具有密封单元的滚动轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]下述的发明位于滚动轴承的密封的领域。
【背景技术】
[0002]对于轴承来讲已知的密封方案尽管在污物和脏污前给滚动轴承提供保护，但是通过个别的、在每个轴承上量身定做的设计局限于仅仅较小的制造批量并且较困难地能够转用到其它的滚动轴承尺寸或者甚至滚动轴承类型。此外在已装配状态中的简单的密封更换仅仅在困难的情况下是可能的，因为用于密封装置嵌入的包围零件通过繁琐并且昂贵的拆除费用才得以拆除。对于具有从大约400毫米起的直径或者半径的大轴承来说尤其是这种情况。
[0003]图14根据比较示例示出大轴承112的传统密封。大轴承112在两侧通过由迷宫式密封环114构成的所谓的迷宫式密封140密封。据此密封装置由在设置两侧的、形成迷宫式构成的密封空隙、所谓的迷宫式密封140的迷宫式密封环114组成。通过如此构造的迷宫式密封140的回形的几何形状能够使得异物很难进入要被密封的区域-例如进入滚动体130或者轴承环120的运行面中。迷宫式密封140以及滚动轴承112的所有间隙对于该密封品型来说能够通常用脂或者润滑剂填充。此外能够在迷宫式密封140上或者里面使用支撑的、所谓的V型环116。通过周期性的再次润滑能够额外有助于密封效果。所有所谓的部件可以称为成本因素。此外构成迷宫式密封140的迷宫式密封环114在滚动轴承112的宽度-更确切地说在轴承环120的宽度上向外突出并且能够由此占用机器内的宝贵空间。迷宫式密封环114的大多坚实的设计-例如由如同灰铸铁的铸铁制成-在装配和运行时能够通过其自重导致其它的缺点。
[0004]此外大轴承也能够通过滑动的密封环保护。其中基本上它能够指的是可能具有被连接在前面的灰尘防护唇的径向轴密封环，该密封环借助于例如被铸造的支撑零件被保持在位置中。该支撑零件能够同样产生较大的质量并且由此产生较高的、在装配时要移动的重量。密封环的可更换性要么是不可能的，要么然而与较大的拆卸费用和装配费用相关联。
[0005]对于两个刚刚提到的密封方案来说滚动轴承的分离是常见的，从而在已装配的状态中才能够实现用润滑剂填充。就这方面来说，能够在装配轴承之后才安装规定的密封装置，并且能够在之后才再次实现润滑剂填充。
[0006]此外已知的是集成的密封方案，其由纯粹由弹性体构成-例如设计为折棚状(参照公开文件DE 10 2007 036 891 Al)。在这里能够实现在工厂方的预涂油脂。但是对于较大的轴承直径来说不能或者只是不充分地实现密封系统的必要的刚度。此外由于密封环的封闭的几何形状在不拆除滚动轴承的情况下更换密封装置-即便能够-也是非常困难的。
[0007]前述的密封方案的普遍方面在于，它只是允许受限的最大的轴承倾斜位置。对于角度可动的轴承例如调心滚子轴承或紧凑型装配轴承(Compact Aligning RollerBearing(CARB)圆环滚子轴承)来说能够强烈地限制轴承内环相对于轴承外环的最大可能的倾斜。这能够在装配轴承时也或者在自身运行时导致滚动轴承滚子组撞击到密封元件上。结果能够是在滚子组、密封元件或者甚至在每个轴承环上的固定机构的伤损，从而能够引起$父大的保养成本，并且能够损害轴承的寿命。
[0008]此外滑动的密封环的支撑零件也能够由焊接的板材结构所制造并且被集成在滚动轴承中，从而没有结构零件在滚动轴承外尺寸上向外突起。在该情况下应该通过在支承密封唇的构件(例如外环)上的确定的参考位置进行密封唇相对所属的密封对应运行面的精确的定向/对中。在这种情况下参考位置通过环绕的参考槽、参考面、参考孔、参考边或诸如此类的实现。这能够基于被要求的精确性通过繁琐和高精的加工-例如硬车制造。所述的方法是和较高的制造成本相联系的。若结构零件被设置在承接性的结构零件上的参考位置和要被对齐中心的密封唇之间，则必须把这些同样精准地放置，以便在考虑公差链时实现必需的精准度。同样地结构零件的这种定向要求是与费用和成本相联系的。
[0009]对于所有的具有滑动的密封环的密封方案来说，能够无关于配对的表面的品质地(密封唇到对应运行面)出现明显的磨损。这种能量的损失能够在其它方面超过滚动轴承本身的损失功率。此外磨损现象也是与所提到的摩擦损失相联系的。在运行期间中不仅密封环/密封唇而且所属的对应运行面会磨损。应该从确定的磨损生成起更换密封环。对于被磨损的对应运行面来说进行修复要困难的多。在所述区域中对于外部的密封方案来说任何刮痕能够通过所谓的磨损套筒消除，但是其装配是繁琐的并且是与较高成本相关联的。对于集成的密封方案来说已知没有修复方法。
【发明内容】
[0010]因此存有的需求在于，提供一种用于密封滚动轴承的改良方案。
[0011]这种需求通过一种滚动轴承满足，其具有第一轴承环、第二轴承环和多体式构造的密封单元，其中密封单元包括相对于第一轴承环和第二轴承环能自由旋转的、至少部分环状的主元件和至少一个密封唇，其中主元件和密封唇能够可更换地相互连接。
