CN115899089A - 滚动轴承 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于利用流体润滑的装置的滚动轴承(1)，滚动轴承(1)包括第一轴承圈(2)和第二轴承圈(4)以及至少一列滚动元件(6)，轴承圈(2、4)能够绕着旋转轴线相对于彼此旋转并且包括滚道，滚动元件(6)在所述滚道上滚动，轴承圈(2、4)还在它们之间限定滚动轴承内部(8)，滚动元件(6)布置在滚动轴承内部(8)中，滚动轴承至少部分地被流体包围，其中，还提供泵送装置(18)，泵送装置(18)被构造为将流体泵送到所述滚动轴承内部以及/或者将流体从所述滚动轴承内部泵送出，泵送装置(18)附接到滚动轴承(1)的旋转元件。

Description

滚动轴承

技术领域

本发明涉及一种根据方案1的前序部分的滚动轴承。

背景技术

为了从滚动轴承排出热量并保持由于摩擦引起的损失尽可能低，已知在滚动轴承中提供润滑剂，诸如以润滑油为例。如果滚动轴承布置在例如利用流体润滑剂润滑的装置中，则在装置中使用的流体润滑剂也可被用于滚动轴承的润滑。然而，出于此目的，润滑剂也可以从环境渗透到滚动轴承中是必要的。

然而，如果过多的流体润滑剂渗透到滚动轴承中，例如因为滚动轴承至少部分地被润滑剂包围，则滚动轴承中的摩擦(除了其他方面)可能由于滚动轴承中的过量润滑剂而增加，这可能相应地导致滚动轴承的进一步功率损失。由过量润滑剂引起的功率损失也称为搅动损失(churning losses)。由搅动损失在滚动轴承中产生的摩擦和/或损失功率通常非常高。与可能受轴承设计本身影响的滚动和/或滑动摩擦的损失相比，搅动损失更加难以控制。

为了使至少部分地位于流体润滑剂中的滚动轴承中的搅动损失保持尽可能低，已知的是将密封件或遮蔽件(特别是从外部)附接到滚动轴承，借助于该密封件或遮蔽件(/屏蔽件)(shield)减小流体润滑剂可以渗透到轴承中所通过的间隙，使得可以减少轴承中的过量润滑剂。然而，因为渗透的润滑剂的量更多地源自于轴承组件相对于彼此的几何形状和制造公差，所以无法清楚地限定通过间隙渗透到滚动轴承中的润滑剂的量。

此外，因为通常几乎不能从滚动元件的接触区域泵送润滑剂，所以也难以从轴承中去除已经渗透到轴承中的过量润滑剂。此外，根据可用的安装空间，可能无法获得足够的空间来将附加的密封件和遮蔽件附接到滚动轴承。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于利用流体润滑的装置的滚动轴承，其中即使当滚动轴承被流体部分地包围时，也减少了润滑剂引起的功率损失。

该目的通过根据方案1的滚动轴承来实现。

在下文中，提出了一种用于利用流体润滑的装置的滚动轴承，其中滚动轴承至少部分地被流体包围。滚动轴承包括第一轴承圈和第二轴承圈以及至少一列滚动元件，其中轴承圈能够相对于彼此绕着旋转轴线旋转，并且包括滚动元件在其上滚动的滚道。这里，轴承圈还在它们之间限定滚动轴承内部，滚动元件布置在该滚动轴承内部中。

为了减少润滑剂引起的功率损失，还提供了泵送装置，该泵送装置被构造为将流体输送到滚动轴承内部以及/或者使流体从滚动轴承内部输送出，其中泵送装置附接到滚动轴承的旋转元件。

泵送装置优选地至少部分布置在滚动轴承内部，使得一方面可以确保牢固地(特别是受控制地(/受限制地)(captive))附接到滚动轴承的旋转元件，并且另一方面可以保持滚动轴承的空间需求尽可能低。泵送装置可以以过盈配合(/干涉配合)(interference-fit)、摩擦配合或材料结合的方式附接到旋转元件。

