專利名稱：具有用于容納潤滑劑的多孔元件的軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有滾動體的軸承元件，該軸承元件具有內(nèi)滾道、外 滾道和可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在內(nèi)、外滾道之間的相鄰的滾動體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種具有特別優(yōu)良的潤滑性能的軸承。
所述目的通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。本裝置的有利的變型方案在 從屬權(quán)利要求中說明。
旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件一般以一旋轉(zhuǎn)速度相對于其所固定在的周圍環(huán)境運(yùn) 動。這種連接是一種可旋轉(zhuǎn)的軸承裝置，在高的旋轉(zhuǎn)速度情況下通常是已 知結(jié)構(gòu)類型的滾動軸承。為了在長時間內(nèi)保持旋轉(zhuǎn)能力，必須潤滑軸承。 在大多數(shù)應(yīng)用情況下，軸承的外部件即外軸承環(huán)/軸承外圏固定在殼體內(nèi)， 而旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件(一般是軸)通過或不用內(nèi)軸承環(huán)/軸承內(nèi)圏旋轉(zhuǎn)。
軸承的內(nèi)、外軸承環(huán)之間的速度差導(dǎo)致在表面附近的空氣邊界層內(nèi)不 同的壓力組成。
按照流動介質(zhì)的連續(xù)性方程(伯努利定理)，在靜止或緩慢運(yùn)動的外 軸承環(huán)上存在比在高速旋轉(zhuǎn)的內(nèi)環(huán)上高的靜壓力。這造成在內(nèi)軸承環(huán)的邊 界層區(qū)域內(nèi)存在在軸承內(nèi)部的抽吸效應(yīng)，而在外軸承環(huán)的邊界層區(qū)域內(nèi)存 在環(huán)境壓力。
由于與內(nèi)軸承環(huán)一起旋轉(zhuǎn)的空氣層的離心力一一被同樣跟隨旋轉(zhuǎn)的滾 動體加強(qiáng)——形成一種徑向氣流，由此空氣被按照伯努利方程逆著壓降壓 向外軸承環(huán)，并向外流出。
在側(cè)密封圏緊貼在外軸承環(huán)上的側(cè)面密封的軸承部位，空氣重新徑向朝向內(nèi)軸承環(huán)流回，使得在軸承內(nèi)部形成一流動分量，其被看作，在內(nèi)外 軸承環(huán)之間的空隙內(nèi)在滾動體框圏兩側(cè)相互反向地但平行于軸的軸線地旋轉(zhuǎn)。
這種流動疊加由旋轉(zhuǎn)引起的切向分量，使得在該軸承部位兩側(cè)形成螺 旋形空氣運(yùn)動。該流動連同與之有關(guān)的壓力差可用于在軸承內(nèi)輸送潤滑劑。
按照本發(fā)明的軸承元件或者在側(cè)面或者在由內(nèi)、外軸承環(huán)確定的空隙 內(nèi)具有開孔的和透氣的多孔元件，該元件直接與靜止的或緩慢旋轉(zhuǎn)的軸承 環(huán)連接。這些多孔元件可以由以紡織品或塑料為基底的海綿狀、有吸附能
力的材料或者由金屬棉(Metallwolle )、燒結(jié)材料或金屬泡沫組成。
所述多孔元件吸滿最佳地適合于軸承的特殊應(yīng)用場合的潤滑劑(例如 具有小的表面張力和良好的流動能力)。流過的空氣和由離心力產(chǎn)生的從 外軸承環(huán)到內(nèi)軸承環(huán)的部分顯著的壓差將潤滑劑輸送到滾動體和軸承環(huán)的
接觸區(qū)域內(nèi)。
要補(bǔ)充的泄漏空氣通過旋轉(zhuǎn)的軸和多孔元件之間的環(huán)形縫隙或者說通 過側(cè)蓋板被吸入軸承。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)措施(例如選擇氣孔大小)可以調(diào) 整輸送的潤滑劑量。
