專利名稱：徑向滾動軸承，尤其單列的球形滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的構(gòu)成前序部分的特征的徑向滾動軸承，且本發(fā)明可尤其有利地在用于高轉(zhuǎn)速和對低噪聲級高要求的單列的球形滾子軸承處(例如在車輛傳動裝置中或在內(nèi)燃機(jī)的次級驅(qū)動器內(nèi))實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
在滾動軸承技術(shù)中如下通常是公知的，S卩，最常使用的徑向滾動軸承是單列的或多列的凹槽球軸承，因為其首先特征在于同樣高的徑向承載能力和軸向承載能力，并且由于其較低的摩擦而具有所有徑向軸承中最高的轉(zhuǎn)速界限。凹槽球軸承基本上由靠外的軸承環(huán)和靠內(nèi)的軸承環(huán)以及由多個布置在軸承環(huán)之間的作為滾動體的球構(gòu)成，這些球在各個呈凹槽狀的在靠外的軸承環(huán)的內(nèi)側(cè)中且在靠內(nèi)的軸承環(huán)的外側(cè)中的滾道中翻滾，并且通過軸承保持架彼此以均勻的間距得到引導(dǎo)。在此，徑向球軸承以球的裝填通過以DE 168499公知的偏心裝配方法來實現(xiàn)，在該偏心裝配方法中，兩個軸承環(huán)布置為彼此偏心，并且將由此形成的在軸承環(huán)之間的自由空間裝填以球。然而在實踐中證明的是，這種凹槽球軸承由于較小的最大可安裝的球的數(shù)量或者說由于大約為60%的較小的最大填充度而還是關(guān)于軸承的承載能力設(shè)置有界限。因此，在過去提出了多個解決方案，在這些解決方案中，例如應(yīng)通過填入開口在滾道中的布置方式來增加球的數(shù)量，進(jìn)而提高凹槽球軸承的承載能力。此外，另一增加在徑向滾動軸承處的滾動體的數(shù)量的可行性方案由DE 4334195A1公知。然而，在該自身構(gòu)造為單列的凹槽球軸承的徑向滾動軸承中，滾動體不由球構(gòu)成而是由所謂的球形滾子構(gòu)成，所述球形滾子構(gòu)造為帶有兩個由球基本形狀對稱地碾平的且彼此平行地布置的側(cè)面的球。在此，球形滾子在其側(cè)面之間的寬度相比在靠外的軸承環(huán)的內(nèi)側(cè)與靠內(nèi)的軸承環(huán)的外側(cè)之間的間距更小，從而使得在填充軸承時，球形滾子可軸向于軸承通過在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的間距而導(dǎo)入到軸承中，并且然后可繞90°旋轉(zhuǎn)到軸承環(huán)的滾道中。因為通過該裝配方法可到達(dá)在單個滾動體之間的更小的間距，由此總體上看可將更高數(shù)量的滾動體帶入到徑向滾動軸承中。然而，因為在這種球形滾子軸承中球形滾子的精確的軸向引導(dǎo)是必需的，且最重要的是必須避免在軸承運行中球形滾子橫向于運轉(zhuǎn)方向的自動扭轉(zhuǎn)，所以在最后所提及的文獻(xiàn)中同樣提供了相應(yīng)的軸承保持架的多種實施方式。在此，一種特別適合于帶有對低噪音的高要求的應(yīng)用場合的保持架實施方式是單側(cè)敞開的合成材料卡鎖保持架，該合成材料卡鎖保持架由帶有在單側(cè)在軸向上由側(cè)環(huán)離開地延伸的兜孔接片的環(huán)形的完整的側(cè)環(huán)構(gòu)成，兜孔接片在通過球形滾子的中心確定的平面的高度上過渡到各兩個彈性易折曲的兜孔突起部中。在此，這些兜孔突起部通過間隙而彼此間隔，并且各自成對地構(gòu)成多個局部地包括球形滾子的滾動面的保持架兜孔。然而如下證實是不利的，即，利用如此構(gòu)造成的卡鎖保持架未考慮到球形滾子的總體而言在不同的軸承負(fù)荷中出現(xiàn)的運動學(xué)特性。則例如確定如下，即，球形滾子作為在徑向滾動軸承中的滾動體在高轉(zhuǎn)速和均勻負(fù)荷的情形中由于出現(xiàn)的回轉(zhuǎn)效應(yīng)而在無偏向運動(SchrSnkbewegung)的情形中穩(wěn)定地在其滾道中翻滾，并且不需要由軸承保持架進(jìn)行
