CN108691901A - 圆环滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种圆环滚子轴承(1)，其包括内圈(2)、外圈(3)和多个滚子元件，所述多个滚子元件介于所述内圈(2)与所述外圈(3)之间，使得所述内圈和所述外圈能够关于旋转轴(A)相对于彼此旋转。轴承(1)被构造成使得所述内圈(2)和所述外圈(3)能够轴向移位并且关于所述旋转轴(A)相对于彼此在角度上不对齐，其中所述内圈(2)或所述外圈(3)中的至少一者在从其轴向端中的一者延伸的轴向延伸部分(Ax)中具有凹部(21)，该凹部(21)被布置成使得能够在所述圈(2)上产生轴向夹紧力。另外，本公开涉及一种轴承装置(100)，其包括所述轴承(1)。

Description

圆环滚子轴承
技术领域
根据第一方面，本发明涉及一种圆环滚子轴承。更具体地说，本发明涉及(这样)一种圆环滚子轴承：其具有便于将轴承从轴承装置上拆卸(下来)的部件(means)。根据第二方面，本发明涉及一种轴承装置，其包括根据本发明的第一方面的圆环滚子轴承。
背景技术
圆环滚子轴承是一种独特型式的滚子轴承，与其它轴承相比其具有特殊的特性。尤其是，圆环滚子轴承因其允许其圈发生角度不对齐和轴向位移的能力而闻名。圆环滚子轴承的一个示例例如可以在EP0175858A1中找到。
圆环滚子轴承可有利地用作轴承装置中的非定位轴承，其中轴承被设计成承受(/适应)径向载荷并且不承受轴向载荷。于是所述装置的第二轴承位置可以是定位轴承位置，即其可以具有能够承受径向载荷和轴向载荷的轴承。这种轴承例如可以是双列球面滚子轴承，该双列球面滚子轴承被设计成承受径向载荷和轴向载荷，而且还允许用于轴承(的)圈的不对齐。
在某些情况下，可能需要在使用一段时间后卸载应用(application)。如果需要更换和/或翻新应用的某些组成部件的话，那么可能就是这种情况。可能需要执行定期维护的一个示例是在连铸机中，连铸机具有被轴承可旋转地支撑的多个辊线。在辊线被拆卸时可能发生的问题是某些组成部件被毁坏到无法被再次使用的程度。这可能会在圆环滚子轴承被拆卸时发生。因此，当再次组装辊线时，必须要使用新的圆环滚子轴承，这将导致机器所有者的成本增加。
作为另一个示例，可能需要的是，在轴承被不正确地安装时拆卸圆环滚子轴承，从而重新正确地安装轴承。
此外，由于圆环滚子轴承的独特设计，已知偶尔可能会难以拆卸圆环滚子轴承。例如，轴承可能会在使用期间由于在轴与轴承之间产生的腐蚀而卡住(get stuck)，这将导致将会需要非常高的拉力来用于移除轴承。另外，由于例如轴承圈中的至少一者相对于其对应的轴或轴承座的空间原因和/或紧密压配，偶尔可能会难以移除轴承。在WO2013176594中已知一种用于移除圆环滚子轴承的方法，其中使用了磁力的工具被用于拆卸。然而，还有改进的余地。
发明内容
鉴于以上，本发明的一个目的是提供一种有助于轴承的拆卸的改进的圆环滚子轴承设计。另外，本发明的一个目的是消除或至少减轻现有技术中的缺点中的至少一个缺点。
这些目的通过如独立技术方案中指定的主题来实现。本发明的优选实施方式可以在从属技术方案和所附说明书中找到。
根据其第一方面，该目的通过以下来实现：一种圆环滚子轴承，其包括内圈、外圈和多个滚子元件，所述多个滚子元件介于所述内圈与所述外圈之间，使得所述内圈和所述外圈能够关于旋转轴相对于彼此旋转。圆环滚子轴承被构造成使得所述内圈和所述外圈能够轴向移位并且关于所述旋转轴相对于彼此在角度上不对齐(angularly misaligned)。另外，所述内圈或所述外圈中的至少一者在从其轴向端中的一者延伸的轴向延伸部分中具有凹部，该凹部被布置成使得能够在所述圈上产生轴向夹紧力(gripping force)。在一个实施方式中，所述凹部被构造成使得能够在所述圈上产生足以用于拆卸所述轴承的轴向夹紧力。
