CN107542760A - 轴承单元和分离器 - Google Patents

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Abstract

示例性实施例涉及轴承单元(10)，其配置为支撑第一部件以用于相对于第二部件作旋转运动。出于该目的，轴承单元(10)包括第一轴承(11)、第二轴承(12)和分离器(13)。分离器(13)轴向设置在第一轴承(11)的外环(14)和第二轴承(12)的外环(15)之间，其中分离器(13)配置为将两个外环(14、15)彼此连接作为预组装单元。

Description

轴承单元和分离器
技术领域
本发明的示例性实施例涉及轴承单元，其配置为支撑第一部件，用于相对于第二部件做旋转运动，以及涉及用于该轴承单元的分离器。
背景技术
在各种轴承组件中，两个轴承设置为沿轴向方向间隔开。出于一些不同的原因，这是必要的。例如，一个应用例子是预组装的轴承单元。
例如，其可以是图3所示的常规的轴承单元1，例如卡车轮毂轴承(卡车轮毂单元或THU)。轴承单元1包括共用的外环2，其分别包括在其径向地内向朝向侧上的座圈表面10和11，分别用于第一旋转元件排3和第二旋转元件排4。分离的内环5或6分别与旋转元件排3和4相关。这里，外环是非常长的或具有轴向方向的大的延伸部分，以便在座圈表面10和11之间的区域7中实现中间空间，其也称为滚道，且还用于实现用于轴承单元1的密封件8和9的接收部。外环2通常用旋转元件轴承钢制造。
除外用在引导座圈表面10和11上(其还可被称为座圈区域，即滚动元件3和4在外环2上所滚动的区域)，在某些情况下不需要高强度材料。尽管如此，在制造常规轴承单元1的过程中，不可忽略的材料部分(即在附图标记7、8和9所示的区域)必须进行处理、硬化和转变。这会由此增加产品制造的复杂和成本的增加。这是不期望的且会在各种其他轴承组件中发生。
发明内容
因此需要提供一种改进以可以使得轴承单元的制造简化。独立权利要求的轴承单元和分离器解决该需要。
示例性实施例涉及轴承单元，其配置为相对于第二部件支撑第一部件。出于该目的，轴承单元包括第一轴承、第二轴承和分离器，所述分离器沿轴向方向设置在第一轴承的第一外环和第二轴承的第二外环之间。分离器配置为将两个外环彼此连接作为预组装单元。
因为轴承单元包括彼此间隔开且经由分离器彼此连接的两个外环，在一些示例性实施例中，可实现的是两个外环一起比与它们相当的单件外环相比具有更小的延伸部分。所需要的且成为轴承单元重量的材料由此可被减小。此外，轴承单元的处理和/或运输成本也可减小。
包括两个外环的预组装单元例如可以是自保持的，使得外环可被安装为一个部件。在某些情况下，不仅外环可作为预组装单元提供，而且整个轴承单元可配置为预组装单元，其可以以以例如包括滚动元件、两个内环、密封件、分离件和/或其他部件的一个部件的方式安装和/或传送。
另外地或替换地，分离器可包括与外环不同的金属。在一些示例性实施例中，可由此使得每一个部件用具有用于部件功能的最佳性能的材料制造。
另外地或替换地，分离器可至少部分地或完全地用具有比外环的材料密度低的材料制造。在一些示例性实施例中，可由此使得轴承单元具有低的重量。在某些情况下，分离器可至少部分地用塑料制造。
另外地或替换地，分离器可包括基部本体和至少一个间隔件。例如，配置为沿轴向方向从第一外环向第二外环传递力的任何部件可用作间隔件。基部本体可被配置为将至少一个间隔件沿周向方向和/或径向方向定位。在一些示例性实施例中，可由此使得支撑轴向载荷的间隔件正确地定位。
基部本体可具有环形形状。基部本体例如可包括与外环和/或间隔件不同的材料。例如，基部本体可包括具有较低密度的材料，例如塑料。
