CN101147009A - 径向滚动轴承、特别是单列深沟球轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种构成为单列深沟球轴承的径向滚动轴承(1)，其中滚动体构成为球形垫片(9)，该球形垫片具有两个从一个滚珠基本形状对称地削平的且彼此平行设置的侧面(10、11)。根据本发明，径向滚动轴承(1)不仅具有加大的球形垫片(9)与其滚动体滚道(7、8)的接触面，而且具有提高的滚动体数量，这通过如下方式实现，一方面球形垫片(9)在其各侧面(10、11)之间的宽度(bK)构成为大于外轴承圈(2)的内侧(5)与内轴承圈(3)的外侧(6)之间的间距(aL)，然而等于或小于沟形的滚动体滚道(7、8)的宽度(bWA、bWI)，并且另外一方面在球形垫片(9)横向插入滚动体滚道(7、8)内且以其侧面(10、11)彼此贴靠的情况下，按照偏心组装方法实现球形垫片(9)向径向滚动轴承(1)内的安装。

Description

径向滚动轴承、特别是单列深沟球轴承
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分特征的径向滚动轴承，它可特别有利地在一单列深沟球轴承上实现，其例如作为固定轴承应用在汽车变速器中。
背景技术
对于滚动轴承技术领域的技术人员通常已知，单列深沟球轴承是刚性的不可拆卸的径向滚动轴承，其特征特别是在于，其径向的和轴向的承载能力是同样大小的，并且单列深沟球轴承由于其较小的摩擦具有所有轴承类型的最高转速界限。这种深沟球轴承长久以来就已知并且基本上包括一个外轴承圈和一个内轴承圈以及一定数量的在所述轴承圈之间设置的作为滚动体的滚珠。在此在外轴承圈的内侧上并且在内轴承圈的外侧上分别加工沟形的滚珠滚道，各滚珠通过一个轴承保持架以彼此相同的间距在所述滚道内引导。给径向滚动轴承填充滚珠在此通过由DE 168 499已知的偏心组装方法实现，其中两个轴承圈彼此偏心地设置并且由此产生的、位于所述轴承圈之间的自由空间被滚珠填满。滚珠的大小和数量与轴承大小相对应分别如此设计，使得内轴承圈在第一个滚珠和最后一个滚珠之间可以利用两个轴承圈的弹性被置于与外轴承圈同心的位置上，从而滚珠最后可以以相同的间距分布在两个滚珠滚道的分度圆上并且轴承保持架可以被安装。
在实践中然而已经证明，这种类型的深沟球轴承由于滚珠的较小的最大可安装数量就轴承的承载能力而言然而是有限的，所述最大可安装数量取决于内轴承圈和外轴承圈的尺寸以及滚珠直径。在过去因此建议了许多方案，借助于所述方案通过提高滚珠的数量以提高深沟球轴承的承载能力。
例如业已通过DE 151 483建议，在深沟球轴承的一侧上在内轴承圈和外轴承圈的对置的边缘(Bord)上设置与滚珠形状相对应的凹处作为填充孔，穿过所述填充孔各滚珠可以彼此无间隙地填充和分布到轴承内。填充孔然而在所有通常情况下保持不封闭并且因此具有这样的缺点，即滚珠在轴承工作中总是必须经过所述填充孔。特别是在这样的深沟球轴承的情况下，其中填充孔楔形地通入滚珠的滚道内，然而具有这样的后果，即可能导致滚动体“保持悬挂”或卡紧在所述填充孔上，特别是当轴向力将滚珠压向设有填充孔的轴承边缘时。
通过DE 24 07 477 A1公开这样的方案，其中在给滚动轴承填充滚动体之后这样重新封闭轴承圈的边缘中的填充孔，即，通过粘结或焊接将之前经由铣制的额定断裂缺口从轴承圈的边缘拆出的封闭件重新安装到边缘内，这种方案在实践中也证明是不利的，因为通过将封闭件粘结或焊接在边缘导向面上构成了不利的毛刺或粘结剂残余，由此如同上述，可能导致滚动体这样的“卡止”。此外连接件的连接位置相对于剩余的边缘在刚度方面总是表现为虚弱位置，从而这种滚动轴承至少在一个方向上仅可有限地轴向受载。
