CN101605999A - 滚动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明其特征在于滚动轴承及用于轴承装配的工具，所述轴承可具有与常规滚动轴承相同的外部尺寸。本发明包括滚动轴承，所述滚动轴承通常是滚珠轴承类型，用于轴颈旋动运动，此处滚动元件可以制成球形滚珠或滚柱或任何其它有利的滚动元件的形式。本发明还包括用于安装滚动轴承的方法，所述滚动轴承通常是滚珠轴承类型，用于轴颈旋转运动，此处滚动元件可以是球形滚珠、滚柱或任何其它有利的滚动元件的形式。安装通过提供叉形设计的套筒实施。

Description

滚动轴承

技术领域

本发明涉及滚动轴承，所述滚动轴承用于作为轴的轴颈旋转部件和类似机械部件。这些滚动轴承部分地用比形成用于滚珠组的座圈的材料价格更便宜而更轻的材料制的支承体装配而成。用来形成座圈的材料可以包括螺旋形弹簧材料，并具有这样的性能，即尤其是与当用较简单的材料制成的支承体也起滚珠用座圈的作用时的情况相比使轴承具有相当大的耐磨能力和使用寿命。

背景技术

众所周知滚珠轴承如何起作用。已经用比通常用于制造滚珠轴承和滚柱轴承的钢合金更简单的材料进行了许多试验。在许多情况下，尤其是关于不锈钢轴承，具有高承载能力的更便宜和有时更轻的轴承可以具有很大的优点。试验用不同的材料进行。市面上可以找到利用与形成座圈相同的材料制成的聚合物轴承。然而，这些轴承具有有限的承载能力，此外所述承载能力随温度增加而进一步下降。

本发明是编号为513139的瑞典专利“Rullningslager”中所述的滚动轴承的继续开发研究。上述专利教我们一种获得被它的发明人Karl Gustav Derman叫做D形环轴承的滚动轴承的新方法。作为例子，这种轴承十分适合于轴颈式支承旋转柔性轴。该思想的进一步研究得到本专利文献所说明的设计中的那些设计。显著的优点是这些设计与制造轴承的方法一起，能供应具有高动态及静态承载能力的廉价轴承，而与通常工作温度无关。在这种轴承情况下，工作寿命可达到仅用聚合物材料制成环的相应轴承可达到的寿命的50倍。

发明内容

本发明旨在消除较早已知技术的上述缺点，并产生低价格的轴承，其中用不锈钢制成的D形环轴承具有类似于常规滚珠轴承和滚柱轴承的性能。当要求使用不锈材料时，它们提供具有高承载能力的廉价替代品。

当轴承在水中工作时，滚珠抵靠着三或四个弹簧金属丝的凸起接触提供特别有利的条件。试验表明，即使在相对于轴承基本动态负荷额定值较高的负荷下，也不会发生弹簧金属丝座圈的疲劳。座圈发生轻微的连续磨损，且只有当相当长的工作时间之后轴承的间隙不能达到允许极限时，才需要更换轴承。磨损粒子具有微小尺寸。

新方法包括用于安装上述D形环轴承的专用工具，所述新方法能制造包括坚固的支承环和D形环轴承的整个滚动轴承。

发明的最重要的特点

D形环轴承包括两个弹簧一内弹簧和外弹簧-所述两个弹簧形成一用于一组滚珠或者如可供选择的一组滚柱的座圈。在弹簧卷绕机中，图1中的内弹簧1这样形成，以使它包围和形成用于滚珠组2的内座圈，而外弹簧3这样形成，以使它包围和形成用于同一滚珠组的外座圈。

弹簧1和3及滚珠组2与内支承体4及外支承体一起形成滚珠轴承单元，见图2。这里外支承体分开，并包括两个部件5和6。支承体也有可能以不同方式实施，且特别有利的是甚至使按照图3所述的外支承体11坚固，以便产生完整的槽式滚珠轴承。支承体10和11可以是给定的尺寸，所述给定的尺寸遵循按照ISO所述的用于滚动轴承的标准化的外部尺寸。

在图2和3的设计情况下的优点是它们产生很容易装配的单元，此处支承体具有深槽作为用于弹簧的支承件。深槽使它能这样设计弹簧的座圈，以便它们与单排深槽式滚珠轴承的座圈相对应，并通过那样做使轴承单元在两个方向上对径向负荷和轴向负荷具有很高的承载能力。

