CN105074241A - 具有卡止件的滚动轴承保持架和具有嵌入在保持架上的外圈的滚针轴承 - Google Patents

具有卡止件的滚动轴承保持架和具有嵌入在保持架上的外圈的滚针轴承 Download PDF

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Abstract

一种用于滚动轴承(100)的保持架(120)，具有用于相对于轴承圈(110)导引滚动体(160)的第一区段和沿轴向连接在所述第一区段上的第二区段(170)。在所述第二区段上设有带有卡止凸起(140)的弹性的连接板(130)，这些连接板(130)限定了所述第一区段的边界。在实施例中，滚针轴承(100)具有这种类型的保持架(120)、多个在保持架(120)的第一区段上导引的滚动体(160)和轴承外圈(110)。所述轴承外圈(110)嵌入在保持架(120)的卡止凸起(140)上。

Description

具有卡止件的滚动轴承保持架和具有嵌入在保持架上的外圈的滚针轴承
本发明涉及滚动轴承的领域、尤其用于滚动轴承的保持架部件。
从现有技术的范围内已知多种形式的滚动轴承。为此例如有球轴承、滚子轴承、锥形滚子轴承、滚针轴承等。用于滚针轴承的典型的应用范例在于支承纵长的轴，例如其可以应用在传动装置中。通常的实心滚针轴承由外圈和内圈以及轴承保持架和滚动体，即滚针组成。在轴被硬化且被磨削的应用中，不带有内圈的滚针轴承是更好的解决方案，在此轴可以被设计得更硬且由此更牢固。在外圈和针环分开组装的情况下必要的是，使用在外圈上没有卡箍的轴承，以便简化组装。在没有卡箍的滚针轴承中，针环必须从侧面通过轴的或者壳体的滚动面沿轴向被导引。在纵长、光滑的轴或壳体不可能具有轴向的针环导引的情况下，采用不同的设计方式来进行在无卡箍的外圈上的针环导引。
因此尤其在支承纵长的轴的情况下使用光滑的轴承圈，也就是说轴承圈不具有轴向的限制卡箍，因为在使用轴的情况下才组装所述轴承圈。不需要通过相应的卡箍对轴承圈的轴向限制或固定。
图3示出滚针轴承235的视图。所述滚针轴承235包括轴承外圈240、带有凸出部255和滚动体260的轴承保持架250。滚动体260在该实施例中被设计为滚针、也即被设计为圆柱形的。由滚针260和保持架250构成的针环则通过轴承外圈240沿径向被导引。在组装时，外圈240沿轴向在保持架250和针环250、260上被导引，并且随后固定在壳体开孔上。在此，轴承保持架250具有凸出部255，外圈240通过所述凸出部在输送过程中被固定。凸出部255的弊端在于难以组装，因为轴承外圈240必须在凸出部255上被推动，并且由此可能会出现保持架250的卡住和变形。所导致的其他问题在于，凸出部255鉴于在组装时所出现的卡住而不能超过一定的高度。在运行过程中、尤其在沿轴向推动或沿轴向力加载时，凸出部255可能无法沿轴向固定轴承外圈240，或者与此相反，轴承外圈无法固定凸出部，从而使凸出部和轴承外圈彼此间相互移动并且凸出部255被磨损或断裂。换言之，在针环250、260相对于轴承圈240轴向移动时，可能会导致滚动体260与轴承圈240之间的接触面的减小，也即滚动面的减小。那么就必须通过不论是在滚动体上还是在轴承圈上都减小了的面积来承担现有的负载，并且可能会导致不允许的磨损、材料疲劳和提前的轴承报废。
