专利名称：用于双列滚动轴承的间隔架的制作方法
技术领域：
本发明涉及滚动轴承领域，特别是具有内环、外环、和两列或更多列位于其中的接触滚轮的轴承。本发明更特别是涉及用于隧道钻探机械的大直径滚动轴承领域。
背景技术：
大直径滚动轴承通常包括两个同轴的内环和外环，至少一列布置在所述环上的座圈之间的接触滚轮，和多个周向布置在滚轮之间的间隔架。这种滚动轴承通常在轴向和径向上承受载荷，而且经常是相对较强的载荷。法国专利FR2222898涉及用于滚动轴承的开孔间隔架，其通过装配在一起形成滚轮保持架。每个开孔间隔架基本上是矩形，并设置有凹槽，其通过一个孔引入力保持关联的滚轮，所述孔的宽度小于所述滚轮的直径。一个凸起部位于间隔架下部的角落，而具有互补形状的凹槽位于相对的下部角落。通过每个间隔架的凸起部在相邻的间隔架的凹槽处的接合效果，相邻的两个间隔架互相接合在一起。
使用这种间隔架，可以被引入到滚动轴承的环之间的接触滚轮的数量被严格限制。这导致较低的载荷容量以及有限的使用寿命。
发明内容
本发明的一个目的是克服这些缺点。本发明的一个特定目标是提供一种间隔架，其适于增加关联的滚动轴承的载荷容量。本发明的一个特定目标是提供一种制造简单、成本低廉、具有高可靠性的间隔架。本发明的另一个目标是提供一种能够安装在具有相同滚轮直径的多个滚动轴承直径上的间隔架。在一个实施方式中，用于滚动轴承的间隔架，所述滚动轴承包括内环、外环和至少两列布置在座圈之间的接触滚轮，所述座圈设置在环上，所述间隔架包括相对的第一和第二部分，在所述第一和第二部分之间横向延伸并连接所述第一和第二部分的第一侧部，和对着所述第一侧部并从第二部分朝着第一部分延伸的第二侧部。所述第一和第二部分与所述侧部共同确定凹腔的界限，所述凹腔配置为容纳至少两个叠加的接触滚轮。所述第一和第二部分每个都包括与所述滚轮中的一个的一个端面接触的接触面。第二侧部的自由边缘与第一部分定义了孔以便在对着第一侧部的一侧横向打开凹腔。第二侧部可以包括内表面，其形成用于所述滚轮中的一个的至少外部滚动表面的支承面。有利的，第二侧部的长度至少等于一个滚轮的长度，以便覆盖所述滚轮。在剖面中第一和第二部分以及侧部具有大体上C的形状。有利的，第一侧部包括外表面，其设置有至少向外延伸的肋，具有与相邻滚轮接触的接触面。所述肋可以关于第二侧部的自由边缘朝着第一部分偏移。在一个实施方式中，所述肋在外表面上横向延伸。在剖面中所述肋可以具有圆弧形状的轮廓。外表面可以设置有两个间隔开的具有有利的不同厚度的肋。第一侧部可以包括内表面，其形成用于所述滚轮中的每一个的外部滚动表面的支承面。有利的，间隔架部分地由金属形成，或由聚合物材料形成。在本发明的另一个方面中，滚动轴承包括内环，外环，至少两列布置在座圈之间的接触滚轮，所述座圈设置在环上，和多个如前面所定义的间隔架，所述间隔架周向布置在滚轮之间，一个间隔架的凹腔朝着相邻的间隔架的侧部横向打开。在一个实施方式中，内环和外环每个都包括与每一个间隔架的第一部分和/或第二部分接触的导向面。如前面所定义的滚动轴承可以特别用作隧道钻探机械的轴承。
通过研究以非限定示例方式给出的具体实施方式
的详细描述和附图的图示可以更好地理解本发明及其优点，附图中:图1是根据本发明的示例的滚动轴承的半剖面；图2和3是图1的 滚动轴承的间隔架的透视图；图4是图2和3的间隔架和其关联的滚轮的透视图；和图5是表示安装在滚动轴承内的三个间隔架和关联的滚轮的侧视图。
