ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРУГОВОГО ДВИЖЕНИЯ С ПОДШИПНИКОМ КАЧЕНИЯ
ROLLING BEARING AND DEVICE FOR CIRCULAR MOTION WITH ROLLING BEARING

Настоящее изобретение относится к подшипнику качения, содержащему первый и второй корпусы, установленные с возможностью вращения друг относительно друга вокруг оси и содержащие первое и второе кольца, имеющие обращенные друг к другу дорожки качения для размещения множества тел качения, при этом тела качения расположены между указанными дорожками. Кроме того, изобретение относится к устройству для кругового движения, содержащему неподвижную ось и установленную с возможностью вращения вокруг нее карусель для размещения обрабатываемых продуктов рыбоперерабатывающей и мясоперерабатывающей промышленности.
Такие подшипники качения применяют, в частности, в машинах и устройствах для переработки пищевых продуктов, например, при обработке и изготовлении продуктов рыбоперерабатывающей и мясоперерабатывающей промышленности. Известные подшипники качения в общем случае состоят из двух колец, например, в виде осевых колец подшипника, имеющих форму диска, между которыми заключены тела качения, например, в виде роликов, игл, шариков или конусов. В известных подшипниках применение смазочных материалов, как правило, является обязательным.
Однако применение смазочных материалов в устройствах пищевой промышленности является проблематичным. С одной стороны, смазочные материалы не должны непосредственно или косвенно вступать в контакт с пищевыми продуктами. С другой стороны, необходимая в обязательном порядке по гигиеническим требованиям очистка всех элементов машины, включая подшипники, представляется очень проблематичной, так как в подшипниках используются смазочные материалы. Следующий недостаток известных подшипников состоит в трудоемкой разборке для технического обслуживания, ремонта и/или очистки. Зачастую требуется даже демонтировать большие элементы машины, чтобы иметь возможность частичной или полной разборки подшипников с целью проверки.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание подшипника качения указанного типа, который можно разобрать и очистить с наименьшими затратами. Кроме того, задача изобретения состоит в создании устройства для кругового движения с таким подшипником качения.
Эта задача решена тем, что в подшипнике с указанными выше признаками кольца подшипника состоят из отсоединяемых друг от друга сегментов. Такой подшипник имеет ряд преимуществ. Благодаря выполнению колец в виде сегментов подшипник можно обслуживать очень просто и можно заменять изношенные детали, например кольца и/или тела качения, с небольшими затратами, без необходимости демонтировать весь подшипник. В частности, в подшипнике согласно изобретению можно демонтировать с целью технического обслуживания и/или замены лишь его компоненты, нуждающиеся в ремонте, так как благодаря выполнению колец подшипника из сегментов отдельные кольца можно извлекать после открывания подшипника. То же самое относится к сборке. Подшипник согласно изобретению имеет также дополнительные преимущества в отношении гигиены, так как благодаря простой доступности отдельных компонентов подшипник можно особенно легко чистить.
Один предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что каждый корпус подшипника содержит первый кольцевой элемент и второй кольцевой элемент, причем первые сегменты установлены по всей окружности на первом кольцевом элементе, а вторые сегменты - на втором кольцевом элементе, с помощью соединительных средств с возможностью отсоединения. Кольцевые элементы служат в качестве опорных элементов, на которых сегменты закреплены и собраны с образованием соответствующих колец подшипника. Кроме того, кольцевые элементы одновременно служат в качестве монтажного основания, на котором могут быть установлены другие компоненты, которые должны вращаться вокруг оси.
Одно предпочтительное усовершенствование изобретения отличается тем, что первый кольцевой элемент и/или второй кольцевой элемент выполнены по меньшей мере по существу в форме диска. Тем самым кольцевой элемент обеспечивает механическую стабильность, надежно фиксируя сегменты кольца, и при этом его использование выгодно благодаря малой монтажной высоте.
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения, первый корпус подшипника включает в себя внутренний кольцевой элемент, при этом внутренние боковые поверхности первых сегментов прилегают с геометрическим замыканием к наружной боковой поверхности внутреннего кольцевого элемента. Благодаря прилеганию с геометрическим замыканием упрощается позиционирование сегментов кольца при монтаже, так как положение по меньшей мере в радиальном направлении задано внутренним кольцевым элементом или определяется им.
