球面滚子轴承的制作方法

总体来说，本发明涉及一种具有改进性能的球面滚子轴承。

背景技术：

球面滚子轴承被设计成可承受较大的径向和轴向载荷。在结构上，它们通常具有外环、内环并且在它们之间具有两排相对布置的滚动元件，这些滚动元件由导向环(也称为定心环或间隔件)分开并与之相互作用，以便最佳地分布载荷。

包括上述的球面滚子轴承的各种摩擦部件通常暴露于相当大的摩擦，并且最终受到磨损。为了减轻这种暴露的后果，施加润滑剂。由于每种润滑剂具有通常比滚子轴承的寿命更短的有限寿命，所以需要周期性地重新施加润滑剂。这里，术语润滑剂寿命表示润滑剂可靠地起作用的时间段。传统上，通过手动地或通过包装机用合适的润滑剂(比如润滑脂)包装暴露的轴承来进行再润滑。这个过程是相当复杂和耗时的。

因此，本发明的目的在于提供一种不存在与属于现有技术的球面滚子轴承相关的缺点的球面滚子轴承。

技术实现要素：

上述目的通过根据独立权利要求的球面滚子轴承来实现。

因此，球面滚子轴承具有轴向延伸的中心轴线，并且提供具有外座圈的外环、与外环同心布置并具有两个内座圈的内环、与内环和外环同心布置的导向环，其中导向环具有面向外环的外基部表面、面向内环的内基部表面和在外基部表面与内基部表面之间延伸的两个侧表面，并且其中，两个侧表面之间在轴向方向上的距离从外基部表面向内基部表面减小。球面滚子轴承还在导向环的任一侧上提供一组弧形滚子，使得每组滚子与一个内座圈相关，保持架结构布置成保持两组弧形滚子，其中导向环提供两个圆周导向环部分，内导向环部分靠近内环并且在内基部表面与布置在外基部表面和内基部表面之间的预定点之间沿径向方向延伸，外导向环部分远离内环并且在预定点与外基部表面之间沿径向方向延伸。对应于内导向环部分的两个侧表面中的至少一个的一部分设置有至少一个凹陷和/或至少一个突起，其中每组弧形滚子与内导向环部分间隔开并且与外导向环部分接触。

在下文中，提出了本发明的正面效果和优点。

本发明基于这样的认识，即工作的球面滚子轴承的滚子以相当特别的方式工作。更具体地，对于上述类型的导向环，滚子端部将不接触其面向的导向环的整个侧表面。相反，滚子与内导向环部分间隔开并且与外导向环部分接触。这适用于初始位置中的滚子，当整个轴承静止时，以及对于由于滚子被设置运动而偏离初始位置的滚子来说，即正的或负的滚子偏斜存在。现在并且相反地直觉地，如果在上述类型的导向环中存在滚子偏斜，则偏斜滚子与导向环的侧表面之间的接触表面将总是径向向外即朝向外环移动，如与滚子在其初始位置的接触表面相比。这是真的，不管滚子偏斜的方向如何。因此，内环具有不与滚子接触的近端内导向环部分。通过向对应于内导向环部分的两个侧表面中的至少一个的一部分提供至少一个凹陷和/或至少一个突起，实际表面变得不平坦，并且因此适于保持所施加的润滑剂。有效地，两个侧表面中的至少一个的该部分构成润滑剂储存器。存储的润滑剂通常是润滑脂然后逐渐扩散出储存器并润滑滚子轴承的各个部件。因此，可以在不拆卸组件的情况下执行轴承的再润滑，以便暴露轴承用于随后的包装。这节省了时间并且显著简化了再润滑过程。

上述类型的润滑剂储存器特别是其布置也有助于润滑剂在远端外导向环部分与滚子之间的引入。这里，通过充分润滑该接触表面，导向环上的磨损显著减小。

本发明的不同实施例在从属权利要求和详细描述中公开。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的球面滚子轴承的透视侧视图。

图2a是根据本发明一个实施例的球面滚子轴承的径向剖视图。

图2b是图2a的球面滚子轴承的轴向剖视图。

图3是具有设置在导向环的侧表面上的圆周线的导向环的透视图。

图4a-4c是根据本发明一个实施例的作为球面滚子轴承的一部分的导向环的透视图。特别地，示出了在侧表面的相关部分上实现凹陷的不同方式。图4d是图4c的导向环的轴向剖视图。

当结合附图阅读以下详细描述时，实施例的其他优点和特征将变得显而易见。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。

图1是本发明一个实施例的球面滚子轴承1的透视侧视图。由于其可靠性，球面滚子轴承已经得到广泛的工业应用。它们最适用于以重载和中速为特征的应用，比如风力涡轮机、纸浆和纸张加工设备以及齿轮箱。

可以看出，所示的球面滚子轴承1基本上是圆柱形的。在图1中可以看到外环3、整组弧形滚子17、保持所示组弧形滚子17的保持架结构19和与外环3同心布置的内环7。还可以看到润滑凹槽26和润滑入口28。球面滚子轴承1的这些和其它部件，特别是在图1中不可见的那些，将结合其他附图更详细地示出和讨论。

图2a是根据本发明一个实施例的球面滚子轴承1的径向剖视图。这里，球面滚子轴承1具有垂直于纸面的轴向延伸的中心轴线(a)。如结合图1所述，球面滚子轴承1具有外环3、与外环3同心布置的内环7、布置在内环7与外环3之间且与它们同心的导向环11。轴承1还在导向环的任一侧上提供一组弧形滚子(这些组中仅一个171在图2a中可见)和布置成保持弧形滚子171的保持架结构19。

