(57)【要約】  本発明は、好ましくは直径０.５ｍ以上を有する大型転がり軸受であって、エネルギーシステムの部品、特には風力タービン用のブレード軸受を取り付けるためのものであって、互いに同心状で、かつ少なくとも一部が互いの内側に配置された、少なくとも２つの相対的に回転可能な環状要素(２、３)を備え、エネルギーシステムの相対的に回転可能な部品に接続するためのものであって、２つの相対的に回転可能な接続要素(２、３)は、互いに、間隙(４)によって分けられ、少なくとも部分的に、互いに、ラジアル方向にオーバーラップしており、さらに、環状接続要素(２、３)のラジアル方向にオーバーラップする領域内の間隙部(４)に、少なくとも部分的に、互いに、ラジアル方向にオーバーラップする２本の各軌道(１９、２０)に沿って転がる少なくとも２列の転動体(１７、１８)が配され、転動体(１７、１８)用の１本以上の軌道(１９、２０)は、ラジアル方向にオーバーラップする部分(５、６)に配され、転動体(１７、１８)が、その２本の軌道と接する点の中心を結ぶ直線が、環状平面と成す接触角が４５°以上になる様に配置されており、そのようなアキシアル転がり軸受は、主にアキシアル方向に作用する分力を伝達する働きを担い、主にラジアル方向に作用する分力を伝達する、少なくとも１つのさらなる軸受を備え、結果として生じるその接触角は、４５°未満、好ましくは２５°以下、特には１０°以下で、環状接続要素(２、３)に直接組み込まれるラジアル転がり軸受用のどの軌道も、その間に軌道表面に対して垂直に最大限の距離を取り、大きくとも、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２５％以下の距離を有する、ことを特徴とする転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)に関する。
2015508147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
好ましくは直径０.５ｍ以上を有する大型転がり軸受であって、エネルギーシステムの部品、特には風力発電所用のブレード軸受を取り付けるためのものであって、互いに同心状で、かつ少なくとも一部が互いの内側に配置された、少なくとも２つの相対的に回転可能な環状要素(２、３)を備え、エネルギーシステムの相対的に回転可能な部品に接続するためのものであって、２つの相対的に回転可能な接続要素(２、３)は、互いに、間隙(４)によって分けられ、少なくとも部分的に、互いに、ラジアル方向にオーバーラップしており、さらに、環状接続要素(２、３)のラジアル方向にオーバーラップする領域内の間隙部(４)に、少なくとも部分的に、互いに、ラジアル方向にオーバーラップする２本の各軌道(１９、２０)に沿って転がる少なくとも２列の転動体(１７、１８)が配され、転動体(１７、１８)用の１本以上の軌道(１９、２０)は、ラジアル方向にオーバーラップする部分(５、６)に配され、転動体(１７、１８)が、その２本の軌道と接する点の中心を結ぶ直線が、環状平面と成す接触角が４５°以上、例えば６０°以上、好ましくは７０°以上、特には８０°以上になる様に配置されており、そのようなアキシアル転がり軸受は、主にアキシアル方向に作用する分力を伝達する働きを担い、主にラジアル方向に作用する分力を伝達する、少なくとも１つのさらなる軸受を備え、結果として生じるその接触角は、４５°未満、例えば３０°以下、好ましくは２０°以下、特には１０°以下で、環状接続要素(２、３)に直接組み込まれるラジアル転がり軸受用のどの軌道も、その間に軌道表面に対して垂直に最大限の距離を取り、大きくとも、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２５％以下の距離、特には、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の最大距離の２０％以下の距離を有する、ことを特徴とする転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項２】
２つの接続要素(２、３)のラジアル方向のオーバーラップ部は、ラジアル方向にオーバーラップする領域を転がる転動体(１７、１８)の半径以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項３】
接続要素(２、３)に組み込まれた各軌道(１９、２０)が、特定の間隙(４)に隣接する２つの接続要素(２、３)の、ラジアル方向にオーバーラップする領域内へ、特には、特定の転動体(１７、１８)の半径以上の大きさのラジアル方向の範囲に沿って、少なくとも部分的に延びる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項４】
全ての転動体列(１７、１８)の、各断面が凹状の軌道(１９、２０)が、特定の間隙(４)に隣接する２つの接続要素(２、３)の、ラジアル方向にオーバーラップする領域(５、６)内へ、特には、特定の転動体(１７、１８)の半径以上の大きさのラジアル方向の範囲に沿って、少なくとも部分的に延びる、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項５】
２つの接続要素(２、３)の間の間隙(４)の、ラジアル方向にオーバーラップしない領域(２２)内の接続要素(２、３)に、断面が凹状の曲線状である転動体用の軌道を組み込まない、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項６】
少なくとも部分的に、互いに、ラジアル方向にオーバーラップする、２つの各軌道(１９、２０)に沿って特定の間隙(４)内を転がる転動体(１７、１８)の、２つの列の間の間隙(４)の一部分(２２)内に、断面が凹状の曲線状である転動体用の軌道を有さない、ことを特徴とする請求項１から５の少なくとも一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項７】
滑り軸受もしくは摺動体の列(３３、３５、３８、３９)又はワイヤ転がり軸受の列(２７)が、いずれの場合においても、特に閉じたリング、又は互いに隣り合わせに配された、もしくは一列に互いの内側に収められたリングのセグメントから成る閉じたリングとして、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の(円)中心点(Ｋ)の周りに環状に延びている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項８】
曲線の溝底面を有する、溝状窪み(２５)、 転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の(円)中心点(Ｋ)に対して、湾曲は、凸状に実装され、特に半径の小さな曲線を有する、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項９】
ラジアル方向の転動体又は摺動体のさらなる列(２３、２７、３３、３５、３８、３９)が、環状の溝状窪み(２５)内に、外輪(３)又はそれに対応するリングの形式で配置される、ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１０】
摺動リング(３５、３８、３９)及び／又は摺動体(２７)が、少なくとも１つの環状窪み(２５)へ引き込まれている、ことを特徴とする請求項１から９の少なくとも一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１１】
