CN105593547A - 滚针轴承系统 - Google Patents

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Abstract

本发明任务在于建议一种具有改善装配特性和/或操作特性的滚针轴承系统以及用于装配该滚针轴承系统的方法。为此建议了，滚针轴承系统(1)具有：外滚道和内滚道(2、3)以及多个作为滚动体的滚针(4)，其中，滚针为了在内滚道和外滚道之间滚动而以满滚子方式布置，其中，滚针以其旋转轴线M限定出滚针轴承系统的分度圆直径T；并且滚针轴承系统还具有保持架(5)，其中，保持架具有多个接片区段(7)，其中，接片区段在接片侧S上与分度圆直径径向间隔开地布置在滚针之间，并且其中，接片区段沿环绕方向彼此间如下地间隔开地布置，即，接片区段构成滚针朝接片侧的方向的防丢失件，其中，保持架具有多个保持装置(8)，其中，保持装置在相对于接片侧的对应侧G上与分度圆直径径向间隔开地布置在滚针之间，并且构成滚针朝对应侧的方向的防丢失件。

Description

滚针轴承系统
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的滚针轴承系统以及用于装配该滚针轴承系统的方法。
背景技术
滚针轴承是滚动轴承的特殊形式并且特征是作为滚动体的滚针，尤其是，滚针的特征是大的长度直径比。滚针轴承(如其他滚动轴承那样)通常包括用于滚针轴承的滚道的外承载体和内承载体，其中，滚针布置在滚道之间。滚针通常在保持架中受引导或者甚至被保持。
可能构成了最接近的现有技术的文献DE102005034739A1描述了可摆转的杆的支承部，其中，该支承部包括滚动体装置。该滚动体装置具有两个环形扇段，滚动体的滚动面布置在这两个环形扇段上。滚动体被构造为滚针并有选择地在框架保持架或细丝编织物保持架内受引导。在这两种情况下，为了高承载量，通过满滚子组的方式将最大可能数量的滚针分布在滚动面上。
发明内容
本发明的任务在于建议一种具有改善装配特性和/或操作特性的滚针轴承系统以及用于装配该滚针轴承系统的方法。
该任务通过具有权利要求1特征的滚针轴承系统以及具有权利要求12特征的方法解决。本发明优选或有利的实施方式由从属权利要求、下列说明以及附图得到。
因而在本发明范围内建议一种滚针轴承系统，其尤其优选构造为径向滚针轴承系统。所述滚针轴承系统用于，使两个成对件彼此间以可转动或可摆转的方式受支承。成对件尤其通过滚针轴承系统绕共同的转动轴线彼此间能摆转和/或能转动地布置。
滚针轴承系统包括外滚道和内滚道以及作为滚动体的多个滚针。滚针为了在内滚道和外滚道之间滚动而布置并与它们接触。滚针构造为滚子并且优选具有大于4:1，优选大于6:1以及尤其是大于8:1的长度直径比。
滚针为了在内滚道和外滚道之间滚动而以满滚子(也称为满滚针)方式布置。在满滚子的布置方案中，滚针沿环绕方向优选如此窄地彼此贴合，即，可以将沿环绕方向最大数量的滚针布置在内滚道上。通过满滚子的布置方案，在同时节约结构空间的构建中获得滚针轴承系统的尽量大的径向承载能力。
滚针分别具有自己的旋转轴线，其中，全部旋转轴线限定出滚针轴承系统的分度圆直径。尤其是在分度圆直径中，滚针彼此直接相邻地布置。
此外，滚针轴承系统还包括保持架，其中，所述保持架尤其优选构造为细丝编织物保持架。保持架优选包括两个侧向区段以及多个接片区段，其中，接片区段沿环绕方向撑开用于滚针的窗口。在各个窗口中优选恰好装入一个滚针，其中，接片区段布置在滚针之间。
接片区段与分度圆直径径向间隔开地布置，其中，分度圆直径的该侧被称为接片侧。尤其是接片区段相对于分度圆直径无重叠地布置。在此可能的是，接片区段作为接片侧布置在相对于分度圆直径的径向的外侧上或替选地作为接片侧布置在分度圆直径的径向的内侧上。然而尤其优选的是，接片区段定位在相对于分度圆直径的径向的内侧上。
接片区段沿环绕方向如下彼此间隔开地布置，即，避免由其构成的、使得滚针可能沿接片侧的径向方向脱落的窗口。因而接片区段构成滚针朝接片侧方向的防丢失件。防丢失是重要的，这是因为基于滚针的很小的直径得到滚针轴承系统的非常易损的结构，从而在将滚针装配到保持架中时会由于滚针脱落而出现视觉上不太容易察觉的错误配备。
