總體來說，本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)性能的球面滾子軸承。

背景技術(shù)：

球面滾子軸承被設(shè)計(jì)成可承受較大的徑向和軸向載荷。在結(jié)構(gòu)上，它們通常具有外環(huán)、內(nèi)環(huán)并且在它們之間具有兩排相對(duì)布置的滾動(dòng)元件，這些滾動(dòng)元件由導(dǎo)向環(huán)(也稱為定心環(huán)或間隔件)分開并與之相互作用，以便最佳地分布載荷。

包括上述的球面滾子軸承的各種摩擦部件通常暴露于大量的熱產(chǎn)生和摩擦，并且最終遭受磨損。為了減輕這種暴露的后果，應(yīng)用各種冷卻劑和潤滑劑。在某些應(yīng)用中，比如齒輪箱，單一物質(zhì)(通常為合適的油)用于冷卻和潤滑。通過應(yīng)用，油被噴濺或沖刷，并隨后在內(nèi)部或在外部熱交換器中冷卻。在本文中并且如本領(lǐng)域中已知的，球面滾子軸承總體來說被設(shè)計(jì)得非常緊湊，以便使所使用的滾動(dòng)元件的數(shù)量最大化。因此，實(shí)現(xiàn)冷卻劑/潤滑劑充分分散在整個(gè)軸承中具有相當(dāng)大的困難。此外，導(dǎo)向環(huán)用作兩排滾動(dòng)元件之間的屏障且防止流體通過導(dǎo)向環(huán)。

de102012219512公開了一種具有在可旋轉(zhuǎn)外環(huán)和固定內(nèi)環(huán)之間延伸的穿孔導(dǎo)向環(huán)的球面滾子軸承。de102012219512提出了一種用于所謂的振動(dòng)篩應(yīng)用中的軸承。振動(dòng)篩是在比如礦物加工、采礦和采石場(chǎng)等技術(shù)領(lǐng)域中將固體與破碎材料分離的振動(dòng)篩裝置。

導(dǎo)向環(huán)的橫截面具有梯形的形狀。在導(dǎo)向環(huán)中布置有多個(gè)傳送通道。傳送通道防止油在軸承中的無意累積，并減少導(dǎo)向環(huán)兩側(cè)的背壓。如可以看到的，具有傳送通道的導(dǎo)向環(huán)的部分提供用于滾動(dòng)元件的接觸表面。

總體來說，球面滾子軸承的內(nèi)部是相當(dāng)極端的環(huán)境。例如，導(dǎo)向環(huán)由于其與滾動(dòng)元件的端部的接觸而必須承受升高的壓力。在這種背景下并且為了最大的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，滾子軸承的部件通常由耐磨材料制成并且沒有凹部、空腔和/或穿孔。

因此，期望的是，導(dǎo)向環(huán)與滾動(dòng)元件接觸的部分沒有結(jié)構(gòu)削弱，比如在de102012219512中公開的傳送通道。否則，這種結(jié)構(gòu)弱化必須得到補(bǔ)償，例如通過添加更多的材料和/或通過使用更先進(jìn)的材料。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種不存在與屬于現(xiàn)有技術(shù)的球面滾子軸承相關(guān)的缺點(diǎn)的球面滾子軸承。另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的球面滾子，其具有使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過程制造的部件。這里，改進(jìn)生產(chǎn)過程的性能例如實(shí)現(xiàn)材料節(jié)省是本發(fā)明的另一個(gè)目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

