CN206668764U - 滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出具有滚动体和布置在两个滚动体之间的形状部分的滚子轴承，形状部分至少部分地包围并且与两个相邻滚动体的滚动面的改变部分进行连续地滑动接触，形状部分构造为通过与滚动面的各个改变部分摩擦以计量方式向滚动体提供润滑剂。

Description

滚子轴承

背景技术

本发明涉及具有形状部分的滚子轴承，该形状部分被布置在两个滚动体之间以及连续地并且以计量方式对滚动体提供润滑。

滚子轴承通常安装在杆上或者轴上。大尺寸滚子轴承尤其在海上风力发电厂中作为用于将各个叶片根部连接到转子轮毂的叶片轴承(俯仰轴承)使用。而且，该类型的叶片轴承用来使转子叶片的叶片角度适应各个风向和风速，以通过转子叶片的准确定位而实现用于风力发电厂能量的最大输入。用于叶片轴承的一般设计是具有外圈和内圈的单排或者双排四点轴承。风力发电厂的叶片轴承面临由越来越大的转子和更频繁俯仰动作的趋势造成的更大挑战。因此，润滑和维护对于滚子轴承的可靠功能和长使用寿命是重要的。

从现有技术中已经获知用于润滑滚动体的接触面还有滚动体滚道的外滚道和内滚道的接触面的一些方法，例如通过流动介质润滑弹性滚动体 (DE43 37 466A1)。此处优选地，使用不可压缩的液体润滑油作为流动介质，其结果是存在润滑油从滚子轴承泄露的风险，这对滚子轴承的运行性能和使用寿命产生不利影响并且不利地影响运行质量。作为对比， DE102 59 003A1中教导的滚子轴承已经具有改善，这是因为提出了固体润滑，固体润滑剂以层的形式位于主体的一个或者多个支撑层上并且通过与相对于其的另外主体的摩擦被传输到该另外主体(见DE102 59 003A1中的图4)。此处，支撑层使压力均衡成为可能(参见DE102 59 003A1中的 [0061]段)，也就是说，在滚子轴承内部作用的轴向方向力或者径向方向力以未衰减的方式被传递到润滑剂的载体材料。反过来，这以消极方式损害各个层的相互作用并且对润滑能力具有消极影响(参见DE102 59 003A1 中的[0061]段)。从这个意义上讲，还需要提高滚子轴承的润滑概念。

为了确保滚子轴承的可靠功能以及例如为了防止滚子轴承相关部件的腐蚀磨损(由相关部件相对于彼此连续滚动摩擦造成)，因此，至今仍然保持着反复维护的相对短期限，并伴随着对有关滚子轴承内圈和外圈之间中间空间中滚动体的再润滑。此处，如果没有在规律间隔内对油脂状态的规律检查以及没有在使用条件下在足够长观察时间段内的测试，那么确定用于再润滑的最优期限是不可能的。

现有技术仅仅知晓滚子轴承，其中由于运行可靠性的原因而保持润滑期限，润滑期限比常规期限短，其结果是初始维修和再次维修不得不在相对短的时间间隔内发生。而且，在现有技术滚子轴承的情况中，还存在润滑剂在密封处泄露的问题，不仅仅不能确保滚子轴承部件外部和支撑滚子轴承部件的相邻部件发生不期望污染，而且不能确保滚子轴承额外的内部润滑，结果反过来，不能确保滚子轴承运行的可靠性。此外，目前滚子轴承在轴承本身内具有相对高的多余分散分布润滑剂比例，该润滑剂不用于在外圈和内圈上的滚动体的滚动摩擦。滚子轴承的外部污染和滚子轴承内部中润滑剂的多余程度缩短滚子轴承的使用寿命，这反过来不利地导致滚子轴承两次维护之间时间段缩短。

