CN105793589B - 抗毛边的紧固件安装式轴承组件 - Google Patents

Abstract

一种用于以可旋转的方式支撑轴构件的轴承组件。轴承组件包括具有内表面的内圈，该内表面定尺寸成将轴构件接纳在其中。第一紧固件以螺纹连接的方式接合形成在内圈中的第一紧固件孔口并使得第一紧固件的远端接合轴构件，以将内圈选择性地保持至轴构件，以便使内圈与轴构件一起旋转。第一槽沿内圈的内表面延伸并且与形成在内圈中的第一紧固件孔口对准。第一槽定尺寸成允许与形成在轴构件的外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙。

Description

抗毛边的紧固件安装式轴承组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年10月22日提交的美国专利申请No.14/059,956的优先权。以上申请的全部公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及轴承组件，并且更具体地涉及包括紧固件安装式轴承组件的轴承组件。

背景技术和发明内容

本部分提供与本公开相关的背景信息，这些背景信息不一定是现有技术。本部分还提供本公开的总体概述，并且本部分不是本公开完整范围或所有特征的全面公开。

在常规的紧固件式轴承组件中，通常利用绕圈构件布置的一个或更多个紧固件如固定螺钉将圈构件固定至轴构件。紧固件为下述传统的带螺纹的紧固件：所述紧固件延伸穿过轴承组件内圈并且接合由轴承组件以可旋转的方式支撑的轴构件。紧固件与轴构件的机械式接合或摩擦式接合用来保持轴构件与轴承组件的内圈的联接关系。

然而，已经发现紧固件与轴的机械式接合或摩擦式接合会导致在轴的表面上形成毛边或其他粗糙边缘或是在其上残留凸棱。毛边可能因为紧固件和/或轴的材料特性以及相关的安装和/或操作情况而形成。这样的毛边由于在操作中通常存在的一种或更多种情况例如振动或其他的加载力而可能变得更明显。

在将轴承组件或环圈从轴构件移除期间，必须首先移除毛边或者以其他方式使毛边塑性变形以使其在移除期间不妨碍轴承组件。毛边的移除要求了解所需的一系列步骤和适当的工具。未能进行这些步骤通常导致轴承组件被卡住或者以其他方式物理地接合至轴并且对轴构件和轴承组件中的一者或更多者造成潜在损坏。这样会造成故障停机。

根据本教示的原理，轴承组件构造成使内圈与轴构件之间的与毛边相关的障碍物最小化以容易地移除轴承组件。

更特别地，本教示提供一种用于以可旋转的方式支撑轴构件的轴承组件。轴承组件包括具有内表面的内圈，内表面定尺寸成将轴构件接纳在其中。第一紧固件以螺纹连接的方式接合形成在内圈中的第一紧固件孔口并使得第一紧固件的远端接合轴构件，以将内圈选择性地保持至轴构件，从而使内圈与轴构件一起旋转。第一槽沿着内圈的内表面延伸并且至少在一些部分处与形成在内圈中的第一紧固件孔口对准。第一槽定尺寸成允许与形成在轴构件的外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙。

其他应用领域将通过本文中所提供的描述而变得明显。该发明内容中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，而无意于限制本公开的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅用于对选定的实施方式而不是对所有可能的实施方式进行说明的目的，并且不意在限制本公开的范围。

图1是示出了根据本教示的原理的轴承组件的分解立体图；

图2是示出了根据本教示的原理的轴承组件以及延伸穿过该轴承组件的轴构件的立体图；

图3是示出了形成在轴构件上的毛边的放大视图；

图4是示出了具有沿轴承组件的内圈延伸的槽的轴承组件的立体图，其中，所述槽与接纳紧固件的带螺纹的孔口对准；

图5A至图5E是示出了根据本教示的原理的具有线性槽、正弦形槽、非线性槽和轴向槽的轴承组件的内圈的截面图；

贯穿附图的几个视图，相对应的附图标记表示相对应的部件。

具体实施方式

现通过参照附图对示例实施方式进行更充分地描述。

提供了示例实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将范围充分地传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、装置和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，没有必要采用具体细节，可以以许多不同的方式实施示例实施方式，并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在某些示例实施方式中，并未对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

