CN105465182A

CN105465182A - 轴承环

Info

Publication number: CN105465182A
Application number: CN201510626462.9A
Authority: CN
Inventors: P.卡察罗斯; V.文特
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: US20160091019A1; DE102014219705A1; US20180017104A1; CN105465182B; DE102014219705B4; US10247236B2

Abstract

本发明涉及一种用于滚动轴承(1)、尤其用于圆锥滚子轴承的轴承环(2、3)，该轴承环具有用于滚动体的滚动面(8)和基本上轴向延伸的外表面(10)，该外表面被设计为抗扭固定地与待支承的元件连接，并且该轴承环具有基本上径向延伸的、沿轴向限定轴承环(2；3)的第一和第二边缘面(12；14)，其中，在至少一个边缘面(12；14)上构成边棱(16；18)，所述边棱被设计为在压力加载的情况下是柔性的。本发明还涉及一种具有柔性设计的端部区域(20；22)的滚动体(4)和具有这类轴承环(2；3)和/或这类滚动轴承(4)的滚动轴承。

Description

轴承环

技术领域

本发明涉及一种用于滚动轴承、特别是用于圆锥滚子轴承的轴承环，以及具有用于滚动轴承的线接触的滚动体，和具有这类轴承环和/或这类滚动体的滚动轴承。

背景技术

对于具有线接触的滚动轴承、尤其圆锥滚子轴承来说，其中滚动体沿着线条接触轴承环的滚动面，在加载非严格地位于中心且因而导致的倾斜位置的情况下在滚动体相互对置的端部上出现非常高的载荷、即所谓的边棱应力。因此在现有技术中建议，为轴承部件、尤其轴承环和滚动体配置外凸的型廓，由此即使在加载位置或倾斜位置的情况下也能使载荷相对均匀地分布在整个滚动体上。外凸的型廓通常在对轴承部件的车削和硬化处理之后借助磨削和/或珩磨构成在滚动面和/或滚动体上。在此，所述型廓能够实现的是，即使在加载或倾斜位置的情况下也能使载荷相对均匀地分布在整个滚动体上。

然而这种类型的型廓的缺点是，预定的型廓的设计必须以高精确度制成。这是在较长的生产工时内仅仅能有限地实现。其原因例如是，制造工艺中使用的用来构成型廓的磨削石和珩磨条的磨损可导致相对于设定值不断增加的偏差。该偏差甚至可以导致边棱应力问题增大。另外，轴承部件的加工非常昂贵。

具有型廓的设计的另一缺点在于，滚动体由于型廓而不再在其整个长度上贴靠滚动面，这进一步增大了滚动体上的压力加载并且从而降低了滚动轴承的可负载性。

发明内容

所以，本发明要解决的技术问题是，提供一种尽可能简单制造的滚动轴承，该滚动轴承的寿命长并且能抵抗倾斜位置的负荷。

该技术问题是通过一种轴承环解决的，所述轴承环用于滚动轴承、尤其用于圆锥滚子轴承，该轴承环具有用于滚动体的滚动面、基本上轴向延伸的外表面，该外表面被设计用于抗扭固定地与待支承的元件连接，并且该轴承环具有基本上径向延伸的、沿轴向限定轴承环的第一和第二边缘面，其中，在至少一个边缘面上设计边棱，所述边棱被设计为在压力加载的情况下是柔性的。所述技术问题还通过一种具有用于滚动轴承的线接触的滚动体、尤其圆锥滚子解决，其中，滚动体具有周向面和两个径向限定面，所述周向面被设计为沿着线条接触滚动面，其中，所述周向面在至少一个径向限定面的区域中具有柔性设计的端部区域。所述技术问题还通过一种具有第一和第二轴承环的滚动轴承解决，所述轴承环相互可转动地构成，并且在所述轴承环之间容纳至少一个滚动体。

根据本发明，提供了一种用于滚动轴承、尤其用于圆锥滚子轴承的轴承环，该轴承环具有用于滚动体的滚动面和基本上轴向延伸的外表面，该外表面被设计用于抗扭固定地与待支承的元件连接。此外，轴承环还具有基本上径向延伸的第一和第二边缘面，所述第一和第二边缘面沿轴向限定轴承环。为了降低边棱应力，但是同时将至少一个滚动体沿着其整个长度利用轴承环的滚动面支撑，根据本发明，轴承环在其至少一个侧面上具有被设计为在压力加载的情况下呈柔性的边棱。通过该柔性设计方式可以克服边棱应力作用，而轴承环和/或滚动体的滚动面自身无需具有型廓设计。柔性边棱可在压力加载的情况下通过滚动体而挠曲，以便能使边棱应力降低。当然还可行的是，尽管设置了柔性边棱但是还仍然设置轴承部件的型廓设计。

