CN102084145A - 球形滚子轴承以及用于装配这种球形滚子轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球形滚子轴承及其装配方法，该球形滚子轴承(1)由外轴承圈(2)和内轴承圈(3)以及大量设置在这些轴承圈(2、3)之间的球形滚子(4)组成，这些球形滚子通过轴承保持架(7)以彼此相同的距离得到保持。为此，球形滚子(4)的宽度(bK)约为其球形基本形状的直径(dK)的70％，并利用其滚动面(8)在两个槽形滚道(11、12)内滚动，滚道的深度(tLA、tLI)小于外轴承圈(2)与内轴承圈(3)之间的距离(aL)。依据本发明，轴承保持架(7)的保持架兜孔(13)各自具有球形滚子(4)的沿着周向和垂直于周向地设置的截面轮廓的总轮廓。用于装配该球形滚子轴承(1)的方法为在内轴承圈与外轴承圈(3、2)以及球形滚子(4)之间的交叉-倾斜-回转装配。

Description

球形滚子轴承以及用于装配这种球形滚子轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的球形滚子轴承以及一种用于装配这种球形滚子轴承的方法，该球形滚子轴承例如可以特别具有优点地作为用于机动车换挡变速器(Kfz-Schaltgetriebe)的传动轴和从动轴的固定轴承使用。
背景技术
在滚动轴承技术中，普遍公知的是，深沟球轴承是刚性的、不可拆开的径向滚动轴承，其通过比较高的径向和轴向负荷能力而著称并且由于其低摩擦而具有所有轴承类型的最高的转速极限。这种深沟球轴承基本上由外轴承圈和内轴承圈以及一定数量设置在轴承圈之间作为滚动体的滚球(Kugel)组成，这些滚球在外轴承圈的内侧和内轴承圈的外侧中加工出的槽形滚球滚道上滚动并且通过轴承保持架彼此以相同的距离被引导。对深沟球轴承填充滚球在此方面通过利用DE 168499公知的偏心装配法进行，其中两个轴承圈彼此偏心地设置并且用滚球来填充轴承圈之间由此产生的镰刀形自由空间。
但实践证明，这种类型的深沟球轴承由于最大可装入的滚球数量低或最大填充度低约为60％而在轴承的负荷能力方面却受到了限制。过去因此提出了大量的解决方案，例如像依据DE 151 483在外轴承圈和内轴承圈的对置挡边内设置的不封闭的填充口，或者依据DE 24 07477 A1类似构成的可封闭的填充口，利用这些填充口，通过提高滚球的数量应该达到提高填充度并因此提高深沟球轴承负荷能力的目的。但这种填充口无论是在不封闭的还是封闭的实施形式中的缺点是，由于其楔形地通入到滚球的滚道中或者由于毛边而会导致滚动体“停挂”在或者夹在该填充口上，从而这种解决方案实践中可能行不通。
此外，DE 43 34 195 A1公开了提高径向滚动轴承上滚动体数量的另一种可能性。但在这种本身作为单列深沟球轴承构成的径向滚动轴承中，滚动体却不是通过滚球，而是通过所谓的球形滚子形成，这些球形滚子利用两个对称地由球形基本形状削平而成的以及彼此平行地设置的侧面构成。这种球形滚子在其侧面之间的宽度在此方面小于外轴承圈的内侧与内轴承圈的外侧之间的距离地构成，从而用球形滚子填充轴承可以在所谓的轴向装配法中进行，其中球形滚子可以似乎平放地轴向通过内轴承圈与外轴承圈之间的距离插入到轴承内。如果球形滚子的中心然后处于滚动体滚道轴线的高度上，那么滚球盘转动90°，从而它们可以利用其球形滚动面在滚动体滚道内滚动。
尽管这些专门构成的球形滚子可以轴向装入到轴承内和径向滚动轴承可以由此填满高数量的滚动体，但这种径向滚动轴承在所追求的提高轴承的负荷能力方面却充其量只是一种折衷。这一点基于如下事实，即，球形滚子由于其可以轴向导入轴承内而在其侧面之间只能具有相应小的宽度地构成，以便可以毫无问题地通过内轴承圈与外轴承圈之间的距离导入到轴承内。轴承圈内的滚动体滚道同样只能相对扁平和狭长地构成，以便可以使滚动体转动到其工作姿态上，而在该工作姿态中在整个轴承内不产生过高的径向间隙。但相对当狭长的球形滚子和扁平的滚动体滚道却使球形滚子与其滚动体滚道的接触面相对小，从而这种径向轴承无论是轴向还是径向的负荷能力均又有所下降并且增加滚动体数量的原本优点几乎被抵偿。
为了避免这些缺点，因此通过DE 10 2005 014 556 A1提出，将球形滚子在其侧面之间的宽度扩大到其球形基本形状直径的至少70％并且轴承圈内的槽形滚道采用球形滚子的球形基本形状直径的约19％的深度和约75％的宽度地构成，这是因为由此球形滚子与其滚道的总接触面达到球形滚子的球形基本形状的圆周的约45％，这些球形滚子在轴承圈内相对于其滚道还具有传统深沟球轴承的滚球。但因为内轴承圈的外侧与外轴承圈的内侧之间的距离由此降低到球形滚子的球形基本形状直径的约60％并因此小于球形滚子的宽度，所以将球形滚子装入到径向滚动轴承内重新通过偏心装配法来实现，在该偏心装配法中，球形滚子利用其侧面彼此相互贴靠地放入到两个彼此偏心地设置的轴承圈之间的自由空间内，横向地放入到滚道内，随后将内轴承圈送入到与外轴承圈同中心的位置内并且最后将球形滚子以彼此均匀的距离分布在其滚道的分度圆上并以90°回转。球形滚子的削平而成的侧面在此方面可以实现的是，也可以采用偏心装配法将与单列深沟球轴承相比增加的数量的滚动体，以约73％的填充度填充到球形滚子轴承内。
