专利名称：分开式轴承架的连接方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其用于滚动轴承的切缝的轴承架，以及这种轴承架的制造。
背景技术：
用于滚动轴承的轴承架一般由两个在轴向隔开设置的侧圈和多个连接所述侧圈 并且在轴承架的圆周方向上依次设置的桥接片组成，这些桥接片成对地构成用于容纳滚动 体的凹处。轴承架借助为此设置的凹处使滚动体彼此间保持一定距离并且防止相邻的滚动 体彼此直接接触，由此通常能够减小轴承中的摩擦和由此产生的热。此外它还使滚动体均 匀地分布在轴承架或者滚动轴承的整个圆周上，并且能实现负荷的均匀分布以及安静和均 匀的运行。
滚动轴承架在运行中受到摩擦力、拉伸力和惯性力在机械上的强烈加载，因此它 一般一体式地构造。通常滚动轴承架包括压制轴承架和实心轴承架。用于滚动轴承的压制 轴承架多用钢板制造，在一些情况下也用黄铜板制造。用于滚动轴承的实心轴承架例如可 以用黄铜、钢、铝、聚合物或者酚醛树脂制造。
为开发更有效的内燃机，研究用滚动轴承代替在支承曲轴和曲柄之处使用的滑动 轴承的可能性，因为由此能够极大地减小摩擦。然而因为曲轴在原理上弯曲地构造，所以存 在两种装配滚动轴承的可能性。一方面，当曲轴由单一零件构造时能够沿轴向装配轴承。 另一方面，可将轴承(更确切说轴承环和轴承架)沿一个平面径向分开并且通过轴颈装配。 因为由单一零件构成的曲轴的结构一般非常复杂并且随之带来较高成本，所以在一般情况 下要求开发和提供具有同样是分开的轴承架的分开式滚动轴承。
从过去既已知用于赛车应用的发动机也已知用于飞行的发动机，其内实现了滚动 轴承的应用。从这些情况得出这样的认知，即尤其在曲柄轴承应用中出现的力要求制造单 构件结构的轴承架。这导致需要构造径向分开式轴承架，其在装配后能够通过所谓的锁扣 连接，以便满足其作为单构件轴承架的功能。
分开式或者切缝式滚动轴承架在分开位置或者分开缝处在圆周方向上具有穿透 的切缝。定界分开位置的轴承架端部或者侧圈端部在这里通过桥接片(圆周桥接片)构成， 这些桥接片具有相互对应的突起和凹陷，以便例如借助卡扣连接使保持架端部彼此固定或 者耦连。这种切缝式滚动体轴承架(其中设置在轴承架端部的所谓锁扣保持或者固定轴承 架端部)可以在多方面使用，例如在平衡轴的支承装置中或者在变速器传动的汽车中用于 支承轴上的齿轮。
从文献和现有技术中对于轴承架连接或者轴承架锁定已知不同的实现方式。它们 迄今主要为在汽车传动机构中的应用而开发并且首先用于简化装配。然而在这些应用中出 现的力相对小，也就是说在装配后轴承架锁扣仅承受较小的负荷。而且首先使用仅具有一 个连接部位的弹性轴承架，例如用相应的聚合物制造的轴承架，所述连接部位为装配而被 弯曲，接着通过锁扣重新连接。由此在定位和力的承接方面的要求明显少于在内燃机发动 机中的较新应用。发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于，在分开式轴承架方面对现有技术进行扩展设计，并且为分开式轴承架以及为其制造提供改进的方案。
本发明的一种认识是，第一和第二轴承架区段的两个通过分开位置分开的端部沿三条轴线或者三个方向的可靠定位或者安置(固定)借助成型在轴承架区段端部内的至少一对彼此对应的突起和凹陷获得。轴承架区段或者轴承架半部承接较大的力的可靠连接 (例如在曲柄轴承应用中所需要的)根据本发明如下实现，即，成型在分开位置处的突起和与其对应的凹陷的各自的主轴线都相对于轴承架的旋转轴线倾斜延伸。换句话说，该突起和与其对应的凹陷沿分开位置的分界面至少区段性地以一个角度相对于轴承架的旋转轴线倾斜延伸。
作为主轴线在下面理解为这样的轴线，突起或者凹陷在分开位置的分界面内基本上沿该轴线延伸。相对于轴承架的旋转轴线倾斜的角度指不同于0°或者90°的倍数的角度，例如角度α，其中0° < α <90°。
