CN107850121A - 角接触球轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种角接触球轴承，其包括具有内圈滚道(5)的内圈(3)、具有外圈滚道(4)的外圈(2)以及多个在这两个滚道(4、5)上滚转且在保持架(7)内引导的球(6)，其中，每个球(6)容纳在保持架(7)的凹部(8)内。根据本发明，在各两个相邻的闭合的凹部(8)之间设置在径向朝外圈滚道(4)突出的凸起部(10)，其中，保持架(7)通过多个凸起部(10)在外圈滚道(4)上引导。

Description

角接触球轴承
技术领域
本发明涉及一种角接触球轴承，其包括具有内圈滚道的内圈、具有外圈滚道的外圈以及多个在这两个滚道上滚转且在保持架内引导的球，其中，每个球容纳在保持架的凹部内。
背景技术
这种角接触球轴承例如用于机床，例如旋转台、分度器、主轴轴承或类似应用，其中，重要的是高刚度和高工作转速。角接触球轴承例如被实施成两列式角接触球轴承或者利用两个单列式的对置安装的角接触球轴承半体来构造。滚动体是由保持架引导的，也就是说，各个球容纳在保持架的相应的凹部内。在此，通常应用梳状保持架，它们具有敞开的凹部，在装备时可以将球卡入凹部。
保持架通常在内圈或外圈的边缘或者滚动体自身上引导。在边缘引导的情况下，需要附加加工边缘侧的作用面。此外必须给出相应的结构空间，以便实现在其中一个边缘上的外部引导。然而这在相应的轴承设计情况下不一定总是存在。在滚动体引导的情况下，设置相应高成本的保持架结构，该保持架结构在原本就灵活且不稳定的梳状保持架的保持架凹部内具有相应的滚动体夹持部。
发明内容
本发明基于此问题，给出一种简单构建的角接触球轴承。
为了解决此问题，在前述类型的角接触球轴承中根据本发明设置的是，在各两个相邻的闭合的凹部之间设置在径向朝外圈滚道突出的凸起部，其中，保持架通过多个凸起部在外圈滚道上引导。
在根据本发明的角接触球轴承中，代替独立的边缘引导或滚动体引导地实现了保持架在外圈滚道上引导。也就是说，将为了滚动体引导而已加工出的已经存在的外圈滚道用于保持架引导。进而取消迄今为止所需的对边缘的加工处理。此外，代替目前设置的不稳定的梳状保持架地设置具有闭合的凹部的稳定的窗式保持架，其在外圈滚道上引导。
为了实现在外圈滚道上的引导，在保持架上设置多个在径向朝外圈滚道突出的凸起部，保持架通过它们支撑在外圈滚道上。可以想到在所有凹部对之间分别设置凸起部，然而也可以想到，视圈尺寸而定地，仅在每两个凹部对或每三个凹部对之间构造相应的凸起部。该凸起部如已述那样在径向朝外圈滚道伸出并使得圈支撑在其上。仅仅在原本良好润滑的区域内进行保持架引导，因为滚动体组不再有助于保持架引导而由此被减负荷。
由于保持架作为窗式保持架的稳定的实施方案，不必担心如在轴承运行中目前为止所用的梳状保持架那样存在的保持架变形，其中，这种变形导致局部明显的由滚动体组吸收的摩擦峰值。取而代之，设置稳定的保持架，其结合在外圈滚道上的引导改善了轴承的运行参数。这种稳定的窗式保持架由于其很小的变形倾向而有助于降低噪音，例如即使在转速上升时也可以实现，由于稳定的窗式保持架在供给了润滑剂的外圈滚道上的引导，最终也不会引起这种变形倾向。
球自身可以在凹部间隙之内自由运动并且完全不承受由于保持架引导产生的约束力。也获得保持架的定心，这是因为球在凹部内滚动，这些球又在外圈滚道上滚转，从而保持架引导相对于滚道无偏移。保持架凹部可以被实施成具是滚动体夹持部或不具有滚动体夹持部，这些滚动体夹持部朝内圈或外圈作用。
如示例中所示，根据本发明的保持架可以用于单列式或多列式角接触球轴承，其中，与轴承类型无关地获得根据本发明的优点。
