CN102308107B - 安装双列轴承的方法和包括双列轴承的轮子 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是一种用于将铸造的双列轴承(4)安装在铸件中的方法，以及根据该方法制造的轮子。双列轴承(4)包括基本相似的至少两个轴承单元。该方法包括至少以下步骤：通过将两个轴承彼此相邻并排地设置以及通过放置在所述轴承之间形成间隙的间隔装置(5，5a)以使间隔装置(5，5a)倚靠在至少一个轴承的外缘边的外表面上以及所述间隔装置(5，5a)的间隔部分(7)设置在所述轴承的外缘边的彼此面对的侧部表面之间，从而形成双列轴承(4)；形成的双列轴承(4)在铸造模具中被放置在正确的位置；以及在双列轴承(4)周围铸造铸件。

Description

安装双列轴承的方法和包括双列轴承的轮子
技术领域
本发明涉及将双列轴承安装在铸件中的方法，包括双列轴承的轮子，以及限定的具有双列轴承的结合件（joint）。
背景技术
在实质上窄的轮子中，例如，在用于电梯中的转向轮中，在用于自动扶梯的支承轮中或在其他相应的轮或支撑轴承中，一个球轴承的使用会产生一些问题。问题可由以下事实引起，即，球轴承的承载能力是有限的，使得根据承载能力必须选择不必要地大的轴承为球轴承，在此情况下，待布置在该轴承中的轴也不必要地为结实的。另一个问题是，单个球轴承的滚道不是十分直的，而是在该球轴承中产生一些侧面牵拉，并且由此至少产生额外的磨损。
已经通过将两个球轴承并排设置为所谓的双列轴承来努力解决承载能力问题和滚道问题。图1的解决方案示出这种类型的现有技术的解决方案，其底部被横向剖开，示出设置有绳槽的铸造转向轮。彼此并排布置的两个类似的球轴承设置在轮子的轮毂中，该球轴承的内表面彼此接触。这些轴承要么在铸造之后安装在轮子的轮毂中，要么轮子直接铸造在轴承周围。
如果轴承的安装是在铸造之后进行的，一个问题通常是昂贵的价格，因为在此情况下需要许多工作步骤（phase）。另外，根据轴承制造商的说明，彼此配合的特定轴承应当被用作双列轴承，其是昂贵的。如果由于成本原因不希望使用昂贵的轴承，那么这些轴承可选择为比通常的大，然而这再次提高了价格并且改变了例如轴的结构。
另一方面，如果轮子被铸造在轴承周围，当使用通常的轴承时，一个问题是在轴向方向即在轴承的宽度方向的公差，其会是如此大以使轴承的内缘边（rim）会比外缘边更宽。在此情况下，例如，当通过压铸制造轮子时，压铸模具将轴承的外缘边挤压在一起，即使内缘边比外缘边宽。在此情况下，结果会是轴承损坏。
已经还通过将合适的间隔板放入到轴承壳体中用于在铸造之前在轴承的内缘边形成间隙来努力解决该问题。然而，在铸造之前，将这些类型的未附连的间隔板定位在模具中在压铸技术中是非常笨拙的。
图2示出根据现有技术的第二解决方案。其中轮子是首先被铸造，之后机加工轴承壳体，最后起到孔锁定作用的槽被机加工在轴承壳体的缘边的中心。之后，间隔环被放入合适位置并且球轴承在其两侧上，在此情况下为间隔环的厚度的间隙保持在轴承的内表面之间。这是一种技术上可行的方法，但是在实践中许多机加工步骤使得该解决方案制造起来太昂贵。
发明内容
本发明的目的是要消除前述缺点并且要实现一种简单的、操作可靠的且廉价的用于将双列轴承安装在铸件中的方法。另外，本发明的目的是要实现一种非常实用且廉价的包括双列轴承的轮子。
本发明的某些实施例还在本申请的说明书中部分中进行了论述。同样地，提供的与每个实施例有关的不同细节还可应用到其他实施例中。
在实践中，对双列轴承轮子进行的好的解决方案是将环状间隔装置设置在双列轴承的轴承单元之间，第一部分的间隔装置通过它的外缘边支撑轴承单元，第二部分的间隔装置从彼此支撑轴承单元，轴承的分隔部分的厚度的厚间隙保持在轴承单元之间。该间隙总是布置成如此大以使虽然双列轴承的轴承单元的外缘边可能经由非常薄的间隔装置彼此连接，但是轴承单元的内缘边保持彼此分开。在实践中，在轴承的轴的方向上轴承单元的内外缘边的尺寸公差设定为间隔部分的最小厚度。
