轴承组合单元、轴承圈、和包含该轴承组合单元或轴承圈的螺杆式压缩机的制作方法

如本发明所述的示例性实施方式涉及相对于第二部件旋转支撑第一部件的轴承组合单元(bearing assembly)和轴承圈，以及包括此类轴承组合单元或轴承圈的螺杆式压缩机(screw compressor)。

背景技术：

轴承组合单元在各种各样的实施方式中被广泛用于对所有可能的部件进行旋转支撑。在这些应用中有很多都需要进行润滑。

在许多常规轴承组合单元中，以及在螺杆式压缩机中，通过所谓的注油环(oil-injection ring)来分配并调节多个轴承点上的润滑剂供给。为此，包括开口的注油环例如可被设置成在轴向方向上位于两个轴承圈之间，通过包括开口的所述注油环将润滑管路(lubrication line)径向向内导入滚动体的滚道。润滑管路被进一步引导到要被润滑的其它部件——例如密封件、齿轮、螺杆和/或由轴承组合单元所支撑的部件中位于轴承组合单元以外的区域。

在某些情况下，这会导致必须设置很长的润滑管路。在某些情况下，轴承组合单元所需要的、在轴向和/或径向方向上的安装空间也会因此增大。

技术实现要素：

因此，有必要对轴承组合单元(特别是与润滑相关的部分)进行改进。根据本发明所述的轴承组合单元、轴承圈或螺杆式压缩机满足了这一需求。

如本发明所述的示例性实施方式涉及了一种相对于第二部件旋转支撑第一部件的轴承组合单元。为达到该目的，所述轴承组合单元包括至少一个轴承和至少一个另外的部件。此外，所述轴承组合单元包括至少一个润滑剂分支结构(lubricant branch structure)(分支点)，该分支结构(分支点)被设置成用于润滑所述轴承和另外的部件，其中所述润滑剂分支结构至少部分位于所述轴承的轴承圈中。由于所述润滑剂分支结构至少部分位于所述轴承的轴承圈中，因此在一些示例性实施方式中这种构造方式使得缩短润滑管路成为可能。换言之，例如能够通过单条润滑管路来润滑整个轴承组合单元，以及润滑通过例如该轴承组合单元所支撑的另一部件。

所述润滑剂分支结构例如可以是任何以下类型的部件或子组合单元(subassembly)，即被设置成用于在至少两个不同的方向上分配(dispense)润滑介质和/或用于润滑两个不同部件(例如所述部件和所述轴承)或者在这两个不同部件的方向上分配润滑剂的部件或子组合单元。为此，润滑剂的体积流量(volume flow)可以被分成相同大小的或者甚至是不同大小的体积流量。所述润滑剂分支结构有可能包括轴承圈中的至少一个孔，该孔被设置成与轴承圈的旋转轴同心和/或具有小于轴承圈内孔的直径。在轴承圈内和/或在被设置成与轴承圈材料连接(material contact)的分配件(distribution piece)内，还可以提供用于将润滑介质引导至除轴承以外的其它部件的另外的润滑开口。

在一些示例性实施方式中，分配件被设置用于使用润滑介质来润滑至少一个轴承和一另外的部件。轴承的至少一个轴承圈包含有至少一个润滑开口。该润滑开口例如被设置为与所述轴承圈的旋转轴不同心和/或与所述轴承圈的旋转轴成一定角度。润滑介质可以通过润滑开口经由分配件进入轴承。

所述另外的部件可以是任何以下部件，例如第一部件或者第一部件上(在轴向和/或径向方向上位于轴承组合单元以外或在轴承组合单元的轴承以外)的区域。额外地或可供选择地，另外的部件例如也可以是(例如螺杆式压缩机的)螺杆、齿轮、密封件、保持架引导面和/或轴承中一个的内圈。所述另外的部件可以是正好一个部件和/或也可以是多个部件的组合。例如，如果两个部件被设置成是彼此同心的，第一部件围绕其旋转轴旋转并且第二部件是固定的，则可能存在这两个部件相对于彼此的旋转支撑。额外地或可供选择地，第二部件也可以进行旋转运动，或者两个部件可以在不同方向上和/或按不同旋转的速率进行旋转运动。

