圆锥滚子轴承以及风力设备制造技术

本发明专利技术涉及一种圆锥滚子轴承，其具有内圈(1)，外圈(2)以及两行在内圈(1)与外圈(2)之间以O形排布布置的圆锥滚子(3)，其中，内圈(1)沿着轴向(X)延伸经过比外圈(2)更大的长度，并且其中，内圈(1)与外圈(2)之间的间隙在圆锥滚子轴承的至少一侧处通过密封装置密封。根据本发明专利技术，密封装置包含旋转固定地连接在内圈(1)上的主密封件(4)以及旋转固定地连接在外圈(2)上的密封滚圈(5)，其中，密封滚圈(5)构成用于主密封件(4)的密封作用面(6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】圆锥滚子轴承以及风力设备
本专利技术涉及一种圆锥滚子轴承，尤其圆锥滚子大滚动轴承，其具有内圈、外圈和两行圆锥滚子，该圆锥滚子在内圈和外圈之间以O形排布布置，其中，内圈沿着轴向延伸经过比外圈更大的长度，并且其中，内圈与外圈之间的间隙在至少一侧通过密封装置密封。此外，本专利技术的主体还为一种风力设备，其具有放置在塔上的机器外壳以及承载转子叶片的转子，其中，转子借助圆锥滚子轴承能够相对于机器外壳旋转地支承。因此，圆锥滚子轴承构成转子轴承，其在风力设备中也称作主轴承。
技术介绍
圆锥滚子轴承优选实施为圆锥滚子大滚动轴承。在本专利技术范围内，大滚动轴承用于描述滚道直径大于500mm并通常也大于1000mm的滚动轴承。在设计大滚动轴承时存在特殊的要求。仅由于其尺寸和需要承受的负载就产生大的材料需求和高的重量，该重量在安装状态下必须通过相应的支承结构承载。在制造大滚动轴承时，材料和制造费用也是可观的，尤其因为内圈和外圈通常由受到圆周无缝地辊压的环构成，并且对用于滚动体的工作面进行额外的硬化。小的滚动轴承通常设计为容易更换的磨损件，而在大滚动轴承中，在不完全拆卸的条件下长的使用寿命以及简单的维护和修理是有利的，因为大滚动轴承由于其重量和尺寸仅能够在显著投入的情况下操作和更换。对于在风力设备中作为主轴承而支撑承载转子叶片的转子的大滚动轴承尤其如此。在用于风力设备中时，圆锥滚子轴承必须承受径向力、轴向力以及尤其也承受显著的倾翻力矩。在转子方向基本水平的情况下，倾翻力矩可能一方面由连接的部件的重量、另一方面由高度上不同的风载荷引起。为了能够承受相应的负载，在实践中验证了具有两行O形排布的圆锥滚子的双排式圆锥滚子轴承。在O形排布中，两行中的圆锥滚子的纵轴的交点向着内圈的方向推移。O形排布的命名是由于对应于两行的压力线在横截面内基本构成O形。为了能够在内圈与外圈之间布置圆锥滚子，内圈通常沿着轴向分为至少两部分，而在横截面内具有鼻形的外圈可一件式地构造。然而根据需求，也可考虑将外圈设计为沿着轴向多件式的，其中，内圈和外圈也可沿着圆周方向由多个区段构成。此种用作风力设备主轴承的圆锥滚子轴承由DE102009014923C5以及WO2007/119953A1(图3)已知。在已知的此类圆锥滚子轴承中，在圆锥滚子轴承的两侧分别设置密封装置，其密封内圈与外圈之间的间隙。密封环形式的密封件在两个密封装置中分别通过固定环旋转固定地连接在圆锥滚子轴承的外圈上。与外圈旋转固定地相连的密封件可例如按照轴密封圈的形式实施为具有弹性的密封臂或密封唇的。用于密封件的密封作用面由沿轴向分割的内圈的径向外表面构成。根据DE102009014923C5，密封作用面可作为用于密封件的滑动面进行硬化并以高精度制造，为此，密封作用面可以例如非螺旋地打磨。通过相应的措施应实现低摩擦系数以及低磨损。对内圈的径向外表面的相应加工是复杂的。在密封作用面由于磨损而损伤或在装配期间机械损伤的情况下，如果不再确保充分的密封性，则必须更换整个圆锥滚子轴承。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术的目的在于，改善此类圆锥滚子轴承，从而除了长的寿命以外还提供扩展的维修方案。此外，应提供一种具有此种圆锥滚子轴承的风力设备，其中，风力设备中的轴承更换引起很大的开支。本专利技术的主体以及上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承以及根据权利要求13所述的风力设备。因此，在此类圆锥滚子轴承的基础上，根据本专利技术规定，密封装置包含旋转固定地连接在内圈上的主密封件以及旋转固定地连接在外圈上的密封滚圈，其中，密封滚圈构成用于主密封件的密封作用面。在本专利技术的范围内，密封滚圈集成了多种功能。一方面，密封滚圈实现了轴向距离的桥接，从而补偿外圈和内圈的不同长度。在此，外圈可以构造得尽可能窄，其中，内圈的宽度通过两行圆锥滚子的作用面的位置确定。此外，密封滚圈也构成了用于主密封件的密封作用面。单独制造且连接在外圈上的密封滚圈也可在不拆卸整个圆锥滚子轴承的情况下事后地拆下并在必要时进行更换或加工。因此，存在以下优点，其上构成密封作用面的密封滚圈能够在磨损时更换或者后续加工。在维修时，仅须至少部分地拆卸密封装置，然而其中，通常沿着轴向分为至少两部分的内圈以及外圈可以保留在其装配位置。也存在以下优点，密封滚圈由于其相比于内圈和外圈更小的横截面积而可以更简单地操作。因此，显著地简化了密封作用面的精加工、涂层或硬化，其中，涂层也可在拆卸之后轻易地更新。