CN113107972B - 用于预紧轴承的张力装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于预紧轴承(102)的张力装置(100)。该张力装置(100)包括轴承(102)，所述轴承(102)包含第一轴承圈(106)和第二轴承圈(108)。此处，轴承(102)被设置为在第一轴承圈(106)与第二轴承圈(108)之间在径向和/或轴向上传递预紧力。张力装置(100)还包括连接到第一轴承圈(106)的部件(110)。另外，张力装置(100)包括支撑构件(101)，用于支撑所述部件(110)抵靠第二轴承圈(108)，使得从第一轴承圈(106)出发经由部件(110)和支撑构件(101)到达第二轴承圈(108)的闭合的力传递路径得以形成。张力装置(100)还包括被设置成在第一轴承圈(106)与部件(110)之间可沿轴向移位的套筒(112)。套筒(112)被设置为在相对于部件(110)发生轴向移位的情况下，可导致预紧力的变化。

Description

用于预紧轴承的张力装置和方法

本申请是申请日为2016年09月08日，申请号为“201610811432.X”，发明名称为“用于预紧轴承的张力装置和方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及用于预张紧轴承的张力装置领域。

背景技术

在许多技术领域中都使用到了轴承，这些轴承依赖于应用领域而具有不同的形状。例如，存在：轴向轴承，其能够防止要可旋转支撑的部件的轴向移动；径向轴承，其能够防止部件在径向上的移动；或者，能够承受（accommodate）组合负载的轴承。后者可以与相同类型的其它轴承成对安装或成组安装在一个共用轴（common shaft）上，例如用于减小或者甚至是防止轴的间隙。出于这一目的，可采取预紧的措施，通过预紧，在应用的静止状态下已尽可能地减小了所述间隙。然而，许多应用却由于其尺寸的原因，仅有非常有限的可能性以可令人接受的付出即实现预紧，这是因为例如轴承及其所支撑的轴可能具有若干吨的重量，这明显增加了处理工作的难度。另外，此处有可能无法实现所需的精度，原因在于某些情况下即使很小的温度差都可能导致轴承部件发生不可忽略的热膨胀，或者存在以下可能，即因为轴承重量（例如超过一吨的重量）的原因可能导致出现由轴承或轴本身的重量所引发的下沉（settlement）。这可能对例如风力发电机造成影响，而且也会影响其它应用——即其中轴承的使用要按照预定的最小尺寸或最小重量的应用。

因此，希望提出一种与轴承的预紧有关的改进方案。

发明内容

为解决这些需求可考虑使用如本发明所述的、用于预紧轴承的力装置和方法。

根据本发明的第一方面，示例性实施方式涉及一种用于预紧轴承的张力装置。该张力装置包括轴承，该轴承包含第一轴承圈和第二轴承圈。此处，该轴承被设置为在第一与第二轴承圈之间在径向和/或轴向上传递预紧力。张力装置还包括连接到第一轴承圈的部件。另外，张力装置还包括支撑构件，用于支撑所述部件抵靠第二轴承圈，使得从第一轴承圈出发经由所述部件和支撑构件到达第二轴承圈的闭合的压力传递路径得以形成。张力装置还包括被设置在第一轴承圈与所述部件之间的可沿轴向移位的套筒。该套筒被设置为在相对于所述部件发生轴向移位时，可导致所述预紧力的变化。换言之，预紧力能够以相对于轴承的旋转轴成0°至90°之间的任何角度来作用。因此，该轴承能够例如为角接触球轴承或者圆锥滚子轴承。套筒能够具有例如基本上圆柱形的形状，并且以其径向的内壁或外壁抵靠轴承圈。因此，使得有可能极大地方便了对所需预紧的设置。此外，还因此有可能在最终装配完成（包括所述张力装置的）系统之后采取对预紧的设置进行校正的措施。

在一些示例性实施方式中，第一轴承圈是外圈，第二轴承圈是内圈。所述部件包括固定的壳体。因此，套筒的内壁能够与轴承的外圈相抵靠。换言之，套筒可因此被设置在固定的部件上，从而使得可沿轴向移位的轴承圈在运行状态下是静止的（at rest）。通过这种方式，甚至在系统运行期间都能够允许改变预紧力。

在一些示例性实施方式中，套筒包括径向延伸的挡圈（collar），该挡圈被设置为在轴向上支撑第一轴承圈。此处，套筒具有（直径呈台阶状或者连续变化的）轴向梯变区域（gradation或step（阶）），所述梯变区域被设置为至少局部与所述部件围成一空间，流体在该空间内形成压力，致使第一轴承圈在套筒的带动下，能够相对于所述部件在轴向上移位。因此，空间能够通过套筒和所述部件来限制，但是不能够例如通过装配接头或通道达到该空间。采用这种方式能够提供以下可能性，也就是将液压滑座集（hydraulic slidingseat）成到壳体内。