图3阐释了凸出部255的问题，所述凸出部不应超出轴承外圈240的边缘太远，因为否则的话在组装时就会出现卡住和轴承保持架250的断裂。凸出部255因此被设计用于输送固定(Transportsicherung)，也即使轴承外圈240和轴承保持架250以相对于较低的力加载(所述力加载明显低于在滚针轴承235的实际运行过程中的负载)被固定，并且这样避免可能由轴承保持架和进而滚动体相对于轴承外圈240的轴向移动所造成的输送损伤。在运行过程中，轴承外圈240或轴承保持架250则例如相对于壳体或相对于轴被固定。如果在滚动体上出现沿轴向的力加载(例如通过被支承的轴的轴向移动)，则凸出部255不能承受所述力，以至于可能会导致凸出部255的磨损和轴承保持架250相对于轴承外圈240的不允许的轴向移动。通过针环250、260相对于轴承外圈240的轴向错移可能会限制甚至失去滚动接触，这会导致磨损、材料疲劳进而提前的轴承报废。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改进的用于滚动轴承的轴承保持架的方案。
所述技术问题通过根据独立权利要求的滚针轴承的保持架部件解决。
实施例的核心思想在于，轴承保持架的凸出部被设计得较大，以便在轴承的运行过程中实现轴承保持架和进而位于轴承保持架上的滚动体相对于轴承圈的轴向固定。通过滚动体相对于轴承圈的轴向固定可以减少在运行过程中的轴向移动、也即错移和滚动接触的损失和进而整体上对轴承的磨损。实施例的领域核心思想在于，轴承保持架的凸出部安装在柔性的连接板上，所述连接板在组装轴承时发生变形，并且这样降低在组装时对轴承保持架的磨损、尤其防止轴承保持架的断裂。此外，实施例还基于这样的认识，即，可以将柔性的连接板设置在轴承保持架的区域中，该区域位于用于滚动体的导引区域以外。轴承保持架的轴向延伸由此大于轴承圈的轴向延伸，其中，滚动体通过轴承保持架被导引。
由此，实施例可以提供给改进的轴承保持架，所述轴承保持架具有用于轴承圈的卡止凸起或咬合凸起，轴承圈可以这样嵌入卡止凸起或咬合凸起之间，从而不仅在输送过程中而且在运行过程中更好地防止沿轴向的力加载和移动。在此，卡止机构可以布置在对滚动体进行导引的区域以外，从而不会对轴承保持架的导引性能产生负面影响。由于布置在导引区域以外的弹性结构，卡止凸起可以被设计为相应的长度或高度，因为卡止凸起可以相对较大程度地变形，从而还降低了在组装时的损伤风险，并且同时实现了在运行过程中对轴承圈的轴向固定。
因此实施例提供了用于滚动轴承的保持架部件，所述保持架部件包括第一区段，用于相对于轴承圈导引滚动体。所述第一区段因此还可以用于固定轴承圈。所述保持架部件包括第二区段，所述第二区段本身沿轴向邻接在第一区段上，其中，在第二区段上设有带有卡止凸起的弹性的连接板，所述弹性的连接板限定了第一区段的边界。所述第二区段在组装状态下沿轴向超出轴承圈，并且可以与第一区段一件式构成。例如，保持架部件可以具有塑料或金属材料。在实施例中，连接板大体上沿轴向或者也沿径向延伸，也即其沿轴向的延伸量可以大于其沿径向或切向的延伸量。在其他实施例中也可以考虑这样的连接板，所述连接板大体上沿切向、也即沿周向延伸、例如轴承保持架的外周延伸，也即连接板沿切向的延伸量大于其沿轴向或径向的延伸量。所述连接板可以通过缺口相互分隔，也即在所述连接板之间可以存在缺口。在实施例中，所述连接板可以单侧地、例如利用第二区段的轴向端部安装在保持架部件上。换言之，所述连接板由此可以发挥弹性的或弹簧的作用，从而使连接板弯曲。这在一些实施例中还可以通过对连接板的双侧的固定实现，在其他实施例中，还通过单侧的固定实现这一效果。在一些实施例中，第二区段通过两个环件被限定边界，所述环件通过至少多个连接板相互连接。
在此，卡止凸起安装在所述连接板上，并且大体上沿径向方向从轴承保持架部件的旋转轴线向外指向。卡止凸起本身的形状可以是斜面状或楔形的。卡止凸起的朝向第一区段的端部可以沿径向比背离第一区段的端部延伸得更远。换言之，卡止凸起向外的走向尖锐，而向内、也即朝向第一区段的设计平缓，由此使轴承圈在之后嵌入。这种向外指向尖锐的形状可以简化组装，因为卡止凸起通过轴承圈在轴承保持架上的推移向内压，以便在推移之后复位到其初始位置，并且固定轴承圈。