Следующий рациональный вариант осуществления изобретения отличается тем, что первый корпус подшипника соединен с гидравлической муфтой для его закрепления на оси. Преимущество этого варианта в том, что первый корпус при помощи гидравлической муфты в случае необходимости можно очень просто отсоединить от оси или, при необходимости, установить на ней.
Согласно следующему предпочтительному варианту, внутренний кольцевой элемент установлен на первом кольцевом элементе. Иначе говоря, внутренний кольцевой элемент образует внутренний цилиндр, на одном конце которого закреплен первый кольцевой элемент, предпочтительно при помощи неразъемного соединения.
Следующий целесообразный вариант осуществления изобретения отличается тем, что первый корпус содержит дополнительный внутренний кольцевой элемент, установленный с возможностью отсоединения на внутреннем кольцевом элементе. Тем самым дополнительный кольцевой элемент представляет собой соединительный элемент, при помощи которого дополнительные компоненты первого корпуса соединены с нижней первой частью корпуса, состоящей из первого кольцевого элемента и внутреннего кольцевого элемента. Кроме того, благодаря разъемному соединению между дополнительным внутренним кольцевым элементом и внутренним кольцевым элементом первую нижнюю часть корпуса можно перемещать относительно дополнительного внутреннего кольцевого элемента в осевом направлении, например, для опускания нижней части корпуса с целью технического обслуживания, ремонта или очистки.
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения, на дополнительном внутреннем кольцевом элементе установлен монтажный кольцевой элемент с осевой выемкой для размещения гидравлической муфты, соединенный с дополнительным внутренним кольцевым элементом по меньшей мере двумя поперечными перемычками. Преимущество этого варианта состоит в том, что между поперечными перемычками остаются свободные промежутки, через которые можно проложить линии снабжения, например шланги для воды или чистящей жидкости, а также электрические и/или оптические линии для управления и подачи электроэнергии.
Следующий целесообразный вариант осуществления изобретения отличается тем, что первый корпус установлен с возможностью перестановки в осевом направлении относительно второго корпуса. Благодаря этому можно легко «открыть» подшипник для технического обслуживания, ремонта, проверки и очистки, а затем снова «закрыть», без демонтажа всего подшипника качения, или устройства, содержащего подшипник качения.
Согласно одному выгодному варианту осуществления изобретения, первое кольцо включает в себя первое наружное кольцо и отдельное первое внутреннее кольцо, так что первое кольцо не только состоит из нескольких сегментов, расположенных по окружности, но и разделено на первое наружное кольцо и первое внутреннее кольцо. Первое наружное кольцо и первое внутреннее кольцо включают в себя несколько кольцевых сегментов.
Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления изобретения, второе кольцо включает в себя второе наружное кольцо подшипника и отдельное второе внутреннее кольцо подшипника. Иначе говоря, второе кольцо включает в себя не только несколько сегментов, расположенных в окружном направлении, но и разделено на второе наружное кольцо и второе внутреннее кольцо. Второе наружное кольцо и второе внутреннее кольцо включают в себя несколько кольцевых сегментов.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения, тела качения и/или кольца подшипника выполнены из полимера. Преимущество такого выполнения состоит в том, что, в частности, при малой частоте вращения менее 30 оборотов в минуту не требуется смазка подшипника, которая в противном случае по многим причинам является проблематичной ввиду гигиенических требований в области пищевой промышленности. Кроме того, детали из полимеров, в отличие от металлических деталей, при попадании на них воды не подвержены коррозии. Поэтому в устройстве, снабженном подшипником качения согласно изобретению, воду или другие жидкости, которые используют при обработке продуктов мясоперерабатывающей и рыбоперерабатывающей промышленности, можно одновременно использовать в качестве охлаждающей или смазочной жидкости в подшипнике. В жидкость также можно добавлять антибактериальные или дезинфицирующие добавки, препятствующие возможному размножению бактерий в подшипнике.
Согласно следующему выгодному варианту осуществления изобретения, телами качения являются шарики. Благодаря малому трению качения шариков подшипник качения согласно изобретению имеет особенно легкий ход.
