CN101622464B - 用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架 - Google Patents

用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架 Download PDF

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Abstract

用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架(1)，其包括金属带，该金属带与由合成材料制成的保持架窗口(9)连接，其突出之处在于，将金属带构造成圆盘环形的扁平带保持架(2)，并且保持架窗口(9)在其对置于导向边缘(25)的端部上分别设有密封元件，该密封元件覆盖在滚动体(13)的滚道之间形成的轴向缝隙，各个保持架窗口(9)的密封元件沿圆周方向互相重叠。

Description

用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架
技术领域
本发明涉及一种用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架，其包括金属带，该金属带的圆形的侧面边缘通过接片相互连接，从而形成自由空间，由合成材料制成的具有用于容纳滚动体的凹口的保持架窗口插入该自由空间中，保持架窗口由沿周向相互间隔开的纵向壁以及沿径向相互间隔开的横向壁组成，并且该保持架窗口具有沿径向相互间隔开的槽，金属带的侧面边缘伸入所述槽中，保持架窗口具有用于保持滚动体的止动钩以及导向边缘，该导向边缘贴靠在轴承环之一上，用于导引轴向保持架。 
背景技术
EP 0 457 020 A1公开了这种类型的用于大滚动轴承的保持架。用于大滚动轴承的保持架包括配备有凹槽的金属带。该凹槽构造为矩形。由此，在金属带上存在侧接片和中间接片。将合成材料窗口插入该凹槽中。该合成材料窗口具有环绕地嵌入凹槽中的内壁。在该内壁上连接有卡圈，该卡圈与侧接片相搭接并贴靠在金属带的表面上。 
这种类型的保持架中的缺点是，金属带和合成材料窗口在轴向方向上几乎具有相同的延展，从而需要使用大量的钢材，而大量使用钢材又会大大增加保持架的质量，这是不希望出现的。另一缺点是，沿轴向在滚动体的滚道和保持架之间存在较大的敞开表面，该 表面容易使得润滑介质从轴承内部提早流出，而这是不希望出现的。 
发明内容
因此，从现有技术的缺点出发，本发明的目的是改进用于大滚动轴承的这种类型的保持架，使其一方面减轻重量，另一方面改善密封性能。 
根据本发明，上述目的通过以下方法得到实现，即将金属带构造成圆盘环形的扁平带保持架，并且在保持架窗口的对置于导向边缘的端部分别安装密封元件，该密封元件覆盖在形成于滚动体的滚道之间的轴向缝隙上，各个保持架窗口的密封元件在周向上重叠。 
本发明旨在达到的优点尤其在于，能够以简单的方式用少量的结构部件制成用于大滚动轴承的保持架，采用的方法是将保持架窗口插入圆盘环形的扁平带保持架中。通过圆盘环形扁平带保持架和保持架窗口的不同的轴向延展，确保如此组成的保持架比至今已知的保持架使用更少的金属并因而减少其质量，这一点对轴承在运转时的运转特性有正面的影响。除此之外的另一优点是能够以简单的方式毫无困难地更换受损的保持架窗口，从而使圆盘环形的扁平带保持架能够继续得到使用。另一重要的优点在于，根据本发明的保持架的密封元件覆盖了由滚动体的滚道形成的轴向缝隙，使得润滑介质不会过早离开滚动轴承。通过沿圆周方向对各个密封元件的覆盖，确保该密封特别有效。 
事实证明下面的方案是有利的，即，把密封元件构造成矩形壁，且该矩形壁在其沿径向对置的端部上各配备一个凹槽。因为这样一方面确保了轴承能得到密封，而另一方面通过在端部布置凹槽能够 影响润滑介质在保持架中的流通能力。 
保持架窗口的矩形壁在其一个周向端部上具有径向错开的阶梯，下一个保持架窗口的矩形壁贴靠在该阶梯上，使得阶梯和矩形壁在周向上重叠，通过该特征实现了多件式轴向保持架在其整个圆周范围内的密封作用。 
所述保持架窗口的纵向壁需要各配备对置的止动钩用于和扁平带保持架的自由空间形状配合地连接。通过这种卡接方式使得保持架窗口能够被简单地装配到扁平带保持架的凹槽中，或者从该凹槽中拆卸下来。 
另一额外特征，在横向壁的径向内部的轴向上端部和轴向下端部上应当分别配备两个相互间隔开的突起。这种方式能够再次影响润滑介质在根据本发明的保持架中的流通性能。 
