CN104343827B - 轴向固定轴承外圈的内卡环和配置结构及轴承安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于把轴承的轴承外圈轴向固定在孔的轴承座中的内卡环(1)和配置结构，以及一种用于把轴承(3)安装在孔(11)中的方法，其中借助内卡环防止孔的轴承座中的轴承(3)的轴承外圈(2)轴向移动。即便在轴承外圈(2)旁边不存在足够大的轴向空间时和/或内卡环(1)在安装期间被另外的构件(16)遮盖而因此不能借助卡环钳接触时，为了能以简单的方式固定轴承外圈(2)，根据本发明建议，所述内卡环(1)在预载状态下比在无负荷的状态下具有更大的直径，或者腿部(8)向外突伸且为了内卡环(1)的预载可以被压离彼此，而在内卡环(1)的配置结构中，在预载之下从外部抵靠在轴承外圈(2)上。

Description

轴向固定轴承外圈的内卡环和配置结构及轴承安装方法

技术领域

本发明涉及一种内卡环，以及一种用于把轴承的轴承外圈轴向固定在孔的轴承座中的配置结构，尤其用于把在齿轮旁边安装在变速器组件的轴上的轴承的轴承外圈固定在变速器壳体的轴承座中的配置结构。本发明还涉及一种用于把轴承、尤其在齿轮旁边安装在变速器组件的轴上的轴承安装在孔中的方法，其中借助于内卡环防止轴承的轴承外圈在孔的轴承座中轴向移动。

背景技术

变速器的、装备了齿轮的轴通常支承在两个轴承中，其内圈沿轴的轴向不可移动地固定在该轴上，例如借助于轴肩和外-卡环固定。每个轴承的外圈大多轴向不可移动地固定在变速器壳体的孔中，其中外圈大多以抵靠在孔的阶梯部或凸肩的方式被由弹簧钢制成的内卡环保持。根据DIN417标准，在常规实施方案中，用于孔的内卡环包括在一处通过间隙中断的环部以及两个在两侧从中断处或从间隙通常径向向内突出的端部或腿部。环部延伸经过大于270度的圆周角，其中，在背离间隙的那侧上的材料厚度最大，且朝着间隙减小。突出的腿部分别具有用于卡环钳的凹部，借助于所述卡环钳，在插入包围孔的、朝着孔敞开的槽之前，卡环能在两个腿部相互接近的情况下被压紧并同时能在其直径减小的情况下被预载。为了压紧或对卡环预载，在常规实施方案中，腿部的凹部构造为孔。然而可选地，凹部也可以是端部的彼此背离的外侧面上凹形的凹处。在插入到槽中之后，无应力的内卡环径向向内由槽突伸出，其中，所述内卡环抵靠轴承外圈的端面并进而与孔的阶梯部或凸肩或者另一个内卡环共同作用，以防止轴承外圈的任何轴向移动。

然而，在有些应用情况中，当对这种经典的内卡环的配置结构来说在轴承外圈旁边没有足够大的轴向结构空间时和/或在安装期间内卡环被一构件，尤其是齿轮遮盖并因此不能接近用于卡环钳的凹部时，通过这种方式不能固定一个或多个轴承外圈。

发明内容

因此，本发明的任务在于，相应地改进前述类型的、用于把轴承的轴承外圈轴向固定在孔的轴承座中的内卡环和配置结构以及用于把轴承安装在孔中的方法，使得即便在轴承外圈旁边不存在足够大的轴向空间时和/或内卡环在安装期间被另外的构件遮盖并因此不能借助于卡环钳接近时，也能以简单的方式固定轴承外圈。

特别地，本发明的任务还在于，提供一种前述类型的内卡环、配置结构和方法，当在安装期间齿轮遮盖内卡环和/或在轴承外圈旁边不存在用于内卡环的足够大的轴向结构空间时，所述方法适合用于把在齿轮旁边安装在变速器组件的轴上的轴承的轴承外圈固定在变速器壳体的孔中或者适合于把在齿轮旁边安装在变速器组件的轴上的轴承安装在变速器壳体的孔中。

关于内卡环，该任务如此实现，与在预载状态中具有比在不受载荷状态中更小的直径的传统的内卡环相比，内卡环在预载状态下比在不受载荷状态下具有更大的直径。换句话说，根据本发明的内卡环可以借助于卡环钳从不受载荷的静止状态扩张至预载的状态，而传统的内卡环从不受载荷的静止状态压紧至预载的状态。

