形式为大型滚动轴承的转动支承机构和风力发电设备的制作方法

文档序号:14781829发布日期:2018-06-27 02:40阅读:137来源:国知局

本实用新型涉及一种形式为大型滚动轴承的转动支承机构。本实用新型还涉及一种风力发电设备。



背景技术:

转动支承机构通常形成了在旋转的机器部分或设备部分与基座、机架或其它的固定不动的机器部分或设备部分之间的过渡。转动支承机构为了这个目的具有两个环形的联接元件,这两个环形元件中的一个联接在旋转的部分上,另一个则联接在固定不动的支座上。

在此流行甚广的是所谓的滚动轴承,在滚动轴承中,滚动体,例如球形、桶形、滚子形或圆锥滚子形的滚动体在两个环形的联接元件之间的间隙中在彼此面对的滚道之间滚动。这些滚动体致力于,以最小的阻力对抗在两个联接元件之间的相对运动,反之则以最大的阻力对抗各种其它的相对运动。

可以按以下方式来最小化这种滚动体的磨损,即,间隙区域配设有润滑剂或用润滑剂填充,特别是润滑脂或润滑油。为了将这种润滑剂保持在间隙区域中且同时阻止污物颗粒侵入,间隙在两个口上都被密封。

大多使用由易弯曲的和/或弹性的材料制的环作为在两个联接元件之间的密封器件。这个环的造型部具有不锋利的锚固区域,锚固区域被锚固在两个联接元件的其中一个上,还具有逐渐变细的区域,该区域通入狭窄的密封唇,密封唇在相应另一个联接元件的区域中贴靠在或碰撞在止推面上。

正好在止推面和在该止推面上沿着运行的密封唇之间的这个接触区域中存在润滑剂的漏损加剧的风险,这是因为这个区域仅由于易弯曲的和/或弹性的密封材料的弹性的或复位的特性被封闭。若密封材料疲劳或者在一个部位上承受的磨损加剧,那么漏损效应连续升高。

因此已经转向通过沿着密封间隙在径向环绕地布置张紧用金属线来提高密封器件的按压力。在环形闭合的张紧用金属线内部的净直径可以通过沿环绕方向的张紧力变小,因此可以实现径向向内取向的按压力。用这种措施可以将密封器件的具有密封唇的区域径向向内压靠到径向在内的联接元件上的止推面。

在大型技术设备中大多使用大型滚动轴承,它们与普通的滚动轴承的区别在于,与相关的、旋转的或固定不动的机器部分或设备部分等的接触,不是通过相关的联接元件的拱曲的周侧面完成的,而是通过同一联接元件的平坦的端侧面,结合螺钉、螺栓或类似物等完成的,螺钉、螺栓或类似物伸入或伸过在相关的联接元件中的环形分布的钻孔作用,以便将联接端侧面牢牢地以及摩擦锁合地压向联接结构。

但在此要考虑的是,随着滚动轴承的直径渐增,间隙的拱曲沿其圆周方向减小或联接元件的曲率半径在间隙的区域中渐增。但间隙的走向越是笔直,那么径向向内取向的按压力就越小,以及因此这种张紧用金属线的支持密封的效果在大型滚动轴承中相对较小。还要补充的是,相应长度的张紧用金属线随着张力渐增而变形以及因此不能被任意地强烈张紧。

另一个观点在于,在多种应用中,旋转的部分被支承在固定不动的在外的部分内。如果在此密封装置与向内取向的密封唇一起被锚固在径向在外的联接元件上,那么密封装置在空间中的取向没有变化,因为它被锚固在固定不动的部分上。

由于磨损,支承机构的空隙可能随时间变大,其中,在外部的影响因素,例如重力的影响下,在固定不动的和旋转的联接元件之间出现了(尽管一开始仅很轻微)持久的沿径向的相对移动,其中,各被支承的部分占据其尽可能深的位置。因此间隙宽度在间隙圆周的特定的部位上可能发生变化。例如一根带有水平的纵向延伸部的经转动支承的重型的轴在其重量下尽可能远地向下运动。间隙宽度于是在间隙的最深的部位上减小以及在间隙的最上面的部位上变大。

如果现在密封部分被锚固在在外的、大多固定不动的联接元件上,那么该密封部分并不环绕,而是始终保持不变,且它的在间隙的最深的部位上的区段永久地承受径向的镦压以及因此承受的磨损加大,而它的在间隙的上方的区域中的区段则必须永久地密封变大的间隙宽度。两种效果都导致了密封效果变糟。

此外,这个问题尤其在风力发电设备的主轴承中出现,主轴承支承与风轮的轮毂连接或联结的转子轴。因为转子轴被布置在机器壳体的机架内,所以转子轴与内置的联接元件连接,而外置的联接元件则被锚固在机器室上以及因此它的垂直取向从未变化。

因此在风力发电设备的主轴承的情形下以及在一些其它的情形下,值得期望的是,能够将密封器件锚固在在内的旋转的联接元件上,因此密封器件持续地旋转且它的密封唇不是承受纯粹静态的负荷,而是承受动态变化的负荷,该负荷导致了在环形的密封器件的整个圆周上的更为均匀的以及局部任何地方都更小的磨损。但在这种情形下,张紧用金属线没能完美地改善密封效果。