附图说明

本发明将通过下面的附图进行说明，其中

图1示出D形环轴承的部件；

图2示出轴承的剖视图；

图3示出轴承的剖视图；

图4示出安装工具的剖视图；

图5示出安装工具；

图6示出具有弹簧体的工具；

图7示出具有弹簧体的工具；

图8示出具有弹簧体的工具；

图9示出安装件；

图10示出安装件；

图11示出安装件；

图12示出轴承的剖视图；

图13示出安装过程；

图14示出双排轴承；

图15示出具有密封件的轴承剖视图；

图16示出具有密封件的双排轴承剖视图；

图17示出轴承的剖视图；

图18示出双排轴承的剖视图；

图19示出轴承作为整个部件的一部分的剖视图；

图20示出轴承的剖视图。

具体实施方式

在具有图2中的两个高台肩7和8的情况下，即使台肩8比如具有倾斜的表面以便利于安装，也很难将内弹簧1安装在两个台肩的其中一个上方而不损害弹簧。这也适用于将内弹簧1安装在图3中的台肩15上方。

这个问题通过本发明解决，本发明使安装内弹簧1变简单，此外还能在安装之后使弹簧具有抵靠着槽的很紧密配合，以防止蠕变和保证弹簧金属丝在槽中良好的对准。

对图3中的轴承来说，本发明使将内弹簧1安装到槽12中变容易，且当外弹簧3安装到槽13中时，本发明同样使外弹簧3安装到槽13中变容易。

发明

本发明其特征部分地在于用来将D形环轴承的内弹簧和外弹簧分离地安装到支承体内它们的槽中的工具，部分在于制造完整的滚动轴承的可能性，所述完整的滚动轴承由D形环轴承及坚固的内和外支承体组成。

用于安装D形环轴承的内弹簧的工具

作为例子，选择按照图3所述的轴承。本发明其特征在于图4中的套筒17和18。所述套筒的每个具有一叉形布置19和20。叉形件的设计在图5中示意示出，图5示出一个套筒的叉形件20如何可以推入另一个套筒的各叉形件之间的间隙24中，同时附图标记19表示的叉形件推入附图标记25表示的间隙中。

套筒17的叉形件具有支承表面21，所述支承表面21优选地具有与图2中支承体4的支承表面9相同的半径。套筒18的叉形件优选地具有锥形支承表面22。

当安装内弹簧时，首先将内弹簧放置在套筒17的支承表面21上，上述套筒17及套筒18通过轴16导向。

套筒17在轴向上推进套筒18中，由于叉形布置，所以上述套筒17在轴向上推进套筒18中是可行的。在这个操作期间，弹簧1沿着锥形叉形件表面22抬高到套筒18的圆筒状表面23上。在图4中，示出弹簧处于这个位置。

在抬高操作期间，弹簧一直通过叉形件19和20的支承表面21和22获得完全支承，这使弹簧的大的扩张变得可能。这样可以接收这种尺寸的支承体10的台肩高度15，以便可以把内部单元设计成具有与常规深槽式滚珠轴承的内环相同的性能。套筒18的圆筒形表面23具有与支承体10的台肩15相同的直径。

在弹簧已抬高到圆筒形表面23上之后将弹簧1推动到支承体10的槽12中，在图6中示出，此处推动是通过圆筒26进行。

弹簧1的内径的尺寸优选地这样确定，以便弹簧在安装之后在槽12中具有紧密配合。

用于安装D形环轴承的外弹簧的工具

作为例子，选择按照图3所述的轴承。本发明其特征在于图7中的套筒28和29。借助于这些套筒(所述套筒具有与用于上述图4中套筒17和18的相同目的和设计的叉形布置)图7中的外弹簧3沿着叉形件的锥形支承表面31抬高落到套筒29的圆筒形支承表面30上。

在下一步操作中，通过图8中的圆筒形套筒32将弹簧3推动到支承体11的槽13中。由于上述安装方法，槽13的深度可以这样选择，以便外部单元可以设计成具有与常规的深槽式滚珠轴承的外环相同的性能。

