CN101896729B - 向心滚子轴承，尤其是双列角接触球轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种构造成双列角接触球轴承(1)的向心滚子轴承，其基本上由外部轴承环(2)和内部轴承环(3)以及多个在轴承环(2、3)之间以两列(4、5)并排布置且由两个轴承保持架(6、7)沿周向以彼此相等间距保持的滚动体(8、8′)组成，在滚动体中，至少一列(4或5)被构造为球形滚子，该球形滚子各自具有两个对称地从球形基体上削出且彼此平行的侧面(9、9′、10、10′)。在此，两列(4、5)滚动体(8、8′)在各自两个在外部轴承环(2)的内侧(11)与内部轴承环(3)的外侧(12)中加工出的相邻的槽型滚道(13、14和15、16)中滚动，槽型滚道的接触角轴(17、18)被互相调整成O形或X形，并且槽型滚道在轴向单侧由各自一个肩部(19、20、21、22)界定。根据本发明，至少在构造成球形滚子的那列(4)滚动体(8)的布置于外部轴承环(2)和内部轴承环(3)中的滚道(13、15)上，分别在与滚道的肩部(19、20、21)相对置的轴向边缘部的区域内成型有附加的自由空间轮廓与支承轮廓(23、24)，借助于自由空间轮廓与支承轮廓，球形滚子能够通过轴向地导入所述轴承环(2、3)之间的间隔并随后倾斜进入滚道(13、15)中而被装入所述角接触球轴承(1)中。

Description

向心滚子轴承,尤其是双列角接触球轴承
技术领域
本发明涉及一种向心滚子轴承，其尤其能有利地应用于双列角接触球轴承，所述双列角接触球轴承的滚动体被构造成球形滚子，所述球形滚子各具有两个对称地从球形基体削出且彼此平行布置的侧面。
背景技术
双列角接触球轴承广泛应用在轴承支承架除了要承受大径向力之外还需承受来自两个方向上的轴向力的情况中。在此，这种角接触球轴承最常用的实施例是双列径向推力球轴承，其中，两列轴承球布置在互相调整成O形或X形布置的接触角轴上。为达到以轴承球的高填充度并因此使此种径向推力球轴承实现尽可能高的承载能力，所述径向推力球轴承要么单侧地在外部轴承环上具有填充槽，要么具有以轴向分为两部分形式构造的内部轴承环。实现以滚动体的高填充度并因此实现双列角接触球轴承的高承载能力，但既不需外部轴承环上的填充槽也不需以轴向分为两部分形式构造的内部轴承环的另一种可能方案已通过DE 4334195A1为人所知。在这份专利申请书中，通过图2e公开了一种此类型的双列角接触球轴承，该双列角接触球轴承基本上由外部轴承环和内部轴承环以及多个在所述轴承环之间以两列并排布置的滚动体组成，但是所述滚动体不是被构造为轴承球，而是被构造为各具有两个对称地从球形基体上削出且彼此平行布置的侧面的球形滚子。在此，两排通过两个轴承保持架沿周向以彼此相等间距保持的球形滚子分别在两个在外部轴承环的内侧与内部轴承环的外侧中加工出的相邻的槽型滚道中滚动，所述槽型滚道的接触角轴被互相调整成O形布置，并且所述槽型滚道在轴向单侧由各自一个肩部界定。在此，这种角接触球轴承的填充是以如下方式实现的，即，把侧面水平定向的球形滚子轴向地导入轴承环之间的间隔中并随后使所述球形滚子倾斜进入角接触球轴承的滚道中。在将球形滚子沿周向均匀地分布在其滚道上之后，两个例如根据上述文献的图3中的中间的图被构造成塑料卡式保持架的轴承保持架从所述轴承的两个轴向侧出发卡锁到球形滚子上，从而将所述球形滚子固定在它们在角接触球轴承中的工作位置上。
