CN104685244A - 包括两部件壳体的滚动轴承及制造和安装此轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括内圈(2)、外圈(3)、限定在圈(2,3)之间的滚动室(5)内的至少一排滚动元件(4)的滚动轴承(1)。环形壳体(7)围绕包括至少两个分离部件(3a，3b)的圈(3)的至少一个。所述壳体(7)包括用于保持所述圈(3)的分离部件(3a，3b)的两个不同的部件(7a，7b)。壳体(7)是这样的：第一部件(7a)设置有用于径向保持所述圈(3)的至少两个部件(3a，3b)的内轴向圆柱部件(71a)，并且第二部件(7b)设置有围绕所述内轴向圆柱部分(71a)的外轴向圆柱部分(71b)以及径向向外延伸的突起部分(9)。

Description

包括两部件壳体的滚动轴承及制造和安装此轴承的方法
技术领域
本发明涉及滚动轴承，尤其涉及包括内圈和外圈还有提供在两圈中的滚道之间的诸如滚珠的一排或多排滚动元件的滚动轴承。例如，此滚动轴承可用于工业电动机或者机动车的齿轮箱内。在这些应用中，轴承主要承受径向载荷，通常承受的载荷相对于所使用的轴承的承载能力相对较轻。
背景技术
专利申请文件FR 2945090公开了一种滚动轴承，包括内圈、制成两部件的外圈、保持所述圈的两部件的壳体以及由保持架保持的一排滚珠。此壳体包括固定在一起的两个不同的部件，其中，两个径向法兰轴向地保持外圈的部件并且连接至径向法兰中之一的轴向圆柱部分径向地保持所述外圈的部件。
此外，轴向圆柱部分包括径向向外延伸并且固定至法兰中之一的径向突起以及轴承支撑构件，诸如电动机壳体或箱体。
此滚动轴承保证了希望的轴向间隙或预定的轴向预载荷。这易于在外部元件上轴向地定位、安装或者拆卸。
然而，此滚动轴承需要诸如定位架的附加的组件，以确保在其支撑构件上轴向定位不同的位置。其支撑构件上的组件的可能性仍然是有限的，因为某些配置不能用此滚动轴承实现。
此外，当组装此滚动轴承时，轴向圆柱部分的外表面的微变形可能改变外圈的两分离部件的定位。此滚动轴承不会阻止固体和液体污染物进入法兰与径向突起之间。
发明内容
因此，本发明的具体的目标是通过提供具有减少组件数量的设计简单的滚动轴承来克服前述缺点，此滚动轴承易于组装、经济、能够以有效的以及经济的方式长时期运行，并且确保在其支撑构件上定位不受限制的可能性。
本发明的另一目的是提供一种滚动轴承，其中，半圈的定位对壳体的变形不敏感。
本发明涉及一种滚动轴承，其包括内圈、外圈、限定于两圈之间的滚动室内的至少一排滚动元件，以及围绕圈中的至少一个的环形壳体，所述圈包括至少两个分离的部件。此壳体包括用于保持所述圈的部件的两个不同的部件。
根据本发明，此壳体是这样的：第一部件设置有用于径向地保持所述圈的至少两部件的内轴向圆柱部分，并且第二部件设置有围绕所述内轴向圆柱部分的外轴向圆柱部分以及径向向外延伸的突起。
由于本发明，突起部分轴向地与至少一个轴承支撑构件接触，基本上在平行于滚动元件的径向对称平面的平面内。滚动轴承可以定位在其支撑构件的任何轴向位置。
一个圈的两个分离部件仍径向地由壳体的第一部件保持，同时此壳体的第二部件有第一功能以保持此壳体的第一部件和圈的两个部件、第二功能以准确的在其支撑构件上定位滚动轴承，以及最终的第三功能以固定滚动轴承至其支撑构件。
壳体第二部件的突起部分可以在所述壳体第二部件的外轴向圆柱部分的任何轴向位置实现。因此，滚动轴承在其支撑构件上的轴向位置可以根据应用以及安装滚动轴承的完整组件来决定。滚动轴承的轴向位置不再是用于限定完整组件的约束。
根据本发明的其他方面，其是有利的但不是必须的，此滚动轴承可以包含下列特征中的一个或几个，只要其不矛盾：
滚动元件是滚珠。
滚动元件由保持架周向保持。
外圈或内圈中的一个包括由环形壳体围绕的两个分离的部件，并且另一圈是整体的并且由形成用于滚动元件的滚道的环形槽设置在其外部圆柱表面上。