軸向引導(dǎo)。然而，如果軸承轉(zhuǎn)速落到允許的最低轉(zhuǎn)速之下或軸承突然高度加速，那么尤其地在軸承的空載區(qū)域中出現(xiàn)所謂的擺蕩效應(yīng)(Taumeleffekt)，在該擺蕩效應(yīng)中，球形滾子傾向于在該球形滾子的滾道中橫向于運轉(zhuǎn)方向呈波浪狀地翻滾。在此，首先產(chǎn)生球形滾子的滾動面與卡鎖保持架的側(cè)環(huán)的接觸，通過該接觸產(chǎn)生摩擦熱量，并且該接觸對于在徑向滾動軸承中的運行溫度的不利的升高而言是有因果關(guān)系的。在此，在球形滾子與軸承保持架之間的摩擦和球形滾子的擺蕩運動可變得如此強(qiáng)烈，即，使得球形滾子通過彈性易折曲的兜孔突起部最終甚至從其單側(cè)敞開的保持架兜孔中脫扣并且處于橫向于其滾道，從而產(chǎn)生軸承保持架的毀壞以及產(chǎn)生軸承的過早失效。同樣地，球形滾子在這樣的軸承保持架內(nèi)不具有如下可能性，即，在軸承的混合的徑向和軸向負(fù)荷的情形中取向到相應(yīng)的壓力角上，而同樣不產(chǎn)生球形滾子與卡鎖保持架的側(cè)環(huán)的接觸和由此造成的不利后果。

發(fā)明內(nèi)容
因此，從所闡述的公知的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷出發(fā)，本發(fā)明基于以下任務(wù)，S卩，設(shè)計一種徑向滾動軸承尤其是單列的球形滾子軸承，該徑向滾動軸承以合成材料軸承保持架構(gòu)造成，利用所述合成材料軸承保持架即使在低軸承轉(zhuǎn)速或在高軸承加速度的情形中也隨時確保球形滾子的充分的軸向引導(dǎo)，以及可避免球形滾子在球形滾子的滾道中的橫向放置，并且所述合成材料軸承保持架提供了如下可能性，即，使得球形滾子在軸承的混合的徑向和軸向負(fù)荷中在不接觸到軸承保持架的情形中自動取向到相應(yīng)的軸承壓力角上。依據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)在根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的徑向滾動軸承中以如下方式解決，即，合成材料軸承保持架由兩個在軸向上分開的且構(gòu)造為基本上鏡像對稱的兜孔保持架半架構(gòu)成，所述兜孔保持架半架通過在所述兜孔保持架半架的分界面上相對置地布置的、互補的連接元件而形狀鎖合地、力鎖合地或材料鎖合地組裝，并且在裝配的狀態(tài)中對于每個球形滾子而言構(gòu)成將該球形滾子完全包圍的、單獨的保持架兜孔，在所述保持架兜孔中，球形滾子通過在球形滾子側(cè)面與保持架兜孔的與這些側(cè)面相對置的縱向接片之間的低摩擦的線性接觸而具有用于自動取向到相應(yīng)的軸承壓力角處的限定的在兩側(cè)的軸向傾翻自由空間。依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承的優(yōu)選設(shè)計方案和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行描述。其后，依據(jù)權(quán)利要求2在依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承中作如下設(shè)置，即，保持架兜孔的輪廓基本上與球形滾子的橫截面輪廓相符，然而其中，在保持架兜孔的縱向接片之間的間距相比球形滾子在球形滾子側(cè)面之間的寬度的量更大。在此，在保持架兜孔之間的橫向接片與球形滾子的直徑或者球形滾子的滾動面的半徑相符地成拱形地構(gòu)造成，并且通過倒圓的過渡區(qū)域與保持架兜孔的縱向接片相連接。此外，依據(jù)權(quán)利要求3和4，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承的特征還在于，在球形滾子的側(cè)面與保持架兜孔的縱向接片之間的線性接觸優(yōu)選地可通過成型到縱向接片的內(nèi)側(cè)上的搖擺接片來制造出，所述搖擺接片延伸超過球形滾子的側(cè)面的整個直徑，并且在橫斷面中構(gòu)造為呈楔形。在此，這些呈楔形的搖擺接片的高度各自大約與球形滾子的側(cè)面至保持架兜孔的相對置的縱向接片的間距相符，然而其中，為了避免在球形滾子與軸承保持架之間的持續(xù)接觸，在搖擺接片與球形滾子的側(cè)面之間保留小的氣隙。此外，對于最大可能的引導(dǎo)長度而言，搖擺接片的峰線以有利的方式布置在球形滾子的分度圓上以及倒圓地構(gòu)造，以便于預(yù)防過早的磨損。