在一些示例性实施方式中，套筒以基本平行于轴向的接触面抵靠在第一轴承圈上，并且还包括背离所述接触面的圆锥面，所述圆锥面抵靠在所述部件的配合面（countersurface）上。该圆锥面可对应于沿轴向逐渐变尖细的截头圆锥。因此，预紧力可导致第一轴承圈在径向上朝着第二轴承圈发生移位，这可能导致显著降低按要求减小轴承圈之间的间隙所需要的力。

在一些示例性实施方式中，套筒和所述部件划定了用于容纳调节构件的中间空间。此处，调节构件被引入所述中间空间，该调节构件被设置为固定套筒相对于部件的轴向位置。因此，在放松了液压系统或机械系统之后——这会导致套筒的轴向移位——有可能固定到期望的位置。

在一些示例性实施方式中，中间空间是平行于轴向延伸的孔，该孔完全穿透套筒并且进一步穿入所述部件中。此处，调节构件是螺钉。因此，机械系统能够通过所述调节构件的动作来提供期望的轴向位置，并因此能够轻易地调节和确定期望的预紧。

在一些示例性实施方式中，轴承具有至少1500毫米的外径。因此，张力装置能够通过简单调整预紧使得所述轴承有可能减小下沉效应（settlement effect），或是因此简化或避免在设置预紧期间由质量或尺寸所造成的对轴承或部件的复杂处理。

在一些示例性实施方式中，张力装置还包括另一轴承，该轴承包含内圈和外圈。张力装置还包括共用轴，在该共用轴上设置了所述轴承和所述另一轴承。此处，第一轴承在第二轴承圈上的预紧力的方向和外圈在内圈上的另一预紧力的方向彼此反向地沿着所述共用轴延伸。换言之，该轴承可被描述为采用了所谓的背对背配置（back-to-backarrangement），通过该背对背配置能够实现较高的支撑宽度并因此改善了轴关于扭转运动的稳定性。

一些示例性实施方式涉及包含上述张力装置的风力发电机。通过在初始装配单元中以提高的精度来设置预紧，从而使得有可能减少后续可能需要的维护程序的数量，所述维护程序（例如在海上风力发电机中）可能涉及被提高的工作量、成本或与天气相关的问题。

根据本发明的另一方面，示例性实施方式涉及了一种用于预紧轴承的方法。该方法包括将一部件连接到轴承的第一轴承圈。另外，该方法包括通过支撑构件来支撑所述部件抵靠轴承的第二轴承圈，使得从第一轴承圈出发经由所述部件和支撑构件到达第二轴承圈的闭合的力传递路径（closed force flow）得以形成。该方法还包括相对于所述部件在轴向上将（被设置在第一轴承圈和所述部件之间的）套筒移位，从而导致了预紧力的变化，所述预紧力在所述轴承的第一和第二轴承圈之间在径向和/或轴向上传递。因此，所需预紧的设置能因此被明显简化或改善其精确度。此处，可在系统被最终装配完成之后，借助张力装置来采取对预紧的设置进行校正的措施。

附图说明

在下文中参考附图中所示的示例性实施方式以更多细节描述其它有利的设计，但是本发明的保护范围并不局限于所述示例性实施方式。

图1显示了如第一示例性实施方式所述的、用于预紧轴承的张力装置的截面视图；

图2显示了如第二示例性实施方式所述的、用于预紧轴承的张力装置的截面视图；

图3显示了用于预紧轴承的张力装置在风力发电机中的示例性应用；以及

图4显示了如示例性实施方式所述的、用于预紧轴承的方法的流程图。

附图标记列表

100张力装置

101支撑构件

102轴承

104旋转轴/中轴

106第一轴承圈

108第二轴承圈

110部件

112套筒

114滚动体

116轴

118挡圈

120轴向梯变区域

122空间

124通道

126另一轴向梯变区域

128中间空间

130扩展部

132密封圈

134若干唇口密封件

136滚道

138锁定构件

140螺纹/压型

142承载构件

144其它的若干唇口密封件

146滑动面

148孔

150O型圈

152第一泄漏通道

154第二泄漏通道

156圆锥面

158-1；158-2润滑剂通道

160调节构件

300传动系统

304毂

306其它的附件

310另一轴承

312预紧力的方向

314另一预紧力的方向

400方法

410步骤

415 步骤

420步骤

具体实施方式

在以下对附图的说明中，相同的参考数字指示相同的或可比较的部件。此外，对在示例性实施方式或视图中出现过多次的部件和对象使用概括性的参考数字，但其是关于一个或多个公共的特征来描述的。对于使用相同的或概括性的参考数字来描述的部件或对象而言，只要说明书中没有明确地或隐含地做出相反说明，则其单个的、多个的、或者所有的特征——例如其尺寸——可以被实现为相同的，但作为一种选择也可以被实现为不同的。

