專利名稱：用于托輥的軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于至少部分地設計成空心圓柱形的托輥的軸承裝置，該軸承裝置具有至少一個支撐托輥的軸承，其中，在軸承圈與托輥之間直接或間接地設有支架元件。
背景技術：
對于托輥的軸承裝置，現有技術已公開多種可能性。DE 1 738 837U公開了一種按本發明類型的軸承裝置。這種解決方案也被專利文獻GB 592 043A公開。DE 28 01 879A1 示出另一種相似的軸承裝置，其中，彈性體隔層也用于系統的減震。用作支架元件的套筒沿軸向端部區域徑向展寬并以其徑向外部區域與托輥的圓柱形內表面焊接。其他的用于減震支撐的軸承裝置由專利文獻AT 215 887.DE 24 00 701A1和US 3 362 760公開。所有的解決方案都有一個共同點，必須用相對較高的制造技術費用來制造該軸承裝置。部分地必須保持盡可能精確的制造公差，以便獲得徑向跳動精度較高的軸承裝置。此夕卜，有時結構剛度還不夠，尤其在例如DE 28 01879A1中徑向展寬的套筒段必須固定焊接在托輥內圈的情況下。不利的是，托輥裝置具有相對較大的重量。與之相應地，由軸承裝置承受的負載較高。此外，不利的是，在軸承的軸心與托輥的軸心之間存在位置不正時，例如相應的負載作用在托輥上的情況下，會將較高的負載帶入軸承中。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，這樣改進一種開頭所述類型的軸承裝置，使得這種裝置可以設計得明顯更輕，同時不必受到較大的穩定性損害。此外，即使在軸承與托輥之間存在微小的位置不正時，通過該軸承也可以無故障地確保托輥的支撐。還可以廉價地制造該軸承裝置。為制造所需的公差應允許盡可能大，而不會發生制造廢品的危險。按照本發明的該技術問題的解決方案的特征在于，支架元件具有兩個沿托輥或軸承的軸向延伸的空心圓柱形區段，該空心圓柱形區段與沿徑向延伸的或相對徑向成一定角度(0°到45°之間)延伸的環形區段連接。在此空心圓柱形區段和環形區段優選設計成一體式部件。環形區段沿軸向的長度為空心圓柱形區段沿軸向的長度的優選最多20 %，尤其優選最多15%。環形區段可以布置在空心圓柱形區段的軸向長度的中間。支架元件可以由塑料，尤其聚酰胺制成；支架元件也可以由輕質金屬，尤其是鋁或鎂構成。至少一個空心圓柱形區段在其遠離環形區段的徑向圓周面上可以設計成以環形區段的軸向位置為頂點的圓錐形。因此可以實現支架元件更好地軸向固定在周圍部件上。 優選可以規定，支架元件的內部空心圓柱形區段的內部圓周面的半徑從環形區段的軸向位置起逐漸減小。
雖然支架元件已達到輕量化構造但為了達到足夠的穩定性，證明尤其有利的是， 在空心圓柱形區段之間設有沿徑向延伸的平面狀設計的腹板。這些腹板優選與環形區段連接，其中，尤其優選的設計規定，環形區段和腹板一體式設計。腹板可以軸向地在環形區段和支架元件的軸向端部區域之間延伸。擴展設計規定，多根腹板等距地布置在空心圓柱形區段的圓周上，例如4、8或8根腹板布置在環形區段的兩側。在支架元件的徑向內部的圓柱形區段與軸承圈之間可以設有隔圈。該隔圈可以具有至少一個軸向包圍軸承圈的擋邊。該隔圈可以由金屬，尤其是鋼或輕質金屬制成。在支架元件徑向外部的空心圓柱區段與托輥之間和/或在支架元件徑向內部的空心圓柱區段與隔圈或軸承圈之間還尤其優選設有由彈性體材料或橡膠材料制成的減震元件。減震層優選由彈性體，尤其由聚胺脂，或橡膠材料制成。減震元件在此可以具有空心圓柱形的形狀。在托輥與減震元件之間可以設有套筒。該套筒可以借助徑向向內延伸的環段軸向地包圍減震元件。該套筒還可以借助徑向向外延伸的環段軸向地包圍托輥。該套筒例如由板材組成。在托輥與套筒之間可以設有密封元件，尤其是0形環。在軸承圈、隔圈、支架元件的空心圓柱區段、減震元件、套筒和托輥中的至少兩個部件之間，可以引入一種增大摩擦的介質或在至少一個部件上涂覆一層由增大摩擦的介質組成的涂層。