CN102213264B - 用于轴承的润滑*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于轴承的润滑***。具体地，提供了一种用于轴承（1）的润滑***，所述轴承（1）具有静止的内环（2）和旋转的外环（4），所述润滑***包括附接到所述外环（4）的用于在所述轴承（1）中分配润滑剂（20）的分配环（6）。所述分配环（6）包括通向所述轴承（1）的传输开口（14），用于将所述润滑剂（20）从所述外环（4）的下位置（a）传输到所述外环（4）的上位置（d）。

Description

用于轴承的润滑***
技术领域
本发明涉及一种用于轴承的润滑***，并涉及一种具有润滑***的轴承。特别地，本发明涉及用于具有旋转的外环和静止的内环的轴承的润滑***。
背景技术
通常，利用诸如油之类的润滑剂进行轴承润滑，其中润滑剂利用电泵或机械泵被泵送通过轴承。在正常情况下，油在轴承的最低部分被收集并被泵送到最高部分。油从最高部分通过轴承的运动进行分配并由于重力而向下流到最低部分。
对于具有旋转的外环和静止的内环的轴承而言，由于存在旋转的外环，因而轴承不太容易触及。
因此，需要一种改进的用于轴承的润滑***，以解决现有技术的这些和其它缺点。
发明内容
这种需要分别通过权利要求1、14和15的特征而得以满足。各从属权利要求提供了本发明的进一步的细节和优点。
在一个方面中，本发明涉及用于轴承的润滑***，所述轴承具有静止的内环和旋转的外环。所述润滑***包括附接到所述外环的用于在所述轴承中分配润滑剂的分配环。所述分配环包括通向所述轴承的传输开口，用于将所述润滑剂从所述外环的下位置传输到所述外环的上位置。当轴承转动时，传输开口在外环的下位置中填满以诸如油之类的润滑剂。由于轴承的旋转，被润滑剂填充的传输开口随轴承的旋转而向上运动。在旋转过程中，传输开口回转，从而使润滑剂由于重力而流出传输开口。因此，润滑剂在传输到外环的上位置时沿轴承分配。润滑***通过简单的方式实现良好的轴承润滑，而不需泵或者从泵到轴承的连接。替代地，利用了轴承的旋转和重力。
所述用于轴承的润滑***可包括密封部，所述密封部使所述分配环相对于静止部分密封。由此限定润滑区域，所述润滑区域包围处于所述内环与所述外环之间的轴承间隙，所述润滑剂在所述润滑区域中分配。在分配环处的密封部允许简单构造的润滑剂封闭容器。可使用分配环本身以替代另外的壳体。而且，分配环可包括抵靠外环的密封部，例如O形环密封部。
所述的用于轴承的润滑***可包括两个分配环，所述两个分配环附接到所述外环的两个侧面处。这是一种高级设计，允许一种与轴承具有相等直径的结构，而不需润滑***。
所述传输开口可形成在所述分配环的内面侧表面中和/或形成在所述分配环的内周表面中。传输开口可形成在分配环的任一内侧处。开口需要朝向轴承取向，使得流出传输开口的润滑剂到达轴承。开口可通向两种表面，从而允许容易的制造。在这种情况下，开口的表侧部分可由分配环表侧的一部分封闭，从而仅留下开口的周侧部分开放。
所述的用于轴承的润滑***可包括：第一类型的传输开口，用于针对第一旋转感测来传输所述润滑剂；和第二类型的传输开口，用于针对第二旋转感测来传输所述润滑剂。对于沿双向转动的轴承而言，确保了良好润滑。
所述传输开口可包括：孔，所述孔的中心线具有偏离径向的一定角度，所述角度例如在10至35度的范围内，特别是为15至25度，优选地约为20度；和相邻凹部，其与所述孔连通。这种设计允许在外环的下位置通过进入到凹部中的孔从而容易地舀取润滑剂。传输开口在向上转动时变得越来越倾斜，由此从所述凹部通过所述孔缓慢释放润滑剂。
所述传输开口可包括：沿径向的孔，其具有沿径向向外设置的加宽部分。传输开口大致具有瓶形。传输开口的该形状还允许逐渐释放润滑剂，以确保轴承的完全润滑。
所述润滑剂可以是油，其是具有良好质量的便宜的润滑剂。
可提供多个传输开口，且这些传输开口沿所述分配环的周边均匀分配。具有多个传输开口（例如10－100个开口），允许非常均匀的轴承润滑。对于给定的润滑剂需要而言，多个传输开口使得传输开口较小，这仅会小程度地削弱分配环的结构。
应注意，分配环也可被分为多个环，例如两个环，其中，第一环包括传输开口，第二环包括相对于所述静止部分密封的密封部。各个环可相互连接和/或连接到外环。可在各个环和/或外环之间添加进一步的密封部。
在另一方面中，本发明涉及一种轴承，所述轴承具有静止的内环和旋转的外环，并包括如前所述的润滑***。对于具有旋转外环的轴承而言，该润滑***以小尺度和低复杂度实现了非常良好的轴承润滑。
