尤其是用于圆锥滚子式大型滚动轴承的滚动体引导元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种尤其是用于进行轴向和径向承载的圆锥滚子式大型滚动轴承的滚动体引导元件，其中，这种滚动体引导元件分别布置在滚动轴承的两个顺序排列的滚动体之间，并且在此使两个相邻的滚动体沿周向方向彼此相对支撑，并且在这些滚动体之间确保有最小间距，由此避免滚动体直接接触。
【背景技术】
[0002]迄今为止，针对风力发电领域中的大型的圆锥滚子轴承(直径>2000mm)和这种轴承尺寸的其他应用领域通常使用滚动体引导保持架，滚动体引导保持架例如可以实施为所谓的栓式保持架或塑料分段保持架。塑料分段保持架对轴承设计的要求是，其在滚子数量方面必须为保持在分段中的滚子的数倍。在无附加的可变的元件的情况下，由于各分段的制造公差叠加难以控制分段沿周向方向的游隙。在游隙提高的情况下，由于分段之间的碰撞而存在有发生故障的风险。附加地，可安装的滚子的最大数量小于在使用栓式保持架时可安装的滚子的数量。
[0003]作为对具有保持架引导的滚动体的轴承结构类型替选地，也公知有如下的大型滚动轴承，它们全滚子式地配置并且因此无需保持架。然而，没有保持架的全滚子式的轴承出现较高的摩擦损耗并且整体上重量大。此外，在这些轴承中还存在有困难的润滑条件，并且因此引起在可预测的预期寿命方面有较大的偏差。
[0004]由DE 2053470公知了一种圆锥滚子轴承，其包括轴承内圈、轴承外圈以及布置在这两个轴承圈之间的圆锥滚子，经由各个布置在圆锥滚子之间的滚动体引导元件使圆锥滚子彼此相对支撑。滚动体引导元件由塑料材料制成并且具有沿周向方向相对宽的内梁架，内梁架承载有或形成两个抵靠侧面作为这种滚动体引导元件。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于，提供一种尤其用于大型的圆锥滚子轴承的滚动体引导元件，该滚动体引导元件能廉价地制成并且特征在于具有有利的机械运行特性以及很高的使用寿命O
[0006]根据本发明，前面提到的任务通过一种用于滚动轴承的滚动体引导元件来解决，该滚动体引导元件具有:
[0007]-内梁架，其在已安装的状态下布置在两个相邻的滚动体之间，并且形成了在滚动体轴线的径向水平上朝向相应的滚动体的第一或第二梁架壁；
[0008]-构造在相应的梁架壁的区域中的止推结构，用以提供至少一个在周转方向支撑相应的滚动体的滚子止推区；
[0009]-径向引导结构，用以径向引导内梁架；和
[0010]-第一和第二侧边缘块，它们在滚动体引导元件的彼此背离的侧上突起超出相邻的滚动体的端面并且搭接这些端面。
[0011]由此，以有利的方式可以实现的是，在滚动轴承，尤其是在大型结构的圆锥滚子轴承中，使滚动体引导元件径向和轴向都精准地定位在滚动体周转空间中，并且经由精准引导的滚动体引导元件以很小的周向游隙使各个圆锥滚子彼此相对支撑。
[0012]本发明的使用领域尤其是缓慢转动的圆锥滚子轴承(典型的是，转速〈12转/分钟)，例如它们作为用于风力发电设备的转子轴承来使用。在此，容纳在滚动体之间的引导元件承担了滚动体引导保持架的梁架的功能，并且作为压注成型的塑料构件制造而成。引导元件将装配在轴承中的滚动体彼此分隔开，并且减少了轴承摩擦以及轴承重量，并且整体上提高了相应的轴承的效率和使用寿命。
[0013]根据本发明的特别优选的实施方式，侧边缘块以如下方式构成，S卩，经由这些侧边缘块使沿周向方向顺序排列的相邻的滚动体引导元件彼此相对支撑。于是，侧边缘块起到间距保持件的功能，通过这些侧边缘块精准地确定了沿周向方向测到的在两个滚动体引导元件之间的兜孔宽度。
[0014]根据本发明的特别优选的实施方式，与内梁架整合地构造的径向引导结构通过如下方式来构成，即，这些径向引导结构具有在轴承内圈上止推的靠内的引导指部。在此，引导指部可以配设有运转滑板区段，其平稳地且低磨损地、必要时在构建有液力润滑膜的情况下在滚动轴承的相应的轴承圈上滑动。尤其在与前面提到的措施的组合中，以有利的方式也可以实现的是，如下这样地对径向引导结构进行设计，即，其还具有在轴承外圈上止推的靠外的引导指部。在该情况下，以有利的方式在引导指部上构造出能够在轴承外圈上滑动地止推的运转滑板。可以如下这样地对运转滑板进行设计，即，当轴承在典型设计的转速范围中运行时在构建有液力润滑膜的情况下对这些运转滑板进行支持。可以如下这样地对整体上通过引导指部来实现的、进行径向承载的引导系统进行设计，即，该引导系统总共包括四个从内梁架的中央向外径向上升的，也就是说，远离梁架耸立的、伸出的引导指部。在此，可以分别如下这样地对这些引导指部进行设计，即，这些引导指部具有一定的径向挠曲性，从而在滚动体引导元件的径向引导方面不产生明显的静态超定性。
