CN110905915B - 调心滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本公开关于一种调心滚子轴承(1)，包括：轴承内圈(10)；轴承外圈(20)；至少一列滚子元件(30)，介于轴承内圈与轴承外圈之间；保持架(40)，用于保持和/或引导滚子元件；护罩元件(50)，包括设置在调心滚子轴承的第一轴向侧处的环形护罩(51)，该环形护罩被构造用于防止异物进入内圈与外圈之间的内部空间(60)；护罩元件还包括从环形护罩突出的多个公连接元件(52)，保持架(40)包括设置在第一轴向侧处的保持架侧部(43)，保持架侧部包括多个母连接元件(44)，每个公连接元件插入到多个母连接元件中的相应的母连接元件，形成配对的连接元件(52、44)，从而将护罩元件连接到保持架侧部。

Description

调心滚子轴承
技术领域
本公开涉及一种调心滚子轴承(/自对准滚子轴承/自对中滚子轴承)(self-aligning roller bearing)，其包括被构造用于防止异物进入轴承的内圈与外圈之间的内部空间的至少一个护罩元件(shield element)。
背景技术
调心滚子轴承因其处理载荷高且还可以预期轴偏转的要求(/苛刻)应用的能力而已知。事实上，通过使用滚子来代替球，可以适应较大的载荷。此外，调心(/自对准)能力(即，使轴承的内圈和外圈相对错位的能力)保护轴承免受由轴偏转引起的内应力，因此轴承的使用寿命可能不会被这种偏转负面地影响。
存在不同类型的调心滚子轴承，其中最常见的类型之一可能是球面滚子轴承，它包括两列对称的滚子、一个共同的球形外圈滚道和与轴承轴线成一定角度倾斜的两个内圈滚道。外圈滚道中的球体的中心点位于轴承轴线处。还存在其他类型的调心滚子轴承。这样的其他示例可以是：1)具有两列不对称的滚子的球面滚子轴承，以及2)圆环滚子轴承，其包括一列滚子，并且其中，该轴承可以适应轴偏转和轴向轴位移两者。
还已知的是，使调心滚子轴承设置有用于密封内圈与外圈之间的开口的密封件。这种密封件可以设置在轴承的轴向侧面的外侧，或者它们可以一体化使得密封件位于轴承圈之间而不会在轴向上延伸到轴承的周缘(perimeter)之外。密封轴承的优点在于它防止异物进入轴承内部，并且还可以用于容纳润滑剂，诸如油脂。通常通过使用由橡胶制成的在周向上延伸的密封唇并使其与内圈或外圈接触来提供密封功能。
密封的调心滚子轴承的一个示例可以在US 9739313B2中找到，其公开了以多件式方式形成的密封单元，该密封单元包括至少一个密封唇以及相对于轴承的内圈和外圈可自由旋转的至少部分环形的主元件。密封唇在轴承圈的任意一个圈与主元件之间提供密封。因此，在密封单元与轴承圈之间将不会有无摩擦的旋转。
尽管以上示例可以提供包括一体化的密封的改进轴承，但是仍然需要努力进一步开发用于更多要求的应用的调心滚子轴承。
发明内容
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种改进的调心滚子轴承，或者至少提供一种良好的替代物。更特别地，本发明的目的在于提供一种具有改进的性能且尤其地适用于更多要求的应用的紧凑的调心滚子轴承。更进一步地，本发明的目的在于提供一种能够容易地替代开放式标准尺寸轴承(open standard dimension bearing)的改进的调心滚子轴承。
这些目的通过如方案1中指定的主题来实现。本发明的优选实施方式可以在从属方案中以及所附的说明书和附图中找到。
根据本发明，该目的通过一种调心滚子轴承来实现，所述调心滚子轴承包括轴承内圈、轴承外圈以及介于轴承内圈与轴承外圈之间的至少一列滚子元件。另外，所述调心滚子轴承包括：保持架，用于保持和/或引导滚子元件；以及护罩元件，包括设置在调心滚子轴承的第一轴向侧处的环形护罩。所述环形护罩被构造用于防止异物进入内圈与外圈之间的内部空间。所述护罩元件还包括从环形护罩突出的多个公连接元件，所述保持架包括设置在所述第一轴向侧处的保持架侧部，其中，所述保持架侧部包括多个母连接元件。每个公连接元件插入到多个母连接元件中的相应的母连接元件，并且形成配对的连接元件，从而将所述护罩元件连接到所述保持架侧部。
