CN107559311B - 滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段 - Google Patents

滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段 Download PDF

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Abstract

本公开内容涉及一种滚动元件轴承保持架(1)或滚动元件轴承保持架段。这些构造成引导至少一个滚动元件。为此，它们包括至少一个桥(2)。至少在部分(3)中，所述桥(2)包括垂直于轴向方向设置的横截面积。所述横截面积具有比具有相同面积的矩形更大的边缘长度。

Description

滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段
技术领域
示例性实施例涉及一种滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段，其构造成引导至少一个滚动元件。
背景技术
为了引导滚动元件轴承中的滚动元件，使用各种不同的保持架。还可以使用多个彼此互补的保持架段，以形成保持架。为此，保持架通常包括多个凹处，其中在每个凹处中可以引导滚动元件。例如，凹处可以在圆周方向上通过桥界定。桥通常连接两个周向环，每个周向环在轴向方向上界定凹处。
当保持架支撑具有边缘的滚动元件(例如滚针、圆柱滚子、圆锥滚子等)时，这些滚动元件的边缘可以运行或摩擦滚动元件轴承保持架。因此可能损坏保持架或滚动元件。因此，应尽可能避免摩擦。
为了减少或防止摩擦，许多传统的保持架在桥区域中具有有效防止这种边缘接触的凹部。凹部通常位于周向环的过渡中。
在不利的情况下，这种凹部可能导致保持架失效。这可能是由于因凹部而在圆周方向上减小桥的宽度或延伸的事实。因此可能产生材料弱化，这在过渡到保持架的环形侧区域中是特别不希望的。在不利的情况下，在例如反复载荷作用于保持架上的情况下(在滚动元件倾斜或滚动元件歪斜的情况下)，滚动元件轴承保持架可能发生损坏。例如，滚动元件倾斜可以将桥加载在凹部附近的区域中并在凹部中产生材料应力。在不利的情况下，这可能导致保持架的破损和轴承故障。这是不希望的。
通过喷丸处理来处理一些常规的滚动元件轴承保持架，以减少桥断裂的倾向。因此，应当在桥面上特别是在凹部的区域中减小压应力。这种处理可能是非常昂贵的，并且在不利的情况下，不幸的是也没有足够的有效性。
发明内容
因此，需要提供一种改进的滚动元件轴承保持架或用于滚动元件轴承保持架的段，其中减小了桥或保持架断裂的风险。根据独立权利要求的滚动元件轴承保持架或滚动元件轴承保持架段满足这种需要。在下文中，对于滚动元件轴承保持架公开的所有特征也可以实现在滚动元件轴承保持架段或彼此互补以形成滚动元件轴承保持架的多个滚动元件轴承保持架段中。
示例性实施例涉及一种构造成引导至少一个滚动元件的滚动元件轴承保持架。为此，滚动元件轴承保持架包括至少一个桥。至少在一个部分中，桥具有垂直于轴向方向设置的横截面面积，该横截面积具有比具有相同面积的矩形更大的边缘长度。
在一些示例性实施例中，由于桥至少在截面上具有横截面形状或轮廓，由此导致相当大的边缘长度，所以出现了桥的部分中的弯曲刚度的增加。由于刚度增加，至少可以减少保持架断裂的风险。
例如，边缘长度可以是横截面积的圆周。在具有空腔或凹部的横截面积的情况下，例如圆环形盘等，设置在横截面内的边缘也可以属于边缘长度或圆周。此外，边缘长度还可以大于具有与横截面积相同的宽度和相同的高度的矩形。在一些示例性实施例中，由此可以进一步增加弯曲刚度。因此，该部分可以具有比具有相同横截面积但具有不同形状的部分或轮廓外侧的桥的区域更高的截面模量。例如，该部分可以具有大于