在本发明的一种优选的设计方案或备选方案中，腿部向外突伸并可以为了对内卡环预载而被压离彼此。

在根据本发明的内卡环的一种有利的设计方案中，腿部的凹部在腿部的彼此背离的外侧上是封闭的，其中，所述凹部要么以孔的形式穿过腿部，要么可以有利地以凹入的凹部的形式构造在腿部的、朝向彼此的内侧面上。有利地，腿部径向向外突伸。根据本发明的内卡环有利地像传统的内卡环那样由弹簧钢制成。

关于用于把轴承的轴承外圈轴向固定在孔的轴承座中的配置结构，该任务通过根据本发明的内卡环完成，所述内卡环在预载的情况下从外部抵靠在轴承外圈上。内卡环的环部优选以其外周接合在环绕孔的、朝孔敞开的槽中，而两个腿部通过槽的中断处向外伸出，伸出程度优选使得所述腿部不被其它构件遮盖且腿部中的凹部可以为了接合卡环钳而被接近。

当在轴承外圈旁边不存在用于内卡环的足够大的轴向结构空间时，按照根据本发明的配置结构的另一个优选的设计方案，轴承外圈配设有阶梯部，具有不同外径的两个周面部段与该阶梯部邻接。按照根据本发明的方法的有利的设计方案，内卡环可以通过这种方式在预载下扩张，以便随后使轴承外圈部分地运动经过扩张的内卡环并且最终在减小内卡环的内径的情况下使内卡环卸载，以便把内卡环在阶梯部之后定位在具有较小外径的周面部段中，从而内卡环以端面抵靠在阶梯部上以及以其内周抵靠在具有较小外径的周面部段上，并且有利地在预载的情况下压紧在具有较小外径的周面部段上。

当内卡环在其安装位置中被另一个构件遮盖，则相宜地将轴承外圈首先部分地导入到扩张的内卡环中，随后卡环钳从内卡环脱开，从而该内卡环在预载的情况下抵靠在轴承外圈的、具有较大外径的周面部段上，并且然后剩余的轴承外圈穿过被预载的内卡环运动至轴承座中，在此，被预载的内卡环在缩小其内径的情况下在阶梯部之后卡扣或卡锁。

为了便于把轴承外圈引导或插入到扩张的内卡环中，轴承外圈优选在其背离阶梯部的那一侧，也就是在具有较小外径的周面部段的端部上具有滑入斜部当轴承外圈在其滑入斜部已经部分地伸入到内卡环中的位置中被沿轴向相对内卡环压紧时，所述滑入斜部有助于内卡环的扩张。为此目的，滑入斜部的最小直径有利地小于具有较小外径的、与阶梯部邻接的周面部段的外径。

槽的中断处在其周向上的宽度优选大于不受载荷的内卡环在腿部区域中的最大宽度，因此槽中的内卡环在两个腿部被彼此压离的情况下能扩张。

根据本发明的另一种优选的设计方案，槽的外径大于内卡环在其不受载荷的静止状态中的外径，因此内卡环可在槽中扩张或扩开。

根据本发明的配置结构有利地用于，当在安装期间齿轮遮盖内卡环和/或在轴承外圈旁边不存在用于内卡环的足够大的轴向结构空间时，把在齿轮旁边安装在变速器组件的轴上的轴承的轴承外圈固定在变速器壳体的孔中。

关于用于把轴承安装在孔中的方法，根据本发明该任务如此完成：首先将内卡环预装配在包围孔的槽中且然后在安装轴承时在槽中扩张内卡环，以便使轴承外圈沿轴向完全或部分地穿过扩张的内卡环运动至轴承座中。当内卡环难以接近时，有利的是，一旦轴承外圈完全位于轴承座中，由于扩张处于预载之下的内卡环自动收缩。

内卡环在其预装配在槽中之后有利地借助于卡环钳扩张，以及随后轴承外圈被引导或插入到扩张的内卡环中，其中，首先具有较大外径的、与阶梯部邻接的周面部段运动经过扩张的内卡环。在此，可以取下卡环钳，使得一旦阶梯部运动穿过了从槽伸出的内卡环，则处于预载下的内卡环在缩小其内径的情况下自动地在阶梯部之后卡扣或卡锁。