断面が凸状の複数の軌道輪ワイヤ(２４)を備える転がり軸受(２３)が、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道(１９、２０)に沿って特定の間隙(４)内を転がる転動体(１７、１８)の２つの列の間の間隙(４)の一部分(２２)内に配置される、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項１２】
少なくとも１本の軌道輪ワイヤ(２４)が、少なくとも１つの環状窪み(２５)に受容される、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１３】
球状転動体(２３)がその中央を軌道輪ワイヤに沿って転がる、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の接続要素内の、各溝状凹部の底部の各通路部内に、複数の、特には４本の、軌道輪ワイヤ(２４)がそれぞれ配置される、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１４】
滑り軸受(２７、３３、３８、２９)が、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道(１９、２０)に沿って、特定の間隙(４)内を転がる転動体(１７、１８)の２つの列の間の間隙(４)の一部分(２２)内に配置される、ことを特徴とする請求項１から１３の少なくとも一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３１、３４、３６、３７)。
【請求項１５】
少なくとも１つのラジアル軸受が、滑り軸受材製、例えばプラスチック製の一列又は複数列のセグメント又はリングとして実装され、プラスチックが１つ以上の側面にコーティングされている、又は鋼鉄製又は金属製の芯を覆っており、この転がり又は滑り軸受の列は、直接隣接する接続要素(２、３)に対して、時計回り又は反時計回りに回転可能である、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１６】
少なくとも１つの相対的に回転可能な支持又は接続要素(２、３、１０、１１)に、例えば、間隙(４)内の少なくとも１つの摺動体(２７)に隣接して、作動要素(２９)が組み込まれており、相対的に回転可能な支持又は接続要素(２、３、１０、１１)の対応する側に、他方の窪み(２８)内に配された少なくとも１つの弾性要素(３０)によって、該摺動体(２７)をラジアル方向に支持又は受容することが出来る、ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１７】
前記弾性要素(３０)は、取り付け及び接続要素(２、３、１０、１１)又は摺動体(２７)の周囲の素材よりもほんのわずかに弾性が大きい、ことを特徴とする、請求項１６に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１８】
別の特徴において、作動要素(２９)及び／又は逆側に配置された要素(３０)は、特定の取り付け及び接続要素(２、３、１０、１１)の周囲の素材よりも硬く、特に、両部品(２９、３０)はほぼ同じ硬さであるが、摺動体(２７)は、支持又は接続要素(２、３、１０、１１)の周囲の素材とはまた異なる硬さを有している、ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項１９】
主にラジアル方向に作用する分力を支持すると、相対的に回転可能な取り付け又は接続要素(２、３、１０、１１)の滑り摩擦が、ラジアル方向に引き起こされる、ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２０】
相互に接触する支持又は接続要素(２、３、１０、１１)が、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)内に配置された、真鍮要素と転がり軸受鋼及び／又はプラスチック要素と転がり軸受鋼との摩擦の中に、少なくとも断続的に置かれる、ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２１】
真鍮製、鋼鉄製、プラスチック製又は緊急作動特性を備える素材製の、埋め込み材又は摺動体(２７、３３)又はリング(３８、３９)又は摺動リングセグメント(３５)が、特に、主にラジアル方向に作用する分力を支持する転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)に導入されている、ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２２】
内部及び外部の、相対的に回転可能な接続要素(２、３、１０、１１)は、主にラジアル方向に作用する分力を支持する間、互いに、少なくとも断続的に接触し、特に、動摩擦モーメントの発生を伴う、ことを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２３】
滑り動摩擦の発生する領域において、間隙(４)のラジアル方向の範囲は、少なくとも断続的に、無くなるまで縮小される、ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２４】
摺動埋め込み材又は摺動体(２７、３３)又は摺動リング(３８、３９)又は摺動リングセグメント(３５)は、滑り摩擦を変える、特には滑り摩擦を弱める、又は滑り摩擦を強める素材の上塗り層で、被覆又はコーティングされている、ことを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２５】
滑り摩擦を変える素材の上塗りは、あるいは、少なくとも１つの相対的に回転可能な取り付け又は接続要素(２、３、１０、１１)に、特にコーティングの形式によって、施される、ことを特徴とする請求項２４に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２６】
少なくとも１つのラジアル軸受は、プラスチック製又は繊維強化プラスチック製の、一列の又は複数列の、セグメント又はリングとして、好ましくは、１つの保持器の帯又は複数の保持器の帯として具現され、それぞれがセグメント又はリングにはめ込まれた、非鉄金属製、グラファイト製、鋼鉄製又はセラミクス製の要素を受容する、ことを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２７】
少なくとも１つのラジアル軸受が、例えば、プラスチック製又は繊維強化プラスチック製の、少なくとも１つのニードル軸受保持器セグメントの帯又はニードル軸受リングで具現され、ニードル軸受保持器セグメントの帯又はニードル軸受リングにはめ込まれた、好ましくは、非鉄金属製、グラファイト製、鋼鉄製又はセラミクス製のニードル転動体を受容しており、ニードル転動体の個々の回転軸は、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の(円)中心点(Ｋ)における回転軸に平行に、アキシアルに整列している、ことを特徴とする請求項１から２６のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２８】
ラジアル方向にオーバーラップする領域(５、６)に配置され、主にアキシアル方向に作用する分力を支える様に備えられた転動体(１７、１８)及び／又は主にラジアル方向に作用する分力を支える様に備えられた、少なくとも１つの、さらなる転動又は摺動体の列(２３、２７、３３、３５、３８、３９)のそれぞれは、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の(円)中心点(Ｋ)の周囲を回転する、理想的にはほぼ円状の断面を有する、一体成型の転動体リング(４９)として、又は、あるいは、例えば、温度の均一化又は組み立ての簡易化を目的として、少なくとも２つ以上の、同一リング(４９)の個々のリングセグメント(５０)から成る様に実装される、ことを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項２９】
