CN103867546A - 用于止推轴承装置的垫圈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于特别是机动车辆齿轮箱（10）中的止推轴承装置（23）的垫圈装置（21），该垫圈装置具有第一扇区元件（30）和至少第二扇区元件（32），第一扇区元件与至少第二扇区元件彼此互补以形成环形保持垫圈（22），保持垫圈（22）包括内周和外周，并且所述垫圈装置具有锁定环，该锁定环绕着保持垫圈（22）的外周布置，其中，锁定环（29）由线材卷绕而成。

Description

用于止推轴承装置的垫圈装置

技术领域

本发明涉及一种用于特别是机动车辆齿轮箱中的止推轴承装置的垫圈装置，其具有第一扇区元件和至少第二扇区元件，第一扇区元件和至少第二扇区元件彼此互补以形成环形保持垫圈，该保持垫圈包括内周和外周，并且所述垫圈装置具有锁定环，该锁定环绕着保持垫圈的外周布置。

本发明还涉及一种止推轴承装置，该止推轴承装置具有轴、支撑在轴上的部件，以及容置在轴的凹槽中的垫圈装置，垫圈装置与该部件相邻地布置成使得轴向力能够经由垫圈装置从部件传递到轴中和/或经由垫圈装置从轴传递至部件中。

背景技术

在车辆齿轮箱领域中，前述类型的止推轴承装置用于经由螺旋齿齿轮将传递动力的过程中产生的轴向力吸收到轴中。

在此，设置在轴中的凹槽通常为周向环形凹槽。在现有技术中，垫圈装置包括两个半环形垫圈，这两个半环形垫圈径向地插入到凹槽中，垫圈的轴向厚度等于凹槽的轴向宽度。

为了防止这些半环形扇区元件在操作中轴旋转时在离心力的作用下从凹槽中脱离，包围垫圈装置的外周的锁定环被轴向地推到垫圈装置上。

还已知一种设置到轴上的、包括形成垫圈装置的凸缘的挤压轴衬。

上述类型的垫圈装置还称为推力垫圈。

在此，这种垫圈装置的锁定环由金属制成。在此，制造过程涉及由金属板冲压出锁定环。已知的一种可选方案为通过金属加工工艺（例如车削加工等）制造该锁定环。

因此，这种锁定环的制造涉及高的成本和材料费用。而且，生产方法对冲压工艺有几何学方面的限制。

发明内容

与背景技术相对，本发明的目的是详细说明一种改进的垫圈装置和改进的止推轴承装置，特别地，该垫圈装置和止推轴承装置能够更经济地制造而成。

在前述的垫圈装置的情形中，由于锁定环由线材卷绕而成，因而得以实现该目的。

在前述的止推轴承装置的情形中，由于垫圈装置为根据本发明的类型的垫圈装置，因此得以实现该目的。

由卷绕的线材制造的锁定环的生产成本低。而且，能够使材料费用最小化。此外能够以小公差制造锁定环。

线材的横截面可为圆形或椭圆形横截面。另选地，该横截面可为多边形横截面。扇区元件优选地为相同的部件。

因而全面地实现了该目标。

特别优选的是，锁定环包括第一线圈和至少第二线圈，第一线圈延伸通过360°，至少第二线圈布置成在轴向方向上与第一线圈相邻并且延伸通过至少180°，使得在至少180°的范围内，锁定环具有等于线材的厚度的至少两倍的轴向宽度。