具体实施例方式图1中所示的滚动轴承是大直径滚动轴承，其包括内环I和外环2，在所述内环I和外环2中间放置两列处于不同半径的接触滚轮3。双列滚动轴承还包括周向设置在滚轮3之间以保持其圆周间隔的多个间隔架4。每个间隔架4保持一对两个叠加的滚轮3。内环I和外环2同轴且沿滚动轴承的轴承旋转轴(未示出)轴向延伸。所述环I和2是实体型。“实体环”应当理解为通过机械加工从金属管料、棒料、粗锻和/或轧制坯料移除材料(通过切削、磨削)获得。每一列的滚轮3都与另一列完全相同，并且每一个都包括外部滚动面3a和确定轴向滚动面界限的相对端横面3b和3c。在图示的实施方式中，每个滚轮的滚动面3a具有圆柱型轮廓。可选择地，滚动面可以具有球形轮廓或对数轮廓。在图示的实施方式中，每个滚轮的旋转轴3d和轴承轴线之间的角度等于90°。每个滚轮的旋转轴线3d沿径向延伸。对于每个间隔架4，两个关联的滚轮3被轴向安装关于其共同的旋转轴线3d互相接触以获得两个叠加的滚轮。下部滚轮的上端面3c承载上部滚轮的下端面3b。内环I具有设计为固定到机架或固定到机械结构(未示出)的圆柱形的孔la，其由相对的径向侧表面Ib和Ic确定界限。内环I还包括阶梯形的外部圆柱形表面ld，在其上形成环形径向座圈5。在剖面内座圈5具有与两列滚轮3的滚动表面3a接触的直的内部轮廓。座圈5由提供在阶梯形外部圆柱表面Id的小直径的第一轴向表面6和大直径的第二轴向表面7之间的径向表面形成。如后面将要描述的，轴向表面6形成环形导向面，其可以与间隔架4径向接触。轴向导向面6是直的，布置为垂直于座圈5并通过环状凹角连接到所述座圈的小半径的边缘。导向面6从所述边缘轴向延伸并连接到内环的径向表面lc。内环的导向面6和座圈5确定环状槽的界限。外环2包括由相对的径向侧表面2b和2c确定界限的外部圆柱形表面2a。外环2还包括圆柱形的阶梯形环状孔2d，环状径向座圈8形成在其中。在剖面中座圈8具有与双列滚轮3的滚动表面3a接触的直的内部轮廓。内环的座圈5与外环的座圈8轴向相对且平行。座圈8由提供在阶梯形孔2d的小直径的第一轴向表面9和大直径的第二轴向表面10之间的径向表面形成。如后面将要描述的，轴向表面10形成环状导向面，其可以与间隔架4径向接触。外环的导向面10和内环的导向面6径向相对且平行。导向面10是直的，布置为垂直于座圈8并通过环状凹角连接到所述座圈的小半径的边缘。导向面10从所述边缘轴向延伸并连接到外环的径向表面2b。外环的导向面10和座圈8确定环状槽的界限。内环的座圈5和导向面6与外环的座圈8和导向面10共同定义一环状空间，在其中配置两列滚轮3和间隔架4。每一对配置在座圈5和8之间的叠加的滚轮3由关联的间隔架4保持，所述间隔架4可承载导向面6和10以及所述座圈5和8。间隔架4相互之间都一样，并且每一个都放置在两个连续成对的叠加滚轮3之间。间隔架4可以部分地由金属或青铜制成。可选择地，间隔架4可以由聚合物材料通过成型制成，例如聚酰胺。如图2-4所示，每个间隔架4包括两个平行的内侧部分11和外侧部分12，其适于进入与内环和外环的相对的导向面和座圈接触，第一侧部13在相对的部分11和12之间横向延伸，并且适于周向设置在两个相邻的滚轮3之间。每个间隔架4还包括从外侧部分12向内侧部分11横向延伸的第二侧部14，其与第一侧部13相对。