上述目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的球面滾子軸承來實(shí)現(xiàn)。

因此，球面滾子軸承具有軸向延伸的中心軸線，并且提供包括外座圈的外環(huán)、與外環(huán)同心地布置并包括兩個(gè)內(nèi)座圈的內(nèi)環(huán)、與內(nèi)環(huán)和外環(huán)同心地布置的導(dǎo)向環(huán)，其中導(dǎo)向環(huán)具有面向外環(huán)的外基部表面、面向內(nèi)環(huán)的內(nèi)基部表面和在外基部表面與內(nèi)基部表面之間延伸的兩個(gè)側(cè)表面，并且其中，兩個(gè)側(cè)表面之間在軸向方向上的距離從外基部表面向內(nèi)基部表面減小。球面滾子軸承還在導(dǎo)向環(huán)的任一側(cè)上提供一組弧形滾子，使得每組滾子與一個(gè)內(nèi)座圈相關(guān)，保持架結(jié)構(gòu)布置成保持兩組弧形滾子，其中導(dǎo)向環(huán)提供兩個(gè)圓周導(dǎo)向環(huán)部分，內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分靠近內(nèi)環(huán)并且在內(nèi)基部表面與布置在外基部表面和內(nèi)基部表面之間的預(yù)定點(diǎn)之間沿徑向方向延伸，外導(dǎo)向環(huán)部分遠(yuǎn)離內(nèi)環(huán)并且在預(yù)定點(diǎn)與外基部表面之間沿徑向方向延伸。在導(dǎo)向環(huán)中設(shè)置有在兩個(gè)側(cè)表面之間延伸的至少一個(gè)通孔，所述至少一個(gè)通孔布置在內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分中，其中每組弧形滾子與內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分間隔開并且與外導(dǎo)向環(huán)部分接觸。

在下文中，提出了本發(fā)明的正面效果和優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一部分基于如下理解：如果冷卻/潤滑流體能夠流過以導(dǎo)向環(huán)的形狀的屏障，則可以改善冷卻/潤滑過程的效率。

此外，本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，即工作的球面滾子軸承的滾子以相當(dāng)特別的方式工作。更具體地，對(duì)于上述類型的導(dǎo)向環(huán)，滾子端部將不接觸其面向的導(dǎo)向環(huán)的整個(gè)側(cè)表面。相反，滾子與內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分間隔開并且與外導(dǎo)向環(huán)部分接觸。這適用于初始位置中的滾子，當(dāng)整個(gè)軸承靜止時(shí)，以及對(duì)于由于滾子被設(shè)置運(yùn)動(dòng)而偏離初始位置的滾子來說，即正的或負(fù)的滾子偏斜存在?，F(xiàn)在并且相反地直覺地，如果在上述類型的導(dǎo)向環(huán)中存在滾子偏斜，則偏斜滾子與導(dǎo)向環(huán)的側(cè)表面之間的接觸表面將總是徑向向外即朝向外環(huán)移動(dòng)，如與滾子在其初始位置的接觸表面相比。這是真的，不管滾子偏斜的方向如何。因此，內(nèi)環(huán)具有不與滾子接觸的近端內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分。通過在內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分中布置在導(dǎo)向環(huán)的兩個(gè)側(cè)表面之間延伸的至少一個(gè)通孔，確保冷卻劑/潤滑劑可以通過導(dǎo)向環(huán)。這改善了軸承中的冷卻/潤滑效果，而不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)中的情況那樣不利地影響導(dǎo)向環(huán)的結(jié)構(gòu)特性。

此外，如本領(lǐng)域中已知的，在內(nèi)環(huán)的兩個(gè)內(nèi)座圈附近產(chǎn)生球面滾子軸承中的大多數(shù)熱和磨損。將至少一個(gè)通孔布置在內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分中，即靠近這些座圈，使得更大量的冷卻劑/潤滑劑可以到達(dá)座圈，這帶來了它們改進(jìn)的冷卻/潤滑。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通孔是布置在導(dǎo)向環(huán)的內(nèi)基部表面中的凹槽。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通孔陣列提供至少兩種類型的通孔，所述通孔選自包括布置在導(dǎo)向環(huán)的內(nèi)基部表面中的圓柱形孔、狹槽和凹槽的組。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，保持架結(jié)構(gòu)周向延伸并且具有至少一個(gè)側(cè)表面，其中側(cè)表面設(shè)置有至少一個(gè)通孔，并且內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分的通孔和周向延伸的保持結(jié)構(gòu)的通孔具有相似的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分的通孔和周向延伸的保持架結(jié)構(gòu)的通孔至少部分地對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用燒結(jié)或車削來制造導(dǎo)向環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，導(dǎo)向環(huán)沿周向鄰接內(nèi)環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)環(huán)是可旋轉(zhuǎn)的，并且外環(huán)是固定的。

