轴承装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及滚动元件轴承装置，并且更具体地涉及一种包括用于支撑具有主旋转轴线的旋转构件的第一和第二支撑结构的滚动轴承装置。
[0002]本发明还涉及一种用于制造轴承装置的方法。
【背景技术】
[0003]包括被布置为合作以轴向定位轴或旋转构件的两个或更多滚动轴承的轴承装置在各种不同的应用中使用，诸如发动机、轮毂、用于轴的支撑装置、电机、涡轮机等。
[0004]通常情况下，第一滚动轴承被布置为限制在第一轴向方向上的轴向运动，而第二滚动轴承被布置为限制在与第一轴向方向相反的第二轴向方向上的轴向运动。此外，滚动轴承合作以支撑径向和轴向力两者，并且支撑轴或旋转构件在运转期间的倾覆力矩。
[0005]为了以合适的方式支撑轴或旋转构件，不同的轴承装置构造是公知的，所述构造可对与特定应用相关联的给定径向和轴向负载特性调节。然而，轴承装置的已知设计通常在轴承滚道和滚动元件的滚道接触表面上需要高制造精度，以及在滚动元件与滚动轴承的壳体结构之间沿旋转构件的旋转轴线上的不同支撑点处需要高对准精度。此外，轴承几何形状的设计和复杂性增加了轴承的精度和对准要求，并且增加了材料的质量和成本。另外，为了提供合适的轴向定位功能，已知滚动轴承解决方案所要求的轴向延伸带来了高的空间要求和增加的整体重量。此外，已知的设计引起导致相对旋转构件与周围结构之间的精度减小的小的材料变形，所述周围结构诸如壳体和定子部件。
【发明内容】
[0006]考虑到现有技术的上述和其它缺点，本发明的总体目的是提供一种改进的轴承装置、电机、承载支撑装置(load bearing support arrangement)、祸轮装置和用于制造轴承装置的方法。
[0007]这些和其它目的是通过在独立权利要求中提供的主题满足的。本发明的优选实施例在从属权利要求中提出。
[0008]根据其第一方面，本发明涉及一种轴承装置，包括:用于支撑旋转构件的第一和第二支撑结构，该旋转构件具有主旋转轴线，其中，所述第一支撑结构被布置为与旋转构件一起旋转，并且所述第二支撑结构固定并布置为不可旋转地安装到框架。该装置还包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，通过可旋转连接，所述第一滚动轴承在第一支撑位置处相对于第二支撑结构支撑第一支撑结构，而通过可旋转连接，所述第二滚动轴承在第二支撑位置处相对第二支撑结构支撑第一支撑结构，该第一和第二滚动轴承相对于彼此布置以同轴构造被布置。此外，第一滚动轴承形成径向外轴承，而第二滚动轴承以轴承径向距离径向地布置在第一滚动轴承内侧，并且所述第一支撑位置和第二支撑位置在轴向上对准。
[0009]本发明是基于发明人的以下认识，即改进的和更紧凑的轴承装置是通过提供一组径向分开且轴向对准的轴向定位滚动轴承实现的。通过将第一和第二滚动轴承径向分开并轴向对准，该解决方案有利地允许轴向和径向的承载能力，同时该装置的轴向宽度可以显着降低，从而减少重量和空间要求。考虑第一滚动轴承，随着轴承的径向尺寸增加，大小和横截面可以更小，这允许在第一滚动轴承的紧凑性和重量方面的更优化设计。例如，所述第一滚动轴承的增加的轴承径向尺寸提高了轴承装置的力矩承载能力。此外，根据本发明的设计允许轴承装置和旋转构件的部件的高效安装、拆卸和更换。
[0010]根据本发明的轴承装置进一步有利在于，该设计允许直接驱动或无齿轮应用的改进运转和表现，所述无齿轮应用即在旋转构件与连接到所述旋转构件的应用之间没有变速箱的应用。例如，旋转构件可形成电机转子的一部分，或连接到电机转子，所述电机诸如电动机或发电机。更详细地，第一滚动轴承的增加的径向尺寸有利地允许所述第一滚动轴承与电机的转子和定子构件之间减小的距离。减小的距离减少了来自位于第一滚动轴承与电机转子之间的支撑结构部分的材料变形的负面影响，从而提高了转子与电机的定子或应用之间的对准和相对取向。例如，这允许电机的转子与定子之间的改进的并且更精确的气隙。
[0011]轴承装置可以例如被布置用于具有水平轴线或靠近水平轴线的旋转构件，或用于具有垂直轴线或靠近垂直轴线的旋转构件。