为此，实施例提供了一种用于滚动轴承的轴承架，其中，轴承架在圆周方向上在第一和第二轴承架区段之间的至少一个分开位置处切缝或者分开地构造。在第一和第二轴承架区段之间的分开位置的彼此相对的分界面上成型有至少一个由突起和与它对应的凹陷组成的对，以便在突起和凹陷彼此啮合时在三个方向(径向、切向、轴向)上使分界面彼此固定，也就是说，突起和与它对应的凹陷(它们在下面也称为连接元件)设计用于在所有三个方向上实现可靠的定位。为此，成型在分开位置的分界面上的突起和与其对应的凹陷的主轴线分别相对于轴承架的旋转轴线倾斜地延伸。也可以说，连接元件，也就是说突起和与其对应的凹陷，在轴承架的一个径向截平面内分别呈圆锥形延伸地构造。通过至少区段性地倾斜或者圆锥式延伸的突起和凹陷，能够实现分开式轴承架区段相对全部三条轴线(轴向、切向和径向)的可靠而可保持的定位。
成型在分开位置的分界面上的突起和与其对应的凹陷沿切线方向(圆周方向)看彼此相对地成型在彼此对应的轴承架区段的分界面内，因此突起和与其对应的凹陷在轴承架区段接合时能够在圆周方向上相对滑动。
为在要接合的轴承架区段之间另外得到尽可能高的连接力，可以把连接元件(也就是突起和凹陷)设计为具有侧凹的元件。这种连接借助类似于槽和弹簧或者凸块的连接元件，然而还借助附加的、狭窄延伸的、位于其头部区域之后的侧凹形成，所述头部区域通过弹性形变在较小的重叠区域内彼此连接。也就是说，根据实施例，成型在分开位置的分界面上的突起可以具有在垂直于其至少区段性倾斜延伸的主轴线的平面上的、侧凹的并且基本上呈半圆形或者圆形的横截面。与此对应，与该突起对应的凹陷可以具有通过垂直于其 (倾斜延伸的)主轴线的平面的、与该侧凹的并且基本上呈半圆形或者圆形的横截面配合的球形横截面。
通过这种以侧凹方式构成的连接元件能够保证轴承架区段的可靠或者可保持的连接，该连接也能够承接在曲轴和曲柄轴承应用中出现的较大的力。此外，轴承架区段可通过基于槽-弹簧原理的连接元件(突起、凹陷)借助一种卡扣连接相对简单地相连,但这种卡扣连 接由于侧凹而较不容易重新松开。正如下面还要说明的那样，本发明的实施例为所述连接或者为轴承架区段的接合建议一种相应的操作工具。
根据实施例，突起是类似弹簧的或者是弹性的元件，其从分开式轴承架的一个径向切平面突出。在一些实施例中，倾斜延伸的突起可以几乎在轴承架的整个轴向(也就是说在轴承架旋转轴线的方向)宽度上延伸并且具有在该宽度上连续变化的直径(相对于轴承架旋转轴线)。每一个突起可以在垂直于其主轴线的平面内具有扇形的横截面，其中与轴承架切平面或者分开面连接处的径向延伸长度小于扇形突起的最大径向直径，因此构成侧凹。对应的凹陷可以相应地视为类似槽的或者槽形元件，它具有相对于上述类似弹簧的突起的阴模，并且延伸进入轴承架切平面或者分开位置的分界面。凹陷的径向和切向尺寸和与其对应的突起的尺寸适配，以便在彼此啮合时通过微小的重叠保证两个轴承架区段的可靠连接。
连接元件的各主轴线和轴承架旋转轴线之间的角度α在小于45°的范围内，优选小于10°，更加优选在1°到5°的范围内。在角度再小时不再能够保证可靠的定位。更大的角度在对于滚动轴承架较普遍的宽厚比中不再能够充分利用轴承架的轴向宽度，因此从材料效率来说不适宜。作为基本法则可以说，这样选择角度α，使得突起或者凹陷分别从径向延伸的分界面的上部尖角沿对角线向该分界面沿轴向和径向相对置的尖角延伸。由此对于滚动轴承架的普遍宽厚比产生约1°到约5°的角度。
连接元件即突起和凹陷各自的尺寸首先取决于分开位置的分界面的可用空间从而也取决于轴承架的径向厚度。根据一些实施例，突起和与其对应的凹陷在垂直于它们各自的主轴线的方向上在轴承架径向厚度的O. 25倍到O. 4倍的范围内延伸。也就是说，它们的厚度相当于轴承架的径向厚度的O. 25倍到O. 4倍。
突起和与其对应的凹陷在实施例中可以基本上在该轴承架的整个轴向宽度上延伸。这首先使得能够简单地加工和简单地或者不复杂地装配。通过相对旋转轴线倾斜延伸的连接元件，轴承架半部或者轴承架区段不能在轴向和/或径向上移动。通过倾斜延伸的突起和与其对应的凹陷的侧凹结构防止轴承架区段沿切向分离。
优选连接元件即突起和凹陷在分开式轴承架区段的分界面上如此设置，使得突起和凹陷的端部不会分别直接与轴承架区段的径向端部叠合。也就是说从突起或者凹陷的每一任意点出发应该保证到轴承架的径向外端或者内端尚有一定的最小径向距离。分界面的从突起或者凹陷起到分界面的一个径向端部的最小径向延伸长度在实施例中应该在O. 2mm 到Imm的范围内。在连接元件旁的向内或向外的最小径向壁厚一般取决于保持架所使用的材料。对于钢和/或钛合金，应该保证最小O. 4mm的径向壁厚。对于铝合金应该规定至少为O. 6mm，而对于聚合物例如聚醚醚酮(PEEK)，O. 8mm的最小径向壁厚可能是有利的。