事实证明下面的方案是有利的，即，圆盘环形的扁平带保持架由至少两个区段组成，这两个区段在其两个端部上能够形状配合地相互连接。以这种方式，大直径的轴承保持架能够被顺利地运输到最终用户处，并能够由最终用户以简单的方式进行组装。在此已证实，根据权利要求7的另一特征的方案是有利的，即，每个区段具有相互制约的突起和凹槽。 
另一额外特征的设计方案如下，多件式的轴向保持架具有不同的直径，接片的径向外部的圆周延展大于径向内部的圆周延展，其中扁平带保持架的自由空间的几何尺寸和保持架窗口的几何尺寸总是一样的，其与保持架直径无关。这意味着对于直径大小不一的轴向保持架来说，扁平带保持架的自由空间和保持架窗口具有相同几何尺寸。因此，只需要一个工具用于在扁平带保持架中冲出自由 空间，并且也只需要一个浇铸模具用于制造保持架窗口。 
最后，最后特征的设计方案如下，轴向保持架用于具有内环的径向-轴向-滚动轴承的轴向轴承部分中，外环与该内环同轴布置，在内环和外环之间为了承受径向力将圆柱形辊子展开并且具有在两侧为了承受轴向力的容纳在轴向保持架中的圆柱形的滚动体，该滚动体的滚道一方面由外环的轴向两侧形成并且另一方面分别由工作轮形成。这种组合的径向-轴向-滚动轴承以有利的方式被应用于所谓的圆台轴承中，在机床制造工业中所述圆台轴承具有广阔的应用领域。 
附图说明
本发明的其它特征从下面的描述以及附图中获得，在附图中以简化的方式示出了本发明的实施例。 
其中： 
图1是根据本发明的用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架的部分立体图， 
图2是圆盘环形扁平带保持架的俯视图的截取部分， 
图3和图4分别是根据本发明的保持架窗口从上面和从下面看的立体图， 
图5和图6分别是图3和图4所示的保持架窗口的俯视图， 
图7是沿着图6中VII-VII线的剖面图， 
图8是沿着图6中VIII-VIII线的剖面图， 
图9是完整的圆台轴承的纵剖图，以及 
图10是圆台轴承的局部立体图。 
具体实施方式
如图1和2中所示，根据本发明的用于大滚动轴承的轴向保持架1由圆盘环形扁平带保持架2和保持架窗口9组成，所述保持架窗口由合成材料制成。圆盘环形的扁平带保持架的轴向厚度在实施例中大约设置为2mm，而保持架窗口9在外部区域轴向延展约为12mm。圆盘环形的扁平带保持架2又包括区段3和4，该两个区段相互形状配合地连接在一起。在实施例中，这种形状配合的连接是通过将区段4的突起部分11伸入区段3的凹槽10中实现的。以有利的方式通过冲压形成的扁平带保持架2的区段3，4还具有设计成圆形的侧面边缘5，6，该侧面边缘通过接片7相连接。通过这种方式，区段3，4中形成有自由空间8，保持架窗口9被置入该自由空间中，其中，所述保持架窗口具有用于容纳圆柱形的滚动体13的凹口12。 
如图2所示，所述圆盘环形扁平带保持架2的接片7沿径向从外向内锥状延伸，就是说接片7的外部区域的圆周延展L1比接片7的内部区域的圆周延展L2更长。接片7的这种构造是需要的，因为这构造使得自由空间8在圆盘环形扁平带保持架2的尺寸D不同时总能保持矩形状并且总是具有相同尺寸，从而也总能使用同样大小的保持架窗口9。该设计方案的变例的优点在于，对于不同直径的保持架，自由空间8总是呈相同几何延展，因而只需要冲压模具。因为自由空间8在保持架直径D不同时总是相同的，所以置入其中的保持架窗 口9的几何延展也总是相同的，所以对保持架窗口而言，在保持架直径不同时同样只需要喷射模具即可完成制造。 
在图3到图8中以不同视图示出的合成材料窗口9包括沿径向相互间隔开的横向壁14以及沿周向相互间隔开的纵向壁15，所述横向壁和纵向壁形成用于容纳滚动体13的矩形的凹口12的边界。对置的纵向壁15不仅在其轴向上部并且在其轴向下部都具有对置的止动钩16，17，所述止动钩沿径向相互间隔开。这种方式在两个方向上阻止了滚动体13从保持架窗口9的凹口12中脱落。此外，所述纵向壁15配置有呈对角线对置的止动钩18，该止动钩通过卡接在接片7后面的方式将保持架窗口9固定在圆盘环形扁平带保持架2上。在图中可进一步看出，在保持架窗口9的横向壁4的径向内部的上端部和下端部分别设有两个相互间隔开的突起部分19，在所述突起部分之间设置有未进一步示出的间隙。该间隙可以用作额外的润滑剂量的存储空间。 
