CN103717929A

CN103717929A - 用于圆环滚子轴承的保持架

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Publication number: CN103717929A
Application number: CN201280029996.8A
Authority: CN
Inventors: J.库琳
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-05-07
Also published as: US9500229B2; CN103717929B; WO2012158087A1; US20160153494A1; US9316263B2; EP2710274A1; EP2710274B1; EP2710274A4; US20140153857A1

Abstract

本发明提供一种用于在圆环滚子轴承中分隔滚子的保持架（1）。该保持架（1）包括第一和第二环形圈（2，3），介于第一和第二环形圈之间以由此形成一些滚子凹处（5）的多个细长的轴向构件（4）。该保持架进一步包括，在第一和第二环形圈中的至少一个上径向向内延伸的部分（6）。该部分进一步在第一和第二环形圈中的至少一个的圆周的至少一部分中延伸。包括该部分的环形圈的径向外周表面至少在具有该部分的圆周处包括轴向槽（7），其中，每一个轴向槽以这样的方式位于每一个滚子凹处的轴向端面处：使滚子可以被通过轴向槽插入每一个滚子凹处中和从每一个滚子凹处拔出。

Description

用于圆环滚子轴承的保持架

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种用于圆环滚子轴承的保持架。

根据第二方面，本发明涉及一种具有本发明第一方面的保持架的圆环滚子轴承。

根据第三方面，本发明涉及一种用于组装或拆卸圆环滚子轴承的方法。

背景技术

圆环滚子轴承是众所周知的。该轴承类型的特征是能够使轴承的内圈和外圈角度错位和轴向位移的能力。在几种不同类型的应用中，此功能是有利的。一个安装在轴上的普通轴承将要在第一位置处装一个圆环滚子轴承，也就是非定位轴承，在第二位置处装一个球面滚子轴承，也就是定位轴承。很显然，还有许多其他的可能的圆环滚子轴承的轴承布置类型。

圆环滚子轴承中具有用于分隔和保持轴承中的滚子元件的保持架也是众所周知，该保持架也被称为护圈。例如，在介绍了一种用于滚子轴承的保持架的欧洲专利EP0520968B1中描述了一种这样的保持架。该保持架提供有多个凹处凹处，每一个凹处用于接收一个滚子。在凹处中的侧杆上，该保持架进一步设计具有相对的引导面，该引导面用于与容纳在凹处内的在所述滚子的轴向中间部的滚子配合。该引导面布置在保持架的中间部分上，该中间部分向内弯曲。从而，该保持架将通过引导面确定中心，同时，侧杆具有引导功能，并防止相邻的滚子互相接触。引导面被以合适的方式设计，以确定保持架的定心。因此，这种保持架设计通过圆环滚子轴承中的滚子来定心和引导。这种保持架设计的一个缺点是，它使得装配更宽和更大的圆环滚子轴承非常困难。对于某些特定的宽度，在装配轴承时，将滚子元件插入到保持架的凹处内是不可能的。对于更宽和更大的轴承的这个缺点的解决方案一直是提供分开的保持架设计。例如，在滚子元件已经插入到轴承和保持架凹处中之后，保持架的一个环形圈可被紧固。该环形圈可通过例如螺钉和螺栓来固定。此外，EP0520968B1中介绍的保持架是一种滚子引导的保持架，这并不总是优选的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于圆环滚子轴承的保持架，其避免现有技术的至少一个缺点。更具体地，本发明的目的是提供一种用于圆环滚子轴承的保持架，其便于圆环滚子轴承的装配和拆卸，并且，其也是在滚子轴承的运转过程中提供稳定和可靠性能的保持架。

