CN105008739A - 轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有浮动轴承功能的轴承装置，利用所述轴承装置，第一部件(2)能够相对于第二部件(3)可旋转地然而沿轴向(a)可移动地支承。为了提供无振荡且无磨损的技术方案，本发明规定，所述轴承装置具有：轴承(4)，其中，至少一个轴承圈(5、6)具有圆柱形的外侧面或内侧面(7、8)；轴承架(9)，所述轴承架具有配备有圆柱形的支撑面(11)的架段(10)，其中，在圆柱形的支撑面(11)与轴承圈(5)的圆柱形的外侧面或内侧面(7)之间构成滑动配合，其中，轴承架(9)具有定心件(12)，轴承架可以利用所述定心件相对于所述部件(2、3)的其中一个定中心，其中，轴承架(9)具有固定件(13)，轴承架可以利用所述固定件固定在所述部件(2、3)的其中一个上，并且其中，在轴承架(9)上或在轴承架(9)中布置弹簧件，所述弹簧件被设计用于形成在轴承架(9)与通过架段(10)保持的轴承圈(5)之间沿轴向(a)作用的弹簧力。

Description

轴承装置
本发明涉及一种具有浮动轴承功能的轴承装置，利用所述浮动轴承功能，第一部件、尤其是轴相对于第二部件、尤其是壳体可旋转地、然而沿周向可移动地支承。
在大量应用中需要这种类型的浮动轴承，其中，轴相对于壳体不仅必须在径向上而且必须在轴向上可旋转地固定。一个轴承被设计为固定轴承，也即在此，不仅径向力而且轴向力都通过轴承从轴向壳体传递。相较而言，为了得到静态确定的支承，将另一个轴承座设计为浮动轴承，也即在此仅传递径向力；该轴承沿轴向具有可移动性，从而不能传递轴向力。
作为应用例可以列举电动机器的固定浮动轴承(Fest-Los-Lagerung)。出于成本原因，转子相对于壳体的支承通常借助球轴承实施，也即两个轴承座：固定轴承侧和浮动轴承侧分别具有一个球轴承。相应地，在浮动轴承座上，轴承外圈与壳体孔之间设有滑动配合，从而得到所述的浮动轴承功能。
对此的弊端首先在于，在该方案中可能会出现浮动安置的轴承外圈沿轴向上的振荡。这同样对轴承的平稳运行和使用寿命造成不利影响。
另一个问题在于，尤其在壳体由轻质金属制成时，可能会出现轴承外圈导入或没入壳体孔中。
因此已知的是，在壳体与轴承外圈之间嵌入弹簧件，所述弹簧件形成在轴向上的弹簧力。所述的导入问题可以由此解决，即，轴承外圈不直接地、而是间接地通过钢套筒嵌入壳体孔中。
在这两种情况下需要特殊的部件，所述部件首先从装配角度来看造成了困难。轴承装置的组装由此困难而且仅能通过专业人员完成。
本发明所要解决的技术问题在于，提供各一种前述类型的轴承装置，所述轴承装置确保无振荡且无磨损的轴承，此外所述轴承装置还见长于紧凑且便于装配的结构方式。
所述技术问题的技术方案的特征在于，所述轴承装置具有：轴承，所述轴承被设计用于传递径向力和轴向力，其中，至少一个轴承圈具有至少局部圆柱形的外侧面或内侧面；轴承架，所述轴承架具有配备有至少部分圆柱形的支撑面的架段，其中，所述架段被设计用于借助轴承圈的圆柱形的外侧面或内侧面容纳轴承圈，其中，在圆柱形的支撑面与轴承外圈的圆柱形的外侧面或内侧面之间构成滑动配合，所述滑动配合允许在架段与轴承圈之间沿轴向的相对运动，其中，轴承架具有定心件，轴承架可以利用所述定心件相对于其中一个部件定中心，其中，轴承架具有固定件，轴承架可以利用所述固定件固定在其中一个部件上，并且其中，在轴承架上或在轴承架中布置有弹簧件，所述弹簧件被设计用于形成在轴承架与通过架段保持的轴承圈之间沿轴向作用的弹簧力。
在此优选地，轴承外圈通过架段保持。
所述轴承优选被设计为滚动轴承、尤其被设计为向心球轴承。
所述轴承架可以具有沿径向延伸的固定凸缘，轴承架可以利用所述固定凸缘借助固定件固定在一个部件上。
在架段的轴向端部区域中可以布置止挡，用于限制通过架段容纳的轴承圈的相对于该架段的轴向移动性。
固定件优选是螺栓。
定心件可以通过梯台构成，所述梯台在轴承架中构成，并且该梯台嵌入所述部件之一的配合的造型件中。