同樣通過相應(yīng)地設(shè)計(jì)保持架(滾動體保持架)可以影響軸承內(nèi)的通風(fēng) 裝置。滾動體保持架可以設(shè)計(jì)成這樣，使得潤滑劑按照目的地向滾動體的 接觸區(qū)和滾道內(nèi)偏轉(zhuǎn)。


借助于在附圖中的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖示出
圖l示出軸承元件的第一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖2示出軸承元件的另一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖3示出軸承元件的又一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖4示出軸承元件的另一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖5示出軸承元件的又一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖6示出軸承元件的保持架的一種實(shí)施形式的示意剖視圖，圖7示出軸承元件的保持架的另一種實(shí)施形式的示意剖視圖， 圖8示出軸承元件的保持架的又一種實(shí)施形式的示意剖視圖， 圖9示出沿圖8中A-A線的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖l示出帶有外環(huán)l、內(nèi)環(huán)2、滾動體3和保持架4 (滾動體間隔保持 架)的軸承元件7。
其次，軸承元件7還具有設(shè)置在側(cè)面的、環(huán)繞的環(huán)5 (例如隔離環(huán))。 在環(huán)5上安裝有一特別是環(huán)繞的多孔元件6,其孔填充有液態(tài)潤滑劑(例 如油)。
在例如內(nèi)環(huán)2快速旋轉(zhuǎn)時，在邊界層9內(nèi)存在一壓力，該壓力比環(huán)境 壓力p。小由內(nèi)部旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的速度壓力(Geschwindigkeitsdruck) pv，使得 通過縫隙8將空氣從周圍環(huán)境吸入軸承元件7內(nèi)。
因?yàn)橥猸h(huán)1不旋轉(zhuǎn)，所以在邊界層9內(nèi)存在環(huán)境壓力p。，該壓力通過 源自由內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)和滾動體3及保持架4的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心加速度的壓力pz 提高。在軸承的正常運(yùn)行情況下，源自離心加速度的pz高于pv，因此空氣 在滾動體3旁邊向外流過并向環(huán)5偏轉(zhuǎn)。在隔離環(huán)5以及多孔元件6的邊 界層內(nèi)存在p。，因此由于壓差pz+ pv空氣沿多孔環(huán)6徑向地在方向27上 流動，并帶動輸送來自多孔元件6的潤滑劑，使它向滾動體3的方向移動。
在流過保持架4后，潤滑劑聚集在邊界層9內(nèi)并回輸?shù)蕉嗫篆h(huán)6。從 而形成一內(nèi)部的潤滑劑循環(huán)回路。多孔元件6也可設(shè)置在兩側(cè)(未示出)。
在圖2中，由多孔材料組成的環(huán)6配備有軸向突起部24和25，這些 突起部在徑向內(nèi)側(cè)和外側(cè)包圍保持架4。
多孔元件6的外突起部24離外環(huán)1的內(nèi)徑具有一極小的徑向間隙26, 或者說僅用一些定心點(diǎn)或一個窄的在外側(cè)的定心軸環(huán)固定在外環(huán)1中。
在窄間隙26內(nèi)的毛細(xì)管作用將油從多孔元件6向外朝滾動體滾動(工 作)面的方向輸送，并在軸承不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)時在滾動體3和環(huán)形滾動 面的接觸區(qū)域內(nèi)提供潤滑油膜。圖3以作為軸承元件7的圓柱滾子軸承為例示出設(shè)置在兩側(cè)的環(huán)(隔 離環(huán))11和12的應(yīng)用，這些環(huán)對準(zhǔn)滾動體3并配備有多孔元件13。密封 圏12壓配在外環(huán)1的擋邊直徑內(nèi)。
