专利名称：滚动轴承系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚动轴承系统，优选是具有0.5 m或者多于0.5 m 的直径的大型滚动轴承，例如特别是在风力叶片轴承结构的范畴内用 于转动连接，该滚动轴承系统具有两个彼此同中心地以及至少区域式 交错地设置的环形元件，用于连接在两个可以相对扭转的设备部件的 各一个上面，以及具有这些连接元件之间的间隙，从而它们可以环绕 在环形连接元件的中心的、与环形平面基本垂直的假想轴线相对扭转， 其中，在连接元件之间的间隙区域内设有至少两排滚动体。
背景技术：
大型滚动轴承，也就是直径从约0.5 m起算的轴承，在许多应用 情况下经常承受与其基准面垂直的、在其不变形的情况下就不能承受 的特别强的力或者力矩。在这种情况下，例如也会想到建筑车辆例如 挖掘机，其中，可转动的车辆驾驶室通过大型滚动轴承与车架连接并 同时支承挖斗，从而作用于上面的力在牵引或者提升负荷时必须由大 型滚动轴承接收。然而大型滚动轴承在风力设备上使用时承受更强的 负荷。例如，转子叶片通常通过各一个大型滚动轴承与轮毂连接，以 便可与风力相应对其进行调整。当风力强度在时间上基本不变时，那 么这种调整不改变-叶片轴承不扭转，虽然叶片部分承受非常大的风 力负荷。在接收这种负荷时，轴承的圈变形，但不是两个圈同样地变 形，而是按照不同的方式变形。例如，具有35°-70°的常用支承角的轴 承的纯轴向负荷就已经造成在滚动体上的负荷的径向分量。在此因为 滚动体变形，所以在两个圈之间形成外圈扩径和同时内圈收縮。在更 加复杂的负荷情况下，其中除了轴向负荷外，还出现径向和/或者倾覆 力矩负荷，由此引发的变形会呈现出这种情况，即例如外圈变成椭圆 形并且内圈同样椭圆地变形，但其中两个椭圆以90。彼此错开。这种强烈的变形本身带来一系列的严重缺陷 一方面，它们造成摩擦力矩显 著上升，因为滚动体在滚动轴承任何转动运动时必须变形并此外润滑 剂在过负荷的滚动体上受到排挤，从而在那里润滑膜断裂，之所以出 现这种情况，是因为这种大型滚动轴承经常在停止运行时承受负荷。 另一方面，密封轴承上的圈的强变形在交替负荷的情况下本身造成很 强的抽吸运动，使润滑剂承受很强的局部压力，后果是必然增加泄露。 在其累加的情况下，这种不利的效应导致降低这种大型滚动轴承的使
用寿命，这样不仅由于与此相关的备件成本，而且还由于被损坏的设 备的停止运转，均造成不可小视的成本。
发明内容
从所介绍的现有技术的这些缺陷出发，产生引起本发明的问题， 对滚动轴承，特别是大型滚动轴承这样进一步构成，以使得即使在不 利的负荷情况下，也就是一方面在扭转率很低或者甚至在常见的停止 运转时，有可能是在经常大致相同的扭转角下，以及另一方面在很强 的轴向负荷、径向负荷和/或者倾覆力矩负荷的情况下，使滚动轴承的 使用寿命最大化。
该问题的解决方案由此得以实现，即环形连接元件在径向上完全 或者部分相互重叠，以及滚动体的一个或者多个滚道这样设置在环形 连接元件径向重叠的区域内，使滚动体与其两个滚道的接触点的中心 之间的连接线相对于环形平面所围成的支承角等于或者大于75°，例如
等于或者大于80°，优选等于或者大于85°，特别是等于或者大于88° 或者近似于恰好90°-这种滚动体排下面称为"具有大支承角的滚动体 排"；以及其中至少(另) 一排滚动体的支承角为15。或者更小，例如 10。或者更小，优选5。或者更小，特别是2。或者更小-这种滚动体排 下面称为"具有小支承角的滚动体排"。
本发明据此由多个步骤组成首先在两个连接元件之间产生一个 径向重叠的区域，这一点对于具有径向交错地设置的连接圈(内圈和外圈)的大型滚动轴承来说已经非同寻常；然后该重叠区用于将支承 角提高到约卯。的数值。在此需要考虑全部的滚道几何形状。通常滚动 体滚道的横向于滚动方向所测量的拱半径略大于球体的半径，从而产 生几乎呈点状的确定接触区。通过两个滚道横截面的中心点与球体的 相对位置，可以预先规定支承角如果这些中心点大致在轴向上，也 就是与滚动体的转动轴线平行地相互间错开，但在相反的方向上，也 就是在一个共同的横截面平面内部，下部滚道的中心点处于上部滚道 中心点的上面，那么这些中心点展开一条连接线，如果该球体恰好穿 过该相关横截面平面，球体的中心点大致处于其中间区域上。如果该 连接线恰好或者近似平行于轴承转动轴线，(连接线相对于滚动轴承 的基准面的角度与支承角相应)，那么轴向力由轴承圈在不产生使圈 变形的径向力分量的情况下进行传递。这一点也适用于与不对称的轴 向负荷完全相应的倾覆力矩。因为滚动轴承圈通常平面紧贴地与机器 组件或者设备组件连接并在此在其轴向上进行附加加固，所以它们对 纯轴向负荷通常相对不敏感。因此采用这种措施可以明显减少相互间 可扭转的轴承圈的变形。具有小支承角的滚动体排主要用于传递径向 力或用于两个连接元件相互定中心。但在此，15。的支承角是上极限值； 确切的说，优选支承角为0。，也就是不到5。或者甚至不到2。。由此尽 可能使外部径向力的影响与外部轴向力的影响相脱离，也就是说，外 部径向力在该轴承上不产生内部轴向力并且外部轴向力不产生内部径 向力。事实证明有利的是， 一个环形连接元件具有至少一个面向另一个 连接元件的环形区域，其中，其至少一个侧面同样由另一个连接元件 至少区域式环绕。这种侧面在此与另一个连接元件的同样侧面环绕的 区域共同形成径向重叠的区域，带来的可能性是，在该区域内设置至少一排滚动体，滚动体的支承角可以被调整得大致等于90°。