用于调节轴承组件中的预载荷的方法以及轴承组件技术领域
本发明涉及一种用于设定轴承组件中的预载荷的方法,其中轴承组件包括至少一
个滚动轴承,该滚动轴承包括至少一个轴承内圈和至少一个轴承外圈。此外,本发明还涉及
一种包括用于设定预载荷的装置的轴承组件。
背景技术
预加载的轴承组件是公知的并且在现有技术中是常见的。通常,两个圆锥滚子轴
承(但是例如还可以是角接触球轴承、轴向滚子轴承、轴向球轴承)彼此张紧,以便实现例如
壳体中的轴的无间隙支撑。
这里,所述类型的轴承组件(特别是使用圆锥和角接触球轴承)中的预载荷的设定
是费力的且通常不准确的过程。这里根据第一种可能性,尝试设定正确的预载荷,使得测量
轴承组件的摩擦扭矩(摩擦扭矩增加指示轴承预载荷的增加),并且在通过旋转螺母达到摩
擦扭矩的预定值时,然后固定该螺母防止进一步扭转。另一种方法在于测量预加载电路中
的各个部件,然后使用垫片产生所需的预加载路径;然后通过将螺母拧紧在由垫片限定的
止挡上来实现所需的预加载路径,由此产生所需的预载荷。
然而,所提及的可能性或相对不准确或非常复杂,因此需要一种用于设定上述类
型的轴承组件的预载荷的方法,该方法不太复杂,但仍然输送足够准确的结果。
发明内容
因此,本发明的目的是提出一种方法,通过该方法能够以简单的方式在轴承中设
定预载荷。尽管如此,预载荷应在规定的公差内尽可能精确地下降。
本发明的该目的的解决方案的特征在于,通过执行以下步骤来实现轴承预载荷的
设定:
a)从较低的初始值(其通常为零)开始增加轴承组件中的预载荷,或者从上部初始
值开始减小轴承组件中的预载荷,并且同时测量轴承内圈与轴承外圈之间的电阻;
b)一旦达到电阻的目标值,就终止轴承组件中的预载荷的改变。
因此,优选地通过对所述轴承组件或基本上结构相同的轴承组件的校准测量来确
定电阻的所述目标值,其中目标值被定义为在轴承组件中存在期望的预载荷时存在的电
阻。
轴承圈优选地设置有电绝缘,使得它们相对于其相应的附件(轴或壳体)电绝缘。
这里,轴承圈可以在至少一个点处保持无电绝缘。轴承圈保持无电绝缘的点优选是轴承圈
的端侧。在非绝缘点,可以连接通向电阻计的电缆。
本发明还提供了一种包括用于在其中设定预载荷的装置的轴承组件,用于设定预
载荷的装置包括:
-用于测量所述轴承内圈与轴承外圈之间的电阻的电阻计;
-在所述电阻计与轴承内圈之间的电连接,以及在所述电阻计与轴承外圈之间的
电连接;
-用于所述轴承组件中的预载荷的调节可能性(通常是轴螺母,通过拧紧该轴螺母
可以增加预载荷)。
这里,轴承内圈优选地设置有电绝缘,使得其相对于其附件特别是轴电绝缘。相应
地,轴承外圈优选地设置有电绝缘,使得其相对于其附件特别是壳体电绝缘。
这里,轴承圈优选在至少一个点处无电绝缘。该点优选是轴承圈的端侧。
因此,本发明的轴承单元中的预载荷的设定基于对轴承的电阻的测量。因此,通过
系统轴承—外圈—滚子或球—轴承—内圈的测量的电阻(为此先决条件当然是轴承圈和滚
动元件所包括的材料的导电性)来确定和设定预载荷。
在所有滚动轴承组件中,滚动元件同时与内圈和外圈接触。由于一方面滚动元件
和另一方面内圈或外圈的滚道的不同弯曲的接触表面,产生已知的赫兹接触。通过这种接
触,接触表面在接触载荷的影响下改变。如果接触副之间的载荷变大,则接触表面也增加;
因此如果载荷减小则其减小。如果载荷接近零,则接触表面变为线或点,这取决于接触副的
弯曲类型。
导体的电阻(R)由其比电阻(sW)和其长度(L)直接正比例且由其载流截面(A)反比
例地确定。根据所提及的值,因此其应用:
R=sW×L/A
