专利名称：径向滚动轴承，尤其是单列球面滚柱轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分特征所述的适合较高轴向 载荷的径向滚动轴承，其特别具有优点地可实现于例如作为固定轴承 用在汽车变速器主动轴和从动轴上的单列球面滚珠轴承。
背景技术：
作为可以承受较高轴向力的径向滚动轴承而言，实践中首当其冲 使用的是单列凹槽球轴承，因为其具有均匀且较高的径向和轴向承载 能力、较低的磨损以及所有轴承种类中最高的转速极限。这种凹槽球 轴承通常由外轴承环和内轴承环以及设在这些轴承环之间的多个滚动 体组成。其中，在外轴承环的内侧面和内轴承环的外侧面中分别成型 有槽形的、分别由两个轴向的边缘界定的滚动轨道，轴承滚子在该滚 动轨道中通过轴承保持架以均匀的间隔互相引导。其中，轴承滚子到
凹槽球轴承的装入大多情况下通过在DE 168 499中所公开的偏心安装 法进行，在该方法中，两个轴承环被彼此偏心地设置，由此形成的、 轴承环之问的自由空间被填入轴承滚子。然后内轴承环在充分利用这 两个轴承环弹性的情况下被装入到与外轴承环同心的位置中，从而轴 承滚子接下来可以均匀地分布在轴承环的滚动轨道中并安装轴承保持 架。
实践证明，这种凹槽球轴承由于可安装滚子的数量较少而尤其在 轴承的径向承载能力方面有所局限，其中，滚子的数量与内外轴承环 的尺寸以及滚子直径有关。因此曾经公开过大量方案，例如按照DE 151 483所述在外轴承环和内轴承环的滚动轨道的对立边缘中设置不封闭 的加入口，或者类似构成的、按照DE24 07 477 A1所述的可封闭的加 入口，利用其理应实现滚子数量的提高以及凹槽球轴承径向承载能力的提高，不过这些方案由于具有很多缺点而在实际中未能实施。
另外在DE 311 317中首度公开了另一种提高径向滚动轴承上滚动 体数量的方案，该方案通过DE 43 34 195 A1再度得到改进。对于这些 作为单列凹槽球轴承构成的径向滚动轴承而言，滚动体不再是由球体、
而是由所谓的球面滚子形成，其设有两个由基本球形堆成截得并彼此 平行设置的侧面。这种球面滚子在其侧面之间的宽度小于轴承环中滚 动轨道的沿径向对立的轴向边缘之间的间距，从而可以按照如下的径 向安装法将球面滚子填入轴承，即，球面滚子能够沿轴向通过内环和 外环导入到轴承中。当球面滚子的中点随后处在滚动轨道轴线的高度 上时，球面滚子一次垂直并一次水平地转过90° ，从而球面滚子能够 利用其滚动面在轴承环的滚动轨道滚动。
尽管存在这样一种可能性，即，将这些独特构造的球面滚子沿轴 向装入轴承中并从而使得径向滚动轴承被大量滚动体近似完全充满而 能够针对较高径向载荷使用，但是，这种球面滚柱轴承在轴承轴向承 载能力方面却有所损失。这实际上可以解释为，为了能够让滚动体在 其工作位置中旋转而不会在整个轴承中形成过高的径向间隙，球面滚 子由于其沿轴向导入轴承的可导入性而只能在其侧面之间具有较小的 宽度，并且轴承环中的球面滚子滚动轨道只能较为平坦地构成。然而 较为平坦的球面滚子滚动轨道会造成用于使得球面滚子在其滚动轨道 中轴向翻滚的间隙较小，从而使得这样的球面滚珠轴承的尤其轴向承 载能力较小，从而这样的球面滚柱轴承对于在较高工作压力角下的可 变径向承载而言是不合适的。
发明内容
从现有技术中的缺点出发，本发明的目的在于，设计一种径向滚 动轴承、尤其是单列球面滚柱轴承，其除了较高的径向承载能力以外 对于在轴承纵轴两侧较高工作压力角度下的可变轴向载荷而言也是合 适的。按照本发明，对于按照权利要求1前序部分所述的径向滚动轴承 而言，该目的通过下述内容得以解决，即， 一方面使得这两个轴承环 中的滚动轨道都具有提高的深度和宽度，另一方面让球面滚子在其侧 面之间具有与20°的工作压力角匹配的宽度。
按照本发明构成的径向滚动轴承的优选实施例和改型在从属权利 要求中给出。
然后根据权利要求2和3所述对按照本发明构成的径向滚动轴承 做出了如下设置，g卩，外轴承环的内侧面中和内轴承环的外侧面中的 滚动轨道的深度为球面滚子的基本球形直径的近似20%，而轴承环中 滚动轨道的宽度则为球面滚子的基本球形直径的近似80%。其中，设 置具有这种尺寸的滚动轨道甚至略微超过了传统的凹槽球轴承的滚动 轨道尺寸，并且能够保证，与径向轴承间隙相关，球面滚子即使在可 达25°的工作压力角下也能具有较高的相对于其滚动轨道的贴附度， 并且轴承因此即使在混合的轴向和径向载荷下也能维持充分的径向和 轴向承载能力。