在扩张的内卡环由于取下卡环钳而在槽中不受载荷之后或者在轴承被推入到轴承座时在轴承外圈的阶梯部之后被卡扣或卡锁之后，径向向外突出的腿部具有比在内卡环预载或扩张时更小的最大宽度。这导致了，当在变速器运行中轴承外圈一起旋转时，根据轴承外圈的旋转方向，两个腿部中的一个在某一时候抵靠在槽的中断处的、相邻的边界上。在这种条件下，传统的内卡环以两个径向向内突出的端部或腿部可能会被从槽中压出，而根据本发明的内卡环—只要仍可行—则进一步被压紧或者更大程度地被相对轴承外圈的外周压紧，从而可靠地防止了内卡环的不期望的松开。

轴承外圈和内卡环有利地具有对置的端侧，所述端侧具有互补的斜部或倒角，以便由此减小在轴承座中的轴承的轴向间隙或者无间隙地设置轴承。

附图说明

下面根据附图中示出的实施例进一步解释/描述本发明。

图1示出处于不受载荷的静止状态中的、根据本发明的内卡环的正面视图；

图2示出处于扩张的受应力的安装状态中的内卡环的正面视图；

图3示出具有用于滚动轴承的外圈的轴承座和预装配的、根据本发明的内卡环的变速器壳体的一部分的透视图；

图4示出用于插入到壳体中的变速器组件的透视图；

图5示出在第一安装步骤中插入到变速器壳体中时变速器组件的剖视图；

图6示出在随后的第二安装步骤中插入到变速器壳体中时变速器组件的剖视图；

图7示出在插入到变速器壳体之后变速器组件的剖视图；

图8示出插入在变速器壳体中的组件的端侧视图。

具体实施方式

在附图中示出的内卡环1用于把变速器组件4(图4)的滚动轴承3的轴承外圈2轴向固定在变速器壳体5(图3)中。

如在图1和2中最佳示出的那样，由弹簧钢制成的单件式的内卡环1包括在一位置处具有中断处8或间隙的环部7以及两个在两侧从中断处6通常径向向外突出的腿部8，所述环部在不受载荷的静止状态(图1)中延伸经过约350度的圆周角。

两个腿部8具有这样一个长度，该长度大于内卡环1在不受载荷的静止状态中的内径的一半。在其自由的外端部附近，两个腿部8在其对置的内侧分别设有半圆形的凹处9。夹紧环钳的端部(未示出)可以插入到凹处9中，以便通过把两个腿部8压离彼此使内卡环1在其直径扩张的情况下从不受载荷的静止状态(图1)过渡至扩张的或张开的状态(图2)中。

如在图7中最佳示出的那样，内卡环具有两个方向相反的平行的端面，其中，内卡环在一侧具有倾斜的倒角10，所述倒角与环部7的内圆周邻接且大致在环部7的中间圆周上向外延伸。由此，环部7在内圆周上具有较小的厚度，所述厚度向外逐渐增大。

如在图3、5和6中最佳示出的那样，变速器壳体5的壁设有阶梯孔11，该阶梯孔用于容纳滚动轴承3的轴承外圈2并且形成了轴承座。阶梯孔11具有用于轴承外圈2的轴向止挡面12并且在距止挡面12一轴向间距处具有槽13，该槽包围了阶梯孔11并且朝该阶梯孔敞开。

如图3所示，槽13用于容纳内卡环1，在安装变速器组件4之前，内卡环被插入到槽13中。槽13在周向上具有中断处14，插入到槽13中的内卡环1的两个腿部8穿过中断处向外伸出，因此在腿部8的内侧上的凹处9可借助于卡环钳接近。中断处14的宽度大于处于不受载荷的静止状态中内卡环1的两个腿部8的彼此背离的外侧面的最大间距。如此确定槽13的深度，使得内卡环1在安装具有滚动轴承3的变速器组件4时可以在槽内部被扩张，要么通过借助于卡环钳将两个腿部8压离彼此，要么如下文所述的那样通过轴承外圈2。在不受载荷的静止状态中，内卡环1径向向内从槽13伸出至阶梯孔11中。

如在图4中最佳示出的那样，变速器组件4包括从动轴15，滚动轴承3在齿轮16旁边轴向不可移动地固定在所述从动轴上。如在图8中最佳示出的那样，在安装了变速器组件4之后，齿轮16遮盖了插入轴承座中的轴承外圈2。

如在图4中最佳示出的那样，轴承外圈2设有阶梯部17。两个具有不同外径的柱形的周面部段18、19在对置侧与阶梯部17邻接。轴承3被如此安装在轴15上，使得具有较大外径的周面部段18在安装变速器组件4时朝向阶梯孔11的底部。

