CN103867583A - 滚动轴承在壳体内的扭转锁定和轴向锁定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚动轴承在壳体内的扭转锁定和轴向锁定。轴承机构（1）具有用于使滚动轴承（2）在壳体（5）内扭转锁定和轴向锁定的锁定装置（9）。可松开地紧固的锁定装置与滚动轴承的外圈（3）以及与壳体（5）作用连接。包括自保持的锁定盘（10）的锁定装置不仅包含与壳体而且包含与滚动轴承的外圈合作的锁定元件（11、12）。实施为外侧造型部（13）的第一锁定元件（11）力锁合地与壳体（5）的轴承孔（4）的内轮廓作用连接。锁定盘的第二锁定元件（12）形成至少一个轴向凸出的、与滚动轴承的外圈（3）共同作用的凸起部（14），所述凸起部（14）形状锁合地嵌入到滚动轴承的外圈（3）的边缘（8b）的轴向贯通的、径向取向的凹部（15）内。

Description

滚动轴承在壳体内的扭转锁定和轴向锁定

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征所述的具有用于使滚动轴承在壳体内扭转锁定和轴向锁定的锁定装置的轴承机构。

背景技术

开头提到的结构类型的锁定装置在各种各样的实施方式中是公知的。这些锁定装置被确定用于使滚动轴承相对于环境结构物固定。由此，对于装入状况（在该装入状况内例如视公差而定地不能得到滚动轴承的充分耐久的固定）来说可以有效地避免在外轴承圈与容纳滚动轴承的壳体之间的不利的轴向移动和/或扭转。

从DE101804059518A1公知有一种滚动轴承，其中，为了轴向固定而将构造为环形盘的保持法兰与承载元件一起以螺丝拧合，该保持法兰同时被确定用于避免滚动轴承的扭转。这种预安装的用于使滚动轴承扭转锁定和轴向锁定的单元导致高的制造成本、大的装配费用并需要较大的结构空间。在DE10153441A1中，为了滚动轴承固定而描述了一种保持元件，该保持元件大致由一种平坦的、环状的基体组成，该基体在周边侧在壳体上的至少两个部位处被以螺丝拧合。保持元件在径向覆盖滚动轴承的区段上具有在轴向上延伸的突起部。根据DE10032474A1，为了使滚动轴承的滚子套筒（Rollenhülse）在车辆传动装置内位置固定而使用一种设备，其中，盘状的锁定元件与滚子套筒作用连接（in Wirkverbindung steht）。滚子套筒为此在其外表面的至少一个区域内具有斜齿廓，所述斜齿廓在装入状态中形状锁合地（formschlüssig）嵌入到锁定元件的相应的配对型廓内。通过啮合可以实现滚动轴承在轴向方向和径向方向上的固定，所述固定由于所应用的、斜取向的型廓而需考虑在两个空间方向上的公差。

从DE101807062363A1公知的轴承机构示出一种用于使滚动轴承扭转锁定和轴向锁定的锁定装置。对此，滚动轴承的外轴承圈形成凹部，实施为盘的锁定装置形状锁合地按入到所述凹部内，所述锁定装置与壳体一起以螺丝拧合。此外，为了转动锁定而在外轴承圈上在面向锁定装置的一侧设置有凹部，在装入状态中，实施为盘的锁定装置的凸出部或者凸起部嵌入到该凹部中。从DE102007049049A1公知有另一种用于使滚动轴承外圈轴向和径向锁定在壳体上的轴承座内或者锁定在环境结构物内的布置。对此，给轴承外圈在端侧配属至少一个在壳体上以螺丝拧合的、可松开地紧固的、构造为凸缘状的锁定板的锁定元件，该锁定元件形状锁合地嵌入到轴承外圈的端槽内。

