CN111536156A - 包括对齐元件的轴承保持架分段 - Google Patents

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诺伯特·休恩
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哈拉尔德·梅茨
阿希姆·穆勒
阿尔弗雷德·拉迪纳
乔纳斯·席灵
马克西米利安·索尔纳
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Abstract

公开一种片材金属保持架(1)的轴承保持架分段(2；4)以及一种包括这种轴承保持架分段的片材金属保持架，特别地，轴承保持架分段用于滚针滚子轴承，轴承保持架分段包括第一环部分(10)、至少一个第二环部分(12)以及将第一环部分和至少一个第二环部分连接的多个桥(14)，用于接纳至少一个滚动元件的腔格(16)相应地形成在桥(14)之间，轴承保持架分段包括指向圆周方向的至少一个第一接头边缘(6；8)，该第一接头边缘(6；8)被构造为连接到第二接头边缘(6；8)，轴承保持架分段包括对齐元件(18；20)，对齐元件被构造为使第一接头边缘(6；8)在径向上、在轴向上和/或在周向上抵靠第二接头边缘(6；8)对齐。

Description

包括对齐元件的轴承保持架分段
技术领域
本发明涉及一种根据技术方案1的前序部分的片材金属保持架的轴承保持架分段。此外，本发明涉及包括这种轴承保持架分段的片材金属保持架。
背景技术
从现有技术已知这样的轴承保持架，其由一个或多个由片材金属制成的圆形保持架分段组成，这些保持架分段分别在它们的接头边缘(/接合边缘)(joint edge)处互相连接，例如通过焊接而互相连接。
在此，已知通过冲裁(punching)和冲压(stamping)产生这种轴承保持架分段的结构和轮廓。为此目的，在第一步骤中，使金属带沿着纵向方向间歇地运动，其中，通过冲压机(punch press)形成横向延伸的狭槽(slot)。在进一步的步骤中，使用横向切割装置将金属带切割至一定长度，从而形成梯状的片材金属部件，其中，该部件的“横档(rung)”形成轴承保持架分段的桥，部件的狭槽形成轴承保持架分段的腔格，部件的“侧轨(side rail)”形成轴承保持架分段的环部分。然后，在随后的步骤中，通过圆形成形(round-shaping)将环部分弯曲至期望的曲率半径。
在此，“切割至一定长度(/切割至适当的长度)(cutting to length)”通常在腔格的区域中进行，从而在环部分中的每个上形成接头边缘并且在接头边缘之间形成“部分腔格(/部分兜孔)(partial pocket)”。当将轴承保持架分段装配成最终的保持架时，这些接头边缘(经过后处理，这在下面将更详细地讨论)与以类似方式形成的另外两个接头边缘焊接在一起，从而通过连接“部分腔格”而形成“焊接腔格”。
然而，在产生焊接连接期间，存在这样的风险：保持架分段相对于彼此移位，并且然后不再准确地对齐，使得它们在连接状态下相对于彼此偏移。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种轴承保持架分段，其特别适用于产生(/形成)针对形成轴承保持架而言的准确连接。
该目的通过根据技术方案1的轴承保持架分段来实现。
在下文中，提供一种片材金属保持架的轴承保持架分段，特别是用于滚针滚子轴承，所述轴承保持架分段包括第一环部分、至少一个第二环部分以及将所述第一环部分和所述至少一个第二环部分连接到彼此的多个桥，其中，用于接纳至少一个滚动元件的腔格相应地形成在所述桥之间。所述轴承保持架分段包括指向圆周方向的至少一个第一接头边缘(/接合边缘)(joint edge)，所述第一接头边缘被构造为连接到第二接头边缘。如进一步优选的示例性实施方式所示，在此，所述第二接头边缘可以布置在同一轴承保持架分段上或布置在另一第二轴承保持架分段上。
在此，本发明基于的构思是：另外存在对齐元件，其使所述第一接头边缘在径向上、轴向上和/或周向上抵靠所述第二接头边缘对齐。由于对齐元件，待连接的接头边缘可以在连接过程(例如，可以是焊接过程)之前以精确对齐(/平接/齐平)的方式对齐。因此，可以避免或至少显著地降低接头边缘在连接状态下相对于彼此偏移的风险。
在此，所述轴承保持架分段可以被构造用于单列轴承保持架或多列轴承保持架。
根据另一示例性实施方式，所述第一接头边缘和所述第二接头边缘分别包括至少一个对齐元件。由此，可以提高对齐精度。
另外，所述第一接头边缘的第一对齐元件和第二对齐元件与所述第二接头边缘的对齐元件被构造为彼此互补的示例性实施方式是优选的。由此，通过对齐元件的互相接合而使接头边缘相对于彼此自动对齐。