从图3、图4和图5中可进一步看出，横向壁14的径向外部的区域上连接有以矩形壁20的形式呈现的密封元件。壁20通过槽21与横向壁14隔开。在壁20的一侧上设有径向向内错开的阶梯22，使得两个相邻布置的保持架窗口9的阶梯23和壁20在周向上互相重叠。通过这种方式可形成良好的密封。讲到这里需再次参照图1。在图1中可以看到，壁20和阶梯22沿周向方向重叠在保持架1的外端部上。随着保持架1的直径D的减小，部件20，22之间的重叠也减小，但是，即便在直径D最小时，也不会在两个相邻的保持架窗口9之间形成敞开的缝隙。 
还可以看出，矩形壁20的轴向上部和轴向下部都设有居中布置的凹槽23。在所提到的附图中还可看出，横向壁14的径向内部通过槽24与导向边缘25连接，该导向边缘用于使保持架1居中并用于对 其作径向导引，为了使导向边缘与相贴靠的金属轴承部件之间的摩擦尽可能地小，该导向边缘被去除了棱边。圆盘环形扁平带保持架2和保持架窗口9现在按这样的方式相互连接，即，扁平带保持架2以其侧面边缘5和6伸入保持架窗口9的槽21和24中，而扁平带保持架2和保持架窗口9之间的固定则通过保持架窗口的止动钩18实现。 
在图9中示出了径向-轴向-滚动轴承单元，根据本发明所述的轴向保持架1可以有利地在该径向-轴向-滚动轴承单元中使用。所述径向-轴向-滚动轴承单元包括径向轴承26以及两个在右边和左边相邻布置的轴向轴承27，28。径向轴承26具有内环31和配备有固定孔29的外环30，该外环和内环同轴安装但相互间隔开，使得圆柱形辊子32可在其中间滚动。内环31由两个部分环33，34组成，该部分环又由轴向延伸的部分35，36以及轴向轴承27，28的两个工作轮组成。部分环33，34具有L形的构造并且以其轴向延伸的部分35，36相互靠在分界面39上。分界面39位于圆柱形辊子32的内滚道的中间，从而使两个部分环33，34能够通过圆柱形辊子32而居中，就是说，在部分环33，34的两个轴向延伸的部分35，36之间不会出现径向错位。部分环33，34也配置有固定孔40，41，固定螺栓(图中未示出)穿伸过该固定孔，并且该固定孔用于将整个轴承结构单元可靠地保持在一起。约束在根据本发明的保持架1中的滚动体13配属于两个轴向轴承27，28。两个轴向轴承27，28的滚道(图中未示出)由径向轴承26的外环30的相互对置的端侧和两个工作轮37，38共同形成，所述两个工作轮与轴向延伸的部分35，36一体地连接并以已经描述的方式形成L形构造的部分环33，34，而该部分环则形成内环31。用于径向轴承26以及布置在两侧的轴向轴承27，28的轴承轴线以附图标记42标示。 
最后，在图10中以剖面图的形式示出了如图9所示的径向-轴向-滚动轴承。可以看到，布置在右侧的轴向轴承27装配有根据本发明的轴向保持架1，其中，用于该轴向滚动轴承27的滚道仍由外环30的端面和工作轮27形成。如图所示，外环30的端面和工作轮37之间的轴向缝隙由轴向保持架1的壁20可靠地覆盖着。从图中还可以看到，合成材料良好的滑动性能一方面被用于导引滚动体的保持架窗口9充分利用，另一方面则因为在壁20和滚动体13的滚道之间避免了金属与金属的摩擦，从而减小了摩擦。此外，通过盘状的扁平带保持架2和合成材料窗口9的组合形成了足够稳定的保持架1。 
附图标记列表 
1    轴向保持架              31    内环 
2    圆盘环形的扁平带保持架  32    圆柱形辊子 
3    区段                    33    部分环 
4    区段                    34    部分环 
5    侧面边缘                35    轴向延伸的部分 
6    侧面边缘                36    轴向延伸的部分 
7    接片                    37    工作轮 
8     自由空间    38    工作轮 
9     保持架窗口    39    分界面 
10    凹槽        40    固定孔 
11    突起部分    41    固定孔 
12    凹口        42    轴承轴线 
13    滚动体      D     直径 
14    横向壁      L1    圆周延展 
15    纵向壁      L2    圆周延展 
16    止动钩 
17    止动钩 
18    止动钩 
19    突起部分 
20    壁 
21    槽 
22    阶梯 
23    凹槽 
24    槽 
25    导向边缘 
26    径向轴承 
27    轴向轴承 
28    轴向轴承 
29    固定孔 
30    外环 