在进一步的方面中，本发明涉及一种风力涡轮，所述风力涡轮具有：塔，与所述塔相连的主轴，通过主轴承被可旋转地连接到所述主轴的叶片毂，和连接到所述叶片毂的叶片。所述风力涡轮包括如前所述的润滑***。对于包括具有旋转外环的轴承的风力涡轮而言，该润滑***以小尺度和低复杂度实现了非常良好的轴承润滑。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解。参照以下的详细描述，其它实施例和诸多预期优点将变得更好理解，因而将更易于认识到。附图的各元件不必为相互成比例的。相同的附图标记表示对应的相似部分。
图1例示出根据本发明的轴承的示意图，其中的润滑***处于下位置中。
图2例示出根据本发明的轴承的示意图，其中的润滑***处于上位置中。
图3例示出根据本发明的具有传输开口的分配环的截面示意图。
图4例示出根据本发明的具有另外传输开口的分配环的截面示意图。
图5例示出根据本发明的具有传输开口的分配环的示意图。
图6例示出根据本发明的具有轴承和润滑***的风力涡轮的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参照形成为其一部分的附图，图中通过例示来显示出可实施本发明的具体实施例。对此，方位用词，例如“顶”或“底”等等，都参照所述附图的取向来使用。由于实施例中的各部件可沿多种不同取向定位，因而方位用词是用于例示目的，而绝不是限制。应理解，在不背离本发明范围的情况下，可采用其它实施例，而且可进行结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细描述应被认为是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求限定。
图1显示了轴承1，轴承1具有静止的内环2。内环2固定到诸如风力涡轮之类的结构的静止部分3。内环2可与静止部分3螺栓结合在一起或压紧在一起。两种方式的组合也是可行的。
轴承1的外环4通过辊子5与内环2可旋转地连接。辊子或球5的形状、尺寸和材料基于轴承用途而定并可相应设计。轴承1可用于例如风力涡轮中，如图6中所示。在这种情况下，静止部分3可以是主轴或者可以附接到主轴，叶片毂可附接到外环4。
分配环6是润滑***10的一部分并附接到外环4的侧面7。分配环6利用穿过螺孔8的螺栓或螺钉而附接，其中螺孔8沿分配环6的周边布置。分配环6的侧面9抵靠外环4的侧面7设置。在轴承1的外圆周处，外环4和分配环6形成公共圆周表面。分配环6可包括相对于外环4的密封部，例如O形环密封部。分配环6也可与外环4一体地形成。
在分配环6的径向内端处，附接有密封部11。密封部11使轴承1的旋转部分（即，外环4和分配环6）相对于静止部分（即，内环2和静止部分3）密封。密封部11的另一端接触静止部分3。替代地，密封部11的另一端可接触内环2。这基于轴承和安装的特性而定。密封部11的尺寸、材料和设计可选自已知的适于密封轴承的解决方案。
第二分配环6（优选地与第一分配环6相同）被布置在外环4的相反侧面处。两个分配环6与外环4和内环2和/或静止部分3一起形成润滑区域12。润滑区域12被填充以润滑剂（出于清晰目的而未示出）。润滑剂润滑轴承1。润滑区域12至少包围位于内环2与外环4之间的轴承间隙13。润滑区域12进一步可相应包围内环2和/或外环4的部分或全部。第二分配环6也可与外环4一体地形成。
替代两个分立分配环6的方案，可采用一个分配环。该分配环将具有桥接外环4的外圆周表面的中间部分。
分配环6具有多个传输开口14，用于在轴承1内（或更具体地，在润滑区域12内）传输润滑剂。润滑剂润滑轴承1，以确保轴承1的长期工作。
传输开口14从分配环6的侧面9和内圆周表面15突出到分配环6中。传输开口14可切入分配环6中。传输开口14的细节和示例此后将结合图3和图4论述。
传输开口14可替代地可布置在外环4处。在这种情况下，必须小心的是实现封闭的润滑区域。这可通过适配的分配环实现，分配环于是具有了密封润滑区域的功能。也可使用至少围绕轴承间隙13的壳体。
图1显示出处于下位置中的轴承1或外环4。分配环6也随外环4一起处于该下位置中。术语“下位置”是在关注于外环4或单个传输开口14的特定点的情况下有关轴承1的“快照”式视图。