因为借助可彼此相对扭转的连接元件之间的仅简单重叠的区域只 能传递压力方向上的轴向力，所以本发明在本发明的进一步构成的范畴内设计为， 一个环形连接元件具有至少一个面对另一个连接元件的 环形区域，该环形连接元件的两个侧面由另一个连接元件至少区域式 地环绕。利用这种一个连接元件的区域与两个侧面重叠的双重叠，可 以设置至少两排滚动体，以便既可以在压力方向上也可以在拉力方向 上传递轴向力。一个连接元件的至少一个由各自另一个连接元件在侧面环绕的环 形区域可以构成为在径向上向另一个连接元件的方向凸出的环形凸 缘，从而不必整体上环绕相关的圈，而是仅环绕在其沿面对轴承间隙 的外壳侧上分布的具有减小的轴向高度的束状部分，从而尽管在这种 束状部分的区域内(部分)径向重叠，但轴承的在轴向上、也就是与 其基准面垂直的整个结构高度，不必选择得大于具有可比较结构尺寸 的传统轴承。此外本发明设计为，至少一个凸缘的一个或多个被环绕侧面构成 为用于滚动体的一个或多个滚道。因此本发明利用通过径向重叠而产 生的可能性，即可以设有彼此径向重叠的滚道，以使得滚动体可以以几乎90。的支承角运转。本发明可以如下进一步构成，即在至少一个凸缘的端侧上设有用 于至少另一排滚动体的至少一个滚道。该附加排的这些附加的滚动体 据此在连接元件的两个滚道之间滚动，滚道在环形间隙的区域内的两 个彼此对置的外壳面上加工并据此在径向上关于滚动轴承转动轴线彼 此间错开。该附加的滚动轴承排因此能够传递圈之间的径向力，从而 装备此滚动轴承排的轴承适用于能想到的所有负荷情况。在本发明的范畴内，环形连接元件具有大致C形的横截面，包括 至少两个面对另一个连接元件的环形区域，在其中间空隙内延伸有另 --个连接元件的区域。由于这种横截面的几何形状，这种连接元件能 够在两个侧面上环绕另一个连接元件的环形凸缘并因此构成双重的重叠。因为在这种情况下两个重叠区关于相关的滚动轴承的大致中部的 基准面具有镜面对称的结构，所以实现一种下述的轴承设置，借助其 压力在两个轴向上传递。为此本发明设计为，在具有C形横截面的连接元件的彼此面对的 内表面上，特别是在其凸起区域彼此面对的侧面上设置用于一排滚动 体的各一个滚道。这些滚道各自形成与另一个连接元件的被环绕凸缘 上的各一个滚道的对称体。作为对称体它们具有与第一连接元件的被 环绕凸缘上的与此对应的滚道相同的横截面几何形状。本发明此外允许如下的进一步构成，即具有C形横截面的连接元 件的两个凸起区域之间的至少一个凹陷部的区域内设有至少一个用于 至少另一排滚动体的滚道。该滚道作为与另一个连接元件的被环绕凸 缘的端侧上的附加滚道的对称体使用；该滚道因此优选处于在两个凸 起区域之间环形分布的槽形凹陷部的底部上。作为对称体它具有与另 一个连接元件上与此对应的附加滚道相同的横截面几何形状。两个交错地嵌合的连接元件的组装由此变得容易，即优选具有C 形横截面的环形连接元件由至少两个彼此分开的、相互叠放的单圈组 成。由此具有C形横截面的连接元件的两半部分或单圈可以暂时彼此 分开并且然后将另一个连接元件从两侧进行环绕地重新组装，需要时 在同时装入例如由各一个保持架共同保持的滚动体排的情况下进行。在本发明的范畴内，具有C形横截面的连接元件在径向上在内部 和/或者在外部环绕另一个连接元件。正如下面还要介绍的那样，在此 具有两侧-也就是既在径向内部又在外部(关于轴承的转动轴线)被环 绕的连接元件的轴承结构是特别有意义的。径向的重叠宽度w应大于滚动体在径向上关于滚动轴承的扭转轴 线的一半延伸，因此使滚动体不承受剪切负荷。在球形滚动体的情况下，这种设计规范具有与径向重叠宽度大于球半径同等的意义。径向 重叠宽度的优选数值约为球半径的1.5倍或者高于此值。总计应设有至少两排滚动体，其在轴向上彼此错开。只要在两个 连接元件上的用于这两个滚动体排的滚道相对于滚动体的大致中部的 基准面镜面对称地设置， 一个方向上的轴向压力就由一排滚动体传递， 而另一排的滚动体则负责相反方向上的轴向压力。本发明此外的特征在于至少两排滚动体，其具有各自为75°或者更大的支承角，例如80。或者更大，优选为85。或者更大，特别是88°或 者更大。根据这种大支承角，这些滚动体排能够传递轴向力，而在此 不产生过大的径向力。但在此，75。的支承角视为最低的极限值；优选 支承角为90°，也就是一方面在85。或者甚至88°之间，另一方面直至 90。。具有大支承角的滚动体可以构成为球体，这些球体与其滚道构成 几乎呈点状的接触区，从而径向重叠宽度可以选择得小于滚动体在径 向上关于滚动轴承转动轴线的延伸。因为在辊形或(轻微)锥形的滚 动体情况下，接触区线形地构成并在理想情况下通过辊的整个长度延 伸，所述这种滚动体不允许重叠宽度相应缩短。具有小支承角的滚动体可以辊形地、锥形地或者筒形或者球形构 成，因为在此线形的接触区与滚动轴承的转动轴线平行分布并因此对 径向重叠宽度没有影响。事实证明有利的是，至少一排具有小支承角的滚动体在轴向上设 置在两排具有大支承角的滚动体之间。出于稳定性的原因，伸入另一 个连接元件的环形的槽形间隙内的凸缘在与滚动轴承转动轴线平行的 方向上具有一定的最小延伸。因此该凸缘的自由端面具有一定的最小 宽度。因此适合于将该位置用于安装附加的滚动轴承排，以便轴承的总结构高度得以最低地保持。这种附加排的具有小支承角的滚动体可以大致处于具有C形横截 面的连接元件分段处的高度上，从而这些滚动体在组装时可以毫无困 难地装入。在本发明的范畴内，连接元件在轴向上彼此相对推移和/或者这样 构成，以使得一个连接元件的端侧，例如外部连接元件的端侧在滚动 轴承的底侧上凸起，与此相反，另一个连接元件的端侧，例如径向内 置的连接元件的端侧在对置的底侧上凸起。