利用这样构成的球形滚子轴承虽然实现了：球形滚子可以类似于深沟球轴承的滚球那样在轴承圈内与其滚道具有很大的接触面并且球形滚子轴承可以装备比传统的单列深沟球轴承更高数量的滚动体或更高的填充度，但由于偏心装配法必定造成在滚动体的数量方面与轴向装配法中可能实现的更高的滚动体数量相比受到削减。因此，与传统的深沟球轴承相比，虽然球形滚子轴承的轴向结构空间和重量有所减少并且其轴向负荷能力有所提高，但对球形滚子轴承的径向负荷能力的提高却比较少。
发明内容
从所公开的现有技术的解决方案的所述缺点出发，本发明的目的因此在于，设计一种球形滚子轴承，其在与可比较的深沟球轴承类似的滚道尺寸情况下可以采用明显更高数量的球形滚子来填充，并且由此主要以更高的径向负荷能力和增加的使用寿命而著称。
依据本发明，该目的在一种具有权利要求1前序部分所述特征的球形滚子轴承中一方面通过如下方式得以实现，即，球形滚子轴承的轴承保持架作为窗式保持架构成，其单个保持架兜孔各自具有球形滚子的沿着周向和垂直于周向设置的截面轮廓的一体化总轮廓并且以如下方式彼此相距开地设置，即，使填入的球形滚子在其分度圆上的距离的总和小于单个球形滚子的球形基本形状的直径。
本发明因此基于如下认识，即，采用这样构成的轴承保持架能够以简单和成本低廉的方式为如下方面提供前提条件，即，可以将具有像可比较的深沟球轴承那样类似的滚道尺寸的球形滚子轴承以明显更高数量的球形滚子来填充，并且由此主要具有更高的径向负荷能力和明显增加的使用寿命地构成。
依据本发明的球形滚子轴承的优选构造形式和具有优点的改进形式在从属权利要求中予以说明。
据此，依据权利要求2，两个轴承圈内槽形滚道的深度相等并且约为球形滚子的球形基本形状直径的17％至25％。具有这种槽深度的滚道的构成形式在此方面与在传统深沟球轴承中得到证明的经验值相符并且保证了：取决于径向轴承间隙(Radiallagerluft)，球形滚子即使在轴承偏离中间姿态的所允许的倾斜姿态仍具有与其滚道的很高的密切度，并且轴承因此保持有满负荷能力。
作为对依据权利要求2构成形式来说可供选择地，通过按权利要求3提出，两个轴承圈内槽形滚道的深度不同并且在外轴承圈内约为球形滚子的球形基本形状的直径的17％以及在内轴承圈内为球形滚子的球形基本形状的直径的直至30％。具有这种槽深度的滚道的构成形式同样保证了球形滚子与其滚道的很高的密切度，但正如下面还要介绍的那样，事实证明首先是在球形滚子轴承便于装配方面特别具有优点。
此外，依据权利要求4和5，在依据本发明的球形滚子轴承中，轴承保持架的保持架兜孔沿周向设置的截面轮廓相应于设置在球形滚子的横轴线上面的剖平面形状，而保持架兜孔的垂直于周向设置的截面轮廓具有直接设置在球形滚子的横轴线上的剖平面形状并且因此更长地构成。通过保持架兜孔的这种特有的总轮廓才完全可以按照后面介绍的方法来装配球形滚子轴承，其中，保持架兜孔垂直于周向设置的截面轮廓在轴承装配之后无助于滚动体引导。
按照权利要求6所述的是依据本发明的球形滚子轴承的另一特征，轴承保持架首先具有U形的型廓截面，其侧向的型廓臂被设置为保持架挡边，用于避免球形滚子横向摆动。依据权利要求7，保持架挡边在此方面具有如下这种长度，即，其端棱(Endkante)在以结束轴承装配的方式向球形滚子卷边后大致设置在球形滚子轴承的分度圆的高度上，但不与球形滚子接触。因此通过保持架挡边形成的对球形滚子的轴向引导在此方面之所以事实证明具有优点，是因为球形滚子在更高的转速和均匀的负荷的情况下由于出现陀螺效应，尽管没有锯齿运动依然稳定地在其滚道内运行且无需通过轴承保持架进行轴向引导，但在轴承启动时或在轴承转速低于允许的最低转速时或者在尤其是轴承的无负荷区内突然有很高的加速度的情况下具有所谓的摆动效应(Taumeleffekt)，其中球形滚子易于在其滚道内垂直于运行方向波浪形地滚动。同时，保持架挡边的这种构成形式允许球形滚子在其滚道内部高达±25°的自动压力角调整，从而球形滚子轴承在限定的极限内也可以承受相当高的轴向负荷。
作为依据本发明构成的球形滚子轴承的具有优点的构造形式，此外通过权利要求8还提出，轴承保持架以非切削的方式由带材(Blechband)制造，首先通过成型而使保持架挡边的型廓形成(anprofilieren)到该带材上。然后通过冲制使单个保持架兜孔加入到成型的带材上，并且随后将带材定尺剪切成具有轴承保持架的圆周尺寸长度的单个板条。然后将单个板条卷曲成圈并且最后将其两个圈末端相互焊接。这种制造方式例如由针式轴套加工(Nadelhülsenfertigung)公知并且由于低廉的制造成本也特别适用于加工依据本发明的球形滚子轴承的轴承保持架。
