CN108138848A - 用于滚动轴承的变形加工的环件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于滚动轴承的环件，其中，所述环件限定主轴线(A)，其中，所述环件被设计为具有环绕所述主轴线(A)的空腔的空心环，其中，所述空心环的壁在沿着所述主轴线的轴向截面中被一体地和/或无缝地设计，其中，所述环件被设计为用于滚动体滚动的轴承圈。

Description

用于滚动轴承的变形加工的环件

技术领域

本发明涉及一种用于滚动轴承的环件，其中，该环件限定主轴线，其中，该环件被设计为具有环绕主轴线的空腔的空心环，其中，该空心环的壁在沿着主轴线的轴向截面中被一体地和/或无缝地设计。

背景技术

滚动轴承是机器结构中的重要部件，其中，组件或部件必须相互枢转或旋转。特别是在汽车行业中，滚动轴承在不同尺寸和设计结构中具有广泛的应用。因此，希望能够尽可能节省材料并且成本低廉地制造滚动轴承的部件。

例如，可能是最接近的现有技术的印刷品DE 10 2009 036 347A1公开了一种用于制造用于球面滚子轴承的平挡圈的方法。在该方法中，首先将直管段弯曲成具有通过间隙隔开的两个环件端部的环件，然后将环件的两个环件端部连接。这样封闭的，例如焊接的环状型坯最终通过具有合适的轮廓工具的压制装置中单通管地形成平挡圈，该平挡圈包括期望的、通常偏离于所述轮廓工具在法兰轮中具有所期望的、通常是不规则环形的轴向截面几何形状。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是提供一种用于滚动轴承的环件，具有至少一个所述环件的滚动轴承以及用于制造该环件的方法，该环件能够节省材料并且成本低廉地生产。

上述技术问题通过一种具有权利要求1的特征的用于滚动轴承的环件，通过具有权利要求7的特征的具有至少一个所述环件的滚动轴承，并且通过具有权利要求8的特征的制造环件的方法解决。本发明的优选的或有利的实施方式由从属权利要求，下面的阐述以及附图给出。

在本发明的范围内提出了一种用于滚动轴承的环件。该环件限定了主轴线，其中，该主轴线沿轴向延伸通过环件的中心点。该环件特别被设计为旋转体，该旋转体沿回转方向具有恒定的轴向截面轮廓。该环件优选由金属制成，特别由钢材制成，特殊地由标记为E235的钢材制成，例如由具有标记E235+N的经正火的钢材制成。可选地，环件能够通过塑料压力注塑包封。

该环件被设计为空心环。空心环具有空腔，其中，空腔特别连续地围绕主轴线。空心环的壁在轴向截面中是一体的，周向闭合的和/或无缝的。备选地或附加地，空心环的壁在轴向截面中构成围绕空腔的闭合曲线。特别地，该环件被一体式地设计。

在本发明的范围内提出，环件被设计为轴承圈。轴承圈被设计用于滚动体的滚动，特别是滚珠的滚动，本发明的一个优点在于，与加工成型的环件或板环相比，该轴承圈能够简单并且节省材料地制造。尽管如此，在这种情况下能够保持许多应用的充分的可用性并且由此保持较小的公差。

在本发明的优选的设计方案中，轴承圈的壁具有滚道部段。滚道部段构成用于滚动体的滚动面。特别地，滚道部段被滚动轴承的压力线穿过。优选地，滚道部段被设计为沟槽。该沟槽被设计为沿旋转方向延伸的凹部，特别是凹槽。该沟槽完全围绕主轴线延伸。该沟槽具有槽壁和槽底。例如，沟槽是U形的。滚动体，特别是滚珠，与被设计为U形的沟槽特别在槽底上构成接触区域。备选地，沟槽是V形的。滚动体，特别是滚珠，与被设计为V形的沟槽特别在槽壁上构成接触区域。特别地，沟槽被设计用于容纳滚动体，特别是滚珠。沟槽被设计为用于滚动体的引导件，特别作为沿着围绕主轴线的旋转方向的轴向引导件。滚动体，特别是滚珠，在沟槽中滚动，因此在滚道部段上滚动。

原则上，轴承圈能够被设计为径向轴承圈。然而，考虑到简单生产，特别优选的是，将轴承圈设计为轴向轴承圈和/或将沟槽沿轴向开口。

在本发明的优选的改进方案中，轴承圈的壁具有滚道部段。与滚道部段对置地安置轴承底部部段。轴承底部部段构成底面，该底面优选为平坦或平面的。底面特别在关于主轴线在径向平面中延伸。轴承底部部段被设计用于将轴承圈并且因此将轴向滚动轴承支撑在支撑结构，特别支撑在轴承配合件上。