为在轴向和/或径向上得到无间隙的连接，类似弹簧的突起的扇形或者椭圆段形的横截面可以特别在径向(法线方向)上大于或者至少等于类似槽的凹陷的横截面。为保证突起和凹陷之间的弹性连接，突起可以在中间沿它的主轴线平行于圆锥角α切缝地设 计。也就是说，为在装配和/或拆卸分开式轴承架时能够实现突起的弹性形变，突起可以沿其相对旋转轴线倾斜延伸的主轴线切缝地设计。在一些实施例中，沿主轴线成型的切缝沿切线方向看比突起自身更宽或者更深地延伸。这意味着，该切缝沿切线方向从突起的背离轴承架区段指向的端部沿切向通过突起延伸到该轴承架区段中。由于切缝的切向延伸长度比突起的切向延伸长度大，所以能够实现最佳的突起弹性。突起切缝的垂直于相对旋转轴线倾斜延伸的主轴线的宽度，亦即沿径向的土 α，根据实施例可以在突起的径向延伸长度的0.2倍到0.3倍的范围内。也就是说，切缝的厚度例如可以在弹簧元件或者突起的径向延伸长度的四分之一的范围内。
作为对连接元件(突起、凹陷)的扇形或者椭圆段形横截面的备选方案，也可以采用基于矩形的基本形状的几何形状。这里特别要提到所谓的燕尾槽形(棱柱形槽和弹簧)， 其同样具有高可靠性。这种形状也可以具有倒圆的棱边，以便能够沿圆周方向更简单地接合轴承架区段，只要所述棱边能够在切线方向上实现侧凹，以便能够相应地在轴承架半部接合后实现较高的连接力。
在一些实施例中相对轴承架旋转轴线倾斜延伸的连接元件可以简单地仅设计为直线延伸，但是也可以设想另外的实施例，它们扩展本发明的“圆锥式”弹簧-槽连接的基本形状。这里例如可考虑连接元件即突起和凹陷的V形形状。代替直线倾斜延伸的实现形式，这里选择V形的突起-凹陷结构，其中“ V ”的顶点大约设置在轴承架的轴向宽度的中心。 这里突起和对应的凹陷的主轴线相对于旋转轴线成+α和-α的角度延伸。“V”的顶点既可以径向向外也可以径向向内取向。此外可以设想所谓的双V形，其中突起和凹陷分别设置成，使得在V形之外，在分开位置的分界面内产生连接元件的镜像的V形。这里该镜像的 V形的顶点指向相反的径向。然而双V形仅在轴承架的径向延伸(厚度)足够大的情况下才可能或者有意义。对于双V形的一种备选方案可以是连接元件的X形设置，因为这里与双V形相比需要较小的径向空间。然而连接元件在分开位置的分界面内的X形设置也许更不容易制造。双V形和X形变型方案尤其对于由聚合物(例如聚酰胺或者PEEK)注塑而成的轴承架是有利的。
取决于零件数和/或材料，优选采用特定的制造方法。对于零件数少的金属轴承架例如推荐线切割放电加工的制造方法，其能够实现灵活并且准确的制造。对于更多数量的零件，机械方法例如铣削适用于所有材料。对于非常大的零件数，例如在汽车工业中普遍的那样，对于塑料推荐注塑方法，或者对于所有适宜的材料推荐MIM(金属喷射成形；组合的压铸和烧结方法)。
因为在连接的轴承架区段或者轴承架半部之间的保持力相应于一些应用需求可能非常高，所以本发明的实施例为装配分开式轴承架提供一种辅助工具。为避免损坏和为保证可靠的装配，该工具应该同时并且均匀地包围两个分开的轴承架区段，也就是说工具接触轴承架半部的部分的内径应该相应于轴承架的外径。工具的包围轴承架半部的部分应该仅接触轴承架区段的轴向隔开的侧圈，以避免在装配时损坏在其间引导的滚动体。
因此实施例还提供一种用于装配分开式轴承架的工具，它具有两个与轴承架的轴承架区段配合的轴承架区段壳，它们分别具有与轴承架区段的外径配合的内径，并且所述轴承架区段壳被调整适配，以便在装配时能够在分开式轴承架的侧圈上施加压力，而不接触由轴承架引导的滚动体。此外该工具包括操作元件，以便能够把两个轴承架区段壳聚拢到一起而使分开式轴承架区段接合。
根据一些实施例，轴承架区段壳分别具有两个以轴承架侧圈的轴向距离设置的侧圈壳元件，它们可以在装配时与轴承架侧圈共同作用。对工具的操作优选应起到杠杆作用， 以便能够较容易地装配分开式轴承架。为此操作元件可以设计用于借助杠杆作用把轴承架区段壳聚拢到一起。该操作元件例如可以包括两个在转动点处相连的杠杆，它们在操作时能够被按压到一起，类似钳子的情况。通过经由工具施加的杠杆作用，轴承架区段的突起和凹陷可以彼此卡合。