所述卡止凸起可以这样在组装轴承圈的过程中通过弹性的连接板沿径向方向从轴承保持架部件的旋转轴线向内弯曲变形，而不会使轴承保持架部件的第一区段在此发生明显变形，或者面临被损伤的风险。轴承圈由此可以通过环件被推移，而不会损伤保持架部件。在轴承圈被推过卡止凸起之后，卡止凸起基于其弹性的连接板复位至其初始位置，并且避免轴承圈继续沿轴向运动。换言之，轴承圈被嵌入在卡止凸起之后。
在实施例中，保持架部件被设计为保持架段或完整的保持架。保持架段在此是指保持架的区段，由所述区段构成保持架。所述区段在此可以是彼此不同的或者是相同的。保持架段可以例如相当于保持架的按照角度的区段，从而使多个轴承保持架段能构成完整的保持架。在实施例中，保持架还可以分成沿轴向的保持架段。
在一些实施例中，第二区段的轴向延伸量等于第一区段的轴向延伸量的至少5％、10％或20％。一般来说，第二区段的宽度取决于多种因素、例如材料的选择、保持架部件的维度、卡止凸起和连接板的变形特性、应用条件(温度、周围的介质)等。换言之，保持架部件的包括卡止凸起和连接板的第二区段在组装状态下可以以轴承圈的轴向延伸量的5％、10％或20％以上从轴承圈伸出。第二区段的延伸量可以大于保持架部件的整个轴向延伸量的5％、10％或20％。在实施例中，卡止凸起大体沿径向延伸，以便使保持架部件在运行时相对于轴承圈沿径向固定。此外，在第二区段上还具有不带卡止凸起的附加连接板。例如仅每两个或每三个连接板具有一个卡止凸起。
在另一些实施例中，保持架部件还可以具有第三区段，所述第三区段沿轴向方向连接在第一区段上，与第二区段相互对置地布置，其中，在所述第三区段上设有止挡或同样也设有弹性的连接板，所述止挡或弹性的连接板限定了第一区段的边界。换言之，在一些实施例中，保持架部件在两个轴向端部上具有带有卡止凸起的区段，从而使轴承圈能从两侧开始组装或推进。在另一些实施示例中，保持架部件仅在第二区段中具有卡止凸起，并且在第三区段中具有止挡，从而使轴承圈仅能从带有卡止凸起的轴向侧开始组装，并且轴承圈可固定在止挡与卡止凸起之间。
第二和第三区段可以关于第一区段镜像对称地布置，并且可以设计为径向对称的。第二和第三区段则可以总体上是保持架部件的整个轴向延伸量的5％、10％或20％以上。在一些实施例中，第三区段的轴向延伸量等于第一区段的轴向延伸量的至少2％、5％、10％或20％。换言之，保持架部件的第三区段也在组装状态下以轴承圈的轴向延伸量的2％、5％、10％或20％以上从轴承圈伸出。卡止凸起则可以分别沿轴向相互对置地布置在两个区段上、也即第二和第三区段上，从而使轴承圈能够固定在两个相互对置的卡止凸起之间。
在实施例里中，第一区段可以设计用于导引作为滚针轴承的滚动体的滚针。实施例还提供了滚针轴承，所述滚针轴承带有上述保持架部件、啮合在保持架部件的卡止凸起上的轴承外圈和多个在保持架部件的第一区段上导引的滚动体。轴承外圈还可以具有实现固定在壳体上的紧固可能性。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细的阐述。在附图中：
图1a示出具有滚动体的保持架部件的实施例；
图1b示出具有轴承外圈的保持架部件的实施例；
图1c示出滚针轴承的实施例；
图2a示出具有滚动体的保持架部件的另一实施例；
图2b示出具有轴承外圈的保持架部件的另一实施例；
图2c示出滚针轴承的另一实施例；和
图3示出传统的滚针轴承。