根据另一有利实施例，柔性边棱通过至少一个构成在第一和/或第二边缘面和/或构成在外表面中的凹陷形成。因为轴承环通常由钢或金属制成并且被设计为实心的，根据本发明设计的凹陷通过在边棱区域中的材料减省使得形成柔性边棱成为可能。在此，柔性边棱可在其材料强度上根据所期待的加载进行调整，并首先在其柔性方面进行调整。如果现在由于轴承部件的倾斜位置将滚动体的压力施加到该边棱上，则边棱可由于凹陷而从滚动体弹开并由此减弱否则会出现的边棱应力。

根据另一有利实施例，凹陷尤其被槽状地构成，这样的槽可以简单地旋入轴承环或者甚至在锻造期间构成。与型廓设计不同，这不要求高精度的加工并据此更简单和更成本低廉地制造。

作为替代或补充，凹陷可以设置得更大，以便凹陷延伸直到外表面，滚动面由此具有比外表面更大的轴向延伸。这样的凹陷例如可以在锻造或车削时通过相应的成型工艺制造。该设计还易于加工并据此成本低廉地构成。当然还可行的是，设计呈槽的形式的第一凹陷并设置延伸直至外表面的第二凹陷。

为实现特别好的弹性作用，如另一有利实施例所示的，外表面可以具有第一外表面区域和相对于该第一外表面径向错移设计的第二外表面，所述第二外表面向边缘面过渡并且构成柔性边棱。由此，在轴承环的外表面区域与容纳轴承环的元件之间形成间隙，该间隙实现了柔性边棱的弹跳。因为尤其对于圆锥滚子轴承，外环在其直径较大时仅具有非常小的边缘面，该边缘面向外表面过渡，并且外表面直接接触待支承的元件，所以有利的是，外表面被纳入柔性边棱设计中，并在径向错移的外表面区域上形成这样的空间，柔性边棱可在该空间中弹跳。

根据另一有利实施例，第一和/或第二边缘面具有第一边缘面区域和相对于所述第一边缘面区域轴向错移地构成的第二边缘面区域，其中第一或第二边缘面区域形成柔性边棱。由此，即使当轴承环直接接触沿轴向与该轴承环相邻布置的元件时，可以提供为边棱的柔性设计所必需的空间。这在以下情况中则尤其有利，即，轴承环在轴向上通过防护元件固定在其轴向位置中，该防护元件尤其可以在轴承环的整个径向尺寸上延伸。

上述根据本发明的轴承环的设计尤其对于外环有利，因为内置滚动面的型廓设计可能会使得对滚动体的导引不良。另外，对于柔性边棱必要的几何形状可以简单且迅速地、例如通过在外环上车削构成。

如果要将柔性边棱构成在内环上，则该成型还可以毫无问题地被转用在工作面的小直径上。在工作面直径较大且带有其相邻的导引挡边的情况下，例如可以设置朝工作面凸出成型的导引挡边，以便在工作面边棱区域发生变形的同时继续实现对滚子良好的导引。

作为替代或补充，滚动体自身当然也可以有助于降低边棱应力。基于该理由，本发明的另一方面涉及一种具有用于滚动轴承的线接触的滚动体、尤其圆锥滚子，其中滚动体具有周向面，该周向面被配置用于沿着线条接触滚动面。另外，滚动体具有两个基本上径向的限制面。根据本发明，该周向面这样设置，以便至少在径向限制面中的一个的区域上设有柔性设计的端部区域。这例如可以通过在边棱区域中的材料减省、例如以凹空形式实现。正如上文已经参照轴承环所阐述的，该柔性的端部区域能够实现的是，尤其在倾斜位置的情况下(此时在滚动体的边棱上出现高加载)，使支承滚动体的轴承环的边棱和/或就是滚动体的边棱柔性地设计。由此可以实现滚动体的缓冲的翻倒，通过该方式可降低或减少边棱应力峰值。

本发明的另一方面涉及一种具有第一和第二轴承环的滚动轴承，所述轴承环相互可转动地构成并且在所述轴承环之间容纳至少一个滚动体。在此，第一和/或第二轴承环和/或滚动体如上所述地设有柔性边棱。由此可提供一种滚动轴承，所述滚动轴承具有减少的边棱应力，并且由此增加了该滚动轴承的使用寿命。