实用新型内容

本发明的目的是提供具有低维护要求以及由此低维护频率的滚子轴承，滚子轴承的初次运转和初次维护之间的时间间隔具体为多年。

通过具有至少一个形状部分的滚子轴承实现本发明的目的，形状部分布置在两个滚动体之间，形状部分至少部分地包围两个相邻滚动体的滚动面，特征在于形状部分构造为使润滑剂沉积和/或向滚动体连续地提供润滑剂。

与现有技术相比，根据本发明的驱动设备在这里具有以下优势：滚动体与由内圈和外圈形成的滚动体滚道壁之间的接触面被足够稳定的润滑膜覆盖到合适的程度。这是因为沉积在形状部分的润滑剂仅通过滚动体滚动面的一部分的摩擦被释放到滚动体滚动面的该部分。通过朝着形状部分的滚动体滚动面的该部分连续变化，在滚动体的滚动面上产生均匀的润滑剂膜。因此，对抗由滚动摩擦引起的过早磨损(例如由腐蚀磨损引起的)以及所述部件材料的过早失效。

而且，本文中以计量且适应运动程度的方式进行润滑剂的计量，这有益地防止过多润滑剂进入滚子轴承内圈和外圈之间的滚动体滚道的情形。因此，对抗不期望的润滑剂积累和不需要的润滑剂在滚动体滚道外壁上的沉积。

因此，有益地增加滚动轴承运行可靠性及其有效使用寿命。同时，减小滚子轴承对维护的要求以及减小滚子轴承有效使用寿命内要求的维护频率。具体地，延长滚子轴承初次运行和与再次润滑相关的滚子轴承内部的初次维护之间的时间间隔。本文目标具体是将所述时间间隔延长到约5 年。

本发明的有益改进和发展可以从从属权利要求和参照附图的说明书中获得。

在另外的实施例中提供的形状部分具有至少一个凹状表面，形状部分利用该至少一个凹状表面包围两个相邻滚动体中至少一个的滚动面。

通过形状部分以正锁紧方式围绕滚动体，首先，润滑剂在非常短的路径上提供给滚动体，因此改善滚子轴承运行的方法。滚动体和形状部分之间空间的最小化以及因此作用的粘附力实现了在滚动体和形状部分之间形成均匀润滑剂膜的情况，该润滑剂膜额外地还没有破坏性的空气小孔。此外，可以认为是正锁紧地通过形状部分覆盖滚动体,防止润滑剂在滚动体滚道内随意分散。预先防止不期望的润滑剂块形成和释放到由内圈和外圈形成的滚动体滚道壁上的润滑剂过多。

而且，在另外的实施例中，滚子轴承具有保持架，保持架包括用于容纳滚动体的开口的保持架，形状部分的形状构造为布置在所述保持架的一侧或者两侧面并且在保持架的两个开口之间。

这有益地实现在滚动体于所述滚动体滚道中滚动运动期间，形状部分不接触滚动体滚道，因此，不破坏滚动体的滚动运动。通过形状部分固定安装在保持架上，在各个滚动体定位的开口中，形状部分和各个滚动体的相对定位在滚子轴承的每个剪切角处保持恒定，即，在滚动体的每个滚动运动的情况中确保向各个滚动体连续供应润滑剂。

而且，有益地确保吸收作用在滚子轴承中的轴向力或者径向力，而且，是被保持架吸收而没有被中间部件吸收。通过形状部分可以实现滚动体滚道内润滑剂均匀分布。此外，未使用的润滑剂依然沉积在形状部分中。

根据另外的实施例，提供的滚子轴承具有外圈和同心地布置在外圈内的内圈，滚动体滚道构造为在外圈的滚道表面和内圈的滚道表面之间，滚动体布置在滚动体滚道中，以及形状部分相对于滚动体滚道沿着横向方向从外圈上的滚道表面延伸直到内圈上的滚道表面。

因此，可以以简单的方式减小在滚动体滚道内形成不期望空气小孔的可能性，与此同时，可以实现对滚动体滚道内持续承受摩擦的接触面的润滑剂连续供应的优化。

在另外的实施例中，滚子轴承的特征在于形状部分具有在其表面上的朝着内圈和/或外圈的至少一个楔形刮擦边缘，该至少一个楔形刮擦边缘构造为刮下粘附在内圈和/或外圈的润滑剂。