然而，在实践中业已证实，对于如此构造的双列角接触球轴承，球形滚子的装配不可能或者只有在极费力下才能按照前述方式和方法进行。因为在以此种方式装配球形滚子的试验中已经示出，在将球形滚子轴向地导入轴承环之间的间隔并直至碰到它们在外部轴承环中的滚道上之后，不可能或者只有在极高的力耗费下才能将所述球形滚子向内部轴承环中的滚道倾斜，因为所述球形滚子以其指向外部轴承环的侧面斜靠在所述外部轴承环的内侧上。即使在充分利用所有部件的容许公差或弹性的情况下达到了将球形滚子向在内部轴承环中的滚道方向倾斜的目的，也会再次触及所述装配方案的极限，因为在此在轴承环之间的球形滚子经常会朝着内部轴承环中的对置滚道的方向滑转或者说将球形滚子重新斜靠在它们设置于内部轴承环中的滚道上。另外，对于所述用于双列角接触球轴承的轴承保持架事实已证明其不利之处在于，构造有卡锁凸耳(Schnappnase)的兜孔接片(Taschensteg)构造得相对较宽，因而就尽可能大地实现角接触球轴承的填充度而言不是最佳的。不利之处同样在于，对于在所述卡式保持架的兜孔中的球形滚子来说，不存在运动的可能性以适应所述接触角轴由运行条件所决定的摆动，以至于在这样的接触角摆动中极有可能导致球形滚子从其保持架兜孔中滑脱出并因此导致轴承严重损坏。
发明内容
从上述公知现有技术的缺点出发，本发明的目的因此在于设计一种向心滚子轴承，尤其是双列角接触球轴承，该轴承在轴向装配过程中能够顺利地填充构造成球形滚子的滚动体，并且其轴承保持架以如下方式构造，即能够确保角接触球轴承的尽可能大的填充度，而且球形滚子可以适应接触角轴的由工作条件所决定的摆动。
根据本发明，上述目的通过提供一种向心滚子轴承来实现，所述向心滚子轴承基本上由外部轴承环和内部轴承环以及多个在所述轴承环之间以两列并排布置且由两个轴承保持架沿周向以彼此相等间距保持的滚动体组成，在所述滚动体中，至少一列被构造为球形滚子，该球形滚子各自具有两个对称地从球形基体上削出且彼此平行的侧面，其中，两列所述滚动体在各自两个在所述外部轴承环的内侧与所述内部轴承环的外侧中加工出的相邻的槽型的滚道中滚动，所述槽型的滚道的接触角轴被互相调整成O形或X形，并且所述槽型的滚道在轴向单侧由各自一个肩部界定，其中至少在所述构造成球形滚子的那列滚动体的布置于所述外部轴承环和所述内部轴承环中的滚道上，分别在与所述滚道的肩部相对置的轴向边缘部分的区域内成型有附加的自由空间轮廓与支承轮廓，借助于所述自由空间轮廓与支承轮廓，所述球形滚子能够通过轴向地导入所述轴承环之间的间隔并随后倾斜进入所述滚道中而被装入所述向心滚子轴承中，在外部轴承环中分别布置有通入所述外部轴承环的滚道中且横截面呈楔形的环形槽，以作为附加的自由空间轮廓，所述环形槽用于实现必要的运动自由度，以便使所述球形滚子倾斜进入所述球形滚子的位于两个轴承环的所述滚道中的工作位置中；并且，在所述内部轴承环中布置有横截面呈楔形且分别以其楔形面通入所述内部轴承环的滚道中的中间板，以作为附加的支承轮廓，所述中间板用于在使所述球形滚子倾斜进入所述球形滚子的工作位置中时实现在两个轴承环的所述滚道中摆动引导。
接着，在根据本发明构造的向心滚子轴承中，优选构造成具有彼此调整成O形布置的接触角轴的双列角接触球轴承，其中，两列滚动体被构造为球形滚子，并且所有在轴承环中的滚道在与其肩部相对置的边缘部分构造有附加的自由空间轮廓以及支承轮廓。由此以有利的方式得到轴承环的对称结构，这种对称结构在其生产成本方面起到了有利的作用。但是，所述角接触球轴承也可以用一列球形滚子和一列轴承球来填充，于是首先将所述轴承球在没有外部轴承环的情况下装配在内部轴承环中，从而接着将外部轴承环推至所述轴承球上并且最后将所述球形滚子以上述方式导入到轴承中。
根据本发明，所述楔形的环形槽分别以其通入外部轴承环的滚道中的楔形面以相对向心滚子轴承的轴向侧倾斜分布的方式加工到外部轴承环的内侧中，并分别与相邻的滚道一起具有稍大于所述球形滚子的直径构造的长度以及依赖于轴承的接触角的深度，所述深度随着接触角的增大而成比例地增大。这样构造的环形槽因而实现了必要的自由空间，从而避免了在现有技术中述及的问题，即球形滚子在向其滚道进行倾斜时会以其侧面斜靠在外部轴承环的内侧面上。
