CN100473857C - 用于角接触球轴承的保持架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于角接触球轴承(2)的保持架(1)，它具有一些彼此相邻的并且通过过梁(8)互相隔开的球穴(4)，其中，弹性易挠曲的固定鼻(10)从过梁(8)伸出，固定鼻具有在圆周侧面朝相反方向以及彼此相对倾斜的侧面(11)。在一个固定鼻(10)上的两个彼此背对的侧面(11)在圆周侧的距离随着离旋转轴线(3)的径向距离的减小而渐增，并且固定鼻(10)的高度随宽度的增加而减小。

Description

用于角接触球轴承的保持架

技术领域

本发明涉及一种用于角接触球轴承的保持架，它有一些彼此相邻的并且通过过梁互相隔开的球穴，其中，固定鼻从过梁伸出。

背景技术

在US 6,447,169 B2中介绍了此类保持架。典型的用于制造此类保持架的材料例如是用玻璃或碳纤维增强的聚酰胺(例如PA66/GF)。在这种情况下，保持架具有两个通过过梁互相连接的侧帮。侧帮之一在保持架一侧设在分圆的上方，而另一个侧帮设在分圆下方。

这些固定鼻通常设计在侧帮之一上，或如在按US 6,447,169 B2所论及的实例中那样设计在过梁上并且沿径向从保持架伸出边帮或伸出侧壁。固定鼻啮合在角接触球轴承其中一个轴承圈相应的环形槽内。与球体和相应的轴承圈一起预装配为一个结构组件的保持架，借助固定鼻固定在所述轴承圈上。这种固定鼻也适用于保持架在轴承中的轴向运动限制。

在将保持架安装到轴承圈上/内时，固定鼻弹性地或弹入或回弹，直至固定鼻卡锁在轴承圈相应的环形槽内。在装配时固定鼻上形成最大弯矩的区域内，固定鼻必须足够稳定，以便在推移到轴承圈上时没有永久变形或断裂。因此，按先有技术保持架固定鼻的材料横截面，从固定鼻的自由端出发观察，随着朝过梁方向距离的减小而增加。因此，在小尺寸的同时有较大横截面的固定鼻对于固定鼻的稳定性是有利的。在论及的先有技术中介绍的固定鼻因而设计得比较小和紧凑。

然而，当保持架安装到轴承圈上/内时大的横截面却是不利的，因为在固定鼻回弹时为了克服阻力推移到例如内圈上便需要大的装配力。此外，基于大的装配力因此固定鼻设计成没有足够的弹性，以及尽管有这种紧凑的结构形式但仍容易损坏。

在角接触球轴承中固定鼻的尺寸受到限制，因为在角接触球轴承的轴承圈之间只有小的结构空间可供使用。

用于制造保持架的模具设计得比较复杂。应力求将固定鼻的几何形状设计得尽可能简单。因此按先有技术的保持架，基于制造技术例如要求每个固定鼻面朝周向的侧面彼此平行定向。

在保持架自动装配时，经常借助抓具夹取并运动保持架。固定鼻在这时往往成为辅助工具，用抓具在固定鼻上抓住保持架。此时，为了使尺寸比较小因而固定鼻也有小的夹紧面这对于抓具来说又是不利的。

上述对于保持架及其固定鼻在稳定性方面的要求，与它们在制造时低的原料使用量的要求是矛盾的。若保持架总体上有小的材料截面并因而设计为薄壁，可以节省用于制造保持架的原料。此外，横截面和尤其例如从过梁到边帮的过渡区，出自于制造技术方面的原因应当是均匀的。

所述的薄壁性由于要求保持架有高的工作强度而受到限制。若边帮或侧壁的横截面过小，则担忧固定鼻的变形会传给边帮/侧壁并使它们断裂或塑性变形。此外，薄壁塑料件在从模具脱模后极不稳定，以及往往在之后的进一步冷却时和库存期间失去其规定的形状或几何尺寸。