另外，所述对齐元件被构造为使得接头边缘相对于彼此在轴向上和/或径向上的运动被限制或防止是有利的，从而可以便于连接过程并且能够更精确地执行连接过程。例如，所述对齐元件可以包括在周向上延伸不同距离的第一部分和第二部分，由此防止在接头边缘接触的情况下第一接头边缘可能相对于第二接头边缘移位。由此，实际上避免了在焊接期间接头边缘未精确对齐的风险。
在此，特别优选的是，对齐元件具有燕尾形状(dovetail shape)，因为由此可以在径向上、轴向上以及周向上实现对齐和运动限制。
根据另一示例性实施方式，至少一个对齐元件和/或至少一个接头边缘是通过激光切割形成的。接头边缘和/或对齐元件可以通过激光切割精确地制造。此外，接头边缘和/或对齐元件可以直接制成适合作为焊接边缘。以这种方式，不需要进行针对可靠的焊接连接的后处理。另外，由于激光切割，可以单独地(/个别地)制造轴承保持架分段，例如，通过由金属片材切割出，可以单独地(/个别地)制造轴承保持架分段。以这种方式，还可以避免如在现有技术中出现的材料损失。因此，制造变得更简单。
根据另一示例性实施方式，所述接头边缘布置在通过所述接头边缘和另一接头边缘的连接而待形成的桥的区域中。以这种方式，在接头边缘上为形成对齐元件提供足够的空间，从而可以精确对齐。此外，可以在桥表面上实现整体上扩大的连接表面。这是有利的，因为连接的稳定性可以因更大的连接表面而提高。因此，所述轴承保持架分段特别适用于产生针对形成轴承保持架而言的可靠连接。
接着，所述腔格可以被构造为具有较大的轴向延伸长度，从而可以使用较长的滚动元件，即，例如可以使用较长的滚针。以这种方式，可以提高相应地形成的轴承的载荷能力，使得轴承适合于支撑较高的轴承力。此外，从垂直于圆周方向的方向看，原则上也可以选择更小截面的环部分，由此可以实现相应的材料节省(/节约)。
此外，通过接头边缘的设计，在待形成的桥的区域中不形成端侧部分腔格，使得在上述现有技术中给出的“最终腔格”的材料损失已经可以避免。
在此，另外有利的是，对于在圆周方向上测量的用于形成待形成的桥的部分桥的宽度b，其保持为：0.5d≤b≤d，其中，d是在圆周方向上测量的桥的宽度。由于这种选择，待形成的桥可以在使用少量材料的情况下表现出用于焊接连接的足够的稳定性。
作为一种选择，接头边缘和/或对齐元件还可以形成在腔格的区域中。由于需要焊接较小的表面，因此允许更快但仍然精确的制造。
根据另一优选的示例性实施方式，腔格中的至少一个是被冲裁的。由于冲裁是简单且快速的制造工艺，因此，由此可以特别合适地制造腔格。
根据另一示例性实施方式，接头边缘在径向外侧和/或径向内侧包括倒角。由于这种设计，使得可以在产生焊接连接期间不形成在径向上或在轴向上突出超过相应的环部分的区域，特别地，不形成突出的焊缝(所谓的上焊珠(upper bead))。当通过重整形工艺(例如，通过轧制或铣削)形成倒角时，可以特别简单地制造倒角。
根据本发明的另一方面，提供一种片材金属保持架，特别用于滚针滚子轴承，所述片材金属保持架包括至少一个上述轴承保持架分段。在此，至少一个轴承保持架分段或多个轴承保持架分段在它们的接头边缘处通过材料结合连接(特别地，通过焊接)而进行连接。因此，整体上可以特别有利地制造所述片材金属保持架。在此，激光焊接或电阻焊接特别适合用作焊接。因此，可以实现焊缝特别小。所述片材金属保持架可以实现为单列或多列。
说明书、附图和权利要求书中指明了其他优点和有利的实施方式。在此，特别地，说明书中和附图中指明的特征的组合仅仅是示例性的，使得特征也可以单独存在或以其他方式组合。
在下文中，将使用在附图中描绘的示例性实施方式来更详细地描述本发明。在此，示例性实施方式和在示例性实施方式中示出的组合仅仅是示例性的，并不意图限定本发明的范围。该范围仅由未决权利要求限定。
附图说明
图1示出了轴承保持架分段的第一示例性实施方式的立体的细节示图，
图2示出了轴承保持架分段的第二示例性实施方式的立体的细节示图，
图3示出了轴承保持架分段的第三示例性实施方式的立体的细节示图，
图4示出了轴承保持架分段在它们焊接之前的截面视图，以及
图5示出了对应于图4在焊接之后的示图。
在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记表示。在下文中使用的方向标记(轴向、径向、周向)始终参照最终的轴承保持架。
附图标记列表
1 片材金属保持架
2 第一轴承保持架分段
4 第二轴承保持架分段
6、8 接头边缘
10 第一环部分
12 第二环部分
14 桥
16 腔格
18、20 对齐元件
22 待形成的桥
24、26 部分桥
