CN110030272A - 用于滚动轴承的柔韧的保持架 - Google Patents

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Abstract

一种属于机动车辆用的车轮轮毂组件(10)的滚动轴承(30)的柔韧的保持架(39、40)，具有大致圆形的肋(41)和多个指部(42)，所述指部(42)从所述肋(41)的一侧延伸并具有基部部分(42a)，所述肋(41)和所述指部(42)具有部分球面状的凹入表面(44、45、46)，所述凹入表面(44、45、46)一起限定出多个部分球面状的容腔(43)以用于保持对应的滚动体(32、33)。所述肋(41)具有：大致直的部分(47)，所述直的部分(47)中的每一者一体地连接到指部(42)的基部部分(42a)；大致倾斜的部分(48)和突出部分(49)。

Description

用于滚动轴承的柔韧的保持架
技术领域
本发明特别适用于(尽管不唯一)机动车辆的车轮轮毂组件，所述组件设置有滚动轴承。这些应用包括以下两种情况：轴承的外圈旋转而轴承的内圈固定的情况；以及内圈旋转而外圈固定的相反情况。本发明还适用于任何型式的滚动体(球、滚子、圆锥滚子等)。特别地，本发明涉及一种创新的用于轴承的滚动体的保持架。有利的是本发明可应用于(但不唯一)具有双列球的轴承单元。
背景技术
为了更好地理解当前技术状况和与其相关联的问题，首先将描述已知型式的用于滚动体的保持架。参照图1-图5，传统的保持架10由圆形基部肋11和从肋11的一侧延伸的多个在周向上间隔开的指部12形成，其中指部12具有基部部分12a。基部肋11和指部12具有部分球面状的凹入表面14、15、16，它们(/凹入表面14、15、16)一起限定出多个用于保持球(图5中的20或21)的部分球面状的兜孔或容腔13。
肋11是连续(的)结构元件，其沿着保持架在周向上延伸并形成坚固的(solid)基部，以使得为保持架总体提供必要的刚度，以用于保持每列的球沿着轴承的滚道在周向上均等地间隔开。
在具有双列球的轴承中(图5)，两个保持架的肋11位于两(/各)(either)侧，并在中间有少量轴向游隙(play)。在许多应用中，这种型式的轴承必须是轴向紧凑的。为此目的，在过去已经提出制造单个保持架，该保持架在其相对侧形成两列兜孔以用于两个对应列的球。尽管实现了轴向质量(axial mass)的减小，但由于存在单个肋而不是两个(肋)，因此该保持架未产生令人满意的结果。如本领域技术人员所知的，在某些工作状况下，由于作用在轴承上的非对称载荷，上述型式的轴承的两列球以不同的速度滚动。在这些状况下，前述单个保持架迫使两列球以相同速度旋转。结果，在球与保持架的兜孔之间产生过量的接触(因此产生相当大程度的摩擦)。从长远来看，这会导致兜孔的表面熔化(melting)。
为了解决这个问题，已在EP1847725中提出了一种不同的保持架。参照图6，图6也与现有技术有关，在用于球轴承10的保持架中，多个在周向上间隔开的指部12从保持架的第一侧延伸。指部具有凹入表面15、16，凹入表面15、16形成了相应的多个用于包含球的兜孔13。每个兜孔13由两个连续的指部12的凹入表面15、16限定，并且形成了球面(状)表面S的一部分。指部12具有通过连续的圆形肋11结合在一起的基部部分12a。肋11相对于基部部分12a在径向内侧位置沿周向延伸，不大致沿轴向突出超过在保持架的与第一侧相对的第二侧与球面(状)表面S相切的径向平面P。该解决方案尽管构成了相对于前述解决方案的改进并且减小了保持架与滚动体之间的摩擦，但是不能得到期望的所述摩擦的减小。
此外，已知的解决方案在某些场合下不允许保持架被从轴承的同一(/相同)侧安装，这是因为待定位在距安装侧有一定距离的位置(处)的保持架必须穿过可能存在于轴承的圈中的一者上的肩部，所述肩部因而防止所述保持架在组装操作期间穿过。
