轴承单元的制作方法

本发明涉及一种包括轴承的单元。

背景技术：

轴承通常包括内圈和外圈，该内圈和外圈彼此相对旋转。上述内圈和外圈能共同形成容纳诸如滚珠、滚针或滚子之类滚动体的轴承腔(bearing chamber)。

轴承设计为安装在机械系统的壳体(housing)内，位于静止的机械单元和可旋转的机械单元之间，以便支撑上述两个机械单元的相对转动。

轴承的设计，具体地说，轴承的类型、滚动体的列数、滚动体的类型、圈和滚动体的定尺寸(dimensioning)，取决于机械系统的期望的应用领域。关于转矩、转速、载荷、环境、甚至壳体内的可用空间的情况会影响所述轴承的设计，并因此构成所述轴承的设计约束条件。

然而，机械系统制造商和/或轴承制造商可能会改变轴承系列(range)而失去轴承的通用性。

尽管轴承的特征(feature)已经得到改善，轴承仍然具有相同的壳体，并且较小的壳体可能是有利的。

JP-U-S61-35222公开了一种设置有罩体(envelope)的轴承单元，该罩体安装在轴承外圈上。此种罩体可以使壳体与轴承之间的尺寸差(dimensional difference)得到补偿。根据上述现有技术，所述罩体包括分立的第一和第二罩体部件(envelope part)。每一个罩体部件具有环形凸缘(annular flange)，其至少部分覆盖所述外圈的外边缘(front edge)；以及圆柱形部(cylindrical portion)，其从所述环形凸缘开始延伸，并至少部分覆盖轴承腔(bearing chamber)外的外圈的圆柱形表面或孔。两个罩体部件通过设置在所述圆柱形部上的连接装置(attachment means)彼此可靠地连接。所述连接装置包括至少一个形成在第一罩体部件的圆柱形部的一端部的凹处(cavity)，以及至少一个形成在第二罩体部件的圆柱形部的一端部的凸起(relief)，所述凸起被容纳在关联的凹处内以连接第一和第二罩体部件。

第一罩体部件中的所述凹处和第二罩体部件中的所述凸起都是环形的。这样设置的一个缺点在于两个罩体部件之间可能会发生相对旋转。

第一和第二罩体部件的端部需要进行变形以将第二罩体部件上的凸起安置在第一罩体部件的凹处内。由于所述端部环形的形状，所述的端部不易径向地变形。

技术实现要素：

本发明特别的旨在通过提出一种轴承单元以解决这些问题。该轴承单元易于制造和组装、模块化的使用并适应多种应用。为了该目的，本发明涉及一种轴承单元，包括：轴承，所述轴承具有：第一圈，所述第一圈具有孔、两个外边缘和外圆柱面；第二圈，所述第二圈具有孔、两个外边缘和外圆柱面。所述第一、第二圈可绕中心轴线(X1)相对旋转。轴承还包括安装在轴承腔内的至少一列滚动体，所述轴承腔形成在所述圈的外圆柱面和所述圈的孔之间。所述单元被设计成安装于壳体内。

单元包括至少一个罩体，所述罩体安装在所述轴承的圈中的一个，使得壳体与轴承之间的尺寸差(dimensional difference)被所述罩体补偿。所述罩体包括分立的第一和第二罩体部件(envelope part)，每个罩体部件具有环形凸缘和圆柱形部，所述环形凸缘至少部分覆盖所述圈的外边缘(front edge)，所述圆柱形部从所述凸缘延伸，并至少部分覆盖轴承腔外侧的圈的圆柱形表面或者孔。所述两个罩体部件通过连接装置彼此可靠地连接，所述连接装置设置在圆柱形部上。所述连接装置包括至少一个凹处和至少一个凸起，所述凹处形成在第一罩体部件的圆柱形部的一端部，所述凸起形成在第二罩体部件的圆柱形部的一端部，所述凸起被容纳在相关的凹处内以连接第一和第二罩体部件。