作為增大摩擦的介質例如并且優選可以使用鋅。據此，例如可以設置(一側)鍍鋅的(用于套筒的)板件，以實現增大摩擦的效果。鋅層還會以有利的方式致使在配合縫中防止腐蝕。此外鋅層還可以很廉價地涂覆。增大摩擦的介質在此也可以具有金剛石或氮化硼；在此它該介質尤其是金剛石研磨膏。但增大摩擦的介質也可以具有例如碳化硅或剛玉。金剛石、氮化硼、碳化硅或剛玉在此優選以直徑范圍在Iym至100 μπι之間，尤其是IOym至80μπι之間的顆粒形式存在。在此還可行的是，顆粒狀的材料(例如金剛石、碳化硅、剛玉或氮化硼)通過粘結劑粘結在所述的部件上。在此，優選考慮金屬涂層作為粘結劑，尤其是鎳涂層。該粘結劑可以通過電鍍工藝涂覆。具有增大摩擦特性的涂層也可以備選地是鉬涂層。該涂層優選通過火焰噴涂涂覆。至少一個軸承優選設計成滾動軸承。托輥可以設計成壁厚不變的管子，該管子在兩個軸向端面區域內分別被一個軸承支撐。通過建議的解決方案可以有利地實現托輥裝置非常輕便并且穩定的結構。還有利的是，在軸承與托輥之間出現微小位置不正時，可以通過橫截面為雙T形的支架元件很容易地補償這種微小的錯位或位置不正。所需零件的結構簡單，所以可以很經濟地進行軸承裝置的制造。優選設計由彈性體或橡膠材料制成的減震層保證圓度補償和振動脫耦。此外，因此更好地攔截沖擊負荷。
在使用增大摩擦的涂層時建議的解決方案的另一個明顯的優點是，可以明顯改善轉動力矩的傳遞。可以傳遞最大的力矩，而不會導致部件連接的脫開。此外，很大程度地排除了部件空轉的可能性。可注意到尤其有利的是，當在托輥運行中出現循環彎矩時，基于所選的軸承裝置的結構不會發揮負面的作用。相反，在預先給定將要傳遞的轉矩時，軸承裝置更小且更輕的結構方案是可行的。該效果已在所涉及的部件之間配合相對較短時可達到。建議的軸承裝置優選使用在露天采礦設備中并且在此是托輥裝置的一個重要的組成部分。在此非常需要高質量并且輕便的軸承裝置，該軸承裝置還具有較長的壽命且能舒適運行。
在附圖中示出本發明的實施例。附圖中圖1是帶有托輥的軸承裝置的徑向剖面，該托輥由軸承支撐，圖2是按一種備選的實施形式的軸承裝置的支架元件的徑向剖面以及，圖3是按另一種備選的實施形式的軸承裝置的支架元件的立體圖。
具體實施例方式圖1中可見軸承裝置1，其用于支撐輸送裝置的托輥2。示出一根其上固定有深溝球軸承3的軸13。深溝球軸承3的外圈4具有隔圈6，該隔圈6具有軸向包圍外圈4并且為其構成一個止擋的一側擋邊7。托輥2設計成空心圓柱形部件，也就是設計成管件，其中，在兩個軸向端部區域內設有軸承裝置1，如它在該圖中可見那樣。套筒9擠壓入托輥2向內指向的表面，該套筒9 以過盈配合安裝在托輥2中。在套筒9與隔圈6之間(進一步徑向外部地)設有由彈性體或橡膠材料構成的減震元件8，并且(進一步徑向內部地)設有支架元件5。減震元件8當前設計成空心圓柱形的突出。彈性體或橡膠材料可以與套筒9和/ 或支架元件5通過壓鑄工藝或硫化工藝直接連接。重要的是，支架元件5具有兩個沿托輥2或軸承3的軸向a延伸的空心圓柱形區段5、和5”，該區段與沿徑向r延伸的環形區段5、…連接。還可行的是，環形區段5”、相對徑向成一定的角度(未示出)；該角度可以為不超過45°。相應地支架元件5在所示的徑向區段中具有雙T形的結構，其能夠實現彈性地補償托輥2的軸與軸承3之間的位置不正或錯位，而不必在軸承中造成很大的力，除了減震元件8的彈性作用外。通過環形區段5、”沿軸向a的長度t是空心圓柱形區段5\5”的長度T的最大 20%，優選最大10%至15%實現或有利于上述效果。有利的是，在托輥2的至少一個軸向區段范圍內，在托輥2的內部圓柱表面與減震元件8之間設置套筒9，該套筒9 一側軸向地突出托輥2并且在托輥2的軸向端部區域內具有徑向向外延伸的環形區段11。該環形區段11也可以稱作突起物并且形成一個用于定義托輥2的軸向止擋。托輥2相對套筒9的軸向固定因此可以以簡單的方式實現。托輥2和套筒9在此固定地相互連接，這例如可以通過焊接來促進。