CN104976227A - 带有模块化肩部的滚子轴承 - Google Patents
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Abstract
一种滚动轴承(1),包括外圈(2)、内圈(3)以及多个滚子(4),所述滚子介于所述外圈和内圈之间,以在平行于所述圈之间的相对旋转轴线(A)的方向上通过相应的轴向肩部(7)接合所述内圈的径向外侧表面(5)和所述外圈的径向内侧表面(6)并沿横向保持;其中,所述轴向肩部每个包括由合成塑料材料制成的环形元件(8、9)作为与所述圈独立的元件,并且其以咬合的方式接合或所述内圈(3)或所述外圈(2),所述内圈和外圈设置在相应的径向外侧表面和内侧表面,并且在其相对的轴向端部(10、11;12、13),对于由合成塑料材料制成的环形元件带有咬合的锁定座(14b、c),每个包括连续的环形槽(15)。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚子型的滚动轴承,其制造起来具有成本效益,并且允许减小由滚子(通常为圆柱类型)限定的旋转体和轴承的径向内外圈之间的摩擦。
背景技术
在滚子型的滚动轴承中,旋转体(通常包括圆柱滚子)通过相应的肩部在轴向方向上横向地保持并朝向轴承内外圈的相对正面端部,肩部通过直接在各圈的径向内表面和径向外表面(使用时滚子在其上滚动)上的机械加工获得。
因此,根据此解决方案,滚子的横向轴向保持肩部形成滚子的滚动轨道的组成部分。
该解决方案具有的缺点是需要具有低公差的高精度机械加工来获得肩部,因此非常昂贵。
此外,滚子触摸到肩部,因为滚子本身可能会轴向移动,从而在各滚子和圈之间产生摩擦力的相对高的增加,带来轴承的随之不希望的加热以及不希望的能量损耗。
US5000588并没有完全解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种滚子型的滚动轴承,其简单且制造起来具有成本效益,同时确保滚子的完美横向引导,其同时具有比当前正在使用的滚子轴承更低的摩擦水平。
根据本发明,因此提供了一种滚子型的滚动轴承,其具有在所附权利要求中所述的特征。
通过本发明,所述滚子可以在轴向方向(单向和双向)上并且在轴承的内圈和外圈上被引导,无论是否存在旋转体保持架,其在满装滚子型的轴承中必须是不存在的。
另外,根据各种操作需求,相同的内圈和外圈可以用于具有不同肩部配置的轴承,从而允许获得相当大的经济效益。
最后,旋转体和轴承圈的横向肩部之间的接触摩擦因为所用的材料类型以及因为含有润滑流体的凹坑可以设置在面向内轴承的肩部的一侧上而得到显着减少。
附图说明
参照附图中的各幅图,根据两个非限制性实施例的以下描述,本发明的其它特征和优点将变得更加明显,其中:
-图1和2示出了根据本发明的滚子型的滚动轴承的第一和第二可能的非限制性实施例的径向截面的相同的正视四分之三透视图,为了简化起见,去除了一些部件;
-图3再次示出了图1中轴承的分解视图的径向截面的正视四分之三透视图,为了简化起见,去除了一些部件;
-图4和5分别示出了图1和2中的轴承的第一元件的放大比例的径向剖视图(其中的细节作了进一步放大)和正视图;以及
-图6和7分别示出了图1和2中的轴承的第二元件的放大比例的径向剖视图(其中的细节作了进一步放大)和正视图。
具体实施方式
参照图1和图3至7,附图标记1整体表示滚子型的滚动轴承,其包括径向外圈2、径向内圈3以及由滚子4限定的多个旋转体,所述滚子介于径向外圈2和径向内圈3之间并且组合成(在所示的非限制性示例中)旋转体的冠(crown)。显然,下面的描述同样可适用于具有两个滚子冠的轴承。
滚子4在平行于内圈3和外圈2之间的相对旋转轴线A(为了简化起见,在附图中未按比例示出)的方向上通过由内圈3和外圈2中的一个或二者一体地承载的相应轴向肩部7接合彼此面对并沿横向保持的内圈3的径向外侧表面5和外圈2的径向内侧表面6;在示出的例子中,有四个肩部7,两个由外圈2一体地承载,两个由内圈3一体地承载。