图1a示出用于带有滚动体160的滚动轴承的保持架部件120的实施例，其中，图1a示出作为保持架部件120的整个保持架120。用于滚动轴承100的保持架部件120包括相对于轴承圈110对滚动体160进行导引的第一区段，其中，在图1a的该实施例中设有多个滚动体160，所述滚动体在保持架部件120的第一区段上被导引，并且其中，在卡止凸起140与止挡195之间设有轴承圈装置。此外，保持架部件120还包括第二区段170，所述第二区段沿轴向连接在第一区段上，其中，在第二区段上设有带有卡止凸起140的弹性的连接板130，所述弹性的连接板限定第一区段的边界。在实施例中，连接板130在此大体上沿保持架部件120的或滚动轴承或滚针轴承的旋转轴线的轴向方向延伸，并且还通过缺口150相互分隔。
图1b示出带有部分轴承外圈110的保持架部件120的实施例。在图1b中示出，第二区段170沿轴向方向从轴承圈110伸出。换言之，保持架部件120总体上在轴向上比轴承圈110扩展地更宽。此外，保持架部件120还包括第三区段190，所述第三区段沿轴线方向连接在第一区段上，并且相对于第二区段相互对置地布置(从而使第二区段170和第三区段190沿轴向包绕第一区段)，其中，在第三区段190上还可以设有止挡195或者带有卡止凸起的弹性的连接板，所述卡止凸起或弹性的连接板限定第一区段的边界。在图1a和图1b中分别示出保持架部件120的实施例，其中，第三区段190具有止挡195，所述止挡被设计为环状的连接板。止挡195从保持架部件120的第一区段沿径向方向伸出，从而使轴承圈110支承在止挡195上，并且这样嵌入在卡止凸起140与止挡195之间。止挡195在径向方向上的尺寸大体与卡止凸起相当，也就是说止挡195还沿径向方向扩展得足够宽，以便使保持架部件相对于轴承圈110沿轴向固定。
在保持架部件120的另一些实施例中，保持架部件可以在其两个轴向端部上分别包括带有弹性的连接板130和卡止凸起140的区段170、190。第二区段170的轴向尺寸可以至少是第一区段的轴向尺寸的或轴承圈110的轴向尺寸的5％、10％或20％。在这些实施例中，第二区段170和第三区段190可以具有大体上相等的尺寸。
卡止凸起140大体上沿径向方向延伸，并且由此必要时通过与止挡195或其他卡止凸起的协同作用阻止轴承圈110相对于保持架或者保持架部件120的轴向移动，或者反过来说保持架相对于轴承圈的轴向移动。此外还从图1a和图1b中可知，保持架120在第二区段170上还包括不带卡止凸起的附加连接板180，所述附加连接板例如可以用于区段的稳定、尤其通过连接板180稳定第二区段。第二区段170在该实施例中分别通过两个环件构成，所述环件通过连接板180相互连接且通过连接板180相互间隔。带有卡止凸起140的连接板130在此安置在连接板180之间的缺口150中，并且与位于轴向外侧的环件相连。在所示的实施例中，带有卡止凸起140的连接板130不与位于轴向内侧的环件相连，因为在该位置上在组装轴承圈110时需要最大的径向变形。
图1c再次以整体的滚针轴承100的方式示出根据图1a和图1b的实施例。第三区段190在图1c中被轴承圈110遮盖。然而可以看出，轴承圈110通过卡止凸起140和止挡195(参照图1b)沿轴向被固定或者说保持。
第二区段170中的卡止凸起140分别沿轴向与止挡195相互对置地布置，从而使轴承圈110固定在卡止凸起140与止挡195之间。第一区段在该实施例中用于导引作为滚针轴承100的滚动体160的滚针160。
图2a至2c示出用于具有滚动体160的滚动轴承的保持架部件120的另一实施例。保持架部件120包括和已经结合图1a至1c描述过的相同的部件，所述相同的部件标注以相同的附图标记。在图2a至2c中所示的实施例与图1a至图1c所示的实施例的区别在于具有卡止凸起140的连接板130的定向。如图2a所示，带有卡止凸起140的连接板130大体上沿周向方向延伸，也就是说沿切向方向延伸，而不像图1a至图1c所示的实施例那样大体上沿轴向方向延伸。换言之，在图2a中示出，连接板180首先大体上沿轴向方向延伸，并且随后过渡为连接板130，卡止凸起140位于所述连接板130上并且该连接板大体上沿切向方向延伸。