圖4以兩側(cè)密封的深溝球軸承為例示出單獨(dú)/分離的多孔元件16的應(yīng) 用，這些多孔元件被壓入外環(huán)-內(nèi)擋邊直徑17內(nèi)。軸承裝備有一保持架4， 環(huán)(密封圏)14和15防止污物進(jìn)入和潤滑劑流出從而避免潤滑劑損失。
在圖5中，保持架4設(shè)計(jì)成多孔元件6并由多孔材料組成，例如具有 由開孔的金屬泡沫組成的空心球結(jié)構(gòu)、金屬纖維結(jié)構(gòu)。保持架4盡可能地 填充外環(huán)1和內(nèi)環(huán)2之間的空隙。通過環(huán)14和15防止?jié)櫥瑒┝魇А?br> 在圖6中，保持架4單側(cè)地以定心軸環(huán)20被引導(dǎo)在外環(huán)的擋邊直徑上， 并在滾動軸承區(qū)域內(nèi)在開口 (滾珠窩)28之間的筋23上具有短的設(shè)計(jì)得 有利于流動的凸起21，這些凸起使通過開口 28引入的空氣附加地徑向加 速，從而使在這個區(qū)域內(nèi)的潤滑劑流集中。
圖7示出保持架4的一個有利的實(shí)施形式，其中通it^目對于保持架中 心的錐形的漸縮部19將輸入的潤滑劑沿方向18引入滾動體3 (未示出) 和外環(huán)1 (未示出)的滾道的接觸區(qū)域。
在按圖8和9的保持架4中，開口 28之間的筋23每隔一個在最窄部 位處徑向縮短，例如通過切口22,以提高空氣在球頂點(diǎn)處的輸送效果，從 而使?jié)櫥瑒┝骷小?br> 圓柱形的空心機(jī)械零件可以配備封閉蓋。這種薄圓盤或環(huán)與包圍的構(gòu) 件(Umbauteil)的連接通過壓配、翻邊、粘接、卡扣或借助于附加的固定 環(huán)例如彈簧墊圏建立。
如果這種封閉蓋應(yīng)該是可拆卸和可再裝入的，那么便考慮摩擦連接， 亦即壓配連接或形鎖合的(formschltissig )方案，其中封閉蓋的外邊緣卡 扣在圓柱形機(jī)械零件的周向槽內(nèi)，或通過一 固定環(huán)例如彈簧墊圏來防止脫 出。
薄壁的包圍的構(gòu)件的這種連接通常應(yīng)使接納部盡可能不變形，并液體 和空氣密封地密封接納部，盡可能少地縮小內(nèi)腔和/或不突出于構(gòu)件端面。為了使解決方案滿足這些要求，舉例介紹一密封的滾動軸承。
如圖10 (剖視圖)中所示，軸承元件(例如滾動軸承)由一外軸承環(huán) (外環(huán))1、 一內(nèi)軸承環(huán)(內(nèi)環(huán))2和設(shè)置在它們之間的、可裝在保持架4 內(nèi)的滾動體3組成。
為了防止污染軸承和將對于長期運(yùn)行必要的潤滑劑保持在軸承內(nèi)，設(shè) 置側(cè)封閉蓋29和/或30，它們可以固定裝在其上的、用于容納潤滑劑的多 孔元件6。
按照本發(fā)明的封閉蓋29、 30是環(huán)形的、例如杯狀的薄壁環(huán)，該環(huán)在其 外壁(杯壁)31上具有朝向開放側(cè)的小的圓柱形臺階32。
在外軸承環(huán)1的端面上設(shè)置有凹坑33，該凹坑在軸向方向37上至少 這樣深，使得封閉蓋29、 30不突出于外軸承環(huán)1的端面38。
外軸承環(huán)1的凸緣34給杯壁31提供可靠的軸向貼合部。在離外軸承 環(huán)1的端面38恰當(dāng)?shù)木嚯x處，徑向沿方向39加工有用于接納環(huán)(圓形密 封圏或O型圈)36的凹槽35。
該凹槽35的切入深度這樣選擇，使得形成與封閉蓋29和/或30的可 靠而直接的卡扣連接，而不使軸承環(huán)l變形。圓形密封圏36的彈簧硬度通 過適當(dāng)?shù)牟牧线x擇與要求相匹配。
封閉蓋29、 30可以用機(jī)械或磁力方式不損壞地取出和再裝入。
在圖中示出一帶有用于接納滾動體的保持架的滾動軸承的左側(cè)一半， 右側(cè)一半示出帶有在周向上無空缺地完全填滿的滾動體框圏或帶有單側(cè)開 放的(冠狀)卡扣保持架的軸承。在后一種實(shí)施形式中，為潤滑提供了特 別大的自由空間。