依据权利要求9，依据本发明构成的球形滚子轴承最后还通过如下方式而著称，即，在已装配状态下具有约85％至95％的滚动体填充度。以按照DIN/ISO 6207的深沟球轴承为例，其可以填充最多9个轴承球并因此具有约60％的填充度，这意味着，结构相同地构成的依据本发明的球形滚子轴承与此相对可以填充14个球形滚子。由此将其负荷能力提高到结构相同的深沟球轴承的约1.4倍，从而其使用寿命从结构相同的深沟球轴承100％的使用寿命出发约为180％至240％。由此可见，依据本发明的球形滚子轴承与现有技术中所公开的球形滚子轴承相比的决定性优点在于，尽管轴承圈内的滚道很深地构成，从而通过这些滚道保证了球形滚子轴承的较高轴向负荷能力，并且尽管轴承圈之间的距离由此小于球形滚子的宽度，但仍具有迄今为止只能以轴向装配法装配的球形滚子轴承才能达到的填充度，在这些球形滚子轴承中，球形滚子明显更窄地构成以及在明显更扁平的滚道上滚动，并且在这些球形滚子轴承中，轴承圈之间的距离大于球形滚子的宽度。
在一种具有权利要求1前序部分所述特征的球形滚子轴承中，本发明的目的另一方面也通过按权利要求10所述用于装配球形滚子轴承的方法得以实现，该方法作为交叉-倾斜-回转装配
Figure BPA00001234164700061
在内轴承圈、轴承保持架和球形滚子以及外轴承圈之间构成。
按照这种方法，轴承装配在第一装配步骤中首先以如下方式开始，即，将球形滚子轴承的内轴承圈和轴承保持架在至少近似共同的平面上设置在同中心的位置上，并且在第二装配步骤中，将球形滚子以相对于其工作姿态扭转90°的姿态穿过轴承保持架的保持架兜孔插入到内轴承圈的滚道内。按照权利要求13，这种将球形滚子插入到内轴承圈的滚道内在此方面仅穿过保持架兜孔垂直于周向地设置的截面轮廓进行，该保持架兜孔仅为此目的而加入到轴承保持架中。
此后，在第三装配步骤中，球形滚子在其保持架兜孔的内部围绕其横轴线通过如下方式以90°回转到平放姿态，即，使其侧面平行于轴承纵轴线地设置或其侧面之一直接处于内轴承圈的滚道内。依据权利要求14，在此方面横轴线，球形滚子围绕该横轴线回转，设置在轴承保持架底面的平面的之下，从而后面平放并且现在还是填满保持架兜孔的沿周向设置的截面轮廓的球形滚子的指向外部的侧面以对其他方法来说具有优点的方式仅略微高于轴承保持架的上侧地设置。
在将球形滚子回转到所介绍的平放姿态之后，然后作为第四装配步骤，使外轴承圈与带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈在轴承圈的至少近似扭转90°的姿态彼此交错地接合，以及作为第五装配步骤，外轴承圈与带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈围绕其共同的轴承横轴线相对于彼此回转，直至两个轴承圈彼此同轴地设置。
在具有外轴承圈和内轴承圈内滚道的相同槽深度的球形滚子轴承中，依据权利要求11的这些方法步骤在具体实施形式中以如下方式进行，即，首先将外轴承圈以垂直姿态固定在辅助装置中并且然后将内轴承圈与轴承保持架和球形滚子一起以水平姿态装入到外轴承圈内。这意味着，带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈以与外轴承圈交叉的姿态被直线地推入到外轴承圈内，其中，依据权利要求15首先仅两个直径上对置的球形滚子与外轴承圈的滚道接触。在准备使外轴承圈与内轴承圈进行彼此回转中，然后将布置在外轴承圈一侧和另一侧的球形滚子以如下方式进行相反的倾翻，即，使这些球形滚子在内轴承圈的滚道内部相对于内轴承圈的侧面之一调整到倾斜姿态。在轴承圈相对于彼此的所介绍的姿态，这一点意味着，球形滚子向着内轴承圈的左侧面或右侧面倾斜地进行调整，其中，依据权利要求16，倾翻的球形滚子在其下沉的侧上然后大致设置在轴承保持架上侧的平面上。然后，内轴承圈与轴承保持架和球形滚子一起向外轴承圈进行回转，其中，内轴承圈的侧面各自沿回转方向地向前设置，朝向这些侧面地调整球形滚子。在带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈最终沉入到外轴承圈内之前，内轴承圈相对于外轴承圈还产生少量的径向偏移，以便使内轴承圈的与偏移方向相反的部分与轴承保持架和球形滚子一起向内回转到外轴承圈内变得容易。这种径向偏移在此方面依据权利要求17通过在内轴承圈尚处于外轴承圈外面的部分的方向上，即优选向上略微抬起内轴承圈来实现，以便使内轴承圈的下部向内回转到外轴承圈内。为了使内轴承圈的剩余部分也可以与轴承保持架和球形滚子一起向内回转到外轴承圈内，然后内轴承圈的已经向内回转的部分下沉到外轴承圈内，从而也使这种装配步骤变得容易。内轴承圈的已经向内回转的部分在此方面按照权利要求18以与内轴承圈尚未处于最终姿态的部分的方向相反的方式，即优选向下地下沉到外轴承圈内，以便最后也将内轴承圈的上部向内回转到外轴承圈内。