本发明基于以下认识：能够为圈中的任一者配备适于拆卸轴承的凹部。由于圆环滚子轴承的设计，即，滚子元件被布置在圈之间，使得滚子元件能够在它们的整个轴向宽度上滚动并与圈接触，因此一般的理解是，对圈的任何修改(/变型)将导致轴承的承载能力显著降低，并且还导致使用寿命缩短。利用本发明，轴承将在不导致不利的性能降低的情况下更容易拆卸。换言之，虽然轴承配备有将明显有利于拆卸操作的拆卸凹部，但轴承仍将能够以足够的承载能力运行。此外，滚道表面的弯曲形状没有提供足够的曲率(以便能够产生用于拆卸的夹紧力)。在一个实施方式中，所述凹部是(对于)圈的滚道表面(来说是)额外的(additional)凹部。
在本公开中使用轴向和径向的表述。除非另有说明，否则轴承的轴向或其组成部件的任一者的轴向指的是分别与轴承或所述组成部件的旋转轴一致的(/重合的)方向。因此，径向是与轴向垂直的任何方向。
根据本发明的一个实施方式，凹部是在圈的圆周的至少一部分中延伸的槽，该槽位于圈的滚子元件用的滚道表面上。如先前提到的，本发明基于以下认识：在不显著降低轴承的性能的情况下，在圈上可以有拆卸凹部，而且已经认识到，该凹部还可以位于所述圈的滚道表面上。
根据本发明的一个实施方式，所述槽在圈的整个圆周上延伸。
根据本发明的一个实施方式，所述凹部是位于所述圈的轴向侧表面上的至少一个孔。该孔可以在不显著降低轴承的性能的情况下位于圈的滚道表面附近。根据另一个实施方式，凹部(例如孔和/或槽)可以在不显著降低轴承的性能的情况下位于圈的滚道表面附近。
根据本发明的一个实施方式，所述至少一个孔沿轴向延伸。
根据本发明的一个实施方式，所述至少一个孔具有螺纹。所述螺纹可以有利地用于将夹紧工具连接到轴承圈，以便在轴承上产生足以用于将所述轴承从轴等上拆卸下来的拉力。根据一个实施方式，夹紧工具包括用于使该工具连接到轴承的相应的带螺纹的螺丝。
根据本发明的一个实施方式，所述轴向延伸部分从所述轴向端延伸了所述圈的轴向宽度的5％、10％、15％或20％。还已经认识到，由于通常来说作用在轴承上的径向载荷在轴承的轴向中心处最大并且朝向其轴向端(部)减小，因此凹部可以不被定位成太靠近轴承的轴向中心。因此优选的是将凹部定位成尽可能地靠近端部中的一者。这对于能够通过夹紧/拆卸工具容易地到达(reach)凹部来说也是有利的。在本发明的另一个实施方式中，凹部被定位成靠近所述圈的轴向端中的一者。
根据本发明的一个实施方式，圆环滚子轴承被构造成使得：当所述滚子元件与所述圈在角度上对齐且在轴向上居中(axially centered)时，则所述凹部被定位成使得所述轴向延伸部分免受所述滚子元件中的任一者影响(free from)。所述圈和所述滚子元件中的每一者均具有轴向中心。每个组成部件的轴向中心可以由与该组成部件的轴向垂直且位于所述组成部件的轴向宽度的中间点或中心点处的径向平面限定。在轴向上居中的表达可以被定义为每个组成部件的径向平面重合(/一致)时的情况。通过如上所述地定位凹部，由于在大多数情况下滚子元件可能不会与凹部接触或者靠近凹部，因此轴承的载荷能力将仅受到较小程度的影响。
根据本发明的一个实施方式，所述轴承是在所述滚子元件之间没有任何分离件(separators)的满装轴承(full complement bearing)。
根据本发明的一个实施方式，所述轴承还包括用于分离至少两个相邻的滚子元件的至少一个分离件。分离件例如可以被设计为单独的间隔件，然而它们还可以是轴承的保持架的一部分。
根据本发明的一个实施方式，轴承包括多于一个凹部。例如，所述圈中的任一者可以在两个轴向侧配备有拆卸凹部。
根据本发明的一个实施方式，当所述凹部被构造为周向槽时，环形元件被定位在所述凹部中。在一个实施方式中，所述环形元件可以用于在轴承圈上产生夹紧力。如果将径向延伸的环形元件放置在槽中，则可能更易于拆卸轴承。在另一个实施方式中，所述环形元件位于轴承的内圈上的周向槽中。