保持架自身优选具有环绕的径向外置的连接部，其被凹部中断，其中，凸起部由保留在凹部之间的连接部区段形成。环绕的、仅相对较窄地凸起的连接部可以以简单的方式实现构造如下凹部，这些凹部例如由简单的径向延伸或倾斜延伸的孔实现。保留在凹部之间的连接部区段形成也可以被称为作用凸轮的凸起部。
连接部自身应当在形成凸起部的区域内具有径向向外隆起的外部形状，该外部形状因而根据外圈滚道的几何形状来调整，从而得到面状支撑。因为保持架支撑在良好供给润滑剂的外圈滚道上，因而得到优异的和摩擦极小的保持架引导。
根据本发明，连接部自身可以设置在轴向延伸的外环形区段上，相对于外环形区段倾斜延伸的保持架区段联接至外环形区段上，与内圈相邻的轴向延伸的内环形区段联接至保持架区段上。保持架沿横剖面观察具有近似Z形形状。在该形状下，其可以毫不费力地通过相应制造或加工工艺简单制成，这是因为其不具有复杂的侧凹部或其它引导部或保持部几何形状。通过其简单和自身稳定的几何形状，保持架可以由几乎所有已知保持架材料制成。可以想到，由金属，例如钢、黄铜或铝制成，其中，保持架优选切削式制成。由硬质材料例如陶瓷构造并且同样结合切削式制造也是可以想到的。甚至由塑料制造以及进而通过按照注塑工艺制造保持架来相应大批量制造也是可以想到的。材料选择归根结底取决于角接触球轴承的使用目的。
Z形形状可以实现非常狭窄的保持架结构形式，其又相应可以实现狭窄的轴承结构形式或者可以实现在现有的狭窄结构空间内使用密封元件。
连接部自身按照适当方式设置在外环形区段的内端部的区域内，从而其强制定位在外圈滚道的区域中或有球也其内滚转的区段中。
保持架在凸起部区域内的最大外直径应当比外圈滚道在与凸起部对置的区域内的内直径略小。也就是说，给出了保持架与外圈之间的极小的间隙，其中，该间隙在几十分之一毫米范围内变动。
凹部自身如已述那样可以由倾斜延伸的或径向笔直延伸的孔形成。如果给出足够的轴向空间，则这些凹部可以通过径向孔实现。在减少的保持架宽度以及狭窄的空间状况的情况下，倾斜延伸的孔是优选的。
角接触球轴承自身优选是两列式球轴承，其中，内圈和外圈中的任一个是两部分式的并且内圈和外圈相应具有两个滚道，其中，在各个滚道对中引导的球分别在保持架内引导，这些保持架是相同的并且彼此镜像对称地布置。替代地，根据本发明构造的保持架当然也可以用于单列式角接触球轴承。与列数无关地在所有轴承类型中获得根据本发明的优点。
总而言之，根据本发明的角接触球轴承可以利用稳定的窗式保持架通过相应的凸起部或作用凸轮在已加工出的外圈滚道上的引导实现滚动体组的减负荷，这是因为其不参与保持架引导。也取消可能的对侧向边缘的加工步骤，侧向边缘同样不参与保持架导向，例如也相应改善角接触球轴承的运行参数，尤其可以获得转速上升。
附图说明
其它优点和细节由以下所述的实施例结合附图得到。其中：
图1示出根据本发明的两列式角接触球轴承的剖面图，其中，剖面位于保持架侧的凸起部的区域内；
图2示出根据图1的两列式角接触球轴承的剖面图，其中，剖面位于保持架侧的凹部区域内；
图3示出根据图1的其中一个保持架的透视图；
图4示出根据图3的保持架的局部透视图；
图5示出根据图1的角接触球轴承的两个保持架的侧向局部视图；
图6示出根据图1的角接触球轴承局部透视图，其中，仅一个保持架装有球；
图7示出单列式角接触球轴承的部分的原理剖视图，其具有笔直开孔的凹部；
图8示出根据图7的原理视图，其具有倾斜开孔的凹部并且由此例如为附加的密封元件赢得空间；
图9示出单列式角接触球轴承的部分的原理图，其在没有全部成型的滚道沟槽内具有笔直开孔的凹部；以及
图10示出根据图9的原理图，其针对较窄的结构方式具有倾斜开孔的凹部。
具体实施方案