第一侧部13和第二侧部14互相平行。第一侧部13连接到内侧部分11的横向边缘并连接到外侧部分12相对的边缘。在剖面中内侧部分11和外侧部分12以及第一侧部13具有大体上C的形状。第二侧部14在对着第一侧部13的一侧从外侧部分12的边缘延伸。侧部14向着内侧部分11延伸并与后者保持距离。内侧部分11和外侧部分12以及侧部13和14每个都具有相似宽度和厚度的矩形形状。内侧部分11和外侧部分12以及侧部13和14的宽度稍微小于滚轮3的半径。`如图1所示，内环和外环的座圈5、8和导向面6、10每个都形成有与每个间隔架的内侧部分11和外侧部分12直接接触表面的侧缘，以在每个间隔架4和环1、2之间具有轻微的相对滑动。为了限制间隔架4的感应摩擦扭矩，在每个间隔架和环的座圈5、8之间预设轻微的轴向间隙，在每个间隔架和导向面6、10之间预设轻微的径向间隙。再次参照图2-4，内侧部分11和外侧部分12以及相对的第一侧部13和第二侧部14确定用于容纳两个叠加的滚轮3的凹腔15的界限。一个开口或孔16定义在第二侧部14和内侧部分11之间，将在后面描述。凹腔15在内侧部分11和第二侧部14之间在对着第一侧部13的一侧是侧向打开的。在间隔架4进入滚动轴承的安装位置上，凹腔15由第一侧部13和第二侧部14在周向方向上确定界限，且由内侧部分11和外侧部分12在径向方向上确定界限。在这个安装位置，间隔架4的凹腔15朝着具有孔16的相邻的间隔架4在周向上打开。每个间隔架4的凹腔15在轴向的两个方向上和周向的一个方向上打开。凹腔15在三侧打开。关于保持到每个间隔架的凹腔15内叠加的滚轮3的共同的旋转轴线3d，内侧部分11和外侧部分12径向延伸，第一侧部13和第二侧部14在所述内侧部分11和外侧部分12之间轴向延伸，凹腔15朝着外侧径向打开。孔16由内侧部分11和侧部14在轴向上确定界限。每个间隔架的内侧部分11和外侧部分12具有相对的内侧平面接触面Ila和12a，分别形成对成对的叠加滚轮中下部滚轮的端面3b和对上部滚轮的端面3c的支承面。平面接触面Ila和12a之间的空隙基本上等于一个滚轮3长度的两倍。第一侧部13包括内侧平面接触面13a，形成对两个叠加的滚轮中每一个的滚动面3a的支承面。每个间隔架的第二侧部14包括对着侧部13的接触面13a的内侧平面接触面14a，和形成对于上部和下部滚轮3的支承面。在公开的实施方式中，侧部14的长度大于上部滚轮3的长度从而延伸超过所述上部滚轮3和下部滚轮之间的接触区域。因此，内部接触面14a还形成对下部滚轮3的滚动面3a的支承面。侧部14覆盖上部滚轮3的全部长度以及覆盖下部齿轮3的一部分。侧部14适于干涉下部滚轮3以便避免其从打开的凹腔15脱出。在间隔架4进入滚动轴承的安装位置，内侧部分11和外侧部分12在径向方向上保持上部和下部叠加的滚轮3，且侧部13和14在轴向方向上保持所述滚轮3。每个间隔架的侧部14还包括在进入滚动轴承的安装位置对着相邻的侧部13的平面外表面14b，将在后面描述。侧部14的自由端14c与内侧部分11的自由端定义了在对着第一侧部13的一侧横向打开凹腔15的孔16。第二侧部14的自由端部14c与内侧部分11保持距离以确定孔16的界限。孔16的长度小于滚轮3的长度。