JP2015522770A - 予圧付与ユニットを備えた少なくとも１つの自動調心ころ軸受を有した装置および予圧を付与する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの自動調心ころ軸受を備えた装置およびその方法に関する。さらに、本発明は、少なくとも１つの分割された軌道輪（１２）を有する少なくとも１つの自動調心ころ軸受（１０）を備えた装置に関する。当該装置は、制御ユニットを介して前記軌道輪（１２）の少なくとも１つの第１の部分（１４）に力を加えるように構成されている少なくとも１つのハイドロエラスティックな予圧付与ユニット（１８）を有することが提案される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の装置に関する。

分割された軌道輪を有する少なくとも１つの自動調心ころ軸受を備えた装置が知られている。

さらに、１つの軸を支承する２つの円錐ころ軸受を有する装置が知られている。

たとえば独国特許出願公開第１０１２６１０３号明細書に基づき、軸受装置、特に工作機械用の軸受装置であって、ハウジング内に１つの軸を支承する少なくとも２つの転がり軸受を備えた軸受装置が公知である。これらの転がり軸受は、軸方向力を受け止めるために設計されており、タンデム配置において同じ向きに位置決めされてハウジングに挿入されている。さらに、各転がり軸受は、少なくとも１つの締付装置によって軸方向に予圧を付与されるようになっており、この場合、転がり軸受の締付装置は、これら転がり軸受に作用する軸方向力を相互に補償するために、互いに連結されている。

独国特許出願公開第４３３３１９６号明細書には、熱膨張によるスピンドルの各々の変位を補償することができ、かつスピンドルの回転数に応じて軸受に加えられる予圧を調節することのできるスピンドルユニットが開示されている。

たとえば欧州特許第１７０５３９２号明細書には、分割された２つの外輪の間にギャップが設けられていて、これらの分割された外輪に予圧が加えられる複列式の自動調心ころ軸受が開示されている。

さらに米国特許第３９３４９５７号明細書には、分割された外輪を備えた複列式の自動調心ころ軸受が開示されている。１つのばねが、ハウジング面と外輪との間に配置されている。そして、一対のばねエレメントが、分割された外輪の間に緩衝装置として配置されている。

本発明の課題は冒頭で述べた形式の装置を改良して、廉価に製造可能でかつ長寿命を有するような装置を提供することにある。この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載の特徴によって解決される。本発明の有利な態様および改良形は、従属形式の請求項から読み取ることができる。

本発明は、少なくとも１つの分割された軌道輪を有する少なくとも１つの自動調心ころ軸受を備えた装置に関する。

前記装置が、軌道輪の少なくとも１つの第１の部分に力を加えるように構成されている少なくとも１つの予圧付与ユニットを有することが提案される。「分割された軌道輪」とは、特に、有利にはリングとして形成されている少なくとも２つの別個の構成部分を有する軌道輪を意味する。「予圧付与ユニット」とは、特に、軌道輪の少なくとも１つの第１の部分に力を加えるように構成されているユニットを意味する。その際、このユニットは、分割された軌道輪の第１のリングが有利には自動調心ころ軸受の軸方向に沿って軌道輪の第２のリングに押圧されるように、軌道輪の第１のリングに力を加えるように構成されていると有利である。「構成されている」とは、特に特殊に設計され、かつ／または特殊に装備され、かつ／または特殊にプログラミングされていることを意味する。本発明の構成を用いると、前記装置の長寿命を有する構成および廉価な製造が達成され得る。特に、分割された軌道輪の部分が互いに対して予圧を付与されているので、軸方向における自動調心ころ軸受の軸受すきまが阻止されることを達成することができる。特に、軸受すきまを阻止することによって、自動調心ころ軸受の内輪に結合されている軸の軸方向への運動が抑制され、これによって軸に結合されている変速機の摩耗低減が達成される。とりわけ、軸受すきまを阻止することによって、前記装置の動的な負荷が減少させられる。特に、内輪に結合されている軸が、自動調心ころ軸受によって角度運動可能に支承されているので、この軸が、３点支承によって廉価に支承され得ることにより、廉価な構造が達成される。特に、軸受の運動学的な特性に、予圧付与ユニットによって不都合な影響が与えられることはほとんどない。

さらに、前記装置が、前記力を変化させるために構成されている少なくとも１つの制御ユニットを有することが提案される。「制御ユニット」とは、特に、１つの動作を制御するために構成されているユニットを意味する。その際に、このユニットは、有利には、電子演算ユニットと、メモリユニットと、メモリユニット内に記憶された作動プログラムとを有している。これによって、力の有効な調節が達成され得る。

有利には、予圧付与ユニットが、ハイドロエラスティック（液圧弾性的）な予圧付与ユニットとして形成されている。「ハイドロエラスティック」な予圧付与ユニットとは、特に、液体で充填可能な弾性的なエレメント、特にチューブによって力を加えるために構成されている予圧付与ユニットを意味する。これによって、単純でかつ有効な構造を得ることができる。

本発明のさらに別の利点は、下記の図面の記載から明かである。図面には、本発明の実施形態が図示されている。図面、明細書および特許請求の範囲には、多数の特徴が組合わされた形で含まれている。当業者であれば、これらの特徴を合目的的に個々に考察して、好都合な別の組合わせにまとめることができる。

