CN108700120A - 金属丝滚道轴承 - Google Patents

Abstract

本发明针对具有至少一排圆柱体滚动体的用于在两个共心于公共旋转轴线的环形连接元件之间传递轴向力的滚动轴承，所述连接元件为了能够绕公共旋转轴线旋转而通过间隙彼此间隔开，其中，至少一排的圆柱体滚动体如此设置，在滚动轴承不承载的状态下，排中所有圆柱体滚动体的旋转轴线位于同一平面上，公共旋转轴线垂直地穿过该平面，其中至少一排圆柱形滚动体的至少一个滚道设计为金属丝的平坦表面，并且所述金属丝在其与所述滑道表面互补的表面区域中具有弓形、凸起弯曲的横截面轮廓，并且因此至少在部分区域中被插入至周向凹部中，所述凹部在环形连接元件中具有与所述金属丝互补的横截面轮廓。

Description

金属丝滚道轴承

技术领域

本发明涉及一种将至少两个的环形连接元件旋转耦接的装置，所述环形连接元件同心于公共旋转轴线并且彼此之间由间隙隔开，其中环形连接元件的至少一个、优选地各个环形连接元件均具有平坦端面，所述平坦端面具有环状设置的、用于将所讨论的连接元件放置和固定在基脚、底盘、设备或机器部件上的紧固机构，其中在两个连接元件中的每一个上，在所述间隙区域中，布置至少一个滚道和/或至少一个滑道，所述滚道能够使至少一排滚动体在其间运转，所述滑道或者直接互相滑动或者在滑道之间滑动地引导至少一个滑动体。

背景技术

这样具有平坦连接表面的轴承结构是大型轴承的典型特征，在实践中这些大型轴承例如通常用于吸收或传递高强度力，或者用于吸收或传递转动或倾斜力矩。球形滚动体只能适当限制为恰恰胜任如此高的载荷，因为它们仅与滚道表面形成大致点状的接触区域，而这在从外部施加巨大力量或者倾斜力矩的情况会存在材料过载的风险。在使用圆柱体滚动体时，得到在这方面具有更大承载能力的几何形状。这尤其包括圆柱体滚子还包括桶形或锥形滚动体，这样的滚动体在下文中也称为“圆柱体”。这样的圆柱体滚动体相对于一个明确限定的旋转轴线呈旋转对称并且与滚道表面形成线性接触区域，使得外部的力或倾斜力矩能够分布在更大的接触区域并因此在局部上减小到能够被材料本身承受的值。

在另一方面，大型轴承在许多应用上也受到其它制约，例如它们不能太重和/或太大。然而，这些大型轴承的环形连接元件在巨大的载荷下受到弯曲和/或扭曲的风险。这会导致这样的结果，即供圆柱体滚动体在其间运转的两个滚道不再相对于彼此具有特定的横截面几何结构，例如在圆柱体滚子的情况下，滚道在受到变形影响的滚道部分不再彼此平行。这样的结果是失去了所需的线接触区域，而所述滚动体仅在边缘区域中形成点状的轴承接触。这可能比球形滚动体的点状接触更糟糕，因为球形从接触点开始迅速变宽，使得待传递的力在任何情况下均在这样的滚动体内迅速分布而不造成危险。与之相反，圆柱滚动体在边缘的点接触区域仅在一个方向上变宽，即在圆柱滚动体的纵向方向上朝向滚动体的中间变宽。因此，这种边缘往往很快就会脱落，这对实际使用寿命产生不利影响。

滑动轴承也有可能因为连接元件的弯曲而出现问题，尤其是在这种情况下，滑动表面无法在所有区域上彼此平行，从而减小了轴承力并增加了磨损。

发明内容

所描述的现有技术的缺点导致了发起本发明的问题，即进一步研发出一种通用装置，使得外力导致的滑道或滚道的变形能够得到补偿或至少能够最小化，以不危害诸如滚动体或滑动体的轴承元件的可实现的预期寿命。

该问题解决方案是这样实现的，即至少一个滚道或滑道是以金属丝的表面的形式形成，所述金属丝优选地在横向于其纵向方向的部分中是平坦的，并且在其与所述滑道或滑道表面互补的表面区域中具有弓形、凸起弯曲的横截面轮廓，并且因此至少在部分区域中被插入至周向凹部中，所述凹部在环形连接元件中具有与之互补的横截面轮廓。

这样几何结构的目的在于在实际滚道或滑道和所讨论的连接元件之间创造移动的自由度，允许滚道或滑道以使在连接元件实际上变形的情况下，仍然保持其在空间中的原始朝向(尤其是相对于对向滚道或滑道)。在滚动轴承中，这用于保持在滚道之间运转的滚动体与所述的两个滚道的线性接触区域，从而使得滚动体不会过载；在滑动轴承中，这能够确保尽可能大的接触区域，从而保持轴承力而最小化磨损。

已发现的有利的是，用于接收滚道或滑道金属丝的凹部和滚道或滑道金属丝本身具有圆形轮廓。因此，本发明特别针对线性轴承限定，其中几何条件是不同的。

优选地，将用于接收滚道或滑道金属丝的凹部在一个或优选两个边缘由凸边缘界定，即突出的边缘是山脊的形式而不是山谷的形式。因此，位于这些凹部边缘的另一面上的表面区域回缩并产生用于与滚动体或滑动体接触或与对向滑道本身接触的空间，使得即使在连接元件发生明显扭曲的情况下所述滚动体或滑动体或对向滑道不接触其安装位置之外的任何地方。

已经证明有利的是，尤其是当所讨论的连接元件处于无扭曲和不弯曲的状态时，用于接收滚道或滑道金属丝的凹部的两个边缘位于同一平面中。

进一步的优点是，用于接收滚道金属丝的周向凹部具有鞍形曲面区域O_sg和双凹曲面区域O_dk，它们优选地一同形成周向凹部的整个表面。换句话说，在鞍形曲面区域O_sg和双凹曲面区域O_dk之间或在这些表面区域O_sg，O_dk之外或在它们的另一侧不存在更大的平坦的或至少线性的区域。

