CN104903602A - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滚动轴承(1)，其具有至少一个内圈(2)和至少一个外圈(3)，其中，在轴承圈(2,3)之间设置多个滚动体(4)，其中滚动体通过保持架保持并且其中，保持架由多个保持架段(5)组成。为了在低成本的情况下获得灵活的保持架解决方案，本发明规定，每个保持架段(5)在至少两个与滚动体(4)的形状适配的接触面(6，7，8)上接触两个滚动体(4)，而无需框架状包围滚动体(4)，其中，在每个保持架段(5)上设有至少一个固定元件(9，10)，并且其中，保持架段(5)通过连结元件(11)至少有时是可连接的，为此，连结元件(11)与所述固定元件(9，10)接合。

Description

滚动轴承
本发明涉及一种滚动轴承，其具有至少一个内圈和至少一个外圈，其中，在轴承圈之间设有多个滚动体，其中，滚动体通过保持架固定，其中，保持架由多个保持架段构成，其中，每个保持架段在至少两个与滚动体的形状适配的接触面上接触两个滚动体，而无需框架状包围滚动体，其中，在每个保持架段上设有至少一个固定元件，其中，保持架段通过连结元件至少偶尔可连接，为此，连结元件与固定元件接合，其中，每个保持架段在其轴向端部上分别具有一个带有用于轴向接触滚动体的端面的端部元件，并且其中，两个轴向端侧布置的端部元件通过支架元件(连接架)相互连接并且其中，在支架元件上设有至少一个导引元件，该至少一个导引元件具有与滚动体的形状适配的接触面。
专利文献WO2012/092107A1公开这种类型的滚动轴承。专利文献WO20111031931Al、JP 09242759A、DE6918881U和US2534379示出相似的解决方案。
另一种滚动轴承由专利文献WO2012/076583A2已知。代替传统的一体式轴承保持架，此处(如在上述解决方案中)保持架通过多个保持架段构成。这样的优点是，特别适合于大型圆锥滚子轴承并且可以特别好地吸收此处出现的载荷。此外，可以较好地安装单独的保持架段；同时可以实现较小的保持架重量。保持架段的构造能够实现滚动体可靠的容纳和保持架段在滚动体上可靠的导引。保持架段此处在按规定使用的情况下不接触；它们不相互连接。每个圆锥滚子在此由框架结构包围，该框架结构由保持架段形成。
专利文献DE102011004374Al、DE10049578Al、DE361035261Al、DE4103672C2、DE102010015085Al和DE102009012241A1展示了另外的解决方案。
当然在装配轴承之后，该轴承必须作为单元操纵，因为若轴承不解体，则轴承外圈和轴承内圈就不会分开。这由单独的保持架段在设计上缺少相互搭接而获得。轴承必须也就是说作为完整的单元运输并且使用。这在一定的情况下是不利的并且限制了保持架段-结构方式的优点。此外，在先已知的保持架段的制造成本较高。最后，这些在先已知的保持架段使用的灵活性也存在一定的限制。
因此，本发明所要解决的技术问题是，这样改进按本发明类型的轴承，使得可以消除或减少所述缺点。据此，轴承尤其是在其安装时的操纵以简单的方式被改善或简化。此外，应当改进按本发明类型的轴承，从而实现仍然廉价的制造；同样应当提高使用的灵活性。最后应当确保保持架段可靠的导引。
该技术问题通过一种按本发明的滚动轴承解决，至少一个导引元件的径向内端部到内圈的滚道的距离大于端部元件的径向内端部与内圈上的凸肩面之间的距离。
连结元件在此优选是传递牵引力的但很大程度上柔软的部件。此处考虑尤其是绳。
固定元件优选设计成针孔，连结元件可以穿过该针孔。固定元件在此优选一体式成型在保持架段上。
备选的结构方案规定，固定元件分别设计成两个共同作用的钩形元件，连结元件在对置的圆周区段上咬合所述钩形元件。
保持架段优选设计成一体式部件。但该保持架段也可以由多个相互连接的部分组成。