Задача изобретения решена также тем, что в устройстве для кругового движения с указанными выше признаками карусель установлена с возможностью вращения на неподвижной оси с помощью по меньшей мере одного подшипника качения по одному из п.п. 1-13 формулы изобретения. Как описано выше, подшипник качения согласно изобретению можно особенно легко обслуживать или ремонтировать и его можно оптимальным образом использовать в условиях, которые предъявляют повышенные требования в отношении гигиены. Поэтому подшипник качения согласно изобретению пригоден, в частности, для применения в устройствах для кругового движения. Жидкости, которые образуются при обработке изготовляемых продуктов мясоперерабатывающей и рыбоперерабатывающей промышленности, часто содержат бактерии. Благодаря описанной выше возможности очистки подшипника качения согласно изобретению особенно простым путем, предложенный подшипник качения является оптимальным для удовлетворения высоких гигиенических требований в секторе пищевых продуктов.
Другие предпочтительные и/или рациональные признаки и варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы и в описании изобретения. Особенно предпочтительные варианты рассмотрены ниже со ссылками на чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает в разобранном виде подшипник 10 качения согласно первому варианту осуществления изобретения, фиг. 2 изображает в разобранном виде другой вариант выполнения подшипника 10 качения согласно изобретению,
фиг. 3 - вид сверху и разрез по линии Α-A части устройства для кругового движения и
фиг. 4 - часть устройства для кругового движения, показанная на  фиг. 3, в аксонометрии.
На фиг.1 показан разобранный подшипник 10 качения согласно первому варианту осуществления изобретения. Подшипник 10 содержит первый корпус 11 и второй корпус 12. Первый корпус 11 и второй корпус 12 установлены с возможностью вращения друг относительно друга вокруг оси 41 (на фиг. 1 не показана). Первый корпус 11 включает в себя первое кольцо 13, а второй корпус 12 включает в себя второе кольцо 14. Первое и второе кольца 13, 14 имеют первые дорожки 15 качения и вторые дорожки 16 качения, соответственно, для размещения нескольких тел 17 качения. Дорожки 15, 16 качения предпочтительно соответствуют геометрии тел 17 качения таким образом, что дорожки 15, 16 образуют направляющие для расположенных между ними тел 17 качения. Особенно предпочтительно, чтобы дорожки 15, 16 качения были выполнены в виде желобков.
Как показано на фиг. 1, первое и второе кольца 13, 14 подшипника предпочтительно выполнены составными, то есть они включают в себя несколько кольцевых сегментов 19, 20, а именно, первое кольцо 13 включает в себя первые кольцевые сегменты 19, а второе кольцо 14 - вторые кольцевые сегменты 20, из которых на фиг. 1, чтобы не усложнять чертеж, показаны по одному сегменту каждого кольца. Каждое кольцо 13, 14 предпочтительно содержит по меньшей мере два сегмента 19, особенно предпочтительно, - четыре сегмента 19, 20. В принципе возможно любое количество сегментов, большее двух. Если количество первых или вторых кольцевых сегментов 19, 20 обозначить "n", то центральный угол каждого сегмента 19, 20 определяется соотношением α=360°/n. Следовательно, кольцевые сегменты 19, 20 всегда образуют вместе полную окружность, так что получается проходящая по всей окружности замкнутая дорожка 15, 16 качения. Кольцевые сегменты 19, 20 предпочтительно выполнены таким образом, что прилегают своими торцевыми поверхностями 21, 22 к соответствующим другим торцевым поверхностям 21, 22 с геометрическим замыканием. Показанный на фиг. 1 подшипник 10 качения является осевым подшипником 42, то есть предназначен предпочтительно для восприятия сил, действующих в направлении оси 41.