轴承系统可包括例如按照背对背或面对面配置来安装的角接触球轴承（ACBB）或圆锥滚子轴承（TRB）。背对背和面对面配置的命名涉及从外圈经由滚动体传递至内圈的支撑力或预紧力的力向量的轨迹。在面对面配置中，两个不同轴承的两个力向量彼此相对地延伸至中轴，而在背对背配置中，两个不同轴承的两个力向量按相应方式彼此反向地延伸。在此类轴承系统中预紧的设置可能是一个复杂的过程并且可能伴随着有所提高的精度方面的要求。此处，随着轴承尺寸的增加，调整甚至可能更加复杂。在主要是风力转子轴承的应用领域中，可能需要例如按照有针对性的方式来负载按照背对背配置方式的、具有至少三米外径的圆锥滚子轴承。由于轴承尺寸的原因，不再能够应用常规的调节方法——比如在机动车领域中可用于大体积安装的、例如借助摩擦转矩的调节方法。从技术角度来看，对于此类大型轴承需要进行部分装配（partial assembly）。由于部分装配（其可包括辅助套筒的使用）的原因，可确定实际的轴承间距。然而，在某些情况下，公差的链式计算（tolerance chain calculation）可能传递不准确的值。借助于该实际间距，为了能够正确调节预紧可能需要修正附件，然而这可能带来不必要的工作量（entail unnecessaryeffort）。

对于（例如重量从5吨起或是外径尺寸从1.5米起的）大型轴承而言，装配或部分装配可能关系到例如有所提高的时间需求。此处，可采取对轴承圈或壳体（对应于轴座或壳体座）进行加热的措施。对于非常大的轴承而言，在某些情况下，冷却至室温可能要用到超过24小时的时间。由于受到热膨胀效应的影响，可能因此需要等待冷却。

装配本身也可能导致滚动体轴承或其部件被破坏的风险。对于非常大的轴承而言，轴承的重量可能大于5吨，或者壳体的重量和轴的重量大于30吨。对所述部件的复杂处理或部分装配可因此显著提高轴承被破坏的风险。由于在装配件内部的不可达到性或者不正确地执行所述设置的风险，可能期望改善装配程序或是改善可再现的设置精度。

用于设置预紧的方法可能涉及轴承圈相对于彼此的轴向定位。换言之，所述轴承圈相对于轴和壳体有可能发生相对移动，而轴和壳体由于其配合因此只能进行非常难且不精确的检测或调节。

一些关于设置预紧的示例性实施方式涉及以下事实，即使用套筒能够极大地方便预紧的设置。在第一示例性实施方式中，所述设置可能包括对轴承圈进行轴向定位，或者在第二示例性实施方式中，所述设置包括对内圈的径向扩宽或是对外圈的径向压缩而所述轴承圈的轴向位置不改变（其中可消除例如轴向的相对移动）。因此，有可能更加容易地设置轴承系统中的预紧。第二示例性实施方式能够通过例如适当的配合来实现。此处，所述配合能够是可变可调节的。

图1以穿过中轴或旋转轴104所在平面的横截面视图显示了根据第一示例性实施方式的、用于预紧轴承102的张力装置100。该张力装置100包括轴承102，该轴承102包括第一轴承圈106和第二轴承圈108。此处，轴承102被设置为在第一轴承圈106与第二轴承圈108之间在径向和/或轴向上传递预紧力。张力装置100还包括连接到第一轴承圈106的部件110。另外，张力装置100包括支撑构件101，用于支撑部件110抵靠第二轴承圈108，使得从第一轴承圈106出发经由部件110和支撑构件101到达第二轴承圈108的闭合的力传递路径得以形成。张力装置100还包括套筒112，该套筒112被轴向可移位地设置在第一轴承圈106和所述部件110之间。套筒112被设置为在相对于所述部件110发生轴向移位时，可导致预紧力的变化。

轴承102能够是可承受组合负载的轴承，换言之是例如圆锥滚子轴承或角接触球轴承。可承载组合负载的轴承被设置为防止该轴承所支撑的轴相对于壳体在径向上以及在至少一个轴向上发生移动。在图1中，将轴承102实现为具有圆锥形滚动体114的圆锥滚子轴承。