附圖標(biāo)記表
1 外環(huán)
2 內(nèi)環(huán)
3 滾動體
4 保持架5隔離圏
6多孔元件
軸承元件
8間隙
9邊界層
10軸承環(huán)
12環(huán)
13多孔元件
14密封圏
15密封圏
16多孔元件
17內(nèi)擋邊
18方向
19漸縮部
20定心軸環(huán)
21凸起
22切口
23筋
24突起部
25突起部
26間隙
27方向
28開口
29封閉蓋
30封閉蓋
31壁
32臺階
33凹坑34 凸緣
35 凹槽
36 環(huán)
37 方向
38 端面
39 方向
權(quán)利要求
1. 一種帶有滾動體(3)的軸承元件，具有內(nèi)滾道、外滾道和可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在內(nèi)、外滾道之間的相鄰的滾動體(3)，特別是具有用于固定滾動體的保持架(4)，其中設(shè)置有至少一個用來容納用于所述軸承元件(7)的潤滑劑的多孔元件(6、13、16)。
2. 按權(quán)利要求l所述的軸承元件，其特征在于，多孔元件(6、 13、 16)安裝在軸承元件(7)的外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(2)之間的空隙內(nèi)。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的軸承元件，其特征在于，多孔元件(6、 13、 16)安裝在軸承元件(7)的保持架(4)上。
4. 按上迷權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的軸承元件，其特征在于，軸承元 件(7)的保持架(4)構(gòu)成多孔元件(6、 13、 16)，并部分或完全由多孔 材料組成。
5. 按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的軸承元件，其特征在于，軸承元 件(7)的保持架(4)具有在流動技術(shù)方面優(yōu)化的形狀。
6. 按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的軸承元件，其特征在于，軸承元 件(7)的保持架(4)具有至少一個葉片形元件(Fltigelelement)。
7. 按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的軸承元件，其特征在于，在多孔 元件(6、 13、 16)和軸承元件(7)的外環(huán)(1)或內(nèi)環(huán)(2)之間設(shè)置有 用于輸入潤滑劑的、特別是用于形成潤滑劑流動的間隙(8)。
8. 按權(quán)利要求1所述的軸承元件，其特征在于，設(shè)置一封閉蓋(30)。
9. 按權(quán)利要求8所述的軸承元件，其特征在于，多孔元件(6)裝 在封閉蓋(30)上。
10. 按權(quán)利要求8或9所述的軸承元件，其特征在于，封閉蓋(30) 設(shè)計(jì)成特別是杯狀的環(huán)(36)。
11. 按權(quán)利要求10所述的軸承元件，其特征在于，封閉蓋(30)可 通過環(huán)(36)安裝在軸承元件上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有滾動體(3)的軸承元件(7)，該軸承元件具有一內(nèi)滾道、一外滾道和可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在內(nèi)、外滾道之間的相鄰的滾動體(3)，特別是具有一用于固定滾動體(3)的保持架(4)，其中設(shè)置有至少一個用來容納用于軸承元件(7)的潤滑劑的多孔元件(6、13、16)。
文檔編號F16C33/44GK101427040SQ200780014286
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者F·費(fèi)爾德邁爾 申請人:保爾木勒股份兩合公司