技术实现要素:

由所说明的现有技术的缺陷得出了推动本实用新型的问题,即,按如下方式来扩展设计这种类属的形式为大型滚动轴承的转动支承机构,即,借助张紧元件提高在密封唇和止推面之间的按压力,而与密封器件是被锚固在径向在内的还是径向在外的联接元件上且它的密封唇是在径向在外的还是径向在内的联接元件上碰撞无关。

这个问题的解决方案通过本实用新型的形式为大型滚动轴承的转动支承机构达到,所述转动支承机构带有至少两个环形的联接元件,用于联接各固定不动的或旋转的机器部分或设备部分,其中,与相关的、固定不动的或旋转的机器部分或设备部分的接触不通过相关的联接元件的拱曲的周侧面完成,而是通过同一联接元件的平坦的端侧面结合螺钉或螺栓完成,所述螺钉或螺栓伸入或伸过在相关的联接元件中的环形分布的钻孔,以便将联接端侧面固定地以及摩擦锁合地压向联接结构,其中,所述联接元件能相对彼此围绕一条共同的轴承转动轴线转动,所述轴承转动轴线垂直地贯穿每一个环形的联接元件的基面,所述转动支承机构还带有在两个联接元件之间的轴承间隙,所述轴承间隙在至少一个环形的口上用密封器件环形地密封,其中,密封器件具有至少一个在轴承间隙的口上沿着延伸的由软材料制成的密封造型部,所述密封造型部带有至少一个沿着所述密封造型部的纵向方向延伸的、由两个彼此对置的槽侧翼和一个槽底限定边界的槽形的凹痕,所述凹痕的深度延伸大致平行于轴承转动轴线取向,两个槽侧翼形成了密封造型部的造型部横截面的两条臂的内侧,它们在槽底的区域中相互连接,且其中一条臂用于将密封造型部锚固在环形的联接元件上,而另一条臂则在其外侧上具有用于和另一个联接元件贴靠的密封唇,其中,将弹簧元件插入槽形的凹痕,弹簧元件至少局部贴靠在彼此对置的槽侧翼上且致力于将这些槽侧翼通过其固有的弹簧力彼此压开且密封造型部的两条臂因此在两个联接元件的间隙内彼此张开,因而密封唇得到了对其止推面上的更高的按压力。

本实用新型因此取消了沿张紧用金属线的纵向方向延伸的伴随有上述缺陷的拉紧力,且用张开作用代替了这个拉紧力,张开作用与相对轴承主轴线的径向方向无关。更确切地说,环形延伸的锚固区段和同样环形延伸的密封唇始终被彼此张开,与密封唇是在径向处在锚固区段内还是反过来在径向处在锚固区段外无关。锚固区段通过这个张开力被始终压向两个联接元件的其中一个以及密封唇被压向相应另一个联接元件。此外,这种张开作用充其量与间隙宽度相关,但与间隙的圆周无关,因而在密封唇和止推面之间的按压作用不会随着轴承的尺寸渐增而减小。独创的密封原理因此特别适用于在大型滚动轴承中改善密封效果。

特别的优势可以通过如下方式实现,即,在每一个联接元件上,在联接元件的平坦的端侧面中,分别围绕轴承转动轴线环形分布地设置有多个带内螺纹的盲孔用于旋入各一个螺钉,并且/或者在相关的联接元件的两个彼此对置的端侧面之间设置有贯通的钻孔用于穿插过螺栓或螺钉。利用这种连接技术也可以可靠地传递非常大的轴向力和径向力以及倾斜力矩,而不会存在联接结构的局部过载的危险。

本实用新型的改进方案允许了将多个滚动体列安置在轴承间隙之内,通过该改进方案,使得联接元件的面朝轴承间隙的表面配设有环形延伸的凸缘,而在另一联接元件的面朝轴承间隙的表面中设置有环形延伸的、槽形的凹部,环形延伸的凸缘可以啮合到该凹部中。

配设有环形延伸的凹部的那一个联接元件应该被划分成两个沿着轴承转动轴线的方向相叠的环。这两个环在装配转动支承机构时围绕另一联接元件上的环形延伸的凸缘地放置,并且在之后才例如借助螺钉相互连接为已完成的联接元件。

凸缘的两个侧翼和自由的端侧面也如槽形的凹部的两个侧翼和底部一样分别可以用作用于各一列在滚道上沿着滚道滚动的滚动体的滚道。由此,不同的滚动体列可以被设置成用于轴向的压力、轴向的拉力和径向力,并且针对相应的力分量优化。

根据本实用新型的转动支承机构以特别的方式适用于的是,作为主轴承装入在具有围绕大致水平的轴线旋转的风轮的风力发电设备中,为了支承承载着风轮的轮毂的转子轴,其中,一个联接元件与风力发电设备的转子轴抗相对转动地连接,而另一联接元件与风力发电设备的机器壳体的机架抗相对转动地连接。