进一步的结构规定，鞍形曲面区域O_sg和双凹曲面区域O_dk应当为大致相等的尺寸，使得：

|O_sg－O_dk|≤2*πcm²，

例如

|O_sg－O_dk|≤1.5*πcm²，

其中优选为：

|O_sg－O_dk|≤πcm²，

尤其是其中

|O_sg－O_dk|≤0.5*πcm²。

应当考虑的是，ε＝πcm²＝3.14cm²相对于具有例如2cm的宽度b和直径约为1m＝100cm的滚道非常小，因此：O＝2cm*100cm*π＝200*πcm²＝628πcm²，O＝O_sg+O_dk>>O_sg－O_dk。

理想条件出现在用于接收滚道或滑道金属丝的周向凹部具有弓形的横截面。这样的弓形横截面允许滚道金属丝和保持其的安装部或凹部之间的容易的相对运动。

建议用于接收滚道或滑道金属丝的周向凹部的弓形横截面轮廓q_kb正好等于或短于半圆弧度，所述半圆弧度具有与周向凹部的横向曲率半径r_q相对应的半径：

q_kb≤π*r_q。

通过这种措施，可选择地减小滚动轴承的结构高度。

本发明的进一步发展是，根据本发明的用于接收滚道或滑道金属丝的周向凹部的弓形横截面轮廓q_kb正好等于或长于在插入其中的滚道金属丝的滚道表面上运转的滚动体的长度l：

q_kb≥l，

这用于达到使滚动体与滚道金属丝具有最大接触区域并由此使其上的压力负载最小化的目的。

规定用于接收滚道金属丝的周向凹部以及平坦端面和以环状布置的用于将所讨论的连接元件放置并固定在基脚、底盘、设备、机器部件的紧固机构是通过对所讨论的连接元件的同一基体进行机械加工或成形而生产的，这能够保证在所讨论的滚道金属丝上的滚道在没有外力的情况下完全平坦。

在本发明的范围内，以环状布置的用于将所讨论的连接元件固定到基脚、底盘、或设备或机器部件的紧固机构是通孔的形式或者优选地设置有内螺纹的盲孔的形式。在特定情况下的最佳孔类型的选择可以由所讨论的应用和/或局部条件来控制。

根据本发明，两根或更多根滚道金属丝可以在不同的平面中以一个在另一个之上的方式布置，特别是两个或更多个相等长度的滚道金属丝。这些滚道或滑道金属丝或在其上构成的滚道或滑道，或者可以与同一排滚动体相关联并且直接在它们之间接收滚动体，或者可以与不同排的、一个在另个之上的方式布置的滚动体相关联以使所述滚动体彼此偏置。

用于接收滚道或滑道金属丝的周向凹部能够布置在突出的凸耳上或凸耳环的突出套环上以及安装在至少一个承载或保持环上。因此，这能够符合所有的结构要求和规定。

相对于在其上运行的滚动体而位于滚道环对面的滚道可以直接结合到所讨论的连接元件的环形主体中，特别是通过相应的表面区域的硬化。

根据本发明的另一优选发展，相对于在其上运行的滚动体而位于滚道环对面的滚道也可以在插入凹部其中的滚道金属丝上形成。

布置可以进一步如此实现，即与同一排滚动体相关的两个滚道金属丝中的至少一个具有矩形横截面。尽管该滚道金属丝不能在其安装部或其凹部中翻转或扭曲，然而这不是必须的，因为其它滚道环具有运动的自由度并能够相应地适配于矩形横截面的滚道环。

根据本发明的教导进一步规定，连接元件或其一部分，尤其是承载或保持环，与设备或机器部件，尤其是与风力涡轮机的轮毂一体形成。由此可以实现比通过将连接元件拧到要连接的机器或设备部件所达到的刚度更高程度的刚度。

实际的滚道或滑道表面的横截面应该适配于滚动或滑动体，从而获得最大尺寸的接触区域。在滚动体的情况下，这是线性接触区域，而在滑动体的情况下，它是面接触区域。

已经证明有利的是，至少一排的滚动体具有恰好一个特定的旋转轴。该定义包括所有非球形的旋转对称体，也就是说，例如圆柱体滚子或滚针，圆锥滚子或桶形滚动体。

本发明进一步规定，在滚动轴承不承载的状态下，至少一排的滚动体的所有滚动体的(特定)旋转轴线均位于共同平面中，公共旋转轴线垂直穿过所述共同平面。所讨论的排优选地是轴向滚动体排，其被设计成仅用于或主要用于吸收和传递平行于旋转轴线的力。

当一排滚动体围绕它们位于共同平面中的纵向轴线旋转时，轴向轴承排的圆柱体滚动体需要这样的滚道，即为其在能够插入凹部的金属丝上的平坦表面形式；径向轴承排的圆柱体滚动体优选地沿着这样的滚道运转，即所述滚道具有圆柱体侧表面的形状，其可选择地形成于能够插入凹部的金属丝上。

优选的构造规定，(尤其对于轴向轴承排的)用于接收滚道金属丝的周向凹部的(在旋转轴线横穿的径向平面上测量的)宽度等于或大于插入其中的滚道金属丝的滚道表面上的滚动体的长度l的0.8倍，例如等于或大于该长度的0.9倍，优选地等于或大于该长度的0.95倍，尤其是等于或大于在所讨论的滚道表面上运转的滚动体的长度。因此，滚动体能够在所讨论的滚道金属丝上几乎以它们的整个长度进行停留或运转，使得接触区域中的力分布和移除是最佳的。

