CN113107978A - 保持架和滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种保持架，其包括：第一环形构件和第二环形构件；多个杆构件，使第一环形构件和第二环形构件相互连接，并且在第一环形构件和第二环形构件的圆周方向上分布，使得在它们之间形成多个滚子腔格；多个第一轴向突起部分，设置在第一环形构件的面对所第二环形构件的轴向内侧；多个第二轴向突起部分，设置在第二环形构件的面对第一环形构件的轴向内侧；每对轴向突起部分与一个相应的滚子腔格相关联，每个轴向突起部分被构造为当滚子元件设置在滚子腔格中时延伸到在滚子元件的每个轴向端面上的第一滚子凹部和第二滚子凹部，从而防止滚子元件在被保持在滚子腔格中时从滚子腔格脱出。本公开还涉及一种滚子轴承。

Description

保持架和滚子轴承

技术领域

本公开涉及一种用于将多个滚子元件保持在滚子轴承中和/或保持到滚子轴承的保持架。

背景技术

在一些类型的可旋转的载荷轴承(/承载)应用中，提供能够适应轴错位(/轴不对中)(shaft misalignment)和轴向轴位移的至少一个滚子轴承可能是有利的。这些可旋转的载荷轴承应用通常包括可以设置在可旋转的轴或不可旋转的轴上的定位轴承位置和一个或多个非定位轴承位置。前述滚子轴承通常设置在非定位轴承位置处。

此外，许多可旋转的载荷轴承应用需要在其使用寿命内进行维修。在维修期间，经常需要拆卸该应用，还需要从滚子轴承的轴承位置拆下滚子轴承。这个过程可能是困难且耗时的，并且在拆卸滚子轴承时也可能损坏滚子轴承。例如，滚子轴承可能卡在其轴承位置处，并且可能需要专用工具和/或较大的拉力才能卸下滚子轴承。

便于拆卸过程的一种方式可以是提供可分离的滚子轴承。可分离的滚子轴承被构造为使得滚子轴承的轴承圈中的一者可以以与轴承位置分离的方式拆下，而另一个轴承圈则保持在轴承位置处。已经发现，当拆下其中一个圈时，可以支撑在保持架中的滚子可能脱出。这可能导致滚子意外脱出并损坏，这也可能有安全风险，例如，对维护人员有安全风险。

因此，致力于开发消除或至少减少上述挑战的改进的解决方案。

发明内容

鉴于以上内容，本文的实施方式的目的是提供一种保持架，其用于将多个滚子元件保持在滚子轴承中和/或保持到滚子轴承，所述保持架克服或改善现有技术的缺点中的至少一个，或提供有用的替代品。

根据本发明的第一方面，该目的通过根据方案1的用于将多个滚子元件保持在滚子轴承中的保持架来实现。根据本发明的第二方面，该目的通过根据方案7的滚子轴承来实现。

根据本发明的第一方面，该目的通过如下用于将多个滚子元件保持在滚子轴承(/滚动轴承)(roller bearing)中的保持架来实现，所述保持架包括：第一环形构件和第二环形构件；多个杆构件，使所述第一环形构件和所述第二环形构件相互连接，并且在所述第一环形构件和所述第二环形构件的圆周方向上分布，使得在所述多个杆构件、所述第一环形构件和所述第二环形构件之间形成多个滚子腔格(/兜孔)(pockets)；其中，所述保持架还包括：多个第一轴向突起部分，设置在所述第一环形构件的面对所述第二环形构件的轴向内侧；多个第二轴向突起部分，设置在所述第二环形构件的面对所述第一环形构件的轴向内侧；其中，所述多个第一轴向突起部分中的每个轴向突起部分与所述多个第二轴向突起部分中的相应第二轴向突起部分相关联，从而形成多对轴向突起部分，其中，每对轴向突起部分与一个相应的滚子腔格相关联，其中，每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分被构造为当滚子元件设置在所述滚子腔格中时每个轴向突起部分延伸到(extend into)在所述滚子元件的每个轴向端面上的相应第一滚子凹部和第二滚子凹部中，从而防止所述滚子元件在被保持在所述滚子腔格中时从所述滚子腔格脱出。