这样做，锁定环能够制造成具有对大宽度而言非常小的横截面。总的来说，这因此使得能够制造占据较小径向空间的止推轴承装置。

本文中，特别有利的是，第二线圈延伸经过至少270°，特别是延伸经过至少330°。

这使得能够进一步增加锁定环的稳定性。

锁定环通常还可能包括多于两个线圈，例如三个线圈，这三个线圈中的两个延伸经过360°且第三个线圈延伸经过至少180°。

根据另一优选实施方式，第一线圈包括偏置线圈部。

这使得能够将锁定环的轴向宽度限制为线材的厚度的两倍（或多倍）。换言之，锁定环可以在整个周向上具有大致均匀的轴向宽度。

在一个变型方案中，线材的端部不连接至其他的线材部。

根据总体上优选的实施方式，线材的第一端部连接至线材的相邻的第一线材部，并且/或者线材的第二端部连接至线材的相邻的第二线材部。

因而能够增加锁定环的稳定性；特别是能够限制锁定环在径向方向上的膨胀范围。

在本文中有利的是，第一端部与第一线材部的连接和/或第二端部与第二线材部的连接包括焊接连接、熔焊连接和/或粘结连接。

锁定环优选地由金属制造而成，优选地由弹簧钢制造而成。在该情形中，焊接连接是特别优选的。

扇区元件每一个可以为现有技术中那样的简单半环形扇区元件。

扇区元件通常还可能在其端部处以基本被约束地联接到一起的方式形成。

在该实施方式中，锁定环仅仅需要形成额外的安全装置。换言之，由于偏心力引起的且将扇区元件径向向外挤压的力的部分可以被扇区元件的联接件部分地吸收以及被锁定环部分地吸收。垫圈装置还可以设计成使得在止推轴承装置的操作中锁定环基本上不必吸收径向力并且因此用作“保持环”。

在此，在一个变型方案中，第一扇区元件包括具有第一突出部的第一连接面，第二扇区元件包括具有第一凹部的第一配合连接面，第一突出部接合在第一凹部中，以使得第一扇区元件和第二扇区元件被约束地联接到一起。

在可选实施方式中，每个扇区元件的第一端部包括闭锁凸耳，每个扇区元件的第二端部包括闭锁凹槽，并且，为了形成保持垫圈，扇区元件能够以第一扇区元件的闭锁凸耳闭锁在第二扇区元件的闭锁凹槽中的方式彼此连接，闭锁连接设计成使扇区元件被约束地联接到一起。

约束联接特别涉及径向方向上的约束锁定。

在根据本发明的止推轴承装置中，凹槽的轴向宽度可以等于扇区元件或垫圈装置的轴向宽度。在该情形中，扇区元件径向地插入到凹槽中，于是能够将锁定环轴向地推动到以这种方式而产生的保持垫圈上。

在优选的改进方案中，凹槽的轴向宽度大于垫圈装置的轴向厚度，止推轴承装置还包括环形部件，该环形部件与垫圈装置轴向相邻地插入到凹槽中，以使得轴向力能够从部件经由垫圈装置和环形部件传递到轴中和/或从轴经由环形部件和垫圈装置传递到部件中。

在该实施方式中，首先扇区元件能够被轴向地推动彼此之中以形成约束联接，在该情形中，轴向凹槽宽度等于垫圈装置的宽度的至少两倍。

这代表一种特别是实现具有约束联接的垫圈装置的方式。在将扇区元件轴向地放置到一起后，环形部分接着能够插入到凹槽中，以便“填满”该凹槽并且因此允许轴向力从部件传递到轴中。

在本文中特别有利的是，环形部件为开放式的环形部件，该开放式的环形部件径向地插入到凹槽中。

具有大于垫圈装置的轴向厚度的轴向凹槽宽度的改进方案还具有这样的优点，即，垫圈装置能够布置成在轴向方向上至少部分地位于部件的轴向凹部内。因而能够减小该部件与和该部件相邻地支持在轴上的另一部件之间的轴向距离。

垫圈装置在部件的轴向凹部内侧的这种布置还带来径向方向上的额外的约束锁定。

然而，即使在本实施方式中，优选的是设置锁定环，这是由于锁定环在本实施方式中能够与保持垫圈一起在旋转方向上旋转并且因此仅仅产生少量的摩擦力。然而，部件和保持垫圈可以具有不同的旋转速度，从而单独借助部件中的轴向凹部的内周所实现的径向锁定可能带来更大的摩擦损失。