Figure GDA0003281853930000021
的截面模量；其中A是矩形的面积，h是矩形的高度。另外或可替代地，横截面积也可以构造为使得与相同面积的圆相比出现更大的截面模量。换句话说，截面模量可以大于
Figure GDA0003281853930000022
其中A是圆的面积，r是圆的半径。
较大的边缘长度可以例如通过在该部分中具有倾斜的材料表面或轮廓形状的保持架桥来实现。换句话说，该部分也可被称为轮廓加强件。因此，该桥可以在该部分中具有比在具有所述边缘长度的部分之外的相同轴向长度的区域更大的表面积。例如，部件(例如桥)的表面可以是部件的任何表面。例如，采用中空轮廓的话，内表面也可以是表面积。
另外或可替代地，例如，由于横截面积的形状，该部分中的弯曲刚度可以比在具有相同表面积的矩形中或甚至在该部分外的其他桥区域(该桥区域具有不同的横截面)中的弯曲刚度高至少2％、5％、10％、20％、25％、30％、35％、40％或50％。在一些示例性实施例中，由此可以实现弯曲刚度的足够的增加。
滚动元件轴承保持架在这里可以具有所有可能的形状，例如其可以包括基本上平行于轴向方向设置的桥。在某些情况下，桥本身可以设置在不同的半径。在该部分外，例如桥可以具有矩形横截面或基本上矩形的横截面。
另外或可替代地，该部分可以沿轴向方向设置成直接相邻于沿圆周方向设置的环或环段，所述桥附接在该环或环段上。在一些示例性实施例中，因此可以使得在不利的情况下弯曲刚度在倾向于失效的区域中增加成为可能。
另外或可替代地，至少在轴向方向上，所述部分可以设置成相对于沿圆周方向的所述桥的锥形重叠。虽然桥具有锥形，但是在一些示例性实施例中，保持架可以具有足够的弯曲刚度并且因此具有防止故障的保护。例如，锥形可以源自于桥包括至少一个凹部的事实。例如可以设置凹部，以便防止滚动元件在桥与环之间的拐角区域中的摩擦。凹部例如可以是半圆形、四分之一圆形或圆形扇形。在一些示例性实施例中，可以通过半径形凹部来有效地防止摩擦。在某些情况下，至少减少了产生材料去除和/或热效应的尖锐拐角，这可能导致保持架的损坏。
凹部例如可以设置在环和桥之间的过渡中。在一些示例性实施例中，由此可以使凹部设置在由桥限定的凹处的拐角区域中成为可能。在其它示例性实施例中，凹部可以仅设置在桥上，但是在轴向方向上直接邻近环。
桥例如可以分别具有在圆周方向上相对的边缘上的凹部。凹部可以是对称的或具有不同的尺寸。在一些示例性实施例中，桥可以仅在一个轴向端部上具有锥形，或者然而也可以在两个轴向端部上具有锥形。
在一些示例性实施例中，在该部分中，桥可以具有横截面形状，该横截面形状另外包括相对于常规桥形状或桥的其他区域在径向方向上定向的区域。在该部分中，桥例如可以具有比该部分外侧更大的横截面积。这里，这些区域在圆周方向上和/或在其整体上具有比原始桥和包括锥形的区域更小的延伸部。这些区域例如可以是在轴向方向上具有主延伸部的凸缘。例如，这可以导致所述部分另外或可替代地成形为I轮廓、L轮廓、T轮廓、Z轮廓、U轮廓、H轮廓、中空轮廓等。在一些示例性实施例中，由此可以以简单的方式增加弯曲刚度。所提到的轮廓可能位于金属板保持架中。在一些示例性实施例中，连接两个凸缘的U轮廓的部分可以在径向方向上具有对应于在该部分外侧的桥的径向延伸部或者常规桥的径向延伸部的延伸部。沿径向方向突出的U轮廓的凸缘例如可以彼此间隔开，设置在桥的外边缘上并加强它们。在一些示例性实施例中，该部分内的横截面积可以大于该部分外部。