28 引导表面
30 待形成的腔格
32 第一倒角
34 第二倒角
36 焊缝
具体实施方式
图1示出了片材金属保持架(sheet metal cage)1的第一示例性实施方式的细节图，片材金属保持架包括第一轴承保持架分段(/节段/段)(segment)2和第二轴承保持架分段4，第一轴承保持架分段2和第二轴承保持架分段4分别设置为在接头边缘(/接合边缘)(joint edge)6、8处抵接彼此。在此，替代第一轴承保持架分段2和第二轴承保持架分段4，还可以仅设置单个轴承保持架分段2，其包括在第一端处的接头边缘6和在第二端处的接头边缘8。
为了简单起见，在下文中假设金属保持架包括抵接彼此的至少两个轴承保持架分段2、4。
每个轴承保持架分段2、4包括第一环部分10、第二环部分12以及将第一环部分10和第二环部分12彼此连接的多个桥14。当然，替代在此描述的单列的轴承保持架，轴承保持架可以构造为多列的，并且包括多于两个的环部分，每个环部分通过桥而互相连接。
用于接纳至少一个滚动元件(未示出)的腔格16分别形成在桥14之间。在示出的示例中，片材金属保持架是滚针轴承保持架，并且腔格16均被构造用于接纳针状滚动元件。
如图所示，轴承保持架分段2、4在它们相应的接头边缘6、8处通过连接而彼此连接，特别地，通过材料结合连接(material-bonded connection)而彼此连接，例如通过焊接连接(/熔接连接)(weld connection)而彼此连接。在此，激光焊接或电阻焊接特别适合于产生该连接。
为了实现接头边缘6、8相对于彼此的精确对齐或实现轴承保持架分段2、4相对于彼此的精确对齐，对齐元件18、20分别设置在第一接头边缘6和第二接头边缘8上，对齐元件18、20被形成为彼此互补。在这里示出的示例性实施方式中，对齐元件18通过第一接头边缘6的突出部分形成，对齐元件18被接纳在对齐元件20中，对齐元件20被构造为以第二接头边缘8的凹部部分的形式而与所述突出部分互补。由此，轴承保持架分段2、4至少在轴向方向上相对于彼此对齐。此外，由于示出的设计，还限制轴向方向上的运动，从而确保在产生焊接连接期间也保持轴承保持架分段2、4的对齐。
如图1中进一步描绘的，接头边缘6、8布置在将通过该连接(接头边缘6和接头边缘8的连接)形成的桥22(在此还称为“焊接桥”22)的区域中。相应地，第一轴承保持架分段2包括第一“部分桥”24，第二轴承保持架分段4包括第二“部分桥”26，其中，由于相应的接头边缘6、8的连接，这些部分桥24、26形成待形成的桥22。由于在桥22的区域中形成接头边缘6、8，因此可以实现特别大的接触表面或连接表面，并且由此可以实现特别稳定和可靠的连接。在此，优选地，部分桥24、26分别具有沿圆周方向测量的宽度b，其适用于如下的：0.5d≤b≤d，其中，d是“标准”桥14的宽度。
优选地，接头边缘6、8通过激光切割形成。以这种方式，可以如此精确地成形接头边缘6、8，从而不再需要用于适合作为焊接表面的后处理。在此，通过激光切割工艺直接清洁表面。然而，腔格16还可以通过冲裁(punching)形成。
此外，如从图1还可以看出的，还可以在桥14上、焊接桥22上以及环部分2、4上形成用于引导滚动元件的引导表面28。例如，可以在对腔格16进行冲裁期间形成这些引导表面28。
图2示出了片材金属保持架1的第二示例性实施方式的相应的立体示图，其与图1类似，该片材金属保持架1由两个轴承保持架分段2、4组成。在此，也可以仅存在单个轴承保持架分段，该轴承保持架分段仅在其端部焊接在一起。在此，接合边缘6、8也布置在待形成的桥22的区域中。此外，在此示出了每个接合边缘不是仅具有一个对齐元件18、20，而是每个接头边缘设置有两个对齐元件18-1、18-2、20-1、20-2，其中，第一轴承保持架分段2的对齐元件18-1、18-2进而与另一轴承保持架分段4的对齐元件20-1、20-2相互作用，对齐元件20-1、20-2被构造为与对齐元件18-1、18-2互补。在此，第一接头边缘6包括具有突出部分的对齐元件18-1和具有凹部部分的对齐元件18-2，其与第二接头边缘8的互补地构造的相应的对齐元件20-1、20-2接合。以这种方式，在接头边缘6、8之间形成一种互锁。
在图3中示出的第三示例性实施方式中，轴承保持架分段2、4之间的连接设置在待形成的腔格30的区域中，并且具体地设置在环部分10、12上。另外，在此，每个轴承保持架分段2、4还在连接区域中包括至少一个对齐元件18-1、18-2、20-1、20-2，其中，在示出的示例性实施方式中，相应的对齐元件18-1、18-2、20-1、20-2在径向上向内地设置在环部分10、12上。另外，由于这种设计，轴承保持架分段2、4还相对于彼此对齐，并且至少限制了轴向方向上的运动。