用于将整个D形环轴承安装到内支承体的槽中的布置

对于某些完全装满滚珠而没有保持架的轴承单元来说，流水作业有利于将整个D形环轴承单元安装到图2中的内支承体4的槽9中，也可选择安装到图3中的支承体10的槽12中。

本发明的目的是当内弹簧在安装期间扩展时防止一个或多个滚珠掉落，此外还使安装工作对粗鲁处理不太敏感。

本发明其特征在于分开的套筒，所述分开的套筒由图9中的部件33和34装配而成。套筒优选地用圆筒形表面35和36包围外弹簧3，所述圆筒形表面35和36相对于外弹簧3具有一定间隙，以便防止当整个D形环轴承抬高到套筒18的叉形件的锥形支承表面22上时圆筒形表面35和36与外弹簧3或滚珠组之间的直接接触。

套筒的部件33和34通过一力相互压靠，所述力在流水作业中可以是用气动、液压或机械的方式产生，以便它们覆盖外弹簧3和滚珠组。通过这样做防止滚珠3在当整个D形环轴承沿着叉形件的锥形支承表面22抬高和然后被推入到支承体4的槽9中时掉落。抬高操作与图4、5和6中所示的相同，但现在不同的是整个D形环轴承被抬高和推动到图12中的槽9中。

分开的套筒37和38的外部尺寸可以是圆筒形或者给定的任何其它选好的形状。套筒的凸缘式端部39、40、41和42可以给定为与图9中所示的形状相同的形状，或者是防止滚珠2在安装操作期间掉落的任何其它的形状。

在图9中，示出了外弹簧3与套筒的内表面35和36之间的径向间隙。这种设计在安装期间很好地起作用，但如果要求在没有间隙的情况下定中心，其可以很容易地用一弹簧装置做到。这种装置可以像在图11中那样包括许多合并到部件43和44中的很柔韧的预加载式螺旋形弹簧46。图11中所示的螺旋形弹簧朝一个方向压靠S小活塞45，所述小活塞45具有凸缘，而朝另一个方向压靠螺钉47。螺旋弹簧的预加载相对于部件43和44的重量确定。

活塞的长度这样定尺寸，以便相对于外弹簧3得到零间隙。当整个D形环轴承沿着套筒18的锥形支承表面22抬高，然后外弹簧3伸展时，螺旋形弹簧46形成很小阻力。

包括D形环轴承及坚固的内和外支承体的滚珠轴承

本发明适用于滚动轴承，所述滚动轴承比如按照图3所述，且其特征在于D形环轴承具有弹簧，所述弹簧由坚固的支承体10和11中的槽支承。

利用工具将弹簧1和3放入支承体的槽12和13中，上述工具原则上按照图4-8设计。

然后将滚珠2用安装常规槽式滚珠轴承时所用的相同方法施加到弹簧1和3的座圈上，所述方法按照图13偏心地放置弹簧和它们的支承体。

在座圈定心之后，加一按照图3所示的保持架14，优选地加一卡扣式保持架(snap type cage)。

本发明应用于按照如图3所示相同的设计原理以不同实施方式制造的滚珠轴承，同时深槽处在坚固的内和外支承体中。

轴承可以制成如图3所示的单排、双排或多排。在图14中，示出双排槽式滚珠轴承。所谓的Y轴承可以在单排实施例(图15)及双排实施例(图16)中制造。Y轴承具有密封件，而按照图3所示的单排槽式滚珠轴承也可以使用一个或多个密封件，密封件可以用与常规密封槽式滚珠轴承中密封件所用的相同设计制成。

安装用于双排轴承的D形环轴承的内和外弹簧可以用与单排轴承所用的相同方法和相同工具实施。

本发明还表征单排和双排滚珠轴承，所述单排和双排滚珠轴承具有坚固的支承体，并具有完全装满滚珠和没有保持架的轴承，所谓全互补式滚珠轴承，见图17和18。图17和18中的轴承的内支承体具有与图3中轴承的对应的槽相同的支承槽设计，且对两种类型轴承内弹簧的安装用与安装图3中轴承的内弹簧的所述相同的方法实施。优选地，当装配按照图17的轴承时，按照图9所述的本发明实施为用整个D形环轴承直接安装到内支承体的槽中。在图12中，示出装配之后的结果。