根据本发明的一方面,轴向肩部7每个包括由合成塑料材料制成的环形元件8或9作为与外圈2和内圈3独立的元件,并且其以咬合的方式接合或内圈3或外圈2,以便与这样的圈2、3轴向地成为一体。
在组合中,内圈3和外圈2分别设置在相应的径向外侧表面5和内侧表面6,并且至少在外圈2的相应的相对轴向端部10、11和内圈3的相应的相对轴向端部12、13带有相应的锁定座14,每个适于以咬合的方式容纳由合成塑料材料制成的相应的环形元件8或9。
根据本发明的一方面,每个座14包括至少一个连续的环形槽15。两个槽15被获得在外圈2上(面向内圈3),两个槽15被获得在内圈3上(面向外圈2)。
特别地,径向外圈2实际上设置有至少两个相对的第一锁定座14b,它们被获得在相对的轴向端部10、11,除了相应的环形槽15之外,每个包括外圈2的径向内侧表面6的环形端部16。因此,环形端部16设置在端部10、11并且张开以使外圈2朝向轴向端部10、11更薄(即降低其径向厚度)。
每个第一座14b的相应连续的环形槽15还被获得在座14b本身的相应张开的环形端部16上,基本上在中间线上。相对于轴线A,限制每个座14b的张开的端表面16由倾斜表面限定,特别是由圆形圆锥表面的伸展限定,具有面向滚子4的锥度(即开口角度)。
径向内圈3被代替地设置有至少两个相对的第二锁定座14c,它们被获得在内圈3的相对的轴向端部12、13,除了相应的环形槽15之外,每个包括内圈3的径向外侧表面5的环形端部17。因此,环形端部17设置在端部12、13并且张开以使内圈3朝向其轴向端部12、13更薄(即降低其径向厚度)。
每个第二座14c的相应连续的环形槽15还被获得在座14c本身的相应张开的环形端部17上,主要在中间线上。相对于轴线A,限制每个座14c的张开的表面端部17由倾斜表面限定,特别是由圆形圆锥表面的伸展限定,具有面向与座14b(其面对的)的相应表面部分16的锥度相对的侧的锥度。
最后,每个锁定座14b、c的连续环形槽15被制成使得在径向截面上具有圆形的锯齿轮廓,从而槽15在相对于与其相邻的相应轴向环端部10、11、12、13的邻近位置上且因此在与其上获得有槽15的表面部分16或17的锥度相对的侧上具有最大径向深度。
根据本发明的特征,轴承1包括由合成塑料材料制成的联接至径向外圈2的至少第一环形元件8和在与环形元件8相对的侧上的由合成塑料材料制成的联接至径向内圈3的至少第二环形元件9,例如分别是环形元件8在相应的座14b中和环形元件9在相应的座14c中。
在所示的非限制性例子中,轴承1设置有在相对端部10、11和在座14b中的联接到外圈2的两个环形元件8b和8c,并且设置有在相对端部12、13和在座14c中的联接到内圈3的两个环形元件9b和9c。
环形元件8b、c成形为彼此是镜面对称的;同样地,环形元件9b、c成形为彼此是镜面对称的。
每个环形元件8b、c和9b、c(为了简化起见,在图4和5中仅详细示出了环形元件9b,同时为了简化起见,在图6、7中仅详细示出了环形元件8b)由在单件中模制而形成,并且包括第一圆周扇区18和第二圆周扇区19,它们相互交替布置并且被彼此一体地获得在一个件中。
环形元件8b、c的第一圆周扇区18是实心径向扇区(比环形元件8b、c的第二扇区19更硬),并且由环形元件8b、c的径向外侧表面20径向限制在外侧上,其效仿环形元件8b的端部10的锁定座14b以及环形元件8c的端部11的锁定座14b的轴向环形轮廓,使得每个环形元件的表面20也是张开的,并且由具有面向滚子4的锥度的圆形圆锥表面的伸展限定,以便联接成与接收每个元件8b、c的外圈2的第一座14b的环形轮廓接触。
环形元件8b、c的第二圆周扇区19代替地每个设置有圆周凹口21,其具有的深度朝向轴向方向并且被获得在环形元件8b、c的轴向外前表面22上,面向滚子4的相对侧。每个凹口在轴向外前表面22上是U形的(即当朝向前表面22观察时),并且在环形元件8b、8c上分离圆周翼23,其在径向方向上可弹性变形并且悬垂地沿径向在环形元件8b、c的外侧上延伸。