图2b是图2a的球面滚子轴承1的轴向剖视图。除了已经结合图2a公开的内容之外，外环3提供面向内环7的外座圈5。内环7提供面向外座圈5的两个内座圈91、92。此外，沿周向邻接内圈7的导向环11具有面向外环3的外基部表面13、面向内环7的内基部表面15以及在外基部表面13与内基部表面15之间延伸的两个侧表面141、142，其中两个侧表面141、142之间在轴向方向上的距离从外基部表面15朝向内基部表面13减小。一组弧形滚子171、172位于导向环11的任一侧上，使得每组滚子与一个内座圈91、92相关。滚子171、172处于其初始位置，因此相对于中心轴线(a)以一角度倾斜。滚子171、172可以偏离其初始位置，以便承受施加的载荷。保持架结构19布置成保持滚子171、172。还可以看到前面提到的润滑凹槽26和润滑入口28。此外，导向环11沿周向邻接内环7。

图3是具有连续渐缩的径向横截面的导向环11的透视图并且具有设置在导向环11的侧表面142上的圆周线31。该圆周线31将导向环11的两个圆周导向环部分21a、21b分开。更具体地，导向环11提供内导向环部分21a，其靠近内环(图3中未示出)并且在内基部表面15和预定点p之间沿径向方向延伸，预定点p布置在外基部表面13和内基部表面15之间。在图3中，预定点p布置在圆周线31上。在一个实施例中，预定点p布置在导向环11的外基部表面13和内基部表面15之间的中点处。在另一个实施例中，l是导向环11的内基部表面13和外基部表面15之间的总距离，预定点p位于距离内基部表面等于或大于0.4l且距离内基部表面等于或小于0.6l的位置。通常，包含预定点p的间隔的大小可以根据预期的应用领域的功能而极大地变化。导向环11还提供外导向环部分21b，其远离内环并且在预定点p和外基部表面15之间沿径向方向延伸。一旦球面滚子轴承完全组装并且滚子(在图3中未示出)处于其初始位置时，滚子与内导向环部分21a间隔开并且与外导向环部分21b接触，接触区域由圆周线31限定。如上所述，如果存在滚子偏斜，则偏斜滚子与导向环的侧表面142之间的接触表面将总是径向向外即朝向外基部表面13移动，如与滚子在其初始位置中的接触表面相比。这是真的，不管滚子偏斜的方向如何。

本发明秉承上述认识。特别地，至少一个凹陷和/或至少一个突起(在图3中未示出，但结合图4a-4d进行彻底地讨论)可以设置在对应于内导向环部分21a的两个侧表面142(侧表面141在图3中不可见)中的至少一个的部分162中。由于其不平坦的表面，部分162然后有效地变成润滑剂储存器。存储的润滑剂通常是润滑脂可以逐渐地从储存器中扩散出来，以便润滑滚子轴承的部件。由此实现简单且时间有效的再润滑过程。为了进一步改善润滑剂保持效果，部分162还可以具有纹理化表面以便吸引润滑剂。

这里，根据上述的润滑剂储存器的存在可以省去润滑凹槽和润滑入口的使用(结合图1和2讨论)。

上述类型的润滑剂储存器特别是其位置也有利于润滑剂在远端外导向环部分21b与滚子(在图3中未示出)之间引入。这里，通过充分润滑该接触表面，导向环11上的磨损显著减小。

图4a-4c是作为根据本发明一个实施例的球面滚子轴承的一部分的导向环11的透视图，而图4d是图4c的导向环的轴向剖视图。

如可以看到，凹陷42可以以不同的方式实现。因此，图4a示出了导向环11，其中部分161(部分162在图4a-4c中不可见)设置有具有半球形形状的周向延伸的凹陷43阵列。在导向环11的一段的放大图像中可以清楚地看到凹陷43。在紧密相关的实施例(未示出)中，部分161可以设置有具有半球形形状的周向延伸的突起阵列。还可以想到将半球形凹陷和突起组合在单个导向环上。上述实施例中的任何一个将特别适于成本有效地制造烧结导向环。在另一实施例(未示出)中，该部分可以设置有周向延伸的盲孔阵列。图4b中所示的导向环11具有部分162，其设置有多个径向延伸的滚花45。在导向环11的一段的放大图像中可以清楚地看到滚花45。这种类型的导向环可以使用烧结制造。可替代地，滚花45可以在后操作中制成，例如使用压制/冲压或研磨。图4c示出了导向环11，其中部分161设置有多个闭环凹槽47。这些在图4d中清楚可见，图4d是图4c的导向环11的轴向剖视图。有利地，包含这种凹槽的导向环可以通过烧结或车削制造。在密切相关的实施例(未示出)中，部分161可以设置有开环凹槽，即凹槽具有螺旋形状。

总体来说，所有示出的导向环设计可以使用标准生产过程比如烧结、车削、压制或铣削来制造。特别地，烧结提供了许多优点，例如过程很简单，因为凹陷/突起是在与环本身相同的工作力矩下制造的，节省了材料。这里，同样可以想到的是，在两个侧表面中的至少一个的相关部分中布置多于一种上述的凹陷/突起。

在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型优选实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的，本发明的范围在所附权利要求中阐述。