根据本发明的解决方案适于所有类型的设置有轴承的旋转元件，更具体地，例如适于用于电梯中的转向轮，用于自动扶梯中的支承轮或其他相应的轮子和支撑轴承，同样地，替代在所述实施例中描述的压铸方法，其他铸造方法适用于根据本发明的解决方案中，例如灌铸。
本发明可有利地应用以使到双列轴承的轴承单元之间的间隔装置具有和铸造在双列轴承周围的铸件大致相同的材料。
为轮子或其他物件制作的双列轴承的间隔装置可以是金属、塑料或其他合适的某一材料。其还可以是这样一种材料，即该材料使得间隔装置连同铸件部分地或全部地熔化到要被铸造的轮子或其他物件的材料中。优选地，间隔装置具有和要铸造的铸件，例如轮子，基本相同的材料。当使用热塑性材料或相应使用的材料时，当通过熔化的间隔装置制造铸件时，优选地，适配与正在制造的物件的自然冷却和/或辅助冷却有关的要铸造的材料的量和温度，以使间隔装置充分熔化以与冷却的铸造材料形成为均匀的实体，优选在它们之间没有分界面，但是，其中在另一方面间隔装置没有被熔化，因此在铸造过程中保持其承载能力，用于将轴承彼此定位。相应地，当使用化学地或否则单独地，例如用UV光，硬化的铸造材料时，化学地或者以其他方式软化将位于铸件的侧部上的间隔装置的表面会是必需的。因此，这样，间隔装置首先熔化或软化，可能与铸件混合，或与铸件至少形成基本无边界的结合件，然后随着铸件硬化再次硬化。
根据本发明的解决方案的一个优点是轴承缘边在铸造步骤例如压铸步骤中不会被损坏，因为轴承的内缘边没法彼此接触，即使用便宜的轴承。另外，在该方法中，更便宜和更小的轴承可安全地用作双列轴承，在此情况下，制造成本降低。同样地，可靠性提高了，因为双列轴承可以以更小的成本投入使用，因此更大的单个轴承，其中同样存在前述的侧面牵拉的问题，将不需被使用。另一个优点是例如在自动化（robotic）生产中将存在更少的轴承掉落，因为这些轴承可在铸造之前被彼此附连。
本发明还可应用到制造具有轴承的结合件。在此情况下，这些轴承以与该申请中提供的用于将双列轴承制造在铸造轮中相应的方式从它们的外缘边铸造成要被结合的第二物件。与在该申请中提供的轮子和轮子轴承的制造有关的原则可直接转用到结合件的轴承并制造结合轴承。
附图说明
下面，将借助于一些实施例并且通过参照简化的附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出一个现有技术的设置有绳槽的铸造转向轮，其是从侧面进行观察并且底部横向剖开；
图2示出第二个现有技术的设置有绳槽的铸造转向轮，其是从侧面进行观察并且底部横向剖开；
图3示出根据本发明的一个设置有绳槽的铸造转向轮，其是从侧面进行观察并且底部横向剖开；
图4示出根据图3的解决方案的轴承系统的一个细节，其是从侧面进行观察并且横向剖开；
图5示出根据本发明的解决方案的轴承系统的一个替代细节，其是从侧面进行观察并且横向剖开；
图6示出根据本发明的解决方案的轴承系统的第二替代细节，其是从侧面进行观察并且横向剖开；
图7示出根据图3－5的间隔环类型的侧视图，其被横向剖开并放大；以及
图8示出根据图6的间隔环类型的侧视图，其被横向剖开并放大。
具体实施方式
图3－5和7示出根据本发明的与双列轴承有关的一种类型的解决方案的前视图。图3包含在其外缘边上设置有绳槽的铸造转向轮1，该转向轮的底部部分为了图示目的横向剖开以使半个双列轴承4是可见的。转向轮1包括轮毂2，其包括用于前述双列轴承4的中心孔3。双列轴承4包括两个轴承单元，其基本相似，例如球轴承，它们彼此并排布置。环状间隔装置5设置在球轴承之间，该间隔装置包括支撑部分6，其适配成通过球轴承的外缘边支撑球轴承；以及间隔部分7，其适配成在轴承之间向内朝向轴承的旋转轴延伸以使间隔部分7的厚度的间隙保持在球轴承之间。
横截面形状基本对称的间隔装置5的支撑部分6的内表面，即轴承侧上的表面，包括大致在轴承的旋转轴方向上的支撑表面8，在间隔部分7的两侧上各一个。相应地，间隔部分7包括在两侧上的侧部支撑表面9，该侧部支撑表面相对于轴承的旋转轴，即在轴承的缘边的侧表面的方向，基本成直角，并且适配成倚靠在轴承的外缘边的彼此面对的侧表面上。
图6和8示出根据本发明的与双列轴承有关的第二解决方案的前部截面图。在该解决方案中，环状间隔装置5a被装配在球轴承之间，该间隔装置其横截面成形为像大写L并且包括支撑部分6和间隔部分7，并且该间隔装置适配成在轴承之间向内朝向轴承的旋转轴延伸以使间隔部分7的厚度的间隙保持在球轴承之间。在此相对于早前描述的解决方案的不同之处在于，支撑部分6适配成通过其外缘边仅支撑双列轴承的一个球轴承。
间隔装置5a的支撑部分6的内表面，即轴承侧的表面，包括在间隔部分7的一侧上的支撑表面8，其基本在轴承的旋转轴方向上。相应地，间隔部分7包括在两侧上的侧部支撑表面9，该侧部支撑表面相对于轴承的旋转轴，即基本在轴承的缘边的侧表面的方向，基本成直角，并且适配成倚靠在轴承的外缘边的彼此面对的侧表面上。
间隔部分7在径向方向上的长度，即轴承的侧表面的方向上的可达范围，即支撑表面8的半径和间隔装置5，5a的中心孔的半径的差，可以变化，但是重要之处在于，该可达范围没有延伸到轴承的内缘边。优选地，该可达范围比在径向方向上轴承的外缘边厚度更短。
同样地，间隔部分7的厚度可变化，如通过图4，5和6的例子示出的。在该情况下，轴承对4还可用在更宽的轮子中或相应元件中。然而，为了轴承对4之间的间隔工作可靠，间隔部分7的最小厚度必须具有确定的量值。足够安全的最小厚度大于轴承宽度公差的两倍，即L>2*t，其中L＝间隔部分的厚度，t＝轴承的宽度公差。
间隔装置5，5a的材料可以是金属、塑料或其他某一合适的材料。其也可以是这样一种材料，即，该材料使得间隔装置5，5a连同铸件一起铸造到要被铸造的轮子1的材料中。在此情况下，其可例如为与要铸造的铸件例如轮子1基本相同的材料。
间隔装置5在其横截面使得仅侧部支撑表面9和一个/多个支撑表面8倚靠在轴承的外缘边上时位于其最佳的合适位置。在此情况下，侧部支撑表面9和支撑表面8之间的内拐角没有倚靠在轴承的外拐角上而是在其之间保持一间隙。在此情况下，例如，间隔装置5的侧部支撑表面9和支撑表面8之间的内拐角可以是直角，或例如从侧部支撑表面9和支撑表面8之间的剪切面向内延伸以使间隔装置5的间隔部分7的厚度和支撑部分6的厚度在内拐角的位置处比在支撑表面8和侧部支撑表面9的位置处更薄。
通过根据本发明的方法，双列轴承如下地安装在铸件中：首先，通过将球轴承彼此并排地挨着布置，并且通过将间隔装置5，5a布置在球轴承之间以使间隔装置5，5a倚靠在轴承外缘边的外表面的至少一个上或两个上以及间隔装置5，5a的间隔部分7设置在所述外缘边的彼此面对的侧表面之间，双列轴承4由两个基本相似的球轴承，即轴承单元，形成。因此，通过间隔装置5，5a，在球轴承之间在它们的轴向方向上形成间隙，该间隙防止了球轴承的内缘边彼此接触。
以上述方式形成的双列轴承4在此之后被放置在铸造模具的正确位置，并且，铸件，例如轮子，被铸造在双列轴承4周围，在此情况下，双列轴承4在铸造完成之后在轮子1的轮毂中保持在其合适的位置。间隔装置5，5a的间隔部分7在铸造过程中保持球轴承彼此分开，同时防止铸造材料从轴承的外缘边之间进入到轴承的内部部分中。
对本领域内的技术人员明显的是，本发明的不同实施例不限于上述例子，而是它们可在本发明的范围内变化。因此，例如，该方法的步骤的数量和顺序可不同于以上所提供的。
对本领域内的技术人员明显的是，可使用其他轴承，例如滚子轴承，而不是球轴承。
对本领域内的技术人员还明显的是，间隔装置的横截面形状可不同于以上所述的。

Claims (13)

1.一种用于将双列轴承（4）安装在铸件中的方法，所述双列轴承（4）包括彼此基本相似的至少两个轴承单元，其中，该方法包括至少以下的步骤：