最后，也可在考虑特殊要求的条件下选择密封滚圈的材料，并且可尤其使密封滚圈的材料不同于内圈和外圈的材料。可选择例如适用于构成尤其平滑的密封作用面、并且与主密封件的材料配合具有特别低的摩擦系数的材料。密封滚圈通常由金属制成，然而其中，根据出现的负载也考虑其他材料，包括塑料和复合材料。因为密封滚圈构造为单独的零件，所以几何尺寸也可轻易地匹配于相应需求。在最简单的情况下，密封滚圈具有圆柱形的形状。然而基于此种基础形状的变体也是可行的。如果例如在外圈以及布置在内圈上的主密封件之间不仅需要桥接轴向间距、而且需要桥接径向间距，密封滚圈则也可具有展开部。密封滚圈可例如具有L形。此外，也可在密封作用面的区域内设置阶梯，从而实现与主密封件尺寸的匹配。根据本专利技术一种优选的设计方案提出，由密封滚圈的径向内表面构成密封作用面。最后，不同于圆柱形的其他变体也是可能的。根据本专利技术的一种扩展方案规定，通过一侧的内圈与另一侧的密封滚圈处彼此互补的外形构成迷宫式阻隔。在内圈和密封滚圈上可例如轴向偏置地设置突起，其沿着径向重叠并因此构成迷宫式阻隔。此种迷宫式阻隔可设置用于进一步保护密封间隙并降低润滑剂的漏损率。在本专利技术的范围内，内圈与外圈之间的间隙在圆锥滚子轴承的至少一侧通过所述密封装置密封。然而，此种密封装置通常存在于圆锥滚子轴承的两侧，其中，根据常规设计方案的圆锥滚子轴承也可实施为相对于中心平面镜像对称或基本镜像对称的。在本专利技术的范围内，密封装置位于圆锥滚子轴承的至少一侧、即端侧上，其中，优选两个端侧都设有相应的密封装置。作为轴承的端侧，在本专利技术的范围内指代沿着轴向连接在外圈的两侧上的轴向末端区域。主密封件优选由弹性塑料制成。在此，主密封件可完全由弹性塑料构成，或者也可与其他材料结合。例如，也可设置由金属制成的弹性弹簧圈、弹簧或其他附件，从而改善密封特性。额外地或替代地，也可为弹性塑料添加添加剂以及尤其强化的纤维。适用于作为主密封件的弹性塑料例如为腈-丁二烯橡胶(NBR)、氢化的腈-丁二烯橡胶(HNBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)和基于聚氨酯的弹性体。列举的弹性塑料仅为示例性的。尤其考虑通过硫化交联的材料。然而此外，也考虑热塑性弹性体。主密封件可尤其具有密封足以及连接在密封足上的、弹簧弹性的密封臂，其中，密封臂贴靠在密封作用面上。主密封件可例如具有传统轴密封圈的构型，其也可选择性地具有弹簧或金属附件。除了主密封件以外，密封装置还包含至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.圆锥滚子轴承，该圆锥滚子轴承具有内圈(1)，外圈(2)以及两行在内圈(1)与外圈(2)之间以O形排布布置的圆锥滚子(3)，其中，内圈(1)沿着轴向(X)延伸经过比外圈(2)更大的长度，并且其中，内圈(1)与外圈(2)之间的间隙在至少一侧通过密封装置密封，其特征在于，该密封装置包含旋转固定地连接在内圈(1)上的主密封件(4)以及旋转固定地连接在外圈(2)上的密封滚圈(5)，其中，密封滚圈(5)构成用于主密封件(4)的密封作用面(6′)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170407 DE 102017107553.41.圆锥滚子轴承，该圆锥滚子轴承具有内圈(1)，外圈(2)以及两行在内圈(1)与外圈(2)之间以O形排布布置的圆锥滚子(3)，其中，内圈(1)沿着轴向(X)延伸经过比外圈(2)更大的长度，并且其中，内圈(1)与外圈(2)之间的间隙在至少一侧通过密封装置密封，其特征在于，该密封装置包含旋转固定地连接在内圈(1)上的主密封件(4)以及旋转固定地连接在外圈(2)上的密封滚圈(5)，其中，密封滚圈(5)构成用于主密封件(4)的密封作用面(6′)。


2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，主密封件(4)嵌在内圈(1)的端侧的凹槽(11)中。


3.根据权利要求1或2所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，主密封件(4)通过压环(12)或者围绕圆周分布的压紧区段保持在内圈(1)的对应的端侧上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，密封滚圈(5)与外圈(2)螺栓连接。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，通过一侧的内圈(1)与另一侧的密封滚圈(5)处彼此互补的外形构成迷宫式阻隔(14)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩弗里德·波尔卡，西蒙·安赫洛·桑托罗，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯罗特艾德有限公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE