CN104854357B - 用于圆柱形滚动体的轴向保持架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于圆柱形滚动体的轴向保持架(1)，该轴向保持架大致由薄壁的带有W形的轮廓横截面的环形盘(2)构成，由成形到环形盘(2)的内边缘上的内径向边沿(3)、成形到环形盘(2)的外边缘上的外径向边沿(4)和通过内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段(5、6)与径向边沿(3、4)连接的以及具有如同边沿(3、4)那样的相同的径向延伸部的中间的U形卷曲部(7)形成了该轴向保持架的各轮廓部段。在此，从中间的卷曲部(7)和邻接的轴向轮廓区段(5、6)得到多个彼此均匀间隔开的矩形的保持架兜孔(8)，在这些保持架兜孔之间形成相同数量的将边沿(3、4)相互连接起来的兜孔接片(9)，这些兜孔接片将圆柱形滚动体(10)彼此以均匀的间距保持在保持架兜孔(8)中，并且沿旋转方向引导这些圆柱形滚动体。根据本发明，该轴向保持架(1)的特征在于，具有远离中间的U形卷曲部(7)指向的倾斜角(α)地构造了外径向边沿(4)，并且保持架兜孔(8)具有比内径向边沿与外径向边沿(3、4)的内侧(11、12)之间的最小的轴向间距更大的轴向长度，从而使保持架兜孔(8)至少延伸到轴向保持架(1)的外径向边沿(4)中，并且通过该保持架兜孔的外端侧(13)朝兜孔中心的凸圆的构造方案而在轴向保持架(1)的外径向边沿(4)上在滚动体(10)的滚动轴线的高度上形成了用于滚动体(10)的外端侧(15)的倒圆的止推凸出部(14)。

Description

用于圆柱形滚动体的轴向保持架
技术领域
本发明涉及一种用于圆柱形滚动体的轴向保持架，并且本发明特别有利地可在用于轴向滚针轴承的轴向保持架上实现。
背景技术
由DE 1 174 113 B1公知了一种用于轴向滚针轴承的这类轴向保持架，该轴向保持架大致由薄壁的带有W形的轮廓横截面的环形盘构成，由成形到环形盘的内边缘上的内径向边沿、成形到环形盘的外边缘上的外径向边沿和通过内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段与径向边沿连接的以及具有如同边沿那样的相同的径向延伸部的中间的U形卷曲部形成了该环形盘的各个轮廓部段。在此，由中间的卷曲部和邻接的轴向轮廓区段得到多个彼此均匀间隔开的矩形的保持架兜孔，在这些保持架兜孔之间形成相同数量的将边沿相互连接起来的兜孔接片，这些兜孔接片将构造为轴承滚针的滚动体保持在保持架兜孔中并且沿旋转方向引导这些轴承滚针。
然而，从实践中充分已知的是，在轴承运行时，在这种轴向保持架中由于作用到轴承滚针上的离心力而具有所谓的滚针钻孔(Nadelbohren)，在该滚针钻孔的情况下，轴承滚针以其外端侧与其保持架兜孔的外角半径发生摩擦接触。该摩擦接触引起的是：设置在该位置上的用于增强轴向保持架的剪切强度和形状稳定性的角半径逐渐被消耗或被磨损，并且最后出现轴向保持架断裂或过早失效。
因此，为了避免这种由滚针钻孔导致的轴向保持架的过早失效，由DE 101 43 089A1提出的是，以如下方式构造轴向保持架，即，该轴向保持架在内径向边沿和/或外径向边沿与邻接的轴向轮廓区段的过渡区域上具有环绕的凸起部，该凸起部朝着径向边沿的自由的轮廓端部逐渐过渡为环绕的收缩部。在此，环绕的收缩部在轴向上伸入到保持架兜孔中并且通过两个接触点与轴承滚针的端侧处于支撑接触，从而使轴承滚针在离心力的影响下不再能够碰到保持架兜孔的角半径。