发明内容

本发明基于以下任务，即，创造一种具有滚动轴承在壳体内的紧凑的扭转锁定和轴向锁定的轴承机构，所述轴承机构简单地建造并可安装以及可低成本地实现而且对轴承座没有影响。

提出的任务通过一种包含权利要求1的特征的轴承机构来解决。从属的援引权利要求1的权利要求分别阐述了本发明的有利的改进方案。

根据本发明的锁定装置包括自保持的锁定盘，所述锁定盘不仅包含与壳体而且包含与滚动轴承的外圈合作的、作用不同的锁定元件。在外侧锁定盘形成型廓或者造型部作为锁定元件，所述锁定元件力锁合地（kraftschlüssig）与轴承孔或者壳体的形成容纳部的内轮廓作用连接。锁定盘的也称为形状锁合元件的第二锁定元件具有至少一个轴向凸出的、与滚动轴承的外圈共同作用的凸起部。对此，滚动轴承的外圈或者滚子套筒的边缘形成轴向贯通的、径向取向的凹部，锁定盘的凸起部形状锁合地嵌入该凹部内。

通过使根据本发明的锁定装置的锁定盘力锁合地压入到壳体内，有利的是无需其他的或者附加的措施，例如以螺丝拧合或者用于使锁定盘紧固和转动固定的附加元件。结构空间优化的、薄壁的、仅通过形状锁合的嵌入与外滚动轴承圈的边缘连接的锁定盘不会导致对轴承座的负面影响。此外，滚动轴承的覆盖不会受锁定盘影响，这对轴承的轴向牢固配合产生积极作用。建造简单的且可低成本制造的锁定盘使低成本的锁定装置的实现成为可能。此外，根据本发明的概念提供以下可能性，即，为锁定盘且因此为锁定装置设置一种成本优化的自动化装配。根据本发明的锁定装置保证外轴承圈且因此滚动轴承的可靠的轴向和径向锁定。由于小的结构尺寸以及相应可简单且容易安装的结构，根据本发明的锁定装置可尤其低成本地用于大批量生产，例如汽车传动装置。

有利地，本发明也针对装入状况提供外轴承圈的可靠的扭转锁定和轴向锁定，其中，壳体和滚动轴承的外圈或者滚子套筒由不同材料制造。对于由钢制造的外轴承圈来说，优选碳素钢或者被称为DC03的变形加工板材是合适的，该变形加工板材在变形加工过程之后为了使边缘层有针对性地提高硬度而借助扩散过程被渗碳。尤其设置铝或者轻金属合金来作为用于设计为铸件的壳体的材料。由于各材料的特定的热膨胀系数，在装入状态中，装入间隙出现在由各种材料制造的构件之间，该装入间隙可以触发外轴承圈的轴向移动以及轴承圈在壳体内的扭转。滚动轴承的这种不利运动由根据本发明的锁定装置来阻止。

根据本发明的另一有利的设计方案，锁定元件的锁定盘的外侧的造型部实施为滚花部。可进行各种各样设计的、例如形成环绕沟槽的滚花部可以在此无切削地通过冲压而施加到锁定盘的外侧上。包含外滚花部的锁定盘在尺寸上以如下方式设计，即，该锁定盘以限定的径向覆盖力锁合地压入到壳体的轴承孔或者容纳部内并因此与轴承孔的表面作用连接。通过出现的压配合，锁定盘且同样滚动轴承耐久地在壳体内转动固定和位置固定。作为对滚花部的替选，锁定盘可以在外侧包含作为造型部的齿廓，该齿廓形状锁合地与壳体内的配对型廓作用连接。为了创造附加的力锁合连接，例如提供的是，与配对型廓稍有偏差地构造外齿廓。为此附加地或替选地提供的是，借助粘接使共同作用的齿廓材料锁合地（stoffschlüssig）锁定。此外根据本发明还提供的是，使锁定盘在外侧配备至少一个径向凸缘，该径向凸缘形状锁合地嵌入到壳体的纵槽内。该措施在扭转锁定方面支持外侧的、构造为滚花部或者齿廓的造型部。

为了低成本制造由钢板制造的锁定盘，优选一种无切削的变形加工技术方法是合适的。锁定盘包括轴向和径向锁定元件、轴向凸出的凸起部以及径向取向的凸缘或者外侧的造型部可以借此来制造。替选地或者补充地例如可以使用一种冲压方法，利用该冲压方法从钢板中冲压出锁定盘，并接着使锁定盘的轴向凸出的凸起部弯曲成直角。锁定盘的轴向凸起部以及径向凸缘的数目和布置可以是任意的。不同于对称布置地也可以设置凸起部的非对称布置。针对也被称为环形体或者分段体的锁定盘优选设置矩形横截面。