整体的圈通过机械加工或通过压制钢板坯制成，之后将其磨细并且在滚道处选择性地磨平。
一个圈的分离部件是相同的，相对于轴承的对称轴向平面对称，并且包括形成用于滚动元件的滚道的环形部分。
一个圈的分离部件通过切割和冲压金属板制成。
围绕一个圈的壳体的第一部件包括从内圆柱部分朝另一圈径向延伸的径向法兰。
围绕一个圈的壳体的第二部件包括从外圆柱部分朝另一圈径向延伸的径向法兰。
一个圈的两个分离的部件中的至少一个与壳体限定一封闭的空间，润滑剂和/或电子元件和/或磁性元件位于封闭空间内。
包括放置润滑剂的封闭空间的每个分离部件还包括在放置润滑剂的封闭空间与放置滚动元件的滚动室之间的通道装置。
壳体的不同的部件通过切割和冲压金属板制成。特别是，壳体第二部件的突起部分通过外圆柱部分的变形实现。
壳体的不同部件通过诸如螺钉、焊接、钎焊或者粘合剂的固定装置固定在一起。可替换地，甚至可以使用压接、粘接、铆接、扣紧固将两部件固定在一起。
突起部分是径向法兰。
突起部分设置有从外圆柱部分径向向外延伸的径向部分以及从所述径向部分轴向向内或向外延伸的轴向部分。
突起部分有半圆形的形状。
突起部分设置有至少一个弯曲部分。
突起部分有从外圆柱部分延伸的轴向向内弯曲部分以及从所述弯曲部分径向向外延伸的径向部分。
突起部分有从外圆柱部分径向向外延伸的径向部分以及从所述径向部分延伸的轴向向外弯曲部分。
在突起部分与构件之间的表面接触的轴向位置包含在0与滚动轴承的总轴向长度的50％之间。
根据本发明的另一方面，其提供了一种包括抵靠根据前述特征中任意项的滚动轴承的至少一个构件的组件。有利地，突起部分由诸如螺钉、焊接、钎焊或者粘合剂的固定装置固定在滚动轴承支撑构件上。可替换地，其甚至可以使用压接、粘接、铆接、扣紧固将它们固定在一起。
根据本发明的另一方面，其提出一种包括如上公开的此滚动轴承的组件的制造和安装的方法，其包括以下步骤：
将一个圈的分离部件中的一个插入包括径向法兰和内圆柱部分的壳体的第一部件，
将另一圈和滚动元件中的一个插入壳体的第一部件，
将所述圈的另一分离部件插入壳体的第一部件，
固定包括径向法兰和外圆柱部分的壳体的第二部件，以便围绕所述内轴向圆柱部分，
将滚动轴承插入外部构件的孔内，以及
将壳体第二部件的突起部分定位为抵靠外部构件。
有利地，制造和安装此组件的方法还包括在构件上固定壳体第二部件的突起部分的步骤。
附图说明
通过研究由非限制性示例给出的以及由所附附图示出的具体实施方式的详细说明，本发明以及其优点将更好地被理解，其中，图1至图4是根据本发明的四个示例的滚动轴承的轴向半剖面。
具体实施方式
首先参照图1a，其示出了根据本发明的滚动轴承的一实施例，滚动轴承1包括内圈2、外圈3、在两圈2与3之间限定的滚动室5内并且由保持架6保持的在所示示例中由滚珠构成的一排滚动元件4、以及围绕外圈3的壳体7。
在此实施例以及下述实施例中，术语“轴向”和“径向”相对于圈2和3的相对旋转的轴线限定。因而，轴向部分平行于此旋转的轴线并且径向部分垂直于此轴。
内圈2是整体的，并且在其外圆柱表面1a上有形成用于滚动元件4的滚道的环形槽2b。环形槽2b的曲率半径稍微超过滚动元件4的半径。
保持架6包括设计为容纳滚动元件4，并且保持它们均匀地周向隔开的多个腔6a。腔6a有利地是直径稍微超过滚动元件4的直径的球形。腔6a设置在保持架6的径向厚度上，此保持架6有径向面对外圈3并且通过圆锥部分6c径向向内延伸的径向部分6b。此圆锥部分设置为径向面对内圈2并且朝滚动元件4轴向延伸。径向部分和圆锥部分6b和6c限定腔6a。圆锥部分6c形成用于滚动元件4的引导部分。
在此实施例中，外圈3包括两个分离的部件3a和3b或者半圈。为了降低制造成本，半圈3a和3b是相同的并且关于滚动轴承1的对称的轴向平面对称。因为在此实施例中两个半圈是相同的，在文中仅描述有附图标记“a”的两半圈中的一个，应当理解的是，另一半圈3b的相同元件在图中有附图标记“b”。
