用于制造滾動軸承的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于制造滾動軸承的方法，一種滾動軸承及其應用。
【背景技術】
[0002]滾動軸承是以下軸承，在該軸承中，內環和外環之間滾動的實體減少了摩擦阻力。軸承用作例如旋轉發電機的轉子的軸線和軸的固定裝置。
[0003]在此，根據滾動軸承的構造方式，應該承受旋轉發電機的徑向的和/或軸向的力，并且同時實現軸的旋轉和/或支承在軸上的部件的旋轉，例如轉子旋轉。此時，在滾動軸承的例如是內環/外環的主元件和滾動體之間，主要出現滾動摩擦。
[0004]在多個電機的情況中，在運行旋轉發電機時與上級電網的電功率交換通過整流器實現。另外，在此出現的軸承電流可以通過混合軸承(Hybridlager)避免。
[0005]在混合軸承中，環和滾動體具有不同的材料，特別地，內環和外環由滾動軸承鋼構成，圓柱滾子、即滾動體由陶瓷構成。圓柱滾子至今為止單獨燒結并且隨后在端側和圓周側進行加工。因此，在圓柱滾子的圓周側上進行了成型設計，這種成型設計起到避免邊緣應力的作用。各個圓柱滾子的燒結和接下來的利用輪廓產生裝置對該滾子進行的圓周磨削是非常耗費成本的。
【發明內容】
[0006]由此出發，本發明的目的在于，以相對較小的成本制造一種滾動軸承，尤其是滾子軸承，從而首要的是在具有相對較小的軸向負載的、例如小型的旋轉發電機的應用中能夠廉價地提供混合滾動軸承。
[0007]所提出的目的的解決方案通過一種用于制造滾動軸承的方法實現，該滾動軸承具有滾動體、內環和外環，該方法通過以下步驟實現:
[0008]制造由陶瓷材料制成的型材作為流水線處理型材(Fliessprozessprofil)，
[0009]該型材通過無心的外圓磨削(spitzenloses Rundschleifen)來磨削，
[0010]以預設長度從型材分離出各個型材長度，從而獲得滾動體，
[0011]通過通切磨削(Einstichschleifen)在滾動體的在內環和外環處的滾道上產生最終成型的滾道幾何形狀，
[0012]將滾動體、內環和外環組合成滾動軸承。
[0013]所提出的目的的解決方案還通過一種發電機實現，該電機具有兩個軸承，其中至少一個軸承設計成浮動軸承，該浮動軸承至少通過以下步驟制造:
[0014]制造由陶瓷材料制成的型材作為流水線處理型材，
[0015]該型材通過無心的外圓磨削來磨削，
[0016]以預設長度從型材分離出各個型材長度，從而獲得滾動體，
[0017]通過通切磨削在滾動體的在內環和外環處的滾道上產生最終成型的滾道幾何形狀，
[0018]將滾動體、內環和外環組合成滾動軸承。
[0019]有利地，通過流水線處理型材制造滾動體以作為滾子體、特別是圓柱滾子。
[0020]接下來，通過流水線處理型材制成的型材的表面、尤其是滾子的表面借助無心的外圓磨削(即centerless)在圓周側磨削，在此，該型材、尤其是滾子取決于制造地不被夾緊。
[0021]接下來，該型材，尤其是滾子分離成預設的型材長度、也就是滾子體的必要的軸向長度。這有利地通過車削或者磨削的形式的切斷來實現。現在，此時獲得成本低廉的滾動體、尤其是滾子體或者圓柱滾子，滾動體雖然不具有對其圓周面的成型設計并且不具有軸向磨削的表面，但是能簡單地制造。型材、也就是滾柱體或者滾動體同樣可以實施成滾針滾子、錐形滾子或者鼓形滾子。
[0022]最后，滾子的邊緣能夠可選地削圓，這或者作為附加的工作步驟實現或者在切斷時已經實現。