少なくとも１つの環状転動体リング(４９)、又は、あるいは、その個々のセグメント(５０)が、鋼鉄製リング、好ましくは、任意に、繊維強化物質の埋め込み材又は芯を備える、軟窒化鋼製リング又は真鍮製もしくは銅製のリング又はプラスチック製のリングとして、又はグラファイトかＰＴＦＥから成る部材を備える、プラスチック製のリングとして実装されており、摺動体リング(４９)又はリングセグメント(５０)の硬度は、周囲の取り付け又は接続要素(２、３、１０、１１)の表面硬度よりも低く、好ましくは５０ＨＲＣより低く、又はそれよりわずかに高く、該転動体リング(４９)又はリングセグメント(５０)は、任意に、一層以上の追加のコーティングを施されている、ことを特徴とする請求項２８に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項３０】
複数の、直接又は間接的に隣りあう、ローラー型又は樽型の転動体(４０)は、もし適当な場合は、転動体保持器部又は転動体スペーサーによって間隔を空けた、少なくとも１つの軌道(１９、２０)内を転がり、これらのローラー型又は樽型の転動体(１７、１８、４０)の複数の回転又は対称軸(４６)の架空の延長線は、共有部、例えば、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)の(円)中心点(Ｋ)で交差する、ことを特徴とする請求項１から２９のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項３１】
ローラー型又は樽型の各転動体(１７、１８、４０)は、それぞれがその側面(４１)と底面(４４、４５)の間に、曲線的な遷移領域(４２、４３)を有する、ことを特徴とする請求項１から３０のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項３２】
側面(４１)又は少なくとも１本の軌道(１９、２０)の中を転がる、１つ以上のローラー型又は樽型の転動体(１７、１８、４０)は、その縦方向に湾曲(半径Ｒ)を有し、特に、特定のローラー型又は樽型の転動体は、少なくとも１つの側面に、自身の対称又は回転軸(４６)に対して凸状の湾曲を有しており、関連する軌道(１９、２０)の構造は類似に鋭い湾曲(半径Ｒ)を有しており、結果として、関連するローラー型又は樽型の転動体の側面(４１)の輪郭が、特定の軌道の輪郭に、出来得る限りぴったりと収まる、ことを特徴とする請求項１から３１のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項３３】
ラジアル方向にオーバーラップする領域(５、６)内の、転動体(１７、１８)は、互いに異なる直径(Ｄ１、Ｄ２)を有する、ことを特徴とする請求項１から３２のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【請求項３４】
風力発電所の部品を互いに取り付けるためのもので、転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)は、少なくとも２つの相互に回転可能なシステム部品の接続面(１５、１６)の間、特に、一方は、風力発電所の回転翼ブレード上に、他方は、風力発電所の回転翼ハブ上に、取り付けられる、ことを特徴とする請求項１から３３のいずれか一項に記載の転がり軸受機構(１、２６、３６、３７、３１、３４)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受機構、好ましくは、０.５ｍ以上の直径を有する大型の転がり軸受に関し、エネルギーシステムの相対的に回転可能な部品、特には風力発電所のブレード軸受を取り付けるための、互いに同心状で、かつ少なくとも一部が、互いの内側に配置された、少なくとも２つの相対的回転の可能な環状接続要素を備え、風力発電所の相対的回転の可能な部品へ接続するためのものであり、２つの相対的回転の可能な接続要素は、間隙で隔てられ、また、ラジアル方向に、少なくとも部分的に、互いにオーバーラップしており、さらに、前記環状接続要素の、ラジアル方向にオーバーラップする領域における前記間隙領域に、少なくとも２つの転動体の列が設けられており、それぞれが、ラジアル方向に、互いに、少なくとも局所的に、オーバーラップするそれぞれの２つの各軌道に沿って転がり、１本以上の転動体用軌道は、ラジアル方向においてオーバーラップする部分に、転動体とその２本の軌道との接点の中心をつなぐ線と、環状平面が成す接触角が４５°以上となる様に配置され、結果として、そのようなアキシアル転がり軸受は、主としてアキシアル方向に作用する分力を伝達する働きをし、主としてラジアル方向に作用する分力を伝達するために、少なくともさらに１つの軸受を備え、それは、４５°未満、好ましくは２５°以下、特には１０°以下の接触角を有する。このシステムに関しては、「風力発電所」及び「風力エネルギーシステム」は同意義であり、いずれも、風から、利用可能なエネルギーを抽出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術においては、４５°以上の接触角を有する、相互にアキシアル方向にオフセットする２列の転動体と、それらの間に配された４５°未満の接触角を有するさらに一列の転動体とを備える大型の転がり軸受が知られている。そのような機構は、実用において非常に堅牢であることが実証されたが、少なくとも合計３列の転動体を備える転がり軸受の組み立て工程は問題を呈している。これは、転動体を挿入するのにかかる費用に関してのみならず、特に、通常は接続要素に直接組み込まれる、必要な軌道を正確に旋削することの必要性にも関する。
【０００３】
風力発電所又は風力エネルギーシステムのブレード軸受に使用される、相対的に回転可能な部品を取り付けるための現行技術による機構に関しては、例えば、特許文献ＥＰ１２６６１３７Ｂ１、ＥＰ２３８２１４６Ｂ１、ＥＰ２３７２１４９Ａ１及びＥＰ２０８７２４９Ｂ１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ１２６６１３７Ｂ１
【特許文献２】ＥＰ２３８２１４６Ｂ１
【特許文献３】ＥＰ２３７２１４９Ａ１
【特許文献４】ＥＰ２０８７２４９Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献に記載の、風力発電所又は風力エネルギーシステムのブレード軸受に使用される、相対的に回転可能な部品を取り付ける現行の技術による機構は、基本的には技術的タスクを全うしているが、特にブレード軸受として使用される、又は、例えば、類似に建設された水力発電システム、例えば海流発電所の分野でも使用される、軸受機構の動作寿命を延ばすことを主な目的として、その改善が求められている。状況によって、間隙拡幅を最小限にする転がり軸受の製造が望まれる。これは、まさに高荷重軸受の場合において、間隙内で転がる転動体は圧力下で弾力的に変形し得、互いに対して支持部を正確に配置し、かつ位置調整するというタスクを完全に実行することが出来ない可能性があるためである。
【０００６】
