3)之间不接触。
5.根据前述权利要求之一所述的滚动轴承，其中，所述膨胀铆钉(13)由塑料材料制成。
6.一种风力发电设备，其具有根据前述权利要求之一所述的滚动轴承。
7.一种用于给滚动轴承的保持架(4)装配滚动体(3)的方法，其中，将所述滚动体(3)分别插入所述保持架(4)中，然后每个滚动体(3)借助至少一个膨胀铆钉(13)防止掉落。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述膨胀铆钉(13)分别引入所述保持架(4)内的通孔(14)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述膨胀铆钉(13)分别具有一个引入销钉(21)的套筒(16)，将所述套筒(16)与部分地引入的销钉(21)一起引入所述通孔(14)，然后将所述销钉(21)进一步引入所述套筒(16)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述膨胀铆钉(13)通过压入所述通孔(14)而固定。
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