此外通过DE 43 34 195 A1已知另外的用于提高径向滚动轴承上的滚动体数量的可能性。在这种自身构成为单列深沟球轴承的径向滚动轴承中滚动体然而不通过滚珠，而是或者部分地或者完全地通过如此的球形垫片(Kugelscheibe)构成，该球形垫片构成有两个从一个滚珠基本形状对称地削平的以及彼此平行设置的侧面。这种球形垫片在其各侧面之间的宽度在此构成为小于外轴承圈的内侧与内轴承圈的外侧之间的间距，从而在填充轴承时球形垫片可以在轴向上朝轴承穿过内圈和外圈之间的间距插入轴承内。当球形垫片的中心点而后位于滚动体滚道轴线的高度上时，球形垫片被转动90°，从而其可以以其滚珠表面在滚动体滚道内滚动。
尽管这样的可能性，即，将特殊构成的球形垫片在轴向上插入轴承内并且因此可以近乎完全地给径向滚动轴承填充高数量的滚动体，然而考虑到所追求的提高轴承承载能力，这样的径向滚动轴承充其量仅仅是一种妥协方案。这基于这样的事实，即球形垫片由于其可轴向插入轴承内，仅能够相应地狭窄地构成或构成有位于其各侧面之间的相应较小的宽度，以便可以毫无问题地穿过内圈和外圈之间的间距插入轴承内。同样在轴承圈内的滚动体滚道仅能够相对扁平地且狭窄地构成，以便可以将滚动体转入其工作位置，而不会在这个工作位置在整个轴承中产生一个过高的径向间隙。相对狭窄的球形垫片和扁平的滚动体滚道然而导致相对较小的球形垫片与其滚动体滚道的接触面，从而一个这样的径向轴承的不仅轴向的而且径向的承载能力重新被减小并且提高的滚动体数量的原有优点近乎被抵消。
发明内容
从已知的现有技术的方案的所述缺点出发，因此本发明的目的在于构造一种径向滚动轴承、特别是单列深沟球轴承，其构成有作为滚动体的球形垫片并且相对于传统的具有滚珠的深沟球轴承或已知的具有球形垫片的径向滚动轴承具有显著提高的承载能力。
根据本发明，上述目的在根据权利要求1的前序部分的径向滚动轴承中如此实现，即径向滚动轴承不仅具有加大的球形垫片与其滚动体滚道的接触面，而且具有提高的滚动体数量，这如此实现，一方面球形垫片在其各侧面之间的宽度构成为大于外轴承圈的内侧和内轴承圈的外侧之间的间距，然而等于或小于沟形的滚动体滚道的宽度，并且另外一方面按照偏心组装方法实现球形垫片向径向滚动轴承内的安装，其中两个轴承圈彼此偏心地设置并且在各轴承圈之间的自由空间内球形垫片以其各侧面彼此贴靠地被横向插入滚动体滚道内。在给轴承填充球形垫片之后，而后内轴承圈利用两个轴承圈的弹性被置入与外轴承圈同心的位置上，从而球形垫片可以以彼此相同的间距分布在两个滚动体滚道的分度圆(Teilkreis)上并且可以被转动90°，以及最后可以将轴承保持架安装到轴承内。
根据本发明构成的径向滚动轴承的优选构造和进一步构造在各从属权利要求中描述。
对此，根据权利要求2在根据本发明构成的径向滚动轴承中规定，球形垫片在其各侧面之间的宽度至少是球形垫片的滚珠基本形状的直径的70％，并且外轴承圈的内侧和内轴承圈的外侧之间的间距仅大约为球形垫片的滚珠基本形状的直径的64％。球形垫片的为其滚珠基本形状的70％的宽度在实践中在轴承的径向及轴向的承载能力方面业已证明是有利的并且与这样的接触面大致相符，传统的深沟球轴承的滚珠与其在轴承圈内的滚道也具有该接触面。因为然而不仅接触面的大小而且滚动体的数量对轴承的承载能力产生影响，所以将球形垫片的宽度构成为其滚珠基本形状的70％在这方面是最佳的，因为原则上适用，球形垫片越宽地构成，其与滚动体滚道的接触面虽然也越大，但是按照偏心组装方法可安装到轴承内的球形垫片的数量也就越小。通过将外轴承圈的内侧和内轴承圈的外侧之间的间距构成为仅仅大约为球形垫片的滚珠基本形状的64％，此外实现了，球形垫片的在轴承圈内的滚动体滚道相应具有高的凸肩。
此外，根据本发明构成的径向滚动轴承根据权利要求3和4还具有下列特征，即在外轴承圈上的滚动体滚道的深度大约为球形垫片的滚珠基本形状的直径的17％，并且在内轴承圈上的滚动体滚道的深度大约为球形垫片的滚珠基本形状的直径的19％，而在外轴承圈上的滚动体滚道的宽度大约为球形垫片的滚珠基本形状的直径的75％，并且在内轴承圈上的滚动体滚道的宽度大约为球形垫片的滚珠基本形状的直径的78％。具有这种尺寸的滚动体滚道的构造在此同时对应于在传统的深沟球轴承中证明过的经验值，并且确保球形垫片与径向轴承间隙相关地即使在轴承的离开中间位置8至16角分的可靠的倾斜位置上也具有与其滚动体滚道高的密切度，并且轴承因此保持全部的承载能力。