根据权利要求4所述，按照本发明构成的径向滚动轴承最后还具 有如下特征，即，球面滚子在其侧面之间的宽度为球面滚子的基本球 形的直径的近似55%并且滚动轨道的沿径向对立的轴向边缘之间的间 距为球面滚子的基本球形的直径的近似60%。其中，占球面滚子基本 球形55%的球面滚子宽度的优点在于，具有这一宽度的球面滚子可以 一方面轻易地穿过在滚动轨道的边缘之间的、尺寸为基本球形的60。/。 的间隔并从而得到安装。另一方面使得该宽度与20%的工作压力角匹 配，从而使得球面滚子即使在较高的轴向力下也能够基于这样的工作 压力角沿轴向定位，并从而能够以其滚动面与轴承环中的滚动轨道100 %接触而不会对球面滚柱轴承的充分的径向和轴向承载能力带来损 害。按照本发明构成的球面滚柱轴承因此相对于现有技术中已知的球 面滚柱轴承而言具有如下优点，即，通过为球面滚子设置很深且很宽 的滚动轨道以及为球面滚子设置与较大工作压力角匹配的宽度，现在 除了较高的径向承载能力以外对于在轴承纵轴两侧较高工作压力角度 下的可变轴向承载而言也是合适的。
下面基于附图对按照本发明构成的径向滚动轴承的一种优选实施
例进行详细的阐释。其中 一
图1是按照本发明构成的球面滚轴轴承的侧视图2是按照本发明构成的球面滚柱轴承在轴向负载下的截面图3按照图2所示的X单元给出了按照本发明构成的球面滚柱轴
承的一半的放大视图。
具体实施例方式
图1与图2清楚地给出了一个作为单列球面滚柱轴承构成的径向 被动轴承1，其基本由外轴承环2和内轴承环3以及设在这些轴承环2、 3之间的大量球面滚子5组成，这些球面滚子5分别具有两个由基本球 形对称截得的、彼此平行设置的侧面6、 7。可以清楚地看到，球面滚 子5通过轴承保持架4沿圆周方向均匀间隔地彼此保持并以其滚动面8 在两个于外轴承环2的内侧面9和内轴承环3的外侧面10之中成型的 槽形滚动轨道11、 12中滚动，滚动轨道11、 12分别由两个轴向边缘 13、 14和15、 16界定。其中如图3所示，球面滚子5的在其侧面6、 7之间的宽度bjc小于轴承环2、 3中滚动轨道11、 12的沿径向对立的 轴向边缘13、 15之间和14、 16之间的间距aB，从而球面滚子5可以 在轴向安装过程中穿过该间距aB装入到径向滚动轴承1中。
为了使得这样构成的径向滚动轴承1具有适合于在轴承纵轴17两 侧可至20°的工作压力角a下的可变轴向载荷的、提高的轴向负荷能力，按照本发明公开了如下内容，即， 一方面使得这两个轴承环2、 3 中的滚动轨道ll、 12都具有提高的深度tLA、 tu和宽度bLA、 bU，另一
方面让球面滚子5在其侧面6、 7之间具有与20°的工作压力角a匹配 的宽度bK。
通过图3可以明确地看到，外轴承环2的内侧面9中以及内轴承 环3的外侧面10中的滚动轨道11、 12的深度t^、 tu为球面滚子5的 基本球形的直径dK的近似20%，而滚动轨道11、 12的宽度bLA、 bu 则为球面滚子5的基本球形的直径c^的近似80%。
从图3中还可以看到，球面滚子5在其侧面6， 7之间的宽度bK 为球面滚子5的基本球形的直径dK的近似55%，并且滚动轨道ll、 12 的沿径向对立的轴向边缘13、 15和14、 16之间的间距as为球面滚子 5的基本球形的直径dK的近似60X。在该宽度bK下， 一方面球面滚子 5可以轻易地穿过滚动轨道11、 12的边缘13、 14、 15、 16之间的间隔 aB并得到安装，另一方面使得该宽度与20°的工作压力角a匹配，从 而使得球面滚子5即使在较高的轴向力下也能够基于这样的工作压力 角沿轴向定位并从而能够以其滚动面8与轴承环2、 3中的滚动轨道 11、 12实现100%接触。附图标记
1径向滚动轴承 2外轴承环 3内轴承环 4轴承保持架
5球面滚子
6 5的侧面
7 5的侧面
8 5的滚动面
9 2的内侧面
10 3的外侧面
11 9中的滚动轨道
12 10中的滚动轨道
13 11的边缘