弹簧件可以通过由轴承架的材料成型的材料区段构成。然而也可以将弹簧件设计为单独的部件，所述部件状配在由架段支承的轴承圈与轴承架之间。
轴承架和轴承连同弹簧件以及必要时的止挡可以构成预装配的单元。
根据本发明的优选实施例，轴承架由无切屑变形的板材件、尤其由深冲的板材件构成。然而还可以在所述板材件上安装塑料材料。
除了钢或塑料作为用于轴承架的材料之外还可以规定，轴承架或轴承架的部件由轻质金属、复合物或烧结材料或类似烧结材料制成。
优选地，所规定的轴承装置被设计为预装配的或至少部分预装配的轴承单元，所述轴承单元除了纯粹的轴承功能之外还确保轴向的移动性，也就是说浮动轴承功能。在这种(部分)预装配的单元中可以明显降低物流费用，这进一步降低成本。
由此根据本发明，提供了一种用于轴向不固定的(滚动)轴承(浮动轴承)，具有自适应的或者说集成的固定凸缘和集成的轴向预紧。
通过有利的方式，所规定的浮动轴承的特征在于较强的振动阻尼效果。
可以使用标准滚动轴承、尤其向心球轴承。由此得到经济上的优势。
设计成法兰状的轴承架(轴承壳)确保了对径向轴承力的吸收；具有简单的在壳体上、例如在发动机壳体上的固定可能性，为此优选设有螺栓连接。凸缘可以由板材制成，其中，优选在凸缘的制造中仅用到变形过程、冲压过程和弯曲过程。
轴承架具有集成的或者说自适应的定心功能，这提供了明显的装配简化。相应地，降低了装配出错的概率，这进一步使得成本下降。
优选地，轴承架仅通过变形技术制成、优选由深冲压钢制成。
当备选地或附加地使用塑料成型过程作为用于轴承架的制备过程时，可以避免额外的装配过程。不同装配过程的集成可以在基本时间、例如注塑过程期间完成。这得到了非常成本低廉的产品。其他优点通过多组分成型过程实现，也即根据完整的轴承装置所要分别满足的功能来定位不同的材料。
在轴承架上或轴承架中还适配或集成了弹簧件和/或阻尼件。优选沿轴向规定弹簧件或阻尼件的作用方向，然而沿径向作用的弹簧作用也未被排除。通过弹簧件或阻尼件的集成可以省去在轴承装置的使用者方面的额外的操作费用。
如果在轴承圈(外圈)与轴承架之间的界面上设有相同的材料(钢)，优选存在相同的热力学特性，从而不用担心由温度导致的浮动配合(也即滑动配合)的变化。
在附图中示出了本发明的实施例。在附图中：
图1示意性示出根据本发明第一实施例的轴承装置的径向截面，轴部件利用所述轴承装置像地狱具有浮动轴承功能的壳体支承，
图2示出根据本发明第二实施例的图1的轴承装置，
图3示出根据本发明第三实施例的图1的轴承装置，
图4示出根据本发明第四实施例的图1的轴承装置，
图5示出根据本发明第五实施例的图1的轴承装置，
图6示出根据本发明第六实施例的图1的轴承装置，
图7示出根据图6的“Z”部分的细节图和
图8示出根据本发明第七实施例的图1的轴承装置。
在图1中示出根据本发明的轴承装置1的第一实施方式。轴2在此借助滚动轴承4支承在壳体3中。在此，所述轴承装置被设计为浮动轴承，也即径向r上的力从轴2传递至壳体3，而轴向a上的力则不从轴传递至壳体。
被设计为向心球轴承的滚动轴承4的外圈5和内圈6仅被示意性示出。不论是外圈5还是内圈6都具有圆柱形的外侧面7或圆柱形的内侧面8。内圈6的圆柱形的内侧面8安放在轴2的相应的圆柱形的支撑区段上。相较而言，外圈5的圆柱形的外侧面7安放在架段10的圆柱形的支撑面11上，所述架段是轴承架9的部件。
在外圈5的圆柱形的外侧面7与架段10的圆柱形的支撑面11之间具有间隙配合，也即借助滑动配合可以使外圈5沿轴向a在架段10上移动。
此外，轴承架9还具有固定凸缘15以及(在其右侧轴向端部区域上的)梯台17。梯台17相对于壳体3内的造型件18适配地构成，从而使梯台17构成定心件12，利用所述定心件可以使轴承架9在壳体3上定中心。
当轴承架9利用其梯台17安装在壳体3中的造型件上时，固定凸缘15利用端面贴靠在壳体3上，并且借助仅示意性表示的、呈螺栓形式的固定件13固定在壳体3上。
轴承架9在其(右侧)轴向端部区段上具有沿径向向内延伸的内部区段19，所述内部区段具有朝向滚动轴承4的端面。在该端面与外圈5的端面之间安装有弹簧件14，此处呈螺旋弹簧的形式，所述螺旋弹簧将轴向预紧力作用在外圈5上。因为轴承4被设计为向心球轴承并且由此既可以传递径向力也可以传递轴向力，轴承4利用内圈6压向轴2上的轴环20。
