JP7770433B2 - 滑り軸受スリーブを製造するための方法、滑り軸受スリーブ、滑り軸受及びその使用 - Google Patents

Description

本発明は、滑り軸受スリーブであって、滑り軸受スリーブの内径よりも大きくなるように構成された滑り軸受スリーブの長さを有し、かつ滑り軸受スリーブの内径の８％よりも小さくなるように寸法設定された滑り軸受スリーブの壁厚を有する、滑り軸受スリーブを製造するための方法に関する。本発明は更に、当該方法に従って製造された滑り軸受スリーブ、滑り軸受スリーブを有するように形成された滑り軸受、及びその使用に関する。

滑り軸受及び滑り軸受スリーブ又はブッシュは、一般に知られており、滑り軸受スリーブ上に配置された２つの構成要素間の回転移動、枢動移動、及び直線移動を可能な限り少ない摩擦で可能にするために使用される。これに関して、第１の構成要要が滑り軸受スリーブの内周面上に配置されており、第２の構成要素が滑り軸受スリーブの外周面上に配置されている。

オーストリア国特許発明第５２２１５５号明細書は、接続構成要素としての外側リング要素及び内側リング要素と、２つのリング要素間の滑り軸受要素とを備える滑り軸受を開示している。

滑り軸受のためのスリーブ又はブッシュは、通常、機械加工プロセスによって製造され、スリーブは、チャック内にクランプされ、中心軸の周りを回転し、それと同時に旋削工具が内周面及び外周面を順次機械加工する。

特に、とりわけ薄壁の滑り軸受スリーブの製造は、完成した構成要素に要求される寸法公差を満たすことができないというリスクを伴う。加えて、機械加工ステップ中に構成要素をクランプすることに起因して、滑り表面への損傷が発生することが多い。

本発明の目的は、低い製造公差及び少ない表面損傷で迅速かつ正確な製造を可能にする、滑り軸受スリーブを製造するための方法及びそれに従って製造された滑り軸受スリーブを提供することである。更に、そのような滑り軸受スリーブを有する滑り軸受、及びその使用も定められるものとする。

本目的は、請求項１の特徴を有する方法、請求項４の特徴を有する滑り軸受スリーブ、請求項９の特徴を有する滑り軸受、及び請求項１０の特徴を有する使用によって達成される。

本発明の好ましい実施形態又は有利な実施形態は、従属請求項、以下の記載、及び添付図面から得られる。

滑り軸受スリーブであって、滑り軸受スリーブの内径よりも大きくなるように構成された滑り軸受スリーブの長さを有し、かつ滑り軸受スリーブの内径の８％よりも小さくなるように寸法設定された滑り軸受スリーブの壁厚を有する、滑り軸受スリーブを製造するための本発明による方法は、
ａ）スリーブブランクを提供するステップであって、少なくとも３つのねじ穴がスリーブブランクの第１の端部面上に配置されている、ステップと、
ｂ）スリーブブランクがスリーブブランクのスリーブ長手方向軸を中心に回転可能であるような様態で、第１の端部面に関連付けられたスリーブブランクの第１の端部において、スリーブブランクのスリーブ外径における一方の側上でスリーブブランクをクランプし、かつスリーブブランクのスリーブ内径を滑り軸受スリーブの内径の寸法に機械加工するステップと、
ｃ）スリーブブランクを、スリーブブランクのスリーブ長手方向軸を中心に回転させることができるような様態で、ねじ穴によって端部面でねじ留めし、かつスリーブブランクのスリーブ外径を機械加工するステップであって、滑り軸受スリーブの壁厚が形成される、機械加工するステップと、
ｄ）第１の端部とは反対側のスリーブブランクの第２の端部において内径の一方の側でスリーブブランクをクランプし、かつ該長さを有する滑り軸受スリーブを形成するスリーブブランクから、ねじ穴を備えるリングを切断するステップと、を特徴とする。
本方法は、滑り軸受スリーブを±０．００５ｍｍの低い壁厚公差で製造することができるという利点を有する。その結果、風力エネルギー分野で使用されるような大きな滑り軸受において、そのような設備の必要とされる運転時間にわたって、高い運転平滑性及び低い摩耗を達成することができる。

好ましくは、ステップｃ）において、スリーブブランクのスリーブ外径の機械加工プロセスは、旋削によって行われる。また、ステップｂ）において、スリーブブランクのスリーブ内径の機械加工プロセスは、好ましくは、旋削によって行われる。旋削により、滑り軸受スリーブの外径でＲａ＜０．６の平均粗さ値（＝μｍ単位での中心線からの偏差の算術平均）及び滑り軸受スリーブの内径でＲａ＜１．６の平均粗さ値を達成することが可能になる。更に、そのような滑り軸受スリーブを滑り軸受に使用する場合、これは、高い走行平滑性及び長い耐用年数に寄与する。
好ましくは、３つよりも多いねじ穴、特に、６つ以上のねじ穴がスリーブブランクの第１の端部面に設けられる。これは、スリーブ外径の機械加工プロセス中に、第１の端部面上でのスリーブブランクの均一なねじ込みと、スリーブブランクのスリーブ長手方向軸を中心としたスリーブブランクの均一で滑らかな回転とを可能にする。
特に好ましくは、滑り軸受スリーブの壁厚は、滑り軸受スリーブの内径の約５％よりも小さくなるように寸法設定されている。