此外，(尤其对于轴向轴承排的)周向凹部(在旋转轴线的径向方向上测量的)开口宽度应当等于或大于插入其中的滚道金属丝的滚道表面上运转的滚动体的长度l的0.8倍，例如等于或大于该长度的0.9倍，优选地等于或大于该长度的0.95倍，尤其是等于或大于在所讨论的滚道表面上运转的滚动体的长度l。周向凹部这种主要径向大小允许插入其中的滚道金属丝形成用于传递高轴向力的大而平坦的接触区域。

在轴向轴承排的情况下，平行于滚动轴承的旋转轴线的滚道金属丝的大小等于或小于在滚道金属丝的滚道表面上运转的滚动体的直径，优选地等于或小于在滚道金属丝的滚道表面上运转的滚动体的半径，特别是等于在滚道金属丝的滚道表面上运转的滚动体的半径的0.9倍。滚道金属丝的轴向大小越小，所讨论的滚动轴承的构造就可以越小和越轻。

除了轴向滚动体排，本发明优选地通过用作径向轴承的另一排滚动体来区分。其滚动体与其他排的滚动体的不同之处在于它们的种类和尺寸。

本发明开辟了这样的可能性，即优选地使得圆柱体滚动体在保持架或多个保持架段中被引导。因此，所述滚动体仅能够一起滚动而不能相对于彼此移动。

本发明的替代实施例的特征在于，在两个相邻的滚动体之间插入间隔体。由于间隔体不具有在其端面处围绕滚动体接合的纵向杆，在这些滚动体区域中的间隙能够以最小的径向大小设计，从而节省了安装空间和重量。

本发明的进一步发展是，在至少一排中，具有特定旋转轴线的滚动体具有侧表面，所述侧表面至少在一些区域中呈现圆柱体侧表面。

在本发明的范围内，在至少一排中，具有特定旋转轴线和至少在一些区域中具有圆柱体侧表面的滚动体沿着平坦滚道运转。

本发明的优化的发展是，在至少一排中，具有特定旋转轴线的滚动体具有侧表面，所述侧表面呈现截头圆锥或桶体的侧表面。

优选的结构规定表明，在至少一排中，具有特定旋转轴和截头圆锥形侧表面的滚动体沿至少一个圆锥形滚道上运转，也就是说所述圆锥形滚道是具有均相对于所述装置的旋转轴线和其接地面倾斜的横截面的滚道。因此，可以在轴向轴承排中完全避免摩擦滑动。

最后，可以规定，在至少一排中，具有特定旋转轴和桶形侧表面的滚动体沿至少一个滚道运转，该滚道的横截面适配于穿过桶状滚动体的桶状侧表面的纵向截面。

附图说明

下面参照附图对本发明优选实施例进行说明，以使得根据本发明的进一步特征，细节，优点和效果变得明了，其中：

图1为根据本发明的滚动轴承的环形连接元件的截面图；

图2为本发明改进实施例的环形连接元件的截面图，部分被截头，其中滚动体在笼中引导；

图3是对应于图2的视图，示出了本发明的另一实施例，其中滚动体由间隔体引导；

图4根据图3的实施例采用的间隔体的立体图；

图5是对应于图3的视图，示出了本发明的另一个改进实施例；

图6是对应于图1的视图，示出了本发明的另一个实施例；以及

图7以横截穿过环形连接件的截面示出了本发明的另一实施例。

具体实施方式

在图示的根据本发明的将至少两个环形连接元件2，3旋转耦合的装置1的所有实施例中，与切割面相邻的切环的轮廓已被省略，其中所述连接元件2，3同心于公共旋转轴线并彼此间隔开来。因此，在此并不意在规定两个连接元件2，3中的哪一个位于外侧而另一个位于内侧，因为这对本发明来说是不重要的。在每个示出的实施例中，在左侧示出的连接元件2可以构造成外侧或内侧环，而在右侧示出的连接元件3可以相应地构造成内侧或外侧环。

在所有的实施例中，装置1形成为大型滚动轴承，优选地具有大致1米或更大的直径。此外，示出的装置1能够设置有各种附带元件(未示出)，例如设置有外壳，在至少一个连接元件2，3中设置有齿，诸如链轮或螺杆的驱动元件与所述齿相啮合，还可以设置有制动器、测量传感器等。

这种大型滚动轴承的一个特殊特征是，由于它们的尺寸，它们不在它们的外侧表面4，5处连接，而是或者与待连接的设备或机器部件集成在一起，如在根据图1的实施例中那样，右侧示出的连接元件3的一部分与风力涡轮机的轮毂6一体形成单件，或者它们具有至少一个平坦连接表面7，8，9，10，用以在整个表面上或者在大部分表面上与基脚、底盘或设备或机器部件接触。为了能够不可移动地固定到这种基脚、底盘、设备或机器部件，多个紧固元件11、12以环状的方式分布在这样的平坦的连接表面7，8，9，10。优选地，这样的紧固元件为孔，例如在图1中左侧示出的连接元件2中的通孔，或者是如图1中右侧示出的连接元件3中的盲孔。虽然通孔优选地构造成没有螺纹，但是盲孔优选地具有至少在其部分长度上延伸的内螺纹13。通过将多个螺钉推入或穿过这些紧固孔11，12，所讨论的连接元件2，3被牢固地紧压并因此在轴向方向上与连接结构摩擦接合。

可以在图中进一步得知，在所有示出的实施例中，间隙14设置在两个连接元件之间，以允许两个连接元件2，3之间的相对旋转。

在实践中，具有示出的结构的大型滚动轴承主要是吸收或传递高强度力，或者是吸收或传递转动或倾斜力矩。球形滚动轴承比较不适于这种目的，因为他们仅与所讨论的滚道表面形成几乎点状的接触区域。在这样小的接触区域中，在从外部作用的巨大力量或倾斜力矩的情况下，很快就会发生材料过载。