最后，通過布置至少一個(gè)通孔，可以減小導(dǎo)向環(huán)的重量，并且可以實(shí)現(xiàn)更加成本有效的制造過程。

本發(fā)明的不同實(shí)施例在從屬權(quán)利要求和詳細(xì)描述中公開。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的球面滾子軸承的透視側(cè)視圖。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的球面滾子軸承的徑向剖視圖。

圖2b是圖2a的球面滾子軸承的軸向剖視圖。

圖3是具有設(shè)置在導(dǎo)向環(huán)的側(cè)表面上的圓周線的導(dǎo)向環(huán)的透視圖。

圖4a-4d是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的作為球面滾子軸承的一部分的導(dǎo)向環(huán)的透視圖。

圖5是本發(fā)明的球面滾子軸承的一部分的軸向剖視圖，其中導(dǎo)向環(huán)沿周向鄰接內(nèi)環(huán)。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶保持架結(jié)構(gòu)的球面滾子軸承的徑向剖視圖。

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，實(shí)施例的其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完全的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的球面滾子軸承1的透視側(cè)視圖。由于其可靠性，球面滾子軸承已經(jīng)得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用。它們最適用于以重載和中速為特征的應(yīng)用，比如風(fēng)力渦輪機(jī)、紙漿和紙張加工設(shè)備以及齒輪箱。

可以看出，所示的球面滾子軸承1基本上是圓柱形的。在圖1中可以看到外環(huán)3、整組弧形滾子17、保持所示整組弧形滾子17的保持架結(jié)構(gòu)19和與外環(huán)3同心布置的內(nèi)環(huán)7。還可以看到潤滑槽26和潤滑入口28。球面滾子軸承1的這些和其它部件，特別是在圖1中不可見的那些，將結(jié)合其他附圖更詳細(xì)地示出和討論。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的球面滾子軸承1的徑向剖視圖。這里，球面滾子軸承1具有垂直于紙面的軸向延伸的中心軸線(a)。如結(jié)合圖1所述，球面滾子軸承1具有外環(huán)3、與外環(huán)3同心布置的內(nèi)環(huán)7、布置在內(nèi)環(huán)7與外環(huán)3之間且與它們同心的導(dǎo)向環(huán)11。軸承1還提供在導(dǎo)向環(huán)的任一側(cè)上的一組弧形滾子(這些組中僅一個(gè)17a在圖2a中可見)和布置成保持弧形滾子17a的保持架結(jié)構(gòu)19。

圖2b是圖2a的球面滾子軸承1的軸向剖視圖。除了已經(jīng)結(jié)合圖2a公開的內(nèi)容之外，外環(huán)3提供面向內(nèi)環(huán)7的外座圈5。內(nèi)環(huán)7提供面向外座圈5的兩個(gè)內(nèi)座圈7a、7b。此外，導(dǎo)向環(huán)11具有面向外環(huán)3的外基部表面13、面向內(nèi)環(huán)7的內(nèi)基部表面15以及在外基部表面13與內(nèi)基部表面15之間延伸的兩個(gè)側(cè)表面14a、14b，其中兩個(gè)側(cè)表面14a、14b之間在軸向方向上的距離從外基部表面15朝向內(nèi)基部表面13減小。一組弧形滾子17a、17b位于導(dǎo)向環(huán)11的任一側(cè)上，使得每組滾子與一個(gè)內(nèi)座圈9a、9b相關(guān)。滾子17a、17b處于其初始位置，因此相對(duì)于中心軸線(a)以一角度傾斜。滾子17a、17b可以偏離其初始位置，以便承受施加的載荷。保持架結(jié)構(gòu)19布置成保持滾子17a、17b。還可以看到前面提到的潤滑凹槽26和潤滑入口28。