然而在该自身非常有利的解决方案中证实的是，在生产技术上只有以附加的花费或以完全修改的方法技术才能实现该解决方案。已知的用于制造出无切削的轴向保持架的常见的方法技术是：在多个工作步骤中，使用分级冲压拉伸模具(Stufen-Stanzziehwerkzeug)由连续的板材带来制造轴向保持架，在该分级冲压拉伸工具中，首先冲压出通过两个侧向的保持接片与板材带连接的环形盘，随后将U形卷曲部和外径向边沿成形到环形盘中，然后，冲压出轴向保持架的内直径，并且将内径向边沿成形到环形盘上，随后冲压出保持架兜孔，并且最后还冲压出轴向保持架的外直径。在工作步骤的最后，完成的轴向保持架仍还通过侧向的保持接片与板材带连接，在最后的工作步骤中，该轴向保持架与保持接片分离。然而，如果该边沿像在所描述的解决方案中那样具有环绕的收缩部，该收缩部逐渐过渡为环绕的凸起部，那么由于布置在保持接片下方的凸起部，而不可能将完成的保持架直接在边沿上从侧向的保持接片分离，因为否则会发生凸起部的损坏。因此，轴向保持架与保持接片的分离必须在板材带的内边缘上进行，从而保持接片首先保持在分离出去的轴向保持架上，并且随后必须高成本地利用特别的工具来去除。用于制造所描述的轴向保持架的另一可能性是：由各板材坯料制成该轴向保持架，然而为了这种制造需要将板材坯料从一个工作步骤进一步运输至下一个工作步骤的昂贵的运输设备，并且正是因此以不利的方式提高了用于制造方法的成本耗费。
此外，避免在轴向保持架中的所描述的不利的滚针钻孔的另一可能性已由EP 2103 825 A1所公开。该文献提出一种轴向保持架，其同样具有带有与其紧挨的轴向轮廓区段的中间的U形卷曲部，然而，在该轴向轮廓区段中，紧挨着轴向轮廓区段的径向轮廓区段不是构造为轴向保持架的内边沿和外边沿，而是在轴承滚针的滚动轴线的高度上逐渐过渡为另外的内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段，沿与中间的U形卷曲部相反的径向方向延伸的边沿成形到这些内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段上。保持架兜孔在该轴向保持架中从外轴向轮廓横截面经由中间的U形卷曲部延伸至内轴向轮廓横截面，其中，两个楔形的板材凸出部分别在边沿侧成形在保持架兜孔之中的外轴向轮廓区段和内轴向轮廓区段上，在离心力作用到轴承滚针上时，板材凸出部在该轴承滚针的滚动轴线的高度上与轴承滚针的端侧以点状的方式发生支撑接触。
然而，这种解决方案也被证实有如下缺点，即，楔形的板材凸出部布置在轴向保持架的要附加成形的内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段上，并且除了用于轴向保持架的制造费用提高以外，该附加的轴向轮廓区段也需要增加轴向保持架的轴向的结构空间，这在许多情况下是无法提供的。此外，在兜孔接片中的由于轴向保持架的特别的轮廓而在径向上经由内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段向外延伸的中间的U形卷曲部同样导致了技术制造方面的问题，因为在与板材带分离之后，这种轴向保持架为了运输至其最终加工场所而通常收纳在收集容器中。然而在此，由于未去毛刺的兜孔接片的从内轴向轮廓区段和外轴向轮廓区段自由地向外凸出的U形卷曲部产生了如下危险，即，轴向保持架在收集容器中以其兜孔接片相互钩住。为了确保轴向保持架的可靠的进一步加工，因此仅能以附加的堆积装置来避免该风险，该堆积装置同样增加了这种轴向保持架的制造成本。
