用于滚动轴承的油脂分配器装置

摘要

一种滚动轴承(10)，存在有：径向外圈(11)，其静止并设置有槽(18)；至少一个径向内圈(12、13)，其是可转动的；至少多个滚动体(14)，其介于径向外圈(11)与径向内圈(12、13)之间；和油脂分配器装置(20、30、40、50、60、70)，其容纳在径向外圈(11)的槽(18)内。分配器装置设置有径向外侧冠部(21、31、41、51、61、71)，至少一个径向内侧突起(22、32、42、52、62、72)稳定地固定在该径向外侧冠部(21、31、41、51、61、71)上，该突起具有对油脂(80)的阻挡功能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于滚动轴承的油脂分配器装置。更具体地，该装置适于保持油脂并随后在轴承寿命周期期间分配油脂。

本发明特别适用于铁路技术，其中所使用的滚动轴承具有相当大的尺寸，具有在90至160mm之间的内孔。然而，本发明可应用于该领域的所有其它部分，其它非限制性应用示例是在机动车或可再生能源的领域。本发明已经被构想应用于设置有滚子(特别是双列滚子)的轴承。对于这种轴承，该装置可以被组装在滚子的两个列之间的中心处，作为油脂分配器工作。这种应用包括以下两种情况：轴承的内圈可转动而轴承的外圈固定的情况，和与之相反的情况。然而，分配器装置还可应用于相对于滚动体的列而言的侧向位置和应用在其它类型的滚动轴承上。

背景技术

众所周知，任何类型的滚动轴承在其生命周期的运行状态期间都需要充分的润滑。通常使用的是用锂皂(lithium soap)来稠化的基于矿物油的油脂类，其具有良好的热稳定性、氧化和机械性能以及优异的耐水性和防锈性。

例如，在具有双列滚动体的轴承的情况下，通常油脂被插入在包括在两列之间的中心区域内。在轴承的运行状态期间，由于许多因素(大部分是不可控的)，油脂以完全随机的方式在轴承的各个部件之间迁移。结果是，通常需要更大量润滑的某些区域几乎没接收到油脂并且趋于过早磨损，而相反的是，油脂积聚在需要较少润滑的区域内，导致不利的(unwanted)摩擦损失。

油脂分配器装置或润滑剂筒(cartridge)是已知的。所述装置的目的是保持油脂，产生一种对其自由流出的障碍，并且在轴承的使用寿命期间以充分受控的方式提供油脂。例如在文献US 5,803,616中描述了一种油脂分配器装置，该装置安装在轴承的外圈上，位于圆锥滚子的两个列之间。这种装置通常具有蜂巢(honeycomb)结构，蜂巢结构一方面在保持油脂方面是有效的，另一方面能够输送油脂，这种装置需要受到离心力的作用。这个特征严重限制了该装置的使用，原因在于筒只能组装在轴承的可转动圈上。

文献JP 2008 095766A公开了一种车轮轴承，其被构造为内部填充有预定的油脂的双列滚动轴承。向外构件的肩部上形成有环形的凹入部位(recess site)，壁构件安装在凹入部位内。壁构件具有一体地形成在外周面上并嵌合于凹入部位的环形突起部14a，和从交叉中心向端部逐渐直径扩大并形成在内周上的锥形面。因此，填充在轴承内的油脂由于轴承的转动而在重力和离心力作用下沿着锥形面流动到双列外侧滚动表面。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服已知装置的缺点的油脂分配器装置。根据本发明的装置的特征在于，有多个表面适于阻碍脂(fat)的自由流动，并且同时，即使在不存在离心力的情况下也能够以受控的方式对脂进行配量(dose)。因此，以下说明的分配器装置也可以组装在轴承的静止圈上。基于其上接合有多个径向突起的圆形冠部，不同形状的装置是可行的，全部同样有效。

根据另一目的，该装置可以容易地卡接安装在轴承圈的座内。冠部可以形成扁平形状，然后在卡接配合在圈座内之前折叠；作为一种选择，箔片(foil)可以采用开口圈的形式，其直径略大于轴承圈的座的直径。

