用于制造滚动轴承的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造滚动轴承的方法，一种滚动轴承及其应用。
【背景技术】
[0002]滚动轴承是以下轴承，在该轴承中，内环和外环之间滚动的实体减少了摩擦阻力。轴承用作例如旋转发电机的转子的轴线和轴的固定装置。
[0003]在此，根据滚动轴承的构造方式，应该承受旋转发电机的径向的和/或轴向的力，并且同时实现轴的旋转和/或支承在轴上的部件的旋转，例如转子旋转。此时，在滚动轴承的例如是内环/外环的主元件和滚动体之间，主要出现滚动摩擦。
[0004]在多个电机的情况中，在运行旋转发电机时与上级电网的电功率交换通过整流器实现。另外，在此出现的轴承电流可以通过混合轴承(Hybridlager)避免。
[0005]在混合轴承中，环和滚动体具有不同的材料，特别地，内环和外环由滚动轴承钢构成，圆柱滚子、即滚动体由陶瓷构成。圆柱滚子至今为止单独烧结并且随后在端侧和圆周侧进行加工。因此，在圆柱滚子的圆周侧上进行了成型设计，这种成型设计起到避免边缘应力的作用。各个圆柱滚子的烧结和接下来的利用轮廓产生装置对该滚子进行的圆周磨削是非常耗费成本的。
【发明内容】
[0006]由此出发，本发明的目的在于，以相对较小的成本制造一种滚动轴承，尤其是滚子轴承，从而首要的是在具有相对较小的轴向负载的、例如小型的旋转发电机的应用中能够廉价地提供混合滚动轴承。
[0007]所提出的目的的解决方案通过一种用于制造滚动轴承的方法实现，该滚动轴承具有滚动体、内环和外环，该方法通过以下步骤实现:
[0008]制造由陶瓷材料制成的型材作为流水线处理型材(Fliessprozessprofil)，
[0009]该型材通过无心的外圆磨削(spitzenloses Rundschleifen)来磨削，
[0010]以预设长度从型材分离出各个型材长度，从而获得滚动体，
[0011]通过通切磨削(Einstichschleifen)在滚动体的在内环和外环处的滚道上产生最终成型的滚道几何形状，
[0012]将滚动体、内环和外环组合成滚动轴承。
[0013]所提出的目的的解决方案还通过一种发电机实现，该电机具有两个轴承，其中至少一个轴承设计成浮动轴承，该浮动轴承至少通过以下步骤制造:
[0014]制造由陶瓷材料制成的型材作为流水线处理型材，
[0015]该型材通过无心的外圆磨削来磨削，
[0016]以预设长度从型材分离出各个型材长度，从而获得滚动体，
[0017]通过通切磨削在滚动体的在内环和外环处的滚道上产生最终成型的滚道几何形状，
[0018]将滚动体、内环和外环组合成滚动轴承。
[0019]有利地，通过流水线处理型材制造滚动体以作为滚子体、特别是圆柱滚子。
[0020]接下来，通过流水线处理型材制成的型材的表面、尤其是滚子的表面借助无心的外圆磨削(即centerless)在圆周侧磨削，在此，该型材、尤其是滚子取决于制造地不被夹紧。
[0021]接下来，该型材，尤其是滚子分离成预设的型材长度、也就是滚子体的必要的轴向长度。这有利地通过车削或者磨削的形式的切断来实现。现在，此时获得成本低廉的滚动体、尤其是滚子体或者圆柱滚子，滚动体虽然不具有对其圆周面的成型设计并且不具有轴向磨削的表面，但是能简单地制造。型材、也就是滚柱体或者滚动体同样可以实施成滚针滚子、锥形滚子或者鼓形滚子。
[0022]最后，滚子的边缘能够可选地削圆，这或者作为附加的工作步骤实现或者在切断时已经实现。
[0023]型材并且进而滚柱体可以在此实施为实心型材或者空心型材。现在，实心型材由此实现，即一种材料、也就是陶瓷材料在一个方向上例如流动穿过一个阴模。为了提供空心型材，对现有的流水线处理补充的是，例如一个凸模逆向于流动方向移动或者至少保持不动。