第一线圈的偏置线圈部优选地为轴向偏置线圈部并且优选地形成为双偏置线圈部，以使得邻接偏置线圈部的第二线圈能够布置成与第一线圈直接相邻。

不言而喻，在不背离本发明的范围的情况下，上文中说明的特征以及将在下文中解释的那些特征不仅能够在具体阐明的组合中使用，还能够用于其他的组合中或者单独地使用。

附图说明

在附图中描绘了本发明的示例性实施方式，并且将在下文的说明中更详细地对其进行说明。附图中：

图1示出了穿过具有根据本发明的止推轴承装置的齿轮箱装置的纵向截面的示意图；

图2示出了用于止推轴承装置的保持垫圈的轴向俯视图；

图3示出了穿过具有根据本发明另一实施方式的止推轴承装置的齿轮箱装置的纵向截面的另一示意图；

图4示出了用于止推轴承装置的保持垫圈的轴向俯视图；

图5示出了用于根据本发明的垫圈装置以及根据本发明的止推轴承装置的锁定环的实施方式的轴向俯视图；

图6示出了沿着图5中的线VI-VI截取的截面图；

图7示出了图5和图6中的锁定环的径向俯视图；

图8示出了根据本发明的锁定环的另选实施方式的径向俯视图；以及

图9示出了穿过具有根据本发明的止推轴承装置的另一实施方式的齿轮箱装置的纵向截面的另一示意图。

具体实施方式

在图1中，齿轮箱装置，特别是作为机动车辆齿轮箱的一部分的形式的齿轮箱装置，在纵向截面中的示意图中示出并总体上由10表示。

齿轮箱装置10包括具有纵向轴线14的轴12。具有螺旋齿部17的第一空转齿轮16借助第一空转齿轮轴承18可旋转地支撑在轴12上。

在与第一空转齿轮16相邻的轴向侧上，周向延伸通过360°的径向凹槽20形成在轴12中。推力垫圈形式的保持垫圈22插入到径向凹槽20中，保持垫圈22作为垫圈装置21的一部分。因而形成了止推轴承装置23，借助该止推轴承装置23，由于啮合齿接合而产生的轴向力能够经由保持垫圈22从空转齿轮16被引入到轴12中。本文中，保持垫圈22实施为环形盘并且包括容置在径向凹槽中的径向内接合部以及在一个轴向侧上的抵接部，该抵接部设计成抵靠空转齿轮12的轴向端侧，以便能够将轴向力从空转齿轮16传递到轴12中。

图1还示出可能支撑在轴12上的第二空转齿轮24。第二空转齿轮24借助第二空转齿轮轴承25支撑在轴12上并且具有支承在保持垫圈22上（支承在与空转齿轮16相对的一侧上）的轴向端侧。因而，来自第二空转齿轮24的任何轴向力也能够经由保持垫圈22被引入到轴12中。

图1还以26示出平行于纵向轴线14的轴向方向，并以28示出垂直于纵向轴线14的径向方向。

在本文中，保持垫圈22由至少两个扇区元件形成，这两个扇区元件能够被连接以形成圆形。因而能够从径向相对的侧部将扇区元件推动到径向凹槽20中。

垫圈装置21还包括锁定环29。锁定环29绕着保持垫圈22的外周布置并且防止这两个扇区元件在径向方向上从环形凹槽脱离，特别是当轴12处于旋转且离心力因此作用于扇区元件上时。

在另外的变型方案中，如下文中所述，扇区元件还可设置有联接元件，以使这两个扇区元件在甚至没有锁定环29的情况下约束地联接到一起。在该情形中，锁定环29可用作附加的保持环。另选地，出现的离心力可以通过联接装置和锁定环29这两者而被吸收。

在本文中，锁定环29由线材卷绕而成并且包括在轴向方向上并排布置的两个线圈。因而，相对于径向厚度而言，锁定环能够具有相对大的轴向宽度。

图2示出保持垫圈22的示例，其包括用于将扇区元件约束地彼此固定的联接装置。

图2中的保持垫圈22包括第一扇区元件30和第二扇区元件32。扇区元件30、32具有相同的设计。下文中仅对扇区元件30进行说明，这些说明等同地适用于第二扇区元件32。