另外或可替代地，在一些示例性实施例中，该部分可以在轴向方向上具有对应于所述桥在轴向方向上的最大延伸部的至少5％、10％、20％、25％或30％的延伸部。在一些示例性实施例中，由此可以使得在足够长度处桥具有增加的弯曲刚度成为可能。
另外或可替代地，该部分可以在轴向方向上具有对应于所述桥在轴向方向上的最大延伸部的至多25％、30％、40％、50％或60％的延伸部。在一些示例性实施例中，由此可以使得在该部分外的其他区域中，桥可以具有其常规的弯曲刚度成为可能。以这种方式，例如可以使预定断点的发生最小化。
另外或可替代地，该部分可以具有至少或精确地对应于锥形的轴向延伸部的轴向延伸部。在一些示例性实施例中，由此可以使得由于锥形而损失的弯曲刚度的一部分得到补偿成为可能，但是桥不是显著更加刚性。该部分例如可以设置成使得其加强包括锥形的桥区域。换句话说，锥形可以沿轴向方向设置在该部分内。
另外或可替代地，滚动元件轴承保持架可以包括第二圆周环。两个环通过多个桥而彼此连接。在从圆周方向观察到的这些环的过渡处，每个桥包括锥形。锥形构造成防止滚动元件在桥和/或环上的摩擦。在轴向方向上，每个桥具有至少与锥形重叠的轮廓，这增加了桥在该区域中的弯曲刚度。轮廓例如可以是U轮廓、I轮廓、T轮廓、C轮廓、Z轮廓、H轮廓、中空轮廓等。
在一些示例性实施例中，滚动元件轴承保持架包括作为材料的金属板，例如钢、铝、黄铜和/或类似物。例如，可以通过冲压和弯曲来制造滚动元件轴承保持架。滚动元件轴承保持架例如可以适用于所有可能的滚动元件轴承。
上述描述、所附权利要求书和附图中公开的示例性实施例及其各自的特征可以是有意义的并且对于实现其各种设计中的示例性实施例而单独地和以任何组合来实现。
附图说明
因此，附图示出了以下视图。
图1a示出了根据示例性实施例的滚动元件轴承保持架的透视图的示意图。
图1b示出了U轮廓的横截面的示意图。
图2示出了图1a的滚动元件轴承保持架的放大视图的示意图；以及
图3示出了图1a的滚动元件轴承保持架的进一步放大视图的示意图，其中没有加强轮廓。
具体实施方式
在随附叙述的以下描述中，相同的附图标记表示相同或可比较的部件。此外，在示例性实施例或图示中，概括性附图标记用于出现多次但针对一个或多个共同特征一起描述的部件和对象。使用相同或概括性附图标记描述的部件或对象可以相同地实现，但也可以根据单个、多个或所有特征、它们的尺寸而可选地不同地实现，例如只要描述没有明确地或隐含地另有说明。
图1a示出了根据示例性实施例的滚动元件轴承保持架1的透视图的示意图。图2和图3示出了图1a的放大部分。
滚动元件轴承保持架1构造成引导至少一个未示出的滚动元件。为此，滚动元件轴承保持架1包括至少一个桥2。桥2包括至少一个具有垂直于轴向方向M设置的横截面的部分3。横截面具有比具有相同表面积的矩形更长的边缘长度。
例如，边缘长度可以是横截面的圆周轮廓的长度。在部分3中，桥2具有比部分3外部更大的表面积，其中它总是基于具有相同轴向延伸部的部分。由于桥2成形在部分3中，桥2的弯曲刚度在部分3中增加。
在图1a的示例性实施例中，桥2在部分3中具有U形轮廓。在图1b中示出了U形轮廓的横截面。因此，该部分具有截面模量Wy：
Figure GDA0003281853930000051
其中对于Iy:
Figure GDA0003281853930000052
其中B＝B1+B2并且b＝b1+b2
并且对于e1:
Figure GDA0003281853930000053
且对于e2:e2＝H-e1
这里，部分3位于沿轴向方向直接邻近沿圆周方向设置的环绕环4。第二环5平行于环4设置。桥2和未被附图标记标识的其他桥连接两个环4和5。