Первый корпус 11 подшипника предпочтительно содержит первый кольцевой элемент 23, а второй корпус 12 содержит второй кольцевой элемент 24. На кольцевых элементах 23, 24 по всей окружности установлены первые и вторые кольцевые сегменты 19, 20 соответственно, то есть, первые сегменты 19 установлены на первом кольцевом элементе 23, а вторые сегменты 20 на втором кольцевом элементе 24. Сегменты 19, 20 установлены на соответствующих кольцевых элементах 23, 24 с помощью соединительных средств 25 с возможностью отсоединения. В качестве соединительных средств 25 предпочтительно используются винты. Для этого кольцевые сегменты 19, 20 на своих сторонах, обращенных от дорожек 15, 16 качения, имеют соответствующие резьбовые отверстия для приема соединительных средств 25. Кольцевые элементы 23, 24 тоже имеют соответственно расположенные отверстия для пропускания винтов, соединяющих кольцевые элементы 23, 24 с кольцевыми сегментами 19, 20. Альтернативно соединение между кольцевыми сегментами 19, 20 и кольцевыми элементами 23, 24 выполнено с геометрическим и/или с силовым замыканием, например в виде клеммового и/или защелкивающегося соединения.
Первые и/или вторые кольцевые элементы 23, 24 предпочтительно выполнены в форме диска, например в виде металлического или полимерного дискового элемента. Особенно предпочтительно, когда первый корпус 11 подшипника содержит внутренний кольцевой элемент 26. Внутренний кольцевой элемент 26 выполнен так, что внутренние боковые поверхности 27 первых кольцевых сегментов 19 прилегают к наружной боковой поверхности 28 внутреннего кольцевого элемента 26. Иначе говоря, наружный диаметр внутреннего кольцевого элемента 26 соответствует внутреннему диаметру кольцевых сегментов 19, собранных с образованием полного кольца.
Первый корпус 11 содержит гидравлическую муфту 29, при помощи которой он может соединяться с осью 41 (на фиг. 1 не показана). Гидравлическая муфта 29 предпочтительно выполнена в виде гидравлической зажимной втулки, которая может гидравлически расширяться, чтобы при монтаже ее можно было сдвигать по оси 41. Соединение между зажимной втулкой и осью 41 образуется посредством структурного напряжения материала зажимной втулки, например стали.
Особенно предпочтительно, если внутренний кольцевой элемент 26 расположен на первом кольцевом элементе 23. Иначе говоря, внутренний кольцевой элемент 26 образует цилиндрическое удлинение в осевом направлении первого кольцевого элемента 23. Также предпочтительно, если внутренний кольцевой элемент 26 соединен неразъемно с первым кольцевым элементом 23.
Первый корпус 11 подшипника содержит дополнительный внутренний кольцевой элемент 30, закрепленный разъемно, например, путем привинчивания, на первом внутреннем кольцевом элементе 26. Наружный диаметр дополнительного внутреннего кольцевого элемента 30 меньше, чем внутренний диаметр второго кольцевого элемента 24, так что между дополнительным кольцевым элементом 30 и вторым кольцевым элементом 24 образуется зазор, например, снабженный уплотнительным кольцом 31.
На дополнительном внутреннем кольцевом элементе 30 предпочтительно установлен монтажный кольцевой элемент 32 с осевой выемкой 33 для размещения гидравлической муфты 29. Монтажный кольцевой элемент 32 и гидравлическая муфта 29 предпочтительно соединены друг с другом с силовым замыканием. Монтажный кольцевой элемент 32 соединен с дополнительным внутренним кольцевым элементом 30 по меньшей мере двумя поперечными перемычками 34, особенно предпочтительно тремя или более поперечными перемычками 34. Посредством монтажного кольцевого элемента 32, поперечных перемычек 34 и дополнительного внутреннего кольцевого элемента 30 весь первый корпус 11 подшипника закреплен на оси 41.
Особенно предпочтительно, что первый корпус 11 подшипника выполнен с возможностью перестановки в осевом направлении относительно второго корпуса 12. Для этого на дополнительном внутреннем кольцевом элементе 30 установлены расположенные в осевом направлении резьбовые штанги (на чертеже не показаны), проходящие через отверстия внутреннего кольцевого элемента 26 и/или первого кольцевого элемента 23. На свободных концах резьбовых штанг находятся гайки, при помощи которых первый кольцевой элемент 23 вместе с первыми кольцевыми сегментами 19 можно опускать, то есть, удалять от второго корпуса 12 подшипника, и при необходимости снова поднимать, то есть перемещать ко второму корпусу 12. Вместо резьбовых штанг альтернативно можно использовать винты 35, пропущенные через отверстия первого кольцевого элемента 23 и/или внутреннего кольцевого элемента 26 и входящие в соответствующие резьбовые отверстия в дополнительном внутреннем кольцевом элементе 30. Длина винтов 35 предпочтительно такова, что первый кольцевой элемент 23 вместе с первыми кольцевыми сегментами 19 можно опускать достаточно далеко, чтобы получить свободный доступ к сегментам 19 и телам 17 качения.