此外，分配件可以被设置为与轴承圈至少部分径向抵靠，例如与轴承的外圈径向抵靠。因此，在一些示例性实施方式中，有可能将分配件设置成与轴承圈中的润滑开口对齐，和/或尽可能地减少轴承组合单元的安装空间和/或润滑管路的长度。

额外地或可供选择地，分配件也可以与轴承圈(例如外圈)轴向抵靠。在一些实施方式中，也能够在轴向方向上根据需要减少安装空间。

额外地或可供选择地，轴承组合单元可以包括第二轴承，其中分配件与第二轴承的外圈至少部分在轴向和/或径向方向上抵靠。因此，在一些示例性实施方式中，在某些情况下(例如在常规轴承组合单元中通常位于所述轴承和第二轴承之间的)垫圈是可以省略的。另外，在一些示例性实施方式中，也有可能通过分配件将润滑介质引入第一和第二轴承中。例如，可以通过外圈的同心孔将润滑介质引入到第二轴承。在某些情况下，第二轴承的外圈和/或内圈可以不需要开润滑开口。例如，润滑开口不是用来插入内圈和滚动体的、外圈的同心孔，而是被设置为偏心的和/或与旋转轴有一定角度的孔。例如，分配件可以完全抵靠轴承圈的轴向延伸部分，和/或完全抵靠轴承圈的径向延伸部分。在某些情况下，分配件也可以仅仅部分抵靠轴承圈的所述端面。

在一些示例性实施方式中，分配件包括至少一个分配孔，润滑介质通过该分配孔被引导至第一轴承和/或其它部件和/或第二轴承。该分配孔例如可以与轴承圈中的润滑开口对齐。在另外一些示例性实施方式中，分配件可以包括至少两个或至少三个分配孔，或者正好是三个分配孔。例如，与润滑开口对齐的分配孔可以直接连接到轴承圈上，也就是说在分配件和轴承圈之间不设置另外的中间构件。

在一些示例性实施方式中，轴承圈中的至少一个包括至少两个或正好两个的润滑开口，其中润滑开口中的至少一个形成在轴向方向的轴承圈端面上。在某些情况下，所述端面也可以只有一个轴向部件。在一些示例性实施方式中，(例如被设置成在轴向方向上抵靠包括润滑开口的轴承的)其它部件和/或其它轴承也可以通过分配件和形成在轴向端面上的润滑开口来进行润滑。在该示例性实施方式中，润滑剂分支结构有可能被完全设置在轴承圈中，并且分配件可以被省略。作为一种选择，该示例性实施方式也可以包括分配件。例如，分配件可以用作轴承圈中的润滑开口的供给管路(supply line)。

在一些实施方式中，轴承圈可以包括至少三个或者正好三个润滑开口，其中这些润滑开口中的两个分别形成在轴承圈的、彼此轴向相对的端面上。因此，润滑开口可以例如从轴承圈径向向外的表面延伸直达一个在轴向方向上的端面。在某些情况下，润滑开口可以被设置为不互相交叉，或者也可设置为相交(intersecting)。在该示例性实施方式中，润滑剂分支结构有可能被设置在轴承圈中，并且分配件可以被省略。作为一种选择，该实施方式中也可以包括分配件。例如，分配件可以用作轴承圈中的润滑开口的供给管路。

在一些示例性实施方式中，所有润滑开口都可以位于同一个高度，即在圆周方向上的同一个角度上。作为一种选择，至少两个润滑开口也可以被设置为在圆周方向上相对彼此有偏移，也就是说例如彼此间隔一定角度。润滑开口例如可以是具有所有可能的横截面形状(例如圆形)的孔。相比于轴承外圈的外径，润滑开口的直径小至该轴承外圈的外径的1/5、1/10、1/100、1/200、1/500。作为一种选择，第三润滑开口可以通向轴承圈的滚道。第三润滑开口例如可以设置为在轴向方向上位于第一润滑开口和第二润滑开口之间。

