CN105164438A - 具有设置在多个保持架部段中的滚动体的滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个内圈和至少一个外圈的滚动轴承，其中在轴承圈之间设置多个具有直径(DW)的滚动体(4,4’)，其中滚动体(4,4’)通过保持架保持，其中，保持架由多个保持架部段(5)构成，其中每个保持架部段(5)由框架式结构构成，其中多个侧面的限制壁(6,7)构成用于滚动体(4)的容纳兜孔(9)，其中容纳兜孔(9)的尺寸设计为，使得在滚动轴承未负载状态中在滚动轴承的节圆(10)上、在容纳兜孔(9)的面向滚动体(4)的侧面(11,12)和由容纳兜孔(9)容纳的滚动体(4)之间、在滚动轴承的圆周方向(U)上存在缝隙(c)。为了改善滚动轴承的运行性能，本发明规定，缝隙(c)在滚动轴承的轴向截面中满足这样的关系：cmax≥c≥cmin其中:cmin＝0.01*Dw–0.5mm，cmax＝0.02*Dw–0.4mm，其中，滚动体(4)的直径(DW)至少为50mm。

Description

具有设置在多个保持架部段中的滚动体的滚动轴承
本发明涉及一种具有至少一个内圈和至少一个外圈的滚动轴承，其中在轴承圈之间设置多个具有一定直径的滚动体，其中滚动体通过保持架保持，其中，保持架由多个保持架部段构成，其中每个保持架部段由框架式结构构成，其中多个侧面的限制壁构成用于滚动体的容纳兜孔，其中容纳兜孔的尺寸设计成，使得在滚动轴承未负载状态中在滚动轴承的节圆上、在容纳兜孔的面向滚动体的侧面和由容纳兜孔容纳的滚动体之间、在滚动轴承的圆周方向上存在缝隙。
这样类型的滚动轴承由WO2012/076583A2已知。取代传统的一体式的轴承保持架，在此保持架通过多个保持架部段构成。这具有的优点在于，其特别好地适用于大型的圆锥滚子轴承并且可以特别好地承受在此出现的负载。此外，这些单个的保持架部段可以特别容易装配，同时可以实现很小的保持架重量。保持架部段的构造实现了滚动体稳固的容纳和保持架部段在滚动体上可靠的引导。保持架部段在此在按照规定的使用中不会接触；它们没有相互连接。
US2012/0082409A1、DE102006022951A1、DE112009002624T5、DE202008017091U1、DE10246825A1、DE3114325A1和JP2012026534A公开了其他类似的而且不同的解决方案。
在此，所谓的分段式保持架尤其在大型轴承中证明是适用的。在保持架部段和相邻的滚动体之间在工作时出现力。这根据滚动轴承的工作状态既可以是动态的也可以是静态的力。
这些保持架部段应该尽可能是薄壁式的，以便使用尽可能多的滚动体，但是其局限在于，保持架不允许被所述的力损坏。
本发明所要解决的技术问题在于，改进所述类型的轴承，使得克服所述缺点。据此，保持架部段构造为，使得该保持架部段一方面沿圆周方向保持较小，以便能够在轴承中安装尽可能多的滚动体。然后，该保持架部段还要构造为，使得在负载较高的工作状态中不会对轴承的运行性能产生负面的效果。由此总体上可以实现滚动轴承更好的运行性能。
所述技术问题的解决方案的特征在于，缝隙在滚动轴承的轴向截面中满足这样的关系：
cmax≥c≥cmin
其中:
cmin＝0.01*Dw–0.5mm，
cmax＝0.02*Dw–0.4mm,
其中，滚动体的直径至少为50mm。
如果所述直径在滚动体的轴向延伸上并非总是恒定的(如在圆柱滚子轴承的情况中)，则该缝隙(单位为毫米)位于由各个轴向截面中的滚动体直径Dw(单位为毫米)定义的范围内。滚动体直径Dw乘以所述系数(0.01或0.02)并且分别减去所述数值(0.5mm或0.4毫米)，以便得到最小和最大缝隙c。
在此优选一保持架部段以其容纳兜孔容纳一滚动体，其中沿圆周方向与该滚动体相邻的滚动体未被保持架部段保持，从而位于容纳兜孔中的滚动体和未位于容纳兜孔中的滚动体沿圆周方向交替布置。在此保持架部段优选具有两个用于各个沿圆周方向相邻的滚动体的止推面。