本发明的实施例使得能够安全并且可靠地连接分开式轴承架区段，这种连接保证在所有三个轴线方向上的定位并且在圆周方向上把轴承架区段结合在一起，其中，保持力可以根据需要并且取决于所使用的材料通过突起和凹陷尺寸的重叠而建立。通过这些可能性，本发明的实施例还能够专门用于内燃机中滚动轴承的轴承架并且特别用于曲柄轴承应用。
下面参考附图详细说明实施例。在附图中
图1表示根据一个实施例的在打开状态下的切缝式或者分开式轴承架的三维视图2表示根据图1的切缝式轴承架的两个轴承架半部的三维视图3表示成型在轴承架的分开平面内的凹陷的放大视图4表示成型在分开平面上的切缝的突起的放大视图5a和图5b表示在分开平面内相对于轴承架旋转轴线倾斜延伸的连接元件的侧视图和俯视图6表示以侧凹方式构造的突起和与其对应的、相对置的凹陷的放大视图7表示彼此啮合的突起和凹陷，它们分别具有切割成扇形的横截面；
图8表示根据一个实施例的、用于分开式轴承架的装配工具的三维视图。
具体实施方式
图1表示用于引导滚动轴承的滚动体的分开式轴承架10的一种实施例的三维原理图。
轴承架10在圆周方向或者切线方向上示例性地在第一轴承架区段12-1和第二轴承架区段12-2之间的两个分开位置11-1、11-2处切缝或者分开地构造。在第一和第二轴承架区段12-1、12-2之间的分开位置11-1、11-2的彼此(沿圆周方向)相对的分界面13_1、 13-2上分别成型有一个由突起14和与其对应的并且(沿圆周方向)相对置的凹陷15组成的对，用以在突起14和与其对应的凹陷15彼此啮合时在三个方向(轴向、径向和切向)上彼此固定或安置分界面13-1、13-2。突起14和与其对应的凹陷15 —起构成所谓的轴承架锁扣。突起14和凹陷15的主轴线17分别相对于分开式轴承架10的旋转轴线16倾斜延伸或者相对于轴向延伸的并且在径向限定分界面13-1、13-2的分界面外边缘倾斜延伸。这尤其可在图5a和5b的二维视图中看成。
图5a表示在图1中三维表示的轴承架半部12_1或者12_2的二维侧视图，而图5b 表示这些轴承架半部的俯视图。
图5a中既为轴承架半部的槽形凹陷或者凹处15也为弹性突起14分别示出连接元件14、15的相对于轴承架旋转轴线16以角度α倾斜延伸的主轴线17_1和17_2。这里要注意，图5a中表示的凹陷15和沿径向18相对置的突起14不是彼此对应的连接元件。因为对应的连接 元件位于在图5a中未表示的另一个轴承架半部12-1上。虽然如此但是可以看出，无论是弹性的或者凸块状的突起14还是槽形凹陷15都沿两个分开位置11-1、11_2 的分界面13-1、13_2分别以角度α相对于分开式轴承架10的旋转轴线16倾斜延伸。这与突起14和/或凹陷15在分界面13-1、13-2内相对分界面13-1、13-2的径向内缘和/或外缘倾斜(即不是直角)延伸同义。在这里示出的实施例中，轴承架旋转轴线16和连接元件14、15的主轴线17-1或者17-2之间的角度α的数值在小于10°的范围内，优选在从约 1°到约5°的范围内。在角度α更小时就不再能够保证两个轴承架半部12-1、12-2尤其在轴向上沿旋转轴线16的可靠定位或者固定。而更大的角度α在对于滚动轴承架较普遍的宽厚比的情况下不再能够充分利用轴承架10的轴向宽度b，因此对于材料效率来说不合适。
如又从图1的显示中可更好地看出的那样，成型在分开位置11-1、11_2的分界面 13-1、13-2上的突起14与其对应的凹陷15在圆周方向(亦即切线方向)上分别对置地成型在分界面13-1、13-2内，使得突起14和与其对应的凹陷15在轴承架区段12_1、12_2接合时能够在圆周方向上彼此滑动或卡扣。为在轴承架半部12-1、12-2接合后在它们之间实现尽可能大的连接力或者保持力，锁扣的彼此对应的连接元件14、15根据一些实施例优选以侧凹方式构造。这尤其可从图3和图4的放大的显示看出。