每个间隔架的内侧部分11还包括平面外表面Ilb和设置在所述外表面上的两个间隔开的导向肋Ilc和lid。导向肋Ilc和Ild相对于外表面Ilb向外突出并在所述外表面上从内侧部分11的纵向边缘向相对的纵向边缘横向延伸。相对的纵向边缘确定外表面Ilb的界限。在公开的实施方式中，导向肋Ilc和Ild都相同，在剖面中具有圆弧形状的轮廓。这里，肋Ilc靠近内侧部分11的自由端，肋Ild靠近连接到第一侧部13的内侧部分11的边缘。在间隔架4进入滚动轴承的安装位置上，内侧部分11的平面外表面Ilb对着内环的导向面6，同时与后者保持距离，导向肋Ilc和Ild可以与所述导向面6接触。由于突出的导向肋Ilc和lld，每个间隔架的内侧部分11和关联的内环导向面6之间的摩擦接触减少。此外，每个导向肋Ilc和Ild与导向面6之间存在线接触。由于这种接触，每个间隔架4和内环I之间具有较少的摩擦。每个间隔架的内侧部分11还包括两个横向导向法兰lie和llf，其每一个分别设置在所述内侧部分的纵向边缘的一个上。每一个导向法兰Ile和Ilf从关联的纵向边缘向外突出。在公开的实施方式中，导向法兰Ile和Ilf都相同，在肋Ilc和Ild之间纵向延伸，且在剖面中具有圆弧形状的轮廓。在间隔架4进入滚动轴承的安装位置上，横向导向法兰Ile轴向对着内环的座圈5，同时另一个横向导向法兰Ilf轴向对着外环的座圈8。如果轴向接触出现在间隔架4和内环或外环之间，由于突出的导向法兰lie和llf，每个间隔架的内侧部分11和座圈5或8之间的摩擦接触将减少。除此之外，每个导向法兰IleUlf与关联的座圈5、8之间的接触是直线。由于这种接触，每个间隔架4与内环I和外环2之间存在更少的摩擦。
因为每个间隔架的内侧部分11和外侧部分12在图示的实施方式中相似，这里仅详细描述了其中的一个，应当理解的是前面用于内侧部分11的标记“a，b，c，d，e和f”也可以用于外侧部分12的相同部件。与间隔架的内侧部分11对于内环的导向面6相似，由于外侧部分突出的导向肋12c和12d，每个间隔架的外部部分12和关联的外环的导向面10之间的摩擦接触减少。此外，每个导向肋12c、12d与导向面10之间存在线接触。每个间隔架的第一侧部13包括平面外表面13b和设置在所述外表面上的两个间隔开的导向肋13c、13d。导向肋13c和13d相对于外表面13b向外突出并在所述外表面上从侧部13的纵向边缘向相对的纵向边缘横向延伸。相对的纵向边缘确定外表面13b的界限。在剖面中肋13c和13d具有圆弧形状的轮廓。在公开的实施方式中，肋13c和13d具有不同的厚度，以便用于不同直径的滚动轴承。具有较小厚度的肋13c靠近连接到内侧部分11的侧部13的边缘。肋13c关于侧部14的自由边缘14c朝着内侧部分11偏移。肋13d靠近连接到外侧部分12的侧部13的边缘。在如图5所示的间隔架4进入滚动轴承的安装位置，由于所述间隔架的凹腔朝着相邻间隔架的侧部13横向打开，一个间隔架4的导向肋13c突出穿过相邻间隔架4的孔
16。所述导向肋13c延伸到孔16并承载安装进所述相邻间隔架4内的下部滚轮3的滚动面3a。一个间隔 架的侧部的导向肋13c和相邻的在周向上由相连的间隔架4保持的下部滚轮3之间存在直接接触。在所述安装位置，每个凹腔15能够减少两个相连的下部滚轮3之间的周向间距。因此设置在内环I和外环2之间的滚轮数量可以增加。这导致滚动轴承更高的载荷容量以及使用寿命的增加。在间隔架4的安装位置，当一个间隔架4的滚轮3绕共同的旋转轴线转动时，与下部滚轮的滚动面3a接触的相邻的间隔架的肋13c作为滚轮的导向装置。每个下部滚轮3在径向上由间隔架4的内侧部分11和关联的上部滚轮保持，在周向上由所述间隔架4的侧部