本目的は、本発明による方法によって製造された滑り軸受スリーブによって更に達成され、滑り軸受スリーブは、滑り軸受スリーブの内径よりも大きくなるように構成された滑り軸受スリーブの長さを有し、かつ滑り軸受スリーブの内径の８％よりも小さく、特に、約５％よりも小さくなるように寸法設定された滑り軸受スリーブの壁厚を有する。本方法に関して既に説明したように、この方法に従って製造される滑り軸受スリーブは、±０．００５ｍｍの低い壁厚公差を有する。その結果、風力エネルギー分野で使用されるような、そのような滑り軸受スリーブを有する大きな滑り軸受において、そのような設備の必要とされる走行時間にわたって、高い走行平滑性及び低い摩耗を達成することができる。

滑り軸受スリーブの長さは、好ましくは、３００ｍｍよりも大きく、特に、３００～６００ｍｍの範囲にあるように構成される。滑り軸受スリーブの壁厚は、好ましくは、最大２０ｍｍである。

好ましくは、滑り軸受スリーブは、青銅製である。この材料は、良好な滑り特性を有し、本発明による方法を使用して特に良好に機械加工することができる。

本目的は、更に、本発明による滑り軸受スリーブを備える滑り軸受によって達成される。これに関して、滑り軸受は、内側リング及び外側リングを備えており、滑り軸受スリーブは、特に、内側リングとして使用される。しかしながら、滑り軸受スリーブは、代替的に又は追加的に、滑り軸受の外側リングを形成することもできる。

風力タービンの軸受、特に、風力タービンの回転子のための回転子軸受の領域における、本発明による滑り軸受の使用は、有利であることが判明している。しかしながら、例えば、船舶、クレーン、鉄道又は重工業の分野における他の用途のための大型の滑り軸受における使用も好ましい。

図１～図５は、例として、本発明による方法、それによって形成された滑り軸受スリーブ、及びその使用を説明することを目的としている。

滑り軸受スリーブを立体視で示す。 スリーブブランクを立体視で示す。 ねじ穴を有する、図２によるスリーブブランクを示す。 図１による滑り軸受スリーブを有する滑り軸受の縦断面を示す。 風力タービンを示す。

図１は、滑り軸受スリーブ１を立体視で示している。滑り軸受スリーブ１は、長さＬ及び外径ＡＤＭを有し、長さＬは、滑り軸受スリーブ１の内径ＩＤＭよりも大きくなるように構成されている。この場合、滑り軸受スリーブ１の壁厚Ｄは、滑り軸受スリーブ１の内径ＩＤＭの５％よりも小さくなるように寸法設定されている。
滑り軸受スリーブ１は、図２によるスリーブブランク１ａから方法によって製造され、本方法は、
ａ）スリーブブランク１ａを提供するステップであって、少なくとも３つのねじ穴２（図３を参照）がスリーブブランク１ａの第１の端部面３に配置されている、ステップと、
ｂ）スリーブブランク１ａがスリーブブランク１ａのスリーブ長手方向軸ＨＬＡを中心に回転可能であるような様態で、第１の端部面３に関連付けられたスリーブブランク１ａの第１の端部において、スリーブブランク１ａのスリーブ外径ＨＡＤＭにおける一方の側上でスリーブブランク１ａをクランプし、かつスリーブブランク１ａのスリーブ内径ＨＩＤＭを滑り軸受スリーブ１の内径ＩＤＭの寸法に機械加工するステップと、
ｃ）スリーブブランク１ａを、スリーブブランク１ａのスリーブ長手方向軸ＨＬＡを中心に回転させることができるような様態で、ねじ穴２によって端部面でねじ留めし、かつスリーブブランク１ａのスリーブ外径ＨＡＤＭを機械加工するステップであって、滑り軸受スリーブ１の壁厚Ｄが形成される、機械加工するステップと、
ｄ）第１の端部とは反対側のスリーブブランク１ａの第２の端部において内径ＩＤＭの一方の側でスリーブブランク１ａをクランプし、かつ長さＬを有する滑り軸受スリーブ１を形成するスリーブブランク１ａから、ねじ穴２を備えるリングを切断するステップと、を含む。