图3(下部)表示槽形凹陷或者凹处15的放大视图，而图4(下部)表示与其对应的弹性或者凸块形的突起14的放大视图。在分开位置11-1、11_2的分界面13-1、13-2上成型的突起14在所示实施例中具有通过垂直于其主轴线17-1或者17-2的平面的、侧凹的 (通过区域19表示)并且基本上呈半圆形到圆形的横截面。与此对应，与突起14对应的凹陷15具有通过垂直于其主轴线17-1或者17-2的平面的、与所述侧凹的并且基本上呈半圆形到圆形的横截面匹配的球形横截面。也就是说类似弹簧的连接元件14从分开式轴承架 10的径向切平面13-2突出，并且根据一些实施例可以沿轴向在基本整个轴承架宽度b上延伸，并且具有在宽度b上相对于轴承架旋转轴线16连续变化的直径D14 (参见图5a)。这里通过该变化的直径D14实现连接元件14、15的主轴线17-1或17-2的倾斜延伸。弹性突起 14可以具有扇形的横截面，其中在与轴承架切平面13-2的连接处的径向延伸长度Bf比扇形突起14的最大直径Df小，由此构成侧凹19 (参见图4下部)。
如在图3 (下部)所示，槽形连接元件15具有对应于上述弹性突起14的阴模并且延伸到轴承架切平面或者切面13-1内。槽形凹陷15的径向和切向尺寸(Bn、Dn)与弹性突起14的尺寸(Bf、Df)适配，以便通过微小的重叠保证两个轴承架区段12-1、12-2的可靠连接或者固定。
倾斜延伸的连接元件即突起14和凹陷15的可能的几何尺寸首先取决于可用的空间并且因此取决于轴承架的径向厚度sK。
如例如从图2看出的那 样，无论是倾斜延伸的突起14还是倾斜延伸的15都在垂直于它们各自的主轴线17-1或者17-2的方向上在O. 25倍到O. 4倍的轴承架径向厚度sK 的范围内延伸。换句话说，突起14的延伸长度d14和/或凹陷15的径向延伸长度d15在垂直于它们各自的主轴线17-1或者17-2的方向上为轴承架厚度sK的约1/3。
在连接元件(突起14、凹陷15)旁径向向内或者向外的最小剩余径向壁厚可以根据为分开式轴承架10所使用的材料来选择。分界面13-1或者13-2从突起14或者凹陷15 到分界面13-1、13-2的径向端部的最小径向延伸长度在实施例中在O. 2mm到Imm的范围内。在钢和钛合金的情况下除连接元件外的最小剩余径向壁厚不应小于O. 4mm。在铝合金的情况下最小径向壁厚优选至少为O. 6mm。在聚合物例如PEEK的情况下最小径向壁厚不应小于O. 8mmη
如在所有的附图中表示的那样，根据实施例的弹性突起14可以沿其相对旋转轴线16倾斜延伸的主轴线17-1或者17-2切缝地构造。也就是说，在分界面13-1或者13_2 上成型的突起14可以沿它的主轴线17-1或者17-2切缝构造，以便能够实现突起14(尤其在垂直于主轴线17-1或者17-2的方向上)的弹性形变。如从图4(下部)看出的那样，突起14内的切缝20可以在切线方向21上比突起14自身更深地延伸。由此能够在径向18 上实现弹性突起14最佳的弹性。根据实施例，切缝20垂直于主轴线17-1或者17-2，这就是说在径向18上(严格地讲在垂直于倾斜的主轴线17-1或者17-2的方向上)的宽度Bs 可以在突起14的径向延伸长度Df的O. 2倍到O. 3倍的范围内。更优选地，切缝20的厚度或者宽度Bs在弹性突起14的径向延伸长度Df的四分之一的范围内。
参考图6，为得到突起14和与其对应的凹陷15之间在切线方向21上无间隙的连接，在突起14和凹陷15之间连接的整个公差范围内应该保证在图6中的点61到64的区域内存在接触。为保证这点，弹性突起14在切线方向21上的公差范围尺寸可小于槽形凹陷15相应的尺寸。两个连接元件14、15的形状和尺寸在所有的公差范围内应这样确定，以便确保两个元件14、15在扇形区域的基区22到通往轴承架分界面13-1或者13_2的连接区23的过渡处的接触。为保证这点，根据一些实施例，代替突起14和凹陷15的扇形实施方式，也可以选择垂直于主轴线17-1或者17-2的椭圆段形横截面，它的长轴位于相对轴承架部分圆的法线方向上(也就是说垂直于主轴线17-1或者17-2)。也就是说，为得到在轴向和径向(法线方向)上的无间隙连接，弹性突起14的扇形或者椭圆段形的横截面可以特别在法线方向上大于或者至少等于槽形凹陷15的横截面。
对于侧凹19，在金属轴承架的情况下可以规定O. Olmm彡S彡O. 05mm,对于塑料轴承架为O. 05mm彡S彡O. 2mm，其中S = (Df-Bf) /2或者S = (Dn-Bn) /2 (参见图6下部)。