额外地或可供选择地，分配件的分配孔之一可以与润滑开口中的至少一个对齐。在某些情况下，分配孔也可以径向向内加宽，从而使其可以把润滑介质导入所有三个润滑开口。分配件例如可以只包括单个的分配孔。

额外地或可供选择地，在一些示例性实施方式中，润滑开口被设置为垂直于轴承组合单元的旋转轴。在某些情况下，润滑开口也可以设置为与旋转轴成至少1°、10°、20°、45°、50°、60°、70°、75°、85°或90°的角度。

在一些示例性实施方式中，可以设置润滑开口，以使得包含润滑开口的轴承通过润滑开口来润滑，而润滑介质可以通过分配件引入。额外地或可供选择地，包括(包含有至少一个润滑开口的)轴承圈的所述轴承可以是球轴承，和/或第二轴承可以是圆柱滚子轴承。在某些情况下，能够因此使轴承组合单元获得非常好的的支撑性能。在另外的示例性实施方式中，两个轴承也可以具有相同的设计，和/或是任何其它类型的轴承——例如圆锥滚子轴承。

额外地或可供选择地，在一些示例性实施方式中，分配件可以包括至少三个分配孔，通过这些分配孔，第一轴承、第二轴承以及另外的部件可以得到润滑，其中两个轴承中的至少一个包括外圈，该外圈包含有润滑开口，润滑介质能够通过该润滑开口进入轴承，而且分配孔中的至少一个与该润滑开口平齐。在一些示例性实施方式中，能够因此使得润滑介质可以通过分配孔，经轴承圈上的润滑开口，导入到第一轴承，而且润滑介质可以通过分配件上另外的分配孔引入到其它部件，以及引入到第二轴承。在一些示例性实施方式中，引入到另外的部件和第二轴承的润滑介质并不流经轴承圈，而是从分配件或其分配孔溢出到周边环境中，而不需要进一步辅助或引导就可流到第二轴承或该第二轴承内部，以及流到另外的部件。

如本发明所述的示例性实施方式还涉及一种轴承的轴承圈，用于相对于第二部件旋转支撑第一部件。该轴承圈包括至少两个润滑开口，其中第一润滑开口形成在轴承圈的第一轴向端面上。在一些实施方式中，轴承圈也可以用于除轴承以外的部件。

例如，润滑开口可以将轴承圈径向向外的表面与轴承圈的轴向端面连接。额外地或可供选择地，轴承圈还可以包含有形成在(与第一轴向端面在轴向方向上相对的)第二轴向端面上的另外的润滑开口。在一些示例性实施方式中，轴承圈中的所有润滑开口或者至少两个润滑开口可以位于在圆周方向上的同一高度处。在一些示例性实施方式中，润滑剂的连通可以在正好一个点上实现。额外地或可供选择地，至少两个润滑开口可以在圆周方向上以至少1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°最高到15°的角度间隔开。

如本发明所述的示例性实施方式还涉及一种螺杆式压缩机，包括前述示例性实施方式中任一项所述的轴承组合单元，或者前述示例性实施方式中任一项所述的轴承圈，其中第一部件和/或另外的部件是螺杆式压缩机的转子。在一些示例性实施方式中，这有可能使得润滑剂供给能够更好地集中在轴承组合单元中。换言之，有可能通过把分配环整合到轴承圈中来实现润滑剂的分配。