根据本发明的第一方面，本发明的目的通过权利要求1中提供的保持架设计实现，其提供用于在圆环滚子轴承中分隔滚子的保持架。该圆环滚子轴承具有外圈和内圈，其中，所述圆环滚子轴承允许在所述外圈和内圈之间的有轴向和角度位移。该保持架包括彼此轴向位移的第一和第二环形圈，介于第一和第二环形圈之间以由此形成一些滚子凹处的多个细长的轴向构件。每个滚子凹处意图为接收至少一个滚子元件。该保持架进一步包括在第一和第二环形圈中的至少一个上径向向内延伸的部分，并且，该部分至少部分地位于小于细长的轴向构件的径向位置的半径处。该部分进一步在第一和第二环形圈的至少一个的圆周的至少一部分中延伸。包括该部分的环形圈的径向外周表面至少在具有该部分的圆周上包括轴向槽，其中，每一个轴向槽以这样的方式位于每一个滚子凹处的轴向端面处：使滚子可以通过轴向槽插入到每一个滚子凹处中和从每一个滚子凹处拔出。这种保持架设计的优点在于，它使装配和拆卸更宽范围的圆环滚子轴承，尤其是更宽和更大轴承成为可能，同时具有内圈引导的并且由此在运转过程中提供更稳定和可靠运行的保持架。此外，没有必要采用分开的保持架设计。因此，这将在轴承中具有更少的分立部件，例如，没有用于将分立的环形圈附接到如上所述的保持架的螺栓或螺钉。

在本文中，词语“轴向”和“径向”经常被用到。如果没有用于提出的本发明的任何一个实施例的不同的说明，则它是指圆环滚子轴承和保持架的几何结构。“轴向的”意思是沿着与保持架和滚子轴承的中心点相交的并且垂直于轴承和保持架的径向方向的假想线的方向。“径向的”意思是一个轴承和保持架的源于轴承和保持架的中心点的径向方向。

在保持架的一个实施例中，径向向内延伸的部分在环形圈的圆周的三分之一中延伸。在保持架的一个实施例中，径向向内延伸的部分在环形圈的圆周的一半中延伸。在保持架的一个实施例中，径向向内延伸的部分在环形圈的圆周的三分之二中延伸。在保持架的一个实施例中，径向向内延伸的部分在环形圈的整个圆周中延伸。在保持架的一个实施例中，径向向内延伸的部分在环形圈的圆周内的多个延伸部中延伸。例如，该部分可以例如在两个延伸部中延伸，其中，该延伸部位于环形圈的相对侧上。

在保持架的一个实施例中，至少一个轴向槽具有意图和被接收在所述滚子凹处内的滚子元件的半径基本上匹配的半径。由于此，该轴向槽适于能够便于滚子元件的插入和拔出。另外，由于具有和滚子元件的最大半径基本上匹配的轴向槽，该保持架的强度将不会太弱。

在保持架的一个实施例中，该保持架在第一和第二环形圈上包括径向向内延伸的部分。因此，在两个环形圈上可以都具有部分和轴向槽。由此，滚子元件可以从轴承的两侧插入或拔出。另外，环形圈的设计可以是对称的，从而导致在运转过程中更加稳定的保持架。

在一个实施例中，保持架由聚合物或金属制成。存在可以用于保持架的许多不同类型的聚合物和金属，例如铜，铁，钢，聚酰胺，玻璃纤维增强的聚酰胺等。在一个实施例中，保持架以这样的方式是弹性的：它可以被压缩，以使至少一个环形圈获得基本上椭圆形的形状。这导致可更容易地插入和拔出轴承的滚子元件。

在一个实施例中，保持架以单件制成。具有部分和轴向槽的保持架设计导致不需要具有分开的保持架设计。因此，保持架将只包括一个分立的部件，并可由此更容易和更便宜来制造。例如，如果保持架是聚合物保持架，则它可以以单件注射成型。另外，保持架会更加稳定，导致在轴承的运转过程中更好的性能。保持架的可靠性也将增加。

在一个实施例中，保持架的部分的径向内周表面被配置成能够和圆环滚子轴承的内圈滑动接触。因此，保持架可以是内圈引导的。与例如现有技术中提出的滚子引导的保持架相比，这是更稳定和可靠的引导。