[0024]特别地，圆柱滚子轴承根据本发明可以设计成浮动轴承、固定轴承和端轴承。在此，固定轴承除了高的径向力之外还在两个方向上接收轴向力。端轴承除了高的径向力之外还接收一个方向的轴向力，并且因此可以在一个方向上对轴进行轴向引导，因此其在另外的轴向方向上作为浮动轴承起作用。
[0025]现在，根据本发明，滚动轴承的成型设计以内环和外环的内部和外部滚道的滚道几何形状进行。在此，能够制造已知的滚道几何形状，例如球形、圆柱形/球形或者对数形。通过该设计影响在滚动体的滚子端部处的负载峰值，并且因此可以通过该制造工艺有目的地进行选择和调节负载峰值。
[0026]滚动轴承的内环和/或外环被锻造或者替代于此地从原材料上切下。
[0027]接下来，滚动轴承的内环和/或外环部分以不同的夹紧程度被车削。在硬化和退火之后，磨削滚动轴承的内环和/或外环。在此，磨削外端侧和内直径。同样，滚动体的滚道被磨削，该滚道通过该磨削过程获得其形状、即球形的、圆柱形/球形或者对数形。
[0028]可选的是，滚动轴承的内环和/或外环的轨道被抛光，这导致了进一步的光滑性和改进的润滑度、或者说减小了摩擦。
[0029]此外，圆柱滚子轴承的轴向负载能力取决于在内环和/或外环处的如果存在的边壁和滚动体的端面之间的滑动面的大小。
[0030]圆柱滚子轴承同样可以实施成具有用于滚动体的笼架，其此时优选地形成装配单元。这降低了滚动轴承的装配耗费。
[0031]外环和内环的边壁内侧仅仅进行精车削，因此通过滚动体不能完全地传递轴向力。这特别是在这类滚动轴承应用于旋转发电机中时也不是必要的，因为该滚动轴承特别能够作为浮动轴承使用。
[0032]借此也能够以简单的方式和方法为小型的旋转发电机制造成本低廉的混合轴承，其至少具有与至今为止的解决方案的相同的功率能力。
[0033]现在，应成本低廉地制造该滚动轴承，其在旋转发电机中作为浮动轴承使用并且在旋转发电机运行时防止在整流器处出现轴承电流。
[0034]因此，陶瓷型材、尤其是该滚动轴承的滚子是不导电的，并且因此特别适合于有轴承电流危险的应用领域，旋转发电机在工业应用、例如机床中的应用领域或者在E-cars或轨道车辆的车辆驱动中的应用领域。
[0035]原则上，该创造性的构思能够用于制造所有的转子轴承。然而，在型材或者说滚子的直径上产生了流水线处理的由机器决定的限制。
【附图说明】
[0036]本发明以及本发明的设计方案以该应用在原理上示出的实施例来进一步说明。
【具体实施方式】
[0037]附图以原理性的纵向剖面示出了旋转发电机1，其布置在壳体2中。在该壳体2中有定子叠片组7，在其轴向延伸的槽中布置有绕组系统，该绕组系统在定子叠片组7的端侧构成了绕组头部6。转子叠片组9热压配合地安装到轴8上或者至少与轴8抗扭地连接，其通过经由发电机I的气隙11的与定子的电磁交互作用产生轴8的旋转。
[0038]轴8通过固定轴承10和浮动轴承5径向和轴向地定位。在此，至少一个支承环、即或者是内环或者是外环引导滚动体、即在固定的边壁之间的滚子。该环然后与笼架和滚子共同形成一个装配单元。另外的支承环可以例如由从轴8取下。内环和外环因此允许单独地组装和拆卸。
[0039]浮动轴承5布置在轴承端盖3中。固定轴承10布置在轴承端盖4中，固定轴承和轴承端盖在本实施例中与壳体2齐平地终止。在轴8热膨胀时，现在浮动轴承5导致轴8在轴承端盖3内部的轴向的连带移动，而不会因为热膨胀产生机械应力。
[0040]该浮动轴承5的滚动体基本上是圆柱形的并且在此通过简单的方式和方法以挤压法制造，其中，在滚子体和滚道之间的接触面的成型设计并不在圆柱形的滚子体的表面上进行，而是仅仅在内环和/或外环的滚道上进行。