附图说明

接下来应根据附图中示出的实施例更详细地描述本发明。在此，实施例是纯粹示意性的并且不应用来确定本申请的保护范围。在附图中：

图1示出了本发明的轴承环的第一优选实施例的示意图；

图2示出了本发明的轴承环的第二优选实施例的示意图；

图3示出了本发明的轴承环的第三优选实施例的示意图。

以下相同或功能上作用相同的元件用同样的附图标记来表示。

具体实施方式

图1示意性地示出了穿过滚动轴承装置100的一部分的剖视图，其中滚动轴承装置100具有设计为圆锥滚子轴承的滚动轴承1，仅示意性示出了其中根据本发明设计的以外环形式的轴承环2和滚动体4。如图所示，滚动轴承1、更确切地说外环2在压配合下容纳在壳体6中。

轴承外环2自身具有滚动面8，滚动体4在滚动面8上滚动导引。另外，外环2具有接触壳体6的外表面10，其中通常外环2在压配合下容纳在壳体6中。轴承外环2在侧向上通过边缘面12、14被限定，该边缘面12、14提供对轴承环2的轴向限定。

另外图1示出，在轴承外环2上构成柔性边棱16、18，该柔性边棱可以在通过滚动体4施加压力负载的情况下朝壳体6的方向弹性运动，从而即使当轴承环2和滚动体4都不具有呈外凸型廓形式的型廓设计时也能减少滚动体4与轴承外环2之间的边棱应力。

为了形成柔性边棱16、18，边缘面12、14具有第一边缘面区段或者说第一边缘面区域12-1、14-1和第二边缘面区段或者说第二边缘面区域12-2、14-2，其中第二边缘面区段12-2、14-2被设计为沿轴向朝内错移，以便第一边缘面区段12-1、14-1形成柔性边棱16、18。随着这样制备的边棱16、18的厚度d的不同，可以实现较大或较小的弹性作用。

另外图1示出，在该实施例中滚动面8的轴向长度L₁设计成大于轴承环2外表面10的轴向长度L₂。

因为尤其对外环2而言，滚动面8的型廓设计因滚动体不被最佳地导引而带来了缺点，所以采用根据本发明的柔性边棱16、18的设计可以实现在倾斜位置的情况下，在轴承环2和滚动体4之间不出现或仅仅出现低的、损害轴承1的边棱应力。

当然，这类设计还可以设置在内环上，如图2所示。图2以类似图1的方式示意性地示出了穿过滚动轴承装置100的一部分的剖面图，其中滚动轴承装置100具有设计为圆锥滚子轴承的滚动轴承1，关于该滚动轴承仅示意性地示出了其中根据本发明设计的内环3和滚动体4。滚动轴承1、更确切地说内环3同样在压配合下容纳在壳体6中。

轴承内环3自身同样具有滚动面8，滚动体4在滚动面8上滚动导引。另外，内环3具有接触壳体6的外表面10。内环3在侧向上通过边缘面12、14被限定，边缘面12、14提供了对轴承环3的轴向限定。

另外图2示出，在轴承外环3上构成柔性边棱16、18，该柔性边棱在通过滚动体4施加压力负载的情况下可以朝壳体6的方向弹性运动，从而减少滚动体4与轴承外环3之间的边棱应力。

为形成柔性边棱16、18，边缘面12、14具有第一边缘面区段12-1、14-1和第二边缘面区段12-2、14-2，其中第二边缘面区段12-2、14-2设计为沿轴向朝内位错，以便第一边缘面区段12-1、14-1形成柔性边棱16、18。

除了所示实施方式以外还可这样设置，以便滚动体4和所述轴承环之一如前所述地具有型廓设计。同样包括在本发明的范围内的是，外环2配置有型廓设计，并且仅内环具有根据本发明的柔性边棱。作为图1和2中示出的实施方式的替代或补充，滚动体4自身也可以在边棱区域20、22中柔性配置，以便可以借此进一步减少边棱应力。此外滚动体4例如可以在至少一个边棱区域20、22中凹空地构成。

因为尤其对于圆锥滚子轴承而言，轴承1会朝直径较小的方向发生轴向运动，所以还设置防护元件24，该防护元件将外环2或内环3固定在其轴向位置上。在此防护元件24优选地直接贴靠在边缘面14上、在所示的实施例中尤其直接贴靠在回错的边缘面区段14-2上，以便限制轴承环2、3的轴向移动。防护元件24在此可以配置为卡紧环或止动环，但是也可以将防护元件24设计为壳体6的一体式构件。为了确保边棱18足够的柔性，防护元件24应当至少以相对于边棱18足够的间距来布置。