風力発電機を概略的に示す図である。 本発明による装置を概略的に示す部分断面図である。

図１は、本発明による装置（図２）を有する風力発電機を概略的に示す図である。この装置は、風力発電機のロータに一緒に取り付けられた、風力発電機の軸３４を回転可能に支承している。このためには、この装置が、内輪３２と、外輪として形成されている分割された軌道輪１２とを有する自動調心ころ軸受１０を有している。軸３４は、内輪３２に結合されている。分割された外輪は、第１の部分１４と第２の部分１６とを有しており、これらは互いに別個に形成された構成部分である。自動調心ころ軸受１０の転動体の第１の列３６は、内輪３２および第１の部分１４に接触する。自動調心ころ軸受１０の転動体の第２の列３８は、内輪３２および第２の部分１６に接触する。

前記装置およびロータの重力は、風力発電機の支持ユニット４０によって受け止められて地面に伝達される。前記装置は、内輪３２を支持ユニット４０に対して相対的に位置固定する個々の構成部材４２〜５０を備えた保持ユニットを有する。さらに、この保持ユニットは、第２の部分１６を支持ユニット４０に対して相対的に位置固定するためにも働く。この保持ユニットは、支持ユニット４０に対して相対的に位置固定されている。

第１の部分１４は、内輪３２に対して相対的に可動に支承されている。第１の部分１４には、ハイドロエラスティック（液圧弾性的）な予圧付与ユニット１８によって、自動調心ころ軸受１０の軸方向２６に対して平行に向けられた力が加えられる。予圧付与ユニット１８は、チューブ２４と、液体２８と、閉ループ式の制御ユニット２０とを有している。チューブ２４は、第１の部分１４と構成部材４４，４６とに接触しており、第１の部分１４と構成部材４４との間に配置されている。チューブ２４内には、液体２８の部分量が収容されている。液体２８の別の部分量は、閉ループ式の制御ユニット２０内に収容されている。閉ループ式の制御ユニット２０はメモリユニットを有し、このメモリユニット内には、チューブ２４内に収容されている液体２８の部分量の圧力の目標値が記憶されている。閉ループ式の制御ユニット２０は、チューブ２４内に収容されている液体２８の部分量の圧力を目標値に合わせて制御する。それによって、チューブ２４により第１の部分１４に加えられる力が、一定の値に調節されている。

チューブ２４内の部分量の圧力が、外部の影響因子によって低下した場合には、閉ループ式の制御ユニット２０によって、液体２８の別の液体量が、チューブ２４に導入される。このためには、閉ループ式の制御ユニット２０は、ポンプ（図示せず）を有している。チューブ２４内の部分量の圧力が、外部の影響因子によって上昇した場合には、閉ループ式の制御ユニット２０によって、液体２８の所定の液体量がチューブ２４から導出される。

さらに、予圧付与ユニット１８および閉ループ式の制御ユニット２０は、第１の部分１４が突発的な軸方向の負荷を受けると軸受はたしかに剛性的な特性を示すが、チューブ２４内に存在する液体２８の部分量が変化し得ることで、負荷の緩衝が行われるように形成されている。

閉ループ式の制御ユニット２０によって、軸の拡張または収縮を生ぜしめられる温度変化があっても、力は一定に維持されるので、軸受の歪みは回避される。

予圧付与ユニット１８によって第１の部分１４に伝達された力を除いて、第１の部分１４は軸方向荷重を受けていない。

閉ループ式の制御ユニット２０の代わりに、前記装置は、チューブ２４内に収容された液体の部分量の圧力を変化させることのできる開ループ式の制御ユニットを有していてよい。

１０ 自動調心ころ軸受
１２ 軌道輪
１４ 部分
１６ 部分
１８ 予圧付与ユニット
２０ 閉ループ式の制御ユニット
２４ チューブ
２６ 方向
２８ 液体
３０ ロータ
３２ 内輪
３４ 軸
３６ 列
３８ 列
４０ 支持ユニット
４２ 構成部材
４４ 構成部材
４６ 構成部材
４８ 構成部材
５０ 構成部材

Claims (8)

1. 少なくとも１つの分割された軌道輪（１２）を有する少なくとも１つの自動調心ころ軸受（１０）を備えた装置において、
   当該装置が、前記軌道輪（１２）の少なくとも１つの第１の部分（１４）に力を加えるように構成されている少なくとも１つの予圧付与ユニット（１８）を有しており、さらに、当該装置が、前記力を変化させるように構成されている少なくとも１つの制御ユニットを有しており、前記予圧付与ユニット（１８）が、ハイドロエラスティックな予圧付与ユニット（１８）として形成されていることを特徴とする、少なくとも１つの分割された軌道輪（１２）を有する少なくとも１つの自動調心ころ軸受（１０）を備えた装置。
2. 前記軌道輪（１２）が、外輪として形成されている、請求項１記載の装置。
3. 当該装置が、前記力を、予め決定された値に調節するように構成されている少なくとも１つの閉ループ式の制御ユニット（２０）を有する、請求項１または２記載の装置。
4. 前記ハイドロエラスティックな予圧付与ユニット（１８）が、チューブ（２４）を有し、該チューブ（２４）が、前記軌道輪（１２）の前記第１の部分（１４）に接触しており、前記力に影響を与えるために、該チューブ（２４）に対して液体がポンプ式に供給・導出可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 当該装置が、前記チューブ（２４）内に収容されている当該装置の液体（２８）の圧力を、予め決定された値に調節するように構成されている閉ループ式の制御ユニット（２０）を有している、請求項４記載の装置。
6. 前記力が、前記自動調心ころ軸受（１０）の軸方向（２６）に対して平行に向けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の装置を備えた風力発電機。
8. 請求項１から７までのいずれか１項記載の装置を用いて、予圧を付与するために、軌道輪（１２）の少なくとも１つの部分に力を加える方法。

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