在本发明的范围内，建议保持架具有多个保持装置，其中，这些保持装置构成滚针朝相对于接片侧的对应侧的方向的防丢失件。因而通过保持装置实现，滚针在对应方向上也不会无意地从保持架中脱落出。保持装置基于分度圆直径地在相对于接片侧的对应侧上布置在滚针之间。尤其优选是在两个滚针之间的各个中间空间中布置有保持装置。尤其优选的是滚针通过保持装置以形状锁合(formschlüssig)的方式防止丢失。
在此，本发明考虑：通过整合附加的保持装置不仅在靠内的径向方向上而且也在靠外的径向方向上避免滚针脱落。因而本发明公开了如下可能性，即，将滚针预装配在保持架中，保持架在必要时经过质量检查并且可以随后作为自保持的预装配组件插装到滚针轴承系统中。尤其可以避免滚针的脱落或者因而避免滚针轴承系统的故障装配。
在本发明优选构造方案中，保持装置弹性地构造，从而可以实现从对应侧的方向，尤其是无损伤地将滚针配备到保持架中。尤其是，保持装置在装入滚针时弹性变形并且在装入后自动返回到初始状态中，从而保持装置构成用于滚针的防丢失件。滚针例如夹入到保持架中。尤其优选的是，相对于接片侧的对应侧构成在以滚针配备保持架时的配备侧。
保持装置和接片区段如下相对彼此布置，即，滚针在其端部位置中不被卡住地和/或在保持架的窗口中可转动地布置。
在本发明可行的结构设计方案中，保持装置分别包括两个保持机构，其中，两个保持机构在保持架中轴向对置地布置。尤其是，保持机构布置特别是成形在保持架的侧向区段上，例如保持架的侧环上。保持装置作为相应两个保持机构的构造方案公开了，一方面滚针的高的防止丢失安全性，另一方面简化了滚针的配备或装入。这尤其如下地实现，即，保持机构的自由端部在装入滚针时可相对简单地弹性偏移。
尤其优选地，保持装置的两个保持机构沿滚针轴承系统的轴向方向彼此间隔开地布置。在特殊情况下，各个保持机构具有如下长度，即，该长度小于滚针长度的30％，优选小于20％。利用这种长度可以防丢失地保持滚针并且同时避免保持机构的不需要的长度。
保持机构例如构造为保持栓钉、保持凸鼻或保持部接片。在本发明构造方案中，保持装置尤其是保持机构在横截面中圆形地由实心材料构造。在该构造方案中，保持机构构成保持部接片。在替选的实施方式中，保持装置尤其是保持机构在横截面中具有朝接片区段敞开的弧形形状。在该实施方式中可以实现，弧形形状的沿环绕方向和/或轴向方向的靠外的区域尤其易于变形，以实现简单的装入。在本发明的另一实施方式中，保持装置尤其是保持机构在横截面中具有三角形形状，尤其是楔形形状。三角形的角或者楔形尖部朝接片的方向指向。通过加宽三角形或楔形的底部构成形状锁合的阻挡部来防止滚针朝对应侧的方向的丢失。
针对保持架的材料选择有很多可能性：因此可以实现，保持架构造为板材保持架、塑料保持架或者复合材料保持架。
在优选的结构设计方案中，保持架一体式和/或单一材料地也就是由共同的材料构造。在本发明的可行改进方式中，保持装置具有另一材料作为接片区段，其中，保持装置的材料尤其优选地比接片区段的材料具有更高的弹性，以便在以滚针配备保持架时支持弹性变形。然而尤其优选地，保持架与接片区段以及保持装置一体式地由塑料构造，从而它们可以在共同工具中制成。
取决于应用地可以实现，滚针轴承系统构造为扇形支承部，其中，保持架在优选小于180度，尤其小于90度的角区域上延伸。替选的是，滚针轴承系统为此构造为360度支承部，其中，保持架沿环绕方向优选封闭地构造。
在本发明可行的改进方案中，滚针轴承系统具有至少一个板材壳或至少一个轴承圈，其中，板材壳或轴承圈承载其中一个滚道。
接片区段可以构造为接片，其中，接片沿滚针轴承系统的轴向方向连接侧向区段。
尤其是在扇形支承部的设计方案中，优选的是，各个接片区段具有至少一个优选两个接片机构，其中，接片机构的自由端部沿轴向方向彼此间隔开。接片机构尤其布置在侧向区段上。接片机构可以例如在保持机构的任意变形方案中例如构造为接片栓钉、接片凸鼻或部件接片。
替代或补充地优选的是，在滚针轴承系统作为扇形支承部的设计方案中，保持架构造为框架保持架，其具有环绕的框架，其中，框架由侧向区段和两个框架区段构建。