按照本发明，第一罩体部件的圆柱形部的环形端部包括绕圆周规则地、连续地且交替地间隔分布的多个凸起和凹处。第二罩体部件的圆柱形部的环形端部包括绕圆周规则地、连续地且交替地间隔分布的多个凸起和凹处。

得益于本发明，轴承与壳体之间的尺寸差由可靠地连接到一个圈上的罩体部件的厚度补偿，所述轴承被设计成安装在所述壳体内。更明确地，罩体部件的凸缘和圆柱形部代替轴承的外边缘和外圆柱面充当支承壳体的表面。

标准的小轴承可以适用于其他用途而无需更改整个机械系统。这有助于降低与机械系统设计有关的时间和成本。此外，如果壳体的尺寸在预定的系列之外，所述系列中的标准轴承也可以适用。

本发明还使得采用小轴承代替大轴承成为可能，同时利用凸缘加入额外功能。

另一个优势在于不用对标准轴承进行改变。在轴承被设计和制造之后，所述罩体被安装在所述圈上。所述罩体安装在轴承的外部。

此外，一旦罩体安装完成，所述凸起和凹处沿圆周方向彼此毗邻。由于连接装置交替地设置在两个分立的罩体部件上，因此所述连接装置形成提供在两个罩体部件之间防止旋转的功能。

将两个罩体部件安装在圈上对于操作人员来说是相对简单的，因为他只需要简单地将两个罩体部件手动或者机械地定位在所述圈上，以将一个圆柱形部的一个凸起插入至另一个圆柱形部上相关的凹处内。两个罩体部件然后可靠地连接在一起，并且不能从所述圈上拆掉。于是罩体部件能在轴承制造的场所组装起来，然后单元被运输到应用制造商，或者直接在应用的制造场所处组装。