扇区元件30包括半环形基础结构34，该半环形基础结构34具有第一端部36和第二端部38。在本文中，基础结构实施为扁平的环形盘结构，其可以例如由板状金属材料冲压而成。

扇区元件30大体在180°的周向区域上延伸，使得这两个扇区元件30、32能够一起形成环形保持垫圈22。

保持垫圈22具有第一主轴线39，第一主轴线39延伸通过保持垫圈22的中心。两个端部36、38的端面沿着该第一主轴线39定向。在本文中，第一连接面40形成在第一端部36处。第二连接面42形成在第二端部38处。连接面40、42沿着平行于第一主轴线39的径向方向定向。

保持垫圈22此外具有第二主轴线43，第二主轴线43延伸通过保持垫圈22的中心并且垂直于第一主轴线39定向。

扇区元件30包括闭锁凸耳舌片44，该闭锁凸耳舌片44在周向方向上从第一连接面40延伸。在本文中，闭锁凸耳舌片44形成在基础结构34的外周的区域内。闭锁凸耳舌片44的径向外侧平滑地融合到基础结构34的外周中。径向向内延伸的闭锁凸耳46形成在闭锁凸耳舌片44的自由端处。

图2中以48示出周向方向。

保持垫圈22包括径向内侧环形接合部50，该径向内侧环形接合部50设计成插入到轴12的径向凹槽20中。保持垫圈22还包括径向外侧抵接部52，该径向外侧抵接部52形成为轴向接触例如空转齿轮16之类的部件。

沿着径向方向上观察，闭锁凸耳舌片44以无论如何都位于接合部的径向外侧的方式形成在抵接部52的区域中。

扇区元件30的基础结构34的第二端部38包括闭锁凹槽54。闭锁凹槽54从基础结构34的外周径向向内延伸。闭锁凹槽54相对于第二连接面42在周向方向上偏置。在定位凹槽54与第二连接面42之间形成有插入斜面56。

如所述，扇区元件30、32制造成相同的部件。为了形成保持垫圈22，扇区元件30、32在径向方向上被朝着彼此推动而进入径向凹槽20中，从而包围轴12，也就是说，沿着第二主轴线43被推动。这样做，闭锁凸耳46在第二连接面42的区域中到达插入斜面56，使得在进一步的径向压缩力下闭锁凸耳舌片44在径向方向上偏斜，如图2中以28所示的。最终，闭锁凸耳46达到闭锁凹槽54的区域，由于闭锁凸耳舌片44的弹性特征，闭锁凸耳扣紧到闭锁凹槽54中。在该位置，第一连接面40抵靠第二连接面42。这确保扇区元件30、32在周向方向上稳定地抵着彼此闭锁。在该状态下，接合部50定位在径向凹槽20中的事实意味着扇区元件被约束地锁定。

闭锁凸耳46的闭锁接合，即扣紧在闭锁凹槽54后，特别也是在径向方向上提供约束锁定。

在另选实施方式中（该实施方式未在图2中示出），闭锁凸耳舌片还能够在轴向方向而不是径向方向上偏转，在该情形中，径向凹槽在第二端部处在轴向方向上延伸。

图3示出齿轮箱装置的另一实施方式，该实施方式在构造和工作原理方面总体上与图1中的齿轮箱装置10对应并且总体上由10’表示。因此相同的元件由相同的附图标记描述。下文中主要说明两者之间的区别。

在图3中的齿轮箱装置10’中，第一空转齿轮16包括轴向凹部60，轴向凹部60关于空转齿轮16的端面62向后设置。在该实施方式中，保持垫圈22’插入轴向凹槽20’中，以使得在轴向方向上该保持垫圈22’至少部分地容置在轴向凹部60中。因而能够减小第一空转齿轮16与第二空转齿轮24之间的轴向距离64。如果需要，可以在第二空转齿轮24中形成对应的可选的轴向凹部66。