在保持架的一个实施例中，部分的径向内周表面具有等于或小于0.1的摩擦系数μ。如果摩擦系数小，则在轴承的运转过程中，当部分与保持架接触时，内圈和部分之间出现的阻力将会低。因此，内圈引导将对轴承中的摩擦阻力产生小的影响。具有低滚动和滑动摩擦的轴承是优选的，因为摩擦导致轴承中的能量损失。因此，低摩擦的轴承将是更环保的轴承。在进一步的实施例中，部分的径向内周表面被设计成在该径向内周表面和圆环滚子轴承的内圈的相应的表面之间形成充分和良好的流体动力润滑油膜。

根据本发明的第二方面，它涉及一种允许角度位移和轴向位移的圆环滚子轴承。该圆环滚子轴承包括内圈，外圈，多个滚子元件和根据本发明第一方面的保持架。本发明的第一方面的所有实施例适用于本发明的第二方面的所有实施例，反之亦然。圆环滚子轴承包括由保持架沿切线方向隔开的弯曲的滚子元件。另外，圆环滚子轴承包括内圈和外圈，其具有弯曲轮廓的滚道，该弯曲轮廓基本上与滚子元件的纵向弯曲轮廓相一致，其中，弯曲轮廓相对于圆环滚子轴承的中心轴线和内圈滚道之间的距离具有更大的曲率半径。例如，弯曲轮廓的半径和与圆环滚子轴承的中心轴线之间的距离的比值至少要大于2，或者10，或者20。具有根据本发明第一方面的保持架的圆环轴承导致改进的轴承。例如，易于将滚子元件装配和插入到轴承中。这也将便于轴承的拆卸。另外，保持架将导致更稳定和可靠的轴承。轴承的生产成本也可以更低。

根据第三方面，本发明涉及一种用于装配和拆卸具有外圈和内圈的圆环滚子轴承的方法。圆环滚子轴承允许在所述外圈和内圈之间的轴向和角度位移，并且圆环滚子轴承包括根据本发明第一方面的保持架。应该指出的是，本发明的第三方面的所有实施例适用于本发明的第一和第二方面的所有实施例，反之亦然。该方法包括以下步骤：

1）相对于外圈将内圈有角度地位移；

2）相对于内圈以这样的方式将保持架有角度地和轴向地位移：使径向向内延伸的部分的圆周的一部分轴向地位于内圈的外侧，和

3）在部分轴向地位于内圈的外侧的位置处时，将滚子元件插入保持架的滚子凹处内或将滚子元件从保持架的滚子凹处拔出。

该方法具有的优点是，它便于轴承的装配和拆卸。在滚子元件已经正确地插入到轴承中之后，该方法可以降低滚子元件从轴承中掉出的风险。在装配或拆卸过程中，通过相对于外圈旋转内圈和保持架，更多的滚子凹处将处于该部分轴向地位于内圈的外侧的位置处，并且因此可以插入或拔出更多的滚子元件。对于某些轴承类型和尺寸，并不需要使保持架的一个环形圈的整个圆周中的所有滚子凹处都具有部分和轴向槽。因此，可能首先将一些滚子元件插入到没有部分和轴向槽的滚子凹处内，然后，将最后一些滚子元件插入到包括部分和轴向槽的滚子凹处内。这在拆卸轴承时同样使用，只是和装配轴承相比采用相反的顺序。

在该方法的一个实施例中，在装配轴承时，其进一步包括在内圈和外圈之间插入保持架的步骤。此步骤至少在相对于内圈有角度地和轴向地移动保持架的步骤之前被执行。在该方法的一个实施例中，在拆卸轴承时，其进一步包括从内圈和轴承之间拆除保持架的步骤。此步骤至少在部分轴向地位于内圈的外侧的位置处将滚子元件从保持架的滚子凹处拔出的步骤之后被执行。

在该方法的一个实施例中，在装配轴承时，其进一步包括以下步骤：在将滚子轴承插入保持架的滚子凹处中之后，有角度地排列内圈和外圈。

附图说明

下面将描述一些优选的实施例的更加详细的说明。应注意，附图不是按比例绘制的，并且，为了更好地解释本发明，在某些情况下，具体的细节可能被夸大。此外，要求保护的本发明不限于所述和所示的实施例，而是对于本领域内的技术人员，在权利要求的范围内的修改都是可能的。