按照本发明有利的但可选的方面，此类轴承单元可以包括一个或者更多的如下特征，以任何技术上可以采纳的组合：

-滚动单元绕圆周规则地间隔分布并由轴承架(cage)保持。

-滚动单元为滚珠。

-轴承的第一圈和第二圈均为一体的(solid)。

-所述圈和所述滚动体限定出轴承的节圆直径(pitch diameter)，所述节圆直径平行于轴承的第一和第二圈相对旋转的轴线。

-所述圈和所述滚动体限定出轴承的节圆直径，所述节圆直径垂直于轴承的第一和第二圈相对旋转的轴线。

-所述罩体包括至少一个由减振材料(vibration-damping material)制成的材料层。

-所述罩体包括至少一个电绝缘材料层(layer of electrically insulating material)以防止电流穿过所述轴承。

-所述罩体由塑性材料(plastic material)或者合成材料(synthetic material)制成。

-安装在第一圈上的罩体的至少一个凸缘与另一个圈处于滑动接触，该滑动接触或是直接抵靠在所述第二圈的一处表面上，或是间接地靠在与所述第二圈可靠地连接的单元上。

-所述单元包括配备至轴承的每个圈的两个罩体。

-所述配备至轴承的每个圈的两个罩体通过所述两个罩体成对的凸缘滑动接触，以确保所述轴承完全地密封。

-所述两个罩体部件的所述圆柱形部为环形的，并且完全地覆盖所述圈的圆柱形表面或者孔。

-所述凸起的形状与相关的凹处的形状相互匹配。

-所述凸起为珠状部(bead)，所述珠状部为圆形或者有斜面的(beveled)，从而方便凸起的插入。

-第一和第二罩体部件的圆柱形部的所述端部互相覆盖，所述端部含有所述至少一个凸起和至少一个凹处。

-第一和第二罩体部件的圆柱形部的所述端部的厚度完全地小于所述圆柱形部的其余部分，以便形成肩部，所述端部含有所述至少一个凸起和至少一个凹处。

-第一和第二罩体部件的每个圆柱形部的边缘与另一个罩体部件上的所述肩部接触。

-第一和第二罩体部件的圆柱形部的环形端部在圆周方向上连续地、交替地毗邻，所述环形端部具有多个凸起和凹处。

-第一和第二罩体部件的每个具有凸起的端部在圆周方向上毗邻于具有凹处的一个单独的端部，间隔区成形于两个连续的凸起-凹处对之间。

-第一罩体部件的圆柱形部的端部具有多个突出部。

-第二罩体部件的圆柱形部的端部具有多个突出部。

-第一罩体部件的圆柱形部所有的突出部均具有凹处。

-第二罩体部件的圆柱形部所有的突出部均具有凹处。两个罩体部件的连续的突出部具有交替的凸起和凹处。

-两个罩体部件的连续的突出部在圆周方向上毗邻，所述连续的突出部具有交替的凸起和凹处。

-所述突出部围绕圆周规则地分布。

-所述突出部从圆柱形部朝向另一个罩体部件延伸。

-第一罩体部件的端部包括至少一个具有凸起的连接装置，同时第二罩体部件的端部包括至少一个具有凹处的连接装置，至少一个端部具有至少一个间隔区，该间隔区毗邻于具有其中一个连接装置的端部。

-所述空腔具有(喇叭形)外展的边缘(flared edge)以便所述凸起插入。

本发明还涉及一种组装所述轴承单元的方法，按照本发明的一个详细的实施例，包括如下步骤：

(a)预先组装轴承，

(b)两个罩体部件同轴地定位，且位于轴承的第一圈和第二圈中的一个的任一侧，第一罩体部件的端部包括至少一个包含凸起的连接装置，以及第二罩体部件的端部包括至少一个包含凹处的连接装置，至少一个端部具有至少一个间隔区，所述间隔区的一侧在圆周方向毗邻于具有凹处的端部，另一侧在圆周方向毗邻于具有凸起的端部，

(c)所述罩体部件其中的一个的所述端部轴向地滑动至另一个罩体部件的至少一个间隔区上，使得所述端部径向地覆盖所述间隔区，

(d)使罩体部件围绕所述轴线相对旋转，使得一个罩体部件的包括至少一个连接装置的端部，从所述间隔区，朝向另一个罩体部件的包括至少一个连接装置的端部旋转地滑动，以及

(e)所述罩体部件的所述连接装置相互配合。

附图说明

本发明以及其其它有益效果在以下按照本发明的原理的轴承单元的实施例的说明书中更清楚地显示，所述实施例仅作为示例，并且参考非限制性的附图，其中：

-图1是按照第一实施例的轴承单元的剖面图，

-图2是按照第一实施例的轴承单元的正视图，

-图3是按照第一实施例的轴承单元的侧视图，

-图4a和4b分别是按照第一实施例的轴承单元的罩体细节的剖面图II-II和III-III，

-图5是按照第二实施例的轴承单元第一位置的侧视图，

-图6是按照第二实施例的轴承单元第二位置的侧视图，

-图7是按照第二实施例的轴承单元第三位置的侧视图，

-图8a、8b和8c分别是按照第二实施例的轴承单元的罩体细节的剖面图IV-IV,V-V and VI-VI，

-图9是按照第三实施例的轴承单元的侧视图，

-图10是按照第四实施例的轴承单元的侧视图。

具体实施方式

单元A包括具有旋转中心轴线X1的轴承1，轴承1包括外圈2、内圈3、一列滚动体4，在本例中滚动体4为设置平行平面中且由保持架5分别地保持的滚珠。这种单元被设计成安装于机械系统(未图示)内的壳体内。

在正常的运行方式下，外、内圈2、3同轴于中心轴线X1。

外圈2具有外圆柱面21和孔22，孔22内形成容纳滚动体4的滚道。

内圈3具有外圆柱面31，外圆柱面31上形成容纳滚动体4的滚道。

内圈3能相对旋转而外圈2不能相对旋转，或者反之亦然，或者两个圈都能绕中心轴线X1相对另一个圈彼此旋转。

外圈2通过两个前径向边缘(front radial edges)23和24轴向地限定，内圈3通过两个前径向边缘33和34轴向地限定，这样使得所述的各个边缘分别轴向地对齐以限定轴承1的轴向尺寸。