图4和图5示出了两个轴承保持架分段2、4之间的连接的进一步的细节。因此，图4的截面图示出了接头边缘6、8的连接处于接头边缘6、8实际上接触但尚未焊接的状态。如从图4可以看出的，每个接头边缘6、8包括在径向外侧的第一倒角32和在径向内侧的第二倒角34。倒角32、34用于接纳可能因焊接工艺而产生的径向或轴向材料累积，例如，上焊珠。图5中示出了焊接之后的状态。在此可以看到通过焊接形成的焊缝36被容纳在倒角32、34提供的空间中，从而没有形成突起。
优选地，倒角32、34通过重整形(/再整形)(reshaping)产生，例如，通过轧制(rolling)或铣削(milling)产生。其中，激光切割和重整形可以借助于一个相同的机器进行。由此，不需要将轴承保持架1传送到另一工具，以形成倒角32、34。
总之，提供这样一种轴承保持架分段，其包括接头边缘，该接头边缘被构造为将要连接到另一接头边缘。在此，接头边缘包括对齐元件，一方面，对齐元件用于使接头边缘相对于彼此对齐，另一方面，有利地，对齐元件可以被构造为在材料连接(焊接)期间防止接头边缘的相对运动。因此，可以确保轴承保持架分段2、4在焊接之后还相对于彼此精确地对齐。

Claims (8)

1.一种片材金属保持架(1)的轴承保持架分段(2；4)，特别是用于滚针滚子轴承，所述轴承保持架分段(2；4)包括第一环部分(10)、至少一个第二环部分(12)以及将所述第一环部分(10)和所述至少一个第二环部分(12)彼此连接的多个桥(14)，其中，在所述桥(14)之间形成用于接纳至少一个滚动元件的腔格(16)，
其特征在于，所述轴承保持架分段(2；4)包括指向圆周方向的至少一个第一接头边缘(6；8)，所述第一接头边缘被构造为连接到第二接头边缘(6；8)，其中，所述轴承保持架分段(2；4)包括对齐元件(18；20)，所述对齐元件(18；20)被构造为使所述第一接头边缘(6；8)在径向上、在轴向上和/或在周向上抵靠所述第二接头边缘(6；8)对齐。
2.根据权利要求1所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，所述第一接头边缘(6；8)和所述第二接头边缘(6；8)均包括至少一个对齐元件(18；20)，其中，第一对齐元件(18；20)被构造为与第二对齐元件(18；20)互补。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，所述对齐元件(18；20)和/或所述接头边缘(6；8)是通过激光切割形成的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，所述接头边缘(6；8)布置在通过所述第一接头边缘(6；8)和所述第二接头边缘(6；8)的连接而待形成的桥(22)的区域中，和/或布置在待形成的腔格(30)的区域中。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，对于用于形成待形成的桥(22)的部分桥(24；26)的在圆周方向(U)上测量的宽度b，所述宽度b适用以下范围：0.5d≤b≤d，其中，d是在圆周方向上测量的所述桥(14)的宽度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，至少一个腔格(16)是被冲裁的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的轴承保持架分段(2；4)，其特征在于，所述接头边缘(6；8)在径向外侧和/或径向内侧包括倒角(32；34)，其中，优选地，所述倒角(32；34)是被重整形的，例如，所述倒角(32；34)是被轧制的或被铣削的。
8.一种片材金属保持架(1)，特别地，所述片材金属保持架(1)用于滚针滚子轴承，所述片材金属保持架(1)包括根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个轴承保持架分段(2；4)，其中，所述至少一个轴承保持架分段(2；4)或多个所述轴承保持架分段(2；4)在其接头边缘(6；8)处通过材料结合连接而进行连接，特别地，所述至少一个轴承保持架分段(2；4)或多个所述轴承保持架分段(2；4)在其接头边缘(6；8)处通过焊接而进行连接，优选地，所述至少一个轴承保持架分段(2；4)或多个所述轴承保持架分段(2；4)在其接头边缘(6；8)处通过激光焊接或电阻焊接而进行连接。
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