最后根据权利要求5根据本发明构成的径向滚动轴承的最后一个特征，每个球形垫片与其在内轴承圈和外轴承圈内的滚动体滚道的接触面总体上大于球形垫片的滚珠基本形状的圆周的45％。球形垫片的如此大小的接触面，其作为上述所有措施的结果中的最佳值甚至可以近乎是球形垫片的滚珠基本形状的50％，也大致对应于这样的接触面，传统的深沟球轴承的滚珠与其滚道也具有该接触面。与之相比，传统的具有球形垫片的深沟球轴承的球形垫片与其滚动体滚道仅具有小于球形垫片的滚珠基本形状的40％的接触面，所述球形垫片通过轴向插入被安装到外轴承圈和内轴承圈之间的间距内。
根据本发明构成的径向滚动轴承因此相对于由现有技术已知的径向滚动轴承具有这样的优点，即通过球形垫片的宽度构成为大于内轴承圈和外轴承圈之间的间距，一方面具有较大的在球形垫片与其在轴承圈内的滚道之间的接触面，并且通过在球形垫片横向插入滚道内时根据偏心组装方法所实现的球形垫片向径向滚动轴承内的安装，另外一方面可以同时配备较高数量的滚动体作为传统的单列深沟球轴承。由此根据本发明构成的径向滚动轴承自身将两种优点集合起来，这两种优点分别是已知的具有球形垫片的径向滚动轴承相对于传统的单列深沟球轴承所具有的优点，即减小的轴向构造空间、减小的重量和提高的滚动体数量；以及传统的单列深沟球轴承相对于已知的具有球形垫片的径向滚动轴承所具有的优点，即在滚动体和其滚道之间较大的接触面和高的轴向承载能力，从而根据本发明构成的径向滚动轴承相对于已知的两种轴承总体上具有显著提高的径向及轴向承载能力。
附图说明
按照本发明构成的径向滚动轴承的一个优选的实施方式下面参考附图详细阐述。在此详细示出：
图1按照本发明构成的径向滚动轴承在组装后的侧视图，然而没有轴承保持架；
图2按照本发明构成的径向滚动轴承根据图1的A-A的横向剖视图；
图3根据图2的按照本发明构成的径向轴承的细节X的放大视图；
图4按照本发明构成的径向滚动轴承在球形垫片的偏心组装期间的侧视图。
具体实施方式
由图1清楚示出一个构成为单列深沟球轴承的径向滚动轴承1，其基本上包括一个外轴承圈2和一个内轴承圈3以及一定数量的在所述轴承圈2、3之间设置的滚动体，所述滚动体通过在图2中示出的轴承保持架4以相同的彼此间距引导。如同样由图2看到，在外轴承圈2的内侧5中并且在内轴承圈3的外侧6中分别加工在半径上与滚动体相适配的沟形的滚动体滚道7、8，而滚动体明显可见地构成为球形垫片9，所述球形垫片具有两个从一个滚珠基本形状对称地削平的并且彼此平行设置的侧面10、11。
此外在图1至图3中可发现，径向滚动轴承1为了提高其承载能力根据本发明构成有一相对于已知的球形垫片-径向滚动轴承加大的球形垫片9与其滚动体滚道7、8的接触面，这通过如下方式实现，即球形垫片9在其各侧面10、11之间的宽度bK构成为大于外轴承圈2的内侧5与内轴承圈3的外侧6之间的间距aL，然而小于沟形的滚动体滚道7、8的宽度bWI、bWA。尽管由此不再可能穿过外轴承圈2和内轴承圈3之间的间距轴向安装球形垫片9，但是径向滚动轴承1同时为了进一步提高其承载能力也具有相对于已知的深沟球轴承提高的滚动体数量，这如此实现，即在球形垫片9横向插入滚动体滚道7、8内且以其侧面10、11彼此贴靠时，根据本发明借助于在图4中示出的偏心组装方法实现球形垫片9向径向滚动轴承1内的安装。
通过图3在此可见，球形垫片9在其削平的各侧面10、11之间具有一宽度bK，其大约对应于在附图中以虚线示出的球形垫片9的滚珠基本形状的直径dK的70％。而外轴承圈2的内侧5和内轴承圈3的外侧6之间的间距aL仅仅大约为球形垫片9的滚珠基本形状的直径dK的64％，从而球形垫片9在轴承圈2、3内的滚动体滚道7、8具有与传统的深沟球轴承相比较的高的凸肩。