发明内容
因此，从以上所述的公知的现有技术的解决方案的缺点出发，本发明的任务是，设计一种用于圆柱形滚动体的轴向保持架，利用该轴向保持架避免了已知的滚针钻孔和与之相关的问题，并且该轴向保持架同时根据所描述的通常的方法技术可以实现廉价地制造，而无制造技术方面的问题。
根据本发明，外径向边沿具有远离中间的U形卷曲部指向的倾斜角地构造，并且保持架兜孔具有比内径向边沿的内侧与外径向边沿的内侧之间的最小的轴向间距更大的轴向长度，从而使保持架兜孔至少延伸到轴向保持架的外径向边沿中，并且通过保持架兜孔的外端侧朝兜孔中心的凸圆的构造方案而在轴向保持架的外径向边沿上在滚动体的滚动轴线的高度上形成了用于滚动体的外端侧的倒圆的止推凸出部。
据此，在根据本发明构造的轴向保持架中设置：外径向边沿的倾斜角依赖于轴向保持架的材料厚度和滚动体的直径以及依赖于轴向保持架的外围结构而相对于竖直的保持架中心轴线为大约15°。这种倾斜角被证实为最优的，以便一方面实现用于滚动体的要加工到外边沿中的止推凸出部的足够的成形度(Ausformungsgrad)，并且另一方面不损害轴向保持架的稳定性或弯曲强度。
根据本发明构造的轴向保持架的其他特征是：保持架兜孔的相对于边沿的内侧之间的最小轴向间距而言较大的轴向长度可以通过外轴向轮廓区段的长度相对于内轴向轮廓横截面的长度缩短的构造方案来建立。由此可以实现的是：具有如同传统的轴向保持架那样的相同的轴向宽度地构造根据本发明的轴向保持架并且装备有相同的传统的滚动体，而无需改变长度。
根据本发明构造的轴向保持架的特征还在于：其根据开头描述的方法技术来制造，在该方法技术中，通过冲压无切削地加工保持架兜孔，其中，这些保持架兜孔的倒圆的止推凸出部通过截面间隙设计具有10％至30％的轴向保持架材料厚度的光滑截面而具有70％至90％的轴向保持架材料厚度的适当的冲压断面在此，止推凸出部的光滑截面垂直地加工到轴向保持架的构造有倾斜角的外径向边沿的内侧中，并且因此在兜孔纵向中心的高度上与滚动体的端侧最小地线接触。同时，止推凸出部的从光滑截面朝边沿的外侧倾斜地延伸的冲压断面在这些止推凸出部与滚动体的端侧之间的线接触部之下直接作用为毛细管件(Kapillar)，利用该毛细管件始终足够地将润滑剂向该接触部输送。
最后，作为根据本发明构造的轴向保持架有利的设计方案：通过保持架兜孔的止推凸出部的倒圆的构造方案产生的自由空间在这些止推凸出部与滚动体的端侧之间的线接触部的两侧设置为用于将多余的润滑剂排出具有轴向保持架的轴向轴承的导出开口。这在如下轴向轴承中被证实为特别有利的，这些轴向轴承例如使用在机动车的换挡变速器中，并且润滑油持续穿过这些轴向轴承。
综上所述，相对于由现有技术公知的轴向保持架，根据本发明构造的轴向保持架因此具有如下优点：根据本发明构造的轴向保持架可以仅通过其带有倒圆的止推凸出部的外径向边沿的稍微倾斜的位置来构造，而无需明显改变表现为W形的轮廓横截面，这些止推凸出部与滚动体的外端侧线接触，并且进而有效地避免了轴向保持架中的保持架兜孔的外角半径上的滚针钻孔和与之相关的问题。如果也应避免在保持架兜孔的内角半径上的滚针钻孔，那么也可以倾斜地安置内径向边沿，并且构造具有倒圆的止推凸出部。同时可以实现的是，根据成本低廉的方法技术由板材带制造轴向保持架，因为相应于轴向保持架的外直径的外边沿适用于，侧向的保持接片以板材带来成形，以及在外边沿上直接从该保持接片分离已完成的保持架。