本实用新型允许将轴承间隙完全或局部地用形式为润滑脂或润滑油的润滑剂填充,润滑剂通过根据本实用新型的密封元件长时间地防止泄漏。

特别的优势由如下得到,即,由软材料构成的密封造型部以如下方式完全搭接两个联接元件之间的轴承间隙,即,密封造型部的用于锚固的臂直接贴靠在其中一个环形的联接元件上,而密封造型部的另一臂的外侧上的密封唇直接贴靠在另一环形的联接元件上。由于其软的材料特性,使得根据本实用新型的密封造型部可以紧贴到两个联接元件上,并且因此同时相对这两个密封。不保留相对另一密封元件的间隙或其他的过渡部,在那里可能发生泄漏。根据本实用新型的密封造型部的两个臂的不同的横截面设计仅由如下情况导致,即,密封造型部不可转动地固定在一个环形的联接元件上,然而根据两个联接元件之间的相对转速在另一联接元件上碰撞。锚固臂相对其联接元件表现为大的贴靠面,也就是说引起摩擦锁合的固定,而密封唇相对另一联接元件仅构造出非常小的、几乎线形的接触面,该接触面几乎不造成摩擦,并且因此能够实现平稳的扫过。

本实用新型推荐的是,用于锚固的臂以其背离承载密封唇的臂的外侧直接贴靠在相关的联接元件的面朝轴承间隙的、拱曲的表面区域上。如在上面已经实施的那样,软的密封造型部的这种接触是刚好也在锚固臂的区域中的密封的最好形式。

本实用新型提供如下优点,即,例如当在一个应用情况下,轴或内部的联接元件没有旋转,而是壳体或外部的联接元件旋转时,用于锚固的臂可以直接贴靠在内部的联接元件上,以便满足特别的密封要求。由于进一步在下面将说明的压紧弹簧,密封唇也可以径向地被向外被挤压。

此外在本实用新型的范围内,密封造型部以如下方式装入,即,用于锚固的臂与承载密封唇的臂之间的槽形的凹痕面朝轴承间隙。因此,在那里被设置成用于使两个臂张开的,例如金属的弹簧元件在轴承间隙内部可以良好地免受外部的影响地,例如免受腐蚀性的或其他方式的化学侵蚀的气候的影响地安置。

密封造型部于是以如下方式装入,即,用于锚固的臂和承载密封唇的臂沿密封造型部的移入方向延伸。该措施在借助现代工具的情况下是没有问题的,有益于更高的使用寿命,这是因为根据本实用新型的密封器件的所有敏感的部分都没有承受外部污染;相反地存在给润滑剂添加一种养护剂的可能性,其维持住了密封器件或其弹簧元件的性能。

根据本实用新型此外规定,密封造型部的用于锚固的臂不具有由另外的材料构成的作承载的元件,而是彻底地由密封造型部的软材料填满。恰恰是在大型滚动轴承中,联接元件承受特别的机械负载,并且在外部负载的情况下也有相对彼此变形的倾向,由此,间隙宽度可能会发生短暂改变,尤其是也可能会发生变大,至少是局部发生。与通过由另外的、也许也更硬的材料构成的作承载的元件在其可变形性中受到限制的密封器件相比,完全由软材料构成的密封造型部可以好得多地相应于这种变形。

另外,密封造型部的用于锚固的臂应该也不与由另外的材料构成的外部的、作承载的元件发生接触,而是仅与相关的联接元件接触。由此,可以在该区域中将泄漏危险降低到最低程度。

为了紧固住密封造型部,密封造型部的用于锚固的臂可以被置入在环形延伸的槽中,或者在轴承间隙的沟中。在此,这种紧固还具有也在锚固臂的区域中的最佳的密封的附加的额外作用。

如果密封造型部的用于锚固的臂被置入在轴承间隙的沟中,那么该臂可以在其中通过遮盖部遮盖,并且由该遮盖部在由此收窄成槽形的沟中固定。因此不会使根据本实用新型的密封造型部发生不期望的移动或甚至是松开。

在此使用的遮盖部可以由唯一的、环形的部分构成,或者由多个的、分别呈环形部段状的部分组装成。后种实施方式在此易于在装入状态下的维护,从而使得接近密封部成为可能,而不必拆卸转动支承机构。

本实用新型可以作如下改进,即,密封造型部的区域中的轴承间隙和/或轴承间隙的用于在与密封造型部的用于锚固的臂接触的表面区域中容纳密封造型部的沟具有柱体周侧形的或空心柱体形的造型。换言之,相关的接触面沿柱体周侧面延伸。这易于对根据本实用新型的密封造型部的装入和拆卸。

恰恰是在大型滚动轴承中,密封造型部的用于锚固的臂与相关的联接元件之间的接触面可以具有500mm或更大的曲率半径的数值,或者具有600mm或更大的曲率半径,或者甚至具有800mm或更大的曲率半径,或者具有1000mm或更大的曲率半径。在此,由于特别的设计方案,根据本实用新型的弹簧元件的压紧力在密封唇的区域中一方面由于锚固臂上的支座在那里也不依赖于曲率半径地总是保持近似恒定,也就是说,即使当转动支承机构还具有更大的半径时,这种密封造型部的压紧力依然没有下降。

