CN101910658B - 将轴承环固定在部件上或部件中的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助粘接将轴承环(1)固定在部件(2)上或之中的方法。为了改善在轴承环和部件之间的固定，本发明规定这些步骤：a)将所述胶粘剂(3)引入到所述轴承环(1)之上或之中或引入到所述部件(2)之上或之中，此时，所述胶粘剂(3)尚未具备粘接特性；b)将所述轴承环(1)和所述部件(2)相互接合到所期望的相对位置；c)激活所述胶粘剂(3)，使得所述粘胶剂达成所述轴承环(1)和所述部件(2)之间的粘接。

Description

将轴承环固定在部件上或部件中的方法

技术领域

本发明涉及一种用于借助粘接将轴承环固定在部件上或部件中的方法。

背景技术

在各种情况下，例如在使用长的支承轴时，在装配滚动轴承时轴承在待支承的部件上自由的可定位性和固定配合相当重要。当然，用于实现这种定位的经济上的费用也在其中扮演很重要的角色。

对这种固定而言，机械的解决方案是公开且常用的。在此，使用紧固套，它们通过圆锥配合建立起一种摩擦配合式连接。此外，已知偏心环，用它们可以建立起轴承和待支承部件之间的固定连接。通常也使用螺栓连接。在此，尤其使用相对于轴径向拧入到连接部件中的无头螺钉，以便将轴承固定在尤其是轴状的部件上。

此外，借助紧固套固定的缺点是，需要至少三个用于固定的部件。它们必须要有相对较高的精度，这带来相应的费用。除了制造和成本耗费外，多个部件也意味着制造公差的累积。根据实际尺寸的情况这些公差可能会不利地累积。

在装配紧固套时还存在另一个问题，即，套筒的横截面出于强度的原因必须选择得这样大，使得除了合并的紧固套(特殊套筒)外，必须选择下一个更大的轴承特性数，以便不会在另一侧上将轴承环削弱得太厉害。这一事实限制了结构间隙。与之相关地也存在这样的情况，即，无论如何也必须为密封元件设置(例如O型环)凹处，以便将密封元件置入其中，然而该凹处引发相应部件的削弱。

因此，例如从无头螺钉固定改变到紧固套固定也需要对安装空间进行调整。这在刚好需要较高工作精度的机器的功率(例如转速)提高时，意味着这种应用不再能设计得这样紧凑。

在使用紧固套时存在一个特殊的问题，即，在装配时通过推动仅难以限定轴承期望的位置。在实践中这意味着，必须重新取消挤压连接，以便能够进行新的定位；可选地必须采取设计措施，例如创造一种特别的装配装置。恰好固定轴承的定位不允许偏离给定位置，因为要不然轴相对于周围结构的位置可能会限制功能。

在使用螺栓连接和偏心环时产生这样的问题，即，通过这种可能的固定方案，可能出现轴承环翻倒至轴形部件。这导致运行停顿或运行精度减小。

此外存在这样的问题，即，所述固定方式视载荷而定可能不足以完全避免微量运动。通常在这种轴承的配合缝中可以观察到会导致相应的间接损伤的摩擦腐蚀。若这样强烈地张紧所述固定，可能会损坏固定件(尤其是无头螺钉)。

考虑到轴承环在部件上的固定强度，不利的是，轴向力的传递可能明显受限。首先在使用无头螺钉时由于太过强烈地拧紧螺钉，也会出现轴承环的变形，这导致不利的工作特性和夹紧。这必须由相应较大的轴承间隙补偿。然而，提高的轴承间隙又带来轴承中有不利的承载比率这样的缺点。否则，也适用通过装配来影响径向轴承间隙。视轴承的种类(例如尤其是在深沟球轴承中)，可能很难控制轴承间隙的减小量。这可导致轴承径向夹紧。这使得需要对装配进行耗费的监控或得到寿命缩短的轴承结构。

此外，不利的是，无头螺钉通过铲装到部件(轴)的材料中，亦即通过形状配合连接来达到其强度。由于这在所述轴上导致形成堆积，所以难以拆卸该轴承。

偏心环的特殊问题是，仅可通过两个环的相互扭转实现固定连接。然而，这意味着，在轴承旋转方向快速变换时出现配合缝的振动，并且可由此解开连接。

也已知设计一种用于将轴承固定在部件上或之中的粘接。这种解决方案例如已经在DE 2203664A1中已记载。所述胶粘剂在此在装入配合缝时直接引入待连接的部件之间。这种方法的缺点是，难以将胶粘剂引入装配线或该过程的可靠性-尤其考虑到待输送胶粘剂的量和接合部件的整洁-与装配时的情况或各装配工人有关。