本文中使用的术语仅用于描述特定的示例实施方式的目的而并非意在进行限制。如本文中所使用的，除非上下文另有明确说明，单数形式的“一”、“一个”和“该”也可以意在包括复数形式。术语“由......组成”、“包含”“包括”以及“具有”是包含性的，因而既指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，又不排除存在或附加有一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。除非特别明确为一种执行顺序，否则本文所描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须需要以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加的或替代的步骤。

当提到一个元件或层“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，该元件或层可以直接在其他元件或层上，直接接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者也可以存在居间的元件或层。相比之下，当提到一个元件“直接在另一元件或层上”、“直接接合至另一元件或层”、“直接连接至另一元件或层”或“直接联接至另一元件或层”时，可以不存在居间的元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“在…之间”与“直接在…之间”、“与…相邻”与“与…直接相邻”等等)应当以类似的方式理解。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联列举项目中的一个或更多个的任意组合和所有组合。

尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用来对一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段进行区分。除非上下文有明确说明，否则在本文中使用的诸如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语不意味着次序或顺序。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部段在不背离示例性实施方式的教示的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

出于易于说明的目的，本文中可以使用诸如“内”、“外”、“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”之类的空间相对术语来描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。空间相对术语意在涵盖装置在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征的下面”的元件将继而被定向成“在其他元件或特征的上方”。因而，示例术语“在…下方”可涵盖上方和下方两种定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或者以其他定向)，并且本文中使用的空间相对描述词被相应地解释。

根据本教示的原理，在相关联的附图中示出了并且在本文中描述了具有有利构型的轴承组件10。特别参照图1至图4，轴承组件10构造成与轴构件12(图2)一起使用。更特别地，轴承组件10可以包括轴承座14，轴承座14具有以可旋转的方式布置在轴承座14内的外圈18内的内圈16。内圈16可以至少由围绕内圈16的外侧和外圈18的内侧定位的多个轴承滚动元件或其他抗摩擦构件20间接地支撑以与轴构件12一起旋转。以此方式，多个轴承滚动元件20可以定位于在内圈16与外圈18之间延伸的周向布置的滚道22内。在一些实施方式中，多个轴承滚动元件20可以被捕获在轴承保持架24内。一个或更多个环形密封构件26可以用于接合内圈16、外圈18、轴承滚动元件20和/或轴承座14的相反端部，以将润滑剂(例如润滑脂)保持在容纳有轴承滚动元件20的体积内。

在一些实施方式中，如图1和图2中所示，内圈16的截面为具有定尺寸和/或定形状成提供用于多个轴承滚动元件20的可操作的支承表面或滚道的外径的筒形。内圈16构造成“内部较宽”式内圈，使得内圈16限定了比外圈18的端距长度大的端距长度，即，在一些实施方式中，内圈16的总长度比外圈18的总长度大。内圈16的较大的长度提供了在A-A处大体示出(图1)的外露的长度或外悬区域，以将一个或更多个紧固件28接纳在形成在内圈16中的一个或更多个径向布置的紧固件孔口30内。然而，应当理解的是，不要求内圈16具有比外圈18大的长度，并且因此，外圈18的长度也可以大于或等于内圈16的长度。紧固件孔口30构造为从内圈16的外表面32延伸至内圈16的内表面34的带螺纹的通孔，使得紧固件28可以以螺纹连接的方式接合紧固件孔口30。由于紧固件28接合在紧固件孔口30内，紧固件28的远端延伸超出内圈16的内表面34以接合轴构件12的外表面36，如将在本文中所描述的。