内圈3还具有圆柱形通孔(cylindrical through-hole)32。例如，轴或者支撑元件能被插入到所述孔32中。内圈3的孔32和外圈2的外圆柱面21限定轴承的径向尺寸。

内圈3的外圆柱表面31、内圈2的孔22以及前部径向边缘23、33和24、34形成轴承腔8，在轴承腔8内，滚动体4在外、内圈2、3之间移动。轴承腔8可以装满润滑剂(例如润滑脂或者润滑油)以降低移动单元(在本例中为滚动体4)、形成于外部圆柱形表面31上的滚道，以及形成于内圈2的孔22内的滚道接触面之间的摩擦力。

外、内圈2、3和滚动体4限定出轴承1的节圆直径P1，节圆直径P1为滚动体的旋转轴线，所述外、内圈2、3与该轴线平行地相对转动，该轴线位于所述外、内圈2、3之间。

按照附图1至10显示的实施例，节圆直径P1平行于旋转中心轴线X1。根据图中没有显示的替代方案，所述节圆直径P1可以垂至于所述中心轴线X1。

按照本发明，单元A也包括安装在外圈2上的罩体10。

罩体10包括第一罩体部件11和第二罩体部件13，两者是分立的，各自具有至少部分覆盖外圈2上相应的前缘23、24的环形凸缘11a、13a。

第一和第二罩体部件11、13各自具有分别从所述凸缘11a、13a朝另一罩体部件轴向延伸的圆柱形部11c、13c。

圆柱形部11c、13c各自覆盖外圈2的外圆柱面21的一部分。

罩体10的两个部件11、13利用设置在圆柱形部11c、13c上的连接装置15可靠地连接在一起。

连接装置15包括形成在第一罩体部件11的圆柱形部11c一端部上的凹处11e，和形成在第二罩体部件13的圆柱形部13c一端部上的凸起13e。

按照在图1、2、3、4a和4b中说明的第一实施例，第一和第二罩体部件11、13的所述端部包括多个突出部(tab)16、17、18、19。

第一罩体部件11的圆柱形部11c的端部包括多个突出部18，每个突出部18具有凹处18a。在两个连续的突出部18之间，圆柱形部11c的端部在每一个情况下都包括具有凸起19a的突出部19。突出部18和19如此地相邻且交替具有凸起19a或凹处18a。

此外，突出部18和19的厚度小于圆柱形部11c其余部分的厚度。

突出部18扩大圆柱形部11c的外圆柱面，并且处于朝向罩体部件11外侧的位置。突出部19延长圆柱形部11c的内圆柱面，并且处于朝向罩体部件11内侧的位置。

第二罩体部件13的圆柱形部13c的端部包括多个突出部16，每个突出部16具有一个凸起16a。在两个连续的突出部16之间，圆柱形部13c的端部包括在每一个情况下都具有凹处17a的突出部17。

此外，突出部16和17的厚度小于圆柱形部13c其余部位的厚度。

突出部16扩大圆柱形部13c的外圆柱面，并且处于朝向罩体部件13外侧的位置。突出部17延长圆柱形部13c的内部圆柱形表面，并且处于朝向罩体部件13内侧的位置。

第二罩体部件13的突出部16径向地覆盖第一罩体部件11的突出部18。凸起16a容纳在凹处18a内。类似地，第一罩体部件11的突出部19径向地覆盖第二罩体部件13的突出部17。凸起19a容纳在凹处17a内。按照一种未显示的可供选择的方案，具有凸起的突出部可以径向地覆盖具有凹处的突出部。