在上述说明、所附权利要求书和附图中公开的示例性实施方式和它们各自的特征，对于单独地和组合地实现以各种不同方式设计的示例性实施方式而言，都是有意义的和可实现的。

附图说明

因此在附图中，以图解方式显示了以下视图：

图1显示了常规轴承组合单元的横截面示意图。

图2显示了如本发明示例性实施方式所述的轴承组合单元的横截面示意图。

图3显示了如本发明示例性实施方式所述的轴承圈的横截面示意图。

图4显示了如本发明另外的示意性实施方式所述的轴承组合单元的横截面示意图。

参考标记列表

1 轴承组合单元

2 第一部件

3 球面滚子轴承

4 圆柱滚子轴承

5 润滑管路

6 润滑环

7 开口

8 螺杆

9 另外的润滑管路

10 轴承组合单元

11 第一部件

13 轴承

14 分配件

15 另外的部件

16 轴承圈

17 润滑开口

18 孔

19 径向向外的表面

20 径向向内的表面

21 第一臂

23 分配孔

24 分配孔

25 分配孔

26 径向向外的表面

27 径向向内的表面

28 分配件的端面

29 分配件的端面

30 第二臂

31 第二轴承

32 第二轴承外圈的孔

34 外圈

35 内圈

36 润滑管路

38 轴向端面

45 凹槽

46 轴承圈

47 润滑开口

48 润滑开口

49 轴向端侧

50 轴承组合单元

53 润滑开口

54 润滑开口

55 润滑开口

56 轴承圈

59 端面

M 旋转轴

α 润滑开口角

具体实施方式

在以下对附图的说明中，相同的数字代表相同的或相当的部件。此外，在一个示例性实施方式或图示中多次出现的部件和对象使用了统一的参考编号，但是要根据一个或多个共同特征统一进行描述。使用相同的或统一的参考编号描述的部件或对象能以相同的方式实现，但作为一种选择只要说明书中没有明确或隐含地指出所述部件或对象是相同的，则单个特征、多个特征或者所有特征(例如它们的尺寸)可以是不同的。

图1显示了常规轴承组合单元1的横截面示意图。在该轴承组合单元1中，螺杆式压缩机中的螺杆——作为第一部件2——相对于(未显示的)外壳得到旋转支撑。为此，设置了球面滚子轴承3和圆柱滚子轴承4。为了润滑轴承组合单元1，润滑管路5被引导通过润滑环6或润滑管路5中(在轴向上位于两个轴承3和轴承4之间)的开口7。螺纹或螺杆(screw)的齿轮8通过另外的润滑管路9来润滑。因此，可通过长的润滑管路为多个润滑点供给润滑剂。

图2显示了如本发明的示例性实施方式所述的轴承组合单元10的横截面示意图。为相对于(未显示的)第二部件旋转支撑第一部件11，轴承组合单元10包括至少一个轴承13和分配件(distributor piece)14。该分配件14被设置用于使用未显示的润滑介质来润滑至少一个轴承13和一另外的部件15。轴承13中的至少一个轴承圈16包含有至少一个(用虚线表示的)润滑开口17。通过润滑开口17，润滑介质可以经由分配件14进入轴承13。因此，润滑剂分支结构包括分配件14，并包括轴承圈16或设置在该部件中的润滑开口。

在图2所示的示例性实施方式中，第一部件11是螺杆式压缩机的螺杆。在这里，螺杆(作为另外的部件15)在轴向方向上位于轴承13所在的区域以外。在未显示的另外的示例性实施方式中，第一部件也可以是转轴或任何其它部件，例如密封件、齿轮和/或另一个轴承，或者是轴承13的内圈，或者是外圈包含有润滑开口的轴承的内圈。

在图2所示的示例性实施方式中，轴承13是一个包含有分裂式内圈(split inner ring)的圆锥滚子轴承。在未显示的另外的示例性实施方式中，该轴承还可以包含连续的内圈和/或其它形状的滚动体。润滑介质可以是任何介质或液体，例如润滑剂、润滑油、润滑脂、水和/或另一种液体混合物。

润滑开口17从轴承外圈16径向向外的表面19延伸到轴承外圈16径向向内的表面20。因此，润滑开口是贯穿该轴承外圈16的孔。因此，润滑介质由分配件直接导入到轴承外圈16的(位于表面20的)滚道上。润滑开口17被设置为与轴承外圈16的孔18或旋转轴M不同心并且成一定角度。润滑开口17也位于孔18以外，并且具有比孔18小的直径。

分配件14的横截面呈有转角的形状(angular shape)，并且以第一臂21紧邻轴承外圈16径向向外的表面19。分配件14的第二臂30在轴向方向上紧邻轴承外圈16的一端面，所述端面在轴向方向上与第二臂30相对。分配件14包括三个分配孔23、24和25。在这里，分配孔24被设置成与润滑开口17对齐。分配孔24从分配件14径向向外的表面26延伸到分配件14径向向内的表面27。在这里，分配孔24被设置为与旋转轴M成一定角度，其中该角度大于45°且小于100°。在未显示的另外一些示例性实施方式中，分配孔24也可被设置为垂直于旋转轴M。