优选地，轴承圈的壁具有两个侧支撑壁部段。两个侧支撑壁部段分别构成圆柱面。两个侧支撑壁部段和/或圆柱面关于轴承圈的主轴线同轴地被安置。两个侧支撑壁部段分别具有过渡区域，其中，每个所述过渡区域均将两个侧支撑壁部段中的一个与轴承底部部段的一个端部连接。过渡区域是弯曲的。两个侧支撑壁部段特别垂直于或近似垂直于轴承底部部段。

轴承圈有两个连接部段。两个连接部段分别将两个侧支撑壁部段中的一个与滚道部段连接。连接部段在轴向截面中被弯曲或者被设计为角部区域。优选地，两个连接部段中的至少一个具有滚动面。特别地，滚动面被安置在径向外侧的连接部段上。特殊地，滚动面垂直于主轴线和/或位于关于主轴线的径向平面中。例如，滚动面被设计用于引导用于滚动体的保持架和/或用于支承密封垫圈。优选地，压制形成该滚动面。

两个侧支撑壁部段支撑两个连接部段并因此支撑滚道部段。在轴向截面中，轴承底部部段，两个侧支承壁部段，两个连接部段和滚道部段共同构成周向封闭的壁，其中，壁在轴向截面中被连续地和/或无间隙地设计。

在本发明的另外的设计方案中，空腔具有两个空腔部段。空腔部段由滚道部段，轴承底部部段，两个侧支撑壁部段和两个连接部段包围，并且通过滚道部段相互划分开，特别是分开。空腔部段能够相互连接地或者相互分开地被安置。空腔部段在轴向截面中被设计为三角形，特别是直角的三角形，其中，角部特别是部段倒圆的。两个空腔部段在轴向截面中相互对置地被安置。特别地，两个空腔部段被设计在轴向截面中相互对称。在轴承圈中，两个空腔部段被同轴地安置。

在本发明的改进方案中，滚道部段被与轴承底部部段相隔地安置。在此，与底部部段的上侧相间隔地安置滚道部段的下侧。在该改进方案中，两个空腔部段相互连接。在滚道部段上作用的轴向力通过改变滚道部段相距轴承底部部段的距离并因此通过改变空腔部段的形状来缓冲。滚道部段相对轴承底部部段的距离提高了轴承圈的弹性。

在本发明的备选的改进方案中，滚道部段的下侧贴靠在轴承底部部段的上侧上。轴承底部部段支撑滚道部段。特别地，滚道部段在轴承底部部段上的贴靠减小了滚道部段、两个连接部段和/或两个侧支撑壁部段上的载荷。这种备选的改进方案使得设计结构更加稳定。然而，轴承圈上的载荷能够通过将滚道部段回弹到空腔部段中被弹性地弹回。

本发明的另外的主题涉及一种滚动轴承，其中，所述滚子轴承具有至少一个如上所述的，或者说根据上述权利要求中任一项所述的轴承圈。滚动轴承能够被设计为径向滚动轴承，但是特别优选的是，滚动轴承被设计为轴向滚动轴承，并且特殊的是，滚动轴承被设计为轴向滚动轴承。滚动轴承能够只有一个这样的轴承圈。备选地，滚动轴承能够具有两个这样的轴承圈或者(在多列滚动轴承的情况下)具有两个以上的这种轴承圈。优选地，轴向滚动轴承适用于或者被设计用于载重汽车和/或工业卡车，例如，作为减振支柱轴承或分离轴承，或者适用于或者被设计用于叉式装卸机。

滚动轴承包括滚动体，特别是滚珠，其中，滚动体被滚动地安置在轴承圈上。可选附加地，滚动轴承包括用于滚动体和/或密封垫片的保持架，以便密封滚动轴承以防止污染。在该改进方案中，优选地，轴承圈具有用于支承密封环和/或保持架的特别压制的滚动面。

本发明的另外的主题涉及一种用于制造环件的方法，环件即如上所述的，或者说根据上述权利要求中任一项所述的轴承圈。轴承圈由环状型坯制造。环状型坯被设计为空心环面体和/或圆环体，特别为环形管。环状型坯通过特别相对轴承圈适合的成型模具加工变形。经正火的钢材在这种情况下有利于成形工艺的效果。环状型坯加工为轴承圈是无屑的并且能够节省时间地并因此成本低廉地制造环件。