本发明因此规定了，在间隙14中至少设置一排在其间运转的圆柱体滚动体15，16，17。圆柱体滚动体15，16，17优选地呈圆柱体滚子的形式，但也可以呈其它非球形几何形状，例如呈桶形或锥形滚动体。这样的滚动体15，16，17的特征在于，它们以一个明确限定的旋转轴线呈旋转对称，在下文中将所述旋转轴线称为所述滚动体的纵向轴线18。在滚道合适的构造下，这样的圆柱体滚动体15，16，17能够形成线性的接触区域，使得外力或倾斜力矩得以分布在更大的接触区域中，从而大大降低材料过载的发生。

然而，圆柱体滚动体15，16，17仅能够在它们纵向轴线18的径向方向上传递力，而不能像球形滚动体，特别是像所谓的四点轴承那样在它们的纵向轴线18的方向上传递力的分量。因此，对于两个方向上(即向上和向下)的轴向力，通常使用不同排的滚动体15，16，而设置第三排滚动体体17用于传递径向力。

从图中可以看出，所有滚动轴承实施例因此具有三排或更多排的滚动轴承15，16，17。

优选地，在至少一排中，将圆柱体滚动体15，16，17布置成使得所述排中的所有滚动体15，16，17的纵向轴线18或者位于一个平面中，或者位于单个的假想的旋转对称体的单个侧表面中，即位于圆锥形表面或圆柱体表面中。

其纵向轴线18位于一个平面中的滚动体15，16在连接元件2，3之间主要或仅传递轴向力，即在连接元件之间传递旋转轴线方向上的力，因此以这样方式定向滚动体15，16的排被称为轴向滚动体排。

其纵向轴线18位于一个圆柱体侧表面的滚动体17在连接元件2，3之间主要或仅传递径向力，即在连接元件之间传递旋转轴线的径向方向上的力，因此以这样方式定向滚动体17的排被称为轴向滚动体排。

其纵向轴线位于圆锥体侧表面的滚动体在连接元件2，3之间传递径向和轴向力。然而，在优选实施例的范围内很少出现这种滚动体。

为了为多排滚动体15，16，17中的每排提供滚道，一个连接元件2呈所谓的凸耳环的形式，具有外周凸耳19或外周套环20。

优选地，这样的凸耳19或这样的套环20具有长方形或方形横截面，并具有两个平坦侧翼21、22和圆柱体或空心圆柱体端面23，如图1所见，每个侧翼和端面都用作为滚动体15、16、17的滚道。

为了能够传递轴向力，凸耳19或套环20的侧翼21、22必须在径向方向上，相对于与装置1的旋转轴与其它连接元件3重叠。为此，不形成凸耳环的连接元件3在其面向间隙14的侧表面具有C形几何形状，即其具有至少一个面向间隙14的外周槽24，在该槽中与凸耳19或套环20接合并以间隙14间隔开来。槽24具有两个侧翼25，26和底面27，用于每个滚动体15，16，17的滚道位于这些侧翼和底面上。

然而，与槽24进行周向接合的凸耳19或者在槽24中周向接合的套环20使得两个连接元件2，3无法被组装。为此，不形成凸耳环的连接元件3在槽24的区域中被分成沿着优选为平坦的表面28彼此相邻两个相邻的环，即被分成在凸耳19或套环20下方接合的承载环29和在凸耳29或套环20上方接合的保持环30。为了相互对中，可以在分离表面28的区域中设置周边肩部，使得承载环和保持环29，30仅在它们完全同心定向的情况下，即在径向上没有偏移的情况下才能连接在一起，使得它们在整个表面上接触。

优选地，间隙14在一个或两个嘴部密封，即间隙14分别在滚动体15，16，17的最外一排以外被优选为环形密封机构的密封机构密封。因此可以用润滑剂(例如润滑脂或润滑油)完全或部分地填充间隙14中的空腔。

如所提到的，根据本发明的大型滚动轴承通常暴露于巨大外力或倾斜力矩下，因此优选圆柱体滚动体15，16，17。然而，这不能排除连接元件2，3从其原先理想的环形变形成例如微椭的形状的可能性。实心加强件可以防止这种变形，但是这会在许多应用中导致体积特别是重量的不期望的增加。例如，风力涡轮机的叶片应尽可能地轻。这个要求同样应用于转子叶片轴承，其中每个叶片以可调整的方式，即能够围绕它们的纵向轴线旋转的方式连接至风力涡轮机的轮毂。一方面，由于从外部作用的各种力导致的叶片的扭曲致使其连接表面的变形，这在没有严格的对抗措施下无法避免地传递到与其连接的连接元件2，3。另一方面，包括所有的叶片和转子叶片轴承和轮毂的整个风力涡轮机必须由转子轴承或主轴承承载，因此应尽可能地轻。在转子叶轮轴承区域中的加强件因此是最不希望的。因此，优选地能够接受连接元件2，3的轻微变形。

连接元件2，3的这样变形具有至少两个严重的后果，这些后果对所讨论的轴承产生不利的影响。

一方面，两个连接元件2，3不在相同的方向上变形而是在不同方向上变形，例如呈椭圆的方式变形，但是是以两个椭圆的纵轴不同心或彼此平行的方式变形，而在大多数情况下，是以两个椭圆的纵轴彼此围成角度甚至成直角的方式变形。在间隙14的嘴部区域的间隙宽度从而以不可预测的方式改变，然后，一些间隙密封可能不再满足其可靠密封的目的，这导致润滑剂的泄漏。

另一方面，连接元件2，3的弯曲和/或扭曲，尤其类似地以不同的方式发生。尤其是在圆柱体滚动体15，16，17的情况下，这导致供两个连接元件2，3的滚动体15，16，17在其间运转的两个滚道至少在连接元件2，3的周向的某些部分中不再以横截面彼此平行的方式定向。这随后还导致了圆柱体滚动体15，16，17不再与滚道形成理想的线性接触区域，而是形成了如球形滚动体15，16，17那样的点状接触区域。所讨论的滚动体15，16，17的承载量会因此而丧失，并且如果外部载荷不立即减小，仅在其一个边缘上承载的滚动体15，16，17或支承所述滚动体的滚道可能会被损坏。