在下位置中，传输开口14由于外环4/分配环6运动和/或由于重力而被填充以润滑剂。通过轴承1的正在进行的旋转，传输开口14进一步向上运动而变得越来越倾斜，直至上位置。
图2图示出轴承1、外环4和分配环6的上位置。在上位置中，传输开口14完全回转，即，旋转约180度。在此位置，传输开口14排空或几乎排空。
传输开口14具有在分配环6的内圆周表面15内的开口。由于内周表面15的法线在轴承1的旋转过程中变得越来越倾斜，因此，传输开口14随着其向上行进到上位置而越来越多地清空。
图3显示出传输开口14的第一设计。使用两种不同类型的传输开口14：第一类型14a和第二类型14b。传输开口14的第一类型14a针对第一旋转感测来传输润滑剂。在此，第一旋转感测是顺时针方向的。传输开口14的第二类型14b针对第二旋转感测来传输润滑剂。在此，第二旋转感测是逆时针方向的。传输开口14的这两种类型（14a和14b）是对称的。
每种类型14a和14b具有在内圆周表面15内的孔16和相邻凹部17。凹部17与孔16连通，使得在轴承1的旋转过程中，通过孔16进入传输开口14的润滑剂进一步流入凹部17中，从而在此沉积以便释放。
孔16具有偏离径向约20度的角度α。角度α的大小可基于旋转速度、所用润滑剂、和/或所需润滑剂释放速率而定。对于传输开口14的类型14a而言，角度α沿逆时针方向偏离径向约20度。对于类型14b而言，角度α沿顺时针方向偏离径向约20度。
凹部17的尺寸可基于所用润滑剂和/或所需润滑剂量而定。
传输开口14可通过以下方式容易地制造：在内圆周表面15中钻制第一孔以形成孔16，在内面的侧表面9中钻制第二孔以形成凹部17。传输开口14被布置在螺孔8之间。也可使用螺孔8作为凹部。
传输开口14的这种形状确保：润滑剂可在轴承1的旋转过程中行进得足够远，并可随运动而均匀分配到轴承1。
图4显示出传输开口14的设计的另一示例。传输开口被布置在螺孔8之间，并具有在内圆周表面15中的沿径向的孔18。孔18具有沿径向进一步向外的加宽部分19。加宽部分19用作润滑剂储器。
这种设计相对于径向是对称的，使得具有孔18和加宽部分19的传输开口14可沿顺时针和逆时针方向沿双向传输和释放润滑剂。
孔18和加宽部分19的尺寸，即，深度和直径，可基于旋转速度、所用润滑剂、所需润滑剂释放速率、和/或所需润滑剂量而定。
传输开口14可通过以下方式容易地制造：在内圆周表面15中钻制第一孔以形成孔18，将所述孔在其截面形状中加宽以形成加宽部分19。传输开口14的整体形状可被描述为瓶形。
传输开口14的这种形状确保：润滑剂可在轴承1的旋转过程中行进得足够远，并可随运动而均匀分配到轴承1。
图5显示出分配环6（其中仅示出少数细节），用于阐释润滑剂20的传送。仅图示出少数传输开口14。而且，仅显示出逆时针旋转的传输开口14。这种限制仅用于清晰目的。分配环6具有更多的传输开口以及用于顺时针旋转的传输开口。
在下位置a中，传输开口14由于重力和由于分配环6如箭头所示的运动的缘故而被填充以润滑剂20。基于旋转速度，润滑剂20、和传输开口14的形状，传输开口14可以不是恰好在下位置a处被填充，而是可在下位置a的稍前处或稍后处被填充。
在轴承1或润滑区域12中的润滑剂20的总量可按这样的方式来量度，即：使得至少在下位置a处，分配环6的内圆周表面15被完全覆盖。
随着轴承1的旋转，传输开口14进一步向上行进，由此其本身也旋转。在第一中间位置b，有些润滑剂20已经从传输开口14释放。润滑剂20由于旋转、重力和传输开口14的形状而逐渐释放。最优地，润滑剂20以恒流释放。
在第二中间位置c，几乎所有润滑剂20已被释放。仅在传输开口14的后部中留有一些润滑剂。这些剩余润滑剂20在传输开口14行进到上位置d时逐渐释放。在上位置d，传输开口14为空或几乎为空。
下位置a和上位置d都不是必需如图5中所示地分别竖直取向。基于润滑剂、旋转速度、和/或传输开口14的形状、尺度和/或数量，可采用不同于垂直的位置。进一步地，下位置a和上位置d不必相互分开180度的角度。
在到达上位置之后，传输开口14朝向位置a向下行进，在位置a处再次填充以润滑剂20。
图6显示出风力涡轮21，其具有塔22和固定到塔22顶上的主轴23。轴承1以可旋转方式连接主轴23和叶片毂24。两个或更多个叶片25固定到叶片毂24。
静止内环2附接到主轴23，而旋转外环4附接到叶片毂24。环2和4通过辊子5被可运动地连接。两个分配环6安装到外环4，并相对于主轴23进行密封。润滑区域12由分配环6、外环4和主轴23限定。