因此，存在设计一种没有前述缺点的用于滚动轴承的保持架的需求。尤其是，存在进一步减小在所述保持架与滚动体之间产生的摩擦力并允许从滚动轴承的同一侧安装保持架的需求。
发明内容
本发明的一个目的是限定一种用于车轮轮毂组件的滚动轴承的所谓的柔韧的保持架，其同时确保了(两者)所述列的滚动体的保持(尽可能地减小所述保持架与滚动体之间的摩擦)以及滚动体的均等间隔的布置。
根据另一个目的，这种新颖的所谓的柔韧的保持架能够在组装在车轮轮毂组件上的过程期间变形。
利用该解决方案，能够避免特定(specific)设计的用于车轮轮毂组件的轴承，即，用于其组装和/或由于尺寸限制，需要产生不同设计的轴向内侧列的和轴向外侧列的保持架。
能够对轴向内侧的保持架和轴向外侧的保持架使用相同的设计意味着两列滚动体可以具有相同数量的滚动体和相同的滚动直径，从而改善了轴承的载荷能力。
此外，这种新颖的柔韧的保持架确保了在轴承旋转期间接触面积减小，因此滚动体与保持所述滚动体的保持架的表面之间的摩擦减小，以及(确保了)均等间隔布置的滚动体。
因此，根据本发明，描述了一种柔韧的保持架，其由塑料材料制成并意在用于车轮轮毂组件的轴承单元，所述保持架被构造成使得在成型之后和在组装在轴承上期间，其最大总直径可以通过施加外部圆周力而减小。因此，以这种方式，能够克服可能在安装期间存在的尺寸限制。在将保持架正确地定位在轴承内部之后，圆周力的移除具有以下效果：保持架恢复到其正确的形状并且准备好使用标准的安装程序接纳滚动体。该柔韧的保持架具有在本说明书所附的独立技术方案中描述的特征。
本发明的进一步优选和/或特别有利的实施方式被根据在所附从属技术方案中指出的特征来说明。
附图说明
现将参照附图来描述本发明，附图示出了本发明的实施方式的许多非限制性示例，在附图中：
-图1和图2是根据现有技术的用于滚动轴承的保持架的截面图；
-图3和图4是从示出了图1和图2所示的相同的保持架的两个相对侧看的立体图；
-图5是设置有两个根据图1-图4的用于包含和保持球的保持架的滚动轴承的局部截面图；
-图6是根据现有技术的第二种型式的用于滚动体的保持架的截面图；
-图7是设置有两个根据本发明的一实施方式的用于包含和保持球的柔韧的保持架的滚动轴承的局部截面图；
-图8是根据本发明的一实施方式的柔韧的保持架的前视图；
-图9是根据图8的保持架被施加外部圆周力(时)的前视图；以及
-图10是根据图8的保持架和轴承的轴向外侧滚动圈在将所述保持架组装在滚动轴承内部期间的截面图。
具体实施方式
现在参照图7，根据本发明的一优选实施方式的车轮轮毂组件(wheel hubassembly)总体上用10表示。这些图示出了通过示例阐述的构造的细节。如在介绍中提到的，本发明不仅可适用于下述构造，而且还可以通常(generally)适用于机动车辆用的任何车轮轮毂组件。
组件10包括轮毂20和轴承单元30，其中轮毂20优选但不一定是静止的。轮毂20被构造成还承担(assume)轴承的径向内圈的功能。在整个本说明书和在权利要求书中，表示位置和方向的术语和表达(诸如“径向”和“轴向”)被理解为相对于轴承单元30的中心旋转轴线X而言。而(instead)诸如“轴向外侧”和“轴向内侧”的表达是相对于安装状态而言，在具体情况下，优选分别相对于车轮侧和相对于与车轮侧相反的一侧而言。
轴承单元30包括：径向外圈31，其优选但不一定是可旋转的，并且设置有对应的径向外滚道31’；至少一个径向内圈20、34，其是静止的并且设置有对应的径向内滚道20’，34’；和两列滚动体32、33，在本示例中为球。轴向外侧的滚动体32的列布置在径向外圈31与具有径向内圈的功能的轮毂20之间，而轴向内侧的滚动体33的列布置在径向外圈31与径向内圈34之间。为了更易于说明起见，附图标记32、33将被用来标识单个球和球的列。还为了简便起见，术语“球”可以以示例的方式用在本说明书和附图中来代替更通用的术语“滚动体”(同样地，相同的附图标记将被使用)。应当一直理解的是，可以使用任何其它滚动体(例如，滚子、圆锥滚子、滚针滚子等)来代替球。