根据再一目的，该装置可以在受控的环境下离线制备，使得保证最大的可靠性。

根据本发明的一方面，通过如所附独立权利要求中限定的用于滚动轴承的油脂分配器装置实现了将在下文被更好地理解的这个和其它目的和优点。

根据所附从属权利要求中的特征说明了本发明的其它实施例、优选的和/或特别有利的实施例。

附图说明

现将参照附图来说明本发明，附图示出了一些非限制性实施例，即：

图1是具有双列滚子的轴承的轴向截面的示意图，其设置有用于容纳油脂分配器装置的中心槽，

图2a、图2b是根据本发明的油脂分配器装置的优选实施例的两个图，

图3a、图3b是油脂分配器装置的第二实施例的两个图，

图4a、图4b是油脂分配器装置的第三实施例的两个图，

图5a、图5b是油脂分配器装置的第四实施例的两个图，

图6a、图6b是油脂分配器装置的第五实施例的两个图，

图7a、图7b、图7c是油脂分配器装置的第六实施例的三个图，

图8示意性地示出了根据本发明的第一实施例的用于油脂分配器装置的接合系统，

图9a、9b示意性地示出了根据本发明的可选实施例的油脂分配器装置的接合系统。

具体实施方式

参照图1，滚子滚动轴承总体以10示出。在本说明书和权利要求书中，指示位置和方向的术语和表达(例如“径向”和“轴向”)被理解成是针对轴承单元10的转动轴线X而言的。下述示例提供了轴承的外圈是静止的，而内圈是可转动的。然而，本发明还可以适用于相反的情况，即适用于具有静止的内圈和可转动外圈的轴承。

轴承单元10包括静止的外圈11、可转动的一对内圈12、13和滚动体的两个列，在本示例中为介于外圈11与内圈12、13之间的圆锥滚子的两个组14。每组圆锥滚子均包括保持架15和多个圆锥滚子16。保持架15具有将圆锥滚子16保持就位并保持在圆锥滚子之间等角度的位置的功能。内圈之间通过间隔件17在轴向上分隔开。在外圈11上的相对于中心间隔件17的径向外侧位置，存在有槽18，槽的尺寸取决于应用的类型，在本示例中可以在轴向上等于24mm、深度等于2mm。如将在下文中解释的，该槽的功能是借助于卡接组件(snap assembly)来容纳油脂分配器装置(grease dispenser device)。

根据本发明的分配器装置包括径向外侧冠部，该径向外侧冠部上接合有至少一个径向突起。特别地，径向外侧冠部可以连接到多个径向翼片(blade)或连接到与包含轴承的前部的平面垂直的环形竖直壁。进而，在环形竖直壁上，可以连接有多个侧向或径向突起。外侧冠部可以折叠并卡接配合到外圈的槽内。分配器装置可以以不同的材料实现并且可以采用各种形状。在任何情况下，分配器装置的功能是将油脂保持在其内部，并使油脂在轴承工作寿命期间流出，以最可能的受控(controlled)的方式配量(dosing)油脂。

外侧冠部可以按照扁平(flat)形状实现，然后在卡接配合在圈座内之前折叠；作为一种选择，外侧冠部可以采用直径略大于轴承圈座的直径的开口圈的形式。无论是从扁平形状还是开口圈开始，卡接配合的概念表示为弹性弯曲径向外侧冠部直到其变形形状能够插入到外圈的径向槽内为止。当该操作完成时，即当装置已插入外圈的槽内时，材料的弹性将引起外侧冠部抵靠外圈的槽的扩张(expansion)，从而确保在其上有一定压力。这将导致相对于槽的稳定的组装。

图2a和图2b示出了根据本发明的分配器装置的第一实施例。

油脂分配器装置20包括径向外侧冠部21，径向外侧冠部21卡接到轴承的外圈11的槽18内。外圈连接有多个径向翼片22，径向翼片22径向向内延伸，直到接触中心间隔件17的外径为止。油脂80被插入在各个翼片之间。由于翼片具有径向方向，因此在外侧冠部的高度处测量的两个翼片之间的距离大于在相同翼片的基部处测量的两个翼片之间的距离：这定义了更容易保持油脂的梯形区域。

图3a和图3b示出了根据本发明的分配器装置30的第二实施例。

油脂分配器装置30包括径向外侧冠部31，径向外侧冠部31卡接到轴承的外圈11的槽18内并且连接到环形竖直壁(annular and vertical wall)32。该竖直壁连接有多个径向外侧分支(branch)33和径向内侧分支34。油脂80被装置30的分支33、34保持，并且分支的端部朝向圆锥滚子14的组以用于将油脂输送到该区域。特别地，径向内侧分支34趋于被插入保持架15的下方，以便更有效地输送油脂。径向外侧分支33略微倾斜，以方便油脂向圆锥滚子14的组迁移(migration)。竖直壁32的作用是防止油脂从圆锥滚子的一个组迁移到另一个组以及对油脂提供额外的支撑。同时，如果轴承单元被竖直运输，则竖直壁32限制油脂的迁移。

图4a和图4b示出了根据本发明的分配器装置40的第三实施例。

油脂计量装置40包括径向外侧冠部41，径向外侧冠部41卡接到轴承的外圈11的槽18内并连接到环形竖直壁42，环形竖直壁42进而连接到径向内侧冠部43。环形竖直壁42的作用是防止油脂80从圆锥滚子的一个组迁移到另一个组以及对油脂提供额外的支撑。同时，如果轴承单元被竖直运输，则竖直壁42限制油脂的迁移。径向外侧冠部41的内表面41’以与外圈11滚道相同的角度α倾斜。这提供了将油脂的油迁移到轴承的外圈滚道的诱引(invitation)。面向中心间隔件17的径向内侧冠部43具有以下作用：容纳油脂并防止该油脂落在所述间隔件上。径向内侧冠部43还有助于将油脂的油朝向保持架15下方的圆锥滚子14的组引导。