应理解的是，本教示的原理不应被认为局限于任何一个特定的紧固件28。事实上，紧固件28可以包括许多紧固系统中的任一种，诸如机械式紧固件(例如，固定螺钉、螺栓、螺钉、可移除的铆钉或能够与轴构件12接合的任何其他装置)、压接件或者可以导致轴构件12上的产生物理毛边或其他变形的任何其他紧固系统。

还应理解的是，紧固件孔口30可以布置在绕内圈16的不同位置处。具体地，在一些实施方式中，紧固件孔口30可以绕内圈16等距离且周向地设置。然而，在一些实施方式中，紧固件孔口30可以布置在沿纵向方向和/或周向方向不规则地间隔开的位置处。

在一些实施方式中，轴构件12的横截面为筒形并且轴构件12定尺寸并构造成在轴承组件10的内圈16内延伸。更特别地，轴构件12的外径和形状紧密地符合内圈16的内径和形状。以此方式，轴构件12可以以可滑动的方式接纳在内圈16内并使得轴构件12的外表面36与内圈16的内表面34大体相邻。轴构件12和内圈16构造成接合在一起并使得轴承组件10的内圈16与轴构件12一起绕轴构件12的纵向轴线旋转。

在一些实施方式中，利用紧固件28将内圈16接合或者以其他方式联接至轴构件12以与轴构件12一起旋转。更特别地，利用诸如螺丝刀、通用扳手或其他工具之类的适合的驱动装置使紧固件28穿过内圈16的紧固件孔口30并以螺纹连接的方式接合该紧固件孔口30，并且使得紧固件28的远端在内圈16内突出超过内表面34一段距离以接合轴构件12的外表面36。继续使紧固件28在内圈16的紧固件孔口30内以螺纹连接的方式接合直到足够的接合力施加到外表面36上为止，以提供内圈16与轴构件12的摩擦式联接和/或机械式联接。

然而，如本文中所描述的，紧固件28与轴构件12的外表面36的这种接合在一些优选地情况下会导致例如图2至图4中所示出的轴构件12上的毛边100或其他向上翘的特征的形成。如可以理解的，毛边100的形成在常规的安装中可以导致对毛边进行较难且拖延时间的处理以允许将轴从轴承组件的内圈移除。然而，根据本教示的原理，如图1和图4中所示的，内圈16还包括在与紧固件孔口30对准的位置中沿着内圈16的内表面34延伸的槽40。应理解的是，在采用了延伸穿过紧固件孔口30的多于一个紧固件28的应用中可以使用额外的槽40。在这种情况下，紧固件孔口30各自可以与单独的槽40一起使用。在一些实施方式中，槽40可以从与紧固件孔口30对准的位置轴向地延伸至内圈16的端部。然而，应当认识到的是，可以预期替代的构型。通过非限制性示例，在一些实施方式中，槽40可以经由下述方式限定从孔口30延伸至内圈16的一个或更多个端部的非轴向构型：诸如经由成角度的线性路径(见图5A)、正弦曲线形路径(见图5B)、非线性路径(例如沿着非轴向方向延伸然后改变成沿轴向方向延伸的路径)(见图5C)、轴向路径(见图5D和图5E)或允许通过使毛边100从与紧固件孔口30对准的位置沿着槽40移行至内圈16的端部中的一个或多个端部而将内圈16从轴构件12移除的任何其他的路径。

在一些实施方式中，槽(或多个槽)40沿着内圈16的内表面34机加工而成或以其他方式形成并且可以沿内圈16的至少轴向部分延伸。在一些实施方式中，槽(或多个槽)40与紧固件孔口30对准成使得槽(或多个槽)40的轴向中心线42(图4)与紧固件孔口30的中心轴线相交，从而确保槽(或多个槽)40紧邻紧固件孔口30和潜在的毛边100。在一些实施方式中，槽(或多个槽)40延伸了内圈16的内表面的整个长度，即，槽(或多个槽)40从内圈16的第一端部延伸至内圈16的第二端部以允许轴承组件10和轴构件12沿相反的纵向方向分开。然而，应理解的是，在轴承组件10和轴构件12总是沿单个方向移除的情况下，槽(或多个槽)40可以从围绕紧固件孔口30的区域延伸至内圈16的仅一个端部。