此外，在前述的解决方案中存在这样的缺点，即，在手动引入胶粘剂时周围部件，例如密封件可能被胶粘剂浸润。因此可以不利地影响这类部件的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，改进一种借助粘接将轴承环固定在部件上或之中的方法来避免上述缺点。尤其以简单廉价的方式实现干净的、仅作用于所需位置并且建立起轴承环和部件之间的一种可靠连接的粘接。

用于解决该技术问题的本发明方法的特点在于，所述方法具有这些步骤：

a)将所述胶粘剂引入到所述轴承环之上或之中或引入到部件之上或之中，此时，胶粘剂尚未具备粘接特性；

b)将轴承环和部件接合到期所望的相对位置；

c)激活胶粘剂，使得所述粘胶剂达成所述轴承环和所述部件之间的粘接。

当前，粘接理解为在胶粘剂和轴承环或部件表面之间的附着。

因此，在胶粘剂的一种非粘接状态中进行部件之间的接合。只有在达到待连接的部件之间的精确的相对位置之后才“激活”胶粘剂，以便建立粘接。

可以通过喷注过程实现按上述步骤a)所述的胶粘剂的引入。在喷注胶粘剂之后，该胶粘剂发生凝固，并且随后使之再次保持一定的粘稠度，以便该胶粘剂不粘贴并因此可以有利地接合。之后激活胶粘剂并由此建立粘接。

可选地并且优选可规定，通过由胶粘剂组成的固体的装入来实现按上述步骤a)所述的粘胶剂的引入。在此，优选由此实现胶粘剂的引入，即

a’)在轴承环或部件中开设环形凹槽，例如通过车削出环槽形的凹槽，并接着

a”)将由胶粘剂组成的固体装入所述凹槽中。

由胶粘剂组成的固体在此优选具有空心圆柱的形状。该胶粘剂可以尤其有利地设计具有空心圆柱的形状并在一圆周位置处具有切口。所述切口可以在此沿空心圆柱形胶粘剂体的轴向延伸。

可以通过加热，尤其通过感应实现按上述步骤c)所述的胶粘剂的激活。

也可通过施加超声波进行胶粘剂的激活。

此外，本发明一种优选的实施形式规定，胶粘剂的激活通过输入与所述胶粘剂反应的第二胶粘剂成分实现。

胶粘剂的流动可在其激活之后沿轴向在轴承环和部件之间通过至少一个阻挡元件得到限制。作为阻挡元件可以考虑优选设计为O型环的至少一个密封圈。另一方面阻挡元件也可是一种定径环。该阻挡元件在此优选设置在轴承环或部件内的环槽中。

所述轴承环优选是滚动轴承的内圈，那么所述部件是轴。但是所述轴承环也同样可能是滚动轴承的外圈，所述部件是壳体。

已建议的方法的优点是，具有不同(材料)特性值的各种材料可以毫无问题地相互连接在一起。

此外，提高了运行的安全性，因为可避免轴承环和部件之间(尤其在轴承内圈和轴之间)的连接产生松脱。

轴承环相对部件的精度(倾斜位置)也通过粘接得到改善。

通过所建议的方案也可实现，以简单的方式就能改善结合的尺寸精度和表面质量，因为，可以更好地桥接消除制造公差。

胶粘剂优选作为半成品(尤其以套筒的形式)置入或注塑到轴承孔中。

根据对轴承精度的要求，校准引入穿孔中的粘胶剂或应用校准的垫圈也是有意义的。

附图说明

附图中示出本发明的各种实施方式。在附图中：

图1是用于支承轴的球轴承的径向截面，

图2是与图1相应的侧视图，

图3是按图1所示球轴承的放大视图，

图4是按图3所示球轴承的第一备选设计以及

图5是按图3所示球轴承的第二备选设计。

具体实施方式

在图1至3中可见由内圈1和外圈9组成的球轴承8，在内圈1和外圈9之间设有球体10形式的滚动体。通过轴承8支承一个轴形式的部件2。为此轴承内圈1与轴2相连接。未示出的是，轴承外圈9固定在一个未示出的壳体中。