分配孔23从径向向外的表面26延伸到分配件14的轴向端面28。分配孔23被配置用来将润滑介质输送到另外的部件15。在这里，在另外的部件15和分配件14之间没有提供另外的导向构件(directing element)或类似构件。在未显示的另外一些示例性实施方式中，也可以提供此类另外的导向构件。以类似的方式，分配件14直接紧靠在外圈16上。而没有提供另外的中间构件。

分配孔25从径向向外的表面26延伸到第二臂30径向向内的表面29。因此，分配孔25被设置用于引导润滑介质在第二轴承31内部横向流动。在这里，第一轴承13(其包括了包含有润滑开口17的轴承外圈16)在轴向方向上位于第二轴承31和另外的部件15之间。在这里，润滑介质并不经由位于轴承圈中的一个以内的润滑开口引入，而是通过在第二轴承31的外圈34和内圈35之间的、外圈34的同心孔32引入。在图2所示的示例性实施方式中，第二轴承是圆柱滚子轴承。

在未显示的另外一些示例性实施方式中，第二轴承也可以是任何其它轴承，例如圆锥滚子轴承或球面滚子轴承。在未显示的另外一些示例性实施方式中，也可以省略第二个轴承31。此外，在一些示例性实施方式中，润滑开口23和/或润滑开口24的中一个可以省略。在一些示例性实施方式中，分配件可包含正好一个分配孔，该分配孔被设置成用来将该润滑介质引入轴承圈的润滑开口中。作为一种选择，分配孔可以被设置用于在分配件的表面(该表面在轴向上定向)处将润滑介质分配到另外的轴承上或者另一个部件上。

在图2显示的示例性实施方式中，分配孔23、24和25被设置为使得它们在分配件14径向向外的表面26上的一个公共点(common point)处对齐，因此润滑管路36可以被引导到一连接点。分配孔23到25(和润滑开口17一样)也设置在圆周方向上的等高位置。在未显示的另外一些示例性实施方式中，分配孔23到25也可以设置在圆周方向上的0.1°到10°的角度范围内。在未显示的另外一些示例性实施方式中，分配孔在分配件径向向外的表面上在轴向方向上彼此有间隔地排列。

分配件14通过未显示的螺杆连接件连接到外壳12或第二部件上。第二部件12例如可以是外壳和/或类似部件。

图3显示的是未显示的、如本发明的示例性实施方式所述的轴承的轴承圈46的横截面示意图。在这里，轴承圈46是外圈。与图2中的轴承圈16相同或相似的部件仍沿用与图2中的示例性实施方式相同的参考标记来指代。

轴承圈46包括两个润滑开口47和48。润滑开口47从径向向外的表面19通向轴向端侧49。润滑开口48从径向向外的表面19通向径向向内的表面20。在这里，润滑开口47被设置成使得其位于径向向内定向的表面20的滚道以外。润滑开口48直接通向滚道，并且在轴向方向M上关于滚道对称或者位于滚道中央。在未显示的另外一些实施方式中，润滑开口也可以设置为与滚道不对称。

半圆形凹槽45位于径向向外的表面19上，既在润滑开口47区域中，也在润滑开口48区域中。在一些示例性实施方式中，可由此便于将润滑介质引入润滑开口47和48。在未显示的另外一些实施方式中，半圆形凹槽还可以有另一种形状和/或被省略。轴承圈46是球轴承的轴承圈。在未显示的另外一些实施方式中，轴承圈46也可以是任何其它轴承(例如圆锥滚子轴承、单排轴承和/或多排轴承)的轴承圈。

轴承圈46例如可以与一个相应的未显示的分配件组合使用。该分配件例如可以包含至少一个分配孔，润滑介质通过该分配孔被引入到润滑开口中。例如，分配件本身可以包含分配孔，以便例如将润滑介质引入到第二轴承中。在某些条件下，润滑介质也可以完全通过轴承圈46分配，而不通过分配件。在一些示例性实施方式中，润滑介质可以仅仅通过未显示的分配件导入到轴承圈的润滑开口47和48中。

