用于组合载荷的轴承的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种轴承，即滚动元件轴承。
【背景技术】
[0002]轴承支撑轴，以允许其围绕旋转轴线自由运动。载荷可以在任两个基本方向上被施加到轴承。径向载荷以直角作用在轴上。轴向载荷(推力)平行于旋转轴线作用。当这些载荷偏移轴承轴线或轴承的径向平面时，将会产生所得的力矩载荷。轴承可用于多种类型来处理径向载荷、轴向载荷和力矩载荷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种改进的轴承，该轴承适于可经受组合载荷即径向和轴向载荷或者经受在一个或两个方向上的大轴向载荷的应用。“大轴向载荷”是指轴向载荷构成径向载荷的主要部分的应用，例如轴向载荷是径向载荷0.2-1000倍大的应用。
[0004]该目的是通过一种轴承实现的，其具有轴承轴线并且包括具有第一压力中心和第一接触角的第一排滚动元件和具有第二压力中心和第二接触角的第二排滚动元件，其中所述第一压力中心布置成与所述第二压力中心重合，即其中所述第一排滚动元件和第二排滚动元件布置成具有共同的压力中心，并且其中所述第一接触角与所述第二接触角在垂直于所述轴承轴线的平面的同一侧上，即第一接触角和第二接触角具有相同的符号，即++或一。接触角由在滚动元件的接触点之间绘制的直线与滚道和垂直于轴承轴线的平面形成。具有相同符号的接触角在垂直于轴承轴线的所述平面的同一侧上。
[0005]除了轴向载荷之外，这种轴承还可以承受径向载荷，这使得轴承适用于存在组合载荷的应用。这意味着，一个这样的轴承可以用来代替径向轴承和推力轴承的组合。承受组合载荷的这种能力使得经济、节省空间的紧凑轴承设计成为可能，这可以在高载荷情况下提供高度的轴向和径向刚度。例如，这种轴承可用于承受的径向载荷高达同时作用的轴向载荷的55%。这种自动调心轴承还可以容纳错位和轴偏差以及低速和高速。
[0006]使用根据本发明的轴承可确保平稳运行和长使用寿命，这是由于权利要求1中所列的特征，从而使轴承的滚道和滚动元件在接触压力和摩擦之间优化平衡。低的内摩擦允许轴承从非常低速至非常高速运转。
[0007]根据本发明的轴承设计使用户能够使轴承适于特定的应用，这取决于轴承在其使用过程中受到的载荷。可以根据在一个或两个方向上的轴向载荷和径向载荷的大小对用于第一和第二排滚动元件的接触角进行优化。在比如风力涡轮机的应用中，第一排滚动元件例如可以经受在一个方向上的大的轴向载荷，第二排滚动元件可以经受在相反方向上的较小的轴向载荷，且因此可以选择接触角。
[0008]根据本发明的实施例，所述第一排滚动元件构成内排滚动元件，所述第二排滚动元件构成外排滚动元件，且任何所述外排或内排滚动元件布置成在所述轴承处于使用时承载径向载荷。根据本发明的另一实施例，所述外排和内排滚动元件还布置成在所述轴承处于使用时承载沿相反方向的轴向载荷。
[0009]根据本发明的实施例，所述第一排滚动元件构成内排滚动元件，所述第二排滚动元件构成外排滚动元件，其中所述内排和外排在轴承的径向方向上相对移位。在进一步的实施例中，第一排和第二排滚动元件还定位成使得外排和内排滚动元件在轴承的轴向方向上至少部分地彼此重叠。径向位移因此使得外排和内排不会互相干扰。通过提供这种配置，实现了更加紧凑的轴承。在进一步的实施例中，外排和内排滚动元件在轴向方向上彼此重叠至少 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90% 或 100%。轴向重叠的程度可以取决于轴承在其预期应用中的当前需求，即施加在轴承上的预期的径向和轴向力、可在应用中使用的空间量等。
[0010]根据本发明的进一步实施例，所述滚动元件是对称的。可替代地，所述滚动元件是不对称的。
[0011]根据本发明的实施例，所述轴承是下列之一:球面滚子轴承、圆环滚子轴承、滚珠轴承或它们的组合。
[0012]根据本发明的另一实施例，所述轴承是自动调心轴承。例如，其可以具有球形滚动元件以及在其外环中的共同球形滚道。