[0023]型材并且進而滾柱體可以在此實施為實心型材或者空心型材。現在，實心型材由此實現，即一種材料、也就是陶瓷材料在一個方向上例如流動穿過一個陰模。為了提供空心型材，對現有的流水線處理補充的是，例如一個凸模逆向于流動方向移動或者至少保持不動。
[0024]特別地，圓柱滾子軸承根據本發明可以設計成浮動軸承、固定軸承和端軸承。在此，固定軸承除了高的徑向力之外還在兩個方向上接收軸向力。端軸承除了高的徑向力之外還接收一個方向的軸向力，并且因此可以在一個方向上對軸進行軸向引導，因此其在另外的軸向方向上作為浮動軸承起作用。
[0025]現在，根據本發明，滾動軸承的成型設計以內環和外環的內部和外部滾道的滾道幾何形狀進行。在此，能夠制造已知的滾道幾何形狀，例如球形、圓柱形/球形或者對數形。通過該設計影響在滾動體的滾子端部處的負載峰值，并且因此可以通過該制造工藝有目的地進行選擇和調節負載峰值。
[0026]滾動軸承的內環和/或外環被鍛造或者替代于此地從原材料上切下。
[0027]接下來，滾動軸承的內環和/或外環部分以不同的夾緊程度被車削。在硬化和退火之后，磨削滾動軸承的內環和/或外環。在此，磨削外端側和內直徑。同樣，滾動體的滾道被磨削，該滾道通過該磨削過程獲得其形狀、即球形的、圓柱形/球形或者對數形。
[0028]可選的是，滾動軸承的內環和/或外環的軌道被拋光，這導致了進一步的光滑性和改進的潤滑度、或者說減小了摩擦。
[0029]此外，圓柱滾子軸承的軸向負載能力取決于在內環和/或外環處的如果存在的邊壁和滾動體的端面之間的滑動面的大小。
[0030]圓柱滾子軸承同樣可以實施成具有用于滾動體的籠架，其此時優選地形成裝配單元。這降低了滾動軸承的裝配耗費。
[0031]外環和內環的邊壁內側僅僅進行精車削，因此通過滾動體不能完全地傳遞軸向力。這特別是在這類滾動軸承應用于旋轉發電機中時也不是必要的，因為該滾動軸承特別能夠作為浮動軸承使用。
[0032]借此也能夠以簡單的方式和方法為小型的旋轉發電機制造成本低廉的混合軸承，其至少具有與至今為止的解決方案的相同的功率能力。
[0033]現在，應成本低廉地制造該滾動軸承，其在旋轉發電機中作為浮動軸承使用并且在旋轉發電機運行時防止在整流器處出現軸承電流。
[0034]因此，陶瓷型材、尤其是該滾動軸承的滾子是不導電的，并且因此特別適合于有軸承電流危險的應用領域，旋轉發電機在工業應用、例如機床中的應用領域或者在E-cars或軌道車輛的車輛驅動中的應用領域。
[0035]原則上，該創造性的構思能夠用于制造所有的轉子軸承。然而，在型材或者說滾子的直徑上產生了流水線處理的由機器決定的限制。
【附圖說明】
[0036]本發明以及本發明的設計方案以該應用在原理上示出的實施例來進一步說明。
【具體實施方式】
[0037]附圖以原理性的縱向剖面示出了旋轉發電機1，其布置在殼體2中。在該殼體2中有定子疊片組7，在其軸向延伸的槽中布置有繞組系統，該繞組系統在定子疊片組7的端側構成了繞組頭部6。轉子疊片組9熱壓配合地安裝到軸8上或者至少與軸8抗扭地連接，其通過經由發電機I的氣隙11的與定子的電磁交互作用產生軸8的旋轉。
[0038]軸8通過固定軸承10和浮動軸承5徑向和軸向地定位。在此，至少一個支承環、即或者是內環或者是外環引導滾動體、即在固定的邊壁之間的滾子。該環然后與籠架和滾子共同形成一個裝配單元。另外的支承環可以例如由從軸8取下。內環和外環因此允許單獨地組裝和拆卸。
[0039]浮動軸承5布置在軸承端蓋3中。固定軸承10布置在軸承端蓋4中，固定軸承和軸承端蓋在本實施例中與殼體2齊平地終止。在軸8熱膨脹時，現在浮動軸承5導致軸8在軸承端蓋3內部的軸向的連帶移動，而不會因為熱膨脹產生機械應力。