通过提供如本文所阐述的保持架，实现针对滚子元件改进的保持功能。实际上，发明人已经认识到，凭借保持架提供了即使在可分离的滚子轴承的轴承圈已经分离之后滚子元件仍将被保持，本构造可以有利地用于可分离的滚子轴承中。这通过保持架的构造来实现，特别地，通过使用设置在保持架上的轴向突起部分来实现，该轴向突起部分被构造为延伸到滚子元件的凹部中，从而防止滚子元件从保持架脱出。然而，应当注意，本发明不限于仅用于可分离的滚子轴承，而是还可以在其他类型的滚子轴承中使用和实施。此外，由于保持架可以使滚子轴承中的滚子元件的数量增加，因此保持架的构造可以使得设置有保持架的滚子轴承的载荷承载能力可以增加或者甚至最大化。

作为一种选择，所述第一环形构件和所述第二环形构件中的至少一个环形构件和/或每对轴向突起部分中的轴向突起部分中的至少一者可以被构造为在远离每个滚子腔格的轴向方向上弹性地向外弯曲(/挠曲)。由此，由于轴向弯曲能够增加每对轴向延伸部分(即，轴向突起部分)之间的距离，因此可以更容易地将滚子元件插入每个滚子腔格中。一旦滚子元件在腔格中就位，则第一环(即，第一环形构件)和第二环(即，第二环形构件)和/或(多个)轴向突起部分就可以弹性地回弹，从而将滚子元件固定到滚子腔格。仍然作为一种选择，所述第一环形构件和所述第二环形构件中的至少一个环形构件可以包括在径向上向内延伸的至少一个突出部分，其中，所述至少一个突出部分还包括所述轴向突起部分中的一个，并且，所述突出部分被构造为在远离每个滚子腔格的轴向方向上弹性地向外弯曲。通过构造保持架使得轴向突起部分中的至少一者设置于在径向上向内延伸的突出部分上，可以改善轴向弯曲。

作为一种选择，每对轴向突起部分中的轴向突起部分中的至少一者的轴向延伸部可以在朝向所述保持架的旋转轴线的径向方向上呈锥形(/渐缩)(taper)。由此，可以便于将滚子元件插入其滚子腔格中。锥形轮廓可以为滚子元件提供扣锁功能。仍然作为一种选择，每对轴向突起部分中的轴向突起部分中的至少一者的轴向延伸部在朝向所述保持架的旋转轴线(A)的径向方向上、以相对于在所述保持架的径向方向上延伸且垂直于所述旋转轴线并与所述旋转轴线相交的轴线成10度至25度的角度α呈锥形，所述角度为诸如12度至18度。已经发现这些角度在为滚子元件提供牢固的锁定与便于将滚子元件插入其滚子腔格之间提供有益的折衷。

作为一种选择，所述多个杆构件可以设置为在径向上位于所述多个第一轴向突起部分和所述第二轴向突起部分的上方。因此，可以为滚子元件提供增大的空间，从而能够在滚子轴承中使用较多的滚子元件。这进而可以改善滚子轴承的载荷承载能力。

根据本发明的第二方面，该目的通过如下滚子轴承来实现，所述滚子轴承包括：外圈和内圈；多个滚子元件，介于所述外圈与所述内圈之间，以使所述外圈和所述内圈能够相对于旋转轴线相对彼此旋转，其中，每个滚子元件包括设置在其每个轴向端面上的第一滚子凹部和第二滚子凹部；以及根据本发明的第一方面的任一实施方式的保持架，其中，每个滚子元件保持在所述保持架的相应的滚子腔格中，并且其中，每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分延伸到每个相应的第一滚子凹部和第二滚子凹部中。本发明的第二方面提供的优点在很大程度上类似于本发明的第一方面提供的优点。另外，本发明的第一方面的所有实施方式可应用于本发明的第二方面的所有实施方式，反之亦然。