[0013]根据本发明的实施例，所述轴承包括至少两排滚动元件(即包括所述第一排滚动元件和所述第二排滚动元件)和多个轴承环，比如两个或三个轴承环。任何轴承环可以布置成转动或者布置成在轴承处于使用时保持静止，即任何环，即内环、中心环或中间环或者外环，可以布置成安装在轴承处于使用时旋转的轴上。
[0014]根据示例性实施例，所述轴承包括第一环、第二环和中间环，其中外排滚动元件介于第一环的外滚道与中间环的外滚道之间，并且其中内排滚动元件介于中间环的内滚道与第二环的内滚道之间。通过这种配置，外排滚动元件的滚动元件和内排滚动元件的滚动元件将在相反的方向上旋转。此外，这将允许轴承能够承受径向载荷以及在两个方向上的轴向载荷。因此，提供了一种能够承受组合的轴向载荷(在两个方向上)和径向载荷的紧凑轴承。在进一步的实施例中，第一和第二环被连接或集成，即第一和第二环可被看作一个统一的环。
[0015]根据本发明的另一实施例，所述轴承包括两排以上的滚动元件，其中每排滚动元件具有压力中心，且所有的压力中心布置成重合，即所有排滚动元件布置成具有共同的压力中心。
[0016]根据本发明的进一步实施例，所述轴承是可分开的，从而便于安装和拆卸过程。例如，具有保持架的轴垫圈和滚子组件和轴承的壳体垫圈可以布置成单独地安装/卸除。
[0017]根据本发明的实施例，所述轴承构成以下类型轴承之一:SRB(球面滚子轴承)、SAT(自动调心圆环轴承)、SRTB(推力球面滚子轴承)、ACBB(角接触球轴承)。
[0018]根据本发明的轴承可用于汽车、航空、铁路、采矿、建筑、风力、船舶、金属制造、材料处理、或任何其它机械应用中。
【附图说明】
[0019]下面参照所附的示意性附图，通过非限制性示例对本发明进行进一步说明，其中:
[0020]图1-4示出了根据本发明实施例的轴承的横截面，
[0021]图5示出了根据本发明实施例的自动调心轴承的横截面，
[0022]图6示出了安装在轴上的根据本发明实施例的轴承的横截面，以及
[0023]图7示出了安装在轴上的根据本发明实施例的轴承的横截面。
[0024]应当指出的是，为了清楚起见，附图没有按比例绘制并且某些特征的尺寸被放大。
[0025]此外，本发明的一个实施例的任何特征可以与本发明的任何其他实施例的任何其它特征组合，前提是只要没有冲突。
【具体实施方式】
[0026]图1-4示意性地示出了根据本发明的轴承8的横截面(定义为与轴承8的轴向方向重合的平面)，其包括具有第一压力中心的第一内排滚动元件10和具有第二压力中心的第二外排滚动元件12，由此第一压力中心布置成在共同压力中心14与第二压力中心重合，并且所述第一接触角和所述第二接触角在与所述轴承轴线垂直的平面的同一侧上。此外，在这些具体的实施例中，外排滚动元件12和内排滚动元件10在轴承8的径向方向上移位。此夕卜，外排12和内排10至少部分地在轴承8的轴向方向上相互重叠，这导致更紧凑的轴承8。这些排不一定需要在轴向方向上重叠，例如这取决于在具体应用中所希望的紧凑水平。此外，可以根据在轴承8的预期应用中的载荷情况来对接触角进行修改。
[0027]滚动元件10和12布置在静止部件16和要被安装在轴上的旋转部件18之间，但部件
12、18还可以安装成使得部件16旋转且部件18静止。第二外排滚动元件12可以布置成在轴承8处于使用时承载径向载荷，且可选地还有在一个方向上的轴向载荷。此外，内排10随后能够承载在另一轴向方向上的轴向载荷。
[0028]在图1中，部件18(或中间环18)具有外滚道21和内滚道22。部件16具有外滚道23和内滚道24。在一个实施例中，部件16被分成两个环，包括第一环和第二环(未在该图中示出)。通过部件16和18及其相应滚道21-24的这种配置，外排滚动元件12的滚动元件和内排10滚动元件的滚动元件将在轴承8处于运行时在相反的方向上旋转。此外，这将允许轴承8能够承受径向载荷，以及在两个方向上的轴向载荷。
[0029]在图1中，轴承8具有不对称的滚动元件10、12、在环上的凸缘、球形滚道以及具有不同接触角的滚动元件1、12。
[0030]在图2中，轴承8具有不对称的滚动元件10、12、在环上的凸缘、球形滚道以及具有相同接触角的滚动元件10、12。
[0031]在图3中，轴承8具有对称的滚动元件10、12、在环上没有凸缘、球形滚道以及具有相同接触角的滚动元件10、12。
[0032]在图4中，轴承8具有对称的滚动元件10、12、在环