根据本发明，这种楔形中间板具有大约象内部轴承环的滚道上的肩部一样的高度，并在其楔形面之间具有由内部轴承环中的滚道彼此的间隔所决定的角度。因此，借助于如此构造的中间板可以避免现有技术中述及的轴承环之间的球形滚子会朝着各自的内部轴承环中的对置滚道的方向滑转并重新斜靠在它们设置于内部轴承环中的滚道上的问题，而且使所述球形滚子在被倾斜进入它们的滚道的过程中一直保持在摆动路径上，直到所述球形滚子达到它们在滚道中的最终工作位置。
根据本发明构造的向心滚子轴承具有其它特征，这些特征同样有助于实现提出的目的。
优选地，用于两列滚动体的轴承保持架优选分别由塑料构造成套环卡式保持架，其中，在每一环绕的保持架环上轴向单侧地成型有多个套环，所述套环在其间形成与滚动体的轮廓相适应的保持架兜孔。在此，因为保持架兜孔同时与各列球形滚子的接触角相适应，也就是说，所述保持架兜孔是斜向加工到保持架环的内侧中的，所以轴承保持架的套环具有三角形的横断面，在该横断面上，指向内部轴承环的三角形顶端大约被布置在球形滚子的分度圆的高度上。在装配轴承保持架时，所述套环的这些三角形顶端于是轻微地卡在球形滚子的直径中间，这样，球形滚子在分度圆上仅通过套环的该非常狭窄的部分互相分开，并且由此区别于在现有技术中提及的解决方案中的兜孔接片，保证了角接触球轴承的尽可能大的填充度。
此外，优选地，在两个轴承保持架的套环的指向外部轴承环的上侧上分别成型有以相对所述外部轴承环的内侧倾斜的方式突出的卡锁凸耳，这些卡锁凸耳能够各自卡位到外部轴承环的楔形的环形槽中，从而将轴承保持架的位置固定在角接触球轴承中。在此，出于稳定性原因，所述卡锁凸耳优选具有套环的上侧的整个宽度，并且在其倾斜结构及长度上均与布置在外部轴承环中的环形槽的楔形面的角度以及长度相适应。在此，将所述轴承保持架的位置如此固定的特殊优点在于，原本只是为使球形滚子的装配变得简便而设置在外部轴承中的环形槽可以因此用于其它功能。
最后，优选地，将轴承保持架中的所有保持架兜孔的底部沿周向附加地构造成轻微的蓬形，以便使构造成球形滚子的滚动体自动地适应接触角轴由工作条件决定的摆动。在此，“轻微的蓬形”是指，保持架兜孔的已经与向心滚子轴承的接触角相适应的倾斜构造的底部附加地在周向上具有顶蓬形式的均匀的楔形升高，所述楔形升高在两侧的斜角大约为5度至10度。由此就可以使球形滚子在它们的兜孔中能够自动地与在10度和20度之间的接触角摆动相适应，而在此不会导致所述球形滚子从它们的保持架兜孔中滑脱。
总之，相对于现有技术中公知的向心滚子轴承，根据本发明构造的向心滚子轴承因此具有的优点在于，通过在内部和外部轴承环中的滚动体的滚道上构造附加的自由空间轮廓以及支承轮廓，能够顺利地在轴向装配过程中填充构造成球形滚子的滚动体。同时，通过将两列球形滚子的轴承保持架构造成套环卡式保持架，该套环卡式保持架具有在分度圆上极其狭窄地构造的套环以及具有所有保持架的构造成蓬形的底部，实现了确保角接触球轴承的填充度尽可能大的目的，并且可以使球形滚子与接触角轴由工作条件决定的摆动相适应。
附图说明
下面，参照附图，详细解释根据本发明构造的向心滚子轴承的一个优选实施例。其中：
图1是一个构造成O形布置的双列角接触球形滚子轴承的根据本发明的向心滚子轴承的截面图；
图2是图1所示的根据本发明构造的向心滚子轴承的细节X的放大示图；
图3是图1所示的根据本发明构造的向心滚子轴承的细节Y的放大示图；
图4是根据本发明构造的向心滚子轴承的装配有球形滚子的轴承保持架的背面的放大立体示图；
图5是根据本发明构造的向心滚子轴承的未装球形滚子的轴承保持架的前面的放大立体示图。
具体实施方式
从图1中可清楚地看到构造成双列角接触球轴承1的向心滚子轴承，该双列角接触球轴承基本上由外部轴承环2、和内部轴承环3以及多个在所述轴承环2、3之间以两列4、5并排布置的滚动体8、8′组成，在两列4、5中的所述滚动体被构造为各具有两个对称地从球形基体上削出且彼此平行布置的侧面9、9′、10、10′的球形滚子。两列4、5通过两个轴承保持架6、7沿周向以彼此相等间距保持的滚动体8、8′在此分别在两个相邻的在外部轴承环2的内侧11与内部轴承环3的外侧12中的加工出的槽型滚道13、14和15、16中滚动，所述槽型滚道的接触角轴17、18被互相调整成O形布置，并且所述槽型滚道在轴向单侧由各自一个肩部19、20、21、22界定。