在本发明的改进方案中，环状型坯由直管制成。直管优选通过三辊弯卷机加工形成环状型坯，特别是环形管。环状型坯的环端相互连接，特别地通过加热方式相互连接，特殊地相互焊接在一起。特别地，能够使用自动焊接，电阻焊接或无附加材料的轨道焊接作为焊接方法，其中由此产生特别能负载的焊缝。

在本发明的可能的改进方案中，轴承圈在成型之后例如通过磨削被进一步加工。特别地，由此能够补偿加工变形过程中出现的不均匀或瑕疵。另外，两个管端的连接缝能够通过精加工进行平滑处理。

在本发明的优选的改进方案中，两个连接部段中的至少一个具有滚动面。滚动面与轴承圈的形状共同产生，或者通过精加工形成，例如通过压制形成。滚动面优选地被设计，使得能够在滚动面上安置保持架或密封垫片。

在本发明的可选的改进方案中，轴承圈被硬化。这例如通过热处理，特别是通过调制处理完成，其中，硬度通过调制处理能够达到50HRC。备选地，硬化能够通过轴承圈的氮碳共渗处理完成。

在本发明的另外的可能的改进方案中，轴承圈通过随后的涂层受到保护而免受外部影响。优选地，轴承圈通过塑料压力注塑包封，防止例如腐蚀。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明优选的实施例的阐述，给出本发明进一步的特征、优点和效果。附图是：

图1是轴承圈的轴向截面轮廓

图2是用于制造轴承圈的最重要的工艺步骤的流程图

具体实施方式

图1示出了作为本发明的一个实施例的轴承圈1在沿主轴线A的轴向截面中的轮廓。在轴承圈1上放上或放入作为滚动体的滚珠2。围绕主轴线A恒定地或不变地设计该轮廓，特别是轴向截面轮廓。轴承圈1因此被设计为围绕主轴线A的轴向截面轮廓的旋转体。

轴承圈1具有用于滚珠2滚动的滚道部段3。滚道部段3被设计为沟槽，特别是凹槽，并且关于主轴线A沿轴向开口。沟槽被设计为用于滚珠的导向件。该沟槽形成V形并且具有槽底4和两个槽壁5。槽壁5轻微凸起。槽底4被设计得这样深，使得滚珠2不接触槽底4。由此，在滚珠2与滚道部段3的沟槽，特别与槽壁5之间形成较小的接触区域，因此保持较低摩擦。

轴承圈1具有轴承底部部段6。轴承底部部段6是平坦的并且垂直于主轴线A。轴承底部部段6用于支承和/或固定轴承圈1并且因此用于将滚动轴承支承和/或固定在支撑结构和/或轴承配合件上。轴承底部部段6的平坦的形状使得能够稳定地竖立和/或稳定地固定在支撑结构上。

沿轴向相对滚道部段3地安置轴承底部部段6。特别地，滚动部段3朝向轴向一侧，轴承底部部段6朝向轴向另一侧。在该实施例中，滚道部段3被放置在轴承底部部段6上并且由轴承底部部段6支撑。

轴承圈1还具有两个侧支撑壁部段7。侧支承壁部段7分别与轴承底部部段6的一侧连接。为此，与轴承底部6连接的侧支撑壁部段7的端部被设计为弯曲的。安置侧支撑壁部段7垂直于轴承底部部段6和/或与主轴线A同轴。

轴承圈1具有两个连接部段8。两个连接部段8分别将两个侧支撑壁部段7中的一个与滚道部段3的两个端部中的一个相连接。连接部段8被设计为直角形。

径向外置的、远离主轴线A的两个连接部段8具有滚动面9。滚动面9例如在成型过程中冲压形成。备选地，滚动面9在精加工过程中冲压形成。滚动面9是平坦的并且构成平面，其中，该平面垂直于主轴线A。与径向内置的连接部段8相比，径向外置的连接部段8与滚动面9构成具有更小边缘半径的边缘。滚动面9用于支承或用于引导用于滚珠2的保持架和/或用于密封滚动轴承的密封环。

滚道部段3，轴承底部部段6，两个侧支撑壁部段7和两个连接部段8构成空腔。该空腔具有两个相互分开的空腔部段10。特别地，两个空腔部段10中的每一个由滚道部段3，轴承底部部段6，两个侧支撑壁部段7中的一个和两个连接部段8中的一个封闭。