参考图7,相对于倾斜延伸的连接元件14、15迄今描述的扇形或者椭圆段形的横截面，还可以选择变化的形状，例如剪切的扇形的横截面，因为主要是侧凹19沿圆周方向承接主要作用力。也就是说突起14在其切向突出的端部处并不一定呈扇形或者椭圆段形地延伸。取而代之，突起14也可以在其沿切向突出的端部处具有限界平面，其平行于分界面13-1或者13-2延伸。这种缩短的连接元件形状能够具有这样的优点，即能够在切线方向亦即在圆周方向21上较短地构造，从而使可能数量的滚动体占据更少的空间。尽管如此仍然通过侧凹19确保切线方向的保持力。
为了在保持力、装配和可制造性方面使分开式轴承架10的连接形状得到优化，特别对于按照图7的缩短的形状、但是也对于连接元件14、15的具有弯曲分界线的所有其它形状，在侧凹B的起始处和分界曲线的反转点A之间的最大重叠的区域24应该位于突起14 上。在突起14和凹陷15之间的接触区内的、位于该最大重叠24之外的区域优选仅具有最小的接触或者气隙。由此能够确定明确的接触`区24，其能够最好地传递突起14和凹陷15 之间的力。而其余的区域仅用于引导和/或保证和简化装配。
作为对轴承架锁扣的相对于轴向倾斜延伸的突起14或者凹陷15的扇形或者椭圆段形横截面的备选方案，还可以采用基于矩形基本形状的其它几何结构。这里特别要提及所谓的燕尾槽形，其同样具有较高的可靠性。只要该形状实现侧凹，其可以在圆周方向上也具有倒圆的边缘以简化接合，以便在轴承架区段12-1、12_2接合后能够实现相应的连接力或者保持力。
虽然在上面根据
了带有单纯直线形地相对轴承架旋转轴线16倾斜延伸的连接元件14、15的分开的轴承架区段12-1、12-2，但是根据其它实施例还可以想到这样的扩展设计，它们都具有至少区段性地相对于轴承架旋转轴线16倾斜延伸的连接元件。这里例如涉及连接元件14、15即突起和凹陷的V形形状。代替单纯直线形倾斜延伸的实施方式，这里采用分别呈V形的突起-凹陷形状，其中“V”的顶点大约位于轴承架的轴向宽度b 的中间。这里“V”的顶点既可以径向向外也可以径向向内取向。在V形的情况下连接元件具有第一区段，其与旋转轴线16成角度α，以及具有第二区段，其与旋转轴线16成角度 (180° -α)。此外可以想到所谓的双V形，其中突起14和凹陷15分别如此设置，使得除V 形外，在分开位置的分界面内产生连接元件的沿径向呈镜像的V形。这里呈镜像的“V”形的顶点可以指向相反的径向。然而双V形仅在分开式轴承架的径向延伸长度(厚度)&足够大的情况下才可能或者有意义。对于双V形状的备选方案可以是连接元件14、15各自的 X形设置，因为这里需要的径向空间比双V形状的情况要小。然而连接元件在分开位置的分界面13-1、13-2中的X形设置可能更不容易制造。双V形状和X形状的变型方案可能尤其对于用聚合物例如聚酰胺或者PEEK注塑而成的轴承架是有利的。
取决于零件数和/或使用的材料可以为分开式轴承架使用不同的制造方法。对于金属材料制的轴承架的较少的零件数考虑能够实现灵活而且精确的制造的方法，例如线切割放电加工。对于较多数量的零件，机械方法例如铣削也可适用于分开式轴承架的所有材料。对于大的零件数，例如在汽车工业中常见的那样，建议为塑料使用注塑方法，或者为适宜的材料使用MIM。
为在连接时或者在接合后提高突起14和凹陷15之间的连接力，例如可以通过局部加热凹陷15而提高突起14和凹陷15之间的重叠24或者侧凹19并且另外使得装配过程容易进行。由此提高的装配花费对于较困难的应用情况例如内燃机中的连杆轴承来说可能是合理的。如果在应用情况下不能局部加热，也能够把两个弹性突起14设置在一个轴承架半部12-1或者12-2内并且把槽形凹陷15设置在 另一个轴承架半部内。在此，在可能的情况下可以在装配两个轴承架半部12-1、12-2之前借助外部辅助工具支持它们的定位。每次加热的程度可以根据各应用情况和需要的保持力调整。侧凹19能够通过这种措施相对于更如面提到的措施被进一步提闻。
接合的轴承架半部12-1、12-2的保持力相应于轴承架10的使用位置可以非常大。 因此在一些实施例中可能需要通过辅助工具支持分开式轴承架的装配。
用于装配分开式轴承架10的这种工具的一个实施例在图8中例示。
工具80包括两个与轴承架10的轴承架区段12-1和12_2配合的轴承架区段壳 81-1、81-2，它们分别具有与轴承架区段12-1、12-2的外径配合的内径，并且轴承架区段壳被调整适配，以便在装配分开式轴承架10时能够在轴承架10的侧圈或者圆周桥接片上施加压力，而不接触由轴承架10引导的滚动体。此外，该工具80具有操作元件82，以便能够把工具80的两个轴承架区段壳81-1、81-2聚拢到一起并且由此接合轴承架区段12-1和 12-2。