此外，内轴承圈和外轴承圈或者第一轴承圈和第二轴承圈可以各自具有轴向端表面，其中滚动轴承内部特别是由滚道和端表面界定。泵送装置有利地包括承载元件(carrier element)，该承载元件被构造为将泵送装置附接到旋转元件，其中承载元件优选地布置在滚动轴承内部。特别是，承载元件可以被构造为使得其在轴向方向上突出不超过轴承圈的端表面。从而可以确保泵送装置的设置不会显著增加滚动轴承的空间需求，使得还可以在紧凑安装的情况下使用所描述的滚动轴承。作为另一种选择，载体元件也可以布置在滚动轴承的外侧。

由于至少一个泵送装置附接到滚动轴承的旋转元件，至少一个泵送装置能够旋转。特别是，至少一个泵送装置的旋转方向的改变可以改变至少一个泵送装置的泵送方向(pumping direction)。至少一个泵送装置可以适于根据旋转方向将润滑剂指引(/引导)到滚动轴承内部，以及/或者将润滑剂从滚动轴承内部输送出。有利的是，这可以使得能够根据旋转方向来改善润滑剂向滚动轴承内部的供应以及/或者润滑剂从滚动轴承内部的移除。此外，可以从滚动轴承中去除在轴承中止(stoppage)期间已经渗透的过量润滑剂。

根据另一优选实施方式，旋转元件是第一轴承圈，并且泵送装置附接到第一轴承圈。由于至少一个泵送装置安装在旋转轴承圈上，因此可以由泵送装置向外泵送流体，使得润滑剂流动可以被限制到必要的最小值并保持远离移动的轴承组件。根据安装位置和旋转方向，泵送装置还可以用于以目标方式(targeted manner)指引滚动轴承中的流体。

此外，滚动轴承可以包括保持架，该保持架被构造为保持滚动元件并使滚动元件间隔开。这里，保持架可以表示旋转元件，并且至少一个泵送装置可以附接到保持架并且被构造为与保持架一起旋转。特别是，泵送装置可以与保持架一体地形成。由此可以实现泵送装置的特别节省空间的实现。

根据一个优选实施方式，至少一个泵送装置包括形成在泵送装置上的至少一个泵送元件。特别是，泵送元件的至少一部分可以突出超过轴承圈的端表面。作为另一种选择或另外地，至少一个泵送元件可以完全布置在滚动轴承内部中或完全突出超过端表面。另外，至少一个泵送装置可以包括多个泵送元件，其中所述泵送元件各自向外突出不同程度。

特别是，至少一个泵送元件可以具有适于泵送流体的形状。例如，至少一个泵送元件可以构造为涡轮叶片形状，由此根据泵送装置的旋转方向和/或泵送元件的位置，有利地从轴承内部泵送流体。此外，泵送元件的形状还可以取决于待泵送的流体的量、流体的粘度、流体的温度、滚动轴承的旋转速度和/或轴承负载。特别是，可以通过模拟和/或利用实验来确定泵送元件的精确形状。

至少一个泵送装置优选被构造为圈，并且至少一个泵送元件在轴向上从圈向外突出并且在径向方向上朝向滚动轴承的旋转轴线延伸，其中至少一个泵送元件优选地沿一个方向(/某个方向)(in one direction)设定，优选倾斜地设定。圈优选被构造为承载元件。例如，泵送元件可以与承载元件一体地形成。这使得能够以节省空间的方式将至少一个泵送装置配置在滚动轴承内部。由于可以例如通过泵送元件的形状和/或位置来调整(/调节)的至少一个泵送元件的泵送效果，已经进入的润滑剂也可以从轴承内部被泵送出，使得可以实现非常均匀的操作状态。作为另一种选择或另外地，至少一个泵送元件可以在轴向上从圈向内突出，从而形成一种类型的凹部。

例如，至少一个泵送装置和/或至少一个泵送元件可以是由塑料形成的。例如，至少一个泵送装置和/或至少一个泵送元件可以通过成形方法(诸如，以注射成型(injection-molding)方法为例)由塑料形成。