14 11的边缘
15 12的边缘
16 12的边缘 17轴承纵轴 bK 5的宽度
dK5的基本球形的直径 kA 11的深度 tu 12的深度
kA 11的宽度 bu 12的宽度
aB 13和15之间或14和16之间的间距 a工作压力角
权利要求
1. 径向滚动轴承，尤其是单列球面滚柱轴承，其基本由外轴承环(2)和内轴承环(3)以及设在这些轴承环(2，3)之间且通过轴承保持架(4)在圆周方向上均匀间隔地保持的大量球面滚子(5)组成，这些球面滚子(5)分别具有两个由基本球形对称截得的、彼此平行设置的侧面(6，7)并以其滚动面(8)在两个在外轴承环(2)的内侧面(9)和内轴承环(3)的外侧面(10)中成型的槽形滚动轨道(11，12)中滚动，滚动轨道(11，12)分别由两个轴向边缘(13，14和15，16)界定，其中，球面滚子(5)的在其侧面(6，7)之间的宽度(bK)小于轴承环(2，3)中滚动轨道(11，12)的沿径向对立的轴向边缘(13，15和14，16)之间的间距(aB)，从而球面滚子(5)能够在轴向安装过程中穿过该间距(aB)装入到径向滚动轴承(1)中，其特征在于，所述径向滚动轴承(1)具有提高的轴向负荷能力，该轴向负荷能力适合于在轴承纵轴(17)两侧直至20°的工作压力角(α)下的可变轴向载荷，这通过如下内容得以实现，即，一方面使得这两个轴承环(2，3)中的滚动轨道(11，12)都具有提高的深度(tLA、tLI)和宽度(bLA、bLI)，另一方面让球面滚子(5)在其侧面(6，7)之间具有与20°的工作压力角(α)匹配的宽度(bK)。
2. 按权利要求1所述的径向滚动轴承，其特征在于，外轴承环(2) 的内侧面(9)中和内轴承环(3)的外侧面(10)中的滚动轨道(11, 12)的深度(tLA、 tu)为球面滚子(5)的基本球形的直径(dK)的近 似20%。
3. 按权利要求2所述的径向滚动轴承，其特征在于，外轴承环(2) 的内侧面(9)中和内轴承环(3)的外侧面(10)中的滚动轨道(11， 12)的宽度(bLA、 bu)为球面滚子(5)的基本球形的直径(dK)的 近似80%。
4.按权利要求3所述的径向滚动轴承，其特征在于，球面滚子(5)在其侧面(6， 7)之间的宽度(bK)为球面滚子(5)的基本球形的直 径(dK)的近似55%，并且滚动轨道(11， 12)的沿径向对立的轴向 边缘(13， 15和14， 16)之间的间距(aB)为球面滚子(5)的基本球 形的直径(dK)的近似60%。
全文摘要
本发明涉及一种作为单列球面滚柱轴承构成的径向滚动轴承(1)，其由外轴承环(2)和内轴承环(3)以及设在这些轴承环(2，3)之间的大量球面滚子(5)组成，这些球面滚子(5)分别具有两个由基本球形对称截得的侧面(6，7)。球面滚子(5)通过轴承保持架(4)均匀间隔地彼此保持并以其滚动面(8)在两个分别由两个轴向边缘(13，14和15，16)界定的槽形滚动轨道(11，12)中滚动。球面滚子(5)的在其侧面(6，7)之间的宽度(b<sub>K</sub>)小于滚动轨道(11，12)的沿径向对立的轴向边缘(13，15和14，16)之间的间距(a<sub>B</sub>)，从而球面滚子(5)可以在轴向安装过程中穿过该间距(a<sub>B</sub>)装入到径向滚动轴承(1)中。按照本发明，径向滚动轴承(1)具有适合于在轴承纵轴(17)两侧可至20°的工作压力角(α)下的可变轴向载荷、提高的轴向负荷能力，这通过如下内容得以实现，即，一方面使得这两个轴承环(2，3)中的滚动轨道(11，12)都具有提高的深度(t<sub>LA</sub>、t<sub>LI</sub>)和宽度(b<sub>LA</sub>、b<sub>LI</sub>)，另一方面让球面滚子(5)在其侧面(6，7)之间具有与20°的工作压力角(α)匹配的宽度(b<sub>K</sub>)。
文档编号F16C19/26GK101432536SQ200780015013
公开日2009年5月13日 申请日期2007年4月17日 优先权日2006年4月26日
发明者格奥尔格·戈佩尔特, 海因里希·霍夫曼, 雷纳·艾德洛特, 霍斯特·多普灵 申请人:谢夫勒两合公司