保持架尤其优选单列式地构造，其中，所有滚子都布置在一列中。在其他应用中(例如具有较高负荷和较大轴向宽度)，优选的是，保持架容纳两列、三列或更多列滚子地构造。保持架针对至少其中一列具有前述的接片区段和保持装置。接片区段和/或保持装置例如可以布置尤其是成形在保持架的中间环区段上。尤其优选的是，保持架针对几列或者甚至是所有列具有保持装置和接片区段，以便其中每一列都利用前述优点。尤其是针对如下情况实现了阻止所有滚子的脱落，即，所有列均具有所描述的接片区段和所描述的保持装置。
如前所述，本发明另一主题是用于装配滚针轴承系统的方法。该方法包括预装配步骤，其中，以滚针配备保持架。如已描述的那样，滚针防丢失地保持在保持架内。在主装配步骤中，将配备有滚针的保持架装配在滚针轴承系统中。
该方法的优点尤其是使带有板材壳或轴承圈的已填充的保持架的装配变得容易，这是因为在装配时无需附加成本来防止滚针脱落。
附图说明
由本发明优选实施例的以下描述以及附图得到本发明其他特征、优点和效果。其中：
图1示出作为本发明第一实施例的滚针轴承系统的示意性侧视图；
图2示出沿径向方向从外部观察滚针轴承系统的示意性俯视图；
图3示出沿径向从内部观察前述附图的滚针轴承系统的俯视图；
图4以相同的视图示出滚针轴承系统的替选的设计方案；
图5同样以相同视图示出前述附图的滚针轴承系统的另一替选方案；
图6示出作为本发明另一实施例的滚针轴承系统的示意性剖视图；
图7示出图6中的滚针轴承系统的保持架的侧向区段的示意图；
图8示出图6和图7中的保持架的径向视图；
图9示出作为本发明另一实施例的双列保持架的示意性三维图。
相同或彼此对应的组成部分在图中使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1以明显示意性且尤其是不按比例的示图示出作为本发明实施例的滚针轴承系统1。该滚针轴承系统1以虚线示出的方式包括内滚道和外滚道2、3，在内滚道和外滚道上如下布置多个滚针4，即，滚针在滚道2、3上滚动。将滚针轴承系统1实现成径向轴承，从而内滚道和外滚道2、3或者连接在其上的成对件可以绕主转动轴线HD相对彼此地枢转或扭转。
此外，滚针轴承系统1还包括保持架5，保持架具有两个侧向区段6a、b以及多个接片7，这些接片将侧向区段6a、b彼此相连。侧向区段6a、b例如可以被构造为侧环。
滚针4的旋转轴线的中心点M限定出分度圆T，分度圆与主转动轴线HD共轴和/或同中心地布置。
滚针4彼此间以满滚子的方式布置，从而在内滚道2上布置了最大可能数量的滚针4。相邻滚针4尤其可以在分度圆T中直接彼此接触。为了实现满滚子性，接片7沿径向向内地与分度圆T错开地布置。另外，在所示横截面中，这些接片还具有三角形或楔形形状，其中，三角形的尖部或者楔形的尖部沿径向向外地指向，以便尽管在横截面比较大的情况下也能匹配满滚子方式布置的滚针之间的中间空间。沿环绕方向在两个接片7之间的自由间距d小于滚针4的直径D地构造，从而以形状锁合的方式避免滚针径向向内地，也就是相对于分度圆T地朝接片侧方向丢失。
在以分度圆T为参考相对于接片侧S的对应侧G上相应地在两个滚针4之间布置保持装置8。保持装置8也如下设计并布置在滚针4之间的中间空间中，即，保持装置不干扰滚针4的满滚子布置方式。
沿环绕方向的两个保持装置8之间的自由间距a小于滚针4的直径D地构造，从而通过保持装置8以形状锁合的方式杜绝滚针4朝对应侧G的方向，也就是沿径向向外地丢失。这些保持装置8在图1的实施例中具有圆形横截面并由实心材料制成。
然而这些保持装置8并非刚性地构造，而是可弹性变形的。可弹性变形性可以涉及材料可变形性或构型可变形性。
保持装置8例如可以偏移。通过弹性可变形性实现了保持装置8在滚针4装入到保持架5中时弹性变形，例如被推移，以便按照这种方式在保持装置8之间实现足够的自由空间，从而可以将滚针4装入到保持架5中。装入滚针4之后，保持装置8又复位到其初始位置中并以所描述的形状锁合的方式防止滚针4朝对应侧G的方向丢失。总而言之，不仅接片7而且保持装置8均构造为防丢失件。
图2中示出沿径向从外部俯视具有已配备的滚针4的保持架5的示意性俯视图。可以看到，侧向区段6a、b分别具有保持机构9a、b，保持机构共同地相应构成其中一个保持装置8。保持机构9a、b分别在小于滚针4的总长度L的10％的长度上延伸。保持机构9a、b的长度尤其如下测量，即，保持机构9a、b的自由端部之间的轴向中间空间Z小于滚针4的总长度L。此外，在侧向区段上的一对保持机构9a、b之间的自由间距a小于滚针4的直径D。由此，滚针4以形状锁合的方式在反方向上防丢失地保持。