通过提出本发明，提供了一种改进的调心滚子轴承，其具有高密封性能，提供低摩擦旋转，并且还提供紧凑且鲁棒(robust)的构造而不延长轴承的周缘(perimeter)。通过提供如在此限定的护罩元件与保持架的保持架侧部的连接，将实现鲁棒且刚性的连接，由此将防止护罩元件从轴承松开。另外，在保持架侧部上提供连接还将使护罩元件能够被紧密地装配到轴承和保持架，从而轴承的周缘可以不被延长。因此，如在此所公开的调心滚子轴承能够容易地替换具有类似轴承圈尺寸的标准轴承。因此，已经设计有开放式标准轴承的应用(即，没有护罩元件或密封件的标准轴承)可以替代地使用根据本发明的调心滚子轴承，而无需对该应用进行重新设计。
应注意，本发明的护罩元件是相对于保持架的单独元件。
在此使用的术语轴向、径向和周向涉及轴承在其轴向方向、径向方向和周向方向上的方向。轴向方向对应于跟随(/沿)轴承的旋转轴线的方向。径向方向是轴承的与轴向方向垂直的径向方向，并且周向方向对应于跟随轴承的滚子元件的路径的方向。
作为一种选择，每对配对的连接元件可以在周向上设置在至少一列滚子元件中的相应的一对相邻的滚子元件之间。已经发现，通过像这样设置每对配对的连接元件，可以为护罩元件和保持架侧部的连接元件提供较多的可用空间。进而，这可以允许该连接更加鲁棒。更进一步地，每对配对的连接元件可以在径向上设置在调心滚子轴承的轴承节圆的上方和/或下方。轴承节圆对于技术人员来说是熟知的，并且可以被定义为与轴承的滚子元件的中心点相交的圆。通过将连接元件设置在轴承的节圆的上方和/或下方，较多的空间可用于在其相应的一对相邻的滚子元件之间的连接元件。因此，增加的可用空间可以允许连接元件被构造为具有特定的尺寸/形状，使得它们变得更加鲁棒。
作为一种选择，每个公连接元件可以在轴向上在至少一列滚子元件中的一对相邻的滚子元件之间延伸。因此，可以提供在轴向上较长的公连接件，这进而可以导致更加鲁棒的连接。
作为一种选择，每个公连接元件可以被压配到相应的母连接元件，并且形成配对的连接元件。已经发现压配连接提供鲁棒的连接，这也可以促进护罩元件的安装过程。压配构造可以使得能够通过将护罩元件按压到轴承的侧部上和/或通过在护罩元件上冲压而将护罩元件安装到轴承。
作为一种选择，调心滚子轴承可以在环形护罩的径向外表面与外圈之间设置有外径向间隙，使得在调心滚子轴承的使用期间在环形护罩与外圈之间的外径向间隙处提供无摩擦旋转。已经发现可以在不增加轴承的旋转期间的摩擦的情况下提供改进的密封功能，诸如增加轴承的旋转期间的摩擦可以是使用密封唇的情况。因此，可以提供低摩擦旋转以及高密封性能。仅作为示例，外径向间隙可以在0.5毫米-5毫米(mm)的范围内，诸如1mm-4mm、1mm-3mm或1mm-2mm。因此，外径向间隙具有一定的径向延伸(/宽度)并且还在轴承的圆周上延伸。优选地，外径向间隙的径向延伸绕着轴承的圆周大体上相同。仍然作为一种选择，调心滚子轴承可以在环形护罩的径向内表面与内圈之间设置有内径向间隙，使得在调心滚子轴承的使用期间在环形护罩与内圈之间的内径向间隙处提供无摩擦旋转。仅作为示例，内径向间隙可以在0.5mm-5mm的范围，诸如1mm-4mm、1mm-3mm或1mm-2mm。因此，内径向间隙具有一定的径向宽度并且还在轴承的圆周上延伸。优选地，内径向间隙的径向宽度绕着轴承的圆周大体上相同。
作为一种选择，环形护罩可以在轴向上设置在保持架侧部的外侧。
作为一种选择，环形护罩可以在轴向上完全设置在内圈和外圈内。
作为一种选择，保持架侧部可以是环形的并且在径向上延伸，使得保持架侧部接触内圈或外圈。因此，可以设置内圈引导的保持架或外圈引导的保持架，还增加轴承的密封功能。这种构造还可以为母连接元件提供改进的位置，即，母连接元件由此可以设置在轴承的节圆的上方和/或下方。
作为一种选择，保持架可以是内圈引导的、外圈引导的或由滚子元件引导的。更进一步地，双列调心滚子轴承还可以包括位于滚子元件列之间的导向环(/中挡圈)(guidering)。
作为一种选择，轴承可以是具有两列滚子元件的双列调心滚子轴承，诸如球面双列滚子轴承。作为一种选择，调心滚子轴承还可以是圆环滚子轴承。