作为一种选择，所述滚子轴承可以是可分离的滚子轴承，其中，所述外圈和所述内圈能够分离，而无需在使所述外圈和所述内圈分离之前将滚子元件从轴承拆下(/移除)(removing)。

作为一种选择，所述滚子轴承可以被构造为使得在使用期间所述内圈和所述外圈能够相对于所述旋转轴线相对错位，和/或使得在使用期间所述内圈和所述外圈能够相对彼此轴向移位。

作为一种选择，所述滚子轴承可以被构造为使得在使用期间每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分不与相应的滚子腔格中的滚子元件接触。因此，可以避免在使用期间不必要的摩擦损失和/或可以减少或避免保持架与滚子元件之间的磨损。

附图说明

参照附图，以下是作为示例引用的本发明的实施方式的更详细描述。

在附图中：

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的保持架的立体图；

图2示出了根据本发明的示例性实施方式的保持架的截面图；

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的保持架的另一截面图；以及

图4示出了根据本发明的第二方面的示例性实施方式的滚子轴承的截面图。

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。还应当注意，附图中的一些细节可以被放大以更好地描述和说明本发明。除非另有说明，否则在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的用于将多个滚子元件(未示出)保持在滚子轴承中的保持架1的立体图。保持架1包括第一环形构件2和第二环形构件3。保持架1还包括多个杆构件4，多个杆构件4使第一环形构件2和第二环形构件3相互连接，并且还在第一环形构件2和第二环形构件3的圆周方向上分布，使得在多个杆构件、第一环形构件和第二环形构件之间形成多个滚子腔格(pocket)5。保持架1还包括：多个第一轴向突起部分21，设置在第一环形构件2的面对第二环形构件3的轴向内侧；以及多个第二轴向突起部分31(见图4)，设置在第二环形构件3的面对第一环形构件2的轴向内侧。此外，多个第一轴向突起部分21中的每个第一轴向突起部分21与多个第二轴向突起部分31中的相应第二轴向突起部分31相关联，从而形成多对轴向突起部分，其中每对轴向突起部分与一个相应的滚子腔格5相关联。每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分21、31被构造为：当滚子元件130设置在滚子腔格5中时每个轴向突起部分21、31延伸到(extend into)在滚子元件130的每个轴向端面上的相应的第一滚子凹部(/凹窝/凹坑)(dimple)131和第二滚子凹部132(例如，见图4)，从而防止滚子元件在被保持在滚子腔格中时从滚子腔格脱出。图4中示出了当滚子元件130设置在一个滚子腔格5中的示例，其示出了根据本发明的第二方面的滚子轴承的截面图。保持架1适于在使用期间相对于旋转轴线A旋转，旋转轴线A也是保持架1的中心轴线。

图2示出了保持架1(例如，如图1中示出的保持架1)的一部分的截面图，该截面图是由旋转轴线A限定的平面。图3示出了保持架1(例如，如图1中示出的保持架1)的另一部分的另一截面图，该另一截面图是垂直于旋转轴线A设置的平面。例如，图2可以示出沿着图3中的线A-A的截面平面。图2中的实施方式示出了每对轴向突起部分中的轴向突起部分21中的至少一者的轴向延伸部(Δ1)在朝向保持架1的旋转轴线A的径向方向上呈锥形(/减缩)。轴向突起部分21可以在朝向保持架1的旋转轴线A的径向方向上呈锥形，并且相对于在保持架1的径向方向上延伸且垂直于旋转轴线A并与旋转轴线A相交的轴线成10度至25度的角度α，角度α为诸如12度至18度。在此，轴向延伸部分21设置在突出部分23上，这将相对于图3进一步描述。

