CN103097754A - 具有笼架的圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

圆锥滚子轴承（1），具有：两个同轴的轴承圈（2、3）以及多个布置在轴承圈（2、3）之间的、在笼架（10、11、12）中引导的圆锥滚子（4），其在所述轴承圈（2、3）上的相关的滚道（7、8）上滚动；以及在内轴承圈（3）的大直径处的挡边（9），用于将导出来自所述圆锥滚子（4）的轴向力，其中，所述笼架（10、11、12）在其大直径处具有弹性凸出部（13），其与所述挡边（9）共同作用并且将所述笼架（10、11、12）与所述圆锥滚子（4）一起轴向地相对所述挡边（9）预张紧。在该圆锥滚子轴承的情况下根据本发明此外设置为，在所述挡边（9）上借助于压配合布置有由具有与所述挡边（9）材料相比更高的热膨胀系数的材料制成的引导圈（16、22）；所述引导圈（16、22）由所述笼架（10、11、12）的弹性凸出部（13）来从后部抓持；并且所述压配合设计为所述引导圈（16、22）能够在所述压配合由于运行中轴承发热而松动的情况下被轴向地推移并且由此消除所述笼架（10、11、12）与所述圆锥滚子（4）的轴向预张紧。

Description

具有笼架的圆锥滚子轴承
技术领域
本发明涉及圆锥滚子轴承，该圆锥滚子轴承具有两个同轴的轴承圈以及多个布置在轴承圈之间的、在笼架中引导的圆锥滚子，这些圆锥滚子在轴承圈上的相关的滚道上滚动，圆锥滚子轴承在内轴承圈的大直径处还具有挡边，用于导出来自所述圆锥滚子的轴向力，其中，笼架在其大直径处具有弹性凸出部，这些弹性凸出部与挡边共同作用并且将笼架与圆锥滚子一起轴向地相对挡边预张紧。
背景技术
在DE 43 38 350 A1中说明了这类具有笼架的圆锥滚子轴承，其中，笼架在兜孔中在小直径处设有将滚子相对大的挡边预张紧的轴向弹性装置，并且在大直径处具有凸出部，这些凸出部卡入布置在内轴承圈上的凹槽中或者在布置在轴承圈上的凸出部之后卡入。内圈仅在大直径处具有挡边并且弹性器件以轴向轴或者段式唇口形式构造。该具有笼架的圆锥滚子轴承应当在简单的安装可能性情况下成本低廉地、无公差问题、摩擦问题和位置问题地制造以及使得可靠调整成为可能，使得滚子在组装整个轴承并将其装入机器之后已经立刻处于正确位置中。
该已知圆锥滚子轴承已被证实是有效的。然而，为了可以实现圆锥滚子无游隙地靠置在引导挡边上，需要通过保持夹头的相应轴向预张紧来补偿例如以下公差影响：滚动体长度公差、笼架兜孔宽度公差、轴承结构高度公差以及用于保持夹头形式的径向笼架凸出部的卡入的自由转动部的宽度公差。然而借此出现了滚动体相对引导挡边的持久轴向预张紧，由此施加了附加的强制力。这些附加的强制力对圆锥滚子轴承在运行中的滚动特性有负面影响，这是因为在轴承中出现摩擦提高，该摩擦在保持夹头磨损之后或者通过在小笼架直径处的轴向轴或段式唇口的磨损才减少或者消除。
此外，该已知圆锥滚子轴承在制造中是比较费事的，因为笼架构造成以注射成型工艺制造的塑料笼架并且具有底切部，对该底切部而言在注射模具中的昂贵的滑动件是必要的。此外，在内轴承圈上的挡边直径必须比正常情况更大地构造，以便实现具有用于夹头的靠置面的卷边。对于任意新轴承类型因此必需专用轴承圈。
发明内容
在此背景下，本发明的任务在于提出这类的圆锥滚子轴承，该圆锥滚子轴承与现有技术相应地包含针对优化的安装过程的随时可用地预张紧的圆锥滚子的功能，然而在轴承运行期间并不具有由此产生的强制力。
在前面提到的类型的圆锥滚子轴承中，该任务通过如下方式来解决：在内轴承圈的挡边处借助于压配合布置有由具有与挡边材料相比更高的热膨胀系数的材料制成的引导圈；并且该引导圈被笼架的弹性凸出部从后部抓持；并且所述压配合设计为，引导圈能够在压配合由于运行中轴承发热而松动的情况下轴向地推移并且由此消除笼架与圆锥滚子的轴向预张紧。
为了安装，在内轴承圈上的引导圈处于如下轴向位置中，在该轴向位置中，当弹性凸出部从后部抓持引导圈时，笼架与圆锥滚子一起轴向相对挡边预张紧。由于引导圈的材料相对在内轴承圈上的挡边的材料有更高的热膨胀系数，所以在运行期间轴承温度上升的情况下，压配合松动。由此，引导圈可以轴向地移动，由此消除作用于圆锥滚子的轴向预张紧。
为了避免引导圈接触笼架以及避免前面提到的公差影响，引导圈可以布置在挡边的外周上并且可以在轴承发热时相对在挡边上的止挡以受限的方式轴向地推移。这可以要么通过如下方式实现，即，引导圈能够相对挡边上的卷边以受限的方式轴向推移，要么通过如下方式实现，即，在挡边的外周中布置有凹槽，在引导圈的内表面上设置的环形凸出部能以受限的方式轴向推移地嵌入该凹槽中。