润滑***10具有传输开口，并具有如上参照图1至5所描述的功能。

Claims (16)

1.一种用于轴承（1）的润滑***，所述轴承（1）具有静止的内环（2）和旋转的外环（4），所述内环（2）固定到结构的静止部分，所述外环（4）能够相对于所述内环（2）旋转，所述润滑***包括附接到所述外环（4）的用于在所述轴承（1）中分配润滑剂（20）的分配环（6），其中，所述分配环（6）包括通向所述轴承（1）的传输开口（14），用于将所述润滑剂（20）从所述外环（4）的下位置（a）传输到所述外环（4）的上位置（d）。
2.根据权利要求1所述的用于轴承（1）的润滑***，其包括密封部（11），所述密封部（11）相对于静止部分（3；23）密封所述分配环（6），由此限定润滑区域（12），所述润滑区域（12）包围处于所述内环（2）与所述外环（4）之间的轴承间隙（13），所述润滑剂（20）在所述润滑区域（12）中分配。
3.根据权利要求1或2所述的用于轴承（1）的润滑***，其包括两个分配环（6），所述两个分配环（6）附接到所述外环（4）的两个侧面（7）处。
4.根据权利要求1或2所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述传输开口（14）形成在所述分配环（6）的内面侧表面（9）中。
5.根据权利要求1或2所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述传输开口（14）形成在所述分配环（6）的内圆周表面（15）中。
6.根据权利要求1或2所述的用于轴承（1）的润滑***，其包括：传输开口（14）的第一类型（14a），用于针对第一旋转方向来传输所述润滑剂（20）；和传输开口（14）的第二类型（14b），用于针对第二旋转方向来传输所述润滑剂（20）。
7.根据权利要求1或2所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述传输开口（14）包括：孔（16），且所述孔的中心线具有偏离径向的角度（α）；和相邻凹部（17），其与所述孔（16）连通。
8.根据权利要求7所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述孔的中心线具有的偏离径向的角度（α）在10至35度的范围内。
9.根据权利要求1、2、8中任意一项权利要求所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述传输开口（14）包括：沿径向的孔（18），其具有沿径向向外设置的加宽部分（19）。
10.根据权利要求1、2、8中任意一项权利要求所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述润滑剂（20）是油。
11.根据权利要求1、2、8中任意一项权利要求所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，多个传输开口（14）沿所述分配环（6）的周边均匀分配。
12.根据权利要求1、2、8中任意一项权利要求所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述分配环分为至少两个环。
13.根据权利要求2所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述分配环分为第一环和第二环，所述第一环包括传输开口，所述第二环包括相对于所述静止部分进行密封的密封部（11）。
14.根据权利要求12所述的用于轴承（1）的润滑***，其中，所述分配环分为第一环和第二环，所述第一环包括传输开口，所述第二环包括相对于所述静止部分进行密封的密封部（11）。
15.一种轴承，其具有静止的内环（2）和旋转的外环（4），所述内环（2）固定到结构的静止部分，所述外环（4）能够相对于所述内环（2）旋转，并且所述轴承包括：根据权利要求1至14中任意一项权利要求所述的润滑***（10）。
16.一种风力涡轮，其具有：塔（22），与所述塔（22）相连的主轴（23），通过主轴承（1）被可旋转地连接到所述主轴（23）的叶片毂（24），和连接到所述叶片毂（24）的叶片（25），并包括：根据权利要求1至14中任意一项权利要求所述的润滑***（10）。
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