部件110可以是固定的壳体110或是可包括这样一个壳体。该固定的壳体110可包含例如被设置在风力发电机的吊舱（nacelle）中的支撑结构。因此，如图1所示，第一轴承圈106可为外圈106，而第二轴承圈108可为内圈108。在另一示例性实施方式中，作为一种备选方案，部件110可包括轴。因此，第一轴承圈可为内圈，而第二轴承圈108可为外圈。在本示例性实施方式中，内圈108例如使用紧配合方式直接连接到轴116。换言之，内圈108可环行（circulate）。

支撑部件101能够被设置为一件式的或多件式的。支撑部件101还被配置成例如限制部件110朝向支撑部件的轴向移动。此外，支撑部件101还可连接到第二轴承圈108，从而使得在部件110和第二轴承圈108之间的轴向相对移动受到限制或甚至是被阻止。此处，闭合的力传递路径能够直接地或间接地（例如经由轴116）从支撑部件101到达第二轴承圈108。在一个示例性实施方式中，该实施方式将在下文中更详细地描述，支撑部件101是另一轴承。该另一轴承能够为例如圆锥滚子轴承。

由于环行的内圈108，对于非常大的轴承（例如外圈直径从至少1500毫米起的轴承），可选择更紧密的（例如S形配合的）内圈座。由于外圈106相对较松的配合，其对于设置预紧从而将套筒112与该外圈106组合装配到一起可能是很有用的。此处，在壳体110与套筒112之间的滑座能够配有过渡配合（transition fit）或者换言之配有可调的配合。相对于壳体110与套筒112之间的座而言，在外圈106与套筒112之间的座能够具有较紧密的配合。

套筒112包括径向延伸的挡圈118，该挡圈118被设置为在轴向上支撑外圈106。套筒112还包括轴向梯变区域120，该轴向梯变区域120被设置为至少局部与所述部件110围成空间122，流体在该空间122内形成压力，致使外圈106在套筒112的带动下，能够相对于所述部件110在轴向上移位。

所述流体可能例如是润滑剂，比如润滑脂或润滑油。为了将流体引入空间122，壳体110具有通道124，该通道124从外侧径向延伸穿过壳体110到达空间122。因此有可能采取油压安装的方式，将套筒112与外圈106一起安装到期望的轴向位置。在将润滑油（或其它的润滑液）引入到空间122中之后，可能导致油压的升高，该油压能够将油推至位于套筒112和壳体110之间接触面上的接合处（joint），并且在该接合处形成薄层。所述薄层能够显著降低在套筒112与壳体110之间的摩擦，并因此有可能导致更简单的可移位性而没有粘滑效应（stick-slip effect）。

空间122在径向上靠内的位置处通过套筒112的表面来界定，该套筒112的表面平行于中轴104，并且在径向上靠内的位置处通过壳体110的表面（通道124就开口在该表面中）来界定，该壳体110的表面平行于中轴104。套筒112的轴向梯变区域120和壳体110另一轴向梯变区域126形成了两个彼此相对的径向延伸的表面，这两个表面在轴向上界定了所述空间122。现在，在空间122中的油压能够进一步导致施加在这两个径向延伸的表面上的彼此方向相反的力，该力能够导致套筒112沿轴向发生移位（在图1中是向右的）。此处，外圈106由套筒112的挡圈118所承载并且压向滚动体114，所述滚动体114将压力进一步传递到内圈108上。

对于预紧的设置而言，定义一“零点”可能是很有用的。此处，以下点可被描述为零点，例如在其上轴承圈106、108的间隙或是预紧基本上等于零的点。该零点能够通过对外圈106的液压轴向定位来找到。例如对于具有2米外径的轴承圈而言，由于使用了油压安装，明显能够更加轻易地发生轴向的轴承圈移位，而没有粘滑效应。一旦轴承102的所有滚动体114严密地与内圈108和外圈106平面接触，则能够达到该零点。如果达到了该零点，则由于此处所有的滚动体114都与内圈108和外圈106两者接触这一事实，则可能发生轴承刚性的提高。该刚性的提高可能是可识别的，例如通过液压系统中压力的增加来识别。根据一个示例性实施方式，零点可因此通过液压的增加来定义。这样一个零点的定义可能比常规的预紧调节明显更加困难。由于套筒112中的梯变区域120，有可能在壳体110中装入例如一轴向圆柱体，该轴向圆柱体能够被用于零点的确定。轴承圈超出零点的移位能够落入1 mm以下的范围内，例如近似为10至100 µm。