Claims (10)

1.用于大滚动轴承的多件式的轴向保持架(1)，其包括金属带，所述金属带的圆形的侧面边缘(5，6)通过接片(7)相互连接，从而形成自由空间(8)，由合成材料制成的具有用于容纳滚动体(13)的凹口(12)的保持架窗口(9)插入该自由空间中，保持架窗口(9)由沿周向相互间隔开的纵向壁(15)以及沿径向相互间隔开的横向壁(14)组成，并且保持架窗口(9)具有沿径向相互间隔开的槽(21，24)，金属带的侧面边缘(5，6)伸入所述槽中，保持架窗口(9)具有用于保持滚动体(13)的止动钩(16，17)以及导向边缘(25)，所述导向边缘为了导引轴向保持架(1)而贴靠在多个轴承环之一上，其特征在于，将金属带构造成圆盘环形的扁平带保持架(2)，并且保持架窗口(9)在其对置于导向边缘(25)的端部上分别配备有密封元件，所述密封元件覆盖在形成于滚动体(13)的滚道之间的轴向缝隙上，其中，各个保持架窗口(9)的所述密封元件在周向上相互重叠。
2.根据权利要求1所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，所述密封元件被构造成矩形壁(20)，所述矩形壁在其沿轴向对置的端部上配备有凹槽(23)。
3.根据权利要求2所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，保持架窗口(9)的矩形壁(20)在端部上沿圆周方向具有径向错开的阶梯(22)，下一个保持架窗口(9)的矩形壁(20)贴靠在该阶梯上，使得阶梯(22)和矩形壁(20)在周向上重叠。
4.根据权利要求1所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，纵向壁(15)分别配备有对置的止动钩(18)用于和扁平带保持架(2)的自由空间(8)形状配合地连接。
5.根据权利要求1所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，横向壁(14)的径向内部在轴向方向的上端部和下端部上分别配备有两个相互间隔开的突起部分(19)。
6.根据权利要求1所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，圆盘环形的扁平带保持架(2)包括至少两个区段(3，4)，这两个区段在其端部上相互形状配合地相连接。
7.根据权利要求6所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，每个区段(4，3)在其一端上具有突起部分(11)，而在另一端上则具有凹槽(10)，所述突起部分和凹槽相互制约。
8.根据权利要求1-7任一项所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，轴向保持架用于具有内环(31)的径向-轴向-滚动轴承的轴向轴承部分中，外环(30)与该内环同轴布置，在内环和外环之间为了接受径向力将圆柱形辊子(32)展开并且具有在两侧为了承受轴向力的容纳在轴向保持架(1)中的圆柱形的滚动体(13)，该滚动体的滚道一方面由外环(30)的轴向两侧形成并且另一方面分别由工作轮(37，38)形成。
9.一系列根据权利要求1所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，这些轴向保持架具有不同的直径(D)，接片(7)的在其径向外部的圆周延展(L1)大于在其径向内部的圆周延展(L2)，其中扁平带保持架(2)的自由空间(8)的几何尺寸和保持架窗口(9)的几何尺寸总是相等的，其与保持架直径无关。
10.根据权利要求9所述的多件式的轴向保持架(1)，其特征在于，轴向保持架用于具有内环(31)的径向-轴向-滚动轴承的轴向轴承部分中，外环(30)与该内环同轴布置，在内环和外环之间为了接受径向力将圆柱形辊子(32)展开并且具有在两侧为了承受轴向力的容纳在轴向保持架(1)中的圆柱形的滚动体(13)，该滚动体的滚道一方面由外环(30)的轴向两侧形成并且另一方面分别由工作轮(37，38)形成。
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