图3中以沿径向从内部的俯视图示出了保持架5，其中，可以看出，接片7将侧向区段6a、b彼此相连。另外还可以看到，接片7以沿环绕方向的宽度如下构造，即，两个接片7之间所留有的中间空间d不足以令其中一个具有直径D的滚针4通过。由此，通过接片7滚针4以形状锁合的方式在接片的方向上防丢失地保持。
图4示出作为本发明另一实施例的第一可行的替选方案。在图4中，保持装置4的横截面选择为三角形，其中，三角形的角沿径向方向向内地指向。两个保持装置8之间的可用的中间空间或自由间距a又小于滚针4的直径D地选择。通过三角形形状按照有利方式实现：保持装置8的沿环绕方向指向的自由的角可以弹性变形，以便装入滚针4。尽管如此，滚针4仍可靠地通过保持装置8以形状锁合的方式保持。保持装置8在图4中也分为两个在边缘侧布置在侧向区段6a、b上的保持机构9a、b，如其在图2中所示的那样。
图5中示出本发明的另一实施例，其中，与前述实施例不同的是，保持装置8具有弧形形状，其中，该弧形形状构成约180度的圆环段。弧形形状径向向内地敞开。按照类似于图4中的三角形形状的方式，弧形形状的自由的端部区域在滚针4装入到保持架5中时以简单方式变形，从而实现以滚针4配备保持架5。然而滚针4朝对应侧G的方向的丢失通过保持装置8以形状锁合的方式避免。在图5中，保持装置8也可以分为两个保持机构9a、b，这两个保持机构分别在横截面中具有弧形的构型，如其在图2中所示的那样。
在装配滚针轴承系统1时，在预装配件中，以滚针4配备保持架5。由保持架5和滚针4构成的预装配组件自保持式地构造。尤其是滚针4防丢失地保持在保持架5中。已配备的保持架例如可以经过质量保证，并且随后插装到滚针轴承系统1中。这种装配顺序的优点是，杜绝因滚针4丢失而出现装配故障。
滚针轴承系统1可以构造为扇形支承部，其中，保持架5沿环绕方向以小于360°，例如小于180°或小于90°的方式延伸。替选地，滚针轴承系统1可以构造为360°支承部，尤其是用于连续转动的支承部。
作为本发明的另一实施例，图6中示出构造为扇形支承部的另一滚针轴承系统1。滚针轴承系统1在约120°的角区域上延伸。内滚道(未示出)由构件构成，外滚道3布置在板材壳10上。保持架5构造为框架保持架并且沿环绕方向在端部侧具有框架接片11a、b，框架接片连同侧向区段6a、b一起构成以环绕的方式连续的框架。如前述实施例那样，保持架5保持多个滚针4，从而滚针以满滚子的方式在外滚道3上滚动。
图7中示出保持架5外侧的径向俯视图。在该图中可以看到，径向上靠外的保持机构9a、b构造为短的凸出部。代替将接片7作为接片区段地，在图6、7、8的实施例中，使用接片机构12a、b作为接片区段，接片机构与保持机构9a、b结构相同地构造。图8中示出其中一个侧向区段6a、b的轴向俯视图，其中，这些滚针4在图中未示出。按照与图1至图5相同的方式，沿环绕方向在接片机构12a、b之间的自由间距d以及保持机构9a、b之间的自由间距a小于滚针4的直径D，从而接片机构12a、b和保持机构9a、b相应地构成防丢失件。
图9示出本发明的另一实施例，其中，保持架5构造为双列保持架5，并且滚针4布置在双列R1和R2中，其中，保持架5具有相应数量的用于双列R1和R2的容纳部，在本实施例中具有两个容纳部。在列R1和R2之间布置有共同的侧向区段6c并且如侧向区段6a、b一样与框架接片11a、b相连。
每个侧向区段6a、b、c承载保持机构9a、b，保持机构按照与图6至图8的实施例相同的方式构造为短的凸出部，并且构成沿径向向内指向的方向的防丢失件。中间的侧面接片6c承载有在两侧用于列R1和R2的保持机构9b。在保持架5的径向外侧上成形有接片或接片区段，接片或接片区段在视图中被滚针4覆盖并且接片或接片区段构成沿径向向外指向的方向的防丢失件。代替作为扇形保持架的构造方案地，保持架5可以是沿环绕方向封闭的进而构成双列360°保持架。
附图标记列表
1滚针轴承系统
2滚道
3滚道
4滚针
5保持架
6a、b侧向区段
7接片
8保持装置
9a、b保持机构
10板材壳
11a、b框架接片