换言之，在本示例性实施方式中，套筒112形成了液压的轴向套筒圆柱体，该圆柱体能够用于油压安装。因此，轴承系统中的预紧能够通过液压来直接设置。作为一种备选方案，还可为这一目的使用外部的液压系统。在放松液压系统期间，有可能通过适当的固定装置——例如螺钉或法兰——来实现预紧的固定。此处，套筒112和部件110界定了用于容纳调节构件的中间空间128。调节构件被引入到中间空间128中，所述调节构件被设置为用于固定套筒112相对于部件110的轴向位置。该中间空间128被设置在套筒112的径向扩展部130上，该径向扩展部130朝外在径向上与壳体110重叠。中间空间128能够被设置为例如用于容纳螺钉形式的调节构件的孔（borehole）。额外地或可供选择地，中间空间128能够按照缝隙的形式来设置，其通过扩展部130和壳体110在轴向上界定并且在圆周方向上成环形（encircle）。因此，调节构件能够是用于插入该缝隙中的法兰或隔板（spacer）。此外，调节构件还能够包括螺钉与法兰或隔板的组合。

除了对预紧的液压调节之外，能够通过对套筒的相应设计来实现机械的轴向移位。作为一种选择，使用油压安装能够支持机械调节。例如通过将调节螺钉作为调节构件，能够实现用于调节的机械系统，并且，中间空间128能够被设置为包括内螺纹的孔，该孔完全穿透扩展部130并且在延长线方向上至少部分地穿入壳体110。因此，调节螺钉的旋转可导致或支持套筒112相对于壳体110的移位。此外，可供选择地或额外地，能够将电气系统或机电系统实现成用于进行轴向移位。

此外，密封圈132附着到套筒112的扩展部128，所述密封圈径向向内延伸，并且包括若干个唇口密封件134。所述若干个唇口密封件134相对于内圈108的滚道136进行密封。此处，所述若干个唇口密封件134中的一些唇口密封件的密封唇口指向轴承102的滚动体114，并且所述若干个唇口密封件134中的其它唇口密封件的密封唇口指向滚动体114的相反方向。内圈108能够被抗滑地固定在其轴向位置，这是通过将锁定构件138——比如法兰或埋头螺母（counter nut）——连接到轴116来实现的。为了这一目的，轴116能够包括螺纹或压型（profiling）140，以便防止锁定构件138的滑动。

另外，壳体110可包括承载构件142，该承载构件142承载其它的若干个唇口密封件144，所述其它的若干个唇口密封件144相对于轴116的滑动面146进行密封。滑动面146能够使用与轴116不同的材料来制造。此处，所述其它的若干个唇口密封件144的密封唇口能够朝着轴承102在轴向上定向。作为一种选择，壳体110还可包括：孔148，用于附着承载构件142；以及，若干个O型圈150，用于例如密封防泄漏。作为一种选择，壳体110还可包括：第一泄漏通道152，该第一泄漏通道152开口在所述其它的若干个唇口密封件144中的两个唇口密封件之间；以及，第二泄漏通道154，该第二泄漏通道154开口在轴承102和承载构件142之间。泄漏通道152、154可用于排出可能渗入的液体（例如水）或污染物，或者还可被用于引入传感器，所述传感器用来检测泄漏或污染物，或用来测量轴承102可用的润滑液。

所述的示例性实施方式能够用于初始装配单元（有可能作为预先装配好的轴承单元）并且用于在运行时重新调节预紧。在运行时的重新调节例如能够补偿下沉、磨损和蠕动（creep）。在无法进行重新调节的常规调节中，可能需要对下沉等问题进行预估（estimate）并且在最初的预紧中就考虑这些问题。因此，按照常规方式调节的系统可能具有比所需预紧更高的预紧，从而使得甚至是在经过了很长一段时间——例如多达20年甚至更长时间——之后，预紧仍未降至最小值以下。然而，高于所需的预紧可能对轴承的性能产生不利影响。

图2以穿过旋转轴104所在平面的横截面视图显示了用于预紧轴承102的张力装置100的第二示例性实施方式。其中，具有与图1中相对应零部件的相同的或可比的部件具有相同的附图标记，并且在下文中不再赘述。相反，此处仅讨论不同之处。