优选地，凹槽和凸出部可以在横截面中呈梯形地构造，并且凹槽的轴向延伸部可以相对凸出部的延伸部以用于消除预张紧所需的轴向游隙增大。
对于引导圈的材料而言有各种不同可能性。该引导圈例如可以由金属、尤其由铝合金制成，铝合金与用于内轴承圈的钢相比具有更高的热膨胀系数。
引导圈优选由工程塑料、例如笼架那样的相同的塑料制成，这是因为该塑料与钢相比具有明显更高的热膨胀系数。
附图说明
以下结合在附图中示出的两个实施例来进一步描述本发明。附图中：
图1示出了根据第一实施方式的依据本发明的圆锥滚子轴承上半部的轴向剖图；
图2示出了根据图1的实施方式的放大局部剖图；以及
图3示出了依据本发明的圆锥滚子轴承的第二实施方式的放大局部剖图。
具体实施方式
依据本发明的圆锥滚子轴承1由外轴承圈2和内轴承圈3组成，在它们之间在笼架中引导的圆锥滚子4在相关的滚道7、8上滚动，笼架由侧圈10、11和连接它们的示意性虚线示出的接片12组成。
圆锥滚子4以其具有大直径的滚子端侧5支撑在内轴承圈3处的径向挡边9上，而具有小直径的滚子端侧6仅靠置在侧圈11上。虚线示出的接片12径向上在圆锥滚子转动轴线14之外，以便可以使得圆锥滚子4彼此尽可能紧凑地布置并且增加圆锥滚子4的数量。
在面朝具有较大直径的滚子端侧5的侧圈10上成形有夹头形式的、径向向内突出的凸出部13，这些凸出部轴向从后部抓持在引导圈16上的卷边17。引导圈16在其内表面上设置有环形凸出部18，该环形凸出部嵌入挡边9上的凹槽19中。环形凸出部18和凹槽19的横截面呈梯形并且彼此叠合地构造，然而凹槽19的轴向延伸部比环形凸出部18的轴向延伸部大了所期望的轴向游隙21（图2）。
引导圈16的尺寸设计为使得在该引导圈以适当方式轴向被推移到挡边9上并且环形凸出部18卡入凹槽19中之后，该引导圈在室内温度下借助于压配合安置在挡边9上。
对预安装且保持在笼架10、11、12中的圆锥滚子4在内轴承圈3上的安装而言，将由圆锥滚子4和笼架10、11、12构成的被预安装的单元推移到内轴承圈3的滚道8上直至构造为夹头的凸出部13卡在引导圈16的卷边17后方就足够了。
如从图2可以明显看出的那样，环形凸出部18的右侧面为了安装而靠置在挡边9中的凹槽19的右边沿上，使得在各左边沿之间存在轴向游隙21。在该状态中，构造为夹头的凸出部13使笼架10、11、12并且由此使圆锥滚子4轴向预张紧，该轴向预张紧挤压圆锥滚子4的滚子端侧5用于靠置在挡边9上。在该状态中，圆锥滚子4已经占据对于安装外轴承圈2以及将圆锥滚子轴承1装入机器而言正确的位置。
引导圈16的材料选择为使得该材料具有与内轴承圈3和挡边9的滚动轴承钢相比更高的热膨胀系数。引导圈16优选由工程塑料制成并且以注射成型工艺制造。
现在，如果圆锥滚子轴承1在运行中发热，则引导圈16与具有挡边9的内轴承圈3相比较强地膨胀，并且在挡边9与引导圈16之间的压配合松动。由此，引导圈16在通过构造为夹头的凸出部13施加的预张紧影响下轴向向左移动直至消除轴向游隙21。在该状态中，通过构造为夹头的凸出部13和笼架10、11、12施加到圆锥滚子4上的预张紧也在很大程度上或者完全消除，使得由此不再会出现不利的摩擦影响。
根据图3的实施方式与根据图1和图2的实施方式的区别仅在于，引导圈22具有平滑的内表面，该平滑的内表面借助于压配合径向地套装在挡边9上。挡边9具有径向卷边20，在轴向游隙21在圆锥滚子轴承1发热以及相应轴向推移引导圈22的情况下消耗之后，引导圈22靠置在该径向卷边20上。
因为圆锥滚子4相对挡边9的预张紧通过引导圈16或者22来实现，所以可以使用已有的内部标准轴承圈，该内部标准轴承圈只须通过简单加工根据图2或图3的挡边9来修改。笼架设计也被简化，因为当引导圈16或者22上的卷边17在其径向膨胀上相应地适配时，凸出部13可以针对不同尺寸的圆锥滚子轴承在几何尺寸方面保持不变，这在以注射成型工艺制造的引导圈16或者22的情况下可以通过进入注射模具中的简单的插入部件来实现。
就圆锥滚子4而言得到最佳的运行条件，因为它们快速脱离强制力，并且在轴承周边不会形成磨损颗粒。
附图标记列表
1    圆锥滚子轴承
2    外轴承圈
3    内轴承圈
4    圆锥滚子
5    滚子端侧
6    滚子端侧
7    滚道
8    滚道
9    挡边
10   侧圈
11   侧圈
12   接片
13   凸出部
14   圆锥滚子轴线
16   引导圈
17   引导圈上的卷边
18   环形凸出部
19   凹槽
20   挡边上的卷边
21   轴向游隙
22   引导圈