圖3是具有連續(xù)漸縮的徑向橫截面的導(dǎo)向環(huán)11的透視圖并且具有設(shè)置在導(dǎo)向環(huán)11的側(cè)表面14b上的圓周線31。該圓周線31將導(dǎo)向環(huán)11的兩個(gè)圓周導(dǎo)向環(huán)部分21a、21b分開。更具體地，導(dǎo)向環(huán)11提供內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分21a，其靠近內(nèi)環(huán)(圖3中未示出)并且在內(nèi)基部表面15和預(yù)定點(diǎn)p之間沿徑向方向延伸，預(yù)定點(diǎn)p布置在外基部表面13和內(nèi)基部表面15之間。在圖3中，預(yù)定點(diǎn)p布置在圓周線31上。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定點(diǎn)p布置在導(dǎo)向環(huán)11的外基部表面13和內(nèi)基部表面15之間的中點(diǎn)處。在另一個(gè)實(shí)施例中，l是導(dǎo)向環(huán)11的內(nèi)基部表面13和外基部表面15之間的總距離，預(yù)定點(diǎn)p位于距離內(nèi)基部表面等于或大于0.4l且距離內(nèi)基部表面等于或小于0.6l的位置。優(yōu)選地，預(yù)定點(diǎn)p位于距離內(nèi)基部表面等于0.5l的位置。通常，包含預(yù)定點(diǎn)p的間隔的大小可以根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用領(lǐng)域的功能而極大地變化。導(dǎo)向環(huán)11還提供外導(dǎo)向環(huán)部分21b，其遠(yuǎn)離內(nèi)環(huán)并且在預(yù)定點(diǎn)p和外基部表面15之間沿徑向方向延伸。一旦球面滾子軸承完全組裝并且滾子(在圖3中未示出)處于其初始位置時(shí)，滾子與內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分21a間隔開并且與外導(dǎo)向環(huán)部分21b接觸，接觸區(qū)域由圓周線31限定。如上所述，如果存在滾子偏斜，則偏斜滾子與導(dǎo)向環(huán)的側(cè)表面14b之間的接觸表面將總是徑向向外即朝向外基部表面13移動(dòng)，如與滾子在其初始位置中的接觸表面相比。這是真的，不管滾子偏斜的方向如何。

本發(fā)明秉承上述認(rèn)識(shí)。特別地，在內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分21a中可以布置在導(dǎo)向環(huán)11的兩個(gè)側(cè)表面14a(不可見)和14b之間延伸的至少一個(gè)通孔(圖3中未示出)。因此，確保冷卻劑/潤滑劑甚至可以通過導(dǎo)向環(huán)11。這改善了軸承中的冷卻/潤滑效果，而不會(huì)像在現(xiàn)有技術(shù)中的情況那樣不利地影響導(dǎo)向環(huán)11的結(jié)構(gòu)特性。

圖4a-4d是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的作為球面滾子軸承的一部分的導(dǎo)向環(huán)11的透視圖。如可以看到的，通孔可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)。通常，通孔與軸線(a)平行地延伸。圖4a-4d示出了導(dǎo)向環(huán)11，其中內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分設(shè)置有周向延伸的均勻分布的通孔陣列。更具體地，圖4a中的通孔是圓柱形孔27。圖4b和4d中的通孔是狹槽29。這里，圖4b的狹槽29平行于圓周線布置，比如圖3中示出和討論的圓周線，其設(shè)置在導(dǎo)向環(huán)11的側(cè)表面14a上。圖4d的狹槽29相對(duì)于圓周線傾斜地布置。圖4c的通孔是布置在導(dǎo)向環(huán)11的內(nèi)基部表面15中的凹槽33。當(dāng)導(dǎo)向環(huán)11抵靠內(nèi)環(huán)(圖4a-4d中未示出)，更精確地是抵靠內(nèi)環(huán)的中心肩部時(shí)，該設(shè)計(jì)是特別有利的。這將結(jié)合圖5更詳細(xì)地討論。