在密封造型部的用于锚固的臂与相关的联接元件之间的接触面的区域中,相关的联接元件可以具有凸状的拱曲部。这尤其是在径向在内的联接元件中是这样的情况,径向在内的联接元件的凸状的外周侧面面朝轴承间隙,并且因此形成用于根据本实用新型的密封造型部的内支座。

被证实有利的是,槽形的凹痕的槽底优选在整个槽宽度上凹状拱曲。因此可以在槽底的区域中完全避免内棱边,以及因此一方面避免了推动材料疲劳的缺口作用,另一方面则可以使弹簧元件比起尖锐的内棱边更好地适应持久的凹状的拱曲部。

槽形的凹痕的宽度可以从槽底至槽口优选连续地提高。这种措施可以有利于弹簧元件到槽形的凹痕的插入。

通过密封器件的承载密封唇的臂与用于锚固的臂朝着槽口特别是沿着圆锥周侧面的分离,可以达到槽的这种朝着其槽口区域的拓宽。密封唇因此处在相关的臂的最大暴露的位置上。

密封器件的承载密封唇的臂和/或密封器件的用于锚固的臂优选具有在槽底和槽口之间的中央的区段,该中央的区段具有大致不变的厚度。因此臂获得了规定的弯曲特性。

处于本实用新型的框架内的是,密封器件的承载密封唇的臂要比用于锚固的臂更薄。因此承载密封唇的臂明显要比锚固区段更为柔韧,因此产生了提高的压紧力。

有利的是,密封器件的承载密封唇的臂要短于用于锚固的臂。以这种方式在容纳密封器件的空腔内确保了,密封器件在必要时必需的弯曲运动中享受足够的运动自由度。

本实用新型推荐,密封器件在槽底的区域中具有背离槽口的平坦的外侧。由于这种平坦的外侧,密封器件可以在沟中借助遮盖装置被牢牢地夹紧。

存在这样的可能性,即,用于锚固的臂具有大致矩形或正方形的横截面,必要时有经倒角和/或经修圆的角,因此这种锚固区段特别是沿着平行于轴承转动轴线的方向可以承受最大的压力。

具有密封唇的臂的面朝槽的内侧可以在槽底和槽口之间的中央的区段中遵循圆锥周侧面。在这种设计方案中,保留了用于承载密封唇的臂的最大的运动余地。

而本实用新型可以如下被扩展设计,即,具有密封唇的臂的背离槽的外侧除了所述密封唇外还具有第二密封唇和/或向外取向的接片,其大致在槽底的高度上成型在相关的臂上且从那里离开穿过轴承间隙朝着对置的联接元件的方向延伸。因此可以实现额外的密封效果。

其它的优势由此得出,即,第二密封唇和/或向外取向的接片朝着密封器件的背离槽口的平坦的外侧倾斜地延伸。例如从轴承间隙内出发取向的过压由此可以将相关的接片牢牢地压靠到另一个联接元件上。

此外,本实用新型的出色之处还在于,在一方面第二密封唇和/或向外指向的接片与密封器件的背离槽口的平坦的外侧之间,有一个锐角的凹痕,该凹痕优选带有60°或更小的张角,特别是带有45°或更小的张角。在那里以自然的方式形成了一个润滑剂兜部。

基于按本实用新型的原理,弹簧元件沿其纵向方向,也就是说沿轴承间隙的圆周方向,不承受或仅承受最小的拉紧力。该原理因此从根本上不同于迄今为止的张紧用金属线,这些张紧用金属线全部沿着轴承间隙的圆周方向承受拉力。

本实用新型的有利的特性基于此,即,弹簧元件与其纵向方向呈横向地承受压紧力。这个原理要普遍得多,这是因为它完全与密封唇是面朝内圈还是外圈无关。

在优选结构的框架内,弹簧元件具有两个彼此对置的圆周区域,这些圆周区域贴靠在各一个槽侧翼上且基于其固有的预紧力按压各槽侧翼。这些圆周区域同样负责使槽侧翼彼此地张开。

而本实用新型可以如下被扩展设计,即,压力大致垂直于两个槽侧翼地导入弹簧元件中。因此尽可能地避免了剪切力。

大致垂直于两个槽侧翼地导入到弹簧元件中的压力优选大致与轴承的转动轴线呈径向地指向。因此密封唇始终被压到其止推面上。

由此获得其它的优势,即,两个彼此对置的槽侧翼的横截面,与轴承的转动轴线夹成了一个比与轴承的基面更小的角度,其中,在槽侧翼上压力被导入到弹簧元件中。槽侧翼在横截面中因此近似平行于止推面,密封唇被压靠到止推面上。