为了在尚未装配的状态下构成由轴承4、轴承架9和弹簧件14组成的单元，在架段10的(左侧)轴向端部区域上安装呈止推环形式的止挡16。由此在轴承装置尚未装配的状态下具有抗丢失的预装配单元。该单元的装配由于定心件12而设计得非常简单。
在根据图1的实施例中，轴承架9被设计为牢固的凸缘壳体，其中，所述凸缘壳体优选由钢制成。
在图2中示出备选设计方式，其中，变形的(钢)板材件被用作轴承架9。止挡16在此通过架段10的向内弯曲的区段构成。用于弹簧件14的止挡面通过支承环21构成，所述支承环焊接或钎焊在轴承架9上。
在此与根据图1的技术方案不同的还在于，定心件12被设计为配合销12。
除此之外，图2所示的技术方案与图1所示的技术方案大体相同。
在图3中示出了另一种变型方式。在此还可以使用板材件作为轴承架9，所述板材件在此则具有两个相互折叠的且沿轴向延伸的部分10‘和10“(卷边的盆)，所述部分共同构成架段10。
此外，在此弹簧件14与之前设计不同。也就是说该弹簧件通过架段10的部分10‘的弯曲的端部区段构成(类似于盘形弹簧)。为了提高弹簧区段的弹性，弹簧区段可以设有开槽，所述开槽尤其沿径向延伸。
在此未像图1和图2的技术方案那样设有止挡16。在此情况下，轴承4可以稍后(从左)在架段10上推进。由此，如果需要进行装配过程，还可以单独提供轴承。然而也可以选择性地使用止挡16。
在图4中示出一种技术方案，其中，轴承架9由弯曲的板材制成，所述板材构成架段10和固定凸缘15。该板材例如利用注塑被塑料包围，以便得到图4中径向截面所示的形状。塑料材料在此成型为梯台17，所述梯台构成定心件12。
在此值得注意的是，弹簧件14通过塑料材料构成。在该实施例中，通过与轴承9相同的制造工艺并进而利用与所述轴承相同的塑料材料构成所示轮廓，并且还设有(径向)开槽，以便提高弹簧件14的弹性。
备选地，为了构成弹簧件还可以考虑多组分成型过程，这具有的优点在于，可以实现具有不同材料性质的单元。
类似于根据图3的技术方案，在此未设有止挡16，然而也可以选择性地使用止挡。就此方面也适用根据图3所述内容。
根据图5示出与图4类似的技术方案。然而在此，构成架段10的板材还构成了弹簧件14。所述盘形弹簧状的区域也可以被开槽，以便提高弹性。固定凸缘15可以被设计为盘件，其中，盘件和架段10通过构成其余轴承架9的塑料材料相互连接。该塑料材料在此还构成梯台17，以便实现定心件12。
关于此处缺失的止挡16可以参照图3和图4的实施方式；然而也可以选择性地使用这种止挡。
图6和图7使出另一种变型方式。包围板材区段10和15的塑料材料这样成型，从而构成多个绕周向分散布置的容纳腔22，在所述容纳腔中可以安装弹簧件14。为了使弹簧件14保持在容纳腔22中，可以成型有突节23或类似成型的构成障碍区段并保持弹簧件14的元件。在此，还可以使用沉单独部件形式的弹簧件14(在图6中仅示出了所述弹簧件的其中一个)。
定心件12又通过塑料材料中的梯台构成。
在该实施例中还设有止挡16，所述止挡阻碍轴承的轴向滑出。止挡16通过架段10的向内弯曲的端部区段构成。由此还可以实现不可视的预装配单元。
图8示出最后一种变型方式。在此还可以使用纯粹的板材件作为轴承架9。按照卷边的盆的类型设计的板材区段具有部分10‘和10“，该板材区段构成容纳轴承4的(在此也没有止挡16)架段10。部分10“随后向固定凸缘15过渡。部分10‘的延长部构成定心件12，也就是说部分10‘的(向右)伸出的区域可以插在壳体3的孔中，以便使轴承架9定中心。
在部分10‘的(右侧)端部上具有径向向内弯曲的区段，所述区段实现对弹簧件14的保持(在图8中仅示出所述弹簧件的其中一个)。
在该图中也示出了没有用于轴承4的外圈的止挡16的技术方案，然而也可以选择性地使用止挡。就此方面使用上述根据图3和图4所述内容。
附图标记清单
1     轴承装置
2     第一部件(轴)