外圈3的半圈3a包括外轴向圆柱部分31a、径向部分32a、环形部分33a以及内轴向圆柱部分34a。环形部分33a限定用于滚动元件4的滚道35a的部分。滚道35a的曲率半径稍微超过滚动元件4的半径。圆锥部分33a与内轴向部分34a朝滚动轴承的外部轴向延伸。
两半圈3a，3b布置成径向部分32a，32b的轴向的内径向表面36a，36b彼此轴向接触，基本上在滚动元件4的径向对称表面上。
壳体7包括围绕两个外半圈3a，3b的两个不同的环形部件7a，7b，以便在径向方向将它们牢固的保持在一起。壳体7的第一部件7a以及第二部件7b有L形结构。
第一部分7a包括围绕外半圈3a，3b的内轴向圆柱部分71a，并且与外半圈3a，3b的轴向部分31a，31b的外表面接触，以便径向地保持它们。第一部分7a还包括从内轴向圆柱部分71a朝内圈2的外圆柱表面2a的附近径向延伸的径向法兰72a，以便在径向法兰72a的自由端部与外圆柱表面2a之间留下间隙8a。
第二部件7b包括围绕第一部分7a的内轴向圆柱部分71a的外轴向圆柱部分71b。第二部件7b还包括从外轴向圆柱部分71b朝内圈2的外圆柱表面2a的附近径向延伸的径向法兰72b，以便在径向法兰72b的自由端部与外圆柱表面2a之间留下间隙8b。
形成外轴向部分31a，31b的外边缘的外径向表面37a，37b分别与壳体7的部件7a，7b的径向法兰72a，72b接触，以便在轴向方向上将两半圈3a，3b牢固的保持在一起。
形成内轴向部分34a，34b的外边缘的外径向表面38a，38b也与径向法兰72a，72b接触。作为替代方案，在外径向表面38a，38b与径向法兰72a，72b之间可提供轴向间隙(未示出)。
在此示例中，半圈3a限定环形封闭空间39a，环形封闭空间39a通过外轴向部分31a、径向部分32a、圆锥部分33a和内轴向部分34a、以及相邻于这些部分的壳体7的第一部件7a的径向法兰72a来限定。相似的封闭空间39b被限定在半圈3b与壳体7的第二部件7b之间。诸如润滑脂或油的润滑剂，和/或诸如温度传感器或速度传感器的电子元件，和/或诸如永磁体的磁性元件可位于封闭空间中。
通过焊接、钎焊、粘合剂的方式或者在所附附图中未示出的任何其他固定装置将外轴向圆柱部分71b固定至内轴向圆柱部分71a。
根据本发明，壳体7的第二部件7b包括从外轴向圆柱部分71b在与滚动元件4相反的方向径向延伸的突起部分9。滚动轴承被推入外部构件10的孔10a内。外轴向圆柱部分71b的外表面与孔10a的内表面接触，以便径向定位滚动轴承1。突起部分9抵靠所述外部构件10的外径向表面10b，以便轴向定位滚动轴承1。突起部分9可通过焊接、钎焊、粘合剂的方式或者任何其他固定装置连接至此构件。
在图1a的实施例中，突起部分9是有内部径向表面9a、外部径向表面9b以及形成突起部分9的外边缘的外轴向面9c的径向法兰。内部径向表面9a与外部构件10的外径向表面10b接触。此接触表面允许在其支撑构件10上准确定位滚动轴承1。
图1a与图1b的实施例的唯一的不同是突起部分9的轴向位置，更具体地是与构件10的外径向表面10b接触的表面9a的位置，其中相同的元件有相同的附图标记。外轴向圆柱部分71b有较短的轴向长度并且突起部分9的轴向位置远离壳体7的第一部件7a的径向法兰72a。因此，滚动轴承1的轴向位置在与外部构件10的孔10a相反的方向上转移。由于在任何位置限定突起部分9的轴向位置的可能性，滚动轴承1的轴向位置能够根据应用以及不再被设计约束的完整组件来调整。
有利地，限定在壳体7的第一部件7a的径向法兰72a的外径向表面与和外部构件10的外径向表面10b接触的突起部分的接触径向表面9a之间的突起部分9的轴向位置f包含在0与滚动轴承1的总轴向长度g的50％之间，滚动轴承1的总轴向长度限定在壳体7的径向法兰72a与72b的两外径向表面之间。之后，外轴向圆柱部分71b在足够的长度上覆盖内轴向圆柱部分71a，用于确保良好的径向保持组件。