因此这种滚动轴承可以直 接插入两个可彼此相对扭转的设备组件和/或者机器组件彼此平行的、 平坦的面之间，而这些组件上无需设有特殊的结构，因为每个环形连 接元件然后仅紧贴在两个设备组件和/或者机器组件之一上。本发明提供轴承这样构成的可能性，即在滚动轴承的底侧上，在 那里凸起的连接元件的端侧在径向上完全搭接另一个连接元件的端 侧。通过这种措施达到轴承端侧没有轴承间隙，特别是通过一个环形 连接元件完全环绕滚动轴承底侧上的另一个连接元件。此外，如果一个环形连接元件径向内部和径向外部、也就是两侧 均环绕另一个连接元件，那么两个轴承间隙的口均共同布设在一个共 同的轴承端面的区域内，从而形成特别一目了然的关系。通过进一步遵循这种设计规范，无论是在两侧被环绕的连接元件 径向内置的外壳面上还是在其径向外置的外壳面上，均设有各自一个 面对另一个连接元件的环形区域，被环绕的连接元件的两个侧面各自 由另一个连接元件至少区域式环绕。每对彼此相对的侧面能够在各自 两个方向上接收或传递轴向力和/或者倾覆力矩，从而通过这种措施可 以实现 一 种具有多重提高的，例如翻倍的负荷能力的轴承。两侧被环绕的连接元件的侧面被环绕的环形区域可以构成为一方 面径向向内和另一方面径向向外向两侧进行环绕的连接元件凸出的环 形凸缘。由此两侧被环绕的连接元件获得T形或者十形或者+形的横截 面，其中，该横截面元件的横梁的两个端部由两侧进行环绕的连接元件环绕。特别具有优点的是，两侧进行环绕的和/或者两侧被环绕的连接元 件(各)具有关于与轴承的转动轴线平行的对称轴线对称的横截面。 该措施在各自外部和各自内部半部分的几何形状相同的情况下，保证 力均匀分布在轴承圈的内部，从而无需担心轴承区域的局部过负荷。 因此可以使轴承的结构高度最小化。本发明建议，两侧进行环绕的与两侧被环绕的连接元件之间的间 隙内设有至少各两对关于轴承的中间基准面彼此对置的具有各自大支 承角的滚动体排。因此两侧被环绕的元件的两个凸缘同样用于力传递 和力矩传递。另一个优点是至少另一排具有大支承角的滚动体，其与两侧被环 绕的连接元件的连接面对置地分布。因此至少可以进一步提高轴向压 力的传递。本发明此外的特征在于至少一排具有小支承角的滚动体，其沿两 侧被环绕的连接元件的径向内置和/或者径向外置的端侧分布。因为具 有大支承角的滚动体排特别是对于轴向力和/或者倾覆力矩的传递得到 优化，所以值得推荐的是另一个滚动体排，其能够至少在有限的范围 内也传递径向力。根据设计在此可以是球体或者辊；同时其直径根据 负荷情况可以小于、基本等于或者大于具有大支承角的滚动体的直径。为将滚动轴承固定在可彼此相对扭转的设备部件上，连接元件应 具有螺纹孔状配置的孔，用于容纳紧固螺栓。大型滚动轴承只能利用大量机器螺栓固定，以便一方面传递轴向拉力和另一方面产生足够的 法向力，用于在滚动轴承与所连接的设备部件或者机器部件之间构成 摩擦连接。紧固孔可以构成为贯通孔，从而机器螺栓借助螺母或者其 它螺纹件锁紧，或者可以是带内螺纹的盲孔，其中，那么紧固螺栓直 接固定在孔内。当连接元件的紧固孔构成为设有内螺纹的盲孔时，在 两侧，也就是既在其径向内置的外壳面上又在其外置的圆周外壳面上 均被环绕的连接元件的安装变得容易。两个连接元件之间的间隙可以在滚动轴承的两个底侧上被密封， 优选是通过在一个凸起的连接元件与各自另一个连接元件之间台阶部 的区域内的至少各 一 个密封圈进行密封。这种密封满足不同的要求 一方面使污染颗粒远离敏感的滚动体和滚道；另一方面防止润滑剂排 出。因此两个连接元件之间优选被密封的间隙能够以润滑剂填充，特 别是以油脂填充。两个连接元件之间的这样的被密封的空腔不仅可以 部分地、而且也可以大部分或者甚至完全利用润滑剂填充。如果一个 或者两个密封件这样构成，使其在压力向内指向的情况下可靠封闭， 与此相反，当超过压力阈值时，密封圈在压力向外指向的情况下打开， 那么在将新油脂通过为此所设有的润滑油嘴压入被密封的空腔内时， 可以将用过的润滑油脂通过这种密封件排出，从而无需轴承的任何拆 卸便可以进行补充润滑或补充加注油脂。最后依据本发明的原理，至少一个连接元件的远离共同间隙的外 壳侧设有啮合部。因此同时开辟的可能性是，两个连接元件之间的扭 转角通过传动装置确定地预先规定，其中，传动轴通过至少一个小齿 轮、蜗杆等与啮合部啮合的这类部件与啮合的连接元件联接，而传动 元件的外壳优选固定在另一个连接元件上或者固定在与其连接的机器 部件或者设备部件上。
基于本发明的其它特征、细节、优点和作用来自下面借助附图对本发明的优选实施方式的说明。其中
图1示出依据本发明的滚动轴承的、部分断开的横截面； 图2示出本发明另一实施方式的与图l相应的视图；以及 图3以与图1相应的视图示出本发明另一改动的实施方式。
具体实施例方式
图1的滚动轴承1包括两个环形的元件2、 3，用于连接在两个可
彼此相对扭转的设备部件和/或者机器部件的各一个上面。两个连接元
件2、 3具有不同的平均半径。因此可能的是，连接元件2、 3可以大 致这样设置在一个共同的平面上，使具有较小半径的连接元件2处于 具有较大半径的连接元件3的内部。下面因此也可以简称为内圈2和 外圈3。
但第一或内圈2的最大外半径n，^^大于第二或外圈3的最小内
半径r2.Ullin。因此得出具有重叠宽度w的径向重叠区域