凸起16a、19a的形状和相关的凹处18a、17a的形状相互匹配。

每一个凸起16a、19a均为环形珠状部(annular bead)，该环形珠状部为圆形的，以使得在两个罩体部件11、13在装配过程中，方便凸起16a、19a沿另一罩体端部的轴向滑动。按照一种未显示的变型方案，凸起可以具有方便插入的斜面。

每个凸起16a、19a与另一罩体部件的端部之间的配合是通过含有所述凸起16a、19a的突出部16、19的变形实现的。

相关的突出部16、18和17、19的厚度之和与圆柱形部11c、13c其余部位的厚度相同，从而形成罩体10的真正的(substantially)圆柱形外表面，使得单元能容纳在标准的壳体内。

凸起16a、19a分别容纳在凹处18a、17a中使得罩体10的部件13、11能够可靠地轴向连接。

此外，一旦罩体10装配完成，突出部16、19和17、18在圆周向方向上彼此毗邻(circumferentially adjacent)。因为连接装置交替地属于两个分立的部件11、13，所以由突出部16、17、18、19形成的连接装置15防止罩体10的部件11、13之间的相对转动。

罩体10的部件11、13可以由塑性材料或者合成材料制成。所述部件11、13包括至少一个由减振材料制成的材料层。所述部件11、13还可以包括至少一个电绝缘材料层，以防止电流穿过轴承。

轴承1与壳体之间的轴向尺寸差由罩体10补偿，其中所述单元A被设计成安装于壳体内。

按照该实施例，单元A还包括两个分别安装于内圈3的径向边缘33、34上的环形凸缘12、14。

凸缘12、14通过连接装置(未显示)可靠地连接至内圈3，例如通过焊接(welding)、粘结(gluing)、模压(molding)、机械装置的之间的配合，例如，凸缘的一部分和内圈的一部分之间通过外形、或其它合适的方式来配合。

安装在外圈2上的罩体10的凸缘11a、13a的自由端11b、13b与内圈3的凸缘12、14的自由端12a、14a滑动接触。该接触发生在轴承1的节圆直径P1处。

轴承腔8由罩体10和环形凸缘12、14密封。

在图5、6、7、8a、8b和8c中说明的第二实施例与第一实施例的区别在于，突出部25、26分别从圆柱形部11c、13c开始朝向另一个罩体部件13、11延伸，在该第二实施例中，相同的元件使用相同的附图标记进行标识。

第一罩体部件11的圆柱形部11c的端部包括多个突出部25，每个突出部25具有凸起25a。为了方便使理解本发明的该实施例，在图5至7中使用虚线透视地显示所述凸起25a。

每个突出部25从圆柱形部11c起，经过突出部端(tab end)25b，朝向另一个罩体部件13轴向地延伸。突出部端25b比圆柱形部11c的其余部分薄。突出部端25b具有凸起25a。突出部25绕圆周规则地间隔分布。

突出部25扩大圆柱形部11c的外圆柱面，并且处于朝向罩体部件11外的位置。

凹穴(recess)27形成在两个连续的突出部25之间。突出部端25b轴向地延伸超出凹穴27的边缘。

凹穴27比圆柱形部11c的其余部分薄，扩大圆柱形部11c的内圆柱面，并且处于朝向罩体部件11内的位置。

每个凹穴27具有与第一突出部25毗邻的凹处27a和间隔区(spacing zone)27b，间隔区27b在一侧在圆周方向上毗邻所述凹处27a，在另一侧毗邻于第二突出部25。

与第一罩体部件11类似地，第二罩体部件13的圆柱形部13c包括多个突出部26，突出部26在其末端26b设置凸起26a。

在两个连续的突出部26之间，圆柱形部13c包括具有凹处28a和间隔区28b的凹穴28。

在罩体10的部件11、13组装完成的位置，第一罩体部件11的突出部端25b径向覆盖第二罩体部件13的凹穴28，使得在所述突出部端25b上的凸起25a被容纳在凹穴28的凹处28a内。类似地，第二罩体部件13的突出部端26b径向地覆盖第一罩体部件11的凹穴27，使得在所述突出部26b上的凸起26a被容纳在凹穴27的凹处27a内。