每个翼23沿径向由环形元件8b、c的径向外侧表面20限制在外侧上(其因此联接到相应的座14b);然而,侧表面20在每个扇区19并朝向每个第二扇区19的相对端部被凹口21部分地中断。
此外,根据本发明的一方面,每个翼23在环形元件8b、c的径向外侧表面20设置有径向齿24,该径向齿联接在由相应的环形元件8b或8c接合的端部10或11的锁定座14b的连续环形槽15内;实际上,每个齿24具有的圆周轴向轮廓,其效仿连续环形槽15并且沿径向悬垂地从侧表面20突出(图7),以便在环形元件8b、c被推到相应的座14b中时以咬合的方式接合槽15,而侧表面20联接装配到环形表面部分16。
环形元件9b、c的第一圆周扇区18也是实心径向扇区(比环形元件9b、c的第二扇区19更硬),并且由环形元件9b、c的径向内侧表面25径向限制在内侧上,其效仿环形元件9b的端部12的锁定座14c以及环形元件9c的端部13的锁定座14c的轴向环形轮廓,使得每个环形元件9b、c的表面25也是张开的,并且由具有面向滚子4的相对侧的锥度的圆形圆锥表面的伸展限定,以便联接成与接收每个元件9b、c的内圈3的第二座14c的轴向环形轮廓接触。
环形元件9b、c的第二圆周扇区19每个(同相应的环形元件8b、c一样)设置有圆周凹口26,其具有的深度朝向轴向方向并且被获得在环形元件9b、c的轴向外前表面27上,面向滚子4的相对侧。每个凹口26在轴向外前表面27上是U形的(即当朝向前表面27观察时),并且在环形元件9b、9c上分离圆周翼28,其在径向方向上可弹性变形并且悬垂地沿径向在环形元件9b、c的内侧上延伸。
每个翼28沿径向由环形元件9b、c的径向内侧表面25限制在内侧上(其因此联接到相应的座14c);然而,侧表面25在每个扇区19被凹口26部分地中断并朝向每个第二扇区19的相对端部。
此外,根据本发明的一方面,每个翼28在环形元件9b、c的径向内侧表面25设置有径向齿29,该径向齿联接在由相应的环形元件9b或9c接合的端部12或13的锁定座14c的连续环形槽15内;实际上,每个齿29具有的圆周轴向轮廓,其效仿连续环形槽15并且沿径向悬垂地从侧表面25突出(图5),以便在环形元件9b、c被推到相应的座14b中时以咬合的方式接合槽15,而侧表面25联接装配到该座的环形表面部分16。
特别地,径向齿24和29具有与相应的可弹性变形的翼23、28相同的圆周延伸,从而确保将环形元件8b、c和9b、c牢固地保持在相应的座14b、c中和连续的环形槽15内。
因此,由塑料材料制成并限定轴承1的轴向肩部7的环形元件8b、c和9b、c在轴向方向上被牢固地约束到圈2、3,同样凭借不同硬度的扇区18和19,但未以角度一体的方式被约束在相应的座14b、c中,除了由于每个环形元件8b、c或9b、c和相应的座14b、c之间的摩擦。
在所示的例子中,由合成塑料材料制成的每个第一环形元件8b、c和第二环形元件9b、c的第一扇区18设置在其面向滚子4的前面30上,相应的凹坑31在使用时填充有润滑流体,例如油或油脂。凹坑31优选地被获得在扇区18,以防止翼23、28的弹性受到干扰,并且没有过分地削弱扇区19。在所有的情况下,凹坑31可以以任何角度位置被获得在环形元件8和9的面30上。
在示出的例子中,凹坑包括沿径向穿过的径向切口31,其被获得在面30上,以便中断由合成塑料材料制成的环形元件8b、c的相应的径向外侧表面20和内侧表面32以及由合成塑料材料制成的环形元件9b、c的相应的径向外侧表面33和内侧表面25。
下面参考图2,其中为了简化起见,与上述那些相似或相同的细节采用相同的附图标记表示,附图标记1b表示具有圆柱滚子4的滚动轴承,包括与已经所描述的相同的外圈2、内圈3以及环形元件8b、c和9c。