按本实用新型的效果基于此,即,用于将密封唇在其止推面上按压的反力不是通过弹簧元件沿其纵向方向的拉紧力产生的,而是通过在密封器件的用于锚固的臂的区域中导入的压力产生。这个原理尤其也适用于在轴承间隙的区域中周侧面有最小的曲率的大型滚动轴承。

一种结构提供了其它的优势,在该结构中,弹簧元件由金属线形式或线形的元件弯曲而成,优选由金属的元件,特别是由弹簧弹性的材料如弹簧钢或类似物弯曲而成。

而本实用新型按如下方式得到了有利的扩展设计,即,弹簧元件由金属线形式或线形的元件三维弯曲而成。这种三维的弯曲同样允许了弹簧元件在不同的圆周区域中施加沿相反的方向指向的压力。

由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件应当具有一个或优选多个区段,这些区段在一个平面内或一个平面附近延伸,该平面以很小的间距延伸经过轴承轴线和/或相对轴承轴线倾斜很小一个角度。这种几何形状负责使有待在区段内部传递的(反)力在近似径向的平面中的延伸。

另一个结构规定表明,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件具有一个或优选多个区段,这些区段从一个槽侧翼经由槽底延伸直接至另一个槽侧翼。因此获得了在槽形的凹痕的彼此面对的侧面之间的尽可能短的连接,且弹簧元件因此可以用较小的杠杆力产生很大的张开力。

此外,按照本实用新型规定,弹簧元件的一个(多个)从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的区段扁平地贴靠在各槽侧翼上以及优选也贴靠在槽底上。通过最大的接触,对抗弯曲弹性的密封器件的局部的按压力被最小化且因此预期不会发生提前的材料疲劳。

而本实用新型允许了一种扩展设计如下,即,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的一个或多个从一个槽侧翼经由槽底遵循直至另一个槽侧翼的区段分别具有C形或U形的走向。这种几何形状近似对应槽形的凹痕的(内)横截面。

本实用新型还教导,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的两个彼此沿着间隙的圆周方向相邻的、分别从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的区段相互连接。由此一方面以限定的间距保持弹簧元件的相邻的区段,并且此外弹簧元件因此联合成了一个单一的能方便地安装的组件。在理想情形下,单一的弹簧元件沿着密封器件的整个(圆周)走向环绕一次地延伸。

一种布置提供了其它的优势,在该布置中,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的中央的区段的每一个端部都与弹簧元件的两个相邻的区段中的各一个连接。因为由细长的金属线弯曲而成的弹簧元件的区段具有两个端部以及也具有两个相邻的弹簧区段,所以极为有效的是,将两个端部中的每一个都与两个相邻的区段中的各一个连接。

为了在由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的两个相邻的区段之间的连接,本实用新型建议了弧形拱曲的过渡件或过渡区域。这种弧形的连接可以由细长的或线形的金属线本身制成,因而弹簧元件在其(对应密封器件的长度的)整个长度上都可以由一个单一的部分完整制成,特别是通过弯曲制成。

在优选的实施方式的框架内,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的两个分别从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的区段经由将两个端部在同一槽侧翼上连接的过渡件或过渡区域连接。在这种实施方式中,过渡件或过渡区域不是横向地延伸过槽口,而是完全在单一的槽侧翼上延伸。这种布置的一个优势在于,这种弹簧元件在过渡件的区域中可以与其纵向方向呈横向地被大幅压缩,例如以便插入到槽形的凹痕中。这种实施方式因此被推荐用于几乎所有可以考虑到的应用情形。通过金属线形式或线形的元件的横截面厚度以及通过所使用的材料可以使弹簧常数调整到期望的值;弹簧元件应当一方面足够硬,以便产生充足的按压力,另一方面则可以在需要时在超过弹性变形所需的力时暂时变形,例如为了安装或拆卸。

另一方面,由金属线形式或线形的元件弯曲而成的弹簧元件的两个分别从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的区段原则上也可以经由将彼此对置的槽侧翼的两个区段的各一个端部连接起来的过渡件或过渡区域连接。在此,过渡件或过渡区域不是完全沿着一个单一的槽侧翼延伸,而是横向地延伸过槽口。在这种布置中,有可能可以在两个槽侧翼之间产生提高的压力,但这种弹簧元件在过渡件的区域中仅可以与其纵向方向呈横向地压缩很小一段,并且因此较为僵硬,这对一些应用情形而言可能不是那么受欢迎。这种布置因此充其量应当适用于很少一些极为特殊的应用情形。

弧形拱曲的过渡件或过渡区域应当具有这样一个曲率半径,其等于两个槽侧翼在槽口区域中的间距的一半或比其更小。这种情况下,弧形拱曲的过渡件或过渡区域可以完全无弯折或几乎无弯折地转化为弯曲的弹簧元件的相邻的区段。

本实用新型的一种特别优选的实施方式的出众之处在于,弧形拱曲的过渡件或过渡区域的最大的曲率半径小于弹簧元件的与之相连的、分从一个槽侧翼经由槽底延伸至另一个槽侧翼的区段的最小的曲率半径。这种情况下,弯曲的弹簧元件的相邻的区段可以较为紧密地并排布置,因此整体弹簧力提高,而弹簧元件不会相对压力而沿着与其纵轴线的呈横向的方向变得过于僵硬。