但在轴承圈内的槽深度不同或外轴承圈内的滚道槽深度较小而内轴承圈内的滚道槽深度较大的球形滚子轴承中，依据权利要求12的方法步骤4和5可以明显更加简单地以如下方式进行，即，首先将带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈以水平姿态固定在辅助装置内并且然后将外轴承圈以垂直姿态推移到内轴承圈上。与上述方案中相同，也在这种情况下依据权利要求15首先仅两个直径上对置的球形滚子与外轴承圈的滚道接触。然后同样将设置在外轴承圈一侧和另一侧的球形滚子以如下方式相反地倾翻，即，使这些球形滚子在内轴承圈的滚道内部相对于内轴承圈的侧面之一调整到倾斜姿态。但在轴承圈相对于彼此的姿态的这种方案中，这一点意味着，朝向内轴承圈的上侧面或下侧面倾斜地调整球形滚子，其中，依据权利要求16，倾翻的球形滚子在其下沉的侧上然后重新大致设置在轴承保持架上侧的平面上。然后，外轴承圈相对于带有轴承保持架和球形滚子的内轴承圈沿所倾翻的球形滚子的下沉的侧的方向回转，其中，轴承圈内滚道的不同槽深度允许的是，这种回转可以在轴承圈之间在此期间没有径向偏移和球形滚子没有夹在内轴承圈滚道内的情况下，在连续的工作步骤中实施。
与方法步骤4和5各自的实施形式无关，然后在第六装配步骤中，使已经装配的但在其滚道内仍具有平放地设置的球形滚子的球形滚子轴承的外轴承圈或内轴承圈或许两个轴承圈进行转动运动或以如下这种转速加速，即，使球形滚子通过自转并通过离心力自行定向于在轴承圈的滚道内部的这些球形滚子工作姿态。这样之所以可行，是因为依据权利要求19在外轴承圈进行转动运动时，球形滚子利用其滚动面的边缘区域与其轴承圈的滚道的边缘区域保持接触，并且因此通过与轴承圈的摩擦接触连同地加速。球形滚子所产生的定向效果的结束在此方面可以通过球形滚子轴承出现的平稳运行而看出。
作为最后的第七装配步骤，然后还将轴承保持架的保持架挡边沿球形滚子的侧面方向翻边，以便因此产生用于在确定的运行状态下避免已经介绍的横向摆动的对球形滚子的轴向引导，以及产生根据应用情况需要的或不需要的对球形滚子轴承进行的可选的涂油润滑(Befetten)和/或密封。
附图说明
下面借助附图对依据本发明构成的球形滚子轴承以及依据本发明用于装配这种球形滚子轴承的方法的优选实施方式进行详细说明。其中：
图1示出依据本发明构成的球形滚子轴承第一实施方式俯视图的放大三维图；
图2示出按照图1的依据本发明构成的球形滚子轴承第一实施方式的三维截面图；
图3示出按照图2的依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式的截面图上半部分的放大图；
图4示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式的截面图上半部分的放大图；
图5示出依据本发明构成的球形滚子轴承的按照图3和4实施方式的轴承保持架的三维总图；
图6示出依据本发明构成的球形滚子轴承的按照图3和4实施方式的轴承保持架的保持架兜孔放大图；
图7示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第一方法步骤之后的三维图和剖面图；
图8示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第二方法步骤之后的三维图和剖面图；
图9示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第三方法步骤之后的三维图和剖面图；
图10示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第四方法步骤的第一方案之后的三维图和剖面图；
图11示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第四方法步骤的第一方案的第一中间步骤之后的三维图和剖面图；
图12示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第五方法步骤的第一方案的第一中间步骤之后的三维图和剖面图；
图13示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第六方法步骤之前的三维图和剖面图；
图14示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在其装配的第四方法步骤的第二方案的两个第一准备步骤之后的三维图；
图15示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在实施其装配的第四方法步骤的第二方案之前的三维图；
图16示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在实施其装配的第四方法步骤的第二方案之后的三维图；
图17示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在实施其装配的第五方法步骤的第二方案期间的三维图；