作为一种选择，护罩元件可以由聚合物和锌合金中的任何一种制成。
作为一种选择，调心滚子轴承还可以包括两个护罩元件，其中一个设置在第一轴向侧，另一个设置在轴承的相对轴向侧，并且其中，第二护罩元件可以如第一护罩元件那样构造。
作为一种选择，每个公连接元件可以是在周向方向和/或在径向方向上可弹性弯曲的和/或可弹性压缩的。
如在此描述的多个配对的连接元件可以是两对或更多对连接元件，诸如3、4、5、6、7、8、9、10或更多对连接元件。作为一种选择，成对的连接元件可以绕着护罩元件的圆周等角度地设置。仍然作为一种选择，即使提供仅有一种连接元件的护罩元件可能是优选的，但是例如出于制造和组装目的，除了多个连接元件之外还可以存在其他连接元件。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明的示例性和优选的实施方式，其中：
图1描绘了根据本发明的示例实施方式的调心滚子轴承的三维视图；
图2描绘了如图1中描绘的示例实施方式的另一三维视图；
图3描绘了根据本发明的示例实施方式的当护罩元件安装到轴承上时的调心滚子轴承的三维视图；以及
图4描绘了如图3所示的调心滚子轴承的另一三维视图。
附图示出了本发明的示意性的示例性实施方式，因此不一定按比例绘制。应当理解，示出和描述的实施方式是示例性的，并且本发明不限于这些实施方式。还应注意，附图中的一些细节可能被夸大，以便更好地描述和说明本发明。在整个详细描述中，除非另外明确表达，否则相同的附图标记指示相同的元件。
具体实施方式
参照图1至图4，示出了根据本发明的示例实施方式的调心滚子轴承(self-aligning roller bearing)1的三维视图和剖视图。在该实施方式中，轴承1被构造为双列球面滚子轴承，包括第一列滚子元件30和第二列滚子元件70。轴承1还包括轴承内圈10和轴承外圈20，其中，两列滚子元件30和70相应地介于轴承内圈10与轴承外圈20之间。圈10和圈20被构造为相对于轴承的旋转轴线X相对旋转。此外，调心滚子轴承1包括保持架40和护罩元件50，保持架40用于保持和/或引导滚子元件，护罩元件(/防尘盖/防尘罩)(shieldelement)50包括设置在调心滚子轴承1的第一轴向侧处的环形护罩51。此外，轴承1设置有导向环(/中挡圈)(guide ring)80，用于引导第一列滚子30和第二列滚子70之间的滚子元件。
如图1中可见，在此示出了尚未连接到轴承1时的护罩元件50。环形护罩51被构造为用于防止异物进入内圈10与外圈20之间的内部空间60的屏障(barrier)。护罩元件50还包括从环形护罩51突出的多个公连接元件52，并且保持架40包括设置在第一轴向侧处的保持架侧部43，其中，保持架侧部43包括多个母连接元件44。每个公连接元件52插入多个母连接元件中的相应的母连接元件44中，并且形成配对的连接元件，从而将护罩元件50连接到保持架侧部43。在该特定实施方式中，每对配对的连接元件52和44在周向上设置第一列滚子元件30中的相应的一对相邻的滚子元件31和32之间。这将为护罩元件50的连接元件52提供更多的可用空间。更进一步地，每对配对的连接元件52和44在径向上设置在调心滚子轴承1的轴承节圆的下方，或者作为一种选择，至少母连接元件44的中心轴线在径向上设置在轴承节圆的下方。通过将连接元件设置在轴承节圆的下方，将有更多的空间可用于在相应的一对相邻的滚子元件31和32之间的连接元件52和44。更进一步地，例如，如图3所示，每个公连接元件52在轴向上在第一列滚子30中的一对相邻的滚子元件31和32之间延伸。由此，可以提供在轴向上较长的公连接元件52。公连接元件52被压配到其相应的母连接元件44中。在此，通过在连接元件52上设置外凸出(bulging)部分来实现压配，当将凸起部分按压穿过母连接元件44时，凸起部分的外边缘可以被压缩，在该实施方式中，母连接元件44是孔的形式。当外凸起部分已经被按压穿过孔44时，它将恢复其原始形状和尺寸，从而将护罩元件50牢固地连接到保持架40。因此，公连接元件52在轴承的周向方向和径向方向上是可弹性压缩的。技术人员将理解，公连接元件52可以被不同地构造并且仍然提供如上所述的相同功能。