这种重叠由此实现，即两个圈2、 3彼此面对的外壳侧4、 5各自 具有环形的凸起部和/或者凹陷部。内圈2的外置外壳面4与内圈2的 上端侧6并与内圈2的下端侧7各自构成环形棱边8、 9。该环形棱边 线8、 9在优选大致相同的半径n,a，n皿下环绕滚动轴承转动轴线，从而 外壳面4的上区段和下区段相互对中心或处于一个共同的圆柱体上。 而其中外壳面4向滚动轴承转动轴线的方向上凹进或形成环形的槽形 凹陷部10。
在内圈2的外壳面4的径向外面，外圈3以其内置的外壳面5连 接在滚动轴承间隙11的那一边。该外壳面5与外圈3的上端面12并 与其下端面13各自构成环形棱边14、 15。该环形棱边线14、 15在优 选大致相同的半径r&max下环绕滚动轴承转动轴线。而其中外壳面5径 向向内向滚动轴承转动轴线的方向上凸起或形成环形的舌状凸起部16。该凸起部16处于槽形凹陷部10的内部，因为后者的横截面大于
凸起部16。环形凸起部16的径向最远的内置分界面17沿半径rUmin 的圆柱体外壳分布。因为凸起部16嵌入凹陷部10内，所以适用
fl,a，max 〉 f2，i,min。
滚动轴承1具有总计三排滚动体。两个环形连接元件2、 3的每个 上面因此各自存在三个滚道，各自一个用于每个滚动体排。这三个滚 道在内圈2上设置在环形凹陷部IO的内部，在外圈上它们全部处于环 形的凸起部16上。
内圈2的外壳面4的凹陷部IO具有带环形底面18的槽形横截面， 底面18的分布大致能够通过与滚动轴承转动轴线同中心地的圆柱体外 壳面来近似，以及具有两个与底面18连接的侧面19、 20，其最终通到 外壳面4的上区段或下区段。这些侧面19、 20形成用于各一排滚动体 21、 22的滚道，而用于第三排滚动体24的第三滚道23则处于槽形凹 陷部10的底部18上。分别作为与两个第一滚道19、 20的对称体的是 外圈3的环形凸起部16的两个侧面25、 26之一，而第三滚道23的对 应部则处于凸起部16的分界面17上。
因此处于内圈2的外壳面4内的凹陷部10的各一个侧面19、 20 与内壳面上的凸起部16的各一个侧面25、 26之间的是各一排滚动体 21、 22，滚动体21、 22构成为球体并且具有优选各自相同的半径rK。 为此所设计的滚道19、 20、 25、 26各自具有沿圆周线的一个区段分布 的、但具有横拱半径n，L、 r^的横截面，其中适用
其中
r,丄-内圈2上滚道19、 20的横拱半径； r2，L=外圈3上滚道25、 26的横拱半径。
但差别很小并凭肉眼几乎察觉不到； 一方面的i"L与另一方面的rK之间最小偏差的目的是，可以将球体21、 22与其滚道19、 20、 25、 26 的接触点限制在几乎呈点状的区域上，其位置通过中心点Mjo、 M^、
M2，L的相对位置确定。
如果观察圆柱体坐标z、 r，其z轴线与滚动轴承转动轴线同中心 地分布，而r坐标则相应于距该滚动轴承转动轴线的距离，这样中心点 MK1、 Ma、 M2,L可以通过其z坐标和r坐标说明
Mk ( zmk, fMK);
M2,L (ZM2,L, rM2,L) °
借助这些坐标可以对本发明的设计规范如下定义 rMl,L 二 rM2，L= I*MK
这意味着，中心点Mk、 Mw、 M2,l在理想情况下全部处于半径为
rMK的环绕z轴线/滚动轴承转动轴线的共同圆柱体外壳面上。因此一方 面的滚动体2K 22与另一方面的各自分配给它们的两个滚道19、 20、 25、 26之间的接触区的中心点
Mbi，o (ZbI,o, fBl，o) 5
Mbi,u ^Zri，u， rBi,u);
Mb2,o (Zb2，0， rB2，o); Mr2，u (ZB2，u, rB2，u);
也各自处于半径为rB的同一圆柱体外壳面上，因此适用
化1，0= rBl，u= rB2，o= rB2，u=『B
以及
r2，i,min〈 rMl，L= rM2,L= rMK= rB< rl，a,max°
据此球体21 、22与其两个滚道19、25或20、26的两个接触点rB1，。、 rB2,。或r礼u、 rB2，u之间的连接线与滚动轴承1的z轴线平行地分布，也就是说，它们与滚动轴承1的由Z轴线垂直穿过的基准面以90。角相交。
该角度相应于滚动轴承1的两个滚动体排21、 22的支承角。
滚道19、 20、 25、 26的横截面各自在大于卯。，优选大于105°, 特别是大于120。的圆周角上环绕相关的球体21、 22。另一方面，圆周 角，沿该圆周角滚道19、 20、 25、 26的横截面环绕相关球体21、 22， 该圆周角各自小于180°，优选小于165°，特别是小于150°。在附图中， 该角度的平均值约为135°。滚道19、 20、 25、 26在此大致占据相关侧 面19、 20、 25、 26的整个径向延伸，从相关的外壳面4、 5 —直到凹 陷部10的底部18或一直到凸起部16径向内置的分界面17。内圈2上 的滚道横截面19、 20在此切向地过渡到凹陷部IO的底面18内，而外 圈3上的滚道横截面25、26大致切向地过渡到外壳面5的连接区域内。
第三排的滚动体24在图1的实施方式中具有辊形的造型，特别是 圆柱体形的造型，具有与滚动轴承转动轴线平行的圆柱体轴线和优选 小于球半径rK的半径rR。这些辊24 —方面在外圈3上的凸出部16的 径向内置的分界面17上滚动，另一方面在凹陷部10底部18上的滚道 23上滚动。为在z轴线的方向上轴向引导辊24，滚道23构成为加工到 凹陷部10的底部18上的、具有大致矩形的横截面的更小的环形凹陷 部。该滚道凹陷部23以距凹陷部10的侧面19、 20大致相同的距离大 致居中地处于凹陷部IO的底面18上。滚道凹陷部23沿z轴线的轴向 延伸略大于辊24的相应延伸。滚道凹陷部23的侧面的作用不是传递 力。第三滚动体排24的唯一目的在于传递两个连接元件2、 3之间的 径向力或使连接元件相互对中心。辊2 4的支承角因此约为0 ° 。