上述自相矛盾的要求使得带固定鼻的保持架的最优化设计更加困难。

发明内容

因此本发明的目的是创造一种保持架，它最佳地满足上述对可制造性、对廉价地生产以及对功能的部分自相矛盾的要求。

为此本发明提出一种用于角接触球轴承的保持架，它具有一些彼此相邻的并且通过过梁互相隔开的球穴，其中，弹性易挠曲的固定鼻从过梁伸出，所述固定鼻设有在圆周侧面朝相反方向的和彼此相对倾斜的侧面，在一个固定鼻上的两个彼此背对的侧面在圆周侧的距离随着离旋转轴线的径向距离的减小而渐增，并且固定鼻的高度随宽度的增加而减小。

球穴沿保持架的一个或两个轴向分别以一个侧壁和以一个公共的边帮为界或两侧通过一个边帮为界。侧壁和/或边帮优选地有近似均匀的壁厚。每个侧壁或每个边帮将两个彼此对置的过梁在圆周侧互相连接在一起。

例如用于将保持架轴向固定在角接触球轴承内/外圈的一个环形槽内的固定鼻，朝外圈的方向或朝内圈的方向从过梁伸出。固定鼻在圆周侧总是与其他固定鼻相邻。

固定鼻相互面对面相邻的侧面彼此倾斜为，使得在一个固定鼻上的侧面与相邻固定鼻互相面对的侧面彼此倾斜。

在这里，每个固定鼻在圆周侧通过周向空隙与另一个固定鼻分开。彼此相邻的固定鼻面朝周向空隙的侧面，随着从过梁出发看的距离的增大以及随着离旋转轴线距离的逐渐减小而互相靠近。由此，在空隙处互相对置的侧面之间的周向空隙的内部净宽度，从过梁出发看朝固定鼻自由端的方向减小。因此固定鼻朝其自由端的方向展宽。与此同时，优选地固定鼻的高度随宽度的增加而减小。由此，固定鼻尤其在与轴承圈卡锁时产生最大弯矩的区域内是稳定的，而且设计为朝自由端方向有渐增的弹性。

所述的固定鼻是有弹性的，因为它们与按先有技术的紧凑式结构形式相比有较小的材料截面和比较长。固定鼻最小的长度(朝固定鼻自由端的顶最近的那个到过梁的过渡区的方向离固定鼻自由端顶的最小距离)与最大高度之比不小于2:1，而且宁可更大。弹性易挠曲的固定鼻由于装配力小，所以更容易将保持架装到轴承圈上。

本发明的一项设计规定，在圆周侧面对面的侧面通过面朝周向空隙的直棱边或通过平的表面描述。在这里，这些侧面相对于一个假想的与旋转轴线垂直相交的直线，和/或相对于一个从旋转轴线出发与角接触球轴承的旋转轴线同向的平面倾斜一个角度。所述直线处于此平面内。彼此相邻的固定鼻的侧面和在各自固定鼻上的两个侧面，优选地相对于所述平面/直线倾斜一个20°的锐角。因此各固定鼻的在周向空隙处互相面对的侧面在它们之间的夹角优选地为40°。

按本发明的一项设计，固定鼻任意一个横截面的面积与其他一个个沿各自固定鼻的整个长度彼此相隔间距的横截面的面积相比，随着各横截面离旋转轴线距离的增大而减小。不过这些面积从一个横截面到另一个横截面可以通过不同的宽度和高度规定。当然力图将固定鼻从横截面到横截面的高度直至固定鼻到过梁的过渡区尽可能保持恒定或只有很小的改变。按本发明的一项设计，固定鼻最小宽度与最大高度之比不小于2.5:1。