根據(jù)權(quán)利要求5，如下是依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承的另一特征，S卩，用于在保持架兜孔內(nèi)在球形滾子的縱向中軸線兩側(cè)將球形滾子自動取向到相應(yīng)的軸承壓力角上的軸向傾翻自由空間與直至35°的角度范圍相符。由此，通過保持架兜孔的縱向接片的與球形滾子的側(cè)面相間隔的布置方式，球形滾子可在通過搖擺接片在保持架兜孔的縱向接片處的表面來限制的總計大約為70°的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中在不接觸到軸承保持架的情形中實施軸向的傾翻運動。最后，作為依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承的有利的設(shè)計方案，通過權(quán)利要求6 還作如下建議，即，在兜孔保持架半架的分界面處相對置地布置的互補的連接元件在保持架半架處優(yōu)選地構(gòu)造為銷子，這些銷子可被壓入到在另一個保持架半架處的相應(yīng)的孔中， 且可通過超聲波焊接與這些孔相連接。然而為此備選地，如下同樣是可行的，即，兩個保持架半架通過在保持架分界面處的合適的止動元件或通過粘合來相互連接，或者將所提及的連接方式相互組合。由此，依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承相對由現(xiàn)有技術(shù)公知的滾動軸承具有如下優(yōu)點，即，所述徑向滾動軸承具有可由兩個鏡像對稱的部分組裝的、不可拆解的合成材料軸承保持架，通過該合成材料軸承保持架以簡單的方式可實現(xiàn)的是，將球形滾子布置在將該球形滾子完全包圍的保持架兜孔中，并且以如下方式在軸向上引導(dǎo)，即，使得在低軸承轉(zhuǎn)速或在高軸承加速度的情形中，球形滾子在球形棍子保持架兜孔中出現(xiàn)的樞轉(zhuǎn)運動得到有效避免。同時，可通過在球形滾子與軸承保持架之間的低摩擦的線性接觸以及通過在保持架兜孔內(nèi)的限定的軸向傾翻自由空間來實現(xiàn)如下，即，球形滾子在不接觸到軸承保持架的情形中自動地取向到球形滾子軸承的相應(yīng)的壓力角上。


下面，參照附入的圖對依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的徑向滾動軸承的優(yōu)選的實施方式作進(jìn)一步闡釋。在此圖1以分解圖示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的球形滾子軸承的總圖；圖2示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的球形滾子軸承的已裝配的且裝填以球形滾子的合成材料軸承保持架的空間的單個圖示；圖3示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的球形滾子軸承的合成材料軸承保持架的保持架半架的頂視圖；圖4示出依據(jù)本發(fā)明構(gòu)造成的根據(jù)圖3的球形滾子軸承的合成材料軸承保持架的保持架半架的側(cè)視圖；圖5示出依據(jù)圖4的合成材料軸承保持架的保持架半架的側(cè)視圖中的個別部分X 的放大圖示。
具體實施例方式由圖1清楚地獲知構(gòu)造成單列的球形滾子軸承1的徑向滾動軸承，該徑向滾動軸承基本上由帶有內(nèi)部的凹槽滾道3的靠外的軸承環(huán)2和帶有外部的凹槽滾道5的靠內(nèi)的軸承環(huán)4以及由多個在這些軸承環(huán)2、4之間在凹槽滾道3、5中翻滾的球形滾子6構(gòu)成，這些球形滾子6各具有兩個由球基本形狀對稱地碾平的、彼此平行地布置的側(cè)面7、8。同樣在圖 1中可見的是，球形滾子6通過合成材料軸承保持架9在周向上彼此保持以均勻的間距，該合成材料軸承保持架9依據(jù)本發(fā)明由兩個在軸向上分開的且構(gòu)造為基本上鏡像對稱的兜孔保持架半架10、11構(gòu)成，所述兜孔保持架半架通過在其分界面12、13處相對置布置的、互補的連接元件14、15而可形狀鎖合地、力鎖合地或材料鎖合地組裝。