图1示出了本发明的一个实施例的保持架的剖视图。该剖视图是沿与保持架的轴向中心线相交的平面的剖视图；

图2示出了本发明的另一个实施例的剖视图。该剖视图是沿着与保持架的轴向中心线相交的平面的剖视图；

图3示出了本发明的一个实施例的保持架的侧视图；

图4示出了根据本发明的保持架的三维视图；

图5示出了根据本发明的圆环滚子轴承；

图6是根据本发明的圆环滚子轴承的剖视图。该剖视图是轴承的轴向中心线位于其中的平面的剖视图；

图7示出用于说明本发明的方法的图示。

具体实施方式

下面，将以附图为依托进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的保持架1的剖视图。该剖视图是与保持架1的轴向中心线相交的平面的剖视图。此外，该剖视图是沿图3中的线A-A的剖视图。保持架1包括第一环形圈2，第二环形圈3，和细长的轴向构件4（图中显示了一个）。细长的轴向构件4也可以称为销子或侧杆，或本领域技术人员可以识别的任何其他适当的名称。所述两个环形圈2和3，以及两个相邻的细长的轴向构件4形成一个滚子凹处5（在该图中未示出）。所述滚子凹处5意图接收圆环滚子轴承的滚子元件。保持架的功能是保持和引导滚子轴承的滚子元件。此外，保持架1包括在环形圈2上的径向向内延伸部分6。另外，一些轴向槽7被提供在环形圈2上。轴向槽7位于环形圈2上，实质上在两个相邻的轴向构件4之间，使得它们连接到保持架的滚子凹处5。由于这一点，插入和拔出具有保持架1的圆环滚子轴承的滚子元件是可能的。部分6可用作保持架1的引导件，即保持架1可以是内圈引导。此外，部分6是环形圈2的一部分，并连接两个相邻的细长轴向构件4，从而形成滚子凹处5。部分6径向向内延伸，并且至少部分位于保持架的小于细长轴向构件4的半径的半径处。这导致更容易地将滚子元件插入具有部分6和轴向槽7的滚子凹处5或从其拔出滚子元件，这将在图6中进一步解释和说明。

图2是根据本发明的另一个实施例的另一个剖视图。如上面在图1中所描述的，该剖视图是沿图3中的线A-A的剖视图。保持架1包括环形圈2，环形圈3，和细长的轴向构件4。环形圈2和3，以及两个相邻的轴向构件4形成滚子凹处5（在该图中未示出），该滚子凹处5意图是接收滚子元件。在本实施例中，部分6被分别提供在环形圈2和环形圈3上。此外，轴向槽7也被分别提供在环形圈2和环形圈3上。由于这种结构，在滚子凹处5两侧插入和拔出滚子元件是可能的。此外，在环形圈2和3上的部分6可用作保持架1的内圈引导部，这可导致具有保持架1的滚子轴承更稳定和可靠的运行。部分6可能不在轴承的整个圆周中延伸，而是可能只在轴承的某些部分中延伸。此外，沿环形圈2和3的圆周可能存在几个部分6的延伸部。部分6径向向内延伸，并且至少部分位于保持架的小于细长轴向构件4的半径的半径处。这导致滚子元件更容易地插入具有部分6和轴向槽7的滚子凹处5或从其拔出，这将在图6中进一步解释和说明。

图3示出了根据本发明的保持架1的侧视图。该侧视图是根据本发明的保持架1的侧剖视图。该剖视图是垂直于保持架1的轴向中心线垂直的平面。该平面与保持架1的环形圈2，3（在该图中被称为2）相交，其中，环形圈2包括部分6和轴向槽7。轴向槽7靠近滚子凹处5，使滚子元件能够被插入滚子凹处5中或从其拔出。在本实施例中，部分6在环形圈2的整个圆周中延伸。此外，如图中所示，轴向槽7具有半径R。优选地，半径R与滚子元件的半径相同或稍大，该滚子元件意图为插入轴承中或从轴承拔出。但是存在轴向槽7的其他可能的形状。在一个实施例中，轴向槽7具有比滚子元件更大的半径，该滚子元件意图为插入滚子凹处5中或从滚子凹处5拔出。在另一个实施例中，轴向槽具有椭圆形的形状，即，半径R不是恒定的。部分6径向向内延伸，并且至少部分位于保持架的小于细长的轴向构件4（在该图中未示出）的半径的半径处。这导致更容易将滚子元件插入具有部分6和轴向槽7的滚子凹处5或从其拔出，这将在图6中进一步解释和说明。