套筒9與托輥2之間的密封性可以通過密封元件12(在0形環的實施例中)建立。在另一側，環區段10在套筒9的另一個軸向端部處包圍減震元件8并因此為該減震元件8提供一個軸向止擋。在圖2中可見，還可以為支架元件5規定，空心圓柱形區段5”的徑向內部表面 (和/或未示出的空心圓柱形區段5、的徑向外部表面)可以具有一個圓錐形的走向。在此，空心圓柱形的區段5”的徑向內表面在中間兩側，即，環形區段5”、的兩側延伸，并且錐狀地徑向朝空心圓柱形區段5”的軸向端部傾斜。在此夸張地示出圓錐角α。該圓錐角 α大多處于幾度的范圍內，例如1°至5°。相應地，在支架元件5與隔圈6之間存在更好的軸向固定。在圖3中描述了，通過該措施可以實現明顯提高支架元件5的穩定性，而不必承受實心套筒的重量。此處在環形區段5\5”、5”、的兩側設置腹板14，該腹板與區段5\5”、
設計成一體式并且軸向地從環形區段5、”延伸至區段5\5”的軸向端部。在該實施例中，(在環形區段5”、的每側都)設置四塊腹板，這四塊腹板等距地分布在圓周上。附圖標記清單1軸承裝置2 托輥3軸承(滾動軸承)4軸承圈(外圈)5支架元件空心圓柱形區段5…空心圓柱形區段5…環形區段6 隔環7 擋邊8減震元件9 套筒10 環段11 環段12密封元件(0形環)13 軸14 腹板a 軸向r 徑向t環形區段的長度T空心圓柱形區段的長度α 角度
權利要求
1.一種用于至少部分地設計成空心圓柱形的托輥(2)的軸承裝置(1)，該軸承裝置(1) 具有至少一個支撐所述托輥O)的軸承(3)，其中，在軸承圈(4)和所述托輥( 之間直接或間接地設有支架元件(5)，其特征在于，所述支架元件( 具有兩個沿所述托輥( 或所述軸承(3)的軸向(a)延伸的空心圓柱形區段(5\5”)，所述兩個空心圓柱形區段(5'、 5")與沿徑向(r)延伸的或相對所述徑向成一定角度延伸的環形區段(5”、)連接。
2.如權利要求1所述的軸承裝置，其特征在于，所述空心圓柱形區段(5\5”)和環形區段(5” J設計成一體式部件。
3.如權利要求1或2所述的軸承裝置，其特征在于，所述環形區段(5—J沿軸向的延伸長度(t)為所述空心圓柱形區段(5\5”)沿軸向(a)的延伸長度(T)的最多20%，優選最多15%。
4.如權利要求1至3之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述環形區段(5—J布置在所述空心圓柱形區段(5\5”)的軸向長度的中間。
5.如權利要求1至4之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述支架元件(5)由塑料，尤其聚酰胺(PA)制成。
6.如權利要求1至4之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述支架元件(5)由輕質金屬，尤其是鋁或鎂構成。
7.如權利要求1至6之一所述的軸承裝置，其特征在于，至少一個空心圓柱形區段 (5'、5”)遠離所述環形區段(5”、)的徑向圓周面設計成以所述環形區段(5”、)的軸向位置為頂點的圓錐形。
8.如權利要求7所述的軸承裝置，其特征在于，所述支架元件(5)的內部空心圓柱形區段(5”)的內部圓周面的半徑從所述環形區段(5” J的軸向位置起逐漸減小。
9.如權利要求1至8之一所述的軸承裝置，其特征在于，在所述空心圓柱形區段(5'、 5")之間設有沿徑向延伸的平面狀設計的腹板(14)。
10.如權利要求1至9之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述腹板(14)與所述環形區段(5…)連接。
11.如權利要求9或10所述的軸承裝置，其特征在于，所述腹板(14)軸向地在所述環形區段(5” J與所述支架元件(5)的軸向端部區域之間延伸。
12.如權利要求9至11之一所述的軸承裝置，其特征在于，多塊腹板(14)等距地布置在所述空心圓柱形區段(5\5”)的圓周上。