12a、b接片机构
HD主转动轴线
d接片7或接片机构12a、b之间的自由间距
T分度圆
S接片侧
G对应侧
a沿环绕方向的保持装置8之间的自由间距
L滚针4在轴向方向上的总长度
M保持机构的旋转轴线的中心点
R1、R2带有滚针4的列

Claims (12)

1.一种滚针轴承系统(1)，
所述滚针轴承系统具有外滚道和内滚道(2、3)以及多个作为滚动体的滚针(4)，其中，所述滚针(4)为了在内滚道和外滚道(2、3)之间滚动而以满滚子方式布置，
其中，所述滚针(4)以其旋转轴线(M)限定出所述滚针轴承系统(1)的分度圆直径(T)，
所述滚针轴承系统还具有保持架(5)，其中，所述保持架(5)具有多个接片区段(7；12a、b)，其中，所述接片区段(7；12a、b)在接片侧(S)上与所述分度圆直径(T)径向间隔开地布置在所述滚针(4)之间，并且其中，所述接片区段(7；12a、b)沿环绕方向彼此间如下地间隔开地布置，即，所述接片区段(7；12a、b)构成所述滚针(4)朝所述接片侧(S)的方向的防丢失件，
其特征在于，
所述保持架(5)具有多个保持装置(8)，其中，所述保持装置(8)在相对于所述接片侧(S)的对应侧(G)上与所述分度圆直径(T)径向间隔开地布置在所述滚针(4)之间，并且构成所述滚针(4)朝所述对应侧(G)方向的防丢失件。
2.根据权利要求1所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持装置(8)弹性地构造并且能够实现将所述滚针装配到所述保持架中。
3.根据权利要求1或2所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持装置(8)分别具有两个保持机构(9a、b)，其中，所述两个保持机构(9a、b)在所述保持架(5)中轴向上对置地布置。
4.根据权利要求3所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持机构(9a、b)构造为保持栓钉、保持凸鼻或保持部接片。
5.根据权利要求3或4所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持机构(9a、b)具有小于所述滚针的长度(L)的30％，优选小于20％的长度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持装置(9a、b)在横截面中圆形地、在横截面中以朝所述接片敞开的弧形形状地或者在横截面中以三角形形状尤其是楔形形状地构造。
7.根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述保持架(5)构造为板材保持架、塑料保持架或者复合材料保持架。
8.根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述滚针轴承系统构造为扇形支承部。
9.根据权利要求8所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述接片区段(12a、b)各构造为两个接片机构(12a、b)，其中，所述两个接片机构(12a、b)在所述保持架(5)中轴向上对置地布置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于具有至少一个板材壳或至少一个内圈，其中，所述板材壳或所述内圈承载其中一个所述滚道(2、3)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)，其特征在于，所述滚针(4)在所述保持架(5)中布置在多个列(R1、R2)中，其中，所述保持架(5)针对至少一列、几列或所有列(R1、R2)具有所述接片区段(7；12a、b)和所述保持装置(8)。
12.用于装配根据前述权利要求中任一项所述的滚针轴承系统(1)的方法，其中，在预装配步骤中，以滚针(4)配备保持架(5)，并且在主装配步骤中，将配备有所述滚针(4)的所述保持架(5)装配在所述滚针轴承系统(1)中。
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