过渡件或过渡区域可以在一个与密封器件的纵向方向呈横向的剖面中具有拱曲部。因此其可以被安置得例如遵循臂的一条在槽口的区域中后退的棱边,并且还在那里贴靠在该臂上。

最后,根据本实用新型的教导,过渡件或过渡区域的拱曲部在一个与密封器件的纵向方向呈横向的剖面中与弹簧元件的与之连接的区段在槽底的区域中的拱曲部相反地取向。这种向外取向的拱曲部可以用于,将弯曲的弹簧元件锚固在一个处在密封器件的具有槽口的面和联接元件的与之至少局部接触的面之间的楔形的空腔中。

一种类属的风力发电设备,带有围绕大致水平的轴线旋转的风轮,风轮的轮毂与转子轴抗相对转动地连接,转子轴被支承在至少一个主轴承中,主轴承带有至少两个环形的、能围绕一条共同的轴承转动轴线相对彼此转动的联接元件,这些联接元件中的其中一个与风力发电设备的转子轴抗相对转动地连接,而另一个则与风力发电设备的机器室的机架抗相对转动地连接,主轴承还带有在两个联接元件之间的轴承间隙,轴承间隙在至少一个环形的口上用密封器件环形地密封,其中,密封器件具有至少一个在轴承间隙的口上沿着延伸的、由软材料制成的造型部,该造型部带有至少一个沿着造型部的纵向方向延伸的、由两个彼此对置的槽侧翼和一个槽底限定边界的槽形的凹痕,凹痕的深度延伸大致平行于轴承转动轴线取向,按照本实用新型,这种风力发电设备的特征在于,两个槽侧翼形成了密封器件的造型部横截面的两条臂的内侧,它们在槽底的区域中相互连接,其中一条臂用于密封器件在环形的联接元件上的锚固,而另一条臂则在其外侧上具有用于和另一个联接元件接触的密封唇,其中,弹簧元件被插入槽形的凹痕,弹簧元件至少部分从内部贴靠在彼此对置的槽侧翼上,并且力求将这些槽侧翼通过其固有的弹簧力压开以及由此使密封器件的两条臂在两个联接元件之间的轴承间隙中彼此张开,因而密封唇在其中一条臂的外侧上得到了对其止推面的提高的按压力。

在风力发电设备的主轴承中,按本实用新型的密封装置可以以很大优势适用于转动支承机构。一方面密封唇朝着止推面的按压力在那里可以通过弹簧元件被进一步提高,以便达到特别高的密封效果,以及另一方面,密封圈本身被锚固在与转子轴连接的径向在内的联接元件上,因此随着转子轴一起旋转,因而密封圈的所有的区域都被均匀地加负荷,更确切地说,在必要时宽度发生波动的间隙上方运行,因而材料不会局部地在特定的部位上更为强烈地疲劳以及因此失去其密封能力。

尤其是在作为风力发电设备的主轴承的应用情形下,为此所使用的转动支承机构也可以具有所有如上对转动支承机构普遍性地所建议的特征。

附图说明

在本实用新型基础上的其它的特征、细节、优势和作用由接下来对本实用新型的优选的实施方式的说明以及借助附图得出。附图中:

图1示出横向剖切按本实用新型被密封的滚动轴承的环形的联接元件的剖面;

图2示出横向剖切用于密封在滚动轴承的例如根据图1的结构的环形的联接元件之间的轴承间隙的密封圈的剖面;以及

图3在对应图2的剖面图中示出了按本实用新型的用于密封在滚动轴承的环形的元件之间的轴承间隙的密封圈的一个修改过的实施方式。

具体实施方式

在附图中示出了带有两个环形的联接元件2、3的转动支承机构1,联接元件径向相嵌地布置。在两个联接元件2、3的中央存在轴承转动轴线4,两个联接元件2、3可以围绕该轴承转动轴线相对彼此转动。轴承转动轴线4呈直角地贯穿转动支承机构1的基面5,基面大致居中地在联接元件2、3的平坦的端侧面6、7、8、9之间延伸。

没有示出用于借助螺钉或螺栓将两个联接元件2、3固定在各一个联接结构上的、例如固定在机器部分或设备部分或类似物上的固定钻孔。为此,在每一个联接元件2、3上,分别围绕轴承转动轴线4环形分布地在联接元件2、3的平坦的端侧面6、7、8、9中设置有多个盲孔,盲孔优选带有用于让各一个螺钉旋入的内螺纹,和/或设置有在相关的联接元件2、3的两个彼此对置的端侧面6、7、8、9之间穿过的用于让螺栓或螺钉插穿的贯穿的钻孔。

在径向在内的联接元件2的内部的、凹状拱曲的周侧面10上和/ 或在径向在外的联接元件3的外部的、凸状拱曲的周侧面11上存在制齿部和/或一种平坦的制动盘,在制齿部上可以借助小齿轮或蜗杆沿任一转动方向驱动地影响相关的联接元件2、3,在制动盘上可以通过制动块逆着当前的转动方向延迟地影响相关的联接元件2、3。

