CN101115933A - 具有过滤保持架的圆锥滚柱轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆锥滚柱轴承，具有：设置在内圈(1)和外圈(2)之间的圆锥滚动体(4)；以及保持架，其具有环形截面的环形体(5)和用于环形体(5)并延伸至每个横向侧的环形挡油环(10)，每个挡油环(10)包括内部径向凸起(11)和外部径向凸起(12)，每个凸起(11，12)的自由端被布置成与相应的圈相对并与相应的圈(1，2)分隔，从而该轴承在凸起(11，12)和圈(1，2)之间具有轴向和径向间隙(13)，所述间隙使得轴承润滑液可以通过，并且形成固体颗粒通过的屏障。本发明还涉及一种装配在该滚柱轴承中的保持架。

Description

具有过滤保持架的圆锥滚柱轴承
技术领域
本发明涉及滚柱轴承以及用于安装在该滚柱轴承中的保持架。
更具体地，本发明涉及圆锥滚柱轴承(即，具有包括斜滚道的一个内圈和一个外圈的轴承，斜滚道之间设置有圆锥滚动体)。
背景技术
更具体地，由于能够承受较大的轴向力和径向力，该轴承适用于车轮相对于所述车辆构架的转动。
该类轴承的一个问题在于润滑以及防止外界污染固体颗粒，诸如灰尘。
公知的滚柱轴承是这样的，在其中，内圈和外圈之间安装有保持架，该保持架一方面具有确定滚动体彼此之间位置的作用，另一方面具有过滤的作用，即，对固体颗粒的通过起屏障作用的同时，允许轴承润滑流体通过。
根据已知实施例，保持架包括环形体，在环形体的横向边上，油环大致径向延伸。
更具体地，文献EP-A-0 644 343描述了包括保持架的圆锥滚柱轴承，该保持架装有封闭内圈和外圈之间空间的密封装置。在为密封装置中设置开口的同时形成了过滤器。
但是，在所获得的润滑的质量方面，该实施例不完全令人满意。事实上，所定位的且基本为轴向的开口使得，不可能使足量润滑液有规律且均匀地流入轴承中。那么，轴承会因为显著的径向和轴向作用而承担快速磨损的风险。
此外，这样的开口不适合如下的圆锥滚柱轴承的润滑，在所述圆锥滚柱轴承中，滚动体与滚道之间的斜接触通常使得润滑液从轴承大直径侧的横向边缘朝向轴承小直径侧的横向边缘发生位移。
此外，与内圈和外圈接触的密封装置产生摩擦力偶(frictioncouple)，这种摩擦力偶会在内外圈的相对转动方面影响轴承的性能，并且会导致密封装置磨损。
此外，上述实施例使圆锥滚柱轴承的装配更为复杂，其中，在将滚动体设置在内圈上之后再将外圈装配在内圈之上。该发明的目的是，通过提供包括如下保持架的圆锥滚柱轴承来解决该问题，所述保持架容易组合而且提高滚动体定位功能和过滤功能。
发明内容
因此，本发明提供一种滚柱轴承，所述轴承至少包括：内圈和外圈，所述内外圈包括斜滚道，斜滚道之间设置有均具有自转轴的圆锥滚动体，以便所述圈可以相对旋转；以及保持架，所述保持架包括装配在内圈和外圈之间的大致锥形的环形体，所述环形体包括均匀分布的开口，在每个开口中，滚动体大致沿其自转轴设置，所述保持架还包括大致径向地延伸至每个环形体横向边的环形油环，每个环形油环包括至少一个大致径向的内部凸起和一个大致径向的外部凸起，所述凸起在环形体的任一侧上分别朝向内圈和外图延伸，每个凸起的自由端被设置成与相应圈相对并远离该相应圈，以便轴承在凸起与圈之间具有轴向和径向有效间隙，所述间隙的尺寸让轴承润滑液能够通过，而且能够对固体颗粒的通过起到屏障作用。
因此，根据本发明的滚柱轴承示出了四个径向和轴向间隙的组合，以便让足量的润滑液可以有规律地通过。此外，由于凸起和圈之间没有接触，简化了轴承的装配，并且使得可以在用作固体颗粒通过的屏障的同时，不增加摩擦力偶。
根据具体实施例，至少一个外圈横向边缘设置在内圈的横向边缘之间，相应的环形油环的外部凸起和内部凸起使其自由端分别设置成与外圈的径向表面和内圈的轴向表面相对。
该实施例适合于圆锥滚动轴承中润滑液的移动，以便提供符合要求的轴承润滑。