作为一个补救方法，根据本发明提出，用于至少一排圆柱体滚动体15，16，17的至少一个滚道不直接形成在所讨论的连接元件2，3上，即所述滚道不是通过对例如结合有紧固孔11，12的所讨论的连接元件2，3的基体进行成形或加工而形成的。相反，至少一个的这样的滚道31，32，33位于滚道金属丝34，35，36上，所述滚道金属丝插入所讨论的连接元件2，3中的周向凹部37，38，39。

滚道31，32，33与在其上运转的滚动体15，16，17的形状和朝向适配。如图1所示，在圆柱体滚体15，16，17中，在所讨论的滚道金属丝34，35，36处横向穿过滚道31，32，33的部分线性地伸展。然而，滚道31，32，33本身的形状可以是不同的。因此，用于轴向滚动体排15，16的滚道31，32是平坦的，而用于径向滚动体排17的滚道33是圆柱体或空心圆柱体的。

滚道金属丝34，35，36被插入所讨论的凹部37，38，39并因此被支承在其远离滚道31，32，33的后侧40，41，42的整个表面上。尤其是穿过滚道金属丝的压力能够因此被直接导入至所讨论的连接元件2，3的主体中。这能够使得穿过所讨论的凹部37，38，39的横截面与插入其中的滚道金属丝34，35，36的后侧40，41，42上的横截面轮廓相对应。

然而，当位于滚道金属丝34，35后侧的横截面轮廓和穿过所讨论的凹部37，38的横截面均与圆弧相对应时，如图1中所示的用于轴向滚动体排15，16的两个滚道金属丝34，35那样，滚道金属丝34，35和包围它们的凹部37，38之间存在移动的可能性。在这种情况下，这种滚道金属丝34，35在接收它的凹部37，38内和相对于所述凹部的旋转和/或扭曲是可能的。在圆柱体滚动体15，16，17两侧的滚道因此能够保持平行，或者能够进行平行调节，从而使得圆柱体滚动体15，16，17即使在连接元件2，3中的一个或两个被扭曲时也总是能够与两个滚道形成线性接触区域。能够避免退化到点状接触区域。

这样在其远离各自滚道31，32，33的后侧40，41，42具有弓形横截面滚道金属丝34，35，36的功能可以设想如下：

如果一个连接元件2，3相对于对应的另一连接元件2，3以不同方式扭曲，在其间包围圆柱体滚动体15；16；17的两个滚道31，43；32，44；33，45的横截面相对于彼此变得不一致，所述横截面不再如图1所示的无力状态下彼此平行。间隙14在一个滚子15，16，17的区域中则具有略微梯形的形状。滚子15，16，17施加在滚道31，43；32，44；33，45上压力在梯形两个互相平行边的短边的区域增加，而在梯形相对的长边上的压力下降。这导致对滚道金属丝34，35，36的不对称影响，使得滚道金属丝在其安装部(即周向凹部37，38，39)中旋转，直到其两个边缘的区域中的压力再次大致相等。

由于在正常情况下连接元件2，3在周向的不同点处具有不同程度的弯曲或扭曲，因此也会迫使滚道金属丝34，35，36同样地扭曲。

然而，滚道金属丝34，35，36的横截面面积Q_L显著小于所讨论的连接元件2，3的横截面面积Q_A，这使得扭曲滚道金属丝34，35，36所需的力远小于扭曲连接元件2，3本身所需的力。因此，滚道金属丝34，35，36比连接元件2，3“软”，从而能够补偿其所有的扭曲。滚道金属丝34，35，36的扭曲实际上相反于连接元件2，3的扭曲，使得所讨论的滚道金属丝34，35，36的绝对扭曲(基于绝对参照系统而不是基于所讨论的连接元件2，3)小于连接元件2，3本身的扭曲，理想地为或保持近似为零。因此，理想地，滚道金属丝34，35，36整体上来说不扭曲，而仅在容纳所述滚道金属丝的凹部37，38，39中或相对于所述凹部旋转。

如上所述，根据本发明的滚道金属丝34，35，36可以具有相对小的横截面面积Q_L，例如：

Q_L≤0.2*Q_A，

优选地为

Q_L≤0.1*Q_A，

尤其是

Q_L≤0.05*Q_A。

为了使圆柱体滚动体15，16，17在滚道金属丝34，35，36在其安装部中旋转时不接触连接元件2，3本身，在滚道金属丝34，35，36上的滚道31，32，33的宽度以及其整体宽度应至少几乎或完全相同于所讨论的圆柱体滚动体15，16，17本身的长度。

如果处于无力初始状态下，滚道金属丝34，35，36的滚道31，32，33在其两个纵向边缘46中的至少一个处提升到作为安装部的凹部37，38，39的边缘之上则是额外有利的，在边缘发生相对旋转的情况下，这会使得滚道31，32，33不会进入凹部37，38，39。这可以例如通过下列方式实现，在滚道中央区域中，作为安装部的凹部37，38，39的最大深度小于滚道金属丝34，35，36的最大厚度。

在图1中，滚道金属丝35，36的凹部38，39位于承载环29中，而滚道金属丝34的凹部37形成于或包含在保持环30中。

滚道43，44由凸耳19的侧翼21，22形成，而滚道45则由所述凸耳的自由端面23形成。优选地对这些滚道进行硬化，尤其是进行表面硬化；硬化区域47，48，49将在图1中示出。

为了使在滚道金属丝34，35，36上形成的滚道31，32，33具有相当的承载能力，也可以对所讨论的滚道金属丝34，35，36进行硬化，由于其较小的横截面面积Q_L，优选地进行通体硬化，尽管也可以进行表面硬化。此外，也可以对一个、多个或所有的凹部37，38，39的表面或内部进行硬化，尤其是进行表面硬化。