另外地或替换地，至少一个间隔件可具有沿周向方向的延伸部分，其小于180°、120°、90°、45°、30°、20°、15°或10°。因为间隔件仅沿周向方向间歇地设置，在一些示例性实施例中，分离器的重量可减小，且仍可实现足够的稳定性。例如，间隔件可以是套筒、销、滚动元件(例如滚珠、滚柱、滚针、圆柱形滚子等)的形状。间隔件例如可具有任何截面形状，例如圆形和/或矩形、方形。
在一些示例性实施例中，基部本体可被配置为仅支撑轴向力的一部分。在其他示例性实施例中，基部本体可被配置为不从第一外环向第二外环传递轴向力。在其沿轴向方向与两个外环接触的区域中，沿轴向方向间隔件可具有间隔件略大的延伸部分。在一些示例性实施例中，仅间隔件与外环有直接的材料接触。在一些示例性实施例中，可由此避免或至少减小基部本体的变形或损坏。
在某些情况下，分离器可包括沿周向方向彼此间隔开的至少两个间隔件。因为设置多个间隔件，所以在一些示例性实施例中可实现外环之间的间距在周向上尽可能地均匀。沿周向方向直接附近的两个间隔件之间的间距例如可大于间隔件沿周向方向的延伸部分。
另外地或替换地，分离器可包括正好三个间隔件。在一些示例性实施例中，可由此实现以几何方式限定的间距。例如在径向方向上可以以相同高度或相同直径设置多个间隔件。
另外地或替换地，基部本体可包括相对于中心轴线偏心设置的至少一个开口，所述开口配置为沿周向方向和/或径向方向定位至少一个间隔件。在一些示例性实施例中，可通过分离器的所述构造来实现的是：例如，基部本体仅具有用于至少一个间隔件的定位功能，具有较低的重量，且用于支撑轴向力和将外环沿轴向方向彼此间隔开的间隔件包括稳定材料。
另外地或替换地，开口可额外具有与间隔件的尺寸和/或形状对应的尺寸和/或形状。在一些示例性实施例中，可由此使得间隔件可接收在开口中。开口例如可以是通孔。开口例如可具有圆形的截面。开口例如可设置为平行于轴承单元的旋转轴线且与之偏开。在一些示例性实施例中，至少一个开口还可相对于轴向方向成一定角度。
基部本体例如可具有使得主孔眼关闭的环形的基本形状。例如，内环可设置在主孔眼中。基部本体的外径例如可至少与轴承环一样大或比其更大。基部本体的内径例如可大于轴承单元的内环的外径和/或小于外环的内径。基部本体的内径也可大于外环的内径。
另外或替换地，分离器或基部本体可至少部分地径向向内突出。在一些示例性实施例中分离器可由此形成油脂空穴，以便防止来自轴承的油脂进入到轴向地位于轴承之间的中间空间。例如，环或其横截面的径向延伸部分可对应于外环的外径和内滚道表面之间突出的至少最大径向延伸部分。在某些情况下基部本体或其径向向内区域(其形成油脂空穴(可配置为使得这些区域突出到内环附近；然而这些区域不在操作中接触内环而是形成极小的间隙。间隙例如可最大为0.1mm、0.2mm或0.5mm。
另外或替换地，第一外环和第二外环可通过金属材料制造的至少三个间隔件沿彼此间隔开，其中间隔件沿周向方向彼此间隔开且每一个接收在基部本体的开口中。在一些示例性实施例中，长的共用外环的中心区域可由此被替换。
另外或替换地，轴承单元可还包括至少一个密封件接收部，其配置为沿轴向方向将密封件保持在座圈表面以外。密封件接收部例如可用塑料制造。在一些示例性实施例中，其可由此使得钢部件被塑料部件替换。在某些情况下，可由此实现重量减少。例如，密封件接收部可设置沿第一轴承外环和/或第二轴承外环的轴向方向设置在向外定位侧。另外或替换地，代替密封件接收部或此外，可设置至少一个塑料帽，其实际上不带有密封件，而是至少部分地沿轴向方向封闭轴承。在一些示例性实施例中，可由此使得沿外环轴向方向向外定位的部分用塑料制造。塑料帽和/或密封件接收部可具有沿轴向方向的延伸部分，其对应于在外环的安装状态下内环轴向向外重叠的长度或比其更长。