通常当滚动轴承中的缝隙均匀分布在滚动轴承的节圆上时，在保持架部段的止推面和沿圆周方向与该保持架部段邻接的滚动体之间、在滚动轴承的圆周方向上存在缝隙。在容纳兜孔的侧面和容纳在容纳兜孔中的滚动体之间的缝隙(c)和在保持架部段的止推面和沿圆周方向与保持架部段相邻的滚动体之间的整体缝隙(x)之间优选存在的关系是：c<0.2x。
保持架部段可以是滚动体引导的、滚道引导的或挡边引导的或凸肩引导的。
保持架部段优选设计为一体式的塑料成型件。
优选推荐在圆锥滚子轴承或在圆柱滚子轴承中使用本发明。
按照本发明的设计方案导致了在保持架兜孔中的缝隙，该缝隙设置为，使得在滚动体的额定运动状态中保持架负载时、滚动体可以在保持架内部自由运行，而不会被包围的保持架夹紧。而在负载明显更大的极少出现的运行状态中，这些负载将保持架挤压到一起，使得滚动体发挥其支承效果并且保护保持架不受损伤。滚动体在这些条件下的夹紧由于这些工况的罕见性和其短持续时间而不会对轴承的后续运行性能造成负面效果。因此在较小的整体尺寸的情况下实现了针对外部运行状态的更高的安全性。
滚动体在保持架部段的容纳兜孔内具有沿轴承的圆周方向定义的缝隙(c)。该缝隙在此选择和设置成，使得在保持架部段上超过特定载荷时在位于容纳兜孔内的滚动体和保持架部段之间出现接触，该接触导致附加的支承作用并且改善了保持架的受力能力。
当轴承圆周的更大范围未负载时，保持架部段在未负载的区域的各下部分中受到位于其上的滚动体的质量总和的负载。缝隙(c)的尺寸设计得足够大，使得在这样的负载下不会出现滚动体在容纳兜孔内的夹紧。
在滚动轴承的正常运行中，缝隙(c)的尺寸设计得足够大，使得不会由于动态过程出现可能导致滚动体在容纳兜孔内夹紧的变形。因为能够可控地调节保持滚动体在容纳兜孔内仍有缝隙的最大力，所以可以选择在何种载荷下形成接触和在何种载荷下不形成接触。
因此，保持架缝隙(c)也有目的地调节成，使得在超过相邻的滚动体在保持架部段上的一个确定的载荷时造成的保持架变形程度为，使得滚动体在保持架部段的容纳兜孔内被保持架部段夹紧，并因此保持架被滚动体支承。由此提高了保持架耐受的载荷。
推荐的最大和最小保持架缝隙考虑了保持架材料的弹性性能并且由用于适合的滚子尺寸的上述关系得出：
cmax≥c≥cmin
其中:
cmin＝0.01*Dw–0.5mm，
cmax＝0.02*Dw–0.4mm，
其中，c(单位毫米)作为保持架兜孔中的沿轴承的圆周方向的缝隙并且DW作为滚子直径(单位毫米)。
廉价的塑料保持架部段即使在更大质量的滚子中也可以使用。
借助所推荐的方案，大型轴承优选配备圆柱滚子或圆锥滚子，其中优选设置单兜孔部段；而多兜孔部段也是可行的。
因此可以有利地通过邻接的滚动体的支承效果提高在分段式保持架上可承受的载荷。
在附图中示出本发明的一个实施例。在附图中：
图1是沿轴向方向观察的圆锥滚子轴承的一部分，和
图2是在轴向截面中的图1中的放大的局部，其中看到三个相邻的圆锥滚子，其中中间的圆锥滚子被保持件部段保持。
在附图中示出按照本发明的方案用于圆锥滚子轴承中。
圆锥滚子轴承形式的滚动轴承1具有内圈2和外圈3，其中滚动体4、4’设置在轴承圈2、3之间。滚动体4、4’未被传统的保持件保持；反而设置保持件部段5，该保持件部段5设置在滚动体之间。与此相关的细节可以参照申请人的专利文献WO2012/076583A2。
每个保持架部段5都具有由四个限制壁构成框架式结构；在附图中可以看到限制壁5、6和7，也就是全部四个壁中的三个，四个壁构成用于滚动体4的容纳兜孔9。
在各个轴向截面中，锥形的滚动体4具有一个直径DW。滚动体4在此位于节圆10(其沿滚动体4的中心延伸)上。
保持架兜孔9通过侧面11和12限定，该侧面11和12在限制壁6和7上构成并且至少局部地适配滚动体4的形状。
在此，在保持架部段5的容纳兜孔9中的滚动体4和不在保持架部段5中的滚动体4‘沿圆周方向U交替。当然在保持架部段5的两侧设置止推面13用于滚动体4和滚动体4‘的引导。
在图2中示出在节圆10上的缝隙c，在轴承未负载状态中，滚动体4在容纳兜孔9中具有该缝隙c(在按照图2的对称的视图中该缝隙c在两个侧面11和12上均分)。
同样示出在圆周U上均匀分布的在节圆10上的缝隙x/z(z是滚动体的数量)，该缝隙x/z沿圆周方向U在滚动体4‘和止推面13之间形成。