此外，通過圖2可知，兩個兜孔保持架半架10、11在裝配狀態(tài)中對于每個球形滾子 6而言構(gòu)成將該球形滾子完全包圍的、單獨的保持架兜孔16，在該保持架兜孔中，球形滾子 6通過在其側(cè)面7、8與保持架兜孔16的相對置于這些側(cè)面7、8的縱向接片17、18之間的低摩擦線性接觸而具有用于自動取向到軸承壓力角上的、限定的在兩側(cè)的軸向傾翻自由空間19、20。在此清晰可見的是，保持架兜孔16的輪廓基本上與球形滾子6的橫截面輪廓相符，然而其中，在保持架兜孔16的縱向接片17、18之間的間距相比球形滾子6在其側(cè)面7、 8之間的寬度的量更大，并且與球形滾子6的直徑相符地成拱形地構(gòu)造成的橫向接片21在保持架兜孔16之間通過在圖4和5中進(jìn)一步表示出的倒圓的過渡區(qū)域22、23來與保持架兜孔16的縱向接片17、18相連接。此外，圖3、4和5示出，在球形滾子6的側(cè)面7、8與保持架兜孔16的縱向接片17、 18之間的線性接觸可優(yōu)選地通過成型到縱向接片17、18的內(nèi)側(cè)上的搖擺接片M、25來制造出，所述搖擺接板延伸超過球形滾子6的側(cè)面7、8的整個直徑，并且在橫斷面中構(gòu)造為呈楔形。在此通過圖5可知的是，搖擺接片M、25在保持架兜孔16的縱向接片17、18的內(nèi)側(cè)上的楔形高度各自大約與球形滾子6的側(cè)面7、8至保持架兜孔16的相對置的縱向接片17、18 的間距相符，而在圖3中所簡示的是，搖擺接片M、25的峰線沈、27布置在球形滾子6的分度圓沘上。最后，由圖1和5還得出如下，即，用于在保持架兜孔16內(nèi)在球形滾子6的縱向中軸線兩側(cè)將球形滾子6自動取向到相應(yīng)的軸承壓力角上的軸向傾翻自由空間19、20與大約為35°的角度范圍相符，從而使得球形滾子在通過搖擺接片M、25在保持架兜孔16的縱向接片17、18處的表面來限制的總計大約為70°的樞轉(zhuǎn)區(qū)域中，在不接觸到合成材料軸承保持架8的情形中，可實施軸向的傾翻運動。在此，在兜孔保持架半架10、11的分界面12、13 上相對置地布置的互補的用于兩個保持架半架10、11的連接元件14、15在一個保持架半架 11處構(gòu)造為銷子四，這些銷子可被壓入到在另一個保持架半架10處的相應(yīng)的孔30中，并且可通過超聲波焊接與這些孔相連接。附圖標(biāo)記
1球形滾子軸承
2靠外的軸承環(huán)
3在2中的凹槽滾道
4靠內(nèi)的軸承環(huán)
5在4中的凹槽滾道
6球形滾子
7在6處的側(cè)面
6
8在6處的側(cè)面9合成材料軸承保持架109的兜孔保持架半架119的兜孔保持架半架12在10處的分界面13在11處的分界面14在12處的連接元件15在13處的連接元件16在9中的保持架兜孔1716的縱向接片1816的縱向接片19在16中的軸向傾翻自由空間20在16中的軸向傾翻自由空間2116的橫向接片22至17的過渡區(qū)域23至18的過渡區(qū)域24在17處的搖擺接片25在18處的搖擺接片2624 的峰線2725 的峰線286的分度圓29在12處的銷子30在13中的孔
權(quán)利要求
1.徑向滾動軸承，尤其是單列的球形滾子軸承(1)，所述徑向滾動軸承基本上由帶有內(nèi)部的凹槽滾道(3)的靠外的軸承環(huán)( 和帶有外部的凹槽滾道(5)的靠內(nèi)的軸承環(huán)(4) 以及由多個在這些軸承環(huán)(2、4)之間在所述凹槽滾道(3、5)中翻滾的球形滾子(6)構(gòu)成， 所述球形滾子(6)各具有兩個由球基本形狀對稱地碾平的、彼此平行地布置的側(cè)面(7、8) 并且通過合成材料軸承保持架(9)在周向上彼此保持均勻的間距，其特征在于，所述合成材料軸承保持架(9)由兩個在軸向上分開的且基本上鏡像對稱的兜孔保持架半架(10、11) 構(gòu)成，所述兜孔保持架半架能夠通過在所述兜孔保持架半架的分界面(12、1 處相對置地布置的互補的連接元件(14、1幻而形狀鎖合地、力鎖合地或材料鎖合地組裝，并且在裝配的狀態(tài)中對于每個球形滾子(6)構(gòu)成將該球形滾子完全包圍的、單獨的保持架兜孔(16)， 