图18示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在实施其装配的第五方法步骤的第二方案之后的三维图；
图19示出依据本发明的球形滚子轴承第二实施方式在其装配的第六方法步骤之前的三维图；
图20示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第六方法步骤之后的三维图和剖面图；
图21示出依据本发明的球形滚子轴承第一实施方式在其装配的第七和最后方法步骤之后的三维图和剖面图。
具体实施方式
图1和2示出单列球形滚子轴承1的两个不同视图，该球形滚子轴承基本上由外轴承圈2和内轴承圈3以及大量以一列的方式设置在这些轴承圈2、3之间的球形滚子4组成，这些球形滚子各自具有两个对称地由球形基本形状削平而成的、彼此平行地设置的侧面5、6并通过轴承保持架7在周向上以相同的距离彼此保持住。通过图3和4在此方面可以看出，这些球形滚子4在其侧面5、6之间具有其球形基本形状的直径dK的约70％的宽度bK并利用其滚动面8在两个加入到外轴承圈2的内侧9中和内轴承圈3的外侧10中的槽形滚道11、12内滚动，滚道的深度tLA、tLI以如下方式设定，即，使外轴承圈2的内侧9与内轴承圈3的外侧10之间的距离aL小于球形滚子4的宽度bK。
所示球形滚子轴承1的主要新颖之处在于，其图5中再次单独示出的轴承保持架7作为窗式保持架构成，其单个的保持架兜孔13如在图6中通过辅助虚线示出的那样各自具有球形滚子4的沿着周向和垂直于周向设置的截面轮廓14、15的一体化总轮廓并且彼此相间隔地设置，使得填入的球形滚子4在其分度圆上的距离的总和小于单个球形滚子4的球形基本形状的直径dK。此外，依据本发明的球形滚子轴承1通过如下方式而著称，即，两个轴承圈2、3内的槽形滚道11、12的深度tLA、tLI要么如图3所示的那样相等并且约为球形滚子4的球形基本形状直径dK的17％至25％，要么如图4所示的那样不同并且在外轴承圈2内约为球形滚子4的球形基本形状直径dK的17％以及在内轴承圈3内为球形滚子4的球形基本形状直径dK的直至30％。即使在球形滚子轴承1从中间姿态进行允许的倾斜时，滚道11、12槽深度的两种实施方式仍能实现球形滚子4对于其滚道11、12的较高密切度，但正如下面还要介绍的那样，可以不同地实施用于装配球形滚子轴承1的方法。
此外，从图5和6可以看出，轴承保持架7的保持架兜孔13的沿着周向设置的截面轮廓14各自具有在球形滚子4的横轴线AKQ上方设置的切割平面的形状，而保持架兜孔13的垂直于周向设置的截面轮廓15则稍长地构成并且各自相应于直接设置在球形滚子4横轴线AKQ上的切割平面的形状。保持架兜孔13垂直于周向地设置的截面轮廓15在此方面对实施下面介绍的装配方法至关重要，并且在轴承装配后不像保持架兜孔13沿周向设置的截面轮廓14那样有助于引导滚动体。
同样从图5和6可以看出，轴承保持架7首先如图所示具有U形的型廓截面，其侧向的型廓臂设置为保持架挡边16、17，用于避免球形滚子4横向摆动。在此，这些保持架挡边16、17具有如下这种长度，即，其以结束轴承装配的方式向球形滚子4卷边后具有图3和4所示的形状，在该形状中，其端棱大致设置在球形滚子轴承1的分度圆的高度上。用于这种轴承保持架7的原始材料在此方面是带材，由该带材通过形成保持架挡边16、17的型廓、冲制保持架兜孔13、根据轴承保持架7的圆周尺寸进行定尺剪切以及卷曲成圈和焊接圈末端来以非切削的方式制造轴承保持架7。在此方面，轴承保持架7的以其特殊形状彼此相距开地设置的保持架兜孔13可以实现的是，使所装配的球形滚子轴承1，与结构相同的深沟球轴承或者其他公知的球形滚子轴承相反，具有约85％至95％的滚动体填充度，从而其径向负荷能力高出数倍并且其使用寿命从针对结构相同的深沟球轴承100％的使用寿命出发约为180％至240％。
此外，图7至21图解式地示出用于装配依据本发明构成的球形滚子轴承1的方法的与图3和4所示球形滚子轴承1的实施方式相适应的两种实施方式。该方法作为所谓的交叉-倾斜-回转装配构成，其中轴承圈2、3在此期间以彼此交叉的姿态利用处于倾斜姿态的球形滚子4以及轴承保持架7交错地回转。
按照该方法，轴承装配与其图3或者4所示的实施方式无关，在图7中以图3所示实施方式为例示出的第一装配步骤中首先由如下方式开始，即，将球形滚子轴承1的内轴承圈3和轴承保持架7在至少近似共同的平面上彼此设置在同中心的位置上。
然后，在图8所示的第二装配步骤中，将球形滚子4以相对于其工作姿态扭转90°的姿态穿过轴承保持架7的保持架兜孔13插入到内轴承圈3的滚道12内，其中，球形滚子4的这种插入清楚可见地仅穿过保持架兜孔13的垂直于周向地设置的截面轮廓15进行。
随后，在通过图9示出的第三装配步骤中，球形滚子4在保持架兜孔13的内部围绕其横轴线AKQ通过如下方式以90°回转到平放姿态，即，使其侧面5、6平行于轴承纵轴线ALL地设置或者其一个侧面5或6直接处于内轴承圈3的滚道12内，其中，球形滚子4的横轴线AKQ清楚可见地各自设置在轴承保持架7底面的平面之下。