示例性实施例还涉及分离器，其配置为沿轴向方向将轴承单元的两个外环彼此间隔开且将它们彼此连接。出于该目的，分离器包括用塑料制造的基部本体，其中基部本体包括沿周向方向彼此间隔开且相对于旋转轴线偏心设置的至少两个开口。开口配置为接收金属材料制造的间隔件。在一些示例性实施例中，可由此使得两个外环可连接到一个外环中。与常规轴承实施例(其中分离的外环被使用但是它们沿轴向方向彼此邻接)比较，重量可减小，运输和/或制造简化。
附图说明
示例性实施例和如上公开的其各个特征、之后的权利要求和附随的图是有意义的且可单独实施和以任何组合实施，以用于以其各种设计实现示例性实施例。
图1显示了根据示例性实施例的包括分离器的轴承组件的示意性截面图；
图2显示了图1的放大部分的示意性视图；
图3显示了常规轴承组件的示意性截面图。
具体实施方式
在附随说明书的随后描述中，相同的附图标记表示相同或相当的部件。进而，总括性的附图标记用于在示例性实施例或图示中多次数显的部件或物体，但是作为一个或多个共同特征来一起描述。用相同或总括性附图标记描述的部件或物体在各个、多个或所有特征方面是相同的(例如其尺寸)，但是只要描述为以其他方式明确或暗示地指定，则可以以不同方式来实施。
图1和2显示了轴承单元10的示意性截面图。轴承单元10包括第一轴承11以及第二轴承12和分离器13。分离器13沿轴向方向(轴线M的方向)设置在第一轴承11的第一外环14和第二轴承12的第二外环15之间。分离器13配置为将两个外环14和15彼此连接为预组装的单元。当然，分离器13还配置为沿轴向方向保持两个外环14和15并与其每一个相距限定的轴向距离。在一些示例性实施例中，该距离非常精确地设定为5μm到20μm。
在图1和2的示例性实施例中，轴承11和12每一个是锥形滚子轴承，其相对于彼此以背对背配置方式安装，即按照它们中较小的直径使得它们的滚动元件16和17彼此面对。外环14和15每一个分别包括在径向面内向侧上的用于滚动元件16和17的座圈表面18。轴承14和轴承15的内滚道表面分别位于第二轴承12的内环20和第一轴承11的内环21上。两个内环21和20沿轴向方向在它们朝向内的端部表面22和23上彼此邻接。两个内环20和21在它们的端部表面22和23区域中经由连接环24而径向内向地彼此连接。内环20和21包括在其径向内向朝向的侧上凹部25，其用于接收连接环24。
滚动元件17和16分别被保持在旋转元件轴承笼(bearing cage)26中。在一些进一步但未示出的示例性实施例中，轴承可具有不同形状和/或构造。例如，滚动元件可被省略。其可以是具有不同滚动元件的轴承或X型结构，例如滚珠滚子轴承、圆柱滚子轴承、滚针滚子轴承等。
分离器13包括基部本体26以及至少一个间隔件27。在附图的示例性实施例中，分离器13包括三个间隔件，它们沿周向方向设置为彼此间隔开。直接邻近的每一个间隔件具有彼此120°的间隔。在图1中，仅间隔件27中之一可见。间隔件27和未示出的间隔件用于将两个外环14和15彼此沿轴向方向M间隔开。间隔件27包括比基部本体26更硬且更稳定的材料，例如与外环14和15相同的材料，或不同的金属材料，例如钢。
基部本体26包括较轻的材料，例如塑料或陶瓷。基部本体26配置为环形部件，其包括在其中可设置间隔件27的至少一个开口28。基部本体26还包括用于两个未示出的间隔件的两个额外的未示出开口。