上述の従来技術が持つ前記の不利な点は、出来るだけ動作寿命が長く、また出来る限り組み立て費用の安い、最適な堅牢性を備えるような先述の類の転がり軸受をさらに開発するという本発明を創始する課題を引き起こした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題は、環状接続要素に直接組み込まれるラジアル転がり軸受用のどの軌道も、その間に、軌道表面に対して垂直に、大きくとも、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２５％以下、好ましくは、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２０％以下である最大限の距離を有するという事実によって解決される。
【０００８】
これは、第一の実施態様において、両接続リングにラジアル転がり軸受用組み込み軌道を全く設けないことによって達成可能である。
【０００９】
これにより、ラジアル転がり軸受用軌道を間隙表面に組み込むという、１つのステップが組み立て工程から省かれる。もし、主にラジアル方向の接触角を有する転がり軸受を提供しなければならない場合は、この目的のための軌道は、必要であれば、組み立て式の軸受胴又はワイヤ軌道輪の形で実現可能である。
【００１０】
その他の方法としては、やはり、ラジアル転がり軸受用軌道を直接組み込まれた接続リングを備え、しかしそれらの軌道表面に垂直な最大限の距離が、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２５％以下であり、好ましくは、１つのアキシアル転がり軸受列の２つの軌道間の軌道表面に対して垂直な最大距離の２０％以下であるようにそれらを設計することである。
【００１１】
それゆえ、ラジアル軸受は、実際のところ、転がり軸受として実装可能であるが、この場合、前記ラジアル軸受に用いられる転動体そのものは、その回転軸に関する最大半径について、アキシアル軸受に用いられる転動体より細い。これは、そのような転がり軸受の堅牢性を改善するのに有効で、よって、この種の軸受が変形するリスクは低くなる。
【００１２】
さらに、本発明による、エネルギーシステムの相対的に回転可能な部品を取り付けるための機構は、特に、２ＭＷ以上の大型風力発電所で使用される転がり軸受機構として、又は０.５ｍ以上の直径を有する転がり軸受として用いられる場合に、特に有利であり、当該発明の機構の手段によって、より大きな荷重が吸収可能であるため、結果として生じる転動体リング又は軸受リングの膨張が抑制される。本発明によれば、ラジアル荷重の伝達が改善される。
【００１３】
２つの接続要素のラジアル方向のオーバーラップ部分が、前記ラジアル方向にオーバーラップする領域の中で回転する転動体の半径以上の大きさであると有利であることが実証された。これにより、本発明をさらに推し進めることが可能になるが、それは、接続要素に組み込まれている各軌道を、特定の間隙に隣接する２つの接続要素が、少なくとも部分的に、ラジアル方向に、オーバーラップする領域内に向けて、特に特定の転動体の半径かそれ以上の大きさを有するラジアル方向の範囲に沿って、延伸させることによる。この手段により、特定の転動体が、ほぼアキシアル方向に作用する荷重、具体的には軸向き力及び傾斜モーメントを伝達することが可能になり、これは風力発電所の回転ブレードやタワークレーンなどの縦長の接続構造体に有利である。
【００１４】
もしも、全ての転動体列の断面が凹状の各軌道が、特定の間隙に隣接する２つの接続要素が少なくとも部分的に、ラジアル方向に、オーバーラップする領域内に向けて、特に特定の転動体の半径の大きさ以上のラジアル方向の範囲に沿って延伸していると、さらに有利である。そのような軌道は、球状の転動体用に設計されている。後者は、例えば潤滑剤膜がより破れやすいローラー等に比べて、潤滑特性の点において問題が少ない。
【００１５】
本発明によれば、さらに、２つの接続要素間の間隙のラジアル方向にオーバーラップしていない領域における接続要素内には、断面が凹状曲線の転動体用軌道を設けない。通常、そこへ伝達される荷重は、ラジアル荷重である傾向があり、これは一般に、より小さく、ゆえに凹状軌道を設けるための面倒な制作作業、特に通常は必要な、多額の支出を伴うラジアル軌道の硬化作業を必要としない。例えば、摺動体又は転動体の１つ以上の列が移動するラジアル溝の作成は、面倒なラジアル溝表面の硬化作業の必要がなく、非常にシンプルである。
【００１６】
仮に、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道に沿って、特定の間隙内を転がる２列の転動体の間の間隙部に、断面が凹状曲線の転動体用の軌道を設けない場合、同様の利点が得られる。
【００１７】
例えば、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道に沿って、特定の間隙内を転がる２列の転動体の間の間隙部に、断面が凸状の複数の軌道輪ワイヤを備える転がり軸受も本発明の範囲に含まれる。接触部分が不足しているため、そのような転がり軸受は、明白な接触部分を有する転がり軸受に比べて、一般的に荷重負担能力が低いが、荷重が小さいため許容可能である。
【００１８】
本発明は、あるいは、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道に沿って特定の間隙部内を転がる２列の転動体の間の間隙部に、滑り軸受を設けることも推奨する。滑り軸受の構造は、転がり軸受に比べてはるかにシンプルであり、故に組み立てが大幅に簡単である。また、適度なアキシアル荷重及び／又は低回転速度の環境における多くの活用事例においては、摩擦の増大の問題は二の次である。
【００１９】
さらに、互いに、少なくとも部分的に、ラジアル方向にオーバーラップする２つの各軌道に沿って特定の間隙内を転がる２列の転動体の間の間隙部に配置した転がり軸受又は滑り軸受が、３０°以下、好ましくは２０°以下、特には１０°以下の接触角を有していることは、本発明の教示範囲内である。このような、もっぱらラジアルである軸受はアキシアル荷重に影響を受けないため、全体として、軸受機構の動作寿命にいかなる悪影響ももたらさない。
【００２０】
本発明による転がり軸受は、原則として、中心点、いわゆる転がり軸受機構の（円）中心点を持つ、環状組み立て品として具現され、それは同様に転がり軸受機構によって回転される軸受リングの回転軸を構成する。転動体がその内側に配置される軌道は、常にこの（円）中心点又は回転軸から決まった距離にある。２つの異なる軌道の転動体の直径は互いに異なり得るが、原則として、同一の軌道内の、特に、ローラー型又は樽型の転動体は、常に同じ直径を有し、好ましくは同じ形である。
【００２１】
１つ以上の転動体用軌道は、この転がり軸受内に、特にラジアル方向にオーバーラップする部分に、転動体とその２つの軌道との接点の中心をつなぐ線と、環状平面が成す接触角が、４５°以上となる様に配置できる。本発明は、さらに、主にラジアル方向に作用する分力を支持する働きをする、１つ以上のさらなる転動又は摺動体によって特徴づけられ、この１列以上のさらなる転動又は摺動体は、従来の意味の組み込み軌道(主にアキシアル方向に作用する転動体を参照のこと)を有さないが、硬化された軌道を使わずに支持されており、そのため、この場合においては、４５°以下、好ましくは２５°以下、特にはほぼ０°ちょうどの接触角を有する、好ましくは少なくとも一列の転動体、及び場合によっては、ワイヤを取り付けられた少なくとも一列の転動体も使用することが可能になる。
【００２２】
本発明は、主にラジアル方向に作用する分力を支持する働きを負う、少なくとも１つの(さらなる)転がり又は滑り軸受、又は少なくとも一列の滑り軸受か摺動体として、ラジアル軸受を実装することを推奨する。本発明によれば、このさらなる転動又は摺動体の列は、外輪又はそれに対応する輪内に造作された、環状の溝状をした窪みの中に配置される。概して、この溝状の窪みは、プランジカット溝のように円状の環状に実装される。この溝状の窪み又はプランジカットの底面は、必要に応じて、曲線状の断面を有する。例外的な場合においては、この基部又は底面が、仮に凸状の断面を有する様に実装されると有利であることが実証された。