在球形滚子4回转到其平放姿态后，然后作为第四装配步骤，使外轴承圈2与带有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3以轴承圈2、3至少近似扭转或交叉90°的姿态彼此交错接合。在该方法步骤的专门适用于图3的球形滚子轴承1第一实施方式的第一方案中，为此首先作为第一准备步骤，将外轴承圈2如图10所示地以垂直姿态固定在未详细示出的辅助装置内以及将内轴承圈3与轴承保持架7和球形滚子4一起通过运动箭头所示地以水平姿态装入到外轴承圈2内。通过图10中所属的剖面图在此可以看出，在此方面首先仅两个直径上对置的球形滚子4与外轴承圈2的滚道11接触。
作为第四装配步骤第一方案的第二准备步骤，然后将设置在外轴承圈2一侧和另一侧的球形滚子4以如下方式进行按图11所示的倾翻，即，使这些球形滚子在内轴承圈3的滚道12内部各自与内轴承圈3的侧面18、19之一相反地调整到倾斜姿态，并且然后在其下沉的侧上大致设置在轴承保持架7上侧的平面上。可以清楚看出，在此方面，使球形滚子4在内轴承圈3的设置在外轴承圈2左侧的半部分上朝向内轴承圈3的下侧面18倾斜地进行调整，而在内轴承圈3设置在外轴承圈2右侧的半部分上朝向内轴承圈3的上侧面19倾斜地进行调整。
作为方法步骤五，随后，外轴承圈2与带有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3围绕其共同的轴承横轴线ALQ相对于彼此回转，直至两个轴承圈2、3彼此同轴地设置。在该方法步骤的专门适用于图3的球形滚子轴承1的第一实施方式的方案中，该方法步骤通过内轴承圈3与轴承保持架7及球形滚子4一起围绕其共同的轴承横轴线ALQ向外轴承圈2进行图12中所示的回转来实现，其中，内轴承圈3的侧面18、19各自指向回转方向，朝向这些侧面地调整球形滚子4。然后，内轴承圈3相对于外轴承圈2的在图中通过运动箭头所示的少量径向偏移通过抬起内轴承圈3来产生，以便使内轴承圈3的与偏移方向相反的下部与轴承保持架7和球形滚子4一起向内回转到外轴承圈2内变得容易。为了使内轴承圈3剩余的上部与轴承保持架7和球形滚子4一起容易地向内回转到外轴承圈2内，然后在通过图13所示的其他分步骤中，首先内轴承圈3的已经向内回转的下部相应于附图中的运动箭头下沉到外轴承圈2内，从而球形滚子轴承1因此虽然完成装配，但仍具有平放设置的球形滚子4。
而在第四方法步骤的专门适用于图4的球形滚子轴承1第二实施方式的第二方案中，作为用于将外轴承圈2和具有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3交错接合的第一准备步骤的是，将带有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3以水平姿态按图14所示地固定在未详细标注的辅助装置内，以及作为第二准备步骤，将布置在稍后待推移的外轴承圈2的一侧和另一侧上的球形滚子4在内轴承圈3的滚道12内部相对于内轴承圈3的侧面18、19之一相反地倾翻到倾斜地调整的姿态。此后，将外轴承圈2，如图15所示的那样，以垂直姿态推移到内轴承圈3上，其中，通过图16可以看出的是，在此方面同样首先仅两个直径上对置的球形滚子4与外轴承圈2的滚道11接触。
在图17中示出的是，然后依据第五方法步骤，外轴承圈2以及带有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3围绕其共同的轴承横轴线ALQ相对于彼此回转，这一点在适用于图4的球形滚子轴承1第二实施方式的第二方案中，通过外轴承圈2相对于带有轴承保持架7和球形滚子4的内轴承圈3沿倾翻的球形滚子4的下沉侧的方向回转而不带有轴承圈2、3的任何径向偏移地实现。此后，轴承圈2、3如图18所示的那样彼此同轴设置，从而球形滚子轴承1因此虽然完成装配，但如按照安装方法步骤四和五的第一方案以及如图19所示，同样仍具有平放设置的球形滚子4。
图20然后也代表性地示出针对依据本发明的球形滚子轴承1的两种实施方式的第六方法步骤中的该球形滚子轴承的第一实施方式，其中仅使球形滚子轴承1的外轴承圈2，如通过图中运动箭头所示，进行转动运动或以如下这种转速n加速，即，使球形滚子4通过自转并通过离心力自行定向于这些球形滚子在轴承圈2、3的滚道11、12内部的工作姿态。这之所以可行，是因为球形滚子4，如在图13和19中所看到的那样，按照第五方法步骤具有平放的姿态，其中它们可以利用其滚动面8的边缘区域与其轴承圈2、3的滚道11、12的边缘区域保持接触并因此通过与轴承圈2、3的摩擦接触连同地被加速。
作为最后的第七装配步骤，然后还进行轴承保持架7的保持架挡边16、17沿球形滚子4的侧面5、6方向在图21中所示的翻边，以便因此产生球形滚子4的轴向引导，以避免在确定的工作状态下出现所介绍的横向摆动效应，以及对球形滚子轴承1进行针对具体示出的球形滚子轴承1所设置的涂油润滑和/或密封。
附图标记列表
1        球形滚子轴承