[0041]本发明并不局限于简单的圆柱滚子轴承。确切地说，根据本发明的方法例如也能够用于单行和双行的圆柱滚柱轴承。同样，滚动体根据随后在其应用中的径向负载也能够设计成空心的。随后的滚动体同样能够通过根据本发明的方法制造:球形滚子、锥形滚子、对称的、不对称的和球形的鼓形滚子。据此，磨削的过程会或多或少地复杂一点。
[0042]用于制造成本低廉的滚动轴承的方法这一创造性构思同样也适用于所有类型的滚针轴承，其主要设置用于高径向负载。
[0043]除了上述类型的应用领域，如旋转发电机I在工业应用、例如机床中的应用领域或者在E-cars或轨道车辆的车辆驱动中的应用领域，这样制造的滚动轴承5还尤其适合于转速(每分钟的旋转数)和直径(毫米)的乘积小于百万的应用(以公式给出mXD< I X 106，其中“η”的单位为转数/分钟并且“D”的单位为毫米)。
[0044]因此，在旋转发电机I中包括从几千瓦至几百万千瓦的功率等级。
【主权项】
1.一种制造滚动轴承(5，10)的方法，所述滚动轴承具有滚动体、内环和外环，所述方法包括以下步骤: 制造由陶瓷材料构成的型材作为流水线处理型材， 所述型材通过无心的外圆磨削进行磨削， 以预设长度从所述型材分离出各个型材长度，从而获得所述滚动体， 通过通切磨削在所述滚动体的在所述内环和所述外环处的滚道上产生最终成型的滚道几何形状， 将所述滚动体、所述内环和所述外环组合成所述滚动轴承(5，10)。2.根据权利要求1所述的用于制造滚动轴承(5，10)的方法，其特征在于，所述型材设计成实心型材或者空心型材。3.根据权利要求1所述的用于制造滚动轴承(5，10)的方法，其特征在于，所述型材长度构造成滚子。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造滚动轴承(5，10)的方法，其特征在于，所述内环的和/或所述外环的所述滚道几何形状设计为球形、圆柱形/球形或者对数形。5.一种根据前述权利要求中任一项所述的方法制造的滚动轴承，至少具有: 通过流水线处理制造并且磨削的滚动体， 至少一个磨削的内环和/或外环。6.—种根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(5，10)在支撑旋转发电机(I)的轴⑶时的应用。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述滚动轴承作为浮动轴承(5)使用。8.一种具有两个轴承的发电机(I)，其中，至少一个所述轴承是根据权利要求1至5中的一项或者多项所述的浮动轴承(5)。
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造具有滚动体、内环和外环的滚动轴承(5，10)的方法，通过以下步骤实现：-制造由陶瓷材料构成的型材作为流水线处理型材，-该型材通过无心的外圆磨削进行磨削，-以预设长度从型材分离出各个型材长度，从而获得滚动体，-通过通切磨削在滚动体的在内环和外环处的滚道上产生最终成型的滚道几何形状，-将滚动体、内环和外环组合成滚动轴承(5，10)。
【IPC分类】F16C33/32, F16C33/34, F16C19/26, F16C19/06
【公开号】CN105626684
【申请号】CN201510802589
【发明人】沃尔夫冈·施纳普
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月19日
【公告号】EP3023653A1