图4是根据本发明的保持架1的优选实施例的三维视图。在该图中，呈现了环形圈2和3，细长的轴向构件4位于环形圈2和3之间，并由此形成一些意图为接收滚子元件的滚子凹处5。至少一个滚子元件被接收在每个滚子凹处5内，但是，每个滚子凹处5也可以接收多个滚子元件。此外，环形圈2和3包括径向向内延伸的部分6和轴向槽7。此外，部分6径向向内延伸，并且至少部分位于保持架的小于细长的轴向构件4（在该图中未示出）的半径的半径处。这导致更容易将滚子元件插入具有部分6和轴向槽7的滚子凹处5或从滚子凹处5拔出滚子元件，这将在图6中进一步解释和说明。

图5示出了根据本发明第二方面的圆环滚子轴承10。如可以看出的，为了更好地阐明本发明，轴承10已经被切开。圆环滚子轴承10包括外圈11、内圈13和滚子元件12。此外，轴承10包括根据本发明第一方面的保持架1。保持架1包括环形圈2和3、细长的轴向构件4、每个环形圈2，3上的部分6以及环形圈2和3上的轴向槽7。该保持架1可以是内圈引导，并且可由此在轴承的运转过程中能够和内圈13接触。为了不导致过高的摩擦力，与内圈13接触的部分6的表面可具有小的摩擦系数，过高的摩擦力会增加轴承10内的总滚动和滑动摩擦。此外，具有部分6的环形圈2和3将会在运转过程中防止滚子元件从轴承10掉出。为了插入或拔出滚子元件12，保持架1需要相对于内圈13有角度错位和轴向位移，这将在图6中进一步阐述。

图6示出了根据本发明的圆环滚子轴承10的剖视图。该剖视图由轴承10的轴向中心线位于其中的平面限定。在此图中，内圈13和外圈11已经有角度错位。此外，保持架1已经相对于内圈13轴向位移和有角度错位，使部分6位于内圈13的轴向端面外部。如可看出的，部分6径向向内延伸，并至少部分位于小于细长的轴向构件4的半径的半径处，并且由此保持架1的横截面获得U形形状。这导致更容易将滚子元件12插入具有部分6和轴向槽7的滚子凹处5或从滚子凹处5拔出。由于该结构，部分6将低于轴承10的端面开口，轴承10的端面开口由在轴承10的轴向端面处的内圈13和外圈11之间的区域限定。这导致可能通过轴向槽7将滚子元件12插入滚子凹处5（在该图中未示出）。这样，在装配或拆卸轴承10时，保持架需要相对于内圈13和外圈11位于此位置。为了进一步方便轴承10的装配和拆卸，保持架可以是弹性的，以能够压缩环形圈2来获得椭圆形状。因此，如果该部分没有使轴承10的轴向端面开口完全露出，则可以这样的方式压缩环形圈2：该部分6将不会减小两个圈11和13之间的开口区域的大小。此外，不是总需要将部分6和保持架1配置成使圈11和13之间的全部可能区域都露出。即使该部分减小圈11和13之间的开口区域，仍可能插入和拔出滚子元件12。该保持架1也可以由不同的材料制成，例如聚合物或甚至金属，如上所述。