在所述保持架兜孔中，通過在所述球形滾子的側(cè)面(7、8)與所述保持架兜孔(16)的與這些側(cè)面(7、8)相對置的縱向接片(17、18)之間的低摩擦的線性接觸，所述球形滾子(6)具有限定的在兩側(cè)的軸向傾翻自由空間(19、20)以用于自動取向到軸承壓力角上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向滾動軸承，其特征在于，所述保持架兜孔(16)的輪廓基本上與所述球形滾子(6)的橫截面輪廓相符，然而其中，在所述保持架兜孔(16)的所述縱向接片(17、18)之間的間距比所述球形滾子(6)在所述球形滾子的側(cè)面(7、8)之間的寬度更大，并且與所述球形滾子(6)的直徑相符地成拱形地構(gòu)造成的橫向接片在所述保持架兜孔(16)之間通過倒圓的過渡區(qū)域(22、2；3)與所述保持架兜孔(16)的所述縱向接片 (17、18)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的徑向滾動軸承，其特征在于，在所述球形滾子(6)的所述側(cè)面(7、8)與所述保持架兜孔(16)的所述縱向接片(17、18)之間的線性接觸優(yōu)選地能夠通過在所述縱向接片(17、18)的內(nèi)側(cè)上成型的、在所述球形滾子(6)的所述側(cè)面(7、8)的整個直徑上延伸的、并且在橫斷面中呈楔形的搖擺接片(對、25)來制造出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的徑向滾動軸承，其特征在于，所述搖擺接片(對、2幻在所述保持架兜孔(16)的所述縱向接片(17、18)的內(nèi)側(cè)上的楔形高度各自大約與所述球形滾子(6) 的所述側(cè)面(7、8)至所述保持架兜孔(16)的相對置的所述縱向接片(17、18)的間距相符， 并且所述搖擺接片04、25)的峰線(沈、27)布置在所述球形滾子(6)的分度圓08)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的徑向滾動軸承，其特征在于，用于在所述保持架兜孔(16)內(nèi)部在所述球形滾子(6)的縱向中軸線兩側(cè)將所述球形滾子(6)自動取向到相應(yīng)的所述軸承壓力角上的所述軸向傾翻自由空間(19、20)與通過所述搖擺接片(M、25)在所述縱向接片 (17,18)處的表面限制的直至35°的角度范圍相符。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向滾動軸承，其特征在于，在所述兜孔保持架半架(10、11) 的所述分界面(12、1 上相對置地布置的互補的所述連接元件(14、1 在保持架半架(10 或11)處優(yōu)選地構(gòu)造為銷子( )，所述銷子能夠被壓入到在另一個保持架半架(11或10) 處的相應(yīng)的孔(30)中并且能夠通過超聲波焊接與這些孔相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種徑向滾動軸承，尤其是單列的球形滾子軸承(1)，其基本上由帶有內(nèi)部的凹槽滾道(3)的靠外的軸承環(huán)(2)和帶有外部的凹槽滾道(5)的靠內(nèi)的軸承環(huán)(4)以及由多個在這些軸承環(huán)(2、4)之間在凹槽滾道(3、5)內(nèi)翻滾的球形滾子(6)構(gòu)成，球形滾子(6)各具有兩個由球基本形狀對稱地碾平的、彼此平行地布置的側(cè)面(7、8)，并且通過合成材料軸承保持架(9)在周向上彼此保持均勻的間距。依據(jù)本發(fā)明，合成材料軸承保持架(9)由兩個在軸向上分開的且基本上鏡像對稱的兜孔保持架半架(10、11)構(gòu)成，所述兜孔保持架半架可通過在兜孔保持架半架的分界面(12、13)處相對置地布置的、互補的連接元件(14、15)而形狀鎖合地、力鎖合地或材料鎖合地組裝，并且在裝配的狀態(tài)中對于每個球形滾子(6)而言構(gòu)成將該球形滾子完全包圍的、單獨的保持架兜孔(16)，在保持架兜孔中，球形滾子(6)通過在球形滾子的側(cè)面(7、8)與保持架兜孔(16)的與這些側(cè)面(7、8)相對置的縱向接片(17、18)之間的低摩擦的線性接觸而具有用于自動取向到軸承壓力角上的限定的在兩側(cè)的軸向傾翻自由空間(19、20)。
文檔編號F16C33/46GK102239340SQ200980148877
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月6日
發(fā)明者烏利·格羅斯科普夫, 烏韋·文德利希, 安德烈亞斯·波爾, 赫貝特·羅斯特, 迪特爾·堯爾尼希 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司