根据其第二方面，该目的通过以下来实现：一种轴承装置，其包括：轴、轴承座和根据本发明的第一方面的实施方式中的任一项所述的圆环滚子轴承。此外，所述轴承安装在所述轴与所述轴承座之间，并且所述内圈或所述外圈中的任一者以干涉配合的方式安装在其对应的轴或轴承座之间。应该注意的是，除非另有特别说明，否则本发明的第二方面的任何实施方式均可适用以及组合于本发明的第一方面的任何实施方式，反之亦然。本发明第二方面的优点和益处类似于本发明的第一方面的优点和益处。
根据本发明的第二方面的一个实施方式，所述轴承装置是连铸机的辊线的一部分。
附图说明
现将参照附图更详细地说明本发明的示例性优选实施方式，在附图中：
图1a示出了根据本发明的第一方面的一个实施方式的圆环滚子轴承。
图1b示出了根据本发明的一个实施方式的夹紧工具。
图2示出了根据本发明的第一方面的一个实施方式的第二圆环滚子轴承。
图3a和图3b示出了根据本发明的第三实施方式的圆环滚子轴承。
图4a和图4b示出了根据本发明的第四实施方式的圆环滚子轴承。
图5a和图5b示出了根据本发明的第五实施方式的圆环滚子轴承。
图6a和图6b分别示出了根据本发明的第六实施方式的圆环滚子轴承和夹紧工具。
图7a和图7b分别示出了根据本发明的第七实施方式的圆环滚子轴承和夹紧工具。
图8示出了根据本发明的第二方面的一个实施方式的轴承装置。
附图示出了本发明的图解示例性实施方式，因此不一定按比例绘制。应当理解，所示出和描述的实施方式是示例性的，并且本发明不限于这些实施方式。还应当注意的是，附图中的一些细节可能被夸大，以便更好地描述和图示出本发明。
具体实施方式
在图1a中，可以看到根据本发明的一个实施方式的圆环滚子轴承(toroidalroller bearing)1的截面图。该截面由与轴承1的旋转轴A重合(/一致)的平面表示。轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)(angularly misaligned)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力(grippingforce)。在本实施方式中，凹部21被设计为围绕内圈2延伸并环绕内圈2的周向槽。凹部21还(/进一步)位于内圈的滚道表面22上。所述槽具有特定的径向深度和轴向宽度，其中尺寸被形成使得夹紧工具能够被插入其中(/槽中)。夹紧工具10例如可以被设计成具有如图1b所示的L形工具11，使得工具11能够被定位在槽21中以便产生轴向拆卸力。所述L形工具11可以被设计为几个单独的(/分离的)周向部分，例如为三个部分，这些部分能够在径向上移动(/活动)，使得它们能够插入内圈2上的槽21以及从内圈2上的槽21移除。在另一实施方式中，所述L形工具11可以用于经由位于槽21中的环形元件(未示出)而使轴承1脱离(pulloff)。
现在转向图2，可以看到根据本发明的第一方面的另一实施方式的圆环滚子轴承1的截面。该截面由与轴承1的旋转轴(/旋转轴线)A重合的平面表示。轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于内圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本具体实施方式中，凹部21被构造为轴向延伸的孔，该孔具有内螺纹，(带)螺纹的螺丝可以被固定在该孔中。内圈2可以在其圆周上具有多个孔21。夹紧工具(未示出)可以包括相应数量的螺丝，这些螺丝可以螺接(/拧入)孔21内以便在轴承1上产生拆卸力。
分别在图3a-图3b至图7a-图7b中，可以看到根据本发明的圆环滚子轴承1的其它示例性实施方式。附图分别以截面图以及还以轴向侧视图显示出不同的圆环滚子轴承设计，以更好地说明对应的轴承设计的凹部/槽21的延伸部(extension)和形状。
图3a和图3b中的轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本实施方式中，凹部21被设计成(如可以在图3b中看到的)分别在内圈2的一部分中延伸的三个单独的(/分离的)周向槽。凹部21还(/进一步)位于内圈的滚道表面22上。槽21具有在其周向延伸部上变化的特定的径向深度以及(还具有)特定的轴向宽度，其中尺寸被形成使得夹紧工具能够被插入槽中。