为可以将连接元件2、 3组装成成品滚动轴承1，其中，环形凸缘 16嵌入环形凹陷部10内，内圈2以凹陷部10划分地构成，确切的说 是沿着轴承1的横向于滚动轴承转动轴线分布的基准面27划分地构 成。该基准面27沿接近第三滚道23的上面或下面分布。内圈2的两 半部分-上圈28和下圈29 -可以在将外圈3和需要时还有通过保持架共同保持的滚动体排21、 22、 24插入其中之后借助螺栓彼此固定。
两个连接元件2、 3在滚动体转动轴线方向上的轴向延伸大小基本相同；但两个连接元件2、 3在z轴线的方向上彼此略微错开，从而一个圈-优选内圈2 -的上端侧6相对于另一个圈-优选是外圈3 -的上端侧7凸起。为此外圈3的下端侧13向下突出于第一圈-优选是内圈2 -的下端侧。各自凸起的端侧6、 13形成滚动轴承1的两个连接面，上面可以固定两个所要彼此相对扭转的设备组件或者机器组件的各一个。为此各自将大量螺纹形的、沿连接元件2、 3设置的紧固孔30、 31用于各一个紧固螺栓的穿过。紧固孔30、 31可以-如图1所示-各自是贯通孔或者是设有内螺纹的盲孔。
连接元件2、 3之间的间隙11在一方面的两个上端侧6、 12之间与另一方面的两个下端侧7、 13之间的区域内密封。优选为此使用两个密封圈32、 33，优选通过将固定凸缘嵌入同一连接元件2、 3的固定槽内而将它们各自固定在连接元件2、 3上，其中，固定凸缘具有大于为此所设有的固定槽的横截面并通过弹性变形固定在槽内。另一方面，密封圈32、 33紧贴在各自另一个连接元件2、 3上，优选借助至少一个为此所设有的密封唇，该密封唇根据密封圈32、 33的弹簧或者弹性特性被压在相关连接元件2、 3的表面上。为将密封圈32、 33 -也就是一方面其固定凸缘和另一方面其一个或多个密封唇-定位，首先考虑连接元件2、 3的各自不凸起的端侧7、 12和/或者连接元件4、 5的一个或者两个彼此面对的外壳面4、 5。在图l所示的实施方式中，用于固定两个密封圈的固定槽处于外圈3上。
间隙11的区域内的通过两个密封圈32、 33封闭的空腔被填充润滑剂，优选是润滑油脂，例如可以通过润滑油嘴34将其加入。密封圈32、 33的弹性这样调整，使其在从外部向间隙11过压时通过形状配合而紧贴，相反在从内向外反压时，在超过极限值的情况下可以打开，从而在压入新的润滑剂时，旧润滑剂可以沿密封圈32、 33的密封唇排出。
未示出的是，在不分开的圈-在外圈3的根据图1的实施方式中-的远离间隙11的外壳面35上可以设有环形的啮合部，作为传动小齿轮或者传动蜗杆的嵌合点。因为仅外圈3适用于蜗杆嵌合，所以优
选分开地实施内圈2，因此也优选内圈2上的凹陷部IO和外圈3上的凸缘16。于是，润滑油嘴34优选处于不啮合连接元件2、 3的远离间隙的外壳侧上-在图1的实施方式中因此处于内圈2的内侧36上。
如果外圈3不需要啮合，那么上述几何形状的相互关系也可以相反，方法是取代内圈2外壳面4上的凹陷部10，在外圈3的内壳面5上设置凹陷部10'并取代外圈3内壳面5上的凸起部16，在内圈2的外壳面4上设置凸起部16'。在此，凸起部16'的几何形状可与凸起部16的几何形状完全相应，而凹陷部10'的几何形状与凹陷部IO的几何形状完全相应，而由此对设置的功能不产生不利影响。
依据图2的实施方式l'与依据图1的实施方式的区别主要在于，在轴向上处于另外两个滚动体排21、22之间第三滚动体排的滚动体24'不是构成为辊形，而是构成为球形，其中，球体24'的半径小于球体21、22的半径rK。滚道23'据此具有扇形段的造型。此外，凸缘16'的端面17'内设有同样扇形的滚道37。在此，滚道23'、 37这样彼此并根据球体24'的半径进行协调，以使得其支承角约为0°。
依据图3的轴承实施方式r为图2的滚动轴承l'的进一步构成。在这里，取代内圈2'和外圈3'具有既在内部，又在外部，也就是两侧被环绕的圈3"和两侧环绕圈3"的圈2"。这两个圈2"、 3"的横截面示出关于平行于轴承r的扭转轴线的中心轴线38的几乎完全的对称。在此，横截面在图3中的右半部分39a相应于轴承l"径向其它内置的部分，相反图3中的左半部分横截面39b相应于轴承r径向其它内置的部分；但两个环形连接元件2"、 3"具有在这两个轴承横截面区域39a、 39b上的大致相同的份额。
图3中轴承l"的右半部分或径向内置的横截面半部分39a与图2 中的轴承l'相比表明，这些区域直至不重要的细部(润滑油嘴的位置等) 彼此相同。特别是可以看到最内侧环绕的环形区段2a"沿与轴承1" 的基准面平行的平面27"划分成一个上部环形区段28a"和一个下部环 形区段29a"，这两个环形区段由补充各自贯通紧固孔30a"的、轴平行 空隙所贯穿；还有在被环绕的连接元件3"上径向向内凸出的凸缘16a"， 此外，在轴向上彼此错开的具有大支承角的滚动体排21a"和22a"和设 置在其间的具有小支承角的滚动体排24"，以及最后在间隙区段lla" 的口区域内的密封圈33a"。