经由开口28，间隔件27径向向内和径向向外以及沿周向方向定位。间隔件27可例如配置为滚针滚子或圆柱滚子，但是不用作旋转滚动元件。换句话说，间隔件27不绕其自身的中心轴线m执行任何旋转运动。开口28具有的形状和尺寸配置为使得间隔件27被接收在其中。正如间隔件27那样，开口28具有圆形截面。间隔件27和开口28尺寸相关，使得间隔件27可被容易地推到开口28中但是不会自己掉落。在其他示例性实施例中，开口和间隔件还可相对于彼此具有其他装配结构或不进行装配。在一些进一步的未示出示例性实施例中，间隔件还可具有不同形状，例如有角度的截面(angular cross-section)，和/或设置为不同数量。
开口28的轴线m设置为平行于轴承单元的中心轴线M且径向地在其外侧。在安装状态下，开口28位于一径向高度处，在该径向高度处还定位了外环15和14的面内向的端部侧29和30。开口28的直径这里至少为外环14或15的最大径向延伸部分r的至少10％、20％、25％、30％、40％、50％、60％、70％。然而，开口28的直径或间隔件27的直径在这里可小于外环14和15的最大径向延伸部分r的80％、70％、60％、50％。
在孔眼28的径向外侧的区域中，分离器包括在两侧的连接结构31和32。这在图2中的放大视图中可见。连接结构31和32沿轴向方向比基部本体26的设置了孔眼或开口28的区域延伸得跟更远。在轴向区域的端部处，形成朝向径向方向的凸起33。两侧对称配置，因此仅外环15的那一侧被代表性地描述。
从其端部侧30观察，外环15在其径向朝外的表面上具有的直径小于在外环15的连接到肩部34的区域中的直径。从肩部34观察，沟槽35设置在面向端部侧30的一侧上。沟槽35设置为环绕周向方向。凸起33接合到该沟槽35中。沟槽35和凸起33配置为使得它们彼此以干涉配合方式彼此邻接。外环15由此包括接收结构(例如沟槽35)，其与分离器13的连接结构31一起配置为以将外环15连接到分离器13。外环14也具有这种未具体说明的接收结构。在一些进一步的未示出的示例性实施例中，连接结构还可具有不同形状或功能，例如沟槽和凸起可以以摩擦配合的方式彼此接触。
在开口28的径向内侧，分离器13包括径向内向突出的部分37和38。部分37和38沿轴向方向彼此间隔开。部分37和38具有沿轴向方向的相对薄的延伸部分，几乎仅是腹板或叶片的形状。所述部分37和38径向内向突出几乎直到内环20和21，但是它们以至少0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、或1mm的间隙间隔开。部分37和38实际上用于在它们中保持来自轴承11和12的油脂，且防止或至少降低油脂流动到中间空间39的风险，所述中间空间沿轴向方向位于轴承11和12之间。分离器13例如可被称为间隔环。
轴承12经由密封件40轴向向外封闭。密封件40被保持在密封件接收部41中。密封件接收部41还包括接合到外环15的相应沟槽43中的连接结构42。密封件接收部41例如可用塑料制造。在一些进一步未示出的示例性实施例中，密封件可省略、具有其他形状和/或密封件接收部可省略。
以类似的方式，用塑料制造的覆盖盘片44设置在另一轴承11上。这使得轴承11终止(terminate)。在一些进一步未示出的示例性实施例中，代替覆盖盘片44，可设置密封件接收部41和密封件40的相似结构。
在附图的示例性实施例中，轴承单元10是在部件结构中的卡车轮毂单元(卡车轮毂单元，THU)，其包括外环。轴承组件具有落入70mm到90mm范围的直径。在某些情况下，轴承还可具有大于50mm且小于150或250mm的直径。外环可包括各种部件。在滚动元件区域表面中，钢部件(即形成座圈表面的部件)可彼此连接或通过塑料部件(即分离器)保持一定间距。这里，内塑料环(即基部本体)被实施为使得其可保持标准部件(例如滚珠、滚子、滚针)在两个外环肩部之间轴向就位，且由此作为间隔件产生精确的间距。