附图说明
以下参考附图详细阐述了根据本发明构造的轴向保持架的优选的实施方式。在此：
图1示出轴向滚针轴承的根据本发明构造的轴向保持架的立体的总体视图；
图2示出图1的根据本发明构造的轴向保持架的细节X的放大视图；
图3示出图2的穿过根据本发明构造的轴向保持架的截面A-A。
具体实施方式
由图1得到适用于轴向滚针轴承的轴向保持架1，该轴向保持架大致由薄壁的环形盘2构成，像特别是图3明显示出的那样，该环形盘具有W形的轮廓横截面。此外，在图1中结合图3可以看到的是，由成形到环形盘2的内边缘上的内径向边沿3、成形到环形盘2的外边缘上的外径向边沿4和通过内轴向轮廓区段5和外轴向轮廓区段6与边沿3、4连接的U形卷曲部7形成轴向保持架1的各个轮廓部段，该U形卷曲部具有如边沿3、4那样的相同的径向延伸部。此外，由图1和图2明显看出的是，由卷曲部7和邻接的轴向轮廓区段5、6得到多个彼此均匀地间隔开的矩形的保持架兜孔8，在这些保持架兜孔之间形成相同数量的将边沿3、4相互连接的兜孔接片9，这些兜孔接片将图3中说明的且构造为轴承滚针的圆柱形滚动体10保持在保持架兜孔8中并沿旋转方向进行引导。
此外，图2和图3示出的是：根据本发明，外径向边沿4具有远离中间的U形卷曲部7指向的倾斜角α地构造，并且保持架兜孔8具有比内径向边沿与外径向边沿3、4的内侧11、12之间的最小的轴向间距更大的轴向长度，从而使保持架兜孔8延伸到轴向保持架1的外径向边沿4中，并且通过该保持架兜孔的外端侧13朝兜孔中心的凸圆的构造方案而在轴向保持架1的外径向边沿4上在滚动体10的未详细示出的滚动轴线的高度上形成了用于滚动体10的外端侧15的倒圆的止推凸出部14。
在此，通过图3中示出的图2的截面A-A而明显的是，外径向边沿4的倾斜角α依赖于轴向保持架1的材料厚度、滚动体10的直径以及轴向保持架1的外围结构并且相对于仅示意性地示出的竖直的保持架中心轴线为大约15°，并且保持架兜孔8的相对于边沿3、4的内侧11、12之间的最小的轴向间距而言较大的轴向长度能通过外轴向轮廓区段6的长度相对于内轴向轮廓横截面5的长度而言缩短的构造方案来建立。
最后，从图2和图3的视图中还能看出，轴向保持架1由连续的板材带在分级冲压拉伸模具中制成，并且冲压出的保持架兜孔8的倒圆的止推凸出部14通过截面间隙的设计具有大致10％的轴向保持架1材料厚度的光滑截面16而具有大致90％的轴向保持架1材料厚度的适当的冲压断面17。在此，止推凸出部14的光滑截面16垂直地加工到轴向保持架1的构造有倾斜角α的外径向边沿4的内侧12中，并且在兜孔纵向中心的高度上与滚动体10的端侧15线接触，而止推凸出部14的从光滑截面16朝边沿4的外侧18倾斜地延伸的冲压断面17在这些止推凸出部与滚动体10的端侧15之间的线接触部之下设置为用于向该接触部输送润滑剂的毛细管件。同时，通过止推凸出部14的倒圆的构造方案形成的自由空间19、20在这些止推凸出部与滚动体10之间的线接触部的两侧设置为导出开口，通过这些导出开口将多余的润滑剂从轴向轴承导出。
附图标记列表
1 轴向保持架
2 环形盘
3 内径向边沿
4 外径向边沿
5 内轴向轮廓区段
6 外轴向轮廓区段
7 中间的卷曲部
8 保持架兜孔
9 兜孔接片
10 滚动体
11 3的内侧
12 4的内侧
13 8的外端侧
14 13上的止推凸出部
15 10的外端侧
16 14上的光滑截面
17 14上的冲压断面
18 4的外侧
19 14旁的自由空间