13.如權利要求1至12之一所述的軸承裝置，其特征在于，在所述支架元件(5)的位于徑向內部的空心圓柱形區段(5”)與所述軸承(3)圈(4)之間設有隔圈(6)。
14.如權利要求13所述的軸承裝置，其特征在于，所述隔圈(6)具有至少一個軸向包圍所述軸承(3)圈⑷的擋邊(7)。
15.如權利要求13或14所述的軸承裝置，其特征在于，所述隔圈(6)由金屬，尤其是鋼或輕質金屬制成。
16.如權利要求1至15之一所述的軸承裝置，其特征在于，在所述支架元件(5)徑向外部的空心圓柱形區段(5、)與所述托輥( 之間和/或在所述支架元件( 徑向內部的空心圓柱形區段(5”)與所述隔圈(6)或所述軸承(3)圈(4)之間設有由彈性體材料或橡膠材料制成的減震元件(8)。
17.如權利要求16所述的軸承裝置，其特征在于，所述減震元件(8)具有空心圓柱形的形狀。
18.如權利要求16或17所述的軸承裝置，其特征在于，在所述托輥(2)與所述減震元件⑶之間設有套筒(9)。
19.如權利要求18所述的軸承裝置，其特征在于，所述套筒(9)借助徑向向內延伸的環段(10)軸向地包圍所述減震元件(8)。
20.如權利要求18或19所述的軸承裝置，其特征在于，所述套筒(9)借助徑向向外延伸的環段(11)軸向地包圍所述托輥O)。
21.如權利要求18至20之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述套筒由板材組成。
22.如權利要求18至21之一所述的軸承裝置，其特征在于，在所述托輥O)與所述套筒(9)之間設有密封元件(12)，尤其是0形圈。
23.如權利要求1至22之一所述的軸承裝置，其特征在于，在所述軸承(3)圈、隔圈(6)、所述支架元件(5)的空心圓柱區段(5\5一)、減震元件(8)、套筒(9)和托輥(2)中的至少兩個部件之間，引入一種增大摩擦的介質或在至少一個部件上涂覆一層由增大摩擦的介質組成的涂層。
24.如權利要求23所述的軸承裝置，其特征在于，所述增大摩擦的介質具有或是鋅。
25.如權利要求23所述的軸承裝置，其特征在于，所述增大摩擦的介質具有金剛石或氮化硼(CBN)。
26.如權利要求25所述的軸承裝置，其特征在于，所述增大摩擦的介質是金剛石研磨膏。
27.如權利要求23所述的軸承裝置，其特征在于，所述增大摩擦的介質具有碳化硅 (SiC)或剛玉。
28.如權利要求25至27之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述金剛石、所述氮化硼、 所述碳化硅或所述剛玉以直徑范圍在Iym至IOOym之間，尤其是IOym至80μπι之間的顆粒形式存在。
29.如權利要求1至觀之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述至少一個軸承(3)是滾動軸承。
30.如權利要求1至四之一所述的軸承裝置，其特征在于，所述托輥( 設計成壁厚不變的管子，該管子在兩個軸向端面區域內分別被一個軸承C3)支承。
全文摘要
本發明涉及一種用于至少部分地設計成空心圓柱形的托輥(2)的軸承裝置(1)，其具有至少一個支撐該托輥(2)的軸承(3)，其中，在軸承(3)的套圈(4)與托輥(2)之間直接或間接地設有支架元件(5)。為了實現即使在軸承與支撐輪之間存在微小的錯位時，通過軸承也能確保托輥無故障的支撐，本發明規定，支架元件(5)具有兩個沿托輥(2)或軸承(3)的軸線方向(a)延伸的空心圓柱形區段(5`、5``)，該空心圓柱形區段與沿徑向(r)延伸的環形區段(5```)連接。
文檔編號F16C13/02GK102459041SQ201080025549
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月6日 優先權日2009年4月9日
發明者E.皮科爾, P.霍林 申請人:Skf公司