根据第二方面，本发明涉及用于安装在根据第一方面的滚柱轴承中的保持架，所述保持架包括大致锥形的环形体，所述环形体包括均匀分布的开口，在每个开口中，滚动体趋向于大致沿其自转轴而设置，所述保持架还包括大致径向地延伸至每个环形体横向边缘的环形油环，每个环形油环至少包括一个大致径向的内部凸起和一个大致径向的外部凸起，所述凸起在环形体的任一侧上延伸，每个环形油环的尺寸使得每个凸起的自由端被设置成与相应的圈相对并远离该相应的圈，并且容许凸起和圈之间具有轴向和径向的有效间隙，所述间隙的尺寸使得轴承润滑液可以通过，并且所述间隙可以起到对于固体颗粒通过的屏障的作用。
附图说明
通过以下参照附图的描述，本发明的更多目标和优点将变得显而易见，附图中：
图1是根据第一实施例的包括保持架的圆锥滚柱轴承的纵向剖视图，该视图示出了设置在内圈和外圈上的斜滚道之间的圆锥滚动体彼此之间的位置，所述保持架包括位于锥形环体每个端部的环形油环，每个油环具有连续的环形凸起，轴向和径向的有效间隙形成在凸起和圈之间；
图2是图1锥形球轴承的小直径侧的立体图；
图3是图1保持架的在锥形球轴承小直径侧的横向表面视图；
图4是图3中沿线IV-IV的纵向剖视图；
图5是根据第二实施例的包括保持架的滚柱轴承的纵向剖视图，每个油环包括多个相邻凸起，每个油环的外部横向表面朝向另一个油环弯曲；
图6是图5保持架的在锥形球轴承小直径侧的立体图；
图7是图5保持架的在锥形球轴承小直径侧的横向表面的视图；
图8是图7中沿线VIII-VIII的纵向剖视图；
图9是根据第三实施例的包括保持架的滚柱轴承的纵向剖视图，位于大直径侧的油环通过辅助装置与环形体的横向边结合；
图10是图9中保持架的在锥形球轴承大直径侧的立体图；
图11是图9中保持架的在锥形球轴承小直径侧的横向表面的视图；
图12是图11中沿线XII-XII的纵向剖视图；
图l3a和图13b是图12中的细节A与B的部分视图，分别示出了将油环与环形体结合的装置，所述装置包括设置在环形体的横向边缘的调心衬垫(centering pads)和钩以及设置在环形油环上的孔；
图14是图11中沿线XIV-XIV的纵向剖视图；
图15是图14中细节C的立体图；
图16a和图16b分别是图9中油环大直径侧和保持架的视图，油环与环形体分离。
具体实施方式
参照附图，描述了具有轴D的滚柱轴承。该滚柱轴承包括同轴的第一圈1和第二圈2，并且每个圈包括与轴D交叉的滚道3。
但是，参照该实施例所进行的描述直接适用于包括第一圈1和第二圈2的轴承，每个圈上设置有两个滚道3，同时第一圈1和第二圈2由两部分制成，每部分包括滚道3。
在以下描述中，“轴向”或者“纵向”或者“侧向”和“径向”分别指的是与轴D相平行和垂直的平面。此外，“外部”和“内部”分别指的是远离和靠近轴D的纵向平面，或者是靠近或远离轴承横向边缘的横向平面。
滚道3倾斜得使滚道3之间的径向间隙和每个滚道3与轴D之间的径向间隙一起减小。于是，滚柱轴承在靠近所述圈1、2的滚道3之间的径向间隙为最大的横向边缘处具有大直径，而在靠近所述圈1、2的滚道3之间的径向间隙为最小的横向边缘处具有小直径。
相同的圆锥滚动体4安装在斜滚道3之间以便第一圈1和第二圈2相对于轴D可以相对旋转，其中每个圆锥滚动体具有自转轴R。
在第一内圈1和第二外圈2之间，通过安装在所述圈之间的保持架，圆锥滚动体4相对于彼此保持在适当位置。
保持架包括大致锥形的环形体5，该锥形环形体具有相对于轴D倾斜的内部表面和外部表面。环形体5的整体倾角基本上与滚道3的倾角相同，而且环形体的轴向尺寸基本上与滚道3的轴向尺寸相对应。此外，环形体5的厚度，即环形体内部表面和外部表面之间的径向间距，通常小于圆锥滚动体4的圆形截面的直径。此外，该厚度从轴承的小直径侧到轴承的大直径侧充分地增加。
环形体5包括均匀分布的开口6，在每个开口中，滚动体4大致沿着其自转轴R设置。在图中，滚动体4的自转轴R位于环形体5的内部表面之下。从而，在两个相邻的开口6之间，环形体5包括具有大致锥体形状的材料桥(material bridge)7，材料桥的底部形成了环形体5的外部表面。靠近于大直径侧，在材料桥7的每个侧面的部分区域上形成轴向凹槽9。从而，材料桥7在所述部分区域上提供了基本平行的表面，该表面间的横向间隙小于底部边缘8的横向间隙。
使用圆锥滚柱轴承(即，包括斜滚道3的轴承，在斜滚道之间设置有圆锥滚动体4)以使得与其中一个圈成一体的第一部分可以在承受显著的轴向和径向载荷的同时相对于与另外一个圈成一体的第二部分进行相对转动。更具体地，使用该轴承以使得车轮可以相对于所述车辆构架转动。