在径向在内的联接元件2的外部的、凸状拱曲的周侧面12和径向在外的联接元件3的内部的、凹状拱曲的周侧面13之间存在轴承间隙14。两个联接元件2、3在它们的面朝该轴承间隙14的表面12、13 上优选具有各一条或多条用于一列或多列在其间在间隙14中沿着间隙滚动的滚动体17的滚道15、16,和/或具有一条或多条滑动轨道,在滑动轨道上,联接元件2、3或直接在彼此上滑动,或在其间布置的滑动体上滑动。

在所示的实施方式中,联接元件2、3的面朝间隙14的表面12、 13配设有环形延伸的凸缘18,亦即所谓的凸鼻,且在另一个联接元件 3、2的面朝间隙14的表面13、12中有环形延伸的、槽形的凹部19,凸鼻18可以啮合到该凹部中。

为了能安装转动支承机构1,在这种布置下,两个联接元件2、3 中的其中一个,亦即带有槽形的凹部19的那一个联接元件,被划分成两个沿着轴承转动轴线的方向相叠的环20、21,优选沿着平坦的、平行于转动支承机构1的基面5的分界缝22划分。具有凹部19的联接元件2、3由此可以围绕另一个联接元件3、2的凸鼻18被组装。

凸鼻18的两个侧翼和自由的端侧面也如槽形的凹部19的两个侧翼和底部一样分别用作用于各一列在滚道上沿着滚道滚动的滚动体17 的滚道15、16。

尽管也可以使用球形、锥形或桶形的滚动体,但优选使用滚子形的滚动体17。

在两个联接元件2、3之间的轴承间隙14可以完全或局部用润滑剂填充,以便在滚动体的滚动运动中支持滚动体17且最小化磨损。尽管也可以使用润滑油,但证明合适的是首先是润滑脂。

为了将润滑剂阻挡在轴承间隙14内部,间隙14优选在其两个口 23的区域中通过至少各一个密封器件24密封。

每一个密封器件24都被锚固在两个联接元件2、3的其中一个上且具有密封唇25,该密封唇在两个联接元件2、3之间的每一次相对转动期间扫过另一个联接元件3、2的表面区域(或在固定在那里的环或带)。

与密封唇25对置的锚固区段26可以为了它在联接元件2、3上的锚固而例如嵌入在那里的环形延伸的槽,或如在图1中所示那样嵌入沟27中,其中,沟可以被遮盖部28(例如一个环形的部分或多个环形段状的部分)遮盖以及因此可以被固定在然后收窄成槽形的沟27中。

由图2可知,锚固区段26在横截面中具有大致呈矩形的形态,必要时有经倒角和/或经修圆的角29、30、31,它们对应密封器件24 的经造型的棱边。在图2中,锚固区段26的横截面通过纯粹的阴影线与密封器件24的其余的通过交叉的阴影线强调的区域区分。

锚固区段26的高度大致对应沟27的与轴承转动轴线4平行的延伸或略大于该延伸,因而密封器件24被遮盖部28夹紧在沟27中,因此密封器件无法相对具有沟27的联接元件2、3转动。

密封器件24的其余的区域32粗略地划分成两个区段:一个大致平行于锚固区段26的臂区段33经由接片35沿着密封器件24的平坦的端侧面34与该锚固区段连接,接片总体上具有比密封器件24的高度明显更小的高度,因而在锚固区段26和与之大致平行的臂区段33 之间保留有槽形的凹痕36。

这个槽形的凹痕35的两个侧翼一方面由锚固区段26的和与锚固区段大致平行的臂区段33的彼此面对面的内侧37、38形成,而槽底则由接片35的面朝凹痕35的内侧39形成。

如在图2中进一步可以看到的那样,臂区段33与锚固区段26沿着从槽底39到槽口40的方向分离一定的程度,因而臂区段33的内侧 38与锚固区段26的内侧37夹成一个锐角,例如数量级为30°或更小,或15°或更小的锐角。

不过槽底39不是扁平的,而是优选在横截面上呈凹状拱曲,如图 2可以看到的那样。曲率半径在此可以大致对应槽形的凹痕36在其最深的部位上的一半的宽度。

密封唇25处在臂区段33的外侧41上,大致在该臂区段33的自由的端部的区域中。密封唇25的一个与众不同的特征在于较为尖锐的棱边42,该棱边面朝相应另一联接元件2、3的与间隙14对置布置的区域的那一侧。

此外,密封器件24还可以具有环形延伸的、接片状的第二突起 43,突起延伸离开臂区段33的外侧41且在图2中同样是能看到的。这个接片状的突起42可以朝着接片35的平坦的端侧面34倾斜地延伸且在那里与臂区段33的外面41夹成了呈锐角的大致V形的槽。接片状的突起41优选大致处在槽底39的高度上。