对于容纳兜孔9中的缝隙c的大小和该缝隙c相对整体缝隙x的比例适用上述关系。
附图标记清单
1滚动轴承
2内圈
3外圈
4滚动体
4‘滚动体
5保持架部段
6限制壁
7限制壁
8限制壁
9容纳兜孔
10节圆
11侧面
12侧面
13止推面
DW滚动体的直径
c缝隙
x(整体)缝隙
z滚动体数量
K常量
U圆周方向
r径向方向

Claims (11)

1.一种具有至少一个内圈(2)和至少一个外圈(3)的滚动轴承(1)，其中在所述轴承圈(2,3)之间设置多个具有直径(DW)的滚动体(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部段(5)构成，其中每个保持架部段(5)由框架式结构构成，其中多个侧面的限制壁(6,7)构成用于滚动体(4)的容纳兜孔(9)，其中所述容纳兜孔(9)的尺寸设计为，使得在所述滚动轴承(1)的未负载状态中在所述滚动轴承(1)的节圆(10)上、在容纳兜孔(9)的面向滚动体(4)的侧面(11,12)和由所述容纳兜孔(9)容纳的滚动体(4)之间、在所述滚动轴承的圆周方向(U)上存在缝隙(c)，其特征在于，所述缝隙(c)在所述滚动轴承(1)的各个轴向截面中满足的关系是：cmax≥c≥cmin其中:cmin＝0.01*Dw–0.5mm，cmax＝0.02*Dw–0.4mm，其中，所述滚动体(4)的直径(DW)至少为50mm。
2.按照权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，一个保持架部段(5)以其容纳兜孔(9)容纳一个滚动体(4)，并且沿圆周方向与所述滚动体(4)相邻的滚动体(4‘)未被保持架部段(5)保持，从而位于容纳兜孔(9)中的滚动体(4)和未位于容纳兜孔(9)中的滚动体(4‘)沿圆周方向(U)交替布置。
3.按照权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架部段(5)具有两个分别用于沿圆周方向(U)相邻的滚动体(4‘)的止推面(13)。
4.按照权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，当所述滚动轴承(1)中的缝隙均匀分布在所述滚动轴承(1)的所述节圆(10)上时，在所述保持架部段(5)的所述止推面(13)和沿圆周方向(U)与所述保持架部段(5)邻接的滚动体(4‘)之间、在所述滚动轴承(1)的圆周方向(U)上存在整体缝隙(x)。
5.按照权利要求4所述的滚动轴承，其特征在于，在所述容纳兜孔(9)的侧面(11,12)和容纳在所述容纳兜孔(9)中的滚动体(4)之间的缝隙(c)和在所述保持架部段(5)的止推面(13)和沿圆周方向(U)与所述保持架部段(5)相邻的滚动体(4‘)之间的整体缝隙(x)之间存在的关系是：c<0.2x。
6.按照前述权利要求1至5之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架部段(5)是滚动体引导的。
7.按照前述权利要求1至5之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架部段(5)是滚道引导的。
8.按照前述权利要求1至5之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架部段(5)是挡边引导的或凸肩引导的。
9.按照前述权利要求1至8之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述保持架部段(5)设计为一体式的塑料成型件。
10.按照前述权利要求1至9之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承是圆柱滚子轴承。
11.按照前述权利要求1至9之一所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承是圆锥滚子轴承。
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