2        外轴承圈
3        内轴承圈
4        球形滚子
5        4的侧面
6        4的侧面
7        轴承保持架
8        4的滚动面
9        2的内侧
10       3的外侧
11       9内的滚道
12       10内的滚道
13       保持架兜孔
14       13的截面轮廓
15       13的截面轮廓
16       7上的保持架挡边
17       7上的保持架挡边
18       3的侧面
19       3的侧面
bK       4的宽度
tLA      11的深度
tLI      12的深度
dK       4的直径
aL       2与3之间的距离
ALQ      轴承横轴线
ALL      轴承纵轴线
AKQ      4的横轴线
n        转速

Claims (19)

1.球形滚子轴承(1)，基本上由外轴承圈(2)和内轴承圈(3)以及大量设置在所述轴承圈(2、3)之间的球形滚子(4)组成，所述球形滚子各自具有两个由球形基本形状削平而成的、彼此平行地设置的对称的侧面(5、6)并且通过轴承保持架(7)在周向上以彼此相同的距离得以保持，其中，所述球形滚子(4)在该球形滚子的侧面(5、6)之间的宽度(bK)约为该球形滚子的球形基本形状的直径(dK)的70％，并利用该球形滚子的滚动面(8)在两个在所述外轴承圈(2)的内侧(9)中和所述内轴承圈(3)的外侧(10)中加工的槽形的滚道(11、12)内滚动，所述滚道的深度(tLA、tLI)被设定为使得所述外轴承圈(2)的所述内侧(9)与所述内轴承圈(3)的所述外侧(10)之间的距离(aL)小于所述球形滚子(4)的所述宽度(bK)，其特征在于，所述球形滚子轴承(1)的所述轴承保持架(7)被构造为窗式保持架，该轴承保持架的各个保持架兜孔(13)具有球形滚子(4)的沿着周向和垂直于周向设置的截面轮廓(14、15)的一体化总轮廓并且彼此相距开地设置，使得填入的所述球形滚子(4)在其分度圆上的距离的总和小于单个球形滚子(4)的所述球形基本形状的直径(dK)。
2.按权利要求1所述的球形滚子轴承，其特征在于，两个轴承圈(2、3)内的所述槽形的滚道(11、12)的深度(tLA、tLI)相等并且约为所述球形滚子(4)的所述球形基本形状的直径(dK)的17％至25％。
3.按权利要求1所述的球形滚子轴承，其特征在于，两个轴承圈(2、3)内的所述槽形的滚道(11、12)的深度(tLA、tLI)不同，并且在所述外轴承圈(2)内约为所述球形滚子(4)的所述球形基本形状的直径(dK)的17％以及在所述内轴承圈(3)内为所述球形滚子(4)的所述球形基本形状的直径(dK)的直至30％。
4.按权利要求2或3所述的球形滚子轴承，其特征在于，所述轴承保持架(7)的所述保持架兜孔(13)的所述沿着周向设置的截面轮廓(14)相应于设置在球形滚子(4)的横轴线(AKQ)上方的切割平面的形状。
5.按权利要求2或3所述的球形滚子轴承，其特征在于，所述轴承保持架(7)的所述保持架兜孔(13)的所述垂直于周向设置的截面轮廓(15)具有直接设置在球形滚子(4)的所述横轴线(AKQ)上的切割平面的形状。
6.按权利要求2或3所述的球形滚子轴承，其特征在于，所述轴承保持架(7)首先具有U形的型廓截面，该型廓截面的侧向的型廓臂被设置为保持架挡边(16、17)，用于避免所述球形滚子(4)横向摆动。
7.按权利要求6所述的球形滚子轴承，其特征在于，所述保持架挡边(16、17)的长度使得该保持架挡边的端棱在以结束轴承装配的方式向所述球形滚子(4)卷边后大致设置在所述球形滚子轴承(1)的分度圆的高度上。
8.按权利要求7所述的球形滚子轴承，其特征在于，所述轴承保持架(7)是由带材通过形成所述保持架挡边(16、17)的型廓、冲制所述保持架兜孔(13)、根据圆周尺寸进行定尺剪切、卷曲成圈和焊接圈末端而制造的。
9.按权利要求2或3所述的球形滚子轴承，其特征在于，已装配的所述球形滚子轴承(1)具有约85％至95％的滚动体填充度，并且以结构相同的深沟球轴承100％的使用寿命为出发点，所述已装配的球形滚子轴承(1)的使用寿命约为180％至240％。
10.用于装配具有权利要求1所述特征的球形滚子轴承的方法，其特征在于，在内轴承圈(3)、轴承保持架(7)和球形滚子(4)以及外轴承圈(2)之间的交叉-倾斜-回转装配，该方法具有以下步骤：
a)将所述球形滚子轴承(1)的所述内轴承圈(3)和所述轴承保持架(7)在至少近似共同的平面上设置在同中心的位置上；
b)将所述球形滚子(4)以相对于该球形滚子的工作姿态扭转90°的姿态穿过所述轴承保持架(7)的所述保持架兜孔(13)插入到所述内轴承圈(3)的滚道(12)内；
c)所述球形滚子(4)在所述保持架兜孔(13)的内部围绕该球形滚子的横轴线(AKQ)回转90°到平放姿态，使得该球形滚子的侧面(5、6)平行于轴承纵轴线(ALL)；