在一些实施方式中，槽(或多个槽)40可以限定出与毛边100之间能够留有间隙的许多种截面形状中的任一种截面形状。通过非限制性示例，在一些实施方式中，槽(或多个槽)40可以限定出弓形形状(见图4)以消除潜在的应力集中。在一些实施方式中，槽(或多个槽)40可以限定出槽形形状或其他切口形状。应当认识到的是，槽(或多个槽)40的尺寸、形状和深度应当被选择成当安装在轴构件12上时对滚道22的热处理或形状没有负面影响。在一些实施方式中，槽(或多个槽)40定尺寸成允许沿与轴构件12的纵向轴线同轴的方向的略微旋转以有助于将内圈16从轴构件12移除。

根据本教示的原理，实现了若干个益处和优点。通过非限制性示例，本教示使内圈与轴构件之间的与毛边相关的障碍物最小化，以允许轴承使用者或操作员在没有专用工具或关于毛边的专业知识的情况下将内圈从轴构件移除。本教示还能够提供使在将内圈从轴构件移除的过程期间引起的力和/或损坏最小化的益处。

此外，槽(或多个槽)减小了当安装在轴上时滚道的不圆度。即，与不具有槽(或多个槽)40的由固定螺钉安装的轴承相比，已经发现使用如文中所描述的槽(或多个槽)40可以使滚道22的不圆度减小。

出于说明和描述的目的，提供了实施方式的以上描述。并非意在穷尽或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定的实施方式，而是可以在适用的情况下互换并且可以应用在选定的实施方式中，即使在没有被专门示出或描述的情况下也是如此。本发明还可以以许多方式改变。这种变体不认为背离本公开，并且所有这种改型意在被包括在本公开的范围内。

Claims (16)

1.一种用于以可旋转的方式支撑轴构件的轴承组件，所述轴承组件包括：

内圈，所述内圈包括具有内表面的内孔，所述内孔定尺寸成将所述轴构件接纳在其中，所述内圈还具有围绕所述内圈的外表面周向延伸的滚道槽，所述滚道槽构造成引导多个轴承滚动元件；

第一紧固件，所述第一紧固件以螺纹连接的方式接合形成在所述内圈中的第一紧固件孔口，所述第一紧固件的远端能够与所述轴构件连接以将所述内圈选择性地保持至所述轴构件，以便使所述内圈与所述轴构件一起旋转；以及

具有弓形截面形状的第一槽，所述第一槽沿着所述内圈的所述内孔的所述内表面线性地且轴向地延伸，所述第一槽在所述周向滚道槽下方并且横向于所述周向滚道槽沿着所述内表面延伸，所述第一槽与形成在所述内圈中的所述第一紧固件孔口对准，所述第一槽定尺寸成允许与形成在所述轴构件的外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙，并且所述第一槽进一步定尺寸成防止沿着所述滚道槽的不圆状况。

2.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽从所述内圈的第一端部沿着所述内圈的所述内表面延伸至所述内圈的相反的第二端部。

3.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽从与所述第一紧固件孔口相邻的位置沿着所述内圈的所述内表面延伸至所述内圈的至少一个端部。

4.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽与形成在所述内圈中的所述第一紧固件孔口对准成使得所述第一槽的中心轴线与所述第一紧固件孔口的中心轴线相交。

5.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽从所述第一紧固件孔口非线性地延伸至所述内圈的至少一个端部。

6.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽从所述第一紧固件孔口以正弦曲线的形式延伸至所述内圈的至少一个端部。

7.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述第一槽从所述第一紧固件孔口延伸至所述内圈的两个端部。