周面部段18的外径如此选择，使得内卡环1在受到加载的安装状态(图2)下必须扩展才能使周面部段18轴向运动穿过内卡环1。周面部段19的外径略微大于不受载荷的内卡环1(图1)的内径，以便在安装了变速器组件4之后，内卡环以环部7的内周在夹紧力作用下抵靠在周面部段19上(如图7所示)。阶梯部17设有倾斜的倒角20，该倒角的倾斜角对应于内卡环1的倒角10的倾斜角。

在背离齿轮16和阶梯部17的侧面上，轴承外圈2设有滑入斜部21，该滑入斜部延伸经过轴承外圈2的高度的三分之一以上，并且与周面部段18邻接。如下文说明的那样，当变速器组件4被推入到变速器壳体5中时，滑入斜部21使轴承外圈2插入预装配的内卡环1中变得容易。

如在图3中示出的以及在上文说明的那样，在内卡环1预装配到变速器壳体5的槽13中之后，在安装变速器组件4时，内卡环1首先借助于卡环钳扩展到使得轴承外圈2至少能够以滑入斜部21插入到内卡环1中的程度(如图5所示)。

接着，一轴向压力沿图5中箭头的方向施加在变速器组件4上。由此，滑入斜部21把具有径向向外起作用的分量的力传递至内卡环1中，因此内卡环在槽13中被扩展到使得轴承外圈2的周面部段18可以运动穿过扩展的内卡环1的程度。

如图7所示，当内卡环1到达阶梯部17，则内卡环1由于其预载自动地在阶梯部17后卡扣或卡锁。在此，两个倒角10、20彼此接合，使得内卡环1将位于轴承座中的轴承外圈2相对止挡面12压紧，因此轴承外圈2在完成安装的状态下(如图8中示出的那样)可以被轴向无间隙地设置在轴承座中。

当在变速器运行中轴承外圈2一同旋转时，则这不是关键的，因为在不考虑旋转方向的情况下，在一定的时间段之后，内卡环1的两个腿部8之一抵靠在中断处14的相邻的边界处。当在该状态下轴承外圈2继续一同旋转，则由该一同旋转的轴承外圈2施加在静止的内卡环1上的摩擦力导致了内卡环1以环部7的内周面从外部相对轴承外圈2或周面部段19压紧的力增大，由此排除了内卡环1不期望地离开槽13的情况。

附图标记列表

1 内卡环

2 轴承外圈

3 滚动轴承

4 变速器组件

5 变速器壳体

6 中断处

7 环部

8 腿部

9 凹处

10 倒角

11 阶梯孔

12 止挡面

13 槽

14 中断处

15 从动轴

16 齿轮

17 阶梯部

18 周面部段

19 周面部段

20 倒角

21 滑入斜部

Claims (8)

1.一种用于把轴承(3)安装在孔(11)中的方法，其中，借助于内卡环(1)防止轴承(3)的轴承外圈(2)在孔(11)的轴承座中轴向移动，其特征在于，所述内卡环(1)预装配在包围孔(11)的、朝着孔(11)敞开的槽(13)中，从而所述内卡环(1)的、在一位置处具有中断处(6)的环部(7)以其外周接合在包围孔(11)的、朝着孔(11)敞开的槽(13)中，两个从中断处(6)在两侧径向向外突出于环部(7)的腿部(8)通过槽(13)的中断处(14)向外伸出；在安装轴承(3)时，通过使所述腿部(8)被彼此压离而使所述内卡环(1)在槽(13)中张开，以使轴承外圈(2)的至少一部分沿轴向穿过所述内卡环(1)运动至轴承座中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一旦轴承外圈(2)位于轴承座中，由于张开而处于预载下的内卡环(1)自动收缩，以便在预载下从外部抵靠在所述轴承外圈(2)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述腿部分别设有用于接合卡环钳的凹部，这两个凹部在腿部(8)的彼此背离的外侧上是封闭的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，两个凹部是腿部(8)的朝向彼此的内侧面上的、凹入的对置的凹处。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，槽(13)的外径大于环部(7)的外径，从而内卡环(1)能在扩张的情况下在槽(13)中被施加预载。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述轴承外圈(2)具有一阶梯部(17)，具有不同外径的两个周面部段(18、19)与所述阶梯部邻接；所述内卡环(1)以其内周抵靠在具有较小外径的周面部段(19)上以及以端侧或端面抵靠在阶梯部(17)上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述阶梯部(17)和内卡环(1)的、抵靠在阶梯部(17)上的端侧配有互补的斜部或倒角(20、10)。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述轴承外圈(2)在具有较大外径的周面部段(18)的端部上具有滑入斜部(21)。