在第二示例性实施方式中，套筒112以基本上平行于轴向的接触面来抵靠内圈108。换言之，接触面按照一圆柱体——该圆柱体的中轴平行于轴116的旋转轴104或本身就是轴116的旋转轴104——的走势延伸。此外，套筒112包括背离接触面的圆锥面156，该圆锥面156抵靠部件110的配合面。圆锥面156按照一圆锥体——该圆锥体的中轴平行于轴116的旋转轴104或本身就是轴116的旋转轴104并且朝图2的左侧沿轴向变尖细——的走势延伸。部件110或壳体110可具有圆锥形的配合面（该配合面逐渐变尖细至与圆锥面156相同的程度），或者部件110或壳体110能够连接到包含所述配合面的额外套筒。

外圈106能够在轴向上抵靠壳体110，或者更精确地说是抵靠承载构件142，由此能够防止外圈106的轴向移位。对于轴向固定的外圈106（或者还有内圈108）而言，可通过经由套筒112来调节在壳体110和外圈106之间的（或者还可能在轴116和内圈108之间的）配合从而导致轴承102的预紧。按照制造技术的角度来看，还有可能在套筒112与外圈106或内圈108之间实现圆锥形。因此在制造轴承时，能够轻易地实现所需的精度。此外，能够通过圆柱形的座来极大地方便壳体的加工。

经过润滑剂通道158-1、158-2，通过压入操作将润滑剂——例如润滑油——施加到在外圈106与套筒112之间的接触面上和在套筒112与壳体110之间的圆锥面156上。由此能够降低摩擦，并且套筒112可在轴向上相对于壳体110和外圈106发生移动。在套筒112朝着承载构件142移动期间可能发生移位，换言之是外圈106发生了在径向上的或甚至是在径向上正好向内的压缩。由此能够提高夹紧力（clamping force）。

该移位能够受到在图2中被实现为调节螺钉160的调节构件160的影响，所述调节螺钉160被引入中间空间128。因此，该中间空间128可以是阴螺纹（female thread）。该阴螺纹平行与中轴104延伸，完全穿透套筒112，并作为具有螺纹的盲孔进一步延伸进入壳体110。在将润滑剂排到相应的配合连接点之外期间或在这之后，调节螺钉160还能够用于将套筒112固定到其轴向位置。

由于在内圈108上可能较高的重叠和较高的部件侧（component-side）的轴内环（shaft-inner-ring）负载，可能期望经由外圈106进行调节。这样做的结果是，没有拉伸应力（比如在内圈108中，由于其膨胀所造成的，通过位于内圈108和轴116之间的圆锥形套筒112施加的拉伸应力）被施加到所述内圈中，所述拉伸应力有可能具有缩短轴承使用寿命的效果。相对地，外圈106的压缩可能导致在该外圈106中的压缩应力，而该压缩应力对于轴承使用寿命而言可能具有中性的影响或者甚至具有延长轴承使用寿命的效果。

零点位置能够被选为径向预紧调节的起始点。此处，零点确定的实现例如是以和第一示例性实施方式类似的方式来实现的。在外圈106上（或者也可能在内圈108上）的圆锥形套筒112可通过轴向的定位来加强或减弱壳体，并因此有可能实现对预紧的调节。轴向移位能够以和第一示例性实施方式类似的方式通过液压系统——或者可供选择地或额外地通过机械系统、电气系统或者机电系统——来实现。所述轴向移位还可包括液压提升（hydraulic lifting），由此能够避免粘滑效应。此处，可实现预紧力的机械保持。

该预紧可能例如导致轴承圈相对于彼此在0.1 mm至1 mm的范围内发生移位。对于具有18°压力角的示例性圆锥滚子轴承装配而言，近似320 µm的、必须较紧的外圈座得到一种用于500 µm的轴向预紧的与压力角相关的装配方式，所述外圈座能够通过具有例如1:30的套筒圆锥角的方式来实现。此处，在外圈106圆周上的压力负载（圆周应力）可能高达5MPa。

为了应用1000 kN的系统预紧，在第一示例性实施方式中，在某些条件下可能需要至少1000 kN的机械力或液压力。为了应用1000 kN的系统预紧，在使用具有1:30的圆锥梯度的圆锥形套筒112的第二示例性实施方式中，在某些条件下可能需要近似10 mm（刚性）的移位路径。由于圆锥角为1:30，则能够通过例如高达10倍的系数来降低力，或者换言之，剩余的力消耗仅为100 kN。

在第二示例性实施方式中，能够避免轴承圈的轴向移位，该轴向移位对于内圈座而言可能有额外的问题。对于相应的圆锥形套筒而言，通过施加径向力来进行预紧的设置，这能够以大约10倍的系数来降低所需的预紧力。由此能够简化制造或处理的复杂度。被降低的预紧力反过来又有可能使得液压缸（hydraulic cylinder）更简单地装入套筒中。例如1:30的套筒锥相应于大约2°的圆锥角。因此，能够通过自锁定来防止该圆锥体再次因其自身原因被推出套筒以外。因此，被更加简单地实现的机械保持可能就足够了，并且此处有可能采取机械保持的简化实现。另外，由于大的移位路径（5至10 mm），与路径相关的调节能够被更加简单地实现。