此外由图3至少示意地示出，为了实现滚动体接触面，传统的深沟球轴承的滚珠与其在轴承圈内的滚道也具有该接触面，在外轴承圈2的内侧5中的滚动体滚道7的深度tWA大约为球形垫片9的滚珠基本形状的17％，而在内轴承圈3的外侧6中的滚动体滚道8的深度tWI设计成大约为球形垫片9的滚珠基本形状的直径dK的19％。在外轴承圈2的内侧5中的滚动体滚道7的宽度bWA因此大约为球形垫片9的滚珠基本形状的直径dK的75％，而在内轴承圈3的外侧6内的滚动体滚道8的宽度bWI设计成大约为球形垫片9的滚珠基本形状的直径dK的78％。由此产生在图3中利用fK表示的球形垫片9与其在外轴承圈2的内侧5和内轴承圈3的外侧6中的滚动体滚道7、8的接触面，其总体上近乎为球形垫片9的滚珠基本形状的圆周的50％。
附图标记清单
1径向滚动轴承
2外轴承圈
3内轴承圈
4轴承保持架
5 2的内侧
6 3的外侧
7 5中的滚动体滚道
8 6中的滚动体滚道
9 球形垫片
10 9的侧面
11 9的侧面
bK球形垫片的宽度
aL 轴承圈的间距
bWA2中的滚动体滚道的宽度
bWI3中的滚动体滚道的宽度
dK9的滚珠基本形状的直径
tWA2中的滚动体滚道的深度
tWI3中的滚动体滚道的深度
fK球形垫片的接触面

Claims (5)

1.径向滚动轴承、特别是单列深沟球轴承，其基本上包括一个外轴承圈(2)和一个内轴承圈(3)以及一定数量的在所述轴承圈(2、3)之间设置的滚动体，所述滚动体通过一轴承保持架(4)以相同的彼此间距引导，其中在外轴承圈(2)的内侧(5)中以及在内轴承圈(3)的外侧(6)中分别加工沟形的滚动体滚道(7、8)，并且滚动体构成为球形垫片(9)，该球形垫片具有两个从一个滚珠基本形状对称地削平的且彼此平行设置的侧面(10、11)，其特征在于，径向滚动轴承(1)不仅具有加大的球形垫片(9)与其滚动体滚道(7、8)的接触面，而且具有提高的滚动体数量，这如此实现，一方面球形垫片(9)在其各侧面(10、11)之间的宽度(bK)构成为大于外轴承圈(2)的内侧(5)与内轴承圈(3)的外侧(6)之间的间距(aL)，然而等于或小于沟形的滚动体滚道(7、8)的宽度(bWA、bWI)，并且另外一方面在球形垫片(9)横向插入滚动体滚道(7、8)内且以其侧面(10、11)彼此贴靠的情况下，按照偏心组装方法实现球形垫片(9)向径向滚动轴承(1)内的安装。
2.如权利要求1所述的径向滚动轴承，其特征在于，球形垫片(9)在其各侧面(10、11)之间的宽度(bK)至少是球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的70％，并且外轴承圈(2)的内侧(5)和内轴承圈(3)的外侧(6)之间的间距(aL)仅仅大约为球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的64％。
3.如权利要求2所述的径向滚动轴承，其特征在于，在外轴承圈(2)的内侧(5)中的滚动体滚道(7)的深度(tWA)大约为球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的17％，并且在内轴承圈(3)的外侧(6)中的滚动体滚道(8)的深度(tWI)大约为球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的19％。
4.如权利要求3所述的径向滚动轴承，其特征在于，在外轴承圈(2)的内侧(5)中的滚动体滚道(7)的宽度(bWA)大约为球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的75％，并且在内轴承圈(3)的外侧(6)中的滚动体滚道(8)的宽度(bWI)大约为球形垫片(9)的滚珠基本形状的直径(dK)的78％。
5.如权利要求4所述的径向滚动轴承，其特征在于，球形垫片(9)与其在外轴承圈(2)的内侧(5)中以及在内轴承圈(3)的外侧(6)中的滚动体滚道(7、8)的接触面(fK)总体上总是大于球形垫片(9)的滚珠基本形状的圆周的45％。
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