该保持架段可以由塑料制成。但也可行的是，保持架段由热膨胀系数处于相较于钢的热膨胀系数+/-15％的公差带内的材料制成。尤其是有利使用的铸铁已证明适合用作具有该特性的材料。
滚动轴承尤其是滚子轴承，优选圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承或调心滚子轴承。
一种扩展方案规定，在连结元件旁或在连结元件上设有至少一个间隔元件。通过该至少一个间隔元件可以在圆周方向上限定连结元件和至少一个固定元件之间的相对可移动性。作为备选或补充，间隔元件也可以用于保持在两个相邻的保持架段之间的距离恒定。据此，也就是说设置间隔元件，该间隔元件穿在绳上并且布置在两个保持架段之间，以使保持架段在圆周方向上保持一个定义的距离。因此可以限定或设定单独的保持架段的彼此相对并且在圆周方向上运动的可能性。
据此，本发明适应于优选滚子导引的保持架段。在保持架段倾斜的情况下，保持架段可以通过端面上的侧面(端部元件的径向内端部)在轴承圈的凸肩上导引。而保持架段不应当支撑在滚道上。为了实现此，保持架段的(径向内端部)端面(端部元件)和内圈-挡边之间的一个定义的距离必须小于桥形接片突起(导引元件)和内圈-滚道之间的距离(为此参见上述说明)。
保持架段是两个滚动体之间的间隔支架。保持架段(保持架-间隔装置)因此仅用作滚动体之间的隔离元件。保持架段与滚动体交替地安装在轴承中；因此，保持架段的数量相当于滚动体的数量。
通过预设的连结元件(绳)，在滚动体与内圈上的保持架之间形成防丢失的连接。
为了防止保持架段沿轴向方向滑出，设置具有端面的端部元件，该端面形成滚动体的轴向止挡或轴向支撑装置。
在此非强制性的是，端部元件相对径向延伸的且具有轴线的平面对称。端部元件也可以以其端面只(在圆周方向上看)够到一侧并因此只是用于唯一滚动体的轴向止挡。然后，相邻滚动体的轴向止挡由相邻保持架段的端部元件形成。
在保持架段上的用于导引滚动体的导引元件具有优选凹弧形表面，以便在滚动体和保持架元件之间建立合适的接触。此外，一旦建立起滚动体、保持架和内圈的连接就可以防止滚动体在径向方向上滑出。
通过使用各单独的保持架段，有利地提高滚子保持架组合的灵活性。通过建议的结构方案，即进一步提高保持架系统的灵活性程度。
此外可以降低成本，因为可以使用需要比在先已知的结构方案中更小的结构空间的注塑模具。
因为(主要可以制成保持架段的)钢和塑料的热膨胀系数一般不同，所以保持架段之间的端部间隙设计得更大，这会不利地影响最大承载量。因此，本发明的另一方面涉及保持架段的材料选择。优选选择为，使得保持架段的材料具有与钢相似的热膨胀系数。保持架段所选的材料的热膨胀系数在此应当为10x10-6至13x10-61/K(钢的热膨胀系数为11.5x10-61/K)。如上述，铸铁也被证明是合适用作保持架段的材料；此材料满足所述条件。这能够实现，在设计滚子-端部间隙时允许更狭窄的距离，因为轴承圈和保持架段的热膨胀相似。这有助于具有已安装滚子组但无外圈的内圈可靠的操纵。这种具有与钢相似的热膨胀系数的材料的使用也就是说能够实现在滚子-保持架-组合内部小的端部间隙，这既有利于滚子在内圈上的固定，又有利于轴承的效率。
按本发明的结构方案提供这样的可能性，为了安装而拆解轴承，亦即，在圆锥滚子轴承的情况下，将加上滚子组的内圈与外圈分离，而这些轴承构件(加上滚子组的内圈)不需要分离。保持架段也就是说是自保持的。因此，本发明规定，保持架段设有附加的固定装置，该固定装置用于单独段相互连接并因此可防止滚子-保持架-组合在组装状态下与内圈松脱。
为了单独的保持架段相互连接，也就是说(如已述)优选在保持架段的端面上安设固定装置，在该固定装置上可以例如固定绳。通过单独保持架段的此连接形成滚子-保持架-组合，使得滚子组连同保持架段防散架地安装在轴承内圈上。
直到实施轴承最后的安装才可以装入绳；然后，可以去掉此绳，因为此绳不需要用于轴承的运行。但也可以规定，永久地安装此绳。