8.根据权利要求1所述的轴承组件，还包括：

轴承座；

外圈，所述外圈定位在所述轴承座中，所述内圈定位在所述外圈内；

多个轴承滚动元件，所述多个轴承滚动元件布置于在所述外圈与所述内圈之间延伸的所述滚道槽中。

9.根据权利要求8所述的轴承组件，其中，所述内圈的轴向长度比所述外圈的轴向长度大以限定外悬区域，其中，所述第一紧固件孔口在所述外悬区域处从所述内圈的外表面延伸至所述内圈的所述内表面。

10.根据权利要求1所述的轴承组件，还包括：

第二紧固件，所述第二紧固件以螺纹连接的方式接合形成在所述内圈中的第二紧固件孔口，所述第二紧固件的远端能够与所述轴构件连接以将所述内圈选择性地保持至所述轴构件，以便使所述内圈与所述轴构件一起旋转；以及

第二槽，所述第二槽沿着所述内圈的所述内孔的所述内表面延伸，所述第二槽与形成在所述内圈中的所述第二紧固件孔口对准，所述第二槽定尺寸成允许与形成在所述轴构件的所述外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙。

11.一种用于以可旋转的方式支撑轴构件的轴承组件，所述轴承组件包括：

轴承座；

外圈，所述外圈定位在所述轴承座内；

内圈，所述内圈包括具有内表面的内孔，所述内孔定尺寸成将所述轴构件接纳在其中，所述内圈定位在所述外圈内而在所述内圈与所述外圈之间形成滚道，所述滚道围绕所述内圈的外表面周向延伸；

多个轴承滚动元件，所述多个轴承滚动元件布置于在所述外圈与所述内圈之间延伸的所述滚道内；

第一紧固件，所述第一紧固件以螺纹连接的方式接合形成在所述内圈中的第一紧固件孔口，所述第一紧固件的远端能够与所述轴构件连接以将所述内圈选择性地保持至所述轴构件，以便使所述内圈与所述轴构件一起旋转；以及

具有弓形截面形状的第一槽，所述第一槽沿着所述内圈的所述内孔的所述内表面线性地且轴向地延伸，所述第一槽在所述周向滚道下方并且横向于所述周向滚道沿着所述内表面延伸，所述第一槽与形成在所述内圈中的所述第一紧固件孔口对准，所述第一槽定尺寸成允许与形成在所述轴构件的外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙，并且所述第一槽进一步定尺寸成防止沿着所述滚道的不圆状况。

12.根据权利要求11所述的轴承组件，其中，所述第一槽从所述内圈的第一端部沿着所述内圈的所述内表面线性地延伸至所述内圈的相反的第二端部。

13.根据权利要求11所述的轴承组件，其中，所述第一槽从与所述第一紧固件孔口相邻的位置沿着所述内圈的所述内表面线性地延伸至所述内圈的至少一个端部。

14.根据权利要求11所述的轴承组件，其中，所述第一槽与形成在所述内圈中的所述第一紧固件孔口对准成使得所述第一槽的中心轴线与所述第一紧固件孔口的中心轴线相交。

15.根据权利要求11所述的轴承组件，其中，所述内圈的轴向长度比所述外圈的轴向长度大以限定外悬区域，其中，所述第一紧固件孔口在所述外悬区域处从所述内圈的外表面延伸至所述内圈的所述内表面。

16.根据权利要求11所述的轴承组件，还包括：

第二紧固件，所述第二紧固件以螺纹连接的方式接合形成在所述内圈中的第二紧固件孔口，所述第二紧固件的远端能够与所述轴构件连接以将所述内圈选择性地保持至所述轴构件，以便使所述内圈与所述轴构件一起旋转；以及

第二槽，所述第二槽沿着所述内圈的所述内孔的所述内表面轴向地延伸，所述第二槽与形成在所述内圈中的所述第二紧固件孔口对准，所述第二槽定尺寸成允许与形成在所述轴构件的所述外表面上的毛边或其他障碍物之间留有间隙。