因此，为了获得具有符合要求的使用寿命的轴承，轴承的润滑及其防止外部污染固体颗粒(诸如灰尘)进入圈1、2之间是必要的。
除了在圈1、2之间相对于彼此地定位滚动体4的功能之外，还提供了，保持架也能实现过滤功能，即，允许轴承润滑液通过并且对固体颗粒的通过起屏障作用。
因此，保持架还包括大致径向延伸至环形体5的每个横向边缘的环形油环10。那么，保持架包括位于轴承大直径侧的较大直径的环形油环10和位于轴承小直径侧的较小直径的环形油环10。每个环形油环10至少包括一个内部凸起ll和一个外部凸起12，所述内部凸起和外部凸起大致是径向的并且在环形体5的任一侧上分别朝向内圈1和外圈2延伸。设置每个环形油环10的径向和轴向尺寸，使得每个凸起11、12的自由端被定位成与相应的圈相对并且远离该相应的圈1、2。该轴承在内部凸起1l和内圈1之间以及外部凸起12和外圈2之间也具有轴向和径向的有效间隙。
有效间隙13的尺寸使得过滤功能最佳。另外，通过组合凸起1l、12和圈1、2之间的四个轴向和径向的有效间隙，加强了过滤功能的实施。此外，在凸起11、12和圈1、2之间没有摩擦接触的情况下，有效间隙13可能防止外部污染物颗粒的通过。从而避免了，在圈1、2相对旋转过程中增加摩擦力偶进而影响轴承特性。此外，如刚才所述，由于有效间隙13使外圈2可以安装在内圈1上，所以可以容易地安装轴承，其中，内圈上装配有设置在保持架内的圆锥滚动体4。
此外，由于不要求特殊机加工，因此可容易地实现过滤功能。例如，从而避免在内圈1和外圈2上设置接触面，并且该圈可以是标准圈。还可以避免在油环10内设置孔。
图中提出，外圈2的至少一个横向边缘将设置在内圈1的横向边缘之间。更具体地，与内圈1相比外圈2具有较小的轴向尺寸，内圈1和外圈2的位于轴承小直径侧上的横向边缘基本上设置在同一平面内，但是外圈2的位于大直径侧上的横向边缘设置在内圈1的横向边缘之间。
除了减小轴承轴向的总体尺寸之外，该实施例尤其适用于提高圆锥滚柱轴承中保持架的过滤功能。
事实上，在大直径侧，可以使环形油环10的外部凸起12和内部凸起11的自由端被定位成分别与外圈2的径向表面14和内圈1的轴向表面15相对。
因此，一方面是凸起11、12相对于圈1、2表面的特殊位置，另一方面是凹槽9的出现，两者在轴承的大直径侧结合。这种结合有可能实现足量润滑液有规律地通过。此外，该结合适合于圆锥滚柱轴承的特殊润滑，其中，由于倾斜的滚道和圆锥滚动体4的存在，润滑液通常从大直径侧流向小直径侧。事实上，润滑液可以“存储”在内圈1的轴向壁15上和凹槽9中，以便润滑液在轴承内均匀分布。
根据图1至图4所示的第一实施例，环形体5和环形油环10是一体铸件。油环10具有大致向外部凸起的外部横向表面16，并且包括环形的且连续的内部凸起11和外部凸起12。
根据图5至8所述的第二实施例，油环10包括多个邻近的内部凸起11和外部凸起12。凸起11、12设置在开口6的横向边缘上，以便环形油环具有在横向边上的交替的翼片17和在开口6之间的凹口18。
为了防止与保持架接触的固体颗粒进入，每个油环10的外部横向表面16朝向另一个油环10弯曲。
作为一个变型例(未示出)，保持架可具有根据上述第一实施例或第二实施例的环形油环的组合。具体地，其中一个油环10或者两个油环10可以在油环体的一侧上设置有环形的连续的凸起，并且在油环体的另一侧上设置有交替翼片17和凹口18。此外，其中一个油环10可具有朝外凸出的外部横向表面16，另一个油环10可具有朝向具有朝外凸出的外部横向表面16的所述油环10凸出的外部横向表面16。
进一步，保持架可由通过适合装置连接起来的几个部分制成。更具体地，环形体5可包括几个部分，尤其是两部分。根据图9至图16中示出的第三实施例，具有较大直径的环形油环10可以通过适合的辅助装置与环形体5的横向边缘结合。作为可能的额外变型例，具有小直径的油环10可以通过适合的辅助装置与环形体5结合。
辅助装置可包括设置在环形体5的横向边缘上的调心衬垫19和钩20，调心衬垫19和钩20与设置在环形油环10上的孔21配合。