为了在轴承内圈1和轴2之间形成固定连接，设置一种粘接。待使用的胶粘剂3在该实施形式中具有特别的设计。亦即使用一种在典型的环境温度中(0摄氏度到50摄氏度之间)具有固态粘稠度的胶粘剂(详细内容和举例进一步在下面说明)。由胶粘剂制造一种在通常环境温度中具有机械稳定性的部件。

在本实施形式中将胶粘剂3制造成带有薄壁的空心圆柱形部件。在一个圆周位置处(参见图2)该套筒形部件具有一个切口5。

轴承内圈1在面朝所述轴2的表面上具有一个车削环形槽(最好参考图3)，它的深度等于或略小于空心圆柱形胶粘剂3部件的厚度。用于胶粘剂部件的槽也可以设计得更深，这样有利于使用具有体积膨胀特性(添加发酵膨胀剂)的胶粘剂。由此填满狭窄的缝隙。

据此也可以将由胶粘剂3构成的空心圆柱形部件推入凹槽4中。胶粘剂3由于切口5而按照卡接的形式被置入凹槽4中。

该胶粘剂在典型的环境温度中不仅具有固态粘稠度，而且不具有粘接特性。据此轴承环1以及因而整个轴承8在胶粘剂3装入轴2上的凹槽4之后毫无困难地推移到部件1和2相连接的所需位置。这也在与胶粘剂邻接的边界区域内没有造成任何污染的情况下进行，因为该胶粘剂尚没有粘合作用。

若到达期望的或所需的、在轴承环1和轴2之间的相对位置，胶粘剂3就被激活，亦即，转至该胶粘剂发挥粘合作用的状态。结果建立了轴承环1和轴2之间永久的间接。在此也在狭窄的配合缝或间隙的相邻区域内发挥该粘合作用。

根据所选的胶粘剂进行激活。在热溶化的胶粘剂中(参见下文)可以通过加热作用，尤其通过感应实现激活。

可选地也可规定施加超声波，来发挥胶粘剂3的粘合特性。

另一可选的方案是将第二种成分添加至胶粘剂3，使得由于引起的化学反应而建立起部件1和2之间的粘接。

在图4和图5中可见按图1至3的解决方案的扩展设计。

在图4中通过两个O型环形式的密封圈6密封在内圈1的内部表面和轴2的外部表面之间的接合区域。

在根据图5的实施方案中，使用具有相应支承作用的两个定径环7。

对于待使用的胶粘剂应该注意以下几点：

首先可以使用易熔融的胶粘剂(也称作“热熔胶(Hotmelts)”)。该易熔的胶粘剂在室温下为固体，这对本发明而言十分有利。它能够通过溶化进行加工，亦即，它在加热时发挥其粘合作用。因而在此通过温度进行激活。热的胶粘剂达成粘附结合。紧接着进行胶粘剂的冷却和凝固，使得连接牢固。这能够以有利的方式实现快速装配。

可以用固态的热熔性胶粘剂简便地制成一个套筒，然后将其置入一个轴承圈支承面中的一个凹槽(车槽)内。

也可以使用接触式胶粘剂。

此外可以使用化学硬化的胶粘剂。在这种也称作反应胶粘剂的胶粘剂中，将用于胶粘剂的、各化学组成成分以合适的比例引入粘接缝。之后通过各组成成分彼此间的化学反应实现硬化加固。根据本发明，优选使用，然而不仅仅只使用，两种(或多种)成分的系统。在这些系统中胶粘剂由各个单独的成分，亦即A成分和B成分或粘结剂(也称为树脂)和硬化剂组成，它们在应用之前以合适的比例接触。通过相互接触，事先单独存在的各成分之间开始化学反应而形成胶粘剂聚合物。

此外可以考虑无氧硬化的胶粘剂。该胶粘剂作为单组分系统使用。所使用的(改性的)丙烯酸酯单体根据与甲基丙烯酸甲酯类似的自由基链机理发生硬化。在此特别的是，当胶粘剂在狭窄的金属粘接缝中与周围空气隔绝时，硬化反应仅在排除氧气的情况下，也就是无氧地，并且在金属离子出现时才开始。因此只有金属材料才能被粘结，这对本发明是有利的，因为硬化需要游离的金属离子作为反应物。