此外，在图3中的实施方式中，径向凹槽20在轴向方向上比保持垫圈22’更宽。更精确地说，径向凹槽20’的轴向宽度优选地为保持垫圈22’’的轴向厚度的两倍。

在图3中示出的止推轴承装置23’中，保持垫圈22’’也可由至少两个扇区元件制造而成，所述至少两个扇区元件与第一空转齿轮16轴向相邻地在径向凹槽20’中被合到一起并接着在轴向方向上被推到轴向凹部60中。环形部件68接着被容置在径向凹槽20’中。因此，来自第一空转齿轮16的轴向力能够经由保持垫圈22’和环形部件68被引入到轴12中。虽然由于保持垫圈22’’至少部分地容置在轴向凹部60中的事实，可能已经由轴向凹部60的内周提供了某种约束锁定，但是优选地可能如图1中的实施方式那样再次由线材卷绕而成的锁定环29也插在保持垫圈22’’的外周与轴向凹部60的内周之间。

图4示出保持垫圈22’’的另选实施方式，其在图3中的止推轴承装置23’中能够用作替代图2中的保持垫圈22的另选方案。

保持垫圈22’’类似地包括第一扇区元件30’’和第二扇区元件32’’。扇区元件30’’、32’’在其端部处设置有突出部和凹部，使得为了形成保持垫圈22’’，扇区元件必须轴向地推动到彼此之中，因而同时实现了径向的约束锁定。

更精确地说，第一扇区元件30’’在一个端部处具有第一连接面72，在第一连接面72上形成有第一突出部74。在第二扇区元件32’’的相关端部处对应地具有第一连接面76，在第一连接面76上形成有凹部78。

与主轴线39对应的中央轴线或主轴线80延伸穿过这些联接部。在本文中，连接面72和连接面76定向成与中央轴线80成角度82，该角度82大于0°并且优选地小于90°。

突出部74具有横向面84，该横向面84横向于连接面72定向并且定向成与中央轴线80成角度86，类似地角度86优选地大于0°且优选地小于90°。

图5至图7示出锁定环29的实施方式，其适合用于前述的所有垫圈装置21和止推轴承装置23。

锁定环29由线材卷绕而成，该线材可为金属丝，特别是弹簧钢丝。在图5至图7中，线材的横截面为多边形（例如正方形），但该横截面也可为图1和图3中示出的圆形或者椭圆形。

为了制造锁定环29，线材以第一线圈90延伸通过360°而第二线圈92延伸通过至少180°（在该情形中例如延伸通过330°的角度范围94）的方式卷绕。

在本文中，第一线圈90包括双偏置线圈部96，使得第二线圈92邻接第一线圈90的端部。

因此两个线圈90、92布置成在轴向方向上彼此相邻，使得以这种方式制造的锁定环29具有为线材厚度98的两倍的轴向宽度100，如图6中所示。

锁定环29能够通过绕着心轴对线材进行弯曲而制造。

在该情形中，线材的端部可处于开放状态。

图8示出另选实施方式，在该实施方式中，线材的端部例如通过焊接连接、通过粘接连接等在各自的连接102、104处连接至轴向相邻的线材部。

图9示出齿轮箱装置10’’’的另一实施方式，该实施方式在构造和工作原理方面与上述齿轮箱装置对应。

在本文中，径向凹槽20’’’的轴向宽度等于保持垫圈22’’’的轴向厚度。上述类型的锁定环29绕着保持垫圈22’’’的外周布置。因而形成的垫圈装置21’’’实际上整个地位于第一空转齿轮16的轴向凹部60’’’中，使得第一空转齿轮16与第二空转齿轮24之间的轴线距离可以较小。

锁定环29的径向外直径优选地小于轴向凹部60’’’的内周。

虽然上文示出了包括两个扇区元件的保持垫圈22，但保持垫圈自然也可由彼此互补以形成圆形的三个或更多个扇区元件制成。

Claims (11)