由于下面将要描述的特征，所述列的滚动体32、33被创新的和所谓的柔韧型式的相应的保持架39、40保持就位。
根据本发明的一个实施方式的柔韧(的)保持架被在图8中通过附图标记40示出，在所描述的实施方式的示例中，是轴向外侧(的)保持架。完全明显(/显而易见)(evident)的是，保持架40的相同描述同样可适用于轴向内侧(的)保持架39。优选的是描述轴向外侧保持架，因为它是这样的保持架：在安装在轴承中的操作期间必须要穿过径向外圈31的最小总直径DK以便到达其在轴承上的轴向外侧位置(的保持架)。
通过由塑料材料成型而得到的保持架40由大致圆形的基部肋41和从肋41的一侧延伸的多个在周向上间隔开的指部42形成，其中指部42具有基部部分42A。基部肋41和指部42具有部分球面状的凹入表面44、45、46，其(/所述凹入表面44、45、46)具有比根据现有技术的保持架的表面小的延伸(/延伸部)(extension)，并且一起限定出多个部分球面状的兜孔(/腔格)或容腔43，以用于保持对应的球(图7中的32或33)。
正如所知的那样，肋41是连续的结构元件，其沿着保持架在周向上延伸并形成坚固的基部(solid base)，以使得为保持架总体提供必要的刚度，以用于沿着轴承的滚道保持各列的球在周向上均等地间隔开。然而，根据本发明的保持架的设计，设计(/设想)了肋41具有与其几何形状相关联的更大的柔韧性(flexibility)，同时确保其总体刚性。如能够从图8看到的，肋41具有：大致直(的)部分47，每个直的部分47一体地连接到指部42的基部部分42a；大致倾斜(的)部分48和突出部分49。所述(这些)部分以顺序47-48-49-48-47等重复，即，直部分47一体地连接到倾斜部分48，进而一体地连接到突出部分49，突出部分49一体地连接到另一倾斜部分48。该倾斜部分48一体地连接到新的直部分47，重复该顺序，直到完成肋41的大致圆形形状为止。这种形式(/形状)为肋41提供了相当大(/重大)(significant)程度的柔韧性，尤其是在由具有附图标记1的箭头所表示的点处。
参照图9，由于肋41的柔韧性，由箭头3示意性地表示的并施加于指部42的外部圆周力(circumferential force)的施加将引起围绕保持架40的圆周C的直径Φ减小。换言之，保持架40将被朝向其中心2压缩，以使得总体上具有更小的圆周体积(/容积)(circumferential volume)。
图10以示意的形式示出了根据本发明的保持架40的用于将其安装在径向外圈31内部的轴向外侧位置的可能应用。从轴向内侧安装的保持架40由于其柔韧性(因)而可以穿过径向外圈31的最小直径DK。
特别是，保持架40在位置a(处)处于未变形状态，而箭头4表示在径向外圈31内的安装状态。在一些应用中，圆周C的直径Φ(其表示保持架的最大体积)可以大于径向外圈31的最小总直径DK，使得不能从轴向内侧安装保持架。相反的是(/而)(instead)根据本发明，由于肋41的柔韧性和施加于指部42上的圆周外(部)力3，圆周C的直径Φ减小，并且小于径向外圈31的直径DK。在图10中这可以被看到，保持架处于变形构造b，其(/变形构造b)能够穿过径向外圈的直径DK的较窄的截面5。一旦保持架40被定位在座中，(就可以)移除外部圆周力，使保持架返回其原始形状(图10中的构造c)，此时(at this point)将能够执行球的标准安装。因此以这种方式能够将保持架40从轴向内侧安装在径向内圈内(部)。