所有所示的導(dǎo)向環(huán)設(shè)計(jì)可以使用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過程比如燒結(jié)或車削來制造。特別地，燒結(jié)提供了許多優(yōu)點(diǎn)，例如過程簡單，因?yàn)殚_口是在與環(huán)本身相同的工作力矩下制造的，節(jié)省了材料，或者作為公差緩沖器的通孔吸收在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的偏差。顯然且不管所采用的生產(chǎn)過程如何，所得到的導(dǎo)向環(huán)與相同尺寸的非穿孔導(dǎo)向環(huán)相比將具有減小的重量。這里，同樣可以想到在導(dǎo)向環(huán)的內(nèi)部分中布置多于一種類型的上述通孔。

圖5是本發(fā)明的球面滾子軸承1的一部分的軸向剖視圖，其中導(dǎo)向環(huán)11沿周向鄰接內(nèi)環(huán)7。這為導(dǎo)向環(huán)11提供了額外的穩(wěn)定性。然而，這種接觸增加了導(dǎo)向環(huán)11與內(nèi)環(huán)的肩部8之間的摩擦。解決這個(gè)問題的一種方法是確保接觸表面的充分潤滑。由于傳統(tǒng)的導(dǎo)向環(huán)非常緊湊，所以潤滑劑難以滲透并且隨后潤滑接觸表面。這個(gè)問題可以通過使用圖4c所示的導(dǎo)向環(huán)11來解決—通孔是布置在導(dǎo)向環(huán)的內(nèi)基部表面15中的凹槽33，這使得潤滑劑可以到達(dá)導(dǎo)向環(huán)的內(nèi)基部表面15與內(nèi)環(huán)的肩部8之間。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有保持架結(jié)構(gòu)19的球面滾子軸承1的徑向剖視圖。該視圖類似于圖1的視圖。保持架結(jié)構(gòu)19周向延伸并具有至少一個(gè)側(cè)表面20。側(cè)表面20設(shè)置有多個(gè)通孔。雖然在圖6中不可見，但內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分的通孔和周向延伸的保持架結(jié)構(gòu)19的通孔具有相似的形狀。在本上下文中，已經(jīng)確定的是，如果軸承1的保持架結(jié)構(gòu)19設(shè)置有附加的流動(dòng)通道，則冷卻劑/潤滑劑的流動(dòng)效率得到進(jìn)一步增強(qiáng)。在所示的示例中，保持架結(jié)構(gòu)19具有多個(gè)平行于圓周線延伸的狹槽22，比如結(jié)合圖3所示和討論的圓周線。為了甚至更大的流動(dòng)效率，內(nèi)導(dǎo)向環(huán)部分的通孔和周向延伸的保持架結(jié)構(gòu)19的通孔(即狹槽22)至少部分地對(duì)準(zhǔn)。在相關(guān)的上下文中，通過為保持架結(jié)構(gòu)19的側(cè)表面提供多個(gè)通孔22，保持架結(jié)構(gòu)19本身變得更有彈性，即變得更耐斷裂。此外，可以適當(dāng)?shù)剡x擇通孔22的位置和尺寸，以便進(jìn)一步提高保持架結(jié)構(gòu)的彈性。

在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型優(yōu)選實(shí)施例，并且盡管采用了特定術(shù)語，但是它們僅在一般和描述性意義上使用，而不是為了限制的目的，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求中闡述。