根据本发明的锁定装置尤其被确定用于传动装置的轴承机构，例如用于车辆传动装置中的小齿轮的支承装置。此外，根据本发明的装置一般适合用于扭矩转换器的支承和/或引导以及用于原则性上与滚针套筒相结合应用为引导轴承。

在此安装在由轻金属、尤其铝合金构成的传动装置壳体内的由钢材料构成的用于支承小齿轮轴或者换挡轴的滚动轴承需要对滚动轴承的有效的扭转锁定和轴向锁定。为了避免混淆，属于根据本发明的锁定装置的、在滚动轴承外圈的边缘上轴向贯通的、径向取向的凹部可用作滚动轴承的识别标记。此外，这些凹部在滚动轴承装入时适合用于位置定向或者在自动化装配时用于滚动轴承的拾取。

附图说明

从以下的说明中以及从简化示出本发明实施例的附图中得出本发明的其他特征，其中，本发明不限定于这些实施例。只要未作另行提及，在本说明书中相同的或者功能相同的构件设有相同的附图标记。其中：

图1示出具有附属的根据本发明的锁定装置的轴承机构的第一实施例的片段图；

图2以立体图示出根据本发明的轴承机构的第二实施例；

图3以前视图示出根据本发明的锁定装置的锁定盘；

图4以根据图3的线路4-4的剖面图示出锁定盘；以及

图5示出根据图1的轴承机构的滚动轴承的侧向边缘的细节图。

具体实施方式

图1示出轴承机构1，其例如可用于支承变速器的未绘制出的小齿轮轴。构造为圆柱滚子轴承或者滚针轴承的滚动轴承2对此为了形成轴承座而通过外圈3按入到壳体5的轴承孔4内。也被称为滚子套筒的滚动轴承2除了单件式外圈3以外还包括圆柱形构造的滚动体6，所述滚动体6在装入状态中直接与未绘制出的小齿轮轴共同作用。为了容纳滚动体6而设置有滚动体保持架7，所述滚动体保持架在外圈3的侧向边缘8a、8b上引导。根据本发明，滚动轴承2的外圈3由钢材料，尤其碳素钢制造，并且壳体5由轻金属，优选铝合金制造。在变速器的运行状态中出现壳体5的加热，由此外圈3和壳体5由于加热也在径向方向上膨胀。由于钢和轻金属或者铝合金的热膨胀系数有偏差，在加热时壳体5的轴承孔4比外圈3扩展得更大，由此可以发生滚动轴承2在轴承座上的压配合的松弛。该松弛可能导致外圈3在壳体5之内在周边方向上扭转和/或轴向位移。

为了避免外圈3的不利的位置变化，轴承机构1包含锁定装置9，所述锁定装置9由锁定盘10组成，所述锁定盘10通过锁定元件11、12不仅与壳体5而且与外圈3作用连接。锁定盘10的外侧的、优选以变形加工技术所实施的造型部13形成第一锁定元件11。由于在造型部13的区域内的锁定盘10的外径与轴承孔4的内径之间的限定的径向覆盖，锁定盘10在装入位置中自保持地、即力锁合地且因此转动固定地与壳体5连接。优选滚花部合适作为造型部13。替选地，锁定盘10可以包含作为造型部13的齿廓，所述齿廓在轴承孔4的区域内形状锁合地嵌入到壳体5的配对型廓内。为了创造出附加的力锁合的连接和轴向固定，造型部13的齿廓与壳体5内的配对型廓稍有偏差地来构造。锁定盘10包含成直角地沿滚动轴承2的方向取向的凸起部14作为第二锁定元件12。也被称为形状锁合元件的第二锁定元件12以凸起部14形状锁合地嵌入到滚动轴承外圈3的边缘8b的轴向贯通的或者纵向界定的、径向取向的凹部15。优选地，边缘8b包含多个对称地周边分布的内侧凹部15。凹部15在外圈3的边缘8b上的单侧布置可以用作识别特征并用于滚动轴承2的位置定向或避免混淆。此外，凹部15提供了这样的可能性，即，针对自动化装配而简化地拾取滚动轴承2。

相对于包含实施为圆柱滚子轴承的滚动轴承2的轴承机构1来设计锁定装置9不是对本发明的限制。在本发明的范围内所描述的锁定装置9与滚动轴承2相结合可应用于所有传动装置结构类型以及可传递给其它滚动轴承，例如滚子套筒。此外，锁定装置9可以用于每个其中不仅需轴向地而且需在周边方向上锁定滚动轴承的轴支承装置。