如由图2进一步可以看到的那样,承载密封唇25的臂33在运动方面不是孤立的,而是由插入槽形的凹痕36的弹簧元件44支持。

弹簧元件44由金属线弯曲而成,优选由弹簧钢或类似的、弹簧弹性的材料弯曲而成。为了避免腐蚀损伤,推荐使用不生锈的材料或材料本身被敷上一层防腐蚀层。

但弹簧元件44任何情况下都不是笔直地延伸的并且也不是直接遵循槽形的凹痕36的弧形的走向。更确切地说,弹簧元件44的金属线被蜿蜒曲折式地弯曲,亦即有多个路段,这些路段沿交替的方向向外拱曲。这列连续相继的蜿蜒路段现在遵循槽形的凹痕36的走向。

如公路的盘道一样沿着斜坡向上盘旋那样,因此蜿蜒曲折的弹簧元件44沿着槽形的凹痕36的内侧37、38、39延伸且在此紧贴在那些内侧上。弹簧元件44的每一个蜿蜒路段在此都分别包括蜿蜒曲折的弹簧元件44的两个彼此大致平行的区段45,这两个区段中的每一个区段 45先是横向在一个槽侧翼37上延伸,然后横向在槽底39上以及然后又横向在另一个槽侧翼38上延伸。因此这种区段45完全或几乎完全从槽口40的纵向棱边46朝着槽口40的对置的纵向棱边47延伸,以及在此始终紧密地贴靠在槽内面37、38、39上。

为了由两个相邻的区段45形成一个共同的路段48,在两个相邻的区段45之间在槽口40的纵向棱边46、47的区域中设有连接区域49,亦即金属线状的弹簧元件45的弯曲区域,在那里这个弹簧元件弯曲约 180°。这个连接区域49通常具有比弹簧元件44的紧贴在槽底的区段更窄的曲率半径,因而金属线状的弹簧元件45的两个贴靠在同一槽侧翼37、38上的相邻的区段相比金属线状的弹簧元件44的两个相互在不同的槽侧翼37、38上对置布置的区段具有更小的间距。

弹簧元件44可以具有固有的形状,其中,两个连接区域49到共同的区段45的两侧具有比槽口40的两条纵向棱边46、47更大的间距。因此弹簧元件44为了插入到槽形的凹痕35中而必须被暂时按压,以便配合进入到槽35中。然后弹簧元件44试图松弛并且槽形的凹痕35 在这种情况下扩展。具有密封唇25的臂33在此在其自由的端部的区域中被压离锚固区段24。基于这个压力,密封唇25对其在相应的另一个联接元件2、3上的止推面上的按压力被提高,且漏损得到了避免或至少被明显减轻。

这种作用方式与密封器件24的装入无关,且在锚固区段26没有被固定在径向在内的联接元件2、3上,而是被固定在径向在外的联接元件2、3上时也正常运转,如借助图3中的密封器件24′所示的那样。

在那里看到了密封器件24′的相反的拱曲部,而在图2中的密封器件24则向左拱曲,也就是说,轴承转动轴线处在图2的左边,当可以在右边看到密封唇25,亦即背离轴承转动轴线4时,按图3的密封器件24′得到了向右的拱曲部,也就是说,轴承转动轴线4在这种情况下也是在右边的,以及密封唇25′因此在这个实施方式中面朝轴承转动轴线4。

在图3中还示出了,在两个相邻的区段44′之间的连接区域49′除了沿着槽形的凹痕25的圆周方向的拱曲部外,还可以具有横向于此的拱曲部。这个拱曲部44′可以与在槽底39的区域中的拱曲部相反地取向。当在槽底39上设有凹形的横向拱曲部,亦即对应槽底39的凹状拱曲的内侧时,在连接区域49′上的横向拱曲部因此可以被构造成凸状的。因此弹簧元件44′可以在遮盖部28下方夹紧。

在图中没有示出的是将按本实用新型的转动支承机构用作与风力发电设备的轮廓连接或联结的、在机器室的机架上或相关的风力发电设备的吊舱上的大致水平延伸的转子轴的主轴承,其中,径向在内的联接元件与转子轴联结,而径向在外的联接元件则与机器室的机架或风力发电设备的吊舱联结。在此尤其可以实现在图2和3中示出的且在上文说明的密封装置的所有的特征。

附图标记列表

1 转动支承机构

2 联接元件

3 联接元件

4 轴承转动轴线

5 基面

6 端侧面

7 端侧面

8 端侧面

9 端侧面

10 周侧面

11 周侧面

12 周侧面

13 周侧面

14 轴承间隙

15 滚道

16 滚道

17 滚动体

18 凸缘

19 凹部

20 环

21 环

22 分界缝

23 口

24 密封器件

25 密封唇

26 锚固区段

27 沟

28 遮盖部

29 角

30 角

31 角

32 区域

33 臂区段

24 端侧面

35 接片

36 凹痕

37 内侧

38 内侧

39 内侧

40 槽口

41 外侧

42 尖锐的棱边

43 接片状的突起

44 弹簧元件

45 区段

46 纵向棱边

47 纵向棱边

48 路段

49 连接区域

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