固定鼻优选地起先在过梁与旋转轴线之间从过梁伸出，接着倾斜地朝向旋转轴线的方向。因此固定鼻以过梁为基础，向内朝着角接触球轴承的旋转轴线伸出。在这里，过梁的横截面在此过渡区比较大，所以过梁是刚性的。过梁在圆周侧或切向的尺寸至少正好与固定鼻沿此圆周侧或切向方向的宽度一样大。因此，固定鼻的材料只在过梁处过渡到保持架内。在侧壁与固定鼻之间只通过过梁形成连接。过渡区比较刚性的过梁防止了，在保持架安装到轴承圈上时，锁鼻的变形不传递或几乎不传递到球穴的邻接侧壁上。避免了球穴由于永久变形损坏或由于固定鼻回弹或弹入而断裂。侧壁、边帮等从材料经济学的观点出发可以设计为薄壁的。

朝其端部方向切向或在圆周侧地展宽的固定鼻，当保持架在轴承圈上机械化装配时为抓具提供足够大的夹紧面。

通过固定鼻及其到侧壁的过渡区的设计，可以使保持架在其制造时的材料消耗量方面得到优化。保持架按选择有一个或两个侧帮。优选的保持架是，其侧壁从过梁出发至少沿所述的轴向拱出以及没有边帮。在这种情况下侧壁沿所述轴向从过梁伸出。曲拱沿轴向伸出的返回点，在轴向从保持架沿所述轴向伸出最远。

保持架在穴拱出的侧壁之间至少一个端侧上分别设一个圆周侧或切向定向的在各个穴之间的筋。与具有两个侧帮的保持架相比，制造这种保持架使用的材料较少，以及功能所需的强度通过组合筋、固定鼻和侧壁保证。

边帮优选对置于保持架设计有侧壁的那一侧地限定穴的边界。因为通常在此类角接触球轴承的保持架中，侧帮之一沿径向在球体分圆的下方延伸，以及侧帮之一沿径向在球体分圆的上方延伸，所以对于上述保持架其结果是，使侧帮离保持架旋转轴线的最小径向距离大于侧壁离旋转轴线的最大径向距离。

本发明的其他设计在部分详细描绘的附图中说明。

附图说明

下面借助一个实施例详细说明本发明。其中：

图1 按本发明的保持架一个实施例的总图；

图2 图1所示保持架沿箭头方向的前视图；

图3 沿图2中线III-III通过保持架的纵剖面；

图4 沿图2中线IV-IV的纵剖面，表示按图1的保持架的局部视图；以及

图5 图3局部Z的放大详图，其中保持架已装入到一个角接触球轴承中。

具体实施方式

图1与2表示一个用于角接触球轴承的保持架1。图5剖切表示了角接触球轴承的细节。此保持架1在圆周侧围绕其旋转轴线3具有互相以均匀的间距相邻的球穴4。在每一个球穴4内导引一个球体5。在图5中表示了沿径向设在一个内圈6与一个外圈7之间带球体5的保持架1。球穴4通过横向于周向延伸的过梁8为界。尤其由图1、3和图5可以看出，过梁8从侧帮9出发起先朝旋转轴线3的方向倾斜，然后沿轴向延伸。

固定鼻10从过梁8伸出。这些固定鼻10设计为弹性易挠曲以及设有在圆周侧沿相反的方向面对以及彼此倾斜的侧面11。相对于旋转轴线3倾斜延伸的固定鼻10，从过梁8出发观察，朝其自由端12的方向切向或在圆周侧展宽。在宽度B-B₄渐增(图4和5)的同时，径向高度H-H₄渐减。在这里，彼此相邻的固定鼻10的彼此对置的侧面11在圆周侧的距离U(图2)朝其自由端12的方向减小。其结果是，每个固定鼻10彼此背对的侧面11在圆周侧的距离，随着离旋转轴线3距离的减小而增大。A与B(A＝最短体棱13的长度，在这里固定鼻10过渡到过梁8的表面段17；B＝自由端最大的切向宽度)之比是1:2.5至1:3。