此外如图3所示，在左半部分或径向外部的横截面半部分39b中， 与横截面右半部分39a中的几乎所有这些元件存在各一个与其对称的 对称体最外侧的环形区段2b"沿平面27"划分成一个上部环形区段 28b"和一个下部环形区段29b"，这两个环形区段由共同的贯通空隙30b" 贯穿；两侧被环绕的连接元件3"具有径向向外凸出的凸缘16b";在间 隙区段llb"内存在两个在轴向上彼此错开的具有大支承角的滚动体排 21b"和22b"和间隙llb"口区域内的密封圈33b"。仅缺少一个与具有小 支承角的滚动轴承排24"的对称体，以及需要时与润滑油嘴34"的对称 体。
相反方向上-即一方面的径向向外和另一方面的径向向内-指 向的两个凸出部16a"、 16b"直接连接在两侧被环绕的连接元件3"的端 侧12"上并因此使该连接元件3"具有大致T形的横截面。
两侧被环绕的连接元件3"的该端侧12"完全由两侧进行环绕的连 接元件2"的两个环形半部分2a"、 2b"之间的连接区40包围。该连接区 40的面对端侧12"的内侧41与两侧被环绕的连接元件3"的端侧12"平 行地分布。在对称轴线38上的中部，两个彼此对置的端面12"、 41具有各一个用于具有大支承角的另一个滚动体排43的滚道凹陷部42。因 此，三个滚动体排21a"、 21b"、 43彼此同中心地处于该平面上。
这三排滚动体21a"、 21b"、 43大小基本、但优选完全相同，从而 轴承l"在轴向压力方向上的支承力大约是轴承l'的三倍；可传递的轴 向拉力由于下部滚动体排22a"、 22b"的数量翻倍，基本为在轴承l'中的 两倍，而最大径向力与在图2中具有相应结构尺寸的轴承l'中完全相 同。
两侧进行环绕的连接元件2"现在具有贯通的紧固孔30a"、 30b"的 两个螺纹孔，而在两侧被环绕的连接元件3"上面优选仅有紧固间隙3r 的一个螺纹孔，优选仅在距轴承l"的扭转轴线的径向距离与对称轴线 38相同的情况下这样设置，尽管也可以存在多个这种螺纹孔形的孔排。 任何情况下，这些紧固空隙，优选为31"不构成为贯通间隙，而是构成 为盲孔，其向连接面13"敞开并设有内螺纹。
与对称的横截面半部分39a、 39b相应，在两侧被环绕的连接元件 3"的连接面13"两侧现在也存在两个密封圈33a"、 33b"。这些密封圈优 选彼此对称构成并各自固定在两侧被环绕的连接元件3"的相关外壳上 的槽内；密封圈的密封唇各自弹性地挤压到下端侧7a"、 7b"上。
由此完全封闭的间隙ir以润滑剂，优选是以润滑油脂填充。为补 充填充润滑油脂，设有润滑油嘴34"，优选设置在两侧进行环绕的连接 元件2"可接触的外壳侧36"上。在该连接元件2"的对置的外壳侧上，可 以在需要时设有环形的齿轮圈。
权利要求
1.滚动轴承系统(1；1′；1″)，优选是具有0.5m或者多于0.5m的直径的大型滚动轴承，例如用于特别是在风力叶片轴承结构的范畴内的转动连接，所述滚动轴承系统(1；1′；1″)具有两个彼此同中心地以及至少区域式交错地设置的环形的元件(2、3)，用于连接在两个能够相对扭转的设备部件的各一个上面，以及具有在所述连接元件(2、3)之间的间隙(11)，从而所述连接元件(2、3)能够环绕在所述环形的连接元件(2、3)的中心的、与环形平面大致垂直的假想轴线相对扭转，其中，在所述连接元件(2、3)之间的所述间隙(11)的区域内设有至少两排滚动体(21、22；24、24″)，其特征在于，a)所述环形的连接元件(2、3)在径向上完全或者部分相互重叠，b)以及用于滚动体(21、22)的一个或者多个滚道(19、20、25、26)这样设置在环形连接元件(2、3)的径向重叠的区域(10、16)内，以使得滚动体(21、22)与其两个滚道(19、25；20、26)的接触点的中心之间的连接线相对于所述环形平面所围成的支承角等于或者大于75°，例如等于或者大于80°，优选等于或者大于85°，特别是等于或者大于88°或者近似于恰好90°(“具有大支承角的滚动体排”)，c)以及其中至少一排所述滚动体(24、24″)具有为15°或者更小的支承角，例如为10°或者更小，优选为5°或者更小，特别是为2°或者更小(“具有小支承角的滚动体排”)。
2. 按权利要求1所述的滚动轴承系统，其特征在于， 一个环形的 连接元件(2、 3)具有至少一个面对另一个连接元件的环形的区域(10、 16)，其中，所述一个连接元件(2、 3)的至少一个侧面(19、 20; 25、 26)由所述另一个连接元件(2、 3)至少区域式地环绕。
3. 按权利要求1或2之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，-个环形的连接元件(2、 3)具有至少一个面对另一个连接元件(2、 3) 的环形的区域(10; 16)，所述一个连接元件(2、 3)的两个侧面(19、 20; 25、 26)由所述另一个连接元件(2、 3)至少区域式地环绕。
4. 按权利要求2或3之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，一 个连接元件(2、 3)的由所述另一个连接元件(2、 3)在侧面环绕的 环形的区域构成为在径向上向所述另一个连接元件(2、 3)凸出的环 形的凸缘(16)。
5. 按权利要求2至4之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，至 少一个环形的凸缘(16)的所述一个或多个被环绕的侧面(25、 26) 构成为用于滚动体(21、 22)的一个或多个滚道。
6. 按权利要求4或5之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 至少一个凸缘(16)的端侧(17)内设有至少一个用于至少另一排滚动体(24; 24")的滚道。
7. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，环形 的连接元件(2、 3)具有大致C形的横截面，所述连接元件(2、 3) 包括至少两个面对另一个连接元件(2、 3)的环形的区域(4)，在所 述区域(4)的中间空隙(10)内延伸有所述另一个连接元件(2、 3) 的区域。
8. 按权利要求7所述的滚动轴承系统，其特征在于，在所述具有 C形横截面的连接元件(2、 3)的两个彼此面对的内表面(19、 20)上 设置用于一排滚动体(21、 22)的各一个滚道。
9. 按权利要求7或8之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述具有C形横截面的连接元件(2、 3)的两个凸起的区域(4)之间 的至少一个凹陷部(10)的区域内设有至少一个用于至少另-一排滚动体(24; 24")的滚道(23、 23")。
10. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，优 选具有C形横截面的环形的连接元件(2、 3)由至少两个彼此分开的、 相互叠放的单圈(28、 29)组成。
11. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，所 述具有C形横截面的连接元件(2、 3)在径向上在内部和/或者在外部 环绕所述另一个连接元件。
12. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，径 向的重叠宽度(w)大于所述滚动体(21、 22)在径向上关于滚动轴承(1)的扭转轴线的一半延伸。
13. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，总 计设有至少两排滚动体(21、 22)。
14. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于至少 两排滚动体(21、 22)，所述至少两排滚动体(21、 22)各自具有为 75。或者更大的支承角，例如为80。或者更大，优选为85。或者更大，特 别是为88。或者更大。
15. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，所 述具有大支承角的滚动体(21、 22)构成为球体。
16. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，所 述具有小支承角的滚动体(24、 24")构成为辊、筒或者球体。
17. 按前述权利要求之一所述的、具有球形滚动体(21、 22、 24") 的滚动轴承系统，其特征在于，彼此面对的滚道(19、 25; 20、 26;23"、 37)为容纳同一排的球体(21、 22、 24")各自具有扇形的横截面， 所述扇形的横截面的横拱半径略大于相关球体(21、 22、 24")的半径。
18. 按权利要求17所述的滚动轴承系统，其特征在于，相互对应 的滚道横截面的中心点具有距所述滚动轴承(1)的所述扭转轴线大致 相同的距离。
19. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，至 少一排具有小支承角的滚动体(24; 24")在轴向上设置在两排具有大 支承角的滚动体(21、 22)之间。
20. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，一 排具有小支承角的滚动体(24; 24")大致处于所述具有C形横截面的 连接元件(2、 3)的分段处(27)的高度上。
21. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，连 接元件(2、 3)的端侧，优选是外部的连接元件(2、 3)的端侧在所 述滚动轴承(1)的底侧上凸起，与此相反，另一个连接元件(2、 3) 的端侧，优选是内部的连接元件的端侧在对置的底侧上凸起。
22. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述滚动轴承(1)的底侧上，在那里凸起的连接元件(2、 3)的端侧 在径向上完全搭接另一个连接元件(2、 3)的端侧。
23. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，一 个环形连接元件(2")完全环绕在滚动轴承(1)的底侧上的另一个连 接元件(3")。
24. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，环 形连接元件(2")既在径向内部又在径向外部均环绕另一个连接元件(3")("在两侧被环绕的连接元件")。
25. 按权利要求24所述的滚动轴承系统，其特征在于，所述两侧 被环绕的连接元件(3")在其径向内置的外壳面上以及在其径向外置的 外壳面上具有各自一个面对另一个连接元件的环形的区域(16a"; 16b")，所述连接元件是"两侧进行环绕的连接元件"2"，所述环形的 区域(16a"; 16b")的两个侧面由另一个所述连接元件(2")至少区域 式地环绕。
26. 按权利要求24或25之一所述的滚动轴承系统，其特征在于， 所述两侧被环绕的连接元件(3")的由所述两侧进行环绕的连接元件(2")在侧面环绕的环形的区域构成为一方面径向向内而另一方面径向 向外地向所述两侧进行环绕的连接元件(2")凸出的环形的凸缘(16a"; 16b")。