图1a与图1c的实施例的唯一的不同是在外部构件10上滚动轴承1的轴向位置，其中相同的元件有相同的附图标记。壳体7的两个不同的部件7a，7b颠倒，也就是说，此时径向法兰72b与半圈3a接触并且径向法兰72a与半圈3b接触。内轴向圆柱部分71a仍然覆盖轴向部分31a和31b，并且外轴向圆柱部分71b仍然覆盖内轴向圆柱部分71a。此时，通过径向表面9b，突起部分9与外部构件的外径向表面10a接触。此时，内轴向圆柱部分71a的外表面的一部分与孔10a的内表面接触。
由于壳体7的两个不同部件7a，7b颠倒的可能性，能够将滚动轴承1定位在任何希望的轴向位置，即使强加于如之前所解释的比率f/g上的某些限制。
在图1a至图1c的实施例中，滚动轴承1可抵靠与突起部分9径向接触的第二构件(未示出)，所述第二构件面对第一构件10。之后，限定轴向距离e的两个径向表面9a和9b的每个与一个外部构件的径向表面接触。两构件之间的轴向距离通过突起部分9的厚度限制，突起部件9的厚度是形成壳体第二部件的金属板的厚度。如果两个外部构件之间需要更大的轴向距离，这可能是一个缺陷。
图2中所示的实施例与图1a至图1c的实施例的不同之处在于，突起部分9有半圆形形状，其中相同的元件有相同的附图标记。突起部分9从外轴向圆柱部分71b向外弯曲。突起部分设置作为突起部分9的外边缘的径向表面91a。在所示示例中，径向表面91a与外部构件10的外径向表面10b接触。在突起部分9与构件10之间限定封闭空间11。在曲率的末端通过径向接触表面91b，第二构件(未示出)可与突起部分9接触。
两径向表面91a和91b之间的轴向长度e可通过增加半圆形的曲率半径来调整，这克服了前述的缺陷。
图3中所示的实施例与前述附图的实施例的不同之处在于，突起部分9有从外圆柱部分71b延伸的轴向向内弯曲部分92a以及从所述弯曲部分92a径向向外延伸的径向部分92b，其中相同的元件有相同的附图标记。在所示的示例中，径向部分92b的径向表面92c与外部构件10的外径向表面10b接触。在突起部分9与构件10之间限定封闭空间11。在曲率的末端通过径向接触表面92d，第二构件(未示出)可与突起部分9接触。
两径向表面92c与92d之间的轴向长度e可通过增加半圆形曲率的半径和/或径向部分92b的位置来调整，这克服了前述的缺陷。
图4中所示的实施例与前述附图的实施例的不同之处在于，突起部分9有从外圆柱部分71b径向向外延伸的径向部分93a以及从所述径向部分93a延伸的轴向向外弯曲部分93b，其中相同的元件有相同的附图标记。在所示的示例中，径向部分93b的径向表面93c与外部构件10的外径向表面10b接触。通过作为突起部分9的外边缘的径向接触表面93d，第二构件(未示出)可与突起部分9接触。
两径向表面93c与93d之间的轴向长度e可通过增加半圆形的曲率半径来调整。
现在将描述制造和安装包括此类滚动轴承的组件的方法。外圈3的一个分离部分3a插入壳体7的第一部件7a内。之后，内圈2和滚动元件4安装在壳体7的第一构件7a内。外圈3的另一个分离部分3b插入壳体7的第一部件7a内。在滚动轴承1的最后的制造步骤中，安装壳体7的第二部件7b是这样的，外轴向圆柱部分71b围绕第一部件7a的内轴向圆柱部分71a，并且所述第二部件7b固定至第一部件7a。滚动轴承1安装在外部构件10的孔10a内，并且壳体7的第二部件7b的突起部分9定位于抵靠外部构件10的外径向表面10b。最后，突起部分9固定在构件10上。
尽管使用单排球轴承示出本发明，应当理解的是，针对使用不是滚珠的滚动元件和/或有几排滚动元件的无主要修改的轴承的发明可以使用。可替换地，内圈可以包括两个半圈并且由具有或没有突起部分的如上述描述的有两个不同部件的壳体来围绕。

Claims (13)

