尤其是用于圓錐滾子式大型滾動軸承的滾動體引導元件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尤其是用于進行軸向和徑向承載的圓錐滾子式大型滾動軸承的滾動體引導元件，其中，這種滾動體引導元件分別布置在滾動軸承的兩個順序排列的滾動體之間，并且在此使兩個相鄰的滾動體沿周向方向彼此相對支撐，并且在這些滾動體之間確保有最小間距，由此避免滾動體直接接觸。
【背景技術】
[0002]迄今為止，針對風力發(fā)電領域中的大型的圓錐滾子軸承(直徑>2000mm)和這種軸承尺寸的其他應用領域通常使用滾動體引導保持架，滾動體引導保持架例如可以實施為所謂的栓式保持架或塑料分段保持架。塑料分段保持架對軸承設計的要求是，其在滾子數(shù)量方面必須為保持在分段中的滾子的數(shù)倍。在無附加的可變的元件的情況下，由于各分段的制造公差疊加難以控制分段沿周向方向的游隙。在游隙提高的情況下，由于分段之間的碰撞而存在有發(fā)生故障的風險。附加地，可安裝的滾子的最大數(shù)量小于在使用栓式保持架時可安裝的滾子的數(shù)量。
[0003]作為對具有保持架引導的滾動體的軸承結構類型替選地，也公知有如下的大型滾動軸承，它們?nèi)珴L子式地配置并且因此無需保持架。然而，沒有保持架的全滾子式的軸承出現(xiàn)較高的摩擦損耗并且整體上重量大。此外，在這些軸承中還存在有困難的潤滑條件，并且因此引起在可預測的預期壽命方面有較大的偏差。
[0004]由DE 2053470公知了一種圓錐滾子軸承，其包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈以及布置在這兩個軸承圈之間的圓錐滾子，經(jīng)由各個布置在圓錐滾子之間的滾動體引導元件使圓錐滾子彼此相對支撐。滾動體引導元件由塑料材料制成并且具有沿周向方向相對寬的內(nèi)梁架，內(nèi)梁架承載有或形成兩個抵靠側面作為這種滾動體引導元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務在于，提供一種尤其用于大型的圓錐滾子軸承的滾動體引導元件，該滾動體引導元件能廉價地制成并且特征在于具有有利的機械運行特性以及很高的使用壽命O
[0006]根據(jù)本發(fā)明，前面提到的任務通過一種用于滾動軸承的滾動體引導元件來解決，該滾動體引導元件具有:
[0007]-內(nèi)梁架，其在已安裝的狀態(tài)下布置在兩個相鄰的滾動體之間，并且形成了在滾動體軸線的徑向水平上朝向相應的滾動體的第一或第二梁架壁；
[0008]-構造在相應的梁架壁的區(qū)域中的止推結構，用以提供至少一個在周轉方向支撐相應的滾動體的滾子止推區(qū)；
[0009]-徑向引導結構，用以徑向引導內(nèi)梁架；和
[0010]-第一和第二側邊緣塊，它們在滾動體引導元件的彼此背離的側上突起超出相鄰的滾動體的端面并且搭接這些端面。
[0011]由此，以有利的方式可以實現(xiàn)的是，在滾動軸承，尤其是在大型結構的圓錐滾子軸承中，使?jié)L動體引導元件徑向和軸向都精準地定位在滾動體周轉空間中，并且經(jīng)由精準引導的滾動體引導元件以很小的周向游隙使各個圓錐滾子彼此相對支撐。
[0012]本發(fā)明的使用領域尤其是緩慢轉動的圓錐滾子軸承(典型的是，轉速〈12轉/分鐘)，例如它們作為用于風力發(fā)電設備的轉子軸承來使用。在此，容納在滾動體之間的引導元件承擔了滾動體引導保持架的梁架的功能，并且作為壓注成型的塑料構件制造而成。引導元件將裝配在軸承中的滾動體彼此分隔開，并且減少了軸承摩擦以及軸承重量，并且整體上提高了相應的軸承的效率和使用壽命。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式，側邊緣塊以如下方式構成，S卩，經(jīng)由這些側邊緣塊使沿周向方向順序排列的相鄰的滾動體引導元件彼此相對支撐。于是，側邊緣塊起到間距保持件的功能，通過這些側邊緣塊精準地確定了沿周向方向測到的在兩個滾動體引導元件之間的兜孔寬度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式，與內(nèi)梁架整合地構造的徑向引導結構通過如下方式來構成，即，這些徑向引導結構具有在軸承內(nèi)圈上止推的靠內(nèi)的引導指部。在此，引導指部可以配設有運轉滑板區(qū)段，其平穩(wěn)地且低磨損地、必要時在構建有液力潤滑膜的情況下在滾動軸承的相應的軸承圈上滑動。尤其在與前面提到的措施的組合中，以有利的方式也可以實現(xiàn)的是，如下這樣地對徑向引導結構進行設計，即，其還具有在軸承外圈上止推的靠外的引導指部。在該情況下，以有利的方式在引導指部上構造出能夠在軸承外圈上滑動地止推的運轉滑板。可以如下這樣地對運轉滑板進行設計，即，當軸承在典型設計的轉速范圍中運行時在構建有液力潤滑膜的情況下對這些運轉滑板進行支持?？梢匀缦逻@樣地對整體上通過引導指部來實現(xiàn)的、進行徑向承載的引導系統(tǒng)進行設計，即，該引導系統(tǒng)總共包括四個從內(nèi)梁架的中央向外徑向上升的，也就是說，遠離梁架聳立的、伸出的引導指部。在此，可以分別如下這樣地對這些引導指部進行設計，即，這些引導指部具有一定的徑向撓曲性，從而在滾動體引導元件的徑向引導方面不產(chǎn)生明顯的靜態(tài)超定性。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的特別的方面，此外也可以實現(xiàn)的是，如下這樣對徑向引導結構進行設計，即，該徑向引導結構也確定了滾動體引導元件相對軸承內(nèi)圈和/或軸承外圈的軸向位置。為此，例如可以如下這樣地布置引導指部的運轉滑板，即，這些運轉滑板嵌接到軸承內(nèi)圈的或軸承外圈的滾動體引導欄板的相應的內(nèi)拐角區(qū)域中，并且因此本身軸向支撐在該內(nèi)拐角區(qū)域上。
