CN113007229A - 用于安装滚动轴承的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及安装滚动轴承(1)，其方式在于，将两个轴承环(2，3)彼此偏心地设置，将滚动体(4)填充在彼此偏心地定位的轴承环(2，3)之间，并且使所述轴承环(2，3)中的至少一个轴承环变形。在此，使所述轴承环(2，3)塑性变形，其中其圆度改变。

Description

用于安装滚动轴承的方法
技术领域
本发明涉及一种用于安装滚动轴承的方法，其构成为偏心安装方法。
背景技术
例如从DE 10 2014 223 708 A1中已知这种偏心安装方法。通常，在偏心安装方法中，轴承内环相对于轴承外环偏心地定位，以便能够实现填充滚动体，例如滚珠。为了提高能填充的滚珠的数量，能够使轴承环之一弹性变形。在DE 10 2014 223 708 A1的情况中，提出两个轴承环的变形。
在GB 190811353 A中描述的用于安装滚动轴承的方法提出，轴承外环在安装时被置于近似三角形的形状。
在DE 2 137 979 A中也描述了一种偏心安装方法。在这种情况下，滚珠也填入到彼此偏心设置的轴承环之间的镰刀形的空间中。在轴承环的随后的定心过程中，发生外环或内环的小的弹性变形。
原则上也提供如下可行性，通过位于轴承环中的填充口将滚动体填入到两个轴承环之间的空间中。在从EP 2 143 835 B1中已知的轴承装置的情况中，轴承环的滚动体填充凹部的净宽略小于滚动体直径。通过轴承环的弹性变形，填充滚动体才应是可能的。
发明内容
本发明的目的是，相对于现有技术改进滚动轴承的偏心安装，使得在给定轴承尺寸和高的过程可靠性的情况下——即使在批量生产的条件下——也能合理地安装尽可能大数量的尽可能大的滚动体
根据本发明，该目的通过一种用于安装滚动轴承的方法实现。要安装的滚动轴承尤其是深沟球轴承。所述滚动轴承包括两个轴承环，所述轴承环在安装期间彼此偏心地设置。为了能够实现填充滚动体，使至少一个轴承环以原则上已知的方式弹性变形。
根据本发明，使所述轴承环在安装期间塑性变形，使得其圆度改变。圆度表明：工件环周线，即环形的、置于轴承环的外环周面上的或置于滚道底部中的线，偏离理想的基准圆多大程度，所述工件环周线位于相对于所述轴承环的中轴线法向的平面中。通常关于概念“圆度”参见标准DIN EN ISO 1101“几何产品规格”。
与通常的偏心安装方法不同，使所述轴承环的至少一个，典型地外环，在安装轴承时不仅弹性变形，而且变形直至到塑性的范围中。这意味着，轴承环在变形之后在没有外力作用的情况下具有与轴承环在变形之前同样在没有任何外力的情况下所具有的形状不同的形状。理论上除了轴承外环的变形之外，也可使轴承内环在安装期间变形。在任何情况下，通过在填充滚动体期间轴承环的变形——基于在填充之前存在的非圆形状——能实现趋近理想的圆形形状。
与此不同，所述安装方法也能构成为，使得在填充滚动体期间进行的轴承环的塑性变形，基于在填充之前存在的至少趋近理想的圆形形状，为趋近不太理想的非圆形状。这在如下情况下考虑，尽管远离理想的圆形，但轴承环的圆度仍保持在限定的公差范围内。在填充滚动体时塑性变形的优点在这种情况下在于在安装时相对于通常的方法明显增大的变形路径。
只要以轴承环趋近理想的圆形进行偏心安装，那么根据第一可行的方法实施方式，通过轴承环的塑性变形而有目的地产生在填充滚动体之前存在的、非圆的、即不是圆形的、典型地椭圆的形状，其中在热处理轴承环之后发生变形。通过在安装之前进行的塑性变形，优选将在所述轴承环的分别在外环周上测量的最大直径和最小直径之间的比例设定为至少1.000012和最大1.0004。所述直径比例也能涉及轴承环的滚道，以在滚道中心测量。
根据替选的方法实施方式，在填充所述滚动体之前以测量技术确定所述轴承环的在制造技术上给出的非圆状态。这意味着，在制造轴承环时有针对性地不引起与理想的圆形的限定的偏离。相反，假定这种偏离不可避免地由于制造技术条件产生。在以测量技术确定轴承环与理想的圆形的偏离之后，能够在轴承环上施加标记，所述标记表明关于偏离的位置和程度的信息。