在图16b中，环形体5设置有5个均匀分布在材料桥7的延伸部上的钩20和5个调心衬垫19，每个调心衬垫被定位成距两个相邻钩20等距。此外，为了提高孔21中的钩的性能，油环10可以具有从外部凸起12径向延伸并且部分地封闭每个孔21的凸边22。

Claims (10)

1.一种滚柱轴承，至少包括：一个内圈(1)和一个外圈(2)，所述内圈和外圈包括斜滚道(3)，所述斜滚道之间设置有具有自转轴(R)的圆锥滚动体(4)，以便所述圈可以相对旋转；保持架，所述保持架包括装配在所述内圈(1)与所述外圈(2)之间的大致锥形的环形体(5)，所述环形体包括均匀分布的开口(6)，在每个所述开口中都有滚动体(4)大致沿其自转轴(R)设置，所述保持架还包括大致径向地延伸至每个所述环形体(5)横向边缘的环形油环(10)，所述轴承的特征在于，每个所述环形油环(10)至少包括一个大致径向的内部凸起(11)和一个大致径向的外部凸起(12)，所述内部和外部凸起在所述环形体(5)的任一侧上分别朝向所述内圈(1)和所述外圈(2)延伸，每个所述凸起(11、12)的自由端被定位成与相应的所述圈(1、2)相对并离开所述相应圈(1、2)，以便所述轴承在所述凸起(11、12)与所述圈(1、2)之间具有轴向和径向的有效间隙，所述间隙的尺寸使得轴承润滑液可以通过，而且所述间隙对固体颗粒的通过起到屏障作用。
2.根据权利要求1所述的滚柱轴承，其特征在于，所述外圈(2)的至少一个所述横向边缘设置在所述内圈(1)的所述横向边缘之间，所述环形油环(10)的相应的所述外部凸起(12)和内部凸起(11)使其自由端被定位成与所述外圈(2)的径向表面(14)和所述内圈(1)的轴向表面(15)相对。
3.根据权利要求2所述的滚柱轴承，其特征在于，所述外圈(2)与所述内圈(1)相比具有较小的轴向尺寸。
4.一种用于安装在根据权利要求1至3中任一项所述的滚柱轴承中的保持架，所述保持架包括大致锥形的环形体(5)，所述环形体包括均匀分布的开口(6)，滚动体(4)确定为大致沿其自转轴(R)而设置在每个所述开口中，所述保持架还包括大致径向地延伸至每个所述环形体(5)的横向边缘的环形油环(10)，每个环形油环(10)至少包括一个大致径向的内部凸起(11)和一个大致径向的外部凸起(12)，所述凸起在所述环形体(5)的任一侧上延伸，每个环形油环(10)的尺寸使得每个所述凸起(11、12)的所述自由端被定位成与相应的所述圈(1、2)相对并离开所述相应的圈(1、2)，并且容许所述凸起(11、1 2)和圈(1、2)之间具有轴向和径向的有效间隙(13)，所述间隙的尺寸使得轴承润滑液可以通过，并且所述间隙对固体颗粒的通过起到屏障作用。
5.根据权利要求4所述的保持架，其特征在于，所述环形体(5)包括位于所述开口(6)之间的材料桥(7)，在所述材料桥(7)每个侧面的一部分上设置轴向凹槽(9)，所述凹槽靠近具有大直径的所述油环(10)而设置。
6.根据权利要求4或5所述的保持架，其特征在于，至少一个环形油环(10)的所述外部横向表面(16)朝向另一个油环(10)弯曲。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的保持架，其特征在于，油环(10)包括至少一个连续的环形凸起(11、12)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的保持架，其特征在于，油环(10)至少包括多个相邻的凸起(11、12)，所述凸起设置在所述开口(6)的横向边缘上，从而所述环形油环(10)具有在所述横向边缘上的交替翼片(17)和在所述开口(6)之间的凹口(18)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的保持架，其特征在于，至少一个环形油环(10)通过辅助装置与所述环形体(5)的横向边缘相结合。
10.根据权利要求9所述的保持架，其特征在于，所述辅助装置包括设置在所述环形体(5)的横向边缘上的调心衬垫(19)和钩(20)，所述调心衬垫(19)和钩(20)与设置在所述环形油环(10)上的孔(21)配合。
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