【００２３】
少なくとも１つの、この様な環状窪み内に、例えば摺動リング及び／又は摺動体が配置され得る。
【００２４】
これらの環状窪みの内、少なくとも１つが、例えば、１つ以上の軌道輪ワイヤを受容し、ラジアル方向へ転がる一列の転動体用の軌道、例えば一列のボール、を造作する。故に、既存の方法である、組み込み軌道によってではなく、転がり軸受(ボールの列)をその中心に備える正方形の凹所の角部に配された、複数の、特には４本の、支持軌道輪ワイヤの手段によって成されている。
【００２５】
例えば、間隙内に設置される少なくとも１つの摺動体に隣接して配される作動要素が、相対的に回転可能な支持又は接続要素の少なくとも１つに組み込まれることもまた、本発明の範囲内である。この場合、相対的に回転可能な支持又は接続要素に相当する側に、逆側の他方の窪みの中の少なくとも１つの弾性要素によって、この摺動体を、ラジアル方向に、支持又は受容することが出来る。
【００２６】
主にラジアル方向に、好ましい支持特性を獲得するために、前記弾性要素は、取り付け及び接続要素の周囲の素材又は摺動体の素材よりもほんのわずかに弾性が大きい必要がある。
【００２７】
本発明の他の特徴において、作動要素及び／又は逆側に配置された要素は、特定の取り付け及び接続要素の周囲の素材よりも硬い。両部品(作動要素及び弾性要素)がほぼ同じ硬さであることは想定可能であるが、前記２つの部品間を移動する摺動体は、取り付け又は接続要素の周囲の素材のみならず、前記両部品(作動要素及び弾性要素)の硬さとも異なる硬さを有している。
【００２８】
基本的に、本発明によると、主としてアキシアル荷重を伝達する転動体は、特に、球形及び／又は円筒型及び／又はローラー型及び／又は樽型の形状として具現される。これらは特にアキシアル方向に作用する分力を支持する働きをする。逆に、主にラジアル方向に作用する分力のラジアル方向の支持は、例えば、相対的に回転可能な取り付け又は接続要素の滑り動摩擦によってもたらされる。これは、相互に接する取り付け又は接続要素を、少なくとも断続的に、軸受の間隙部のプラスチック材及び／又は真鍮材及び／又は軸受鋼(例えば１００Ｃｒ６)材との摩擦固定係合状態にすることによってもたらされるものである。
【００２９】
これらの、軸受間隙に配置される、転がり又は滑り軸受要素は、例えば、真鍮製、軸受鋼製、１００Ｃｒ６製、プラスチック製又は、あるいは他の硬鋼材製で、必要に応じて、緊急作動特性を備えた素材製又は緊急作動特性を備える様に組成された素材製の、リングや要素で主に構成される。一般に、これらの素材の硬度は、主にアキシアル荷重を伝達する転動体の硬度に比べて低くなり得るが、主にラジアル方向の荷重を伝達する、連なった、転がり又は滑り軸受の列状の要素の硬度は５０ＨＲＣ以下、又は僅かにそれを超える程度になり得る。
【００３０】
この点において、本発明による教示によれば、内部及び外部の接続要素は、転がり軸受機構の稼働中、及び主にラジアル方向に作用する分力を支持する間、少なくとも断続的に互いに接する。結果として、動摩擦モーメントが発生し得る。これは、例えば、ピーク荷重がラジアル方向に作用し、転がり軸受機構の相対的に回転可能な部品を共に近づけ、これによって、少なくとも断続的又は一時的に間隙を狭める、又は断続的に前記軸受間隙の幅を狭めてなくす場合に相当する。
【００３１】
また、本発明に関して、仮に、転がり又は滑り軸受の列の中に置かれる、摺動挿入物もしくは摺動体又は摺動リングもしくはリングセグメントが、特にそれらの滑り摩擦係数を減じたり、高めたりしない様に特別に扱われると好ましいことも見出された。
【００３２】
これを実現するために、前記要素又はそれ(ら)の背面に補強剤を上塗りしたり、又はコーティングを施したりすることが特に有利であることが実証された。滑り摩擦を変える物質的被覆を、相対的に回転可能な取り付け又は接続要素の内の、少なくとも１つに施すことも考えられる。実際には、これはコーティングで成し得る。
【００３３】
表面特性を変えるその他のプロセスについてもここで検討すると、例えば、ガス軟窒化(製作品の表面部分に窒素と炭素を強化する熱化学プロセス。複合層と拡散層から成る窒化層を生成する。窒化においては、対照的に窒素のみを堆積する)がある。
【００３４】
表面変性という前述した概念を追求すると、転がり又は滑り軸受の列の中に置かれる、摺動挿入物もしくは摺動体又は摺動リングもしくはリングセグメントは、例えば、硬化、焼きなまし、窒化、ホウ酸塩処理、磨き仕上げ、浸炭又はガス窒化等の加工が成されることが想定可能である。
【００３５】
本発明による転がり軸受機構は、主にアキシアル方向に作用する転がり軸受列に加えて、転がり軸受機構の(円)中心点の周囲に環状に伸び、特には閉鎖したリング状に伸びる、例えば１つ以上の滑り軸受又は摺動体列、又は一列以上のワイヤ転がり軸受を備え、これらの目的は、主にはラジアル方向に作用する荷重又は荷重モーメントを伝達することである。あるいは、閉じたリング状であるこのラジアル列は、横並びの、又は互いの内側に収まる、個々のセグメントによって構成され得る。この、主にラジアル方向に作用する滑り軸受又は摺動体の列、又はワイヤ転がり軸受の列の配置は、この場合において重要な因子である。これらのいずれかのラジアル列は、主にアキシアル方向に作用する転動体列の複数の列の間に、間隙内にアキシアル方向に置かれ得、あるいは、これはまた、少なくとも一列の、主にアキシアル方向に作用する転動体の上及び／又は下の軸受間隙内にも置かれ得る。しかしながら、本発明によれば、例えば、このラジアル列は、転がり軸受機構内に、上部転動又は摺動体リング、及び下部転動又は摺動体リング及び／又は、あるいは、中間部転動又は摺動体リングとして収容されることも考えられる。複数のそのような転動又は摺動体の列は、転動体の間の間隙内にもアキシアル方向に置かれ得る。
【００３６】
本発明の装置によって実行される、主にアキシアル方向の荷重の伝達について、主にアキシアル荷重を伝達する、複数列の内の少なくとも一列の転動体は、ラジアル方向にオーバーラップする部分において、該球状転動体がその軌道と接する点の中心を結んだ線と環状平面が成す接触角が４５°以上、好ましくは７０°以上、特には８５°以上であるように成形されることが、本発明に関して有利であることが見出された。
【００３７】
代替的に、直接又は間接的に接する、複数の、ローラー型又は樽型の転動体は、適当な場合は、転動体保持器部又は転動体スペーサーによって間隔を空けた、少なくとも１つの、そのような軌道内を転がり、然れば、これらのローラー型又は樽型の転動体の複数の回転又は対称軸の架空の延長線が、共有部、例えば、転がり軸受機構の(円)中心点で交差する。この概念を先へ進めると、ラジアル方向にオーバーラップする部分における、ローラー型又は樽型の転動体を受容する、少なくとも１つの軌道は、前記のローラー型又は樽型の転動体のいずれもが、その軌道と接する点の中心を結ぶ最短の線と環状平面が成す接触角が８０°超、特にはほぼ９０°であるように形成されていると適当であるということが実証された。
【００３８】
もし、ローラー型又は樽型の転動体が、例えば、これらの転動体が、主にそれらの側面上の軌道に沿って、特に時計回り又は反時計回りに回転できるように、１つ以上の軌道内に置かれる場合は、それらのローラー型又は樽型の各転動体は、好ましくは、その側面及び底面に、曲線的な遷移領域を有する。
【００３９】
この概念を先に進め、本発明に関して、仮に、ローラー型又は樽型の転動体のこれらの基部が、全く又は実質上全く、稼働中の転がり軸受機構のほぼラジアル方向の分力を伝達せず、側面がほぼアキシアル方向の分力を主に伝達すると適当である。
【００４０】