已受到热处理的轴承环批次内，热处理可能导致在所述轴承环中的不同结果。因此可行的是，各个轴承环具有比其他轴承更多的奥氏体。每个轴承环具有或多或少明显清楚表明的与理想的圆形的偏离。如果在其奥氏体含量方面彼此不同的轴承环在安装之前承受将导致塑性变形的应力，那么路径受控地实现的该应力能够导致不同的结果：理想地热处理的实际上没有奥氏体的轴承环通过路径受控的机械应力没有经受剩余的变形，而在具有更高的奥氏体含量的轴承环处完全地出现这种塑性变形。在最后提到的情况下，在安装时至少部分地补偿塑性变形。在第一种情况下，即在更少的奥氏体含量的情况下，尤其缺少奥氏体时，更强的弹性变形总归是可行的。总的来说，根据本发明的方法设计用于，在轴承环热处理中允许偏差，并且尽管产生在轴承环之间存在的不同，但仍能够实现高的安装变形。这在如下情况中也适用，在所述情况中，在安装过程中没有达到轴承环的圆形的改进。
与是否已经有针对性地引起轴承环与理想的圆形的偏离无关或与轴承环与理想的圆形的偏离是否是制造技术条件的意外结果无关，轴承环随后的归入轴承安装的、到趋近理想的圆形的形状中的转换优选路径受控地进行。在此，导致轴承环的塑性变形的、指向轴承环的力矢量与所述轴承环的之前给出的非圆的至少趋近椭圆的形状的短轴围成90°±20°的角度，尤其90°±10°的角度。
填充到轴承环之间的滚动体优选是滚珠。所述滚珠能由金属的或陶瓷的材料制成。总的来说，滚动轴承优选构成为深沟球轴承。在滚珠在轴承环之间均匀地分布之后，能够安装滚动轴承保持架，例如呈板铆接保持架的形式。可选地，滚动轴承在一侧或双侧密封。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的两个实施例。其中示出：
图1示出要用作为滚动轴承的部件的、弹性变形的轴承环的示意性的超高的视图，
图2至图4示出在使用根据图1的轴承环的情况下用于制造滚动轴承的安装步骤，
图5示出与几何理想形状相比变形的轴承环，
图6示出在使用非精确统一形状的轴承环的情况下用于阐述滚动轴承环的批量生产的流程图。
只要没有另外说明，下面的阐述不仅涉及根据图1至5的实施例，而且涉及根据图6的实施例。彼此相应的或原则上起相同作用的部分在全部附图中用相同的附图标记表示。相应的内容适用于表征几何参数或其他参数。
具体实施方式
总体上用附图标记1表示的滚动轴承，即深沟球轴承，包括内环2和外环3作为轴承环2、3，滚珠作为滚动体4在所述轴承环之间滚动。滚珠4在偏心安装方法中在轴承环2、3之间置于其预设的位置中。内环2如外环3一样构成为一件式的轴承环，而没有填充口。在安装好的滚动轴承1内，滚珠4以本身已知的方式在轴承环2、3的槽形的滚道中滚动，使得在轴承环2、3之间不仅能传递径向力而且次要地能传递轴向力。
在根据图1至5的实施例中，外环3首先通过路径受控地施加的压力置于非圆的椭圆形状，所述形状在图1中夸张地示出。在图1中标明的变形路径SD1被这样地确定尺寸，使得其导致轴承环3的塑性变形。这意味着，轴承环3在其不再被压力加载之后不回到其初始的圆形形状。相反，保持轴承环3的显著的椭圆形变形。
在图2中示出在偏心安装方法中开始安装滚动轴承1。轴承环2、3在此彼此偏心地设置，以便实现填充滚动体4。随后，如在图3中所示，轴承环3塑性向回变形，其中由于轴承环3的弹性，首先通过轴承环3描绘出椭圆，所述椭圆的长轴正交于在根据图1的状态中给出的长轴a定向。
在填充滚动体4期间出现在轴承环3上的变形路径用SD2表示。与通常的偏心安装方法比较，所述变形路径SD2导致轴承环3的尤其大的椭圆形变形，这能够实现用数量尤其大的滚动体4，即滚珠，和/或尤其大尺寸的滚动体4填充。
在图4中粗略示出的安装步骤中，滚动体4均匀地分布在轴承环2、3的环周上。随后能以本身已知的方式安装滚动轴承保持架，例如由板材制成的铆接保持架。同样，能安装在轴承环2、3之间作用的密封件。
在图5中将外环3在其第一塑性变形之后呈现的形状与几何理想形状比较。相对于根据图1的设置，在图5中的外环3以转动90°的方式示出。在图5中外圆Ka围绕轴承环3的用5表示的外环周面。轴承环3的用6表示的内环周面以类似的方式与内圆Ki相切。标准圆Kn位于外圆Ka和内圆Ki之间，所述标准圆表示理想圆，所述理想圆在轴承环3的初始的未变形的状态中与外环周面5并且与内环周面6等距地间隔开。
在标准圆Kn的半径和内圆Ki的半径之间的差被称作为内部的半径差di。以类似的方式，在标准圆Kn的半径和外圆Ka的半径之间的差被称作为外部的半径差da。用dges表示在外圆Ka和内圆Ki之间的总半径差。在外环3弹性向回变形之后，如在图2中所示，半径差dges也保持大于零。随着通过压力FD2引起的第二塑性变形才以非常好的近似将半径差dges再次设定到零。