因此，以简单方式以及因此是有益的方式防止润滑剂不期望的粘附到由内圈和/或外圈形成的滚动体滚道的壁上，具体地，防止润滑剂粘附到滚动体滚道的油脂槽中。在滚动体滚道的油脂槽中积累的、不利的过多润滑剂可以被再次提供到滚动体用于滚动运动。通过使润滑剂沉积，不破坏滚子轴承运行的方法以及延长滚子轴承不需要维护的有效时间段。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于形状部分具有用于传输提供给滚动体的润滑剂的导管，导管具有在朝着内圈和/或外圈的表面上的第一开口和在朝着滚动体的表面上的第二开口。

因此，以有益的方式实现润滑剂在滚动体滚道内的相对均匀分布。有效地对抗由于润滑影响(例如凹陷、侵蚀和微型凹陷)造成的破坏的发生。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于用于传输提供给滚动体的润滑剂的导管构造为使提供给滚动体的润滑剂在从第一开口到第二开口的第一方向上传输和/或在从第二开口到第一开口的第二方向上传输成为可能。

因此，以有益的方式实现润滑剂在涉及滚动摩擦的所有部件之间合适分布。具体地，在滚动体滚道外周上积累的润滑剂被再次传递到滚动体。

相反地，可以避免具体地在高转速下向由内圈和/或外圈形成的滚动体滚道壁的不期望供应。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于形状部分由载体材料和润滑剂的组合构成，载体材料构造为将润滑剂约束至其本身而与润滑剂的物理状态形式无关和/或通过与滚动体滚动面的各个改变部分摩擦以计量方式向滚动体提供润滑剂。

载体材料约束润滑剂的能力有益地防止过多润滑剂污染滚动体滚道。大大减小润滑剂(具体为液体润滑剂，例如油)从滚动体滚道泄露的可能性。与此同时，基本仅仅向滚动体提供润滑剂，因此，仅提供给滚动体的润滑剂由于合适的控制而具有更长使用寿命。因此，再一次延长滚子轴承不需要维护的时间。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于载体材料具有矩阵状结构，矩阵状结构构造为使以液体物理状态存在的润滑剂沉积，而且，矩阵状结构构造为通过矩阵状结构与所述各个改变部分的摩擦以计量方式向滚动体的滚动面的改变部分释放润滑剂。

由于矩阵状结构，有益地增加了载体材料用于约束润滑剂的表面面积，其结果是增加用于润滑剂的载体材料的储存能力。更有效地对抗润滑剂泄露。还进一步减小润滑剂从滚子轴承泄露的可能性。还延长滚子轴承不需要维护的时间。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于，矩阵状结构构造为在滚动体停止期间约束润滑剂。

矩阵状结构在滚动体停止期间可逆地约束润滑剂的能力有益地增强上述效果：增加润滑剂和滚子轴承两者的使用寿命并且由载体材料增加的储存能力导致的维护频率最小化。这种类型实施例中的滚子轴承还可以在滚子轴承非常敏感的外部环境中使用。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于载体材料是聚合物和/或聚合物-石墨。

这具有载体材料的形状以及因此润滑剂能够按照期望适应滚子轴承各个空间尺寸的优势。具体地，注塑成型部分作为载体材料是可能的。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的特征在于聚合物包括聚酰胺和/或聚甲醛和/或聚醚醚酮。

这具有以下优势：载体材料具有高强度、硬度和韧性并且具有令人满意的耐化学性和高耐磨性、低摩擦系数、令人满意的阻尼能力、显著的耐热性和令人满意的滑动性能。另外，可以通过具有玻璃或者碳纤维的复合材料改善机械性能，因此，例如，强度和抗冲击性可以适于应用，与此同时，可以减小用于载体材料的重量和生产费用。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的区别在于形状部分完全由固体润滑剂构成。