调心滚子轴承1还在环形护罩的径向外表面511与外圈20之间设置有外径向间隙d1，使得在调心滚子轴承1的使用期间在环形护罩51与外圈20之间的外径向间隙d1处提供无摩擦旋转。此外，尤其如图4中示出的，护罩元件50设置在内圈10和外圈20的轴向延伸部内，从而提供紧凑的轴承设计。
应该理解，本发明不限于上面描述和在附图中示出的实施方式；相反，技术人员将理解可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和变型。

Claims (9)

1.一种调心滚子轴承(1)，包括，
轴承内圈(10)，
轴承外圈(20)，
至少一列滚子元件(30)，介于所述轴承内圈与所述轴承外圈之间，
保持架(40)，用于保持和/或引导所述滚子元件，
护罩元件(50)，包括设置在所述调心滚子轴承(1)的第一轴向侧处的环形护罩(51)，所述环形护罩(51)被构造用于防止异物进入所述内圈(10)与所述外圈(20)之间的内部空间(60)，
所述护罩元件(50)还包括从所述环形护罩(51)突出的多个公连接元件(52)，
所述保持架(40)包括设置在所述第一轴向侧处的保持架侧部(43)，其中，所述保持架侧部(43)包括多个母连接元件(44)，
其中，每个所述公连接元件(52)插入到所述多个母连接元件(44)中的相应的母连接元件(44)，形成配对的连接元件(52、44)，从而将所述护罩元件(50)连接到所述保持架侧部(43)，
所述调心滚子轴承(1)在所述环形护罩(51)的径向外表面(511)与所述外圈(20)之间设置有外径向间隙(d1)，使得在所述调心滚子轴承(1)的使用期间在所述环形护罩(51)与所述外圈(20)之间的所述外径向间隙(d1)处提供无摩擦旋转，
所述保持架(40)是袋式保持架且所述轴承内圈(10)和所述轴承外圈(20)的轴向两侧不具有凸缘，
所述外径向间隙(d1)在1mm-3mm之间。
2.根据权利要求1所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，每对配对的连接元件(52、44)在周向上设置在所述至少一列滚子元件(30)中的相应的一对相邻的滚子元件(31、32)之间。
3.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，每对配对的连接元件(52、44)在径向上设置在所述调心滚子轴承(1)的轴承节圆的上方和/或下方。
4.根据权利要求1所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，每个所述公连接元件(52)在轴向上在所述至少一列滚子元件(30)中的一对相邻的滚子元件(31、32)之间延伸。
5.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，每个所述公连接元件(52)被压配到相应的母连接元件(44)，形成配对的连接元件(52、44)。
6.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，所述调心滚子轴承(1)在所述环形护罩(51)的径向内表面(512)与所述内圈(10)之间设置有内径向间隙，使得在所述调心滚子轴承(1)的使用期间在所述环形护罩(51)与所述内圈(10)之间的所述内径向间隙处提供无摩擦旋转。
7.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，所述环形护罩(51)在轴向上设置在所述保持架侧部(43)的外侧。
8.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，所述环形护罩(51)在轴向上完全设置在所述内圈(10)和所述外圈(20)内。
9.根据权利要求1或2所述的调心滚子轴承(1)，其特征在于，所述保持架侧部(43)是环形的并且在径向上延伸，使得所述保持架侧部(43)接触所述内圈(10)或所述外圈(20)。
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