图1示出根据本发明的角接触球轴承1的局部图，其在此被实施为两列式角接触球轴承。该角接触球轴承包括外圈2和内圈3，内圈由两个内圈部分3a、3b组成。不仅在外圈2上而且在内圈部分3a、3b上均构造两个滚道，即，两个外圈滚道4和两个内圈滚道5，相应的球6在这些滚道上滚转。球6自身分别夹持在保持架7内，其中，这两个保持架，如图1清楚示出，结构相同并且彼此镜像对称地布置。为此，保持架具有多个单独的、闭合的凹部8，在该凹部内分别容纳有球6，在该凹部内，球6可以很小的间隙自由运动，从而球完全没有承受来自保持架引导部(以下还将说明)的约束力。最后，在外圈2上设置两个密封元件9，它们通过相应的、插入环绕的径向槽的片状密封环实现。
如图1以及尤其是图3和图4清楚示出那样，保持架7具有多个凸起部10，它们径向向外伸出，即，朝外圈滚道4凸起并且将保持架7支撑在外圈滚道4上。通过这些也可以被称为作用凸轮的凸起部10，保持架7在外圈2与内圈3之间的范围内可靠引导。因为球6在外圈滚道和内圈滚道4、5上滚动并且通过它们定心，因而由于保持架7在外圈滚道4上的引导也获得保持架定心或者保持架引导部相对于滚道不偏移，这导致优化的滚动条件并将摩擦降至最低。保持架的直径在凸起部10区域内最小地小于外圈在外圈滚道8的区域中或者凸起10作用在其上的区域中的直径。也就是说，获得最小的间隙。因为外圈滚道润滑良好，因而在其上引导的保持架参与其润滑，从而可以实现几乎无摩擦的保持架引导。
如图2、3以及4所示，凸起部10分别位于两个相邻凹部8的区域内，也就是说，其既不影响凹部几何形状也不影响球在凹部内的引导。
图3和图4示出图1在右侧示出的保持架7的透视图，其中，下列实施方案同样适用于相同的、然而镜像对称布置的左侧保持架7。保持架7通过多个凹部8(它们由简单的孔实现)近似“被穿孔”，其中，在各两个凹部8之间，尤其参见图4，分别构造凸起部10。
为了构造该凸起部，保持架7具有环绕的径向外置的连接部11，尤其参见图4，该连接部被凹部中断。通过引入凹部孔强制性地保留位于凹部8之间的连接部区段，通过连接部区段构造各个凸起部10。
保持架自身近似具有Z形轮廓，其中，连接部11构造于轴向延伸的外环形区段12上(也参见图1)，相对于外环形区段倾斜延伸的保持架区段13联接至外环形区段上，与内圈3相邻的轴向延伸的内环形区段14又联接至该保持架区段上。因而完全不会设置复杂的几何形状或侧凹部部，这也简化了这种保持架的制造。Z形轮廓还允许轴向非常狭窄构建且同时构造坚固的保持架结构。
连接部11以及进而凸起部10的几何形状根据图5直观可见，那里示出根据图1的角接触球轴承的两个保持架7的局部图。连接部11清楚具有径向向外隆起的外部形状，从而余下的凸起部略微隆起。关于此实现了轮廓或几何形状匹配于外圈滚动面的几何形状，从而不是得到逐点支撑，而是面状支撑。
图6示出角接触球轴承1的透视图，其中，此处未示出外圈并且仅一个保持架7装有球6。清楚可见，连接部11位于各两个球6之间。因为球6在凹部8内自由滚动，所以由于通过凸起部10给出的保持架支撑球没有承受负荷或摩擦，球不参与保持架引导。
图7示出用于单列式角接触球轴承的角接触球轴承1的局部视图，其具有外圈2和内圈3。球6又容纳在保持架7内，保持架具有相应的凸起部10。保持架7的凹部8在此通过径向笔直的孔实现。保持架7仅通过凸起部10在外圈滚道4内引导。无需保持架定心或保持架作用直径加工。
与此相对，图8示出一个示例，其中，保持架7的凹部8由倾斜的孔形成。该倾斜孔尤其当给出狭窄的空间状况时是适当的，也就是说，当保持架7的宽度无法相应地确定尺寸时。如果在此施装笔直的凹部孔，则保持架壁在凹部区域内变得过薄。狭窄的保持架实施方案也允许将密封元件9布置在目前过窄的结构空间内。
图7和图8示出角接触球轴承1的如下实施方案，其具有在槽底内的转向点的完全成型的滚道沟槽，与此同时，图9和图10示出如下实施方案，其中，外圈滚道4没有完全成型，也就是说，各个外圈滚道4过渡成阶梯部。显而易见，也可以在这里在各个保持架7上实现相应的凸起部10，尽管外圈滚道4未全部成型，该凸起部仍滚动或支撑在外圈滚道上。