这具有形状部分可以完全作为润滑剂起作用的优势。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的区别在于滚子轴承的外圈和/或内圈具有能够闭合的槽，滚子轴承的区别在于形状部分构造为由外圈和/或内圈的能够闭合的槽容纳以及在每一个情况中布置为经过槽在保持架的上方或者下方并且在滚动体之间。

这具有不需要改变传统滚子轴承的构造的优势。可以通过传统的“填充塞孔”将形状部分一点一点引入滚动体滚道中，和/或可以将形状部分定位在保持架上方或者下方。

在另外的实施例中提供的滚子轴承的区别在于滚动体是球和/或圆柱和 /或锥形滚子。

这有益地示出该实施例中的形状部分不受滚动体的形状的限制。

本发明的更多细节、特征和优势在附图中和以下使用附图描述的优选实施例中体现。本文中，附图仅仅阐释本发明的示例性实施例，该示例性实施例并不限制本发明的基本概念。

附图说明

图1示出根据现有技术的具有滚动体的滚子轴承。

图2在立体图中示出根据本发明一个示例性实施例的滚子轴承的保持架的细节，该滚子轴承具有被布置在两个相邻滚动体之间的形状部分。

图3示出根据本发明为双排四点轴承300的滚动轴承实施例中保持架 104、滚动体102和形状部分202a或形状部分202b在滚动体滚道112中的安装位置的另外实施例。

图4示出根据本发明滚子轴承另外实施例中具有平行布置的两个滚动体滚道的多排滚子轴承。

具体实施方式

在不同图中，相同部分具有相同的附图标记，因此，一般地相同部分仅被命名或者提及一次。

图1示出现有技术中的滚子轴承100。布置为能够自由转动且具有开口110的保持架104位于由外圈106和内圈108(此处未示出)形成的滚动体滚道112中，滚动体102被布置在开口110所分别限定的空间中。

图2示出在本发明的一个示例性实施例中，具有定位在开口110中两个相邻滚动体102的保持架104的细节图。形状部分202a布置在保持架104之上并且在两个滚动体102之间，形状部分202b布置在保持架104 下方并且在两个滚动体102之间。两个形状部分202a和202b各具有凹状表面，形状部分利用该凹状表面以正锁紧且唇状方式包围各个滚动体102。因此，可以有利地在非常短的路径上向滚动体提供润滑剂，仿佛润滑剂直接接触所述滚动体。由于滚动体102和形状部分202a或者202b之间紧密接近，使得将形成在滚动体102上均匀润滑剂膜的粘合力起作用，与此同时抑制形成不期望的空气小孔。

通过润滑剂和形成在滚动体上润滑剂膜的直接且连续的接触，形状部分202a或者202b被连续地给予有关是否向滚动体102释放润滑剂、是否抑制润滑剂的释放或者润滑剂是否弹回再次进入形状部分202a或者202b 的信息。以这种方式，防止润滑剂对滚动体102的过多供应或者不足供应。

在另外的示例性实施例中，形状部分202a或者202b具有位于形状部分202a上朝着外圈106的、以及位于形状部分202b上朝着内圈108的刮擦(scraping)边缘206，该刮擦边缘206构造为在保持架104转动期间或者滚动体102在滚动体滚道112中期间刮下润滑剂，该润滑剂粘附在滚动体滚道112的由外圈106形成的壁和滚动体滚道112的由内圈108形成的壁上。因此，有益地防止在滚动体滚道112中多余沉积润滑剂的积累。