根据图6的实施例与根据图1至5的实施例的不同之处在于，取消轴承环3的第一塑性变形。相反，利用如下事实，即批量生产的轴承环3从一开始就具有能以测量技术获取的与理想圆形的偏离。制造设备7可提供批量生产轴承环3。总共n个生产出的轴承环3分别受到精确的测量。测量结果在图6用ME1至MEn表示。每个测量结果ME1至MEn尤其包含Ka、Ki和dges以及第二级圆度的长半轴的位置的精确说明。由此每个测量结果ME1至MEn描述一个轴承环3，如其在图5中理想地示出。借助于傅里叶分析，尤其快速傅里叶分析，进行轴承环3的形状的评估。
在获取测量结果ME1至MEn之后，所测量的轴承环3，在实施例中n件，根据所提到的几何特征，尤其根据总半径差dges被分级。产品组P1、P2是该分级的结果，各个轴承3被分配给所述产品组。产品组的数量不受到理论限制。根据生产条件也能定义产品组“理想形状”。在归入所述产品组的轴承环3中，在安装时的塑性变形能够意味着圆度变差，其中绝不脱离所限定的、涉及制成的滚动轴承1的圆度的公差范围。
只要借助制造设备7生产出的轴承环3具有明显偏离理想圆形的并且同时适合于继续加工的形状，那么每一个轴承环3的形状归为长轴用a表示并且短轴用b表示(图1)的椭圆，其中实际上能够存在与椭圆形状的偏离。施加从中可得知长轴a以及短轴b的位置的标记。长轴a和短轴b是第二级圆度的主轴。在任何情况下，在已经根据图2至4阐述的步骤中安装各个滚动轴承1紧接于轴承环3的分级。
附图标记列表
1 滚动轴承
2 内环
3 外环
4 滚动体
5 外环周面
6 内环周面
7 生产设备
a 长轴
b 短轴
da 外部的半径差
di 内部的半径差
dges 总半径差
SD1 变形路径
SD2 变形路径
Ka 外圆
Ki 内圆
Kn 标准圆
ME1至MEn 测量结果
P1，P2 产品组

Claims (10)

1.一种用于安装滚动轴承(1)的方法，其中将两个轴承环(2，3)彼此偏心地设置，将滚动体(4)填充在彼此偏心地定位的轴承环(2，3)之间，并且使所述轴承环(2，3)中的至少一个轴承环变形，
其特征在于，使所述轴承环(2，3)塑性变形，其中其圆度改变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在填充所述滚动体(4)期间进行的塑性变形，使所述轴承环(2，3)，从在所述填充之前存在的至少趋近理想的圆形形状起，转换成不太理想的非圆形状。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在填充所述滚动体(4)期间进行的塑性变形，使所述轴承环(2，3)，从在所述填充之前存在的非圆形状起，趋近理想的圆形形状。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在填充所述滚动体(4)之前，通过塑性变形产生所述轴承环(2，3)的非圆状态。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于，通过在填充所述滚动体(4)之前进行的塑性变形，将在所述轴承环(2，3)的能分别在外环周上测量的最大直径和最小直径之间的比例设定为至少1.000012和最大1.0004。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于，通过在填充所述滚动体(4)之前进行的塑性变形，将在所述轴承环(2，3)的能分别在滚道中心测量的最大滚道直径和最小滚道直径之间的比例设定为至少1.000012和最大1.0004。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在填充所述滚动体(4)之前，以测量技术确定所述轴承环(2，3)的在制造技术上给出的非圆状态。
8.根据权利要求3至7中任一项的方法，其特征在于，所述轴承环(2，3)通过塑性变形而转换成趋近理想的圆形形状借助于施加压力来实现，其中相应的变形路径(SD2)与所述轴承环(2，3)的之前给出的非圆形状的短轴(b)围成90°±20°的角度。
9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，将滚珠作为滚动体(4)填充到所述轴承环(2，3)之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述滚珠(4)在所述轴承环(2，3)之间均匀地分布之后，安装滚动轴承保持架。
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