图4a和图4b中的轴承1包括内圈2、外圈3和介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本实施方式中，凹部21被设计成(如可以在图4b中看到的)分别在内圈2的一部分中延伸的三个单独的(/分离的)槽。此外，在本实施方式中凹部21被形成为在圈2的切(线方)向上呈弯曲形状。凹部21还(/进一步)位于内圈的滚道表面22上。所述槽具有特定的径向深度和轴向宽度，其中尺寸被形成为使得夹紧工具能够被插入该槽中。该实施方式不限于仅为三个凹部21。很明显，还可以有利地使用(具有)该设计的更多或更少的凹部。
图5a和图5b中的轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本实施方式中，凹部21被设计成(如可以在图5b中看到的)分别在内圈2的一部分中延伸的三个单独的(/分离的)周向槽，其中所述槽21沿着该槽的延伸部(extensions)具有大致相似的径向深度。所述凹部21还(/进一步)位于内圈的滚道表面22上。该槽具有特定的径向深度和轴向宽度，其中尺寸被形成使得夹紧工具能够被插入该槽中。
图6a中的轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本实施方式中，所述凹部21被设计为周向槽。此外，在槽21中定位有环形元件23。所述环形元件23被构造成使得夹紧工具10能够经由工具11在轴承1上产生拆卸力。环形元件23可以被设计成一个沿周向延伸的环元件，然而在作为另一种选择的实施方式中，还可以是分别位于一个或几个槽21中的单独的(/分离的)环部分。图6b中的工具11被设计成具有“环圈”形状，然而该工具当然可以具有用于能够在环元件23上获得足够的夹紧(grip)的任何合适的形状。
图7a中的轴承1包括内圈2、外圈3以及介于外圈与内圈(分别为3和2)之间的多个滚子元件(/滚动体)4，使得(这两个)圈能够关于(/绕)旋转轴A相对于彼此旋转。圆环滚子轴承1被构造成使得内圈2和外圈3能够轴向移位并且关于旋转轴A相对于彼此成角度地不对中(/在角度上不对齐)。内圈2在(从位于该圈2的右侧的轴向端延伸的)轴向延伸部分Ax中具有凹部21，该凹部21被布置成使得能够在所述圈2上产生轴向夹紧力。在本实施方式中，所述凹部21被设计为位于所述圈2的轴向侧表面上的周向槽。该槽21相对于旋转轴A倾斜，以便能够通过(如图7b所示的)工具10、11产生夹紧力。图7b中的工具11被设计成具有L形状，然而所述工具当然可以具有能够在槽21中获得足够的夹紧的任何合适的形状。
在图8中可以看到根据本发明的第二方面的一个实施方式的轴承装置100的截面图。在本实施方式中，轴承装置100是连铸机用的辊线(roll line)的一部分。所述辊线包括第一辊体和第二辊体(分别为130和140)，该第一辊体包括第一轴端和第二轴端(分别为131和132)，该第二辊体包括第三轴端和第四轴端(分别为141和142)。所述辊线还包括三个轴承座，分别为121、122和123。(所述两个)辊体130和140经由滚动轴承而被轴承座(关于旋转轴线A)可旋转地支撑。滚动轴承为两个双列球面滚子轴承110和两个圆环滚子轴承1。辊线的圆环滚子轴承1具有根据本发明的第一方面的任一实施方式的凹部21，以便有利于于从其上拆卸下来。如可以看到的，没有太多的空间可用于能够获得轴承的良好夹紧(/抓紧/抓住)(grip)，因此根据本发明的凹部21将明显有利于拆卸工序。所述凹部21优选可以位于轴端(分别为132和141)的外端(部)处。此外，对于该应用，圆环滚子轴承1以干涉配合的方式安装到辊体(分别为130和140)的轴端。因此，能够获得用于拆卸的良好夹紧(/抓紧)是至关重要的。另外，对于连铸而言(其中连铸是在恶劣环境下的要求非常苛刻的工艺)，轴承可能会由于在轴承与轴端和/或轴承座之间产生腐蚀(corrosion)而卡(get stuck)在轴端上。利用根据本发明的凹部，即使有腐蚀存在，轴承也能够被容易地拆卸。