这种创新的柔韧的保持架提供了许多优点：首先，能够设计具有对称列的滚动体的滚动轴承，从而避免了对轴承的载荷能力产生负面影响；此外，滚动体与保持架之间的小的接触面积允许实现摩擦的进一步减小；纤细(slim)和柔韧形式的保持架还导致所使用的塑料材料的量减少；最后，柔韧形式的保持架大大有利于保持架的安装。
除了本发明的实施方式之外，如上所述，应当理解的是许多另外的变型是可能的。还应当理解的是，所述实施方式仅仅是示例，而并不限制本发明的主题、也不限制其应用、也不限制其可能的构造。相反，尽管上面提供的说明使得本领域技术人员能够至少以其构造的示例之一实施本发明，但是应当理解，所描述的组成部件的许多变型是可行的，由此不脱离本发明的范围，本发明的范围如在所附权利要求中限定、按字面解释和/或根据其法律等同物。

Claims (5)

1.一种属于机动车辆用的车轮轮毂组件(10)的滚动轴承(30)的柔韧的保持架(39、40)，包括大致圆形的肋(41)和多个指部(42)，所述指部(42)从所述肋(41)的一侧延伸并具有基部部分(42a)，所述肋(41)和所述指部(42)具有部分球面状的凹入表面(44、45、46)，所述凹入表面(44、45、46)一起限定出多个部分球面状的容腔(43)以用于保持对应的滚动体(32、33)，其特征在于，所述肋(41)具有：大致直的部分(47)，所述直的部分(47)中的每一者稳定地连接到指部(42)的基部部分(42a)；大致倾斜的部分(48)和突出部分(49)。
2.根据权利要求1所述的柔韧的保持架(39、40)，其特征在于，所述部分根据预定序列沿着所述肋(41)定位，使得第一直的部分(47)稳定地连接到第一倾斜部分(48)，所述倾斜部分(48)稳定地连接到突出部分(49)，所述突出部分(49)稳定地连接到第二倾斜部分(48)，所述第二倾斜部分(48)稳定地连接到第二直的部分(47)，所述第二直的部分(47)开始新序列的元件。
3.根据权利要求1或2所述的柔韧的保持架(39、40)，其特征在于，其被以如下方式构造成使得在组装在所述滚动轴承的径向外圈(31)内部期间，施加到所述肋(41)的指部(42)的圆周外力(3)使界定所述保持架(39、40)的圆周(C)的直径(Φ)减小到低于所述径向外圈(31)的最小直径(DK)的值。
4.一种用于机动车辆的车轮轮毂组(10)，包括轮毂(20)和滚动轴承(30)，所述滚动轴承(30)进而包括：
-径向外圈(31)，其设置有对应的径向外滚道(31’)，
-径向内圈(20、34)，其设置有对应的径向内滚道(20’、34’)，
-两列滚动体(32、33)，其位于相应的内滚道与外滚道之间，所述组(10)的特征在于，所述两列滚动体(32、33)被相应的根据权利要求1至3中的任一项所述的柔韧的保持架(39、40)保持就位。
5.一种用于将根据权利要求1至3中的任一项所述的柔韧的保持架(39、40)组装在属于根据权利要求4所述的用于机动车辆的车轮轮毂组(10)的滚动轴承(30)内部的方法，所述方法包括以下步骤：
-从所述滚动轴承(30)的径向外圈(31)的轴向内侧定位所述柔韧的保持架(39、40)；
-向所述柔韧的保持架(39、40)施加圆周外力(3)，以使界定所述柔韧的保持架(39、40)的圆周(C)的直径(Φ)减小；
-将所述柔韧的保持架(39、40)穿过所述径向外圈(31)的最小直径(DK)插入所述径向外圈(31)内部；
-将所述柔韧的保持架(39、40)定位在其位于所述径向外圈(31)内部的座中；
-去除所述圆周外力(3)，使得所述柔韧的保持架(39、40)恢复其原始形状。
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