优选地，至少一个泵送元件成形为直的、镰刀形的和/或三角形。这里，泵送元件的形状和/或位置以及/或者滚动元件的旋转速度和/或旋转方向可以取决于各种参数，诸如，以润滑滚动轴承所需的润滑剂膜厚度、装置中流体的填充水平(fill level)等为例。可以例如通过模拟和/或利用实验来确定这些参数。此外，可以根据装置中的流体的填充水平来计算搅动损失的水平。由于泵送元件的所选择的形状和/或位置以及/或者滚动轴承的旋转速度和/或旋转方向，可以有利地设定：一方面流体被泵送的期望方向，以及另一方面由泵送装置泵送的流体量，使得可以进一步减少搅动损失(churning loss)。

根据一个优选实施方式，至少一个泵送装置包括多个泵送元件，其中多个泵送元件绕着至少一个泵送装置以均匀地或不均匀分布的方式布置。特别是，可以选择多个泵送元件的分布，使得过量的润滑剂被阻留(detained)和/或泵送走。

在说明书、附图和权利要求书中规定了另外的优点和有利的实施方式。这里特别是，在说明书和附图中指定的特征的组合仅仅是示例性的，使得特征也可以单独存在或以其他方式被组合。

在下文中，使用附图中描绘的示例性实施方式更详细地描述本发明。这里，示例性实施方式和示例性实施方式中所示的组合仅仅是示例性的，并不旨在限定本发明的范围。该范围仅由权利要求限定。

附图说明

图1示出了根据第一实施方式的滚动轴承的示意性截面图，以及

图2示出了根据第二实施方式的滚动轴承的示意性截面图。

附图标记说明

1 滚动轴承

2、4 轴承圈

6 滚动元件

8 滚动轴承内部

10、12 端表面

14 保持架

16 圈

18 泵送装置

20 泵送元件

具体实施方式

在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标号表示。

图1示出了根据第一实施方式的滚动轴承1的示意性截面图。滚动轴承1特别地适合于在流体润滑装置(未示出)中使用，其中滚动轴承至少部分地被流体包围。

滚动轴承1包括第一轴承圈2和第二轴承圈4，其中轴承圈2、轴承圈4包括在轴向方向上界定轴承圈的端表面10、端表面12。成列的滚动元件6布置在第一轴承圈2与第二轴承圈4之间。第一轴承圈2能够相对于第二轴承圈4旋转，其中两个轴承圈2、4中的每一个包括滚道(未示出)，滚动元件6在该滚道上滚动。

此外，滚动轴承1包括滚动轴承内部8和保持架14，其中滚动元件布置在的滚动轴承内部8中，保持架14被构造为保持滚动元件6并将其间隔开。滚动轴承内部8在径向方向上由轴承圈2、轴承圈4的滚道限定，并且在轴向方向上由轴承圈的端表面10、端表面12限定。

为了改善润滑剂引起的功率损耗，还提供了被构造为泵送润滑剂的泵送装置(pumping device)18。在图1的滚动轴承1中，泵送装置布置在第一轴承圈2上，其中第一轴承圈2是旋转轴承圈。特别是，轴承圈2的旋转方向的改变以及因此的泵送装置18的旋转方向的改变可以由此改变泵送装置18的泵送方向，使得根据旋转方向，可以将流体引导到滚动轴承内部8中，以及/或者可以将流体从滚动轴承内部8输送出。

泵送装置18被构造为用作承载元件的圈16，并且包括在轴向上从圈16向外突出的多个泵送元件20。为了将泵送装置18附接到第一轴承圈2，圈16受控制地(/受限制地/捕获地)(captively)附接到第一轴承圈2。特别地，圈16可以以过盈配合、摩擦配合和/或材料配合的方式固定到第一轴承圈。作为另一种选择或另外地，至少一个泵送元件18可以在轴向上从圈16向内突出。特别地，至少一个泵送装置18和/或至少一个泵送元件20可以由塑料形成，其中例如，泵送元件20与泵送装置一体地形成。