图2示出本发明的第二实施例，其中以立体图示出轴承机构1结合壳体5。与图1不同，锁定盘18补充地包含径向取向的凸缘16，所述凸缘16相应形状锁合地嵌入到壳体5的纵槽17内。凸缘16为外侧的造型部13引起一种附加支持措施，以便保证锁定盘18且因此外圈3的扭转锁定的装入位置。

图3和图4示出锁定盘10的其它细节。分别错开40°的角度α地，锁定盘10包含九个单侧轴向凸出的、形成锁定元件12的凸起部14。由于以变形加工技术制造，相对于凸起部14在锁定盘10中形成局部凹陷部。在外侧，锁定盘10被以变形加工技术实施的造型部13包围。

图5示出滚动轴承外圈3的边缘8b的细节图。在内侧，边缘8b周边分布地形成多个在边缘8b的整个宽度上延伸的、径向取向的凹部15，所述凹部15被确定用于形状锁合地容纳锁定盘10的轴向凸出的凸起部14。作为对以15°的角度β间隔地布置的、贯通的凹部15的替选，如果这些凹部15配属例如凸起部的长度低于边缘8b的宽度的凸起部14，则这些凹部15可以以有偏差的角度间隔以及纵向界定地被实施。

附图标记列表

1   轴承机构

2   滚动轴承

3   外圈

4   轴承孔

5   壳体

6   滚动体

7   滚动体保持架

8a  边缘

8b  边缘

9   锁定装置

10  锁定盘

11  锁定元件

12  锁定元件

13  造型部

14  凸起部

15  凹部

16  凸缘

17  纵槽

18  锁定盘

Claims (9)

1.具有用于使滚动轴承（2）在壳体（5）内扭转锁定和轴向锁定的锁定装置（9）的轴承机构（1），其中，可松开地紧固的锁定装置（9）与所述滚动轴承（2）或者滚子套筒的外圈（3）以及与所述壳体（5）作用连接，其特征在于，作为锁定装置（9）设置有自保持的锁定盘（10、18），所述锁定盘（10、18）不仅包含与所述壳体（5）而且包含与所述滚动轴承（2）的外圈（3）合作的锁定元件（11、12），其中，实施为外侧造型部（13）的第一锁定元件（11）力锁合地与所述壳体（5）的轴承孔（4）的内轮廓作用连接，并且所述锁定盘（11、12）的第二锁定元件（12）形成至少一个轴向凸出的、与所述滚动轴承（2）的外圈（3）共同作用的凸起部（14），所述凸起部（14）形状锁合地嵌入到所述滚动轴承（2）的外圈（3）的边缘（8b）的轴向贯通的、径向取向的凹部（15）内。

2.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述壳体（5）和所述滚动轴承（2）或者所述滚子套筒的外圈（3）由不同材料制造，其中，对于所述壳体（5）来说设置轻金属，而对于所述滚动轴承（2）的外圈（3）来说设置钢材料。

3.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述锁定盘（10、18）在外侧具有能以变形加工技术制造的造型部（13）。

4.根据权利要求3所述的轴承机构，其特征在于，所述锁定盘（10）在外侧具有滚花状的或者开齿的造型部（13），所述造型部（13）与所述轴承孔（4）的内轮廓形状锁合地且力锁合地作用连接。

5.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述锁定盘（18）包含至少一个径向取向的凸缘（16），所述凸缘（16）形状锁合地嵌入到所述壳体（5）的纵槽（17）内。

6.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，形成环形体或者分段体的、具有矩形横截面的所述锁定盘（10、18）包括所述锁定元件（11、12）以变形加工技术无切削地制造。

7.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述锁定盘（10、18）的轴向凸出的凸起部（14）对称地或者非对称地布置。

8.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述滚动轴承（2）被确定用于支承变速器的小齿轮轴。

9.根据上述权利要求中任一项所述的轴承机构，其特征在于，所述外圈（3）的边缘（8b）的轴向贯通的、径向取向的凹部（15）能在所述滚动轴承（2）装入时用于位置定向并在自动化装配期间用于所述滚动轴承（2）的拾取。

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