突出部端25b、26b分别和凹穴28、27的厚度之和与圆柱形部11c、13c其余部分的厚度相等，从而在壳体10上形成一个大体呈圆柱形的外表面。

如附图5至7所说明的，按照本发明的第二实施例，配备具有两个部件11、13的罩体10的单元A的装配方法包括如下连续的步骤。

预先安装好轴承1。

两个罩体部件11、13绕中心轴线X1同轴地定位在轴承1外圈2的两侧。

第一罩体部件11的突出部端25b轴向地滑动至间隔区28b上，使得所述的突出部端25b径向地覆盖所述间隔区28b，直到被凹穴28的后边缘(back edge)阻挡。类似地，第二罩体13的突出部端26b轴向地滑动至间隔区27b上，使得所述的突出部端26b径向地覆盖所述间隔区27b，直到被凹穴27的后边缘阻挡。

使第一和第二罩体部件11、13围绕中心轴线X1相对旋转，致使含有凸起25a的突出部端25b转动地朝凹穴28的凹处28a滑动，同时含有凸起26a的突出部端26b旋转地朝凹穴27的凹处27a滑动。

直到凸起25a、26a分别被完全地容纳在空腔27a、28a内，该相对旋转完成。

在装配完成的位置，用于突出部25、26在最终定位前的初始插入的间隔区27b和28b，排列成轴向相邻的对子，形成凹槽部(recess portion)。

上面描述的装配方法可以无限制地适合于本发明其它实施例。例如，类似的方法可以应用在按照第一实施例的单元A上。该单元A具有多个规则地间隔分布的凸起13e和凹处11e。

在图9所说明的第三实施例中，相同的元件使用相同的附图标记进行标识。第三实施例不同于第二实施例之处在于，每个凹处27a、28a都有(喇叭形)外展的边缘(flared edge)27c、28c，以使得在罩体部件11、13的相对旋转过程中，凸起26a、25a分别容易的插入。

空腔27a、28a具有在凸起26a、25a各自的插入方向上(喇叭形)外展的边缘27c、28c。

在图10所说明的第四实施例中，相同的元件使用相同的附图标记进行标识。第四实施例不同于第一实施例之处在于，单元A具有安装在轴承1外圈2上的外部罩体10和安装在轴承1内圈3上的内部罩体40。

该外部罩体10在上面描述的实施例中的任意一个或者替代方案中公开。

该内部罩体40包括分立的第一罩体部件42和第二罩体部件44，每个罩体部件具有环形凸缘42a、44a，该环形凸缘42a、44a分别至少部分覆盖内圈3的前缘33、34。

第一和第二罩体部件42、44各自都具有圆柱形部42c、44c，圆柱形部42c、44c分别从所述凸缘42a、44a开始，朝向另一个罩体部件轴向延伸。

圆柱形部42c、44c各自覆盖内圈3内的孔32的一部分。

内部罩体40的两个部件42、44使用连接装置45可靠地连接到一起，连接装置45具有圆柱形部42c、44c。

连接装置45已在上面描述的实施例中的任意一个或者替代方案中公开。

安装在轴承1内圈3上的内部罩体40的凸缘42、44各自的外部圆周边缘42b、44b，与安装在轴承1外圈2上的外部罩体10的凸缘11、13各自的外部圆周边缘11b、13b发生滑动接触。

在轴承1内圈3和外圈2的相对旋转过程中，边缘42a和11b、44a和14b保持接触并彼此滑动。

按照未显示的实施例，轴承可以包括一列或者多列滚动体。滚动体可以是滚珠、滚子、滚针或者其他类型的滚动体。

实施例中的技术特征和为所述技术特征所提供的变型可以组合使用。