其它优选的、在本发明中可以有利使用的胶粘剂是辐射硬化的胶粘剂。在这些作为单组分系统使用的胶粘剂中，通过自由基聚合硬化成固体聚合物，其中，通过紫外线(或其它照射源，例如电子射线)的照射引起起始自由基的形成。紫外线的波长必须在此正好与使用的胶粘剂系统协调。硬化通过紫外线的照射进行。

在此可能有多个变型方案：

首先已知紫外线-丙烯酸酯。在液态中自由基交联的紫外线胶粘剂主要由单体和光引发剂组成。在这种状态中胶粘剂很容易配用(dosieren)。通过紫外线照射作用，光引发剂分裂成自由基。这些自由基引起聚合物链的形成。在硬化状态中，紫外线胶粘剂由交联的聚合物链构成。

此外，阳离子环氧树脂(环氧树脂-胶粘剂)可用于粘合不透明的基质，这在该实施方式中是有利的。与自由基硬化的丙烯酸酯胶粘剂不同，阳离子硬化的胶粘剂系统可以在使用紫外线充分活化之后在黑暗中继续硬化。阳离子环氧树脂同样可以应用在可被紫外线透射的部件中，就如应用在不可被紫外线透射的材料中那样。在后一情形中，所述胶粘剂必须在配用之后，然而在通过紫外光束接合之前被活化。活化后的胶粘剂具有有限的接合部件的开放时间。

反之，通过两个以上硬化机理得到的双组分(dual)硬化产物适用于应用在没有任何照射源可进入的真正的阴暗区域。在阴暗区域的硬化要么在气密的情况下在有金属存在时通过空气湿度实现，要么通过供热实现。

在酚醛树脂胶粘剂中，基本结构单元是酚(或酚衍生物)和甲醛，它们缩聚为聚合物。在粘接技术中，使用由还没有进行高分子聚合的酚醛树脂和甲醛供体构成的混合物。这种混合物作为溶液或粉末引入粘接缝中，并且通过将温度提升到大约160至180℃来继续进行几乎中断的缩聚反应。由此得到的胶粘剂具有良好的耐热性能，因此，该系统可以尤其用在受热的金属粘接中。

附图标记清单

1 轴承环(内圈)

2 部件(轴，壳体)

3 胶粘剂

4 凹槽

5 切口

6，7 阻挡元件

6 密封圈(O型环)

7 定径环

8 轴承(滚动轴承，球轴承)

9 轴承环(外圈)

10 滚动体(球体)

Claims (13)

1.一种用于借助粘接将轴承环(1)固定在部件(2)之上或之中的方法，其特征在于，所述方法具有这些步骤：

a)将胶粘剂(3)引入到所述轴承环(1)之上或之中或引入到所述部件(2)之上或之中，此时，所述胶粘剂(3)尚未具备粘接特性；该步骤包括下列分步骤：

a′)在所述轴承环(1)或所述部件(2)中开设环形凹槽(4)；

a″)将由所述胶粘剂(3)组成的固体装入所述环形凹槽(4)中，其中，所述由胶粘剂(3)组成的固体具有空心圆柱形的结构，该具有空心圆柱形结构的胶粘剂(3)在一圆周位置处具有一切口(5)，在此，所述胶粘剂(3)按照卡接的形式被置入所述环形凹槽(4)中；

b)将所述轴承环(1)和所述部件(2)接合到所期望的相对位置；

c)激活所述胶粘剂(3)，使得所述胶粘剂达成所述轴承环(1)和所述部件(2)之间的粘接。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过加热实现所述的胶粘剂(3)的激活。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热通过感应实现。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过施加超声波实现所述的胶粘剂(3)的激活。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，通过输送与所述胶粘剂(3)反应的第二胶粘剂成分实现所述的胶粘剂(3)的激活。

6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述胶粘剂(3)的流动在其激活之后沿轴向在轴承环(1)和部件(2)之间通过至少一个阻挡元件(6，7)受到限制。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，使用至少一个密封圈(6)作为所述阻挡元件(6，7)。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，所述密封圈(6)是O型环。

9.按权利要求6所述的方法，其特征在于，使用至少一个定径环(7)作为所述阻挡元件(6，7)。

10.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阻挡元件(6，7)设置在所述轴承环(1)或所述部件(2)内的环槽中。

11.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述轴承环(1)是滚动轴承的内圈，所述部件(2)是轴。

12.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述轴承环(1)是滚动轴承的外圈，所述部件(2)是壳体。

13.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述切口(5)沿所述空心圆柱形胶粘剂的轴向延伸。

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