图2和图3的放大示图此外示出，在构造成球形滚子的滚动体8、8′的布置于外部轴承环2与内部轴承环3中的滚道13、14、15、16上，根据本发明，分别在与所述滚道的肩部19、20、21、22相对置的轴向边缘部的区域内成型有附加的自由空间轮廓与支承轮廓23、23′、24、24′，借助于这些自由空间轮廓与支承轮廓，所述球形滚子能够通过轴向地导入所述轴承环2、3之间的间隔并随后倾斜进入滚道13、14、15、16中的方式被装入所述角接触球轴承。在此，能够清楚地看到，在外部轴承环2中布置有两个通入所述外部轴承环的滚道13、14中且横截面呈楔形的环形槽25、26以作为附加的自由空间轮廓23、23′，所述环形槽被设置用于实现必要的运动自由度，以便使球形滚子倾斜进入它们位于两个轴承环2、3的滚道13、14和15、16中的工作位置中。与此相反，附加的支承轮廓24、24′是由横截面呈楔形且以其楔形面27、28通入内部轴承环3的滚道15、16中的中间板29形成的，所述中间板设置用于在使球形滚子倾斜进入其在两个轴承环2、3的滚道13、14和15、16中的工作位置时实现枢转引导。
最后，在图4和图5中还展示出，用于两列4、5滚动体8、8′的轴承保持架6、7分别构造成以塑料制成的套环卡式保持架，在所述套环卡式保持架中，在每一环绕的保持架环30、31上轴向单侧地成型有多个套环34、35，所述套环在其间形成与滚动体8、8′的轮廓相适应的保持架兜孔32、33。在此，在两个轴承保持架6、7的套环34、35的指向外部轴承环3的上侧上分别成型有以相对所述外部轴承环3的内侧11倾斜的方式突出的卡锁凸耳36、37，就象从图1和图3中能够看到的那样，这些卡锁凸耳能够各自卡位到外部轴承环3中的楔形的环形槽27、28中，从而将轴承保持架6、7的位置固定在角接触球轴承1中。另外，从图5中能够看到，轴承保持架6、7中的所有保持架兜孔32、33的底部38、39被沿着周向附加地构造成轻微的蓬形，以便使构造成球形滚子的滚动体8、8′能够自动地适应接触角轴17、18由工作条件决定的摆动。在这里，所述蓬形底部38、39的斜角两侧大约为5度至10度，这样，球形滚子在它们的兜孔中就能够与大小在10度和20度之间的接触角摆动相适应，而在此不会导致所述球形滚子从它们的保持架兜孔32、33中滑脱。
附图标记列表
1角接触球轴承        20 14上的肩部
2外部轴承环          21 15上的肩部
3内部轴承环          22 16上的肩部
4列                  23自由空间轮廓
5列                  23′自由空间轮廓
64的轴承保持架       24支承轮廓
75的轴承保持架       24′支承轮廓
84的滚动体           25环形槽
8′5的滚动体         26环形槽
98的侧面             27 29的楔形面
9′8′的侧面         28 29的楔形面
108的侧面            29中间板
10′8′的侧面        30 6的保持架环
11 2的内侧           31 7的保持架环
12 3的外侧           32 6中的保持架兜孔
13 2中的滚道         33 7中的保持架兜孔
14 2中的滚道         34 6上的套环
15 3中的滚道         35 7上的套环
16 3中的滚道         36 34上的卡锁凸耳
17 4的接触角轴       37 35上的卡锁凸耳
18 5的接触角轴       38 32的底部