例如，如图2中所示，第一环形构件2还可以包括用于滚子元件130(未示出)的引导部分22，引导部分22适于在使用期间引导滚子元件。另一环形构件3可以包括对应的引导部分(未示出)。如图所示，引导部分22可以设置为在径向上从轴向延伸部分21偏移(/在径向上与轴向延伸部分21错开)并且位于轴向延伸部分21的上方。

图3示出了具有相应的轴向突起部分21的两个突出部分23。突出部分23在径向方向上朝向旋转轴线A向内延伸。突出部分23可以被构造为使得它们设置为彼此间隔开距离X1，如在保持架1的圆周方向上可见的。由此，在两个突出部分23之间形成有开口区域24。这个开口区域24可以形成在第一环形构件2上的相邻的每个突出部分23之间。该构造也可以设置在第二环形构件3上。通过所述构造，可以便于每个突出部分23的轴向弯曲(/挠曲/屈曲)，这进而使得能够更容易地将滚子元件130插入滚子腔格5中的每一者中。

此外，如图所示，每个杆构件4可以设置在两个相邻的突出部分23之间，优选地设置在两个相邻的突出部分23之间的中间。此外，每个杆构件4可以设置为在径向上位于多个第一轴向突起部分21和多个第二轴向突起部分23的上方。如上所述，由此针对滚子元件，能够实现较大的空间。

图4示出了根据本发明的第二方面的示例性实施方式的滚子轴承100，包括滚子轴承100的左侧(/左手侧)的放大图。滚子轴承100包括外圈110和内圈120。滚子轴承100还包括介于外圈110与内圈120之间的多个滚子元件130，使得圈能够相对于旋转轴线A相对彼此旋转，旋转轴线A也是滚子轴承100的中心轴线。每个滚子元件130包括设置在其每个轴向端面上的第一滚子凹部131和第二滚子凹部132。滚子轴承100还包括根据本发明的第一方面的任一实施方式的保持架1，其中，每个滚子元件130被保持在保持架1的相应的滚子腔格5中，并且其中，每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分21、31延伸到每个相应的第一滚子凹部131和第二滚子凹部132中。

所示的滚子轴承100是可分离的滚子轴承，其中，外圈110和内圈120能够分离，无需在使外圈110和内圈120分离之前将滚子元件130从滚子轴承100拆下。滚子轴承100还被构造为使得在使用期间内圈120和外圈110能够相对于旋转轴线A相对错位，以及使得在使用期间内圈110和外圈120能够相对彼此轴向移位。通过每个滚子元件130包括凸形滚道表面来实现错位能力(misalignment capability)。外圈110还包括对应的弯曲的凹形滚道表面111，同时内圈120包括以圆柱形成形的滚道表面121。根据实施方式，弯曲的凹形滚道表面111的横向滚道半径(transverse raceway radius)可以比周向滚道半径大(circumferential raceway radius)，诸如，弯曲的凹形滚道表面111的横向滚道半径可以比周向滚道半径大至少2、3或4倍。因此，可以设置圆环形滚道表面。在另一实施方式中，滚道表面111是球形的，即，滚道表面111的横向滚道半径对应于滚道表面11的周向滚道半径。

作为一种选择，作为另一示例，外圈110和内圈120的滚道的形状可以以其他方式构造。通过提供上述的滚子轴承构造，设置能够适应错位和轴向轴位移的可分离的滚子轴承。例如，这种滚子轴承可以有益地用于更多要求的应用中，诸如用于连续铸造机中。连续铸造以其苛刻的腐蚀环境(包括高温和高载荷)而闻名。因此，可能需要对机器进行频繁的维护，这可能包括拆卸滚子轴承。

此外，如图4所示，滚子轴承100被构造为使得在使用期间每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分21、31不与相应的滚子腔格5中的滚子元件130接触。

应当理解，本发明不限于上面描述的且在附图中示出的实施方式；相反，本领域技术人员将认识到可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和变型。

Claims (10)