13、14和相邻间隔架4的导向肋13c保持。每个上部滚轮3在径向上由间隔架的外侧部分12和关联的下部滚轮保持，在周向上由侧部13和14保持。由于突出的导向肋13c，布置到一个间隔架的凹腔内的下部滚轮3和相邻间隔架4的侧部13之间的摩擦接触减少。此外，这些部件之间存在线接触。由于这些接触,摩擦更少。在使用中，轴向布置在内环和外环的座圈5和8之间的每个间隔架4的内侧部分11和外侧部分12可以分别与所述环的导向面6和10接触以引导间隔架和关联的滚轮3，同时所述间隔架的导向肋13c承载放置进相邻间隔架的下部滚轮3。当间隔架的导向肋11c、Ild或12c、12d与关联的环的导向面接触时，两个间隔架4和关联的滚轮3可以绕所述与导向面接触的导向肋中的一个轻微枢转，以便跟随环的座圈5和8的路径。这种旋转也使导向肋13c与相邻的下部滚轮3接触成为可能。间隔架4和关联的滚轮3还可以绕所述导向肋13c枢转。因此，滚轮3沿着环的座圈5和8的滑动被加强，每个间隔架4上的应力级降低。另外，每个间隔架的导向肋llc、lld、12c、12d能够避免滚轮3的强烈偏离或倾斜。在公开的实施例中，只有每个间隔架的下部肋13c与相邻的下部滚轮3的滚动面3a接触，导向肋13d面对与后者保持距离的相邻间隔架的侧部14的外表面14b。在滚动轴承具有大直径且使用同样的滚轮3和间隔架4的情况下，每个间隔架下部肋13c可以与相邻的下部滚轮3接触并且上部肋13d可以与相邻的间隔架4的侧部的外表面14b接触。可选择地，只有每个间隔架的上部肋13d可以与相邻的间隔架4的侧部的外表面接触，下部肋13c可以与相邻的下部滚轮3的滚动面3a保持距离。通过提供由四部分或突出部和在周向上对着侧部13的一侧向外的开口所定义的凹腔15，公开了每个间隔架4的总体结构。从而获得每个间隔架4重量的减轻。每个间隔架4对内环I和外环2的摩擦作用通过肋Ilc-1lf和肋12c-12f的存在而减少。类似的，每个间隔架4对位于相邻间隔架内的滚轮的摩擦作用也通过肋13a和13b的存在而减少。每个间隔架4的肋llc-llf、12c-12f、13c和13d也改善了滚轮3沿着环的座圈5和8的导向。然而，可选择地，可以在每个间隔架上不设置所述肋。虽然本发明的说明以具有双列叠加接触滚轮的滚动轴承为基础，应当理解的是本发明可以被应用于具有多列滚轮的轴承。另外，在说明的实施方式中，滚动轴承适于提供轴向载荷。可选择地，滚动轴承也可以适于径向载荷或同时轴向和径向载荷。另外，内环和/或外环可以在其外周 面包括轮齿，使得可以被连接到驱动齿轮，例如连接到电机的输出轴。
权利要求
1.一种用于滚动轴承的间隔架，所述滚动轴承包括内环、外环和至少两列布置在座圈之间的接触滚轮，所述座圈设置在所述环上，其特征在于，所述间隔架包括彼此相对的第一和第二部分(11，12)，在所述第一和第二部分之间横向延伸并连接所述第一和第二部分的第一侧部(13)，和对着所述第一侧部并从第二部分(12)朝着第一部分(11)延伸的第二侧部(14)，所述第一和第二部分(11，12)与所述侧部(13，14)共同确定凹腔(15)的界限，所述凹腔(15)配置为容纳至少两个叠加的接触滚轮，所述第一和第二部分每个都包括与所述滚轮之一的一个端面接触的接触面(11a，12a)，第二侧部的自由边缘(14c)与第一部分(11)定义了孔(16)以便在对着第一侧部(13)的一侧横向打开凹腔(15)。