图5a和图5b示出了根据本发明的分配器装置50的第四实施例。

油脂分配器装置50包括径向外侧冠部51，径向外侧冠部51卡接到轴承的外圈11的槽18内并连接到环形竖直壁52，环形竖直壁52进而连接到径向内侧冠部53。装置50类似于先前示出的装置40，并且相应的组成部件(内侧冠部和外侧冠部、竖直壁)显然具有相同的作用。装置50与先前的装置的区别在于，存在有多个径向翼片54，径向翼片54连接到环形竖直壁52，并在形状和功能上类似于图2的实施例的径向翼片。以这种方式，在不改变对装置40的配量有效性的情况下，增加了能够保持油脂80的表面数量(surfaces number)。

图6a和图6b示出了根据本发明的分配器装置60的第五实施例。

油脂分配器装置60包括径向外侧冠部61，径向外侧冠部61卡接到轴承的外圈11的槽18内。外侧冠部连接有多个径向翼片62，径向翼片62沿径向向内方向延伸，直到接触中心间隔件17的外径为止。与分配器装置20提出的方案相比，本方案还包括多个板(panel)63，板63沿着径向向内方向倾斜和下降，连接到多个径向翼片62。这些板63增加了接触表面。如果油脂80滑动，则可能落在下一板上，并且下方的板能够将油脂释放到圆锥滚子14的组中。

图7a、图7b和图7c示出了根据本发明的分配器装置70的第六实施例。

油脂分配器装置70包括径向外侧冠部71，径向外侧冠部71卡接到轴承的外圈11的槽18内。外侧冠部连接有多个径向翼片72，径向翼片72沿径向向内方向延伸，所述径向翼片72的基部处连接有多个翅片(fins)73。在翅片之间设置有允许油脂受控通过的窗孔(light)h。可能泄漏的油脂与可转动的中心间隔件17接触。中心间隔件朝向装置70的翅片的底部提升油脂。由于(翅片的底部)略微倾斜(相对于轴向方向倾斜角度β)，因此所述翅片推动油脂80进入保持架15下方的圆锥滚子14的组。

参照图8，示意性地示出了油脂分配器装置的接合系统。作为非限制性示例，将采用根据本发明的第一实施例的分配器装置20。明显的是，将要说明的也可以应用于先前描述的所有其它实施例。

分配器装置20的径向外侧冠部21被设计成具有比轴承的外圈11的槽18的直径略大的直径；此外，存在有中断径向外侧冠部21的切口t，当被插入轴承的外圈的槽内时，该切口为冠部提供了更大的变形能力。径向外侧冠部的厚度s和切口t是当分配器装置20被导入轴承的径向外圈11的槽18内时这种变形能力和后续密封的重要设计参数。厚度s可以在1mm至10mm之间，而切口t将优选为小于20mm。

参照图9a、图9b，示意性地示出了油脂分配器装置的可选择的接合系统，还是参照根据第一实施例的分配器装置20。

计量装置20被设计成具有初始平坦的径向外侧冠部21，在图9a中水平地表示。当被组装在轴承的外圈11内时，冠部21呈圆形。在将如此折叠的分配器装置20导入轴承的外圈内时，冠部在外圈11的槽18内扩张，占据自由空间(free space)。外侧冠部的厚度s’是当装置被导入轴承的外圈的槽内时这种变形能力和后续密封的重要设计参数。有利的是，厚度s’将在1mm至10mm之间。

采用根据所述实施例中的任何一个的油脂分配器装置允许获得以下优点：将更多量的油脂引入轴承的中心区域的可能性，这是因为该装置提供了更大的油脂的保持能力和稳定性。在轴承的使用寿命期间，必须在负载、振动和温度方面考虑(intended)油脂稳定性；分配器装置中的油脂将以更受控的方式释放到轴承中，使得更长时间段的有效润滑，从而增加了轴承的维护间隔。

在附图中，分配器装置被应用于具有圆锥滚子的轴承单元并且被安装在圆锥滚子的两个列之间的中心位置，但是应当理解，根据本发明的装置还可以侧向地安装于圆锥滚子的一个列或两个列。

此外，虽然已经示出了分配器装置与圆锥滚子轴承联接，但是根据本发明的分配器装置也可以与另外的不同类型的轴承一起使用：具有单列或双列滚动体的轴承，滚动体为球、滚子或其它类型。

除了如上面公开的本发明的实施例以外，应当理解的是存在大量变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅仅是示例，而并非意在以任何方式限制范围、适用性或构造。确切地说，前述内容和具体实施方式将为本领域技术人员提供用于实现至少一个示例性实施例的方便的路线图(road map)，应当理解，可以在不脱离所附权利要求及其法律等同物所阐述的范围的情况下做出在示例性实施例中描述的元件的功能和布置上的各种变化。