1.一种滚动轴承(1)，包括内圈(2)、外圈(3)、限定在圈(2,3)之间的滚动室(5)中的至少一排滚动元件(4)、围绕包括至少两个分离部件(3a，3b)的至少一个圈(3)的环形壳体(7)，所述壳体(7)包括用于保持所述圈(3)的分离部件(3a，3b)的两个不同部件(7a，7b)，其特征在于，壳体(7)如下：
该第一部件(7a)设置有用于径向保持所述圈(3)的至少两个部件(3a，3b)的内轴向圆柱部分(71a)，并且
该第二部件(7b)设置有围绕所述内轴向圆柱部分(71a)的外轴向圆柱部分(71b)以及径向向外延伸的突起部分(9)。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述壳体(7)的第一部件以及第二部件(7a，7b)的每一个包括从该轴向圆柱部分(71a，71b)朝另一圈(2)径向延伸的径向法兰(72a，72b)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)是设置有两个径向表面(9a，9b)以及外轴向面(9c)的径向法兰。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)设置有至少一个弯曲部分(9，92a，93b)。
5.根据权利要求4所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)有半圆形的形状。
6.根据权利要求4所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)有从该外圆柱部分(71b)延伸的轴向向内弯曲部分(92a)，以及从所述弯曲部分(92a)径向向外延伸的径向部分(92b)。
7.根据权利要求4所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)有从该外圆柱部分(71b)径向向外延伸的径向部分(93a)，以及从所述径向部分(93a)延伸的轴向向外弯曲部分(93b)。
8.根据权利要求1或2中任一项所述的滚动轴承，其中，所述突起部分(9)设置有从该外圆柱部分径向向外延伸的径向部分，以及从所述径向部分轴向向内或向外延伸的轴向部分。
9.一种组件，包括至少一个外部构件(10)，其抵靠根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承(1)。
10.根据权利要求8所述的组件，其中，所述突起部分(9)与所述外部构件(10)之间的表面接触(9a，91a，92c，93c)的轴向位置(e)包含在0与所述滚动轴承(1)的总轴向长度(g)的50％之间。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的组件，其中，所述突起部分(9)通过固定装置固定在所述外部组件(10)上。
12.一种制造和安装根据权利要求9至11中任一项所述的组件的方法，包括下述步骤：
将一圈(3)的分离部件(3a)中的一个插入包括径向法兰(72a)以及内圆柱部分(71a)的壳体(7)的第一部件(7a)中，
将另一圈(2)以及滚动元件(4)插入所述壳体(7)的第一部件(7a)中，
将所述圈(3)的另一分离部件(3b)插入所述壳体(7)的第一部件(7a)中，
将包括径向法兰(72b)以及外圆柱部分(71b)的所述壳体(7)的第二部件(7b)固定，以便围绕所述内轴向圆柱部分(71a)，
将所述滚动轴承(1)插入外部构件(10)的孔(10a)中，以及
将所述壳体第二部件(7b)的突起部分(9)定位为邻接所述外部构件(10)。
13.根据权利要求12所述的制造和安装组件的方法，包括下述步骤：
在所述外部构件(10)上固定所述壳体第二部件(7b)的突起部分(9)。
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