与轴承1的唯一差别在于,没有环形元件9c,使得端部12的座14c是空的,三个肩部7足以轴向地阻挡滚子4,并且轴承1b具有由保持架34(其在轴承1中不存在)保持的少数滚子4(而轴承1是满装滚子型的)。
很明显,仅两个肩部7可足以确保滚子4的轴向阻挡,滚子4是被安装在相对的两侧上,从而使装配在端部11的座14b中的环形元件8c可以同样不存在。
通过由合成塑料材料制成的独立的环形元件,借助于肩部7的结构,通过使用相同的圈2、3,可以简单迅速地获得各种轴承构造。此外,滚子4沿轴向触摸到由合成塑料材料制成的面30,其可以被选择成具有低摩擦,例如含有聚四氟乙烯或具有类似蠕变特性的其他材料,但是它们采用收集在凹坑31中的润滑流体得到润滑。
环形元件8、9以及座14的形状然后允许确保最佳的轴向阻挡,同时易于将元件8、9咬合插入在座14中。
本发明的所有目的因此得以实现。
Claims (11)
1.一种滚子型的滚动轴承(1;1b),包括径向外圈(2)、径向内圈(3)以及由滚子(4)限定的多个旋转体,所述滚子介于所述径向外圈和径向内圈之间并且组合成至少一个旋转体冠,所述滚子在平行于所述内圈和外圈之间的相对旋转轴线(A)的方向上通过由所述内圈和外圈中的一个或二者一体地承载的相应轴向肩部(7)接合彼此面对并沿横向保持的所述内圈的径向外侧表面(5)和所述外圈的径向内侧表面(6);其特征在于,组合有:
i)-所述轴向肩部(7)每个包括由合成塑料材料制成的环形元件(8、9)作为与所述外圈和内圈独立的元件,并且其以咬合的方式接合或所述内圈或所述外圈,以便与该圈轴向地成为一体;
ii)-所述内圈和外圈(3、2)分别设置在相应的径向外侧表面(5)和内侧表面(6),并且至少在其每个相应的相对轴向端部(10、11;12、13)之一,带有相应的锁定座(14),每个适于以咬合的方式容纳由合成塑料材料制成的相应的环形元件(8、9),并且每个包括至少一个连续的环形槽(15),所述槽被获得在所述外圈和内圈(2、3)之一上并面向另一圈;
iii)-实现轴向肩部(7)的由合成塑料材料制成的每个环形元件(8、9)由以往复交替的方式布置的第一圆周扇区(18)和第二圆周扇区(19)一体地形成在一个件中;所述第一圆周扇区(18)是实心径向扇区,比第二扇区更硬,所述第二圆周扇区(19)每个设置有圆周凹口21,其具有的深度朝向轴向方向并且被制成在所述环形元件的轴向外前表面(22)上,面向所述滚子的相对侧,该凹口(21)在所述环形元件的轴向外前表面上是U形的,并且使在径向方向上可弹性变形的圆周翼(23)与所述环形元件分离;
iv)-所述圆周翼(23)设置有联接在一个锁定座(14)的连续环形槽(15)内的径向齿(24),具有的圆周轴向轮廓效仿所述连续环形槽(15)。
2.根据权利要求1所述的轴承,其特征在于,所述径向外圈(2)设置有至少两个相对的第一锁定座(14b),它们被获得在所述外圈的相对的轴向端部(10、11),并且每个包括所述外圈的径向内侧表面(6)的环形端部(16),其是张开的以使所述外圈朝向其轴向端部(10、11)更薄;每个第一座(14b)的相应连续的环形槽(15)被获得在所述第一座(14b)的相应张开的环形表面端部(16)上。
3.根据权利要求1或2所述的轴承,其特征在于,所述径向内圈(3)设置有至少两个相对的第二锁定座(14c),它们被获得在所述内圈的相对的轴向端部(12、13),并且每个包括所述内圈的径向外侧表面(5)的环形端部(17),其是张开的以使所述内圈朝向其轴向端部(12、13)更薄;每个第二座(14b)的相应连续的环形槽(15)被获得在所述第二座(14c)的相应张开的环形表面端部(17)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承,其特征在于,每个锁定座(14b;14c)的连续环形槽(15)在径向截面上具有圆形的锯齿轮廓,从而所述槽(15)在相对于与其相邻的相应轴向环端部(10、