图4显示了如本发明的示例性实施方式所述的轴承组合单元50的横截面示意图。轴承组合单元50基本上类似于图2中的轴承组合单元10，而它们之间的区别在于，轴承圈56包括完整的润滑剂的分支结构。轴承圈56是第一轴承13的外圈。与图2的示例性实施方式中相同和/或相似的部件，仍沿用与图2的示例性实施方式中相同的参考标记来指代。

与图2中的示例性实施方式不同的是，润滑介质并非是通过分配件的分配孔被分配给另外的部件15和第二轴承31的。这里并未使用分配件。相反，润滑介质是通过润滑管路36在一定的角度范围内直接导入外圈56径向向外的表面，这就构成了所述的润滑剂分支结构。

作为润滑剂分支结构，轴承圈56包含有三个润滑开口53、54和55。与润滑开口24类似，润滑开口54从轴承圈56径向向外的表面19通向轴承圈56径向向内的表面20。第一润滑开口53从轴承圈56径向向外的表面19通向轴承圈56的端面59，所述端面59面向轴向方向。在这里，所述端面59是轴承13的端面，所述端面面向另外的部件15。润滑介质可以经由润滑开口53分配给另外的部件15，或分配给轴承13的轴承内圈。

以类似的方式，第三润滑开口55从轴承圈56径向向外的表面19通向轴承圈56的端面38，所述端面38在轴向方向上背对所述端面59。润滑介质通过润滑开口55导入第二轴承31。在这里，端面38是面向第二轴承31的端面38。润滑开口53至55被设置成，使得这些润滑开口53至55均由位于径向表面19上的一个公共点开始。在未显示的另外一些示例性实施方式中，润滑开口53到55也可以在轴向方向上彼此完全间隔开。在未显示的另外一些示例性实施方式中，润滑开口也可以被设置成使得至少两个或者甚至所有三个润滑开口都从位于径向表面上的一个公共点开始。

换言之，在一些示例性实施方式中，使用了一种新颖的轴承几何形状，其在某些情况下有可能使得润滑剂能够直接到达轴承内的支承点(bearing point)。此外，在一些示例性实施方式中，在某些情况下，可以对紧邻轴承的另外的润滑点——例如毗邻的轴承(例如CRB)、保持架引导面、或者还例如齿轮——进行润滑。此外，在一些示例性实施方式中，传统的轴承组合单元所必需的独立的注油环或独立的供油装置也可以省略。在一些示例性实施方式中，可得到被改进的润滑油供给装置，因为它是直接通过外圈实现的。因此，在一些示例性实施方式中，在某些情况下可以减少搅拌(churning)损失和/或摩擦。

由于这种直接且高指向性的润滑剂供给，在一些示例性实施方式中，润滑点可以被精确优化，并可以有针对性地进行润滑。在一些示例性实施方式中，可以减少轴承或轴承组合单元或支承点，以至整个应用设备(例如螺杆式压缩机)的功率损失和/或摩擦损失。润滑开口和/或分配孔可以通过例如软加工(soft machining)或使用电火花加工(electrical discharge machining)得到。分配件和/或轴承圈可以用例如金属、钢制造。

然而，轴承组合单元或轴承圈不仅可以用于如图所描述的螺杆式压缩机，还可用于其它所有可能的、包含滚动轴承(例如ACBB、CRB、MRB和/或TRB) 的轴承组合单元。应用设备可以是例如转轴支撑件、芯轴支撑件、机床部件、传输设备、交通工具或者类似设备。

在上述说明书、所附权利要求书以及附图中公开的示例性实施方式和它们各自的特征，对于单独地和组合地实现以各种不同方式设计的示例性实施方式而言，都是有意义的和可实现的。

在另外一些示例性实施方式中，在其它示例性实施方式中作为设备特征而公开的特征，也可以作为方法特征来实现。此外，在一些示例性实施方式中作为方法特征实现的特征，也可以根据需要在其它示例性实施方式中作为设备特征来实现。