20 14旁的自由空间
α 4的倾斜角

Claims (7)

1.一种用于圆柱形滚动体的轴向保持架(1)，所述轴向保持架大致由薄壁的带有W形的轮廓横截面的环形盘(2)构成，由成形到所述环形盘(2)的内边缘上的内径向边沿(3)、成形到所述环形盘(2)的外边缘上的外径向边沿(4)和通过内轴向轮廓区段(5)和外轴向轮廓区段(6)与所述内、外径向边沿(3、4)连接的以及具有如同内、外径向边沿(3、4)那样的相同的径向延伸部的中间的U形卷曲部(7)形成了所述轴向保持架的各轮廓部段，其中，由所述中间的U形卷曲部(7)和邻接的轴向轮廓区段(5、6)得到多个彼此均匀间隔开的矩形的保持架兜孔(8)，在所述保持架兜孔之间形成相同数量的将所述内、外径向边沿(3、4)相互连接起来的兜孔接片(9)，所述兜孔接片将圆柱形滚动体(10)彼此以均匀的间距保持在所述保持架兜孔(8)中，并且沿旋转方向引导所述圆柱形滚动体，其特征在于，具有远离所述中间的U形卷曲部(7)指向的倾斜角(α)地构造了所述外径向边沿(4)，并且所述保持架兜孔(8)具有比所述内径向边沿(3)与所述外径向边沿(4)的内侧(11、12)之间的最小的轴向间距更大的轴向长度，从而使所述保持架兜孔(8)至少延伸到所述轴向保持架(1)的外径向边沿(4)中，并且通过所述保持架兜孔的外端侧(13)朝兜孔中心的凸圆的构造方案而在所述轴向保持架(1)的外径向边沿(4)上在所述滚动体(10)的滚动轴线的高度上形成了用于所述滚动体(10)的外端侧(15)的倒圆的止推凸出部(14)。
2.根据权利要求1所述的轴向保持架，其特征在于，所述外径向边沿(4)的倾斜角(α)依赖于所述轴向保持架(1)的材料厚度和所述滚动体(10)的直径，以及依赖于所述轴向保持架(1)的环境结构而相对于竖直的保持架中心轴线为大约15°。
3.根据权利要求1所述的轴向保持架，其特征在于，所述保持架兜孔(8)的相对于所述内、外径向边沿(3、4)的内侧(11、12)之间的最小的轴向间距而言较大的轴向长度能够通过所述外轴向轮廓区段(6)的长度相对于所述内轴向轮廓区段(5)横截面的长度缩短的构造方案来建立。
4.根据权利要求1所述的轴向保持架，其特征在于，所述保持架兜孔(8)通过冲压无切削地制成，其中，所述保持架兜孔的倒圆的止推凸出部(14)通过截面间隙设计具有大约10％的所述轴向保持架(1)的材料厚度的光滑截面(16)而具有大约90％的所述轴向保持架(1)的材料厚度的适当的冲压断面(17)。
5.根据权利要求4所述的轴向保持架，其特征在于，所述止推凸出部(14)的光滑截面(16)是垂直地加工到所述轴向保持架(1)的构造有所述倾斜角的外径向边沿(4)的内侧(11)中的，并且在兜孔纵向中心的高度上与所述滚动体(10)的端侧(15)处于线接触。
6.根据权利要求5所述的轴向保持架，其特征在于，所述止推凸出部(14)的从所述光滑截面(16)朝所述外径向边沿(4)的外侧(18)倾斜地延伸的冲压断面(17)在所述止推凸出部与所述滚动体(10)的端侧(15)之间的线接触部之下设置为用于向该接触部运输润滑剂的毛细管件。
7.根据权利要求5所述的轴向保持架，其特征在于，通过所述保持架兜孔(8)的止推凸出部(14)的倒圆的构造方案产生的自由空间(19、20)在所述止推凸出部与所述滚动体(10)的端侧(15)之间的线接触部的两侧设置为用于多余的润滑剂的导出开口。
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