图2b示出图2a的具有轴承外圈110的实施例。图2c示出相应的滚针轴承100的实施例。相同的附图标记表示相同的部件，重复的描述不予赘述。通过与上述实施例相同的方式，在图2b和图2c中示出轴承圈110如何嵌入在卡止凸起140与止挡195之间。在该实施例中还示出第二区段170如何从第一区段中伸出、也即从滚动体的区域中伸出。在另一带有切向连接板130的实施例中还可以考虑的是，使用另一种带有安置在连接板上的卡止凸起的结构来取代止挡195，其中，也可以考虑连接板在此不同地定向。
附图标记清单
100滚针轴承
110轴承圈
120保持架部件
130弹性的连接板
140卡止凸起
150缺口
160滚动体
170第二区段
180不带卡止凸起的连接板
190第三区段
195止挡
235滚针轴承
240轴承外圈
250轴承保持架
255凸出部
260滚针

Claims (10)

1.一种用于滚动轴承(100)的保持架部件(120)，所述保持架部件(120)具有用于相对于轴承圈(110)导引滚动体(160)的第一区段和沿轴向连接在所述第一区段上的第二区段(170)，其中，在所述第二区段上设有带有卡止凸起(140)的弹性的连接板(130)，这些连接板(130)限定了所述第一区段的边界。
2.根据权利要求1所述的保持架部件(120)，其中，所述连接板(130)大体上沿轴向或径向延伸，和/或其中，所述连接板(130)通过缺口(150)相互分隔。
3.根据上述权利要求中任一项所述的保持架部件(120)，其中，所述保持架部件设计为保持架部段(120)或完整的保持架(120)，并且其中，第二区段(170)的轴向延伸量等于第一区段的轴向延伸量的至少10％。
4.根据上述权利要求中任一项所述的保持架部件(120)，其中，所述卡止凸起(140)大体上沿径向延伸并且设计用于使所述保持架部件(120)在运行时相对于轴承圈(110)沿轴向固定。
5.根据上述权利要求中任一项所述的保持架部件(120)，其中，在所述第二区段(170)上还具有不带卡止凸起的附加的连接板(180)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的保持架部件(120)，其中，所述保持架部件具有第三区段(190)，所述第三区段(190)沿轴向连接在所述第一区段上并且与所述第二区段(170)相互对置地布置，其中，在所述第三区段(190)上设有止挡(195)或带有卡止凸起(140)的弹性的连接板，所述止挡或连接板限定了所述第一区段的边界。
7.根据权利要求6所述的保持架部件(120)，其中，两个区段(170)上的卡止凸起(140)分别轴向对置地布置，从而使轴承圈(110)能够固定在两个卡止凸起(140)之间，或者轴承圈(110)能够固定在止挡(195)与卡止凸起(140)之间。
8.根据上述权利要求中任一项所述的保持架部件(120)，其中，所述第一区段设计用于导引作为滚针轴承(100)的滚动体(160)的滚针(160)。
9.一种滚针轴承(100)，具有根据上述权利要求中任一所述的保持架部件(120)、嵌入在所述保持架部件(120)的卡止凸起(140)上的轴承外圈(110)和多个在所述保持架部件(120)的第一区段上被导引的滚动体(160)。
10.根据权利要求9所述的滚针轴承(100)，其中，所述轴承外圈(110)具有实现固定在壳体上的紧固可能性。
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