27. 按权利要求24至26之一所述的滚动轴承系统，其特征在于， 所述两侧被环绕的连接元件(3")具有T形或者十形或者+形的横截面， 其中，横梁的两个端部由所述两侧进行环绕的连接元件(2")环绕。
28. 按权利要求24至27之一所述的滚动轴承系统，其特征在于， 所述两侧进行环绕的和/或者所述两侧被环绕的连接元件(2"、3")(各) 具有如下的横截面，所述横截面关于与所述轴承(r)的转动轴线平行 的对称轴线(38)对称。
29. 按权利要求24至28之一所述的滚动轴承系统，其特征在于， 在所述两侧进行环绕的连接元件(2"、 3")与所述两侧被环绕的连接元件(2"、 3")之间的间隙(ir)内设有至少各两对关于所述轴承(r)的中间的基准面彼此对置的、具有各自大支承角的滚动体排(2la"、 22a"; 21b"、 22b")。
30. 按权利要求24至29之一所述的滚动轴承系统，其特征在于 至少另一排具有大支承角的滚动体(43)，所述滚动体(43)与所述 两侧被环绕的连接元件(3")的连接面(13")对置地分布。
31. 按权利要求24至30之一所述的滚动轴承系统，其特征在于 至少一排具有小支承角的滚动体(24")，所述至少一排滚动体(24") 沿所述两侧被环绕的连接元件(3")的径向内置的端侧或者沿径向外置 的端侧分布。
32. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，所 述连接元件(2、 3)具有螺纹孔状配置的孔(30、 31)，用于容纳紧 固螺栓。
33. 按权利要求24至31之一并结合权利要求32所述的滚动轴承 系统，其特征在于，所述两侧被环绕的连接元件(2、 3)的所述螺纹 孔状配置的孔(30、 31)构成为设有内螺纹的盲孔。
34. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述两个连接元件(2、 3)之间的空腔，特别是间隙(11)在所述空 腔的两个环形的口处密封。
35. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述两个连接元件(2、 3)之间的空腔，特别是间隙(11)在所述滚 动轴承的两个底侧上密封，优选是通过在一个凸起的连接元件(2、 3) 与各自另一个连接元件(2、 3)之间的台阶部的区域内的至少各一个 密封圈(32、 33)进行密封。
36. 按权利要求24至33之一并结合权利要求35所述的滚动轴承 系统，其特征在于，在所述两个连接元件(2"、 3")之间的空腔，特别 是间隙(IT)无论是在所述空腔的径向内置的口处还是在所述空腔的径向外置的口处均通过各一个密封圈(33a"、 33b")密封。
37. 按权利要求36所述的滚动轴承系统，其特征在于，所述两个 密封圈(33a"、 33b")各自紧贴在所述两侧被环绕的连接元件(3")的 外壳侧上以及紧贴在所述另一个连接元件(2")的各自相邻的端侧区域 上。
38. 按权利要求36或37所述的滚动轴承系统，其特征在于，一 个或者两个密封圈G3a"、 33b")(各自)固定在所述两侧被环绕的连 接元件(3")的外壳侧上，特别是通过置入那里的槽内进行固定。
39. 按权利要求36或37所述的滚动轴承系统，其特征在于，一 个或者两个密封圈(33a"、 33b")(各自)设有密封唇，所述密封唇紧 贴在所述两侧被环绕的连接元件(2")的端侧(7a"、 7b")的邻接的区 段上，特别是弹性地挤压在所述区段上。
40. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述两个连接元件(2、 3)之间的所述优选被密封的间隙(11; 11'; 11")以润滑剂填充，特别是以油脂填充。
41. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，在 所述两个连接元件(2、 3)之间的所述被密封的空腔(11; 11'; 11")以润滑剂，特别是以油脂完全地或者至少大部分地被填充。
42. 按前述权利要求之一所述的滚动轴承系统，其特征在于，至 少一个连接元件(2、 3)的外壳侧(35、 36)设有啮合部。
全文摘要
本发明涉及一种滚动轴承系统(1；1′、1″)，具有两个彼此同中心地以及至少区域式交错地设置的环形元件(2、3)，用于连接在两个可以相对扭转的设备部件的各一个上面，以及具有在这些连接元件(2、3)之间的间隙，从而这些连接元件(2、3)可以环绕在环形的连接元件的中心的、与环形平面基本垂直的假想轴线相对扭转，其中，在连接元件之间的间隙的区域内设有至少两排滚动体(21、22；24、24″)，其中，环形连接元件在径向上完全或者部分地相互重叠，以及用于滚动体的一个或者多个滚道(19、20、25、26)这样设置在环形连接元件的径向重叠的区域(10、16)内，以使得在滚动体(21、22)与其两个滚道的接触点的中心之间的连接线相对于环形平面所围成的支承角等于或者大于75°，以及其中，至少一排滚动体(24、24″)具有15°或者更小的支承角。
文档编号F16C19/49GK101542145SQ200780040643
公开日2009年9月23日 申请日期2007年10月31日 优先权日2006年10月31日
发明者胡贝图斯·弗兰克 申请人:Imo控股有限责任公司