这里，桥2基本上平行于轴向方向M设置。两个直接相邻的桥例如桥2和桥2-a在这里沿圆周方向限定凹处6。例如，滚动元件可以在凹处6中被接收或引导。没有另外的桥沿圆周方向设置在两个直接相邻的桥2和2-a之间。所有的桥基本上是相同的形状。因此，在下文中将更详细地代表性地描述桥2。
为了防止在凹处6中被引导的滚动元件例如具有边缘的滚动元件(例如圆柱滚子、滚针或圆锥滚子)在桥2上摩擦，桥2具有锥形7。在锥形7的位置处，桥2在圆周方向上具有比锥形7外侧的区域中的延伸部U更小的延伸部u。在此，延伸部u小于延伸部U至少2％、3％、4％、5％、10％、12％、15％、20％。锥形7由于沿圆周方向从桥上移除半径9而产生，例如可以在图2和3中看到。类似地，凹部11也设置在与桥边缘8相对的桥边缘10上。凹部9和11的目的是防止设置在凹处6中的滚动元件的边缘在桥上摩擦。因此，凹部9和11设置成在轴向方向上直接相邻环4。
在附图的示例性实施例中，凹部具有半径的形状或者构造成部分圆形。在其它未示出的示例性实施例中，凹部可以具有任何其它形状，例如矩形、三角形等，其导致滚动元件的摩擦被阻止和/或导致桥在圆周方向上呈锥形。
由于锥形7或凹部11和9，桥2至少在锥形7的区域中被弱化。在不利的情况下，这可能导致桥2在锥形7的区域中断裂。
为了在锥形7的区域中获得至少对应于锥形7外部的桥2的弯曲刚度或甚至更高的弯曲刚度，桥2包括部分3。部分3在轴向方向上与锥形7重叠。换句话说，部分3设置成使其完全与锥形7重叠。在部分3中，弯曲刚度通过轮廓形状增加。部分3比锥形7沿着桥2在轴向方向上延伸得更远。部分3具有的轴向延伸部比锥形7的轴向延伸部至少大50％、60％、70％、90％、100％、110％。在一些另外未示出的示例性实施例中，轴向延伸部也可以彼此对应。
在附图的示例性实施例中，部分3具有U轮廓。这里U轮廓的开放侧指向径向向内。U轮廓也可以称为加强轮廓。加强轮廓的部分这里设置在桥边缘8和10上。在一些另外未示出的示例性实施例中，轮廓还可以具有不同的取向。
横截面的边缘长度以及因此的弯曲刚度也可以通过其它轮廓形状增加，例如I轮廓、L轮廓、T轮廓、Z轮廓、H轮廓、中空轮廓等。
在附图的示例性实施例中，具有增加的弯曲刚度的部分3仅设置在环4的区域中，即仅在桥2的端部。在其他未示出的示例性实施例中，加强部分也可以设置在桥的两端。在其中锥形设置在桥的其他点处的示例性实施例中，对应于部分3的部分可以相对于锥形在轴向方向上重叠设置。在一些示例性实施例中，桥也可以完全成型。
一些示例性实施例涉及通过限定的材料喷射的帮助而加强的保持架。在一些示例性实施例中，由此可以加强包括凹部的保持架区域，然而不会在滚动元件的边缘区域中分配凹部。桥可以具有在凹部的区域中和/或在环与相邻保持架桥之间的过渡中提供至少一个成角度的材料表面的形状。在一些示例性实施例中，成角度的表面也可以设置在整个桥长度或整个桥区域上。
在一些示例性实施例中，具体引入在保持架的环形侧部区域中的变形可以有利地实现稳定性。与常规表面或矩形桥形状相比，在一些示例性实施例中，U形桥横截面具有增加的刚度，并且在某些情况下可提供在凹部区域中的桥的刚度的平衡或甚至增加。
根据示例性实施例，滚动元件轴承保持架可用于所有可能的轴承，特别是用于行星传动装置、变速器、汽车部件以及各种工业应用。在一些示例性实施例中，用于球引导的保持架可以经由所描述的成形在弱化区域中经历有利的加强。
在一些示例性实施例中，可以实现用于凹部的桥区域的大量成本中立和努力中立的加强成形。在某些情况下，成形可以集成在制造步骤中，并且不需要执行额外的制造步骤，以便实现保持架的加强。
上述说明书、所附权利要求书和附图中公开的示例性实施例及其各自的特征对于实现其各种设计中的示例性实施例是有意义的并且可以单独地和以任何组合来实现。