1.一种保持架(1)，用于将多个滚子元件(130)保持在滚子轴承中，所述保持架(1)包括：

第一环形构件(2)和第二环形构件(3)；

多个杆构件(4)，使所述第一环形构件和所述第二环形构件相互连接，并且在所述第一环形构件和所述第二环形构件的圆周方向上分布，使得在所述多个杆构件、所述第一环形构件和所述第二环形构件之间形成多个滚子腔格(5)；

其特征在于，所述保持架还包括：

多个第一轴向突起部分(21)，设置在所述第一环形构件的面对所述第二环形构件的轴向内侧；

多个第二轴向突起部分(31)，设置在所述第二环形构件的面对所述第一环形构件的轴向内侧；

其中，所述多个第一轴向突起部分中的每个第一轴向突起部分与所述多个第二轴向突起部分中的相应第二轴向突起部分相关联，从而形成多对轴向突起部分，其中，每对轴向突起部分与一个相应的滚子腔格相关联，以及

其中，每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分被构造为：当滚子元件(130)设置在所述滚子腔格中时每个轴向突起部分延伸到在所述滚子元件(130)的每个轴向端面上的相应第一滚子凹部(131)和第二滚子凹部(132)，从而防止所述滚子元件在被保持在所述滚子腔格中时从所述滚子腔格脱出。

2.根据权利要求1所述的保持架，其特征在于，所述第一环形构件和所述第二环形构件中的至少一个环形构件和/或每对轴向突起部分中的突起部分中的至少一者被构造为能够在远离每个滚子腔格的轴向方向上弹性地向外弯曲。

3.根据权利要求2所述的保持架，其特征在于，所述第一环形构件和所述第二环形构件中的至少一个环形构件包括在径向上向内延伸的至少一个突出部分(23)，其中，所述至少一个突出部分还包括所述轴向突起部分中的一个，并且，所述突出部分被构造为在远离每个滚子腔格的轴向方向上弹性地向外弯曲。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架，其特征在于，每对轴向突起部分中的轴向突起部分中的至少一者的轴向延伸部(Δ1)在朝向所述保持架的旋转轴线(A)的径向方向上呈锥形。

5.根据权利要求4所述的保持架，其特征在于，每对轴向突起部分中的轴向突起部分中的至少一者的轴向延伸部在朝向所述保持架的旋转轴线(A)的径向方向上、以相对于在所述保持架的径向方向上延伸且垂直于所述旋转轴线并与所述旋转轴线相交的轴线成10度至25度的角度(α)呈锥形，所述角度(α)为诸如12度至18度。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架，其特征在于，所述多个杆构件设置为在径向上位于所述多个第一轴向突起部分和所述第二轴向突起部分的上方。

7.一种滚子轴承(100)，包括：

外圈(110)和内圈(120)；

多个滚子元件(130)，介于所述外圈与所述内圈之间，以使所述外圈和所述内圈能够相对于旋转轴线(A)相对彼此旋转，其中，每个滚子元件包括设置在其每个轴向端面上的第一滚子凹部(131)和第二滚子凹部(132)；以及

根据前述权利要求中的任一项所述的保持架，其中，每个滚子元件保持在所述保持架的相应的滚子腔格中，并且其中，每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分延伸到每个相应的第一滚子凹部和第二滚子凹部中。

8.根据权利要求7所述的滚子轴承，其特征在于，所述滚子轴承是可分离的滚子轴承，其中，所述外圈和所述内圈能够分离，无需在使所述外圈和所述内圈分离之前将滚子元件从所述滚子轴承拆下。

9.根据权利要求7或8中的任一项所述的滚子轴承，其中，所述滚子轴承被构造为使得在使用期间所述内圈和所述外圈能够相对于所述旋转轴线相对错位，和/或使得在使用期间所述内圈和所述外圈能够相对彼此轴向移位。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的滚子轴承，其特征在于，所述滚子轴承被构造为使得在使用期间每对轴向突起部分中的每个轴向突起部分不与相应的滚子腔格中的滚子元件接触。

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