空腔部段10在轴向截面中形成具有部段圆角的三角形。空腔部段10通过放置在轴承底部部段6上的滚道部段3彼此分离。

通过改变空腔部段10的形状，例如能够缓冲作用在滚珠2上并因此作用在滚道部段3上，特别作用在槽壁5上的轴向力。此外，与实心结构相比，空腔部段减小了轴承圈1的重量并因此减小了滚动轴承的重量。

图2示出了由直管11制造轴承圈1的工艺步骤的流程图。所示的是三个工艺步骤和一个可选的第四工艺步骤。从直管11开始，在第一工艺步骤100中，直管11被弯曲成开口环。将直管11变形成开口圈12例如通过三辊弯卷机完成。

在第二工艺步骤200中，弯曲成开口圈12的管的端部相互连接，形成环状型坯13。该连接例如通过热连接，特别是通过焊接完成。环状型坯被设计为形成为环面体形或圆环体形。

在第三工艺步骤300中，使环状型坯13形变。在此，环状型坯13的上侧环壁被沿轴向压制，直到环状型坯的上侧环壁与环状型坯13的下侧环壁贴靠。上侧环壁变形为凹陷部，直到滚道部段3构成沟槽。侧边的环壁保留并成为侧支撑壁。下侧环壁稍微更宽且更平坦，直到下侧环壁构成轴承底部部段6。这样使环状型坯13形变，使得产生根据图1的轴向截面轮廓。

例如，将环状型坯放入阴模中并且借助阳模这样进行压制，使得环状型坯13变形成具有沟槽的轴承圈1。在这种情况下，能够以这样的方式使轴承圈1的滚道部段3变形，使得滚道部段3贴靠在轴承底部部段6上。备选地，能够保持滚道部段3和轴承底部部段6之间的距离。

工艺步骤100至300特别适用于直径大于100毫米，优选直径直至1500毫米的滚动轴承的轴承圈1。

在可选的第四工艺步骤400中，轴承圈1被精加工。轴承圈例如通过磨削被精加工。可选地，轴承圈1附加地具有滚动面9，其中，滚动面9特别通过冲压形成。滚动面9例如用于支撑用于滚动体的保持架，特别是用于滚珠的保持架，和/或用于支撑用于防止滚动体受到污染的密封环。

附图标记列表

1 轴承圈

2 滚珠

3 滚道部段

4 槽底

5 槽壁

6 轴承底部部段

7 侧支撑壁部段

8 连接部段

9 滚动面

10 空腔部段

11 直管

12 开口环

13 环状型坯

A 主轴线

Claims (10)

1.一种用于滚动轴承的环件，其中，所述环件限定主轴线(A)，

其中，所述环件被设计为具有环绕所述主轴线(A)的空腔的空心环，

其中，在沿着所述主轴线(A)的轴向截面中所述空心环的壁是一体式的和/或无缝的，

其特征在于，

所述环件被设计为用于滚动体滚动的轴承圈(1)。

2.根据权利要求1所述的环件，其特征在于，所述壁具有用于所述滚动体滚动的滚道部段(3)，用于支承所述环件的轴承底部部段(6)，两个侧支撑壁部段(7)和两个用于将所述两个侧支撑壁部段(7)与所述滚道部段(3)连接的连接部段(8)。

3.根据权利要求1和2所述的环件，其特征在于，所述滚道部段(3)被设计为用于滚动体的沟槽。

4.根据上述权利要求中任一项所述的环件，其特征在于，所述空腔具有两个空腔部段(10)，其中，所述壁包围所述两个空腔部段(10)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的环件，其特征在于，所述滚道部段(3)与所述轴承底部部段(6)相间隔。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的环件，其特征在于，所述滚道部段(3)贴靠在所述轴承底部部段(6)上，其中，所述轴承底部部段(6)支撑所述滚道部段(3)。

7.一种滚动轴承，包括根据上述权利要求中至少一项所述的环件，其特征在于，所述滚动轴承被设计为轴向滚动轴承。

8.一种用于制造根据上述权利要求中至少一项所述的环件的方法，其特征在于，通过冲压工具由管状型坯(13)变形加工形成所述环件。

9.根据权利要求8所述的用于制造环件的方法，其特征在于，所述管状型坯(13)由直管(11)弯曲制成，其中，弯曲的管的端部相互焊接或通过其它形式热连接，形成所述管状型坯(13)。

10.根据权利要求8和9所述的用于制造环件的方法，其特征在于，所述环件在加工变形后被压制，以构成用于保持架或密封垫片的滚动面(9)。