仮に、特定のローラー型又は樽型の転動体が、少なくとも１つの面に、自身の対称又は回転軸に対する凸状湾曲側面を有するように、少なくとも１つの軌道内を転がる、１つ以上のローラー型又は樽型の転動体の側面が、半径又は湾曲を有していると、本発明のこの熟慮された側面はまた特に有益である。特定のローラー型又は樽型の転動体の側面の輪郭が、特定の軌道の輪郭に、可能な限りぴったりと収まるように、特定の軌道の構造が、転動体の側面の断面半径に類似する強力な湾曲の断面半径を有する場合、そのようなローラー型又は樽型の転動体とその軌道は良好に交差する。
【００４１】
加えて、本発明の装置及び転がり軸受機構は、間隙又は軸受間隙を密閉する、上部及び／又は下部密閉部品を常に備える。
【００４２】
そのような密閉部品は、通常、環状に円状であり、好ましくは、天然又は合成ゴムによって、比較的柔軟に、延伸、座屈又は、より甚だしい形状の変化に対応する。この類の密閉部品が、例えば稼働中に受ける形状の変化は、大部分は完全に元の状態に復元可能である。
【００４３】
本発明による設計に関し、前述した溝状に成形された窪みについては、特に注意がはらわれるべきである。少なくとも１つの、そのような溝状に成形された窪みの中においては、当該溝の底面又は基部は、曲線状に、特に転がり軸受機構の(円)中心部に対して凸状になる様にその湾曲が形成されるように実装され得る。湾曲の半径の小ささは、この点において特に有利であることが実証された。
【００４４】
ここで、本発明による荷重伝達における、ラジアル方向への転がり又は滑り支持機能に戻る。滑り軸受材製、例えばプラスチック製の、一列又は複数列のセグメント又はリングにより、特に有益な結果が得られること、それは、１つ以上の面にコーティングされ得ること又は１つ以上の鋼鉄又は金属製の芯を持つプラスチック製の帯として実装し得ること、をさらに指摘すべきである。
【００４５】
これらの発明概念をさらに押し進めると、仮に、少なくとも一列の、転動又は摺動体のそのような列が、プラスチック製又は繊維強化プラスチック製の一列又は複数列のセグメント又はリング、好ましくは、前記のセグメント又はリングにはめこまれた、非鉄金属製、グラファイト製、鋼鉄製又はセラミクス製のボール又は要素を受容する、保持器の１つの帯、又は複数の帯として実装されると有利であると考えられる。少なくとも１つの、これらのラジアル方向に作用する転動又は摺動体の列は、あるいはニードル軸受保持器セグメント帯又はニードル軸受けリングにはめ込まれた(非鉄金属製、グラファイト製、鋼鉄製又はセラミクス製の)ニードル転動体を受容する、プラスチック製の保持器又は繊維強化プラスチック製のニードル軸受保持器を備えるニードル軸受保持器セグメント帯又はニードル軸受リングとして実装できる。前記ニードル軸受リング内のニードル転動体の回転軸は、アキシアル方向に調整され、よって、転がり軸受機構の(円)中心部の回転軸と平行である。
【００４６】
本発明による機構又は装置における寸法及び距離に関して、設計の原則は次のとおりである。転がり軸受機構は、例えば、主にアキシアル方向に作用する荷重の方向に、互いに異なる直径を有し得る、前記ボール型、ローラー型又は樽型転動体を備える。第一の軌道の、これらの転動体の中心点は、それぞれ転がり軸受機構の(円)中心点から同距離にあり、対して、好ましくは第一の軌道の軸的下方に位置する、もう１つの軌道の中心点は、絶対値で、転がり軸受機構の(円)中心点から同じ距離又は異なる距離のいずれかにある。その場合においては、次の式による。|Ａ１|=|Ａ２|又は|Ａ１|≠|Ａ２|。
【００４７】
本発明による転がり軸受機構は、好ましくは、風力発電所の部品を取り付けるための大型の転がり軸受として使用するのに非常に有利である。風力発電所のブレード軸受の使用事例により理想的であることが実証された。そのようなブレード軸受は、互いに同心状で、相互に、かつ少なくとも一部が互いの内側に配置された、少なくとも２つの相対的に回転可能な環状要素から成り、相対的に回転可能な部品を効果的に接続する機能を持ち、２つの相対的回転の可能な接続要素は、間隙によって隔てられ、ラジアル方向に、少なくとも一部は、互いにオーバーラップしていると要約的に記述される。さらに、環状接続要素の、ラジアル方向においてオーバーラップする領域における前記間隙部分には、少なくとも２つの転動体の列が設けられており、それぞれの転動体は、ラジアル方向に、互いに、少なくとも局所的に、オーバーラップするそれぞれ２つの軌道に沿って転がる。
【００４８】
ラジアル方向にオーバーラップする部分に配置され、軌道内の荷重伝達のために、主にアキシアル方向に作用するいずれの転動体も、転がり軸受機構の(円)中心点の周囲を回る少なくとも１つの一体成型の転動体リングとして具現されること、及び／又は荷重伝達のために、主にアキシアル方向に作用する少なくとも１つの、転動又は摺動体のさらなる列が存在し、またそれも、転がり軸受機構の(円)中心点の周囲を回る少なくとも１つの一体成型の転動体リングとして具現され得ること、も本発明のさらなる教示の範囲内である。
【００４９】
代替的に、例えば、温度の均一化、又は組み立ての容易さの目的のため、この一体成型の転動体リングは、いずれの場合においても、少なくとも２つ以上の、同一リングの個々のリングセグメントから成り得る。そのような装置において、少なくとも１つの、回転する転動体リングは、鋼鉄製リングとして、好ましくはガス軟窒化鋼製リングとして実装可能である。鋼鉄材ではなく、真鍮もしくは銅、又はプラスチックを、任意に、繊維強化材製の埋め込み材や芯を伴うことで、又はプラスチックを、グラファイトもしくはＰＴＦＥ製の部材を伴うことで、同様に使用可能である。本発明に関して、この様な状況下においては、転動体リング又はリングセグメントの硬度が、周囲の、取り付け又は接続要素の表面硬度よりも低く、又は、好ましくは５０ＨＲＣ未満もしくはそれを僅かに上回る程度であることが常に重要である。
【００５０】
必要に応じて、上述した、コーティングや、例えば、硬化、焼きなまし、窒化、ホウ酸塩処理、磨き仕上げ、浸炭又はガス窒化等といった、表面特性の変性方法が、１つ以上の転動体リング又はリングセグメント上に用いられる；又はプラスチック製代替的に繊維強化プラスチック製の、１つ以上の一体成型転動体リング又はリングセグメントが単に用いられる。
【００５１】
本発明に基づく、さらなる特徴、詳細、利点、及び効果が、以下の本発明の好ましい実施態様の記述、及び図の参照により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による転がり軸受のリングの横断面図で、例として、凹部の角部又は溝の中で、４本の軌道輪ワイヤによって支持される転がり軸受を示している。
【図２】図１に示された本発明のまた別の実施態様で、例として、作動要素と弾性要素との間に取り付けられた摺動体を示している。
【図３】図１に示された本発明の変更された実施態様で、例として、窪み内に配置された転がり軸受又はリングを示している。
【図４】図１に示された本発明のさらに変更された実施態様で、例として、様々な大型転がり軸受と、その間に配された１つ以上の摺動リングを示している。
【図５】図１に示された本発明のまた別の異なる実施態様で、例として、転がり軸受機構に、少なくともその一部に、斜めに延伸する密閉間隙を空けて備えられた、ラジアル方向の荷重分力を吸収する幾つかの摺動リングを示す。
【図６】図５に示された本発明のまた別の実施態様で、例として、転がり軸受機構に、少なくともその一部に、水平に延伸する密閉間隙を空けて備えられた、ラジアル方向の荷重分力を吸収する幾つかの摺動リングを示す。
【図７】例として、転がり軸受の発明のまた別の実施態様を示すリングの横断面図で、ラジアル方向の荷重分力を吸収する摺動リング又は摺動体を示しており、該摺動リング又は摺動体は、転がり軸受内に縦方向に配置されている。