每个侧面11通过一个长的和一个短的分别直线延伸的体棱13描述。在所述情况下，体棱13限定表面13a的边界。体棱13继而表面13a相对于一个假想的、从旋转轴线3出发并与此同时与旋转轴线3同向的平面E并且相对于处于此平面E内假想的并与此同时与旋转轴线3相交的直线G倾斜一个锐角α。

过梁8具有面朝旋转轴线3的表面段17。从每一个表面段17分别伸出其中一个固定鼻10。固定鼻10沿轴向伸出的最远距离最多与侧壁14从过梁8出发沿轴向伸出的最远距离一样。固定鼻10沿径向啮合在内圈6的一个环形槽15内。保持架1借助固定鼻10沿轴向有间隙地固定在此内圈上。

球穴4分别以一个壁厚近似均匀的侧壁14为界。侧壁14从过梁8出发至少沿所述的轴向拱出。每个筋16在一个固定鼻10上方沿轴向从每一个过梁8伸出并且将两个在圆周侧彼此相继的球穴4的侧壁14连接在一起。在这里，每个筋16沿所述轴向从过梁8出发最多伸出与侧壁14沿所述轴向从过梁8出发其曲拱的返回点沿所述轴向伸出的最远距离一样，而不会更多。

侧帮9相对于侧壁沿与所述的轴向相反的方向限定球穴4的边界。侧帮9离保持架1的旋转轴线3的最小径向距离r₁大于侧壁14朝旋转轴线3方向的最大径向距离R₁。

附图标记一览表

1            保持架                       11      侧面

2            角接触球轴承                 12      端部

3            旋转轴线                     13      体棱

4            球穴                         13a     表面

5            球体                         14      侧壁

6            内圈                         15      环形槽

7            外圈                         16      筋

8            过梁                         17      表面段

9            侧帮                         18      返向点

10           固定鼻

Claims (9)

1.一种用于角接触球轴承(2)的保持架(1)，它具有一些彼此相邻的并且通过过梁(8)互相隔开的球穴(4)，其中，弹性易挠曲的固定鼻(10)从过梁(8)伸出，所述固定鼻(10)设有在圆周侧面朝相反方向的和彼此相对倾斜的侧面(11)，在一个固定鼻(10)上的两个彼此背对的侧面(11)在圆周侧的距离随着离旋转轴线(3)的径向距离的减小而渐增，并且固定鼻(10)的高度随宽度的增加而减小。

2.按照权利要求1所述的保持架，其特征为，每个侧面(11)通过至少一个直的体棱(13)描述，其中，体棱(13)相对于一个假想的平面倾斜一个角度，此平面从保持架(1)的旋转轴线(3)出发并与此同时沿保持架(1)的轴向与旋转轴线(3)同向。

3.按照权利要求2所述的保持架，其特征为，每个侧面(11)相对于一个假想的与旋转轴线(3)相交的直线倾斜。

4.按照权利要求2所述的保持架，其特征为，侧面(11)是平的表面(13a)，其中，表面(13a)以一个锐角彼此倾斜。

5.按照权利要求1所述的保持架，其特征为，固定鼻(10)从过梁(8)上的表面段(17)伸出，其中，表面段(17)面朝旋转轴线(3)。

6.按照权利要求1所述的保持架，其特征为，每个球穴(4)具有至少一个壁厚近似均匀的侧壁(14)，其中，侧壁(14)从过梁(8)出发至少朝所述旋转轴的轴向拱出。

7.按照权利要求6所述的保持架，其特征为，固定鼻(10)沿所述轴向伸出的最远距离最多与侧壁(14)从过梁(8)出发沿所述轴向伸出的最远距离相同。

8.按照权利要求1所述的保持架，其特征为，保持架(1)具有一个圆周侧环形的侧帮(9)，其中，侧帮(9)轴向相对于侧壁(14)限定球穴(4)的边界。

9.按照权利要求8所述的保持架，其特征为，侧帮(9)离保持架(1)的旋转轴线(3)的最小径向距离大于侧壁(14)离旋转轴线(3)的最大径向距离。

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