19 13上的肩部        39 33的底部

Claims (6)

1.向心滚子轴承，所述向心滚子轴承基本上由外部轴承环(2)和内部轴承环(3)以及多个在所述轴承环(2、3)之间以两列(4、5)并排布置且由两个轴承保持架(6、7)沿周向以彼此相等间距保持的滚动体(8、8′)组成，在所述滚动体中，至少一列(4或5)被构造为球形滚子，该球形滚子各自具有两个对称地从球形基体上削出且彼此平行的侧面(9、9′、10、10′)，其中，两列(4、5)所述滚动体(8、8′)在各自两个在所述外部轴承环(2)的内侧(11)与所述内部轴承环(3)的外侧(12)中加工出的相邻的槽型的滚道(13、14和15、16)中滚动，所述槽型的滚道的接触角轴(17、18)被互相调整成O形或X形，并且所述槽型的滚道在轴向单侧由各自一个肩部(19、20、21、22)界定，
其特征在于，
至少在所述构造成球形滚子的那列(4)滚动体(8)的布置于所述外部轴承环(2)和所述内部轴承环(3)中的滚道(13、15)上，分别在与所述滚道的肩部(19、21)相对置的轴向边缘部分的区域内成型有附加的自由空间轮廓与支承轮廓(23、24)，借助于所述自由空间轮廓与支承轮廓，所述球形滚子能够通过轴向地导入所述轴承环(2、3)之间的间隔并随后倾斜进入所述滚道(13、15)中而被装入所述向心滚子轴承中，
在外部轴承环(2)中分别布置有通入所述外部轴承环的滚道(13、14)中且横截面呈楔形的环形槽(25、26)，以作为附加的自由空间轮廓(23、23′)，所述环形槽用于实现必要的运动自由度，以便使所述球形滚子倾斜进入所述球形滚子的位于两个轴承环(2、3)的所述滚道(13、14和15、16)中的工作位置中；并且，
在所述内部轴承环(3)中布置有横截面呈楔形且分别以其楔形面(27、28)通入所述内部轴承环的滚道(15、16)中的中间板(29)，以作为附加的支承轮廓(24、24′)，所述中间板用于在使所述球形滚子倾斜进入所述球形滚子的工作位置中时实现在两个轴承环(2、3)的所述滚道(13、14和15、16)中摆动引导。
2.根据权利要求1所述的向心滚子轴承，其特征在于，所述向心滚子轴承构造成具有彼此调整成O形的接触角轴(17、18)的双列角接触球轴承(1)，其中，两列(4、5)所述滚动体(8、8′)被构造为球形滚子，并且所有在轴承环(2、3)中的滚道(13、14和15、16)在与所述滚道的肩部(19、20、21、22)相对置的边缘部分的区域构造附加的自由空间轮廓以及支承轮廓(23、23′、24、24′)。
3.根据权利要求2所述的向心滚子轴承，其特征在于，用于两列(4、5)滚动体(8、8′)的轴承保持架(6、7)分别构造成以塑料制成的套环卡式保持架，其中，在每一环绕的保持架环(30、31)上轴向单侧地成型有多个套环(34、35)，在所述套环之间形成与所述滚动体(8、8′)的轮廓相适应的保持架兜孔(32、33)。
4.根据权利要求3所述的向心滚子轴承，其特征在于，在两个轴承保持架(6、7)的所述套环(34、35)的指向所述外部轴承环(2)的上侧上分别成型有以相对所述外部轴承环(2)的所述内侧(11)倾斜的方式突出的卡锁凸耳(36、37)，所述卡锁凸耳能够各自卡位到所述外部轴承环(2)中的所述楔形的环形槽(25、26)中，从而将所述轴承保持架(6、7)位置固定在所述角接触球轴承(1)中。
5.根据权利要求3所述的向心滚子轴承，其特征在于，在所述轴承保持架(6、7)中的所有保持架兜孔(32、33)的底部(38、39)被沿着周向附加地构造成轻微的蓬形，以便使所述构造成球形滚子的滚动体(8、8′)自动地适应所述接触角轴(17、18)的由工作条件决定的摆动。
6.根据权利要求1所述的向心滚子轴承，其特征在于，所述向心滚子轴承是双列角接触球轴承(1)。
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