图9在此示出如下实施方案，其中，凹部8又由径向笔直孔形成。与此相对，图10示出如下实施方案，其中，凹部8基于狭窄的空间状况又通过倾斜延伸的孔实现。显而易见，在此得到沿轴向观察明显更窄的结构。
各个保持架7自身优选由金属制成，例如钢、黄铜或铝。由于简单的自身稳定的几何形状，其可以无需切削加工地制造。由硬质材料例如陶瓷等切削制造也是可以想到的。此外，保持架7可以由塑料制成，例如按照简单的喷注工艺，从而可以相应高批量廉价制造。
附图标记列表
1 角接触球轴承
2 外圈
3 内圈
3a 内圈部分
3b 内圈部分
4 外圈滚道
5 内圈滚道
6 球
7 保持架
8 凹部
9 密封元件
10 凸起部
11 连接部
12 环形区段
13 保持架区段
14 环形区段

Claims (10)

1.一种角接触球轴承，其包括具有内圈滚道(5)的内圈(3)、具有外圈滚道(4)的外圈(2)以及多个在两个滚道(4、5)上滚转且在保持架(7)内引导的球(6)，其中，每个球(6)容纳在所述保持架(7)的凹部(8)内，其特征在于，在每两个相邻的闭合的凹部(8)之间设置在径向朝所述外圈滚道(4)突出的凸起部(10)，其中，所述保持架(7)通过多个所述凸起部(10)在所述外圈滚道(4)上引导。
2.根据权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述保持架(7)具有环绕的径向外置的连接部(11)，所述连接部被所述凹部(8)中断，其中，所述凸起部(10)由保留在所述凹部(8)之间的连接部区段形成。
3.根据权利要求2所述的角接触球轴承，其特征在于，所述连接部(11)在形成所述凸起部(10)的区域内具有径向向外隆起的外部形状。
4.根据权利要求2或3所述的角接触球轴承，其特征在于，所述连接部(11)设置在轴向延伸的外环形区段(12)上，相对于所述外环形区段倾斜延伸的保持架区段(13)联接至所述外环形区段上，与所述内圈(3)相邻的轴向延伸的内环形区段(14)联接至所述保持架区段上。
5.根据权利要求4所述的角接触球轴承，其特征在于，所述连接部(11)设置在所述外环形区段(12)的内端部的区域内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，所述保持架(7)在所述凸起部(10)区域内的最大外直径比所述外圈滚道(4)在与所述凸起部(10)对置的区域内的内直径更小。
7.根据前述权利要求中任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，所述凹部(8)由倾斜延伸或径向笔直延伸的孔构成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，所述角接触球轴承为两列式球轴承(1)，其中，所述内圈(3)和所述外圈(2)中的一个是两部分式的并且所述内圈和所述外圈分别具有两个滚道(4、5)，其中，在各个滚道对中引导的球(6)分别在保持架(7)内引导，所述保持架(7)是相同的并且彼此镜像对称地布置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，所述保持架(7)由金属、硬质材料或塑料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的角接触球轴承，其特征在于，所述保持架凹部被实施成不具有滚动体夹持部或具有滚动体夹持部。
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