经由侧向端盖，覆盖盘片44或密封件接收部41例如可被夹持到外环并用作间隙密封件和/或接收额外密封件。在一些示例性实施例中，制造复杂性可通过轴承组件或外环减小。可由此产生成本优势。进而，与常规轴承相比，可实现重要的重量节省。
示例性实施例和如上公开的其各个特征、之后的权利要求和附随的图是有意义的且可单独实施和以任何组合实施，以用于以其各种设计实现示例性实施例。
附图标记列表
1 轴承单元
2 外环
3 旋转元件排
4 旋转元件排
5 内环
6 内环
7 区域
8 密封件
9 密封件
10 轴承单元
11 轴承
12 轴承
13 分离器
14 外环
15 外环
16 滚动元件
17 滚动元件
18 座圈表面
19 内滚道表面
20 内环
21 内环
22 端表面
23 端表面
24 连接环
25 凹部
26 基部本体
27 间隔件
28 开口
29 端部侧
30 端部侧
31 连接结构
32 连接结构
33 凸起
34 肩部
35 沟槽
37 部分
38 部分
39 中间空间
40 密封件
41 密封件接收部
42 连接结构
43 沟槽
44 覆盖盘片
M 轴向方向
r 径向延伸部分

Claims (10)

1.一种轴承单元(10)，其配置为支撑第一部件，以用于相对于第二部件作旋转运动，包括以下特征：
第一轴承(11)；
第二轴承(12)；和
分离器(13)，其轴向设置在第一轴承(11)的外环(14)和第二轴承(12)的外环(15)之间，其中分离器(13)配置为将两个外环(14、15)彼此连接作为预组装单元。
2.如权利要求1所述的轴承单元，其中分离器(13)包括用塑料制造的基部本体(26)和用金属材料制造的至少一个间隔件(27)。
3.如权利要求2所述的轴承单元，其中间隔件(27)具有沿周向方向的小于20°、15°或10°的延伸部分。
4.如权利要求2或3所述的轴承单元，其中基部本体(26)配置为将至少一个间隔件(27)沿周向方向和/或沿径向方向定位。
5.如前述权利要求中任一项所述的轴承单元，其中分离器(13)包括沿周向方向彼此间隔开的至少两个间隔件(27)，和/或其中分离器(13)包括至少三个金属间隔件(27)。
6.如权利要求2到5中任一项所述的轴承单元，其中基部本体(26)包括相对于中心轴线偏心设置的至少一个开口(28)，所述开口(28)配置为将间隔件(27)沿周向方向和/或沿轴向方向定位。
7.如前述权利要求中任一项所述的轴承单元，进一步包括至少一个密封件接收部，其配置为沿轴向方向将密封件布置在座圈表面外侧，其中密封件接收部由塑料制造。
8.如前述权利要求中任一项所述的轴承单元，其中分离器(13)至少部分地径向向内突出，以便防止油脂从轴承(11、12)到达沿轴向方向设置在轴承(11、12)之间的中间空间(19)。
9.如前述权利要求中任一项所述的轴承单元，其中第一外环(14)和第二外环(15)通过用金属材料制造的至少三个间隔件(27)沿轴向方向彼此间隔开，其中间隔件(27)沿径向方向且沿周向方向彼此间隔开，且每一个被接收在基部本体(26)的开口(28)中。
10.一种分离器(12)，其配置为沿轴向方向将轴承单元(10)的两个外环(14、15)彼此间隔开且将它们彼此连接，包括：
用塑料制造的基部本体(26)，其中基部本体(26)包括沿周向方向彼此间隔开且相对于旋转轴线偏心设置的至少两个开口(28)，所述开口(28)配置为接收用金属材料制造的间隔件(27)。
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