3     第二部件(壳体)
4     轴承
5     轴承圈(外圈)
6     轴承圈(内圈)
7     圆柱形的外侧面
8     圆柱形的内侧面
9     轴承架
10    架段
10‘  架段的部分
10“  架段的部分
11    圆柱形的支撑面
12    定心件
13    固定件(螺栓)
14    弹簧件(弹簧件和/或阻尼件)
15    固定凸缘
16    止挡
17    梯台
18    成型件
19    内部区段
20    轴环
21    止推环
22    容纳腔
23    突节
a     轴向
r     径向

Claims (10)

1.一种具有浮动轴承功能的轴承装置，利用所述轴承装置，第一部件(2)、尤其是轴能够相对于第二部件(3)、尤其是壳体可旋转地然而沿轴向(a)可移动地支承，其特征在于，所述轴承装置具有：
轴承(4)，所述轴承被设计用于传递径向力和轴向力，其中，至少一个轴承圈(5、6)具有至少部分圆柱形的外侧面或内侧面(7、8)，
轴承架(9)，所述轴承架具有配备有至少部分圆柱形的支撑面(11)的架段(10)，其中，所述架段(10)被设计用于借助轴承圈的圆柱形的外侧面或内侧面(7)容纳所述轴承圈(5)，其中，在圆柱形的支撑面(11)与轴承圈(5)的圆柱形的外侧面或内侧面(7)之间构成滑动配合，所述滑动配合允许在架段(10)与轴承圈(5)之间沿轴向(a)的相互运动，
其中，轴承架(9)具有定心件(12)，轴承架可以利用所述定心件相对于所述部件(2、3)的其中一个定中心，
其中，轴承架(9)具有固定件(13)，轴承架可以利用所述固定件固定在所述部件(2、3)的其中一个上，并且
其中，在轴承架(9)上或在轴承架(9)中布置弹簧件，所述弹簧件被设计用于形成在轴承架(9)与通过架段(10)保持的轴承圈(5)之间沿轴向(a)作用的弹簧力。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承(4)被设计为滚动轴承、尤其被设计为向心球轴承。
3.根据权利要求1或2所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承架(9)具有沿径向(r)延伸的固定凸缘(15)，轴承架利用所述固定凸缘借助固定件(13)固定在一个部件(3)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，其特征在于，在所述架段(10)的轴向端部区域中布置有止挡(16)，用于限制被所述架段(10)容纳的轴承圈(5)相对于该架段(10)的轴向移动性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述固定件(13)是螺栓。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述定心件(12)通过梯台(17)构成，所述梯台在轴承架(9)上构成，并且该梯台嵌入所述部件之一的配合的造型件(18)中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述弹簧件(14)通过由轴承架(9)的材料成型的材料区段构成。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述弹簧件(14)被设计为单独的部件，所述部件装配在由架段(10)支承的轴承圈(5)与轴承架(9)之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承架(9)和所述轴承(4)连同弹簧件(14)和必要时的止挡(16)一起构成预装配单元。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承架(9)由无切屑弯曲的板材件、尤其由深冲板材件构成或具有这种板材件。
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