圓柱滾子軸承的制作方法
【專利說明】圓柱滾子軸承
[0001]本發(fā)明涉及一種用于吸收軸向與徑向力的圓柱滾子軸承，包括繞在軸向方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸同軸布置的第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)，其中第二軸承環(huán)具有在徑向方向上開口的槽，并且第一軸承環(huán)的凸葉(lobe)與之嚙合，其中在凸葉和槽之間，布置有第一徑向軸承列和在軸向上彼此隔開的兩個軸向軸承列，其中第一徑向軸承列在第一徑向方向上抵靠第二軸承環(huán)支持第一軸承環(huán)，并且其中提供有第二軸承列，其在第二徑向方向上相對于第二軸承環(huán)支持第一軸承環(huán)，該第二徑向方向與第一徑向方向相反。圓柱滾子軸承特別地是用于在風(fēng)力渦輪機(jī)上安裝轉(zhuǎn)子葉片的組合式軸向-徑向軸承形式。相應(yīng)的滾子軸承在實(shí)際中也被稱作葉片調(diào)整軸承。
[0002]已知的風(fēng)力渦輪機(jī)在其傳統(tǒng)構(gòu)造中具有塔，塔的上端布置有帶有發(fā)電機(jī)殼體的發(fā)電機(jī)。典型帶有三個轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子直接或經(jīng)由傳動裝置連接到發(fā)電機(jī)。為了調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片的位置以適應(yīng)不同的風(fēng)速，轉(zhuǎn)子葉片附接到轉(zhuǎn)子，以便可繞轉(zhuǎn)子葉片縱軸旋轉(zhuǎn)。為此，軸向-徑向大滾子軸承被用作葉片調(diào)整軸承(Erich Hau, "Windkraftanlagen - Grundlagen,Technik,Einsatz, Wirtschaftlichkeit^[〃Wind Turbines-Fundamental Principles, Technologies, Applicat1n, Economics"]，2nd Edit1n, 1996, pages 233-234)。所述軸承以及相關(guān)聯(lián)調(diào)整布置的目的是調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)子葉片的入射角以適應(yīng)相應(yīng)的風(fēng)速和/或渦輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
[0003]DE102011000769A1公開了一種軸向-徑向滾子軸承，其特別適用于在風(fēng)力渦輪機(jī)上安裝轉(zhuǎn)子葉片，并且盡管是緊湊型設(shè)計(jì)，其特征在于高承載能力。為了徑向支持，徑向軸承列被以傳統(tǒng)方式布置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間。
[0004]對于徑向支持，DE3034008C2和EP0413119B1已知類似構(gòu)造的圓柱滾子軸承。徑向安裝是借助布置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的徑向軸承列而實(shí)現(xiàn)的。軸承環(huán)之一包括在徑向方向上開口的槽。如果其是外環(huán)的話，那么槽在朝著旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)向徑向方向上開口。相比之下，如果內(nèi)環(huán)設(shè)有槽的話，則該槽在外向徑向方向上開口。相應(yīng)的另一軸承環(huán)具有嚙合到槽的凸葉。這種環(huán)在實(shí)際中也被稱作凸葉環(huán)。第一徑向軸承列被布置在凸葉的徑向環(huán)繞尖上，而在軸向方向上彼此隔開的兩個軸向軸承列被設(shè)置在凸葉的側(cè)緣上。在這種構(gòu)造中，內(nèi)環(huán)借助徑向軸承列在外向方向上抵靠外環(huán)而被支持。
[0005]取決于圓柱滾子軸承的使用，可能發(fā)生可觀的力，其在一定程度上還可能引起軸承和/或相互作用的軸承環(huán)的變形。具體而言在葉片調(diào)整軸承的情形中，如果連接結(jié)構(gòu)剛性不足，則可能發(fā)生在運(yùn)行期間產(chǎn)生的力引起軸承環(huán)的彈性形變，從而其不再具有環(huán)狀形狀。在負(fù)載下發(fā)生的形變還被稱作畸變。在僅具有一個徑向軸承列的傳統(tǒng)圓柱滾子軸承的情形中，該形變會引起內(nèi)環(huán)在局部移動遠(yuǎn)離外環(huán)，從而在該圓周段，作為滾動體的圓柱滾子不再起到支持作用，而在圓周的其它區(qū)域中發(fā)生壓縮載荷和變形的增加。
[0006]考慮到此點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)更為均勻的力分布以及抵消所描述的軸承環(huán)形變，已知EP2092204B1中公開了具有權(quán)利要求1前序部分所述特征的圓柱滾子軸承。兩個軸承環(huán)之一包括凸葉環(huán)，其中另一軸承環(huán)具有繞凸葉環(huán)嚙合的突出部。這實(shí)現(xiàn)了下述設(shè)計(jì)，即利用每種情形中兩個相對的圓柱滾子列，凸葉環(huán)不僅在軸向方向上并且還在徑向方向上被引導(dǎo)。由于雙向引導(dǎo)，環(huán)不再在徑向方向上發(fā)生彼此不同的形變，從而整個結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度增加，其中軸承環(huán)無法在徑向方向上在局部移動遠(yuǎn)離另一環(huán)。
[0007]然而不利之處在于，特別是在徑向方向上，為布置凸葉環(huán)需要可觀的安裝空間。考慮到此背景，本發(fā)明所要解決的問題是提出一種圓柱滾子軸承，其中相互作用的軸承環(huán)在徑向方向上的不同形變被避免，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了緊湊型設(shè)計(jì)。