附图标记列表
1 滚动元件轴承保持架
2 桥
3 部分
4 环
5 环
6 凹处
7 锥形
8 沿圆周方向的桥边缘
9 凹部
10 沿圆周方向的桥边缘
11 凹部
M 轴向方向
u 沿圆周方向呈锥形的延伸部
U 沿圆周方向的桥的延伸部

Claims (10)

1.一种滚动元件轴承保持架(1)，其构造成引导至少一个滚动元件，具有以下特征：
至少一个桥(2)，所述桥包括部分(3)，
其中，至少在所述部分(3)中，所述桥(2)包括垂直于轴向方向设置的横截面积，所述横截面积具有比具有相同面积的矩形更大的边缘长度，
所述桥(2)附接在沿圆周方向设置的环(4)或环段上，
沿着所述桥的轴向方向的所述桥的中间部分的直径处于所述环或环段的径向内侧，
凹部(9)设置在所述桥(2)的桥边缘(8)上，另一凹部(11)设置在与所述桥边缘(8)周向相对的所述桥(2)的另一桥边缘(10)上；
所述凹部(9)和所述另一凹部(11)设置成在轴向方向上直接相邻所述环(4)，
所述桥(2)具有锥形(7)，在所述锥形(7)的位置处，所述桥(2)在圆周方向上具有比所述锥形(7)外侧的区域中的第一延伸部更小的第二延伸部，
所述部分(3)设置成至少在轴向方向上相对于沿圆周方向的所述桥的锥形(7)重叠，所述部分(3)比锥形(7)沿着桥(2)在轴向方向上延伸得更远，所述部分(3)具有沿径向向内方向延伸的轮廓。
2.根据权利要求1所述的滚动元件轴承保持架，其中，由于所述横截面积的形状，所述部分(3)中的弯曲刚度比具有相同面积的矩形中的弯曲刚度高至少5％。
3.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述部分(3)沿轴向方向设置成直接相邻于沿圆周方向设置的环(4)或环段。
4.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述部分(3)在所述桥(2)的锥形(7)的区域上延伸。
5.根据权利要求4所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述锥形(7)具有作为外边缘的半径。
6.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述部分(3)的横截面的轮廓构造为U轮廓、I轮廓、L轮廓、T轮廓、Z轮廓、H轮廓或中空轮廓。
7.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述部分(3)在轴向方向上具有对应于所述桥(2)在轴向方向上的延伸部的至少5％的延伸部。
8.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，其中，所述部分(3)在轴向方向上的延伸是所述桥(2)在轴向方向上的延伸的至多25％。
9.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，还包括沿圆周方向设置的第二环(5)，其经由多个桥(2)连接到所述环(4)，其中，沿圆周方向观察，每个桥(2)在向所述环(4)的过渡处具有锥形，以便防止滚动元件的滚动元件边缘在所述桥(2)上的摩擦，其中，在轴向方向上，所述桥(2)的横截面的轮廓包括至少与所述锥形(7)重叠的中空轮廓、U轮廓、I轮廓、T轮廓、L轮廓、Z轮廓、H轮廓。
10.根据前述权利要求2所述的滚动元件轴承保持架，所述滚动元件轴承保持架由金属板制成。
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