绳优选作为连结元件，当然也可以考虑其他的结构方案，例如有效地布置在两个相邻的保持架段之间的螺栓连接装置。
因此，通过将连结元件(绳)安设在固定元件上，由保持架段构成的保持架连同滚子可以以有利的方式与轴承内圈不可拆分地连接并且与外圈分离地装入应用情况中。轴承的装入相应地变得更简单。
在附图中示出本发明的一个实施例。附图中：
图1是圆锥滚子轴承的保持架的一个保持架段的立体图，
图2是通过圆锥滚子轴承的径向剖面图，其中在两个圆锥滚子之间设有按图1的保持架段，以及
图3是其间设有保持架段的一些圆锥滚子的正面视图。
在附图中，说明按本发明的方案用于在圆锥滚子轴承中使用。
在图2中可见，滚动轴承1包括可以彼此相对地转动的内圈2和外圈3，其中，在内圈和外圈之间设置滚动体4，此处为圆锥滚子。滚动体4由保持架固定。
但在附图中指定了滚动体4的轴向方向a、滚动体4的径向方向r以及圆周方向U。
保持架并不是一体式设计，而是它由多个单独的保持架段5构成。在图1中以立体地示出这种保持架段5。
保持架段5相对在径向方向r上延伸的且具有轴线a的中心平面对称。因此，每个保持架段5由梁状的支架元件16组成，在该支架元件16上，在本实施例中设有两个布置在径向外部的导引元件17和径向内部的导引元件18。导引元件17，18具有凹形的接触面6，7和8，此接触面在各部位处与滚动体4的形状适配。
为了滚动体4在由单独保持架段5组成的保持架装置中，即使在拆卸了外圈3的情况下也可以与内圈2共同地形成抗丢失的连接，在轴向端部12和13(参见图1)上成型有固定元件9和10，该固定元件9和10在本实施例中设计成在保持架段5的轴向端部上的针孔造型或者叫吊耳造型。通过针孔形固定元件9，10可以串引绳索形式的连结元件11(在图3中以虚线表示)。在张紧绳11之后，形成单独的保持架段5的连接，使得即使去掉了外圈3，在保持架元件5连同滚动体4和内圈2之间也建立了抗丢失的连接。
在该实施例中，固定元件9和10设计成完整的针孔。但也可以规定，此处选择另一种结构方案。固定元件9，10尤其可以设计成中断的针孔，使得绳11可以从侧面被钩住。
为了确保在保持架段5和滚动体4之间轴向的连接，保持架元件5在其轴向端部12，13的区域内分别具有端部元件14，该端部元件14形成端面15(参见图1)，该端面15设计并且提供用于轴向地接触滚动体4。因此防止了保持架段5可以轴向地从轴承1中滑出(在去掉了绳11时)。
单独的保持架段5是滚动导引的。在保持架段5的倾斜情况下，该保持架段在轴向端部12，13的区域内以端部元件14的径向内端面21抵靠内圈2的凸肩面22并因此被导引(为此参见图2)。此处获得的在径向内端面19和凸肩面22之间的距离X在此选择为小于导引元件18的径向内端面19和内圈2的滚道20之间的距离Y。
在图3中可见：对于轴承唯一的圆周部位仅例示性地绘出，可以提供间隔元件23。此间隔元件23在本实施例中设计成O型圈，并且推套在绳11上并且导致，防止在圆周方向U上在绳11和固定元件9，10之间相对可移动性。同样，间隔元件可以例如设计成推套在绳11上的套筒；所述套筒的长度在此选择为，使得两个相邻保持架段5的固定元件9，10保持一个定义的距离。因此，保持架段可以不在圆周方向上“推在一起”。
为了精确地计算导引元件17，18和接触面6，7，8，要注意的是，只有导引元件17和18之一是强制性的。提供布置在支架元件16的中间的导引元件17就足够。在本实施例中，提供两个导引元件17和导引元件18。每个导引元件17，18具有两个接触面6，7或8。这源于以下的事实，导引元件17，18必须具有用于两个相邻滚动体4的工作面。在本实施例中，也就是说存在三个具有六个接触面的导引元件。
然而，作为最小的结构方案是具有唯一导引元件的保持架段5，然后，此唯一导引元件具有两个彼此背向的接触面。
附图标记列表
1 滚动轴承
2 内圈