在图1中能够进一步看出，所讨论的轴承1主要用于轴向载荷，尤其是在风力涡轮机的转子叶片轴承中。因此，轴向滚动体15，16大于径向滚动体17，这与增大的轴向承载力相对应。因此，轴向滚动体15，16在力的方面也倾向于过载，并且所述轴向滚动体被设计成由于滚道金属丝34，35在后侧40，41的区域中具有弓形横截面而能够在它们的安装部中旋转，而所受到的载荷小得多的径向滚动体17的滚道金属丝36具有矩形横截面并因此在具有与其相同的横截面的安装部中不能旋转。

此外，还应提到的是，滚道金属丝34，35，36原则上可以闭合以形成环，然而优选地，它不是完全闭合的，使得在温度的变化下，如果需要，滚道金属丝34，35，36能够在其安装部中在连接元件2，3的圆周方向上伸展或收缩，并且因此，滚道金属丝34，35，36在凹部37，38，39的基部上始终在其后侧40，41，42以整个表面对其进行支承。因此，可以在所述滚道金属丝的端部的连接处设置小间隙，所述连接处呈现为可能必需的用于任何膨胀的游隙。然而，为了使圆柱体滚动体15，16，17在运转经过这样的连接处时不会过载或损坏，滚道金属丝34，35，36的端面优选地不在由滚动轴承的旋转轴线延伸的径向平面中延伸而是可以相对于径向平面倾斜地延伸，换句话说，所述端面例如以这样的方式设置，使得滚道31，32，33中的连接处与旋转轴线延伸的径向平面和滚动体15，16，17的运转方向均不一致，例如相对于滚动体15，16，27的运转方向成30°至60°角。

能够在图2中看出，滚道金属丝34’，35’，36’也可以以凸耳环的形式接收于连接元件2’的凹部37’，38’，39’中，而其它滚道43’，44’，45’能够直接形成于被细分成承载和保持环29’，30’的连接元件3’中；这些部件均能在各处被硬化。

在图2中能够进一步看出，滚子排17’也可以被包围于两个滚道金属丝36’，50之间。在这些滚道金属丝中，一个滚道金属丝36’具有弓形的后侧42’，而另一个滚道金属丝50具有带平坦后侧51的矩形的横截面。

最后，在根据图2的轴承构造1’中，在轴向圆柱体滚动体15’，16’区域中的间隙14’比其长度更宽，即间隙大小能够允许保持架52插入间隙14’中，在所述保持架的每个窗状的开口53中对圆柱体滚动体15’，16’进行引导。

图3示出了另一修改的轴承构造1”。其与图2的轴承构造1’的不同之处仅在于间隙14”仅略大于轴向滚动体15”，16”的长度。这使得在轴承构造1”中，轴向滚动体15”，16”不由保持架52引导而是简单地通过间隔体54来在圆周方向上间隔开来。

这样的间隔体54在图4中以立体图示出。可以看出，它基本上由六个表面限定：

上侧面55和下侧面56一样均是平坦的。两个侧面55，56可以是相同的或基于中央水平平面彼此呈镜像对称；他们优选地彼此平行，但优选地不为矩形；相反，只有它们相对于轴承旋转轴线径向延伸的边缘57是直的；另外两个边缘58，59是同心地围绕轴承旋转轴线的弧。上部和下部润滑槽60，61同样地均具有与轴承旋转轴线同心的曲线轮廓。

间隔体54的径向外侧限定表面62是一块圆柱体侧表面，所述圆柱体的纵向轴线对应于轴承旋转轴线。与之相反，间隔体54的径向内侧限定表面63是一块空心圆柱体的内侧表面，所述空心圆柱体的纵向轴线对应于轴承旋转轴线。间隔体54的径向外侧限定表面62和径向内侧限定表面63均具有在滚道31”，32”的圆周方向上延伸的润滑槽64，65。

间隔体54剩余的两个侧面66，67面对相邻的滚动体15”，16”。这两个侧表面分别是空心圆柱体的侧表面的一块，所述空心圆柱体的纵向轴线与相邻的滚动体15”，16”的纵向轴线18”相对应。为了在间隔体54和相邻的滚动体15”，16”之间保留有较小的润滑间隙，两个互相对称的空心圆柱体侧面66，67的曲率半径略大于所讨论的滚动体15”，16”的半径。

间隔体54关于在上侧面55和下侧面56之间延伸并与之平行的平面对称。在这个对称中央平面的区域中，间隔体54在两个相互对称的空心圆柱体侧面66，67之间具有贯通开口68，所述贯通开口优选地为平行于上侧和/或下侧55，56的细长孔的形式。该贯通开口68也用于分布润滑剂。

能够在图5中见到另一轴承构造1⁽³⁾。其与根据图3的轴承构造1”的不同之处尤其在于，与直接包含于连接元件2”，3”中的滚道43”，44”相反，该轴承构造设置有类似地插入凹部69，70中的滚道金属丝71，72，在所述滚道金属丝上形成滚道43⁽³⁾，44⁽³⁾。滚道金属丝71，72如同接收它们的凹部69，70，均具有矩形横截面，优选地为细长横截面，其深度小于滚道43⁽³⁾，44⁽³⁾的宽度。这种布置也可以用于根据图2的实施例中，也就是说，用于额外的滚道金属丝71，72的凹部69，70也可以结合在凸耳19中。

在图6中示出的轴承构造1⁽⁴⁾与根据图5的轴承构造1⁽³⁾的不同之处尤其在于，额外滚道金属丝71⁽⁴⁾，72⁽⁴⁾的后侧73，74具有弓形横截面，接收它们的凹部69⁽⁴⁾，70⁽⁴⁾的内侧也有与之互补的形状。因此，两个滚道能够根据需要，相对于相应的连接元件2⁽⁴⁾，3⁽⁴⁾在其安装部状凹部中旋转并由此不造成扭曲，使得包围在它们之中的滚动体15⁽⁴⁾，16⁽⁴⁾即使在连接元件2⁽⁴⁾，3⁽⁴⁾发生扭曲的情况下也理想地具有两个完全平坦的滚道31⁽⁴⁾，32⁽⁴⁾，43⁽⁴⁾，44⁽⁴⁾。