当轴承的轴承圈例如通过绝缘材料(已知名为“INSOCOAT”)层电绝缘并且安装绝
缘轴承时,可以在轴承的安装和预加载状态下以很少的精力确定轴承的电阻。为此例如,每
个轴承圈的一个侧面(该侧面部分地或完全地不绝缘)是足够的。然后,利用能够测量内圈
与外圈之间的非绝缘点之间的电阻的相应电阻计来进行电阻的测量。
由于所提及的物理基础,随着由施加或增加预载荷而引起的接触载荷的增加,内
圈与外圈之间的电阻将减小,因为载流赫兹接触表面在载荷下更大。
在这种测量中,由于并联连接的电阻,所有滚动元件与轴承圈之间的所有赫兹接
触被捕获。
因此可以采用很少的精力来执行预载荷的设定。实际上消除了摩擦系数对预载荷
设定的影响。
预载荷的设定或测量甚至可以通过没有特别限定的具有合适的电阻计的车间来
进行。
附图说明
附图中示出了本发明的示例性实施例。
图1示出了一种轴承组件,其中示出了一个滚动轴承,轴通过使用其而支撑在壳体
中,和
图2示意性地示出了用于确定轴向轴承预载荷的目的的在轴承圈之间的电阻的测
量。
具体实施方式
在图1中,示出了轴承组件1,轴5通过使用其而支撑在壳体6中。为此,使用了两个
彼此预加载的呈圆锥滚子轴承形式的滚动轴承2,其中仅一个如图1所示;另一个未示出的
轴承同样是圆锥滚子轴承并且设置在图1中的左侧,使得两个轴承以背对背的布置定位。滚
动轴承2具有轴承内圈3和轴承外圈4,在它们之间设置有滚动元件17。
在与附件(轴5和壳体6)的接触点处,两个轴承圈3和4包括电绝缘15或16。因此防
止电流从轴承圈3、4流到附件5、6。
然而,在它们的端侧9或10上,两个轴承圈3、4各自包括非绝缘点7或8,如图2所示。
在此示意性地示出了滚动轴承2,然而其中,滚动元件17表示为具有可变电阻的电阻。在电
流流过滚动元件17的情况下,轴承内圈3与轴承外圈4之间的电阻是可变的,因为它取决于
滚动轴承2轴向预加载的预载荷(见上面的解释)。预载荷越高,滚动元件17和轴承圈3、4被
更强烈地压在一起。因此,赫兹应力的接触表面越大且电阻R越小。
这目前用于确定轴向预载的程度。
这从图2特别明显。这里可以看出,如何产生轴承内圈3与电阻计11之间的电连接
12以及轴承外圈4与电阻计11之间的电连接13。
现在首先开始采用低预载荷值(优选地采用预载荷零)用于设定预载荷。为此,用
于以螺母14形式的预载荷的调节装置首先仅以轻微的扭矩被拧紧。测量电阻R。
在此可以设置,轴承圈3、4在多个点处没有绝缘。然后,可以在各个轴承圈的多个
点处产生接触,并且可以形成电阻的平均值。这提高了所提出的方法的准确性。
在图1中,用虚线画出了可能性,可替代地或另外,轴承外圈4(同样适用于轴承内
圈)也通过其另一端侧接触并且设置有电缆。
然而,如果仅选择与采用虚线描绘的外圈4的接触并且内圈3以所示的方式设置有
电缆,则电流直接流过滚动元件17,即电流在这种情况以改进的方式传导通过滚动元件17,
这支持所提出的过程。
随着螺母14的进一步拧紧,预载荷增加。因此,轴承圈和滚动元件被更强烈地压在
一起。因此,电阻R减小。
现在进一步拧紧螺母14,直到电阻RIst(实际值)对应于已经从校准测量获得的规
定目标值Rsoll。
因此,可以以简单的方式设定期望的预载荷程度。
附图标记列表
1 轴承组件
2 滚动轴承
3 轴承内圈
4 轴承外圈
5 附件(轴)
6 附件(壳体)
7 未绝缘点
8 未绝缘点
9 端侧
10 端侧
11 电阻计
12 电连接
13 电连接
14 调节可能性(螺母)
15 轴承内圈的电绝缘
16 轴承外圈的电绝缘
17 滚动元件
RIst 实际电阻
Rsoll 电阻的目标值