如果不能这样隔开设计，则图3示出了根据本发明的轴承环的另一有利实施例，其中壳体6与防护元件24一体式设计，并且防护元件24延伸超过轴承环2的径向长度。这样的壳体设计能够实现对轴承环2特别可靠的容纳。然而在此为了降低在柔性边棱16、18上的边棱应力，这样设计边缘面14，以便不是第二边缘面区段14-2被设计为沿轴向朝内错移，而是第一边缘面区段14-1被设计为沿轴向朝内错移，从而在边棱18或第一边缘面区段14-1与防护元件24之间产生空隙26。为了给边棱18提供柔性，另外设置柔性槽28，该柔性槽28使得边棱18的弹性设计成为可能。

图3进一步示出，在外表面10中也设有这样的柔性槽30。另外可见，因为边缘面12已经设计地非常窄，所以在通过图3所示的实施例中，边棱16不是如图1所示设计在整个边缘面12上，而是外表面10具有第一外表面区域10-1和第二外表面区域10-2，其中第二外表面区域10-2径向朝内错移，以便在壳体6和第二外表面区域10-2之间留有间隙32。第二外表面区域10-2直接向边缘面12过渡，并与该边缘面一同形成柔性边棱16。在此间隙32和柔性槽30提供了在压力加载的情况下边棱16的柔性。

总的来说，采用根据本发明的具有柔性边棱的滚动体或轴承环的设计可以提供这样的滚动轴承，该滚动轴承具有减少的边棱应力并因此增加其使用寿命。同时，本发明的滚动轴承能够实现的是，使得滚动体在轴承环的滚动面上的接触最大化，从而滚动体上的压力加载小于现有技术中已知的型廓设计中的压力加载。因为根据本发明，边棱是柔性配置的，因此即使尤其在倾斜位置的情况下也能实现在边棱区域的均匀加载。

附图标记清单

100滚动轴承装置

1滚动轴承

2轴承外环

3轴承内环

4滚动体

6壳体

8滚动面

10轴承环的外表面

12、14轴承环的边缘面

12-1、14-1第一边缘面区段或者说第一边缘面区域

12-2、14-2第二边缘面区段或者说第二边缘面区域

16、18柔性边棱

20、22滚动体的边棱区域

24防护元件

26、32间隙

28、30柔性槽

d柔性边棱的厚度

L1工作面长度

L2外表面长度

Claims

1.一种用于滚动轴承(1)、尤其用于圆锥滚子轴承的轴承环(2；3)，该轴承环具有用于滚动体的滚动面(8)、基本上轴向延伸的外表面(10)，该外表面被设计用于能够抗扭固定地与待支承的元件连接，并且该轴承环具有基本上径向延伸的、沿轴向限定轴承环(2；3)的第一和第二边缘面(12；14)，其特征在于，在至少一个边缘面(12；14)上构成边棱(16；18)，所述边棱被设计为在压力加载的情况下是柔性的。

2.根据权利要求1所述的轴承环(2；3)，其中，柔性边棱(16；18)通过至少一个构成在第一和/或第二边缘面(12；14)中和/或构成在外表面(10)中的凹陷(28；30)形成。

3.根据权利要求1或2所述的轴承环(2；3)，其中，边棱(16；18)的柔性可通过边棱(16；18)的厚度(d)来确定。

4.根据权利要求2或3所述的轴承环(2；3)，其中，凹陷(28；30)槽状地构成。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的轴承环(2；3)，其中，凹陷(28；30)被构成在第一和/或第二边缘面(12；14)中，并且一直延伸至外表面(10)，并且滚动面(8)具有比外表面(10)更大的轴向延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承环(2；3)，其中，外表面(10)具有第一外表面区域(10-1)和相对于所述第一外表面区域径向错移地构成的第二外表面区域(10-2)，所述第二外表面区域向边缘面(12；14)过渡，并且该第二外表面区域(10-1；10-2)形成柔性边棱(16；18)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的轴承环(2；3)，其中，第一和/或第二边缘面(12、14)具有第一边缘面区域(12-1；14-1)和相对于所述第一边缘面区域轴向错移地构成的第二边缘面区域(12-2；14-2)，其中，第一或第二边缘面区域(12-1；12-2；14-1；14-2)形成柔性边棱(16；18)。

8.一种具有用于滚动轴承(1)的线接触的滚动体(4)、尤其圆锥滚子，其中，滚动体(4)具有周向面和两个径向限定面，所述周向面被设计为沿着线条接触滚动面(8)，其特征在于，所述周向面在至少一个径向限定面的区域中具有柔性设计的端部区域(20；22)。

9.一种具有第一和第二轴承环(2；3)的滚动轴承(1)，所述第一和第二轴承环设计为能够相对转动，并且在所述第一和第二轴承环之间容纳至少一个滚动体，其特征在于，第一和/或第二轴承环(2；3)根据权利要求1-7中任一项所述地构成，和/或滚动体(4)根据权利要求8所述地构成。