通过具有第一开口(在朝着内圈108和/或外圈106的表面上)和第二开口(在朝着滚动体102的表面上)的导管204，可以从滚动体滚道112 的壁将多余润滑剂再次向滚动体102输送，或者，如果形状部分202a或者 202b具有润滑剂可逆约束的能力那么可以由形状部分202a或者202b再次吸收多余润滑剂。其次，在相反方向从滚动体102向滚动体滚道壁传输润滑剂的情况中，即向内圈108和/或外圈106的方向中，可以将润滑剂合适地释放到内圈108和/或外圈106上。因此，提供形状部分202a或者202b 在相对于滚动体102运行方向的横向方向中延伸到最大程度并尽可能地填充滚动体滚道的空间，并且不破坏地损害滚动体102的滚动摩擦。由于再次近似于直接接触内圈108和/或外圈106，此处形状主体202a或者202b 还再次接收有关润滑剂向内圈108和/或外圈106的过多供应或者供应不足的反馈。因此，有益地实现滚动体滚道内润滑剂合适的浓度和润滑剂均匀分布。

在一个实施例中提供的形状部分202a或者202b具有吸收固体形式润滑剂的载体材料。本文中，载体材料可以由聚合物和/或聚合物-石墨制造。例如，可以使用聚酰胺和/或聚甲醛和/或聚醚醚酮作为聚合物。因此，载体材料的形状可以适于各个安装空间并且具有低磨损性且耐高温性。

然而，由于将形状部分202a或者202b定位在保持架104上以及在滚动体102之间，所以载体材料不吸收任何轴向作用力或者径向作用力，因此与使用固体润滑剂的现有技术中公开的润滑概念相比不承受任何不必要的压力。因此，载体材料不经受任何不期望的变形，其结果是将不利地破坏润滑能力。

在另外的实施例中，形状部分202a或者202b没有载体材料并且完全由本身提供固体润滑剂。此处，形状部分202a或者202b仅限于其润滑功能而不具有任何支撑功能。

一个实施例中提供的形状部分202a或者202b具有矩阵状结构，该矩阵状结构具有使液体形式的润滑剂(例如油)沉积、以计量方式或者其他方式释放润滑剂、以可逆方式再次吸收润滑剂的能力。因此，形状部分 202a或者202b具有自调节能力。因此，有效地辅助本文公开的润滑概念。

图3示出在另外的实施例中保持架104、滚动体102和形状部分202a 或者202b在滚动体滚道112中的安装位置，根据本发明的滚子轴承实施例是双排四点轴承300。应当清楚，由于将形状部分202a或者202b定位在保持架104上并且在滚动体102之间，因此不必对传统滚子轴承的构造做出变换措施或者其他改变。由于使用聚合物塑料(例如聚酰胺和/或聚甲醛和/或聚醚醚酮)，因此形状部分202a或者202b适应滚子轴承各种构造的形状是可能的。

而且，提供的形状部分202a或者202b能够通过如今使用的滚子轴承的传统填充塞孔而插入滚动体滚道112并且在保持架上方或者下方。这具有以下优势：利用描述的形状部分202a或者202b使如今使用的滚子轴承升级。因此，在之前已经使用的滚动轴承进行维护期间，这里公开的润滑概念还可以与之前的润滑概念交换。因此，不仅可以延长不需要维护的时间，还可以提高运行质量以及可以延长滚子轴承的有效使用寿命。

图4示出根据本发明滚子轴承实施例是多排滚子轴承400，该滚子轴承具有平行布置的两个滚动体滚道112。应当清楚，形状部分202a或者 202b不占据任何额外的安装空间。多排滚子轴承增强本文公开的改善润滑概念的积极效果。本文中，平行布置的轴承的各个数量应当适应各个滚子轴承的各自要求。在海上风力发电厂的情况中，大尺寸滚子轴承作为用于将各个叶片根部连接到转子轮毂的叶片轴承(俯仰轴承)使用的情形下，存在朝着更频繁俯仰和使用多排滚子轴承的总体趋势，以及本文公开的润滑概念可以具有解决增长要求的积极协同效果。例如，提供的叶片轴承在第一次安装后的第一个五年中不需要维护。

Claims (15)

1.一种具有滚动体(102)和布置在两个所述滚动体(102)之间的至少一个形状部分(202a，202b)的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)至少部分地包围两个相邻所述滚动体(102)的滚动面，其特征在于，所述形状部分(202a，202b)构造为使润滑剂沉积和/或向所述滚动体(102)连续地提供润滑剂。