[0015]根据本发明的特别的方面，此外也可以实现的是，如下这样对径向引导结构进行设计，即，该径向引导结构也确定了滚动体引导元件相对轴承内圈和/或轴承外圈的轴向位置。为此，例如可以如下这样地布置引导指部的运转滑板，即，这些运转滑板嵌接到轴承内圈的或轴承外圈的滚动体引导栏板的相应的内拐角区域中，并且因此本身轴向支撑在该内拐角区域上。
[0016]作为对前面提到的措施替选地或者在与其组合中，以有利的方式也可以实现的是，以如下方式专门地构造侧边缘块，即，这些侧边缘块通过滑动接触滚动体来确定滚动体引导元件的轴向位置。为此，在侧边缘块上可以构造出专门的止推面，它们可以柔和地在相应的滚动体的端面上止推。
[0017]根据本发明的另一特别优选的实施方式，此外，还优选如下这样地对相应的滚动体引导元件进行设计，即，内梁架在它的轴向端部的区域中在每个侧上形成了第一和第二滚子止推区，其中，每个滚子止推区形成了凹形地贴合所止推的滚动体的止推面系统。可以如下这样地对止推面系统进行设计，即，该止推面系统能够实现具有一定密合度的滚子止推部。整体上优选如下这样地对止推面系统进行设计，即，其在最不利的运行条件下可以可靠地并且在不超出临界的表面压力的情况下传递必要时出现在两个相邻的滚动体之间的推力。在此，优选如下这样地对止推面系统进行设计，即，其分别成对地构造在彼此相对置的梁架侧上，从而使必要时作用在止推面系统上的力可以直接作为纯压力径直横向穿过梁架横截面去除。还可以如下这样地对止推面系统进行设计，即，在压力载荷提升的情况下考虑到内梁架的另外的壁区，用以进行支撑力传递。
[0018]内梁架优选以如下方式确定规格，S卩，其在相对于轴承轴线径向上测到的宽度大于通过该内梁架分隔开的滚动体的外部面之间的间距。由此实现的是，内梁架本身在高挤压力的情况下不会倾斜。
[0019]根据本发明的特别的方面，滚动体引导元件由塑料材料制成。该塑料材料可以具有高的固有强度并且优选通过填充物，尤其是玻璃纤维来进一步强化。此外能够实现的是，至少局部地将改善轴承的运转特性的填充物或结构用到这些塑料材料中。因此，尤其在与滚动体接触的止推面的区域中埋入润滑物，例如石墨或M0S。根据本发明的滚动体引导元件也可以制成为具有芯结构和注塑在其上的包覆结构的嵌件成型构件。在此，芯结构可以由塑料材料或也可由板材制成。
[0020]根据本发明的滚动体引导元件优选形成圆锥滚子轴承的组成部分。在此，该圆锥滚子轴承优选包括轴承内圈、轴承外圈、容纳在轴承内圈与轴承外圈之间形成的滚子周转空间中的圆锥滚子以及分别容纳在两个相邻的圆锥滚子之间的那些根据本发明设计的滚动体引导元件，其中，滚动体引导元件分别配备有侧边缘块，侧边缘块在圆锥滚子的端面的区域中搭接这些圆锥滚子并且沿周向方向彼此相对支撑。
[0021]根据本发明设计的滚动体引导元件尤其适用于在用于数兆瓦范围内的风力发电设备的转子主支承件中使用，例如用于实现具有约4m直径的滚动轴承。在该功率范围和尺寸范围内，迄今为止使用所谓的栓式保持架。根据本发明的滚动体引导元件能够实现当在此决定性的边缘条件的情况下的廉价的整体解决方案，并且可靠地与在此产生的载荷相适应，并且以很高的安全余量实现了所要求的使用寿命。
[0022]根据本发明的滚动体引导元件优选由经玻璃纤维强化的压注的耐介质的抗磨损的热塑性塑料(具有玻璃纤维强化部的PEEK)制成。由此，可以使用无孔的圆锥滚子。在封入根据本发明的滚动体引导元件的情况下所制成的轴承的重量与替选方案相比显著降低。以特别有利的方式，经由根据本发明的滚动体引导元件可以通过两个具有在十分之一毫米范围内差别的壁厚的中间块变体通过变体I与变体2的数量的组合来与制造公差无关地以很小的耗费精确地调节最终游隙。
[0023]在根据本发明的滚动体引导元件中，优选实现了在滚道上的支撑部与一直达到滚子轴线的侧边缘长度的组合。因此，实现了对中间块的附加的轴向引导。滚动体引导元件如下这样地安装，即，两个相邻的中间块在运行中恰好彼此碰触，或者经由侧边缘块调整兜孔游隙。因此，使磨合特性和在分度圆上出现的运行游隙变得稳定。中间块的滚子止推面含有匹配