图7示出了另一轴承构造1⁽⁵⁾，其与根据图6的轴承构造1⁽⁴⁾的不同之处尤其在于两个环状连接件2⁽⁵⁾，3⁽⁵⁾的截面几何形状。

连接元件2⁽⁵⁾在此具有大致T形的横截面，例如类似于T形截面的横截面。这样的几何形状包括中央柱75和横向放置在其上方的横档76，所述几何形状被称为τ字形十字架，埃及十字架或圣安东尼十字架。上横档76的端部侧向突出超过中央柱75并且均形成套环20a，20b，所述套环具有与根据图1的连接元件2的凸耳19类似的功能；尤其是，可以在每个套环20a，20b的上侧和下侧77a，78a；77b，78b上以及所述安装环的端面79a；79b上设置用于供滚动体15a，16a，17a；15b，16b，17b在其上运转的滚道。另一排轴向滚动体80可以在柱状中间部75之上的、两个连接元件2⁽⁵⁾，3⁽⁵⁾之间的间隙14⁽⁵⁾中居中地运转。

用于所有滚动体15a，16a，17a；15b，16b，17b，80的所有滚道能够布置在滚道金属丝34a⁽⁵⁾，71a⁽⁵⁾，35a⁽⁵⁾，72a⁽⁵⁾，36a⁽⁵⁾，50a⁽⁵⁾，34b⁽⁵⁾，71b⁽⁵⁾，35b⁽⁵⁾，72b⁽⁵⁾，36b⁽⁵⁾，50b⁽⁵⁾，81，82上。

轴向滚动轴承15a，16a，15b，16b，80的所有滚道金属丝34a⁽⁵⁾，71a⁽⁵⁾，35a⁽⁵⁾，72a⁽⁵⁾，34b⁽⁵⁾，71b⁽⁵⁾，35b⁽⁵⁾，72b⁽⁵⁾，81，82的横截面后部是弓形的，如同径向滚动轴承17a⁽⁵⁾，17b⁽⁵⁾的滚道金属丝36a⁽⁵⁾，36b⁽⁵⁾的横截面后部一样；在后一种所述的情况中，滚道金属丝50a⁽⁵⁾，50b⁽⁵⁾可以具有矩形的横截面几何形状。

所描述的各种轴承结构1；1’；1”；1⁽³⁾；1⁽⁴⁾；1⁽⁵⁾的特性在很大程度上彼此相容。因此，例如，可以对所有的滚道进行硬化，尤其是对所有的滚道金属丝进行硬化。在滚动体的区域中的间隙14应当总是具有足够的尺寸使得滚动体的边缘和端面在发生连接元件2，3扭曲的情况下也不接触任何安装位置之外的地方。在所有实施例中，滚道金属丝可以闭合或中断，由此在所有实施例中，滚道金属丝的端部的几何形状可以具有上述倾斜度。

参考附图标记列表

1 装置 26 侧翼

2 连接元件 27 基部

3 连接元件 28 连接处

4 侧表面 29 承载环

5 侧表面 30 保持环

6 轮毂 31 滚道

7 连接表面 32 滚道

8 连接表面 33 滚道

9 连接表面 34 滚道金属丝

10 连接表面 35 滚道金属丝

11 紧固元件 36 滚道金属丝

12 紧固元件 37 凹部

13 内螺纹 38 凹部

14 间隙 39 凹部

15 滚动体 40 后侧

16 滚动体 41 后侧

17 滚动体 42 后侧

18 纵向轴线 43 滚道

19 凸耳 44 滚道

20 套环 45 滚道

21 侧翼 46 纵向边缘

22 侧翼 47 硬化区域

23 端面 48 硬化区域

24 槽 49 硬化区域

25 侧翼 50 滚道金属丝

51 后侧 76 横档

52 保持架 77 上侧

53 窗状开口 78 下侧

54 间隔体 79 端面

55 上侧面 80 滚动体

56 下侧面 81 滚道金属丝

57 边缘 82 滚道金属丝。

58 边缘

59 边缘

60 润滑槽

61 润滑槽

62 限定表面

63 限定表面

64 润滑槽

65 润滑槽

66 空心圆柱体侧面

67 空心圆柱体侧面

68 开口

69 凹部

70 凹部

71 滚道金属丝

72 滚道金属丝

73 后侧

74 后侧

75 柱

Claims (32)

1.一种用于旋转耦接至少两个环状连接元件(2，3)的装置(1)，所述连接元件(2，3)同心于一公共旋转轴线并通过间隙(14)彼此间隔开来，所述连接元件(2，3)的至少一个，优选每个所述连接元件(2，3)具有平坦端面(7，8，9，10)，所述端面(7，8，9，10)具有环状布置的、用于将所讨论的连接元件(2，3)放置和固定在基脚、底盘或者设备或机器部件上的紧固机构，其中在两个连接元件(2，3)的每个上，在所述间隙(14)区域中，布置至少一个滚道(31，43；32，44；33，45)或者布置至少一个滑道，所述滚道(31，43；32，44；33，45)能够使至少一排滚动体(15，16，17)在其间运转，所述滑道或者直接互相滑动或者在所述滑道之间滑动地引导至少一个滑动体，其特征在于，至少一个滚道或滑道(31，32，33)以金属丝(34，35，36)的表面的形式形成，所述金属丝优选地在横向于其纵向方向的部分中是平坦的，并且在其与所述滑道或滚道表面(31，32，33)互补的表面区域(40，41，42)中具有弓形、凸起弯曲的横截面轮廓，并且因此至少在部分区域中被插入至周向凹部(37，38，39)，所述凹部(37，38，39)在环形连接元件(2，3)中具有与所述金属丝互补的横截面轮廓。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，用于接收滚道或滑道金属丝(34，35，36)的所述凹部(37，38，39)和滚道或滑道金属丝(34，35，36)本身具有圆形轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)的所述凹部(37，38，39)在一个边缘处，优选地在两个边缘处，由凸边缘界定。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)所述凹部(37，38，39)的两个边缘位于同一平面。