[0012]实施例提供具有第一轴承环、第二轴承环和密封单元的滚动轴承，其中密封单元包括相对于第一和第二轴承环可旋转的、至少部分环状的主元件。滚动轴承例如指的是球轴承、桶形滚子轴承、圆锥滚子轴承，或者说指的是具有单排或者多排的滚动体布置的轴承。第一轴承环例如能够被紧固在定子上。第二轴承环例如能够被紧固在转子上。不仅第一轴承环而且第二轴承环能够是内部的轴承环或者外部的轴承环。
[0013]其中在一些实施例中密封单元至少部分地由柔性、弹性的材料所制造。对此能够例如使用弹性体即塑料或者说橡胶状的材料的确定种类。概念“密封单元”指的是，应该阻碍确定的物质从密封单元的一侧进入另一侧。这种物质能够尤其指的是污物颗粒(例如烟灰、灰尘、沙子或泥)、气体或蒸汽(例如氧气、燃料或溶剂的蒸汽也或者毒或腐蚀性物质的烟雾)或液体(例如水、酸、碱、油)、但也指的是物料例如润滑剂。
[0014]一种至少部分环状的元件能够例如通过完整的环但也例如通过环的部分-例如通过片段所构造。但是除了环片段也可能的设计是，环例如其中能够由具有不规则形状的部分组合而成。把环设计成多个部分能够显著简化维护，因为例如安装和拆卸能够如此进行，从而全部滚动轴承的完全的拆卸不再是必要的。若例如元件是分段的，单个片段的连接例如通过连接板或者螺栓实现，但是其也能够被粘接或者焊接。
[0015]在一些实施例中密封单元能够至少部分地由一种密封材料制造。密封材料能够例如是塑料(例如聚氨醋，丁腈橡胶(Nitrile Butadiene Rubber (NBR))，氢化丁腈橡胶(Hydrated Nitrile Butadiene Rubber (HNBR)))，分别根据的是，应该阻止何种类型的材料的进入或者排出。密封单元能够至少部分地由金属、金属合金、尤其低摩擦塑料例如聚四氟乙烯(PTFE)或者具有较高刚度的塑料所制造。较高刚性的塑料能够例如是所谓的热固性塑料。
[0016]此外所使用的材料能够通过方法例如注塑、硫化等实现大批量生产。生产成本和材料成本以及重量能够因此得以节约。所述固定能够形状配合、摩擦配合或者材料结合地实现。可能的固定器件能够包括螺栓、粘接面、焊接面、钎焊点、铆钉、孔、螺纹或者具有槽和键的系统。滚动轴承的轴承环能够是轴承内环或者轴承外环。元件能够此外是板状构造的。板状的元件也能够被理解为薄的元件；换而言之三个空间尺寸之一(厚度)相对于其它两个空间尺寸(长度、宽度)能是很小的。在实施例中厚度能够记为是长度或者宽度的1%、2%、5%、10%等。通过元件的板状的设计能够节约体积(结构空间)上的较大的尺寸，并因此也在重量上节约。
[0017]此外在几个实施例中密封单元能够被集成在既存的滚动轴承中。通过简单的结构能够把方案独立于设计、轴承序列或者直径地应用在每个滚动轴承上。密封单元能够这样灵活地得以应用。相比于例如应用在风能设施中的传统的迷宫式密封装置，要由润滑剂填充的空间能够被显著减少。由此能够实现对于润滑剂的较少需求。此外密封单元在几个实施例中能够由轻质材料设计。这能够导致材料成本减少、重量减少并因此导致被简化的时间高效的装配。工厂方面的预加油脂能够使得在装配一般不密封的、敞开的轴承的过程中很难被污染甚至阻止污染。
[0018]主元件相对于第一和第二轴承环的可旋转性是指沿着第一或者说第二轴承环的切向的可旋转性。换而言之由此能够无关于轴承环地实现主元件的自由转动。主元件的转动速度能够以此分别与第一轴承环或者第二轴承环的转动速度相区分。从而另一方面在运行滚动轴承时能够把主元件的转动速度减少到第一轴承环的转动速度和第二轴承环的转动速度的差值的一半。从而能够把摩擦力减少或者甚至最小化并且从而减小磨损。
[0019]此外可选地在实施例中密封单元包括至少一个对于主元件、第一轴承环或者第二轴承环的可旋转的密封唇。主元件和至少一个密封唇能够一体式地由同样的材料也或者多体式地或者由不同的材料制造。一体式构造的部件这样理解，即精确地由相联接的材料件制成组分。一体式地制造、提供或者制备的部件或者结构或者与至少另一个部件或者结构集成地制造、提供或者制备的部件或者结构这样理解，即在不破坏或者损伤至少两个参与的部件之一的情况下，部件不能与至少另一个部件分离。一体式的结构零件也因此表示至少一个与涉及的结构零件的其它机构集成制造的构件或者单构件式的构件。
[0020]此外在一些实施例中密封唇或者密封单元能够至少部分地由橡胶状的材料或者说由较小刚性的塑料所制造；这能够例如是弹性体或者一些热塑性塑料。在制造时使用密封材料能够在滑动面上引起较小的磨损以及较好的密封。与滚动轴承的可能的碰撞能够通过该材料显著地减弱。同样在这里所使用的材料能够通过方法例如注塑、硫化等实现大批量生产。生产成本和材料成本以及重量能够因此得以节约。
[0021]作为补充或者可选地在实施例中，密封唇的密封面触及主元件、第一轴承环或者第二轴承环的径向延展的端面或者第一轴承环或者第二轴承环的槽。因此提供的几个可能性是，在所述位置上能够借助于密封唇实现密