2.根据权利要求1所述的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)具有至少一个凹状表面，所述形状部分(202a，202b)利用所述至少一个凹状表面部分地包围两个相邻所述滚动体(102)中至少一个的滚动面。

3.根据权利要求2所述的滚子轴承(100)，所述滚子轴承(100)具有保持架(104)，所述保持架(104)包括用于容纳所述滚动体(102)的开口(110)，所述形状部分(202a，202b)的形状构造为布置在所述保持架(104)的一侧或者两侧并且在所述保持架(104)的两个所述开口(110)之间。

4.根据前述权利要求1至3中任何一项所述的滚子轴承(100)，所述滚子轴承(100)具有外圈(106)和同心地布置在所述外圈(106)内的内圈(108)，滚动体滚道(112)构造为在所述外圈(106)的滚道表面和所述内圈(108)的滚道表面之间，所述滚动体(102)布置在所述滚动体滚道(112)中，以及所述形状部分(202a，202b)相对于所述滚动体滚道(112)沿着横向方向从所述外圈(106)上的滚道表面延伸直到所述内圈(108)上的滚道表面。

5.根据前述权利要求4所述的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)具有在其表面上的朝着所述内圈(108)和/或所述外圈(106)的至少一个楔形刮擦边缘(206)，所述至少一个楔形刮擦边缘(206)构造为刮下粘附到所述内圈(108)和/或所述外圈(106)的润滑剂。

6.根据前述权利要求4所述的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)具有用于传输提供给所述滚动体(102)的润滑剂的导管(204)，所述导管(204)具有在朝着所述内圈(108)和/或外圈(106)的表面上的第一开口和在朝着所述滚动体(102)的表面上的第二开口。

7.根据权利要求6所述的滚子轴承(100)，用于传输提供给所述滚动体(102)的润滑剂的所述导管(204)构造为使提供给所述滚动体(102)的润滑剂在从所述第一开口到所述第二开口的第一方向上传输和/或在从所述第二开口到所述第一开口的第二方向上传输成为可能。

8.根据权利要求1至3中任何一项所述的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)由载体材料和润滑剂的组合构成，所述载体材料构造为将润滑剂约束于其本身而与润滑剂的物理状态形式无关和/或通过与所述滚动体(102)滚动面的各个改变部分摩擦而以计量方式向所述滚动体(102)提供润滑剂。

9.根据权利要求8所述的滚子轴承(100)，所述载体材料具有矩阵状结构，所述矩阵状结构构造为使以液体物理状态存在的润滑剂沉积，而且，所述矩阵状结构构造为通过所述矩阵状结构与所述各个改变部分的摩擦以计量方式向所述滚动体(102)滚动面的所述改变部分释放润滑剂。

10.根据权利要求9所述的滚子轴承(100)，所述矩阵状结构进一步构造为在所述滚动体(102)停止期间约束润滑剂。

11.根据权利要求8所述的滚子轴承(100)，所述载体材料是聚合物和/或聚合物-石墨。

12.根据权利要求11所述的滚子轴承(100)，所述聚合物包括聚酰胺和/或聚甲醛和/或聚醚醚酮。

13.根据权利要求7所述的滚子轴承(100)，所述形状部分(202a，202b)完全由固体润滑剂构成。

14.根据前述权利要求4所述的滚子轴承(100)，所述滚子轴承(100)的所述外圈(106)和/或所述内圈(108)具有能够闭合的槽，所述形状部分(202a，202b)构造为由所述外圈(106)和/或所述内圈(108)的所述能够闭合的槽容纳以及在每一个情况中布置为经过所述槽在滚子轴承(100)的保持架(104)的上方或者下方并且在所述滚动体(102)之间。

15.根据前述权利要求1至3中任何一项所述的滚子轴承(100)，所述滚动体(102)是球和/或圆柱和/或锥形滚子。