图7是根据本发明第三方面的方法中的步骤的图示。在该方法中的步骤1中，圆环滚子轴承的内圈相对于外圈有角度位移。在步骤2中，保持架相对于轴承的内圈有角度地和轴向地位移。在步骤3中，如图6所示，在该部分被轴向地定位于内圈的外侧的位置处，轴承的滚子元件被插入轴承或从其拔出。在用于装配和拆卸轴承的方法中，还可以包括额外的步骤（在提出的步骤之前、之后或之间）。例如，在步骤1之前，保持架可在装配时被插入到轴承中，在步骤3之后，保持架可在拆卸时被从轴承上拆除，或者，保持架1和内圈13可在装配时相对于外圈11排列。

如前面所述，存在本领域内技术人员能够想到的，在权利要求保护范围内的，本发明的其他可能的实施例。所描述和示出的实施例不意图以任何方式限制本发明的思想。

Claims

1.一种用于在圆环滚子轴承中分隔滚子的保持架（1），具有外圈和内圈，其中，所述圆环滚子轴承允许所述外圈和内圈之间的轴向和角度位移，所述保持架包括：

第一和第二环形圈（2，3），其彼此轴向地位移；

多个细长的轴向构件（4），其介于第一和第二环形圈（2，3）之间，并且由此形成一些滚子凹处（5），每个滚子凹处（5）意图为接收至少一个滚子元件；其特征在于，

部分（6），其在第一和第二环形圈（2，3）中的至少一个上径向向内延伸，其中，该部分（6）至少部分地位于小于细长的轴向构件（4）的径向位置的半径处，所述部分（6）进一步在第一和第二环形圈（2，3）的所述至少一个的圆周的至少一部分中延伸；

其中，包括部分（6）的环形圈（2，3）的径向外周表面至少在具有该部分（6）的圆周处包括轴向槽（7），其中，每一个轴向槽（7）以这样的方式位于每一个滚子凹处（5）的轴向端面处：使滚子可以通过轴向槽（7）插入每一个滚子凹处中和从每一个滚子凹处拔出。

2.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，所述径向向内延伸的部分（6）在下述任一个中延伸：

环形圈（2，3）的圆周的三分之一；

环形圈（2，3）的圆周的一半；

环形圈（2，3）的圆周的三分之二；或者，

环形圈（2，3）的整个圆周。

3.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，至少一个轴向槽（7）具有与意图被接收在所述滚子凹处（5）内的滚子元件的半径实质上匹配的半径。

4.如权利要求1所述的保持架（1），

包括在第一和第二环形圈（2，3）上的径向向内延伸的部分（6）。

5.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，所述保持架由聚合物或金属制成。

6.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，该保持架以这样的方式是弹性的：它可以被压缩，以使至少一个环形圈（2，3）获得实质上椭圆形形状。

7.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，该保持架以单件制成。

8.如权利要求1所述的保持架（1），

其中，该部分（6）的径向内周表面被配置成能够和圆环滚子轴承的内圈滑动接触。

9.如权利要求8所述的保持架（1），

其中，该部分（6）的径向内周表面具有等于或小于0.1的摩擦系数μ。

10.一种允许角度位移和轴向位移的圆环滚子轴承（10），所述圆环滚子轴承包括内圈（13），外圈（11），多个滚子元件（12），和根据前述任一项权利要求所述的保持架（1）。

11.一种用于装配和拆卸如权利要求10所述的圆环滚子轴承（10）的方法，所述方法包括以下步骤：

相对于外圈（11）使内圈（13）有角度地位移；

相对于内圈（13）以这样的方式使保持架（1）有角度地和轴向地位移：使径向向内延伸的部分（6）的圆周的一部分轴向地位于内圈（13）的外侧；

在部分（6）轴向地位于内圈（13）的外侧的位置处，将滚子元件（12）插入保持架的滚子凹处（5）内或将滚子元件（12）从保持架的滚子凹处（5）拔出。

12.如权利要求11所述的用于装配圆环滚子轴承（10）的方法，

其中，在内圈和外圈之间插入保持架（1）的步骤至少在将保持架（1）相对于内圈（13）有角度地和轴向地位移的步骤之前被执行。

13.如权利要求12所述的用于装配圆环滚子轴承（10）的方法，

包括以下步骤：在将滚子元件插入保持架的滚子凹处内之后，有角度地排列内圈（13）和外圈（11）。