2.根据权利要求I所述的间隔架，其中该第二侧部(14)包括内表面(14a)，其形成用于所述滚轮中的一个的至少外部滚动表面的支承面。
3.根据权利要求2所述的间隔架，其中该第二侧部(14)的长度至少等于一个滚轮的长度，以便覆盖所述滚轮。
4.根据前述任一权利要求所述的间隔架，其中在剖面中所述第一和第二部分(11，12)以及所述侧部(13)具有C的总体形状。
5.根据前述任一权利要求所述的间隔架，其中该第一侧部(13)包括具有至少一个向外延伸的肋(13c)的外表面(13b)。
6.根据权利要求5所述的间隔架，其中该肋(13c)关于该第二侧部的自由边缘(14c)朝着该第一部分(11)偏移。
7.根据权利要求5或6所述的间隔架，其中该肋(13c)在该外表面(13b)上横向延伸。
8.根据前述权利要求5-7中任一项所述的间隔架，其中在剖面中该肋(13c)具有圆弧形状的轮廓。
9.根据前述权利要求5-8中任一项所述的间隔架，其中该外表面具有两个间隔开的肋(13c,13d)。
10.根据权利要求9所述的间隔架，其中该肋具有不同的厚度。
11.根据前述任意权利要求所述的间隔架，其中该第一侧部(13)包括内表面(13a)，其形成用于所述滚轮中的每一个的外部滚动表面的支承面。
12.根据前述任意权利要求所述的间隔架，其一部分由金属形成，或由聚合物材料形成。
13.一种滚动轴承，其包括内环(1)，外环(2)，至少两列布置在座圈(5，8)之间的接触滚轮(3)，所述座圈设置在所述环上，和多个根据前述任意权利要求所述的间隔架(4)，所述间隔架周向布置在所述滚轮之间，一个间隔架的凹腔(15)朝着相邻的间隔架的侧部(13)横向打开。
14.根据权利要求13所述的滚动轴承，其中该内环和外环每个都包括与每一个间隔架的第一部分和/或第二部分接触的导向面(6，10)。
15.一种根据权利要求13或14所述的滚动轴承在隧道钻探机械中的应用。
全文摘要
一种适用于滚动轴承的间隔架，所述滚动轴承包括内环、外环和至少两列布置在设置于环上的座圈之间的接触滚轮。所述间隔架包括彼此相对的第一和第二部分(11、12)，在所述第一和第二部分之间横向延伸并连接所述第一和第二部分的第一侧部(13)，和对着所述第一侧部并从第二部分(12)朝着第一部分(11)延伸的第二侧部(14)。所述第一和第二部分(11、12)与所述侧部(13、14)共同确定凹腔(15)的界限，所述凹腔(15)配置为容纳至少两个叠加的接触滚轮。第二侧部的自由边缘(14c)与第一部分(11)定义了孔(16)以便在对着第一侧部(13)的一侧横向打开凹腔(15)。
文档编号F16C33/372GK103256307SQ20131015925
公开日2013年8月21日 申请日期2013年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者C·鲍罗恩, J-B·马格尼, P·奥维泽 申请人:Skf公司