[0016]作為對前面提到的措施替選地或者在與其組合中，以有利的方式也可以實現(xiàn)的是，以如下方式專門地構造側邊緣塊，即，這些側邊緣塊通過滑動接觸滾動體來確定滾動體引導元件的軸向位置。為此，在側邊緣塊上可以構造出專門的止推面，它們可以柔和地在相應的滾動體的端面上止推。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的實施方式，此外，還優(yōu)選如下這樣地對相應的滾動體引導元件進行設計，即，內(nèi)梁架在它的軸向端部的區(qū)域中在每個側上形成了第一和第二滾子止推區(qū)，其中，每個滾子止推區(qū)形成了凹形地貼合所止推的滾動體的止推面系統(tǒng)。可以如下這樣地對止推面系統(tǒng)進行設計，即，該止推面系統(tǒng)能夠實現(xiàn)具有一定密合度的滾子止推部。整體上優(yōu)選如下這樣地對止推面系統(tǒng)進行設計，即，其在最不利的運行條件下可以可靠地并且在不超出臨界的表面壓力的情況下傳遞必要時出現(xiàn)在兩個相鄰的滾動體之間的推力。在此，優(yōu)選如下這樣地對止推面系統(tǒng)進行設計，即，其分別成對地構造在彼此相對置的梁架側上，從而使必要時作用在止推面系統(tǒng)上的力可以直接作為純壓力徑直橫向穿過梁架橫截面去除。還可以如下這樣地對止推面系統(tǒng)進行設計，即，在壓力載荷提升的情況下考慮到內(nèi)梁架的另外的壁區(qū)，用以進行支撐力傳遞。
[0018]內(nèi)梁架優(yōu)選以如下方式確定規(guī)格，S卩，其在相對于軸承軸線徑向上測到的寬度大于通過該內(nèi)梁架分隔開的滾動體的外部面之間的間距。由此實現(xiàn)的是，內(nèi)梁架本身在高擠壓力的情況下不會傾斜。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的特別的方面，滾動體引導元件由塑料材料制成。該塑料材料可以具有高的固有強度并且優(yōu)選通過填充物，尤其是玻璃纖維來進一步強化。此外能夠實現(xiàn)的是，至少局部地將改善軸承的運轉特性的填充物或結構用到這些塑料材料中。因此，尤其在與滾動體接觸的止推面的區(qū)域中埋入潤滑物，例如石墨或M0S。根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件也可以制成為具有芯結構和注塑在其上的包覆結構的嵌件成型構件。在此，芯結構可以由塑料材料或也可由板材制成。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件優(yōu)選形成圓錐滾子軸承的組成部分。在此，該圓錐滾子軸承優(yōu)選包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、容納在軸承內(nèi)圈與軸承外圈之間形成的滾子周轉空間中的圓錐滾子以及分別容納在兩個相鄰的圓錐滾子之間的那些根據(jù)本發(fā)明設計的滾動體引導元件，其中，滾動體引導元件分別配備有側邊緣塊，側邊緣塊在圓錐滾子的端面的區(qū)域中搭接這些圓錐滾子并且沿周向方向彼此相對支撐。
[0021]根據(jù)本發(fā)明設計的滾動體引導元件尤其適用于在用于數(shù)兆瓦范圍內(nèi)的風力發(fā)電設備的轉子主支承件中使用，例如用于實現(xiàn)具有約4m直徑的滾動軸承。在該功率范圍和尺寸范圍內(nèi)，迄今為止使用所謂的栓式保持架。根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件能夠實現(xiàn)當在此決定性的邊緣條件的情況下的廉價的整體解決方案，并且可靠地與在此產(chǎn)生的載荷相適應，并且以很高的安全余量實現(xiàn)了所要求的使用壽命。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件優(yōu)選由經(jīng)玻璃纖維強化的壓注的耐介質的抗磨損的熱塑性塑料(具有玻璃纖維強化部的PEEK)制成。由此，可以使用無孔的圓錐滾子。在封入根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件的情況下所制成的軸承的重量與替選方案相比顯著降低。以特別有利的方式，經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件可以通過兩個具有在十分之一毫米范圍內(nèi)差別的壁厚的中間塊變體通過變體I與變體2的數(shù)量的組合來與制造公差無關地以很小的耗費精確地調節(jié)最終游隙。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的滾動體引導元件中，優(yōu)選實現(xiàn)了在滾道上的支撐部與一直達到滾子軸線的側邊緣長度的組合。因此，實現(xiàn)了對中間塊的附加的軸向引導。滾動體引導元件如下這樣地安裝，即，兩個相鄰的中間塊在運行中恰好彼此碰觸，或者經(jīng)由側邊緣塊調整兜孔游隙。因此，使磨合特性和在分度圓上出現(xiàn)的運行游隙變得穩(wěn)定。中間塊的滾子止推面含有匹配