多个泵送元件20被构造为涡轮叶片形状并且在径向方向上朝向滚动轴承1的旋转轴线延伸。此外，沿某个方向倾斜地使用泵送元件20。作为另一种选择，泵送元件也可以具有其他形状。例如，泵送元件20可以被构造为三角形、直线形和/或镰刀形(sickle-shaped)。此外，多个泵送元件18绕着圈16在周向上均匀地分布布置，但是作为另一种选择，也可以不均匀地分布。

在图1中，泵送装置18的尺寸被选择为使得泵送装置18整体接纳在滚动轴承内部8中，使得泵送装置18的设置不会增加滚动轴承1在流体润滑装置中的空间需求。作为另一种选择，泵送装置18也可以仅部分地布置在滚动轴承内部8中，以及/或者在外部附接在旋转轴承圈2上。特别地，泵送元件20可以向外突出超过端表面10、端表面12。

图2示出了根据第二实施方式的滚动轴承1的示意性截面图。图2的滚动轴承1与图1的滚动轴承1的不同之处在于：泵送装置18附接到保持架14。特别是，泵送装置18和保持架14可以一体地形成。这使得泵送装置18在滚动轴承内部8中的特别节省空间的配置成为可能。

总之，在滚动轴承1中，可以通过泵送装置18减少润滑剂引起的功率损失。泵送装置被构造为将流体泵送到滚动轴承内部8中以及/或者使流体从滚动轴承内部8泵出，并且附接到滚动轴承1的旋转元件。泵送装置18有利地至少部分地接纳在滚动轴承内部8中。这可以使得能够不过度增加滚动轴承1的空间需求，结果还可以在紧凑安装的情况下使用所描述的滚动轴承1。

由于泵送元件20的所选择的形状和/或位置、以及/或者滚动轴承1的旋转速度和/或旋转方向，可以有利地设定：一方面流体被泵送的期望方向，以及另一方面由装置泵送的流体量，使得可以进一步减少搅动损失。

Claims (10)

1.一种用于利用流体润滑的装置的滚动轴承(1)，包括第一轴承圈(2)和第二轴承圈(4)以及至少一列滚动元件(6)，其中所述轴承圈(2、4)能够绕着旋转轴线相对于彼此旋转并且包括滚道，所述滚动元件(6)在所述滚道上滚动，所述轴承圈(2、4)还在它们之间限定滚动轴承内部(8)，所述滚动元件(6)布置在所述滚动轴承内部中，所述滚动轴承至少部分地被流体包围，其特征在于，还提供泵送装置(18)，所述泵送装置(18)被构造为将所述流体泵送到所述滚动轴承内部(8)中以及/或者将所述流体从所述滚动轴承内部(8)泵送出，所述泵送装置(18)附接到所述滚动轴承(1)的旋转元件。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述泵送装置(18)至少部分地布置在所述滚动轴承内部(8)中。

3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述第一轴承圈(2)是所述旋转元件，并且所述泵送装置(18)附接到所述第一轴承圈(2、4)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述滚动轴承(1)包括保持架(14)，所述保持架(14)被构造为保持所述滚动元件(6)并使所述滚动元件(6)间隔开，所述至少一个泵送装置(18)附接到所述保持架(14)并且被构造为与所述保持架(14)一起旋转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送装置(18)的旋转方向的改变会改变所述至少一个泵送装置(18)的泵送方向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送装置(18)包括形成在所述泵送装置(18)上的至少一个泵送元件(20)。

7.根据权利要求6所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送装置(18)包括多个泵送元件(20)，所述多个泵送元件(20)优选绕着所述至少一个泵送装置(18)以均匀或不均匀分布的方式布置。

8.根据权利要求6或7所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送装置(18)被构造为圈(16)，所述至少一个泵送元件(20)在轴向上从所述圈(16)向外突出并在径向方向上朝向所述滚动轴承(1)的旋转轴线延伸，所述至少一个泵送元件(20)优选沿一个方向上倾斜地设定。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送元件(20)被构造为涡轮叶片形状。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(1)，其特征在于，所述至少一个泵送装置(18)和/或所述至少一个泵送元件(20)是由塑料形成的，特别是，所述至少一个泵送装置(18)和/或所述至少一个泵送元件(20)是以成型的方式由塑料形成的。

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