通过将两个轴承彼此相邻地并排地布置以及通过在所述轴承之间放置形成间隙的间隔装置（5，5a）以使该间隔装置（5，5a）在径向方向仅倚靠在至少一个轴承的外缘边的外表面上以及同时所述间隔装置（5，5a）通过该间隔装置的间隔部分（7）仅倚靠在所述轴承单元的外缘边的彼此面对的侧部表面之间，从而形成双列轴承（4），
形成的所述双列轴承（4）被放置在铸造模具中的正确位置，
在所述双列轴承（4）周围铸造铸件，
其中，所述间隔装置（5）被布置成至少部分地熔化或软化并且允许所述间隔装置随着所述铸件的硬化再次硬化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双列轴承（4）包括彼此基本相似的两个球轴承单元。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在铸造之前，所述间隔装置（5）被支撑在两个轴承的外缘边的外表面上，并且所述间隔装置（5）的间隔部分（7）被设置在所述轴承的外缘边的彼此面对的侧部表面上。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铸件被铸造在双列轴承（4）周围作为压铸件。
5.一种至少包括轮毂（2）的轮子，该轮子包括中心孔（3），双列轴承（4）设置在所述中心孔中，在该双列轴承中所述双列轴承（4）的两个基本相似的轴承单元借助于倚靠至少一个轴承的外缘边的外表面的间隔装置（5，5a）在轴向方向上彼此分开，其中，所述间隔装置（5，5a）在径向方向仅倚靠在至少一个轴承单元的外缘边的外表面上以及所述间隔装置（5，5a）通过该间隔装置的间隔部分（7）仅倚靠在所述轴承单元的外缘边的彼此面对的侧部表面之间，其中，所述间隔装置（5）包括与所述轮子的铸造材料一起硬化的材料。
6.根据权利要求5所述的轮子，其特征在于，环状的间隔装置（5）被设置在所述双列轴承（4）的所述轴承单元之间，该间隔装置包括支撑部分（6），该支撑部分适配成通过两个轴承单元的外缘边支撑所述两个轴承单元；以及间隔部分（7），该间隔部分适配成在所述轴承单元之间向内朝向所述轴承的旋转轴延伸以使所述间隔部分（7）的厚度的间隙保持在所述轴承单元之间。
7.根据权利要求5或6所述的轮子，其特征在于，所述间隔装置（5）在其横截面中基本对称，并且所述间隔装置（5）的支撑部分（6）的在轴承侧的表面包括基本在所述轴承的旋转轴的方向上的支撑表面（8），在间隔部分（7）的两侧上各一个。
8.根据权利要求5所述的轮子，其特征在于，环状的间隔装置（5a）被设置在所述双列轴承（4）的轴承单元之间，该间隔装置包括支撑部分（6），该支撑部分适配成通过其外缘边支撑一个所述轴承单元；以及间隔部分（7），该间隔部分适配成在所述轴承单元之间向内朝向所述轴承的旋转轴延伸以使所述间隔部分（7）的厚度的间隙保持在所述轴承单元之间。
9.根据以上权利要求5－6中的任一项所述的轮子，其特征在于，所述间隔部分（7）包括在两侧上的侧部支撑表面（9），该侧部支撑表面基本在所述轴承的缘边的侧部表面的方向上并且适配成倚靠在所述轴承的外缘边的彼此面对的侧部表面上。
10.根据以上权利要求5－6中的任一项所述的轮子，其特征在于，所述间隔部分（7）在所述轴承的侧部表面的方向上的径向可达范围比所述轴承的外缘边在径向方向的厚度更短。
11.根据以上权利要求5－6中的任一项所述的轮子，其特征在于，所述间隔部分（7）的厚度大于所述轴承的宽度公差的两倍。
12.根据以上权利要求5－6中的任一项所述的轮子，其特征在于，所述间隔装置（5）具有与围绕双列轴承（4）铸造的铸件基本相同的材料。
13.根据以上权利要求5－6中的任一项所述的轮子，其特征在于，所述间隔装置（5）适配成防止铸造材料经由所述轴承的外缘边进入到所述双列轴承（4）的轴承单元之间的间隙中。
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