根据实施例，工具80能够同时并且均匀地包围两个轴承架半部12-1和12-2。也就是说工具80接触轴承架半部的部分的内径应该与轴承架10的外径一致。包围两个轴承架半部12-1和12-2的轴承架区段壳80-1、80-2在装配时仅接触轴承架区段12_1、12_2的侧圈，以避免损坏在其内引导的滚动体。换句话说，轴承架区段壳81-1和81-2分别具有两个以轴承架侧圈的轴向距离设置的侧圈壳段83-1、83-2，它们在装配时与轴承架侧圈共同作用。也就是说侧圈壳段83-1、83-2的距离优选与轴承架区段的侧圈或者圆周桥接片的轴向距离一致。
通过操作操作元件82，根据实施例能够在两个轴承架区段壳81-1、81_2上施加杠杆作用，以便在装配时把两个壳81-1和81-2压在一起。
装配工具80的特征在于，工具80向轴承架半部12-1、12-2的力传导通过轴承架 10的侧圈进行。这里壳81-1和81-2对轴承架半部12-1、12-2的包围尽可能的大。根据实施例，装配工具80向轴承架半部12-1、12-2的力传导居中地通过以下方式进行，S卩，使钳形工具80的分开平面84相对于轴承架10的分开平面错开例如90°。为了更简便地操作，可以设置较大的杠杆比以有利于手杆85-1或者85-2。也就是说手杆85-1和85_2可以为此相应设计得较长。同时杠杆点86到装入壳80-1、81-2内的分开式轴承架10的中心的距离尽可能大，以便实现相对于轴承架锁扣元件14或者15也就是相对于分界面13-1或者13-2 成直角的有利的力传导。
通过实施例能够得到可承受极端负荷的分开式轴承架，例如用于发动机内的轴承应用。
附图标记列表
10分开式轴承架
11分开位置
12轴承架区段
13分界面
14突起，弹簧，凸块
15凹陷，槽
16轴承架旋转轴线
17突起或者凹陷的主轴线
18径向
19侧凹
20沿主轴线的切缝
21切线方向
22基区
23与轴承架切平面的连接区
24突起和凹陷之间的接触区
61接触点
62接触点
63接触点
64接触点
80装配工具
81轴承架区段壳
82操作元件
83侧圈壳段
84工具的分开平面
85手 杆
权利要求
1.一种用于滚动轴承的轴承架(10)，其中，该轴承架在圆周方向上在第一和第二轴承架区段(12-1 ；12-2)之间的至少一个分开位置(11-1 ；11-2)处切缝地构造， 其中，在所述第一和第二轴承架区段(12-1 ；12-2)之间的分开位置的彼此相对的分界面(13-1 ；13-2)上成型有至少一对成型件，亦即突起(14)和与其对应的凹陷(15)，以便在突起(14)和凹陷(15)彼此啮合时在三个方向上彼此固定所述分界面(13-1 ;13-2)， 其中，所述突起(14)和所述凹陷(15)的主轴线(17-1 ；17-2)以角度(a)相对于轴承架(10)的旋转轴线(16)倾斜延伸。
2.根据权利要求1所述的轴承架(10)，其中，所述角度(a)在小于10°的范围内并且优选在1°到5°的范围内。
3.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述成型在分开位置(11-1；11-2)的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)和与其对应的凹陷(15)在圆周方向上相对置地成型在所述分界面(13-1 ；13-2)内，使得所述突起(14)和与其对应的凹陷(15)能够在圆周方向上相对滑动。
4.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述成型在分开位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)具有在垂直于其主轴线(17-1 ；17-2)的平面上的、侧凹的并且基本上呈半圆形到扇形或者椭圆段形的横截面，并且与该突起(14)对应的凹陷(15)具有通过垂直于其主轴线(17-1 ；17-2)的平面的、与该侧凹的并且基本上呈半圆形到扇形或者椭圆段形的横截面配合的球形横截面。