【図８】図７に示された本発明の変更された実施態様で、例として、(凸型の)溝状窪み内に配された摺動リングを示しており、該摺動リングは、摩擦軽減又は加圧する転動体を内蔵する。
【図９】図７に示された本発明のさらに変更された実施態様で、例として、(凸型の)溝状窪み内に配された、摺動体又は摺動リングを示しており、該摺動リング又は摺動体は、埋め込み材、芯又は繊維製強化材を内蔵する。
【図１０】図８に示された本発明の変更された実施態様で、例として、水平方向に平らな底面を有する溝状窪み内に配された摺動リングを示し、該摺動リングは、摩擦軽減又は加圧する転動体を内蔵する。
【図１１】図７に示された本発明の変更された実施態様で、例として、ラジアル方向の荷重分力を吸収する、摺動リング又は摺動体を示しており、該摺動リング又は摺動体は、垂直に配置されたニードル軸受を備える。
【図１２】１つ以上の軌道輪内で、主にアキシアル方向の荷重を伝達するのに用いられる、本発明による転がり軸受機構内の、円筒型又は樽型の転動体を示す。
【図１３】主にアキシアル方向の荷重及び／又は主にラジアル方向の荷重を伝達するのに用いられる、本発明による転がり軸受機構内の、環状リングとしての環状転動体を示す。
【図１３ａ】主にアキシアル方向の荷重及び／又は主にラジアル方向の荷重を伝達するのに用いられる、本発明による転がり軸受機構内の、複数のリングセグメントから成る、環状リングとしての環状転動体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１が示す軸受１の横断面図では、２つの環状接続要素２、３、は、互いに他方の内側に、ラジアル方向に配置され、互いに、少なくとも部分的に、アキシアル方向にオーバーラップしている。しかしながら、この種の構造は、２つの接続要素２、３に限らず、例えば、ラジアル方向に内側の接続要素２は、図１内では内側要素であるが、第３の接続要素が存在し得、その断面は、例えば、図１によれば、外側接続要素３に対してミラー反転になることが考えられ、それは、さらに、間隙と軌道の構造という点においては、外側接続要素３に似た構成にされ得る。
【００５４】
図１の２つの接続要素２、３は、間隙４によって互いに隔てられている。しかし、この間隙４の帯は、円筒の弧の部分に沿っているのみでなく、より多くの又はより少ない、顕著なラジアル方向成分の存在する、部分５、６も有している。そこでは、２つの接続要素２、３がまた、ラジアル方向にオーバーラップしている。これは、好ましくは、２つの接続要素２、３の内１つが(図１内ではラジアル方向外側接続要素(３)であるが、これは必須ではない)、ラジアル方向に、各他方の接続要素３、２に向かって突出する、完全に環状のカラー７又はフランジを有しているという事実によるものである。２つの接続要素２、３は、その箇所において互いにぶつからない様に、それぞれ他方の接続要素３、２(カラー７又はフランジの反対側)は、完全に環状の溝８を備える。カラー７のラジアル方向の延伸部分、また、溝８の深さは、間隙４の幅よりもかなり大きく、カラー７又はフランジは、溝８に係合する。この挿入深度が２つの接続要素２、３間のオーバーラップに相当する。該オーバーラップ部にもかかわらず、軸受１の組み立てを可能にするため、溝８を含む接続要素３、２は、ほぼ水平な主表面９に沿って、上部リング１０と下部リング１１に分割される。
【００５５】
分割された接続要素３、２の前記２つのリング１０、１１は、それぞれ、冠状に配され、相互に整列された、止めビスを通せる貫通孔１２、１３を備えている。分割されていない各接続要素２、３は、また、固定孔１４と、好ましくはさらに、止めビス用の貫通孔を備えている。
【００５６】
互いに対して回転するシステム又は機械部への接続をシンプルにすることを目的として、それぞれの接続要素２、３は、アキシアル方向にそれぞれ他方の接続要素３、２に向かって突出しており、システム又は機械部に接触し、固定される、各接続面１５、１６を備える。
【００５７】
転動体の各列１７、１８は、オーバーラップ領域、つまり一方は、カラー７の、そして他方は、溝８の、２つの相互に面する各側面間に備えられる。これらは、好ましくは、凹状の断面を有する軌道１９、２０に沿って転がる球状の転動体である。これらの軌道１９、２０は、好ましくは特定の接続要素の各基部に直接設けられており、特に前記特定の接続要素基部に旋削されている。
【００５８】
前記軌道１９、２０の断面は、それらに沿って転がる転動体１７、１８とほぼ同じ半径の湾曲を有しているため、転動体１７、１８の表面にぴったりと合う。これらの断面的に接触する領域は、各ボール表面の大円の９０°まで、又はそれ以上を囲む。転動体列の軌道１９、２０は、ラジアル方向にオーバーラップするため、これらの球状転動体１７、１８は、それぞれ０°超、好ましくは４５°以上の接触角を有する。
【００５９】
接触角が約４５°であると、例えば、アキシアル及びラジアルの両荷重に対応可能な、２つの４点接触軸受が構築される。この場合、接触角４５°未満のさらなる軸受が不要になり、よって、ここでは１つの間隙につき計２つの転動体列があれば、いかなる荷重にも対応するに十分である。
【００６０】
もし、接触角が４５°超であれば、転動体列１７、１８のラジアル荷重負担能力が低くなり、最終的に接触角が９０°に至ると完全に弱まる。この場合は、追加のラジアル軸受２１又はラジアル荷重負担能力を持つ軸受を、特に、一方をカラー７の自由端、他方を溝８の底面で囲まれた、つまり、ゆえにほぼ円筒の弧の形をした、間隙４の領域２２に備える必要がある。
【００６１】
図１の実施態様において、軸受は、一方は、カラー７の自由端、他方は、溝８の底面内側である域にある、溝型の各窪み２５の隅に配された４本の軌道輪ワイヤ(２４)を備える転がり軸受２３である。この機構により、軸受２３は、アキシアル方向の力のみでなく、ラジアル方向の力も伝達できる質の良い４点接触軸受を有する。
【００６２】
少なくとも１つのそのような環状窪み２５は、また、例えば１本以上の軌道輪ワイヤをその内部に備え得るが、これは、ラジアル方向の転動体列、例えばボール列を支持する。これは、例として図１に示されている。この、主にラジアル方向に作用するボール列２３はまた、従来の組み込み式軌道の手段によってではなく、例えばボール列をその中心に備える転がり軸受２３の正方形の凹部の角部に据えられた、複数の、特に４本の、支持軌道輪ワイヤ２４の手段によって支持されている。
【００６３】
図２に示された軸受の実施態様２６は、ラジアル軸受２１の性質の面についてのみ、軸受１とは異なっている。ここでは、滑り軸受は、ほぼ中心の、円筒の弧の形をした間隙部２２の溝状窪み２８に受容された、摺動体２７を備えている。後者は、それぞれ他方の接続要素２、３内に別々に配置された作動要素２９に沿って摺動可能であり、そして、仮に適当な場合は、弾性要素３０により、その後方部分において保護され得る。
【００６４】
図３の軸受構造３１で、円筒の弧の形をした中央間隙部２２内の、溝型窪み３２内に受容される摺動体３３は、それぞれ他方の接続要素２、３に直接沿って動く。
【００６５】
図４に示された軸受構造３４は類似している。ここにも、溝内に据えられた、１つのみの摺動リング３５があるが、図３とは異なり、この場合においては、溝は、分割されていない接続要素３内ではなく、むしろ分割された接続要素２のリング内にある。
【００６６】
この様な摺動リングは、例えば、金属製、例えば、真鍮又はプラスチック及び／又は「緊急作用特性」を持つ物質から成る。さらに、そのような摺動リングは、複数のセグメントに分割可能であり、任意にその間に間隙を設ける。さらに、該摺動リング又は摺動セグメントは、コーティングを施され得る。
【００６７】
図４は、さらに、主にアキシアル方向の荷重負担能力を有する２つの転動体列の転動体１７、１８が、また、異なる大きさになり得ることを示している。
【００６８】