[0012]根据示例性实施例，第一和第二滚动轴承中的至少一个的接触角相对于主旋转轴线成角度。例如，所述第一和第二滚动轴承中的至少一个或两者是布置为支撑轴向负载的角接触滚动轴承，诸如角接触滚子轴承或角接触球轴承。
[0013]根据示例性实施例，第一和第二滚动轴承的接触角相对于旋转轴线成角度，其中所述第一滚动轴承被布置为在第一轴线方向Dl上相对于第二支撑结构轴向地定位第一支撑结构，并且第二滚动轴承被布置为在第二轴线方向D2上相对于第二支撑结构轴向地定位第一支撑结构，所述第二轴向方向与第一轴向方向相反。换句话说，第一和第二滚动轴承被有利地布置为合作以相对于所述第二支撑结构轴向地定位和固定第一支撑结构。
[0014]根据示例性实施例，第一和第二滚动轴承中的至少一个或两者的接触角是在5至90度之间，或在5至60度之间，或在10至45度之间，或在15至25度之间。第一和第二滚动轴承的合适接触角构造允许合适的径向和轴向承载能力。例如，第一滚动轴承具有相对大的接触角，并且适合于承受轴向负载，而第二滚动轴承具有相对小的接触角，并且适合于承受径向负载，或者反之亦然。例如，第一滚动轴承相对于第二滚动轴承具有更大的轴向承载能力，以便在应用运转期间承受来自歪斜旋转装置的重量和传递到旋转构件上的力的轴向负载。
[0015]接触角可以限定为所产生的负载沿着其经由滚子元件从一个滚道传递到另一滚道的线之间的角度，所述负载传递通常沿滚子的轴向中心部分。第一和第二轴承的接触角也可以被描述为滚动元件(诸如滚子)的旋转轴线方向与旋转构件的轴线之间的角度。
[0016]根据例性实施例，第一滚动轴承的第一压力中心与第二滚动轴承的第二压力中心在轴向方向上以压力中心距离B分开。根据各种示例性实施例，压力中心距离B等于或超过第二滚动轴承的轴向宽度，或者第二滚动轴承的外半径的50%，或第二滚动轴承的外半径，或者第二滚动轴承的外径，或第二滚动轴承的外径的200%，或者所述第二滚动轴承的外径的10倍。当第一和第二滚动轴承的接触角在相同的轴向方向上歪斜时，增加的压力中心距离B有助于减少装置的角位移。
[0017]根据示例性实施例，第一滚动轴承包括具有用于第一组滚动元件的滚道的旋转圈，以及用于第一组滚动元件的滚道的非旋转圈，而第二滚动轴承包括具有用于第二组滚动元件的滚道的旋转圈，以及用于第二组滚动元件的滚道的非旋转圈。
[0018]根据示例性实施例，第一滚动轴承的旋转圈和第二滚动轴承的旋转圈被安装到第一支撑结构，而所述第一滚动轴承的非旋转圈和第二滚动轴承的非旋转圈安装到所述第二支撑结构。
[0019]第一和第二滚动轴承中的每一个包括内圈和外圈，其中，每对圈中的一个是旋转圈，而另一个是非旋转圈。
[0020]根据示例性实施例，第一滚动轴承的旋转圈由内圈形成，而第二滚动轴承的旋转圈通过外圈形成。
[0021]根据形成示例性实施例的可选设计，第一滚动轴承的旋转圈由外圈形成，并且第二滚动轴承的旋转圈通过外圈形成。
[0022]根据形成示例性实施例的另一可替代的设计，第一滚动轴承的旋转圈由内圈形成，并且第二滚动轴承的旋转圈通过内圈形成
[0023]根据形成示例性实施例的另外的可替代的设计，第一滚动轴承的旋转圈由外圈形成，而第二滚动轴承的旋转圈通过内圈形成。
[0024]根据示例性实施例中，第一和第二滚子轴承的外滚道在轴向方向上面向或背离彼此。第一和第二滚动轴承也可被布置为使得所述外滚道都面向相同的轴向方向。
[0025]根据示例性实施例，第一和第二轴承相对于彼此以限定在第一和第二滚动轴承的轴向中心之间的轴向轴承距离C轴向地移位，其中，所述轴向轴承距离在对应于第二滚动轴承的外半径的距离内，或者在对应于第二滚动轴承的轴向延伸的距离内，或者在对应于第二滚动轴承的轴向延伸的50%的距离内，或者在对应于第二滚动轴承的轴向延伸的20%的距离内。
[0026]根据示例性实施例，轴承径向距离A等于或超过对应于第二滚动轴承的轴向延伸的距离，或者等于或超过对应于第二滚动轴承的外半径的50 %的距离，或者等于或超过对应于第二滚动轴承的外半径的距离，或者等于或超过对应于第二滚动轴