5.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述成型在分开位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)在其切向突出的一端具有限界平面，该限界平面平行于所述分界面(13-1 ；13-2)延伸，使得所述突起(14)相对于在其切向突出的一端虚拟或者假想地弯曲延伸的限界面缩短。
6.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述突起(14)和对应的凹陷(15)在垂直于它们各自的主轴线(17-1 ;17-2)的方向上在0.25倍到0.4倍径向轴承架厚度(sK)的范围内延伸。
7.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述突起(14)和对应的凹陷(15)基本上在轴承架的整个轴向宽度(b)上延伸。
8.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述分界面(13-1；13-2)从突起(14)或凹陷(15)到该分界面的一个径向端部的最小径向延伸长度在0. 2到Imm的范围内。
9.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述成型在分开位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)沿其主轴线(17-1 ；17-2)切缝地构造，以便能够实现突起(14)的弹性形变。
10.根据权利要求8所述的轴承架，其中，沿主轴线(17-1；17-2)成型的切缝(20)在切线方向上比突起(14)延伸得更深。
11.根据权利要求8或9所述的轴承架(10)，其中，所述切缝(20)垂直于突起(14)的主轴线(17-1 ；17-2)的宽度在突起(14)的径向延伸长度的0. 2倍到0. 3倍的范围内。
12.根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)，其中，所述成型在分开位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)和与其对应的凹陷(15)在它们各自的分界面(13-1 ；13-2)内呈V形、双V形、或者X形延伸。
13.一种用于装配根据上述权利要求之一所述的轴承架(10)的装配工具(80)，包括 两个与轴承架的轴承架区段(12-1 ；12-2)配合的轴承架区段壳(81-1 ;81-2)，它们分别具有与轴承架区段的外径配合的内径，并且所述轴承架区段壳被调整适配，以便在装配时能够在轴承架(10)的侧圈上施加压力，而不接触由轴承架(10)引导的滚动体；和 操作元件(82)，用以能够把工具(80)的两个轴承架区段壳(81-1 ；81-2)聚拢到一起。
14.根据权利要求13所述的工具(80)，其中，所述轴承架区段壳(81-1；81-2)分别具有两个以轴承架侧圈的轴向距离设置的侧圈壳段(83-1 ;83-2)，所述侧圈壳段能够在装配时与轴承架侧圈共同作用。
15.根据权利要求13或14所述的工具(80)，其中，所述操作元件(82)设计用于借助杠杆作用把轴承架区段壳(81-1 ；81-2)聚拢到一起。
全文摘要
本发明涉及一种用于滚动轴承的轴承架(10)，其中该轴承架在圆周方向上在第一和第二轴承架区段(12-1；12-2)之间的至少一个分开位置(11-1；11-2)处切缝地构造，其中，在第一和第二轴承架区段(12-1；12-2)之间的分开位置的彼此相对的分界面(13-1；13-2)上成型有至少一对突起(14)和与其对应的凹陷(15)，以便在突起(14)和凹陷(15)彼此啮合时在三个方向上彼此固定分界面(13-1；13-2)，其中，突起(14)和凹陷(15)的主轴线(17-1；17-2)以角度(α)相对于轴承架(10)的旋转轴线(16)倾斜延伸。
文档编号F16C33/50GK103032471SQ201210476230
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月17日 优先权日2011年9月16日
发明者J·斯托克, B·埃克 申请人:Skf公司