11;12、13)的邻近位置具有最大径向深度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承,其特征在于,其至少包括由合成塑料材料制成的第一环形元件(8b、c),所述第一环形元件联接到所述径向外圈(2)并且由以往复交替的方式布置的第一圆周扇区(18)和第二圆周扇区(19)一体地形成在一个件中;所述第一圆周扇区(18)是实心径向扇区,比第二扇区更硬,并且由所述第一环形元件的径向外侧表面(20)径向限制在外侧上,其效仿所述外圈(2)的第一锁定座(14b)的轴向环形轮廓,用于联接成与所述第一座的轴向环形轮廓接触;所述第二圆周扇区(19)每个设置有圆周凹口(21),其具有的深度朝向轴向方向并且被制成在所述环形元件的轴向外前表面(22)上,面向所述滚子的相对侧,该凹口(21)在所述环形元件的轴向外前表面上是U形的,并且使圆周翼(23)与所述环形元件分离,所述圆周翼在径向方向上可弹性变形并且其悬垂地向外延伸;每个翼(23)沿径向由所述第一环形元件的径向外侧表面(20)限制在外部上,其朝向每个第二扇区(19)的相对端部被所述凹口(21)部分地中断并且在所述第一环形元件的径向外侧表面设置有联接在所述第一锁定座(14b)的连续环形槽(15)内的径向齿(24),具有的圆周轴向轮廓效仿所述连续环形槽(15)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承,其特征在于,其至少包括由合成塑料材料制成的第二环形元件(9b、c),所述第二环形元件联接到所述径向内圈(3)并且由以往复交替的方式布置的第一圆周扇区(18)和第二圆周扇区(19)形成在一个件中;所述第一圆周扇区(18)是实心径向扇区,比第二扇区更硬,并且由所述第二环形元件的径向内侧表面(25)径向限制在内侧上,其效仿所述内圈的第二锁定座(14c)的轴向环形轮廓,用于联接成与所述第二座的轴向环形轮廓接触;所述第二圆周扇区(19)每个设置有圆周凹口(26),其具有的深度朝向轴向方向并且被制成在所述环形元件的轴向外前表面(27)上,面向所述滚子的相对侧,该凹口(26)在所述环形元件的轴向外前表面上是U形的,并且使圆周翼(28)与所述环形元件分离,所述圆周翼在径向方向上可弹性变形并且其悬垂地向内延伸;每个翼(28)沿径向由所述第二环形元件的径向内侧表面(25)限制在内部上,其朝向每个第二扇区的相对端部被所述凹口(21)部分地中断并且在所述第二环形元件的径向内侧表面(25)设置有联接在所述第二锁定座(14c)的连续环形槽(15)内的径向齿(29),具有的圆周轴向轮廓效仿所述连续环形槽。
7.根据权利要求5所述的轴承,其特征在于,其包括成形为镜面对称的一对第一环形元件(8b、c),每个联接到所述外圈(2)的相对轴向端部(10、11)之一。
8.根据权利要求6所述的轴承,其特征在于,其包括成形为镜面对称的一对第二环形元件(9b、c),每个联接到所述内圈(3)的相对轴向端部(12、13)之一。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的轴承,其特征在于,所述径向齿(24;29)的圆周延伸部与可弹性变形的翼(23;28)的圆周延伸部是相同的。
10.根据权利要求5和6所述的轴承,其特征在于,由合成塑料材料制成的每个第一环形元件(8b、c)和每个第二环形元件(9b、c)在其面向所述滚子(4)的面(30)上设置有填充有润滑流体的相应凹坑(31)。
11.根据权利要求10所述的轴承,其特征在于,所述凹坑由径向通过的径向切口(31)形成,所述切口优选地被获得在所述第一扇区(18)上并且其中断由合成塑料材料制成的第一和第二环形元件(8、9)的相应的外径向侧表面和内径向侧表面(20、32;25、33)。
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