3 外圈
4 滚动体
5 保持架段
6 接触面
7 接触面
8 接触面
9 固定元件
10 固定元件
11 连结元件(绳)
12 轴向端面
13 轴向端面
14 端部元件
15 端面
16 支架元件
17 导引元件
18 导引元件
19 导引元件的径向内端部
20 内圈的滚道
21 端部元件的径向内端部
22 凸肩面
23 间隔元件
U 圆周方向
a 轴向方向
r 径向方向
X 距离
y 距离。

Claims (10)

1.一种滚动轴承(1)，其具有至少一个内圈(2)和至少一个外圈(3)，其中，在轴承圈之间(2，3)设有多个滚动体(4)，其中，所述滚动体(4)通过保持架保持，其中，所述保持架由多个保持架段(5)构成，其中，每个保持架段(5)在至少两个与所述滚动体(4)的形状适配的接触面(6，7，8)上接触两个滚动体(4)，而不用框架状包围所述滚动体(4)，其中，在每个保持架段(5)上设有至少一个固定元件(9，10)，其中，所述保持架段(5)通过连结元件(11)至少有时是可连接的，为此，所述连结元件(11)与所述固定元件(9，10)接合，其中，每个保持架段(5)在其轴向端部(12，13)上分别具端部元件(14)，所述端部元件带有用于轴向接触滚动体(4)的端面(15)，并且其中，布置在轴向端部(12，13)上的两个端部元件(14)通过支架元件(16)相互连接，并且其中，在所述支架元件(16)上设有至少一个导引元件(17，18)，所述至少一个导引元件具有与所述滚动体(4)的形状适配的接触面(6，7，8)，
其特征在于，所述至少一个导引元件(18)的径向内端面(19)到所述内圈(2)的滚道(20)的距离(Y)大于所述端部元件(14)的径向内端面(21)与所述内圈(2)上的凸肩面(22)之间的距离(X)。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述连结元件是传递牵引力的但很大程度柔软的部件。
3.根据权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，所述连结元件(11)是绳。
4.根据权利要求1至3之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述固定元件(9，10)设计成针孔，所述连结元件(11)能穿过所述针孔。
5.根据权利要求1至4之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述固定元件(9，10)一体式成型在所述保持架段(5)上。
6.根据权利要求1至5之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架段(5)设计成一体式部件。
7.根据权利要求1至6之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架段(5)由塑料制成。
8.根据权利要求1至6之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架段(5)由热膨胀系数值处于相较于钢的热膨胀系数+/-15%的公差带内的材料制成，其中，所述保持架段(5)尤其由铸铁制成。
9.根据权利要求1至8之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承是滚子轴承，优选是圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承或调心滚子轴承。
10.根据权利要求1至9之一所述是的滚动轴承，其特征在于，在所述连结元件(11)旁或在所述连结元件(11)上设有至少一个间隔元件(23)。
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