1.一种用于止推轴承装置（23）的垫圈装置（21），所述止推轴承装置（23）特别是机动车辆齿轮箱（10）中的止推轴承装置，所述垫圈装置（21）具有第一扇区元件（30）和至少第二扇区元件（32），所述第一扇区元件（30）与所述至少第二扇区元件（32）彼此互补以形成环形保持垫圈（22），所述保持垫圈（22）包括内周和外周，并且所述垫圈装置（21）具有锁定环，所述锁定环绕着所述保持垫圈（22）的所述外周布置，其特征在于，所述锁定环（29）由线材卷绕而成。

2.根据权利要求1所述的垫圈装置，其特征在于，所述锁定环（29）包括第一线圈（90）并且包括至少第二线圈（92），所述第一线圈（90）延伸通过360°，所述第二线圈（92）布置成在轴向方向上与所述第一线圈（90）相邻并且延伸通过至少180°，使得在至少180°的范围内所述锁定环（29）具有的轴向宽度（100）等于所述线材的厚度（98）的至少两倍。

3.根据权利要求2所述的垫圈装置，其特征在于，所述第二线圈（92）延伸经过至少270°，特别是延伸经过至少330°。

4.根据权利要求2或3所述的垫圈装置，其特征在于，所述第一线圈（90）包括偏置线圈部（96）。

5.根据权利要求1-4中的一项所述的垫圈装置，其特征在于，所述线材的第一端部连接至所述线材的相邻的第一线材部，和/或所述线材的第二端部连接至所述线材的相邻的第二线材部。

6.根据权利要求5所述的垫圈装置，其特征在于，所述第一端部与所述第一线材部的连接（102）和/或所述第二端部与所述第二线材部的连接（104）包括焊接连接、熔接连接和/或粘结连接。

7.根据权利要求1-6中的一项所述的垫圈装置，其特征在于，所述第一扇区元件（30’’）包括具有第一突出部（74）的第一连接面（72），所述第二扇区元件（32’’）包括具有第一凹部（78）的第一配合连接面（76），所述第一突出部（74）接合在所述第一凹部（78）中，以使得所述第一扇区元件（30’’）和所述第二扇区元件（32’’）约束地联接到一起。

8.根据权利要求1-6中的一项所述的垫圈装置，其特征在于，每个扇区元件（30、32）的第一端部包括闭锁凸耳（46），每个扇区元件（30、32）的第二端部包括闭锁凹槽（54），并且，为了形成保持垫圈（22），所述扇区元件（30、32）能够彼此连接，以使得所述第一扇区元件（30）的所述闭锁凸耳（46）闭锁在所述第二扇区元件（32）的所述闭锁凹槽（54）中，所述闭锁连接设计成使所述扇区元件（30、32）约束地联接到一起。

9.一种止推轴承装置（23），具有轴（12）、支撑在所述轴（12）上的部件（16）、以及容置在所述轴（12）的凹槽（20）中的垫圈装置（21），所述垫圈装置（21）布置成与所述部件（16）相邻，以使得轴向力能够从所述部件（16）经由所述垫圈装置（21）传递到所述轴（12）中和/或从所述轴（12）经由所述垫圈装置（21）传递到所述部件（16）中，其特征在于，所述垫圈装置为根据权利要求1-8中的一项所述的垫圈装置。

10.根据权利要求9所述的止推轴承装置（23），其特征在于，所述凹槽（54）的轴向宽度大于所述垫圈装置（22’）的轴向厚度，所述止推轴承装置（23）还包括环形部件（68），所述环形部件（68）与所述垫圈装置（22’）轴向相邻地插入到所述凹槽（20’）中，以使得轴向力能够从所述部件（16）经由所述垫圈装置（22’）和所述环形部件（68）传递到所述轴（12）中和/或从所述轴（12）经由所述环形部件（68）和所述垫圈装置（22’）传递到所述部件（16）中。

11.根据权利要求10所述的止推轴承装置（23），其特征在于，所述环形部件（68）为开放式的环形部件，所述开放式的环形部件径向地插入到所述凹槽（20’）中。

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