所述的第一和第二示例性实施方式，以及其它的示例性实施方式，公开了以下可能性，即在套筒112中简单装入液压的、电气的或机械的移位座。预紧保持或油压安装的辅助装置也可能被装入到套筒112中。此外，在示例性实施方式中，还有可能在运行时以简单的方式来实现重新调节，这是因为外圈106具有比内圈108更好的可达到性。此处，有可能省略对于（例如在与风力发电机组合使用时）用来重新调节的转子轴承的释放或传动系统（driveline）的（部分）拆除。如果使用了多轴承配置，则此处有可能将对一个或对至少两个轴承的预紧调节分开实施。而此处对所有周围负载的影响可忽略不计。

图3显示了一种用于预紧的张力装置的可能应用领域，即在风力发电机中的应用。因此在一些示例性实施方式中，风力发电机可包括张力装置。风力发电机的传动系统300包括轴116，在该轴的端部上安装有毂（hub）304，所述毂304被设置为载有若干个风力发电机叶片。被定位在轴116的配合端部处的还有其它的附件306，所述附件306可包括例如变速器、制动器、用于发电的发电机或是风力发电机的稳定平衡装置或风力发电机的转子。

张力装置可附着到具有内圈和外圈的轴承102和另一轴承310上，或者包括这些轴承。所述另一轴承310例如在构造（被实现为角接触球轴承或圆锥滚子轴承的）轴承时可能是相同的。此处，轴116是公共的轴116，在该轴116上设置了轴承102和另一轴承310。第一轴承在第二轴承圈上的预紧力的方向312和外圈在内圈上的另一预紧力的方向314彼此反向地沿着所述公共的轴延伸。换言之，轴承102和另一轴承310可按背对背配置来安装。由于这些力线的两个交叉点所在位置彼此之间的距离远于（其中力线彼此相向延伸的）面对面配置下的距离，所以有可能导致轴116的较高的支撑力。

正如已经根据图1解释过的，另一轴承310能够相应于支撑构件101或是包括支撑构件101。然而，此处对轴承102和310的定位并不限于在图3中所示的示例性布置方式，而是还能够按相反顺序实现。换言之，在图1和2中描述的张力装置可包括面向毂304的轴承，或者背离毂304的轴承。在图3中，背离毂304的轴承102有可能能够提供更加方便的到达，这是因为该轴承102的定位是面向风力发电机吊舱的内部空间的。（使用包括轴承102的张力装置的）轴承102的预紧能因此得到简化。

套筒112在轴向上移位（相比于图1和2）能够导致轴承102的外圈与轴承310的外圈朝着彼此的移位或者远离彼此的移位。换言之，能够因此使得有可能使用公共的张力装置——该公共的张力装置仅包括轴承102或310中的一个——来预紧轴承102和另一轴承310。闭合的力传递路径能够因此，例如从轴承102的外圈出发经由所述部件、轴承310的外圈、轴承310的内圈以及轴116作用到轴承102的内圈，还可经由各自的滚动体间接作用到轴承102的内圈。使用公共的张力装置的预紧力或预紧力的改变能够因此分布在轴承102的轴承圈与轴承310的轴承圈之间。在另一示例性实施方式中，轴承102甚至能够包括张力装置，而另一轴承310能够包括另一夹紧装置。

轴承102、310各自的外圈载有被装入例如风力发电机的吊舱中的壳体。根据示例性实施方式（相较于图1和2）的上述套筒112可在例如外圈和壳体之间使用。轴承102和/或另一轴承310此处可具有至少1500 mm的外径。在另一示例性实施方式中，轴承102的外径或另一轴承310的外径也能够为至少1000 mm或至少2000 mm。

根据另一方面，示例性实施方式涉及一种用于预紧轴承的方法400。该方法400包括步骤410：将部件连接到轴承的第一轴承圈。该方法400还包括步骤415：以支撑构件支撑所述部件来抵靠第二轴承圈，从而使得闭合力流从第一轴承圈出发经由所述部件和支撑构件到达第二轴承圈。该方法400还包括步骤420：使得被设置在第一轴承圈与所述部件之间的套筒相对于所述部件在轴向上移位，使得在轴承的第一和第二轴承圈之间在径向和/或轴向上传递的预紧力发生变化。