d)使外轴承圈(2)与带有轴承保持架(7)和球形滚子(4)的内轴承圈(3)以所述轴承圈(2、3)的至少近似扭转90°的姿态彼此交错接合；
e)外轴承圈(2)与带有轴承保持架(7)和球形滚子(4)的内轴承圈(3)围绕其共同的轴承横轴线(ALQ)相对于彼此回转，直至两个轴承圈(2、3)彼此同轴；
f)使一个或者两个轴承圈(2、3)以转速(n)进行转动运动，其中所述球形滚子(4)通过自转并通过离心力自行定向于所述球形滚子的处于所述轴承圈(2、3)的所述滚道(11、12)内部的工作姿态；
g)将所述轴承保持架(7)的所述保持架挡边(16、17)沿所述球形滚子(4)的所述侧面(5、6)的方向翻边，以产生用于避免所述球形滚子(4)横向摆动的引导以及产生对所述球形滚子轴承(1)的可选的涂油润滑和/或密封。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，方法步骤d)和e)在按权利要求1和2所述的球形滚子轴承中如下进行：
·将所述外轴承圈(2)以垂直姿态固定在辅助装置中，并将所述内轴承圈(3)与所述轴承保持架(7)和所述球形滚子(4)一起以水平姿态装入到所述外轴承圈(2)内；
·将布置在所述外轴承圈(2)一侧和另一侧的所述球形滚子(4)在所述内轴承圈(3)的所述滚道(12)内部相对于所述内轴承圈(3)的所述侧面(18、19)之一相反地倾翻到倾斜地调整的姿态；
·将所述内轴承圈(3)与所述轴承保持架(7)和所述球形滚子(4)一起利用所述内轴承圈(3)的所述侧面(18、19)朝向所述外轴承圈(2)向前回转，所述球形滚子(4)被朝向所述侧面地调整；
·所述内轴承圈(3)相对于所述外轴承圈(2)产生少量的径向偏移，并使所述内轴承圈(3)的与偏移方向相反的部分与所述轴承保持架(7)和所述球形滚子(4)一起向内回转到所述外轴承圈(2)内；
·所述内轴承圈(3)的已经向内回转的部分下沉到所述外轴承圈(2)内，并且所述内轴承圈(3)的剩余部分与所述轴承保持架(7)和所述球形滚子(4)一起向内回转到所述外轴承圈(2)内。
12.按权利要求10所述的方法，其特征在于，方法步骤d)和e)在按权利要求1和3所述的球形滚子轴承中如下进行：
·将带有轴承保持架(7)和球形滚子(4)的所述内轴承圈(3)以水平姿态固定在辅助装置内；
·将布置在所述轴承横轴线(ALQ)一侧和另一侧的所述球形滚子(4)在所述内轴承圈(3)的所述滚道(12)内部相对于所述内轴承圈(3)的所述侧面(18、19)之一相反地倾翻到倾斜地调整的姿态；
·将所述外轴承圈(2)以垂直姿态推移到所述内轴承圈(3)上，并且所述外轴承圈(2)相对于带有所述轴承保持架(7)和所述球形滚子(4)的内轴承圈(3)向着所倾翻的所述球形滚子(4)的下沉的侧回转。
13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，将所述球形滚子(4)以扭转90°的姿态穿过所述保持架兜孔(13)的垂直于周向地设置的截面轮廓(15)插入到所述内轴承圈(3)的所述滚道(12)内。
14.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在将所述保持架兜孔(13)内部的所述球形滚子(4)回转到平放姿态时，所述球形滚子的横轴线(AKQ)设置在所述轴承保持架(7)的底面的平面之下。
15.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，通过首先使两个在直径上对置的球形滚子(4)与所述外轴承圈(2)的所述滚道(12)接触，实现所述轴承圈(2、3)的交错接合。
16.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，相对于所述内轴承圈(3)的侧面(18、19)倾翻到倾斜姿态的所述球形滚子(4)在其下沉的侧上大致设置在所述轴承保持架(7)上侧的平面上。
17.按权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内轴承圈(3)相对于所述外轴承圈(2)的径向偏移在向内回转时通过在所述内轴承圈尚处于所述外轴承圈(2)外面的部分的方向上抬起内轴承圈(3)来实现。
18.按权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内轴承圈(3)的已经向内回转的部分逆着所述内轴承圈(3)的尚未处于最终姿态的部分的方向下沉到所述外轴承圈(2)内。
19.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在使所述外轴承圈(2)转动运动时，所述球形滚子(4)利用其滚动面(8)的边缘区域与其轴承圈(2、3)的所述滚道(11、12)的所述边缘区域保持接触。
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