Как вариант, на втором кольцевом элементе 24 расположены дополнительные элементы 44, для которых кольцевой элемент 24 является несущим основанием.
На фиг. 2 показан в разобранном виде другой подшипник 10 качения согласно изобретению, который по существу соответствует подшипнику 10, показанному на фиг. 1, но отличается от него тем, что второе кольцо 14 включает в себя второе наружное кольцо 36 и отдельное второе внутреннее кольцо 37. Оба этих кольца 36, 37 состоят из нескольких кольцевых сегментов, как было описано при рассмотрении фиг. 1.
Кроме того, особенно предпочтительно, что первое кольцо 13 включает в себя первое наружное кольцо 45 и отдельное первое внутреннее кольцо 46, каждое из которых состоит из нескольких кольцевых сегментов. При этом первое внутреннее кольцо 46 и второе внутреннее кольцо 37 выполнены так, что образованная ими дорожка качения охватывает тела 17 качения более чем на 180°. Благодаря этому надежно предотвращается нежелательное выпадение тел 17 качения при открывании подшипника 10. Иначе говоря, если первое наружное кольцо 45 и второе наружное кольцо 36 демонтировать, то тела 17 качения останутся на дорожке качения, удерживаемые первым внутренним кольцом 46 и вторым внутренним кольцом 37. Чтобы освободить тела 17 качения, нужно отсоединить друг от друга первое и второе внутренние кольца 46, 37, которые, например, привинчены друг к другу, и сместить их друг от друга по меньшей мере настолько, чтобы тела 17 качения освободились.
Показанный на фиг. 2 подшипник 10 качения согласно изобретению предпочтительно не имеет дополнительного внутреннего кольцевого элемента 30, а также монтажного кольцевого элемента 32, который был бы в нем расположен. Напротив, гидравлическая муфта 29 установлена с силовым замыканием непосредственно во внутреннем кольцевом элементе 26. Кроме того, второй корпус 12 предпочтительно содержит кожух 39 и уплотнение 40, окружающее ось 41.
Показанные на фиг. 1 и 2 тела 17 качения и/или кольца 13, 14, 36, 37, 45, 46 предпочтительно выполнены из полимера. Также предпочтительно, если тела 17 качения представляют собой шарики. Как альтернатива, тела 17 качения представляют собой цилиндрические или конические ролики.
На фиг. 3 показаны вид сверху и в разрезе по линии Α-A части устройства для кругового движения, в котором установлен подшипник 10 качения согласно изобретению. На фиг. 3 показаны неподвижная ось 41, описанный выше подшипник 10 качения согласно фиг. 1 в виде осевого подшипника 42 и описанный выше подшипник 10 качения согласно фиг. 2 в виде радиального подшипника 43.
На фиг. 4 часть устройства для кругового движения, изображенная на фиг. 3, представлена в аксонометрии. Так как показанные на фиг. 3 и 4 дополнительные компоненты устройства для кругового движения достаточно известны из уровня техники, эти компоненты не описаны.
Смазку подшипников 10 качения, представленных на фиг. 1-4, осуществляют предпочтительно водой, применяемой в качестве антифрикционного или смазочного средства. Подшипник 10 предпочтительно содержит дополнительные устройства (не показаны) для ввода воды между телами 17 качения и первой и второй дорожками 15, 16 качения. Кроме того, особенно предпочтительно, если подшипник 10 содержит устройства для отвода введенной воды из внутренней области подшипника, в частности с первой и второй дорожек 15, 16 качения. Такие отводящие устройства содержат, например, множество сквозных отверстий, выполненных в первом и во втором кольцах 13, 14, для отекания воды. Особенно предпочтительно, чтобы вода содержала антибактериальные добавки, которые замедляют или предотвращают размножение бактерий и таким образом эффективно противодействуют возможному инфицированию подшипника качения.