Claims (6)

1.圆锥滚子轴承（1），所述圆锥滚子轴承具有两个同轴的轴承圈（2、3）以及多个布置在所述轴承圈（2、3）之间的圆锥滚子（4），所述圆锥滚子（4）在笼架（10、11、12）中引导，所述圆锥滚子在所述轴承圈（2、3）上的相关的滚道（7、8）上滚动，所述圆锥滚子轴承在内轴承圈（3）的大直径处具有挡边（9），用于导出来自所述圆锥滚子（4）的轴向力，其中，所述笼架（10、11、12）在其大直径处具有弹性凸出部（13），所述弹性凸出部与所述挡边（9）共同作用并且将所述笼架（10、11、12）与所述圆锥滚子（4）一起轴向地相对所述挡边（9）预张紧，其特征在于，在所述挡边（9）上借助于压配合布置有由具有与所述挡边（9）的材料相比更高的热膨胀系数的材料制成的引导圈（16、22）；并且所述引导圈（16、22）被所述笼架（10、11、12）的弹性凸出部（13）从后部抓持；并且所述压配合设计为所述引导圈（16、22）能够在所述压配合由于运行中轴承发热而松动的情况下轴向地推移并且由此消除所述笼架（10、11、12）与所述圆锥滚子（4）的轴向预张紧。
2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述引导圈（16、22）布置在所述内轴承圈（3）的挡边（9）的外周上并且在轴承发热的情况下能够相对在所述挡边（9）上的止挡（19、20）以受限的方式轴向地推移。
3.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述引导圈（22）能够沿着轴向游隙（21）相对在所述挡边（9）上的卷边（20）以受限的方式轴向地推移。
4.根据权利要求2所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，在所述挡边（9）的外周中布置有凹槽（19），在所述引导圈（16）的内表面上布置的环形凸出部（18）能够以受限的方式轴向推移地嵌入所述凹槽中。
5.根据权利要求4所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述凹槽（19）和所述凸出部（18）在横截面上呈梯形地构造，并且所述凹槽（19）的轴向延伸部相对于所述凸出部（18）的轴向延伸部增大了轴向游隙（21）。
6.根据权利要求1至5之一所述的圆锥滚子轴承，其特征在于，所述引导圈（16、22）由具有与滚动轴承钢相比更高热膨胀系数的工程塑料制成。
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