[0040]該浮動軸承5的滾動體基本上是圓柱形的并且在此通過簡單的方式和方法以擠壓法制造，其中，在滾子體和滾道之間的接觸面的成型設計并不在圓柱形的滾子體的表面上進行，而是僅僅在內環和/或外環的滾道上進行。
[0041]本發明并不局限于簡單的圓柱滾子軸承。確切地說，根據本發明的方法例如也能夠用于單行和雙行的圓柱滾柱軸承。同樣，滾動體根據隨后在其應用中的徑向負載也能夠設計成空心的。隨后的滾動體同樣能夠通過根據本發明的方法制造:球形滾子、錐形滾子、對稱的、不對稱的和球形的鼓形滾子。據此，磨削的過程會或多或少地復雜一點。
[0042]用于制造成本低廉的滾動軸承的方法這一創造性構思同樣也適用于所有類型的滾針軸承，其主要設置用于高徑向負載。
[0043]除了上述類型的應用領域，如旋轉發電機I在工業應用、例如機床中的應用領域或者在E-cars或軌道車輛的車輛驅動中的應用領域，這樣制造的滾動軸承5還尤其適合于轉速(每分鐘的旋轉數)和直徑(毫米)的乘積小于百萬的應用(以公式給出mXD< I X 106，其中“η”的單位為轉數/分鐘并且“D”的單位為毫米)。
[0044]因此，在旋轉發電機I中包括從幾千瓦至幾百萬千瓦的功率等級。
【主權項】
1.一種制造滾動軸承(5，10)的方法，所述滾動軸承具有滾動體、內環和外環，所述方法包括以下步驟: 制造由陶瓷材料構成的型材作為流水線處理型材， 所述型材通過無心的外圓磨削進行磨削， 以預設長度從所述型材分離出各個型材長度，從而獲得所述滾動體， 通過通切磨削在所述滾動體的在所述內環和所述外環處的滾道上產生最終成型的滾道幾何形狀， 將所述滾動體、所述內環和所述外環組合成所述滾動軸承(5，10)。2.根據權利要求1所述的用于制造滾動軸承(5，10)的方法，其特征在于，所述型材設計成實心型材或者空心型材。3.根據權利要求1所述的用于制造滾動軸承(5，10)的方法，其特征在于，所述型材長度構造成滾子。4.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造滾動軸承(5，10)的方法，其特征在于，所述內環的和/或所述外環的所述滾道幾何形狀設計為球形、圓柱形/球形或者對數形。5.一種根據前述權利要求中任一項所述的方法制造的滾動軸承，至少具有: 通過流水線處理制造并且磨削的滾動體， 至少一個磨削的內環和/或外環。6.—種根據前述權利要求中任一項所述的滾動軸承(5，10)在支撐旋轉發電機(I)的軸⑶時的應用。7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述滾動軸承作為浮動軸承(5)使用。8.一種具有兩個軸承的發電機(I)，其中，至少一個所述軸承是根據權利要求1至5中的一項或者多項所述的浮動軸承(5)。
【專利摘要】本發明涉及一種用于制造具有滾動體、內環和外環的滾動軸承(5，10)的方法，通過以下步驟實現：-制造由陶瓷材料構成的型材作為流水線處理型材，-該型材通過無心的外圓磨削進行磨削，-以預設長度從型材分離出各個型材長度，從而獲得滾動體，-通過通切磨削在滾動體的在內環和外環處的滾道上產生最終成型的滾道幾何形狀，-將滾動體、內環和外環組合成滾動軸承(5，10)。
【IPC分類】F16C33/32, F16C33/34, F16C19/26, F16C19/06
【公開號】CN105626684
【申請號】CN201510802589
【發明人】沃爾夫岡·施納普
【申請人】西門子公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月19日
【公告號】EP3023653A1