5.根据任一项前述权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道金属丝(34，35，36)的所述周向凹部(37，38，39)具有鞍形曲面区域(O_sg)和双凹曲面区域(O_dk)，它们优选地一同形成所述周向凹部(37，38，39)的整个表面。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述鞍形曲面区域(O_sg)和双凹曲面区域(O_dk)为大致相等的尺寸，使得：

|O_sg－O_dk|≤2*πcm²，

例如

|O_sg－O_dk|≤1.5*πcm²，

其中优选为：

|O_sg－O_dk|≤πcm²，

尤其是其中

|O_sg－O_dk|≤0.5*πcm²。

7.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)的所述周向凹部(37，38，39)具有弓形横截面。

8.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道金属丝(34，35，36)的所述周向凹部(37，38，39)的弓形横截面轮廓(q_kb)正好等于或短于半圆弧度，所述半圆弧度具有与所述周向凹部的横向曲率半径(r_q)相对应的半径：

q_kb≤π*r_q。

9.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)的所述周向凹部(37，38，39)以及所述平坦端面和环状布置的用于将所讨论的连接元件(2，3)放置并固定在基脚、底盘或者设备或机器部件上的紧固机构是通过对所讨论的连接元件(2，3)的同一基体进行机械加工或成形而生产的。

10.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，以环状布置的用于将所讨论的连接元件(2，3)固定到基脚、底盘、或设备或机器部件的紧固机构是通孔的形式或者是优选地设置有内螺纹的盲孔的形式。

11.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，两个或多个滚道或滑道金属丝(34，35，36)以其中一个在另一个之上的方式布置在不同平面，尤其是长度相等的两个或多个滚道或滑道金属丝(34，35，36)。

12.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)的所述周向凹部(37，38，39)布置在凸耳环的突出套环上和/或布置在承载或保持环上。

13.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，相对于其滚道或滑道，位于所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)对面的滚道或滑道直接结合到所讨论的连接元件(2，3)的环形主体中，尤其是通过对相应表面区域的硬化。

14.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，相对于其滚道或滑道，位于所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)对面的滚道或滑道在插入其中凹部的滚道或滑道金属丝(34，35，36)上形成。

15.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，两个相互关联的滚道或滑道金属丝(34，35，36)中的至少一个具有矩形横截面。

16.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，连接元件(2，3)或其一部分，尤其是承载或保持环，与设备或机器部件，尤其是与风力涡轮机的轮毂一体形成。

17.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，在滚动轴承不承载的状态下，至少一排的优选为圆柱体的滚动体(15，16，17)的所有滚动体(15，16，17)的旋转轴线均位于共同平面中，公共旋转轴线垂直穿过所述共同平面。

18.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述滚道在滚道或滑道金属丝(34，35，36)上呈平坦表面的形式并用于至少一排圆柱体滚动体(15，16，17)，所述滚道或滑道金属丝(34，35，36)能够插入凹槽(37，38，39)中。

19.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，周向凹部在旋转轴线穿过的径向平面上测量的宽度等于或大于插入其中的滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的长度的0.8倍，例如等于或大于该长度的0.9倍，优选地等于或大于该长度的0.95倍，尤其是等于或大于在所讨论的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的长度。

20.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，周向凹部在旋转轴线的径向方向上测量的开口宽度等于或大于插入其中的滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的长度(l)的0.8倍，例如等于或大于该长度的0.9倍，优选地等于或大于该长度的0.95倍，尤其是等于或大于在所讨论的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的长度(l)。

21.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，用于接收滚道金属丝(34，35，36)的周向凹部的弓形横截面轮廓(q_kb)正好等于或长于在插入其中的滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的长度(l)：

q_kb≥l。

22.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，平行于滚动轴承的旋转轴线的滚道金属丝(34，35，36)的大小等于或小于在滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的直径，优选地等于或小于在滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的半径，特别是等于在滚道金属丝(34，35，36)的滚道表面上运转的滚动体(15，16，17)的半径的0.9倍。

23.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，至少一排滚动体(17)用作为径向轴承。

24.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，优选地在保持架或多个保持架段中引导圆柱体滚动体(15，16，17)。

25.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，在两个相邻的滚动体(15，16，17)之间插入间隔元件。

26.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，至少一排的所述滚动体(15，16，17)恰好具有一个特定的旋转轴线。

27.根据权利要求26所述的装置(1)，其特征在于，在至少一排中，具有特定旋转轴线的所述滚动体(15，16，17)具有侧表面，所述侧表面至少在一些区域中呈现圆柱体侧表面。

28.根据权利要求27所述的装置(1)，其特征在于，在至少一排中，具有特定旋转轴线和至少在一些区域中具有圆柱体侧表面的所述滚动体(15，16，17)沿着平坦的滚道运转。

29.根据权利要求26所述的装置(1)，其特征在于，在至少一排中，具有特定旋转轴线的所述滚动体(15，16，17)具有侧表面，所述侧表面呈现截头圆锥或桶体的侧表面。

30.根据权利要求29所述的装置(1)，其特征在于，在至少一排中，具有特定旋转轴和截头圆锥形侧表面的滚动体(15，16，17)沿至少一个圆锥形滚道上运转，也就是说所述圆锥形滚道是具有均相对于所述装置的旋转轴线和其接地面倾斜的横截面的滚道。

31.根据权利要求29所述的装置(1)，其特征在于，在至少一排中，具有特定旋转轴线和桶形侧表面的所述滚动体(15，16，17)沿至少一个滚道运转，该滚道的横截面适配于穿过桶状滚动体的桶状侧表面的纵向截面。

32.根据前述任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，在不同的两排中的滚动体(15，16，17)，特别是在它们的形状和/或尺寸方面，彼此不同。