[0008]本發(fā)明的主題以及技術(shù)方案是如權(quán)利要求1所述的圓柱滾子軸承。
[0009]進(jìn)而，本發(fā)明涉及一種用于吸收軸向與徑向力的圓柱滾子軸承，特別是用于安裝轉(zhuǎn)子葉片的大滾子軸承，包括繞在軸向方向上延伸的旋轉(zhuǎn)軸同軸布置的第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)，其中第二軸承環(huán)具有在徑向方向上開口的槽。第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)形成內(nèi)環(huán)和外環(huán)，其中該布置方式基于相應(yīng)的需求可以不同。
[0010]如果第二軸承環(huán)用作外環(huán)，則槽相應(yīng)地在朝著旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)向徑向方向上開口。相比之下，如果第二軸承環(huán)形成內(nèi)環(huán)，則槽相應(yīng)地在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的外向徑向方向上開口。
[0011]第一軸承環(huán)具有嚙合到槽的凸葉，其中在凸葉和槽之間，布置有徑向軸承列以及在軸向方向上彼此隔開的兩個軸向軸承列。第一徑向軸承列位于凸葉的徑向環(huán)繞尖上，其中作為第一徑向軸承列的滾動體的圓柱滾子還被插入到凸葉中，以便進(jìn)一步減小徑向方向上圓柱滾子軸承的空間需求。
[0012]在軸向方向上彼此隔開且具有圓柱滾子的兩個軸向軸承列被布置在凸葉的側(cè)緣上。第一徑向軸承列在第一徑向方向上抵靠第二軸承環(huán)支持第一軸承環(huán)，其中還設(shè)有具有圓柱滾子的第二徑向軸承列，其在第二徑向方向上相對于第二軸承環(huán)支持第一軸承環(huán)，其中第二徑向方向與第一徑向方向相反。根據(jù)本發(fā)明，第一軸承環(huán)在軸向方向上被劃分成具有凸葉的至少一個第一環(huán)部以及第二環(huán)部，其中第二徑向軸承列被布置在第二環(huán)部和第二軸承環(huán)之間，具有與凸葉的軸向間距。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)(DE3034008C2)已知的三列圓柱滾子軸承相比，第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)在內(nèi)向和外向徑向方向上彼此抵靠而被支持，從而避免了不同的形變。與EP2092204B1中的情形相比，傳遞相對徑向支持的兩個徑向軸承列并未在凸葉的形式下以相同隊(duì)形彼此直接鄰近地布置，而是以具有軸向間距的方式被布置在不同環(huán)部上。這樣，可以顯著地減少徑向方向上所需的安裝空間。此外，還可以方便地在第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)上設(shè)有通孔，通孔允許圓柱滾子軸承簡單地附接到可旋轉(zhuǎn)地連接到彼此的部件上。
[0014]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第二環(huán)部和第二軸承環(huán)每個具有突出部，其中突出部在背后在軸向以及徑向方向上彼此嚙合，并且其中第二徑向軸承列被布置在突出部之間。特別地，每個突出部可以具有L形狀，其具有徑向翼和自由的軸向翼。為了突出部隨后可以借助其自由翼在軸向方向和徑向方向上彼此嚙合，在相應(yīng)互補(bǔ)軸承環(huán)上有利地設(shè)置有在軸向方向上開口的槽。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，具有凸葉的第一軸承環(huán)在軸向方向上被劃分成至少兩個環(huán)部。通常第二軸承環(huán)在軸向方向上在槽的區(qū)域中也被劃分，從而凸葉可以被定位在槽中，并且為了允許繞凸葉布置的圓柱滾子的安裝。在每種情形中第一軸承環(huán)和第二軸承環(huán)還基本可以具有在軸向方向上連續(xù)布置的不只兩個環(huán)部，以便例如允許布置不只兩個軸向軸承列。在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有不只兩個軸向軸承列的實(shí)施例(參見DE102011000769A1)也是可行的。
[0016]在優(yōu)選實(shí)施例中，在第一軸承環(huán)的至少兩部分形式的情形中，第二環(huán)部在軸向方向上形成圓柱滾子軸承的面向表面。然后在組裝過程期間，第二環(huán)部在軸向方向上被安裝到第一環(huán)部上，并且借助其突出部被插入到第二軸承環(huán)的面向表面上的軸向開口槽或相關(guān)聯(lián)的凹入部中，其中第二徑向軸承列的圓柱滾子應(yīng)當(dāng)提前布置于其中。
[0017]由于第二徑向軸承列被布置為具有與凸葉的軸向間距，如上文所述可以實(shí)現(xiàn)緊湊型設(shè)計(jì)。特別地，可以規(guī)定第二軸承列沒有在徑向方向上突出超過其中布置有軸向軸承列和第一徑向軸承列的區(qū)域。特別有利的是，第二徑向軸承列沒有在徑向方向上突出超過軸向軸承列。相應(yīng)地，在徑向方向上的剖面圖中，第二徑向軸承列被布置在軸向軸承列之上或之下。因此在徑向方向上，不需要用于布置第二徑向列的額外空間需求。這里必須要考慮的是，在許多應(yīng)用中，圓柱滾子軸承在軸向方向上的伸長是方便可行的，而在徑向方向上盡可能緊湊的設(shè)計(jì)則是有利的。
[0018]由于在徑向方向上布置徑向軸承列和軸向軸承列的空間需求被最小化，因此第一軸承環(huán)和/或第二軸承環(huán)每個可具有繞圓周分布的用于緊固螺釘?shù)耐住?br>[0019]如上文所述，第一軸承環(huán)可以形成內(nèi)環(huán)或外環(huán)，其中隨后第二軸承環(huán)相應(yīng)地形成相關(guān)聯(lián)的外環(huán)或內(nèi)環(huán)。此外，第一軸承環(huán)