図５及び図６は、本発明による転がり軸受の２つのその他の実施態様３６、３７を示している。ここで、２つの接続要素２、３の円筒の弧の形をした中央間隙部２２に挿入されているのは、それぞれ、摺動リング３８、３９又は互いに沿って滑る摺動セグメントの各列である。使用される物質の組み合わせは、個々の場合に応じて選択可能であり、例えば、２つの類似する物質を選択するか、又は、あるいは、より柔らかい素材に沿って、より硬い素材を滑らせるようにも出来る。
【００６９】
図５及び図６の実施態様３６、３７は、また互いに異なり、図６の実施態様３７においては、ラジアル方向にオーバーラップする領域内で、間隙４は、もっぱらラジアル方向に延びる経路をたどる、つまり１つの平面上に延びる、対して、図５の実施態様３６においては、ラジアル方向にオーバーラップする領域内で、間隙４は、斜め断面方向に延びる経路をたどる、つまり、例えば、軸受の主平面に対する、間隙断面の約４５°の傾きに対応する、約９０°の錐体頂点角度を持つ円錐の弧の形状に延びる。
【００７０】
図４以外のすべての実施態様に示されている様に、転動体がその上を転がる軌道は、常に、この(円)中心点Ｋ又は回転軸から、既定距離Ａ１、Ａ２にある。異なる２つの軌道の転動体１７、１８は、また、しかしながら、図４に示されている様に、互いに異なる直径Ｄ１、Ｄ２を有し得、一方で、同一の軌道内にある転動体、特にまた、ローラー型又は樽型の転動体は、通常、常に同じ直径で、好ましくは同じ形である。
【００７１】
本発明によれば、転動体列１７、１８に加えて、図１１と共に図１に見られるように、主にラジアル方向に作用する分力を支持する働きを担う、少なくとも１つの、他の、転動又は摺動体の列、２３、２７、３３、３５、３８、３９の実装を勧めている。本発明によれば、このさらなる転動又は摺動体の列は、外輪又はそれに対応する輪内に設けられる、少なくとも１つの環状窪み２５、３２内に配置される。この溝状窪みは、通常、輪状に円状であり、プランジカット溝の形式である。必要に応じて、この溝型窪み又はプランジカットの底面は、図８及び図９に例として示されている様に、曲線的に実装され得る。例外的な場合においては、この底面は、断面が凸状になる様に実装されるのが有利であることが実証された。例えば、１つ以上の摺動リング及び／又は摺動体２７、３３、３５、３８、３９は、少なくとも１つのそのような環状窪み内へ引き込まれている。
【００７２】
図７は、例として、リングの横断面図として、転がり軸受機構の別の実施態様を示しており、ラジアル方向の分力を吸収する摺動リング又は摺動体２７、３３、３５、３８、３９を説明するもので、該摺動リング又は摺動体は、転がり軸受機構内に垂直に配置されている。
【００７３】
図８は、図７に示された、本発明の変更された実施態様を表し、例として、((円)中心点Ｋの方向より凸状になっている)溝状窪み２５内に配置された、摺動リング３５、３８、３９を示しており、この摺動リングは、例えば摩擦を低減する、又は圧力を及ぼす転動体、例えばボール、を収容する。図１０は類似の図である。各図は、プラスチック製又は繊維強化プラスチック製で、セグメント又はリングにはめ込まれた、個々の、非鉄金属製、グラファイト製、鋼鉄製又はセラミクス製の要素を受容する、リング３５、３８、３９を図示している。図８に示されたこの摺動リング３５、３８、３９はプラスチック製もあり得る。このプラスチックは、一層又は複数層でコーティングされ得る。リング３５、３８、３９によって受容される要素は、小型の転動又は摺動体、例えば、小さなボールもあり得るが、図１１が示すように、ニードル型の転動体も可能である。その他の、小型の、摩擦を低減又は圧力を及ぼし、さらに、摺動リング及び／又は摺動体２７、３３、３５、３８、３９の物質に実質的に完全に囲まれる転動体も使用可能である。これらは、例えば、円筒型又は樽型又は円錐型の、摩擦を低減する、又は圧力を加える転動体であり得る。もし、特定の摺動リング及び／又は摺動体２７、３３、３５、３８、３９の物質によって囲まれていれば、寸法の小さな摺動体もまた使用可能である。
【００７４】
図９は、例えば、図７又は図８のいずれかからさらに変更された本発明の実施態様を示し、(凸型)溝状窪み内に配された摺動体又は摺動リングを図示しており、当該摺動リング又は摺動体３３、３５、３８、２９は、埋め込み材や芯又は繊維強化材を内蔵している。よって、この摺動体又は摺動リング３３、３５、３８、２９は、鋼鉄もしくは金属製の芯又は鋼鉄もしくは金属製の台座から成り、例えば、プラスチックに覆われている。このプラスチック製リングは、また、一層又は複数層でコーティングされ得る。プラスチック以外の複合材料もまた、使用可能である。
【００７５】
図１３及び１３ａは、環状リング４９である環状転動体を示し、図１３ａの場合では、主に、アキシアル荷重を伝達する及び／又は主に、ラジアル荷重を伝達する、本発明の転がり軸受機構に用いられる、複数のリングセグメント５０から成る。環状リング４９は、例えば、鋼鉄製のリングとして実装される。あるいは、図１３ａにある様に、その個々のリングセグメント５０は、鋼鉄製のリングとして実装される。この、リング４９又はそのセグメント５０は、好ましくは、ガス軟窒化鋼製リングの形式で転がり軸受機構に用いられる。あるいは、このリング４９又はそのセグメント５０は、真鍮製もしくは銅製のリング又はプラスチック製のリングとして実装でき、適切な場合は、繊維強化プラスチック製の埋め込み材もしくは芯、又はグラファイトもしくはＰＴＦＥ製の部材を備え、転動リング４９又はリングセグメント５０の硬度である。
【符号の説明】
【００７６】
１  転がり軸受                ２７  摺動体
２  接続要素                  ２８  窪み
３  接続要素                  ２９  作動要素
４  間隙；軸受間隙            ３０  弾性要素
５  部分                            ３１  転がり軸受
６  部分                            ３２  窪み
７  カラー                    ３３  摺動体
８  溝                        ３４  転がり軸受
９  主表面                    ３５  摺動リング
１０  上部軸受要素；リング    ３６  転がり軸受
１１  下部軸受要素：リング    ３７  転がり軸受
１２  貫通孔                  ３８  摺動リング
１３  貫通孔                  ３９  摺動リング
１４  固定孔                  ４０  転動体
１５  接続面                  ４１  側面
１６  接続面                  ４２／４３  遷移
１７  転動体                  ４４／４５  端面
１８  転動体                  ４６  回転軸
１９  軌道                    Ｒ  半径；曲線
２０  軌道                    Ａ１／Ａ２  距離
２１  ラジアル軸受            Ｄ１／Ｄ２  直径
２２  領域                    Ｋ  (円)中心点
２３  転がり軸受              ４７  上部密閉部品
２４  軌道輪ワイヤ            ４８  下部密閉部品
２５  溝状窪み                ４９  リング
２６  転がり軸受              ５０  リングセグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【国際調査報告】
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