図４は、内側リング及び外側リング１１として、図１による滑り軸受スリーブ１を有する滑り軸受１０の縦断面を示す。しかしながら、滑り軸受スリーブ１は、代替的に又は追加的に、滑り軸受１０の外側リング１１を形成することもできる。

図５は、風力エネルギーから電気エネルギーを生成するための風力タービン１００の概略図を示す。風力タービン１００は、タワー部１０１上に回転可能に配置されたナセル部１０２を備える。ナセル部１０２は、ナセルハウジング１０３を有する。風力タービン１００の発電機は、ナセルハウジング１０３内に位置している。回転子ブレード１０６を備える回転子１０５は、回転子軸受１０４を介してナセルハウジング１０３に回転可能に取り付けられている。これに関して、滑り軸受スリーブ１（例えば、図１と比較されたい）を有する滑り軸受１０（例えば、図４と比較されたい）は、回転子軸受１０４の領域で使用される。

１ 滑り軸受スリーブ
１ａ スリーブブランク
２ ねじ穴
３ 第１の端部面
１０ 滑り軸受
１１ 外側リング
Ｄ 滑り軸受スリーブの壁厚
Ｌ 滑り軸受スリーブの長さ
ＩＤＭ 滑り軸受スリーブの内径
ＡＤＭ 滑り軸受スリーブの外径
ＨＡＤＭ スリーブブランクのスリーブ外径
ＨＩＤＭ スリーブブランクのスリーブ内径
ＨＬＡ スリーブ縦軸
１００ 風力タービン
１０１ タワー部
１０２ ナセル部
１０３ ナセルハウジング
１０４ 回転子軸受
１０５ 回転子
１０６ 回転子ブレード

Claims (7)

1. 滑り軸受スリーブ（１）であって、前記滑り軸受スリーブ（１）の内径（ＩＤＭ）よりも大きくなるように構成された前記滑り軸受スリーブ（１）の長さ（Ｌ）を有し、かつ、前記滑り軸受スリーブ（１）の前記内径（ＩＤＭ）の８％よりも小さくなるように寸法設定された前記滑り軸受スリーブ（１）の壁厚（Ｄ）を有する、滑り軸受スリーブ（１）を製造するための方法であって、
   ａ）スリーブブランク（１ａ）を提供するステップであって、少なくとも３つのねじ穴（２）が前記スリーブブランク（１ａ）の第１の端部面（３）上に配置されている、ステップと、
   ｂ）前記スリーブブランク（１ａ）が前記スリーブブランク（１ａ）のスリーブ長手方向軸（ＨＬＡ）を中心に回転可能であるような様態で、前記第１の端部面（３）に関連付けられた前記スリーブブランク（１ａ）の第１の端部において、前記スリーブブランク（１ａ）のスリーブ外径（ＨＡＤＭ）における一方の側上で前記スリーブブランク（１ａ）をクランプし、かつ前記スリーブブランク（１ａ）のスリーブ内径（ＨＩＤＭ）を前記滑り軸受スリーブ（１）の前記内径（ＩＤＭ）の寸法に機械加工するステップと、
   ｃ）前記スリーブブランク（１ａ）を、前記スリーブブランク（１ａ）のスリーブ長手方向軸（ＨＬＡ）を中心に回転させることができるような様態で、前記ねじ穴（２）によって前記端部面でねじ留めし、かつ前記スリーブブランク（１ａ）の前記スリーブ外径（ＨＡＤＭ）を機械加工するステップであって、前記滑り軸受スリーブ（１）の前記壁厚（Ｄ）が形成される、機械加工するステップと、
   ｄ）前記第１の端部とは反対側の前記スリーブブランク（１ａ）の第２の端部において前記内径（ＩＤＭ）の一方の側で前記スリーブブランク（１ａ）をクランプし、かつ前記スリーブブランク（１ａ）から、前記ねじ穴（２）を備えるリングを切断することで、前記長さ（Ｌ）を有する前記滑り軸受スリーブ（１）を形成するステップと、を特徴とする、方法。
2. ステップｃ）において、前記スリーブブランク（１ａ）の前記スリーブ外径（ＨＡＤＭ）の機械加工プロセスが、旋削によって行われる、請求項１に記載の方法。
3. ステップｂ）において、前記スリーブブランク（１ａ）の前記スリーブ内径（ＨＩＤＭ）の機械加工プロセスが、旋削によって行われる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記滑り軸受スリーブ（１）の前記壁厚（Ｄ）が、前記滑り軸受スリーブ（１）の前記内径（ＩＤＭ）の５％よりも小さくなるように寸法設定されている、請求項１に記載の方法。
5. 前記長さ（Ｌ）が、３００ｍｍよりも大きい、請求項１に記載の方法。
6. 前記壁厚（Ｄ）が、最大２０ｍｍである、請求項１に記載の方法。
7. 前記滑り軸受スリーブ（１）が青銅製である、請求項１に記載の方法。