外支承体48具有槽49，所述槽49具有按照图17所述的低台肩，且其也实施于图18。外支承体50用碰锁(snap)(台肩50)或用使轴承保持在一起的另外布置推动在外弹簧上方。当使用碰锁实施时，将外支承体加热，以便当安装时，使台肩50相对于外弹簧3具有间隙。碰锁功能也可以有利地按照图20制成有槽的开口53，以便利于安装，然后可以不加热和用较高的台肩54实施，这样改善了将轴承保持在一起的能力。单排轴承起角接触滚珠轴承作用，且只在轴向上朝一个方向加载。

本发明其特征还在于D形环轴承具有坚固的支承体或分开的支承体，此处一个或两个支承体这样形成，以满足特殊功能。一个例子在图19中示出，此处外支承体除了起轴承作用外，还起轮的旋转部分的作用。

本发明其特征还在于D形环轴承有或没有保持架，所述保持架安装在按照图12所述的坚固内支承体中。

Claims (12)

1.滚动轴承，通常是滚珠轴承类型、用于轴颈旋转运动，此处滚动元件可以制成球形滚珠、滚柱或给定的有利的滚动元件的任何其它形式，

其特征在于，滚动元件(2)抵靠主体(1，3)滚动，所述主体(1，3)包围并形成内和外座圈；上述主体用与支承体(10，11)所用的材料不同的材料制成，该支承体(10，11)与主体(1，2，3)一起构成轴承；外主体(11)和内主体(10)用它们的形状通过主体(1，3)提供用于上述滚动元件(2)的支承件，上述主体和支承体(1，2，3，10和11)可以在制造轴承期间安装。

2.如权利要求1所述的滚动轴承，

其特征在于，包围滚动元件(2)的上述主体(1，3)的表面已经进行过表面处理和/或材料的选择，所述材料为经受来自滚动元件(2)的负荷的所述主体提供良好的强度和强大的持久能力，即长寿命；上述主体(1，3)可以具有弹簧型外观；上述主体(1，3)包围并形成用于滚动元件(2)的内和外座圈。

3.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，在所述轴承中形成座圈的所述主体(1，3)有利地可以用弹簧型卷绕的金属丝制成；上述金属丝卷绕并加工成一定尺寸，以便配合各自的支承体。

4.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，支承体(10)和(11)优选地是坚固的，但每个支承体也可以包括一个以上部分。

5.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，轴承具有保持架，所述保持架优选地可以是碰锁式；作为可供选择的方案轴承可以没有保持架，且完全装满滚动元件。

6.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，轴承具有滚动元件(2)和弹簧体(1，3)，所述滚动元件(2)和弹簧体(1，3)用钢、不锈钢或满足上述要求的其它材料制成；支承体(10，11，4，5，6)用塑料或满足上述要求的其它材料制成。

7.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，上述支承体(10，11)可以与一种产品的另一部件(51)形成整体和组成所述产品的另一部件的一部分；且这样简化并降低上述产品比如轮子的制造成本。

8.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，上述轴承可以制造成单排、双排或多排。

9.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，上述支承体可以是给定的外部尺寸，所述外部尺寸遵循按照ISO所述的用于滚动轴承的尺寸标准。

10.如上述权利要求其中一个或多个所述的滚动轴承，

其特征在于，轴承在不锈钢弹簧金属丝(1，3)和不锈钢滚珠(2)之间凸起接触的情况下，当用液体如水作为润滑剂工作时，只经受支承体(1，3)的座圈和滚珠(2)的轻微连续磨损，而不会产生上述座圈和滚珠的有害疲劳。

11.一种用于安装滚动轴承的方法，所述滚动轴承通常是滚珠轴承，用于轴颈旋转运动，此处滚动元件可以是球形滚珠、滚柱或包括任何有利的其它形式的滚动元件，

其特征在于，安装内弹簧(1)用套筒(17，18)实施，所述套筒(17，18)提供带叉形件的叉形设计，此处叉形件(19，20)可以推入到间隙(24，25)中；套筒(18)的叉形件优选地具有锥形支承表面(22)，以便利于在这个操作过程期间当把套筒(17，18)推动在一起时，抬高内弹簧(1)。

12.如上述权利要求所述的用于安装滚动轴承的方法，

其特征在于，安装外弹簧(3)是按照与上述权利要求相同的方法通过叉形套筒(28，29)进行。

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