本发明不限于本文描述的实施方式。对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在权利要求的范围内，上述实施方式的其它实施方式和修改也是可行的。例如，轴承装置并非仅限于连铸，而且还可以用于使用圆环滚子轴承的任何其它应用。另外，显而易见的是，本文所述的凹部的任何实施方式可以分别位于轴承的内圈或外圈中的任一者上，并且还可以位于轴承的任一侧(分别为左侧或右侧)。

Claims (11)

1.一种圆环滚子轴承(1)，包括：
-内圈(2)和外圈(3)，
-多个滚子元件，其介于所述内圈(2)与所述外圈(3)之间，使得所述内圈和所述外圈能够关于旋转轴(A)相对于彼此旋转，
-其中，所述圆环滚子轴承(1)被构造成使得所述内圈(2)和所述外圈(3)能够轴向移位并且关于所述旋转轴(A)相对于彼此在角度上不对齐，
其特征在于，
-所述内圈(2)或所述外圈(3)中的至少一者在从其轴向端中的一者延伸的轴向延伸部分(Ax)中具有凹部(21)，该凹部(21)被布置成使得能够在所述圈(2)上产生轴向夹紧力。
2.根据权利要求1所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述凹部(21)是在所述圈(2)的圆周的至少一部分中延伸的槽，该槽位于所述圈(2)的滚子元件(4)用的滚道表面(22)上，。
3.根据权利要求2所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述槽在所述圈(2)的整个圆周中延伸。
4.根据权利要求1所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述凹部(21)为位于所述圈(2)的轴向侧表面上的至少一个孔。
5.根据权利要求4所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述至少一个孔沿轴向延伸。
6.根据权利要求4或5所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述至少一个孔具有螺纹。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述轴向延伸部分(Ax)从所述轴向端延伸所述圈(2)的轴向宽度的5％、10％、15％或20％。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，所述圆环滚子轴承(1)被构造成使得：
当所述滚子元件(4)与所述圈(2、3)在角度上对齐且在轴向上居中时，则所述凹部(21)被定位成使得所述轴向延伸部分(Ax)免受所述滚子元件(4)中的任一者的影响。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述轴承(1)是在所述滚子元件(4)之间没有任何分离件的满装轴承。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的圆环滚子轴承(1)，其特征在于，
所述轴承(1)还包括用于分离至少两个相邻的滚子元件(4)的至少一个分离件。
11.一种轴承装置(100)，包括：
-轴(132、141)，
-轴承座(122)，
-根据前述权利要求中的任一项所述的圆环滚子轴承(1)，
-其中所述轴承(1)安装在所述轴(132、141)与所述轴承座(122)之间，并且所述内圈(2)或所述外圈(3)中的任一者以干涉配合的方式安装在其对应的轴(132、141)或轴承座(122)之间。
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