上述示例性实施方式仅示意性地表示了本发明的原理。要理解的是，可对此处所描述的布置和细节进行修正和改变，这对于本领域中的其它技术人员而言将是很清楚的。因此，上述示例性实施方式旨在说明本发明仅通过所附权利要求的保护范围而非说明书中的特定细节来限定，所述特定细节指的是已经参考说明书和示例性实施方式的解释显示出的技术细节。

对于按其不同设计来实现示例性实施方式而言，在以上说明书、所附权利要求和附图中所披露的特征可能是有意义的，并且能够单独实现以及按照任意组合来实现。

Claims (8)

1.一种用于预紧轴承（102）的张力装置（100），包括：

包含第一轴承圈（106）和第二轴承圈（108）的轴承（102），所述轴承（102）被设置为在所述第一轴承圈（106）与所述第二轴承圈（108）之间在径向和/或轴向上传递预紧力；

连接到所述第一轴承圈（106）的部件（110）；

支撑构件（101），用于支撑所述部件（110）抵靠所述第二轴承圈（108），使得从所述第一轴承圈（106）出发经由所述部件（110）和所述支撑构件（101）到达所述第二轴承圈（108）的闭合的力传递路径得以形成；以及

被设置为在所述第一轴承圈（106）与所述部件（110）之间能够沿轴向移位的套筒（112），所述套筒（112）被设置为在相对于所述部件（110）发生轴向移位时，能够导致所述预紧力的变化，

其中所述套筒（112）和所述部件（110）划定了用于容纳调节构件（160）的中间空间（128），且所述调节构件（160）被引入中间空间（128），被设置为固定所述套筒（112）相对于所述部件（110）的轴向位置；以及

所述中间空间（128）被设计为平行于轴向延伸的孔，所述孔完全穿透所述套筒（112），但不穿透入所述部件（110）中；

所述中间空间（128）另外具有缝隙，所述缝隙由所述套筒（112）和所述部件（110）轴向地限定并且围绕圆周方向延伸，并且其中所述调节构件（160）包括螺钉与用于插入所述缝隙的法兰或隔板的组合；

其中，所述中间空间（128）被设置在所述套筒（112）的径向扩展部（130）上，所述径向扩展部（130）朝外在径向上与所述部件（110）重叠；

其中，密封圈（132）附着到所述套筒（112）的所述扩展部（130），所述密封圈（132）径向向内延伸并且包括若干个唇口密封件（134），所述若干个唇口密封件（134）相对于所述第二轴承圈（108）的滚道（136）进行密封。

2.根据权利要求1所述的张力装置（100），其中，所述第一轴承圈（106）是外圈，所述第二轴承圈（108）是内圈，所述部件（110）包括固定的壳体。

3.根据权利要求1所述的张力装置（100），其中，所述套筒（112）包含径向延伸的挡圈（118），所述挡圈（118）被设置为在轴向上支撑所述第一轴承圈（106），所述套筒（112）包括轴向梯变区域，所述轴向梯变区域被设置为至少局部与所述部件（110）围成空间（122），流体在所述空间（122）内形成压力，致使第一轴承圈（106）在所述套筒（112）的带动下，能够相对于所述部件（110）在轴向上移位。

4.根据权利要求1所述的张力装置（100），其中，所述套筒（112）以基本上平行于所述轴向的接触面抵靠在所述第一轴承圈（106）上，所述套筒（112）还包括背离所述接触面的圆锥面（156），所述圆锥面（156）抵靠在所述部件（110）的配合面上。

5.根据权利要求1所述的张力装置（100），其中，所述轴承（102）具有至少1500毫米的外径。

6.根据权利要求1所述的张力装置（100），包括：

包含内圈和外圈的另一轴承（310）；和

共用轴（116），所述共用轴（116）上设置了所述轴承和所述另一轴承；

其中所述第一轴承圈在第二轴承圈上的预紧力的方向（312）和所述外圈在所述内圈上的另一预紧力的方向（314）彼此反向地沿着所述共用轴（116）延伸。

7.一种风力发电机，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的张力装置（100）。

8.一种用于预紧轴承的方法（400），所述方法（400）使用根据权利要求1至6中任一项所述的张力装置（100），所述方法（400）包括：

将部件与所述轴承的第一轴承圈相连接；

以支撑构件支撑所述部件来抵靠第二轴承圈，使得从所述第一轴承圈出发经由所述部件和支撑构件到达所述第二轴承圈的闭合的力传递路径得以形成；以及

相对于所述部件在轴向上移动设置在所述第一轴承圈和所述部件之间的套筒，使得第一轴承圈和第二轴承圈之间在径向和/或轴向上传递的预紧力发生变化。

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