滚动轴承以及包括该滚动轴承的机械系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种滚动轴承(10)，其适于安装在平衡轴上并且包括：外圈(20)，其具有定心在中心轴线(X10)上的圆柱外表面(21)和圆柱内表面(22)，并具有径向于中心轴线(X10)延伸和平行于中心轴线(X10)限定圈宽度(w20)的两个环形侧表面(23，24)；保持架(30)，其具有围绕中心轴线(X10)分布的凹部(38)，并具有径向于中心轴线(X10)延伸和平行于中心轴线(X10)限定保持架宽度(w30)的两个环形侧表面(33，34)；以及滚动构件(12)，其安装在保持架(30)的凹部(38)中并且设置成与外圈(20)的内表面(22)滚动接触，其中，保持架宽度(w30)大于或等于圈宽度(w20)。本发明还涉及一种包括该滚动轴承(10)的机械系统(1)。
【专利说明】
滚动轴承以及包括该滚动轴承的机械系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种适合于安装在平衡轴上的滚动轴承。本发明还涉及一种包括平衡轴和该滚动轴承的机械系统，例如，车辆发动机。
【背景技术】
[0002]专利文献US-A-3384429公开了滚针滚动轴承的一示例，其包括外圈、保持架，以及安装在该保持架凹部的滚针。该滚动轴承还包括可拆卸地固定在外圈两侧的推力圈。该滚动轴承安装一轴上，同时推力圈置成与轴的推力环和台肩抵靠接触。
[0003]在实践中，机械系统的小型化使其重量和成本降低。在一些应用中，例如，当机械系统包括平衡轴时，将进一步降低摩擦和动力损失。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种具有上述优点的改善的滚动轴承。
[0005]为此，本发明涉及一种滚动轴承，其适于安装在平衡轴上并且包括:外圈，其具有定心在中心轴线上的圆柱外表面和圆柱内表面，并具有径向于中心轴线延伸和平行于中心轴线限定圈宽度的两个环形侧表面;保持架，其具有围绕中心轴线分布的凹部，并具有径向于中心轴线延伸和平行于中心轴线限定保持架宽度的两个环形侧表面；以及滚动构件，其安装在保持架的凹部中并且设置成与外圈的内表面滚动接触。根据本发明，保持架宽度大于或等于圈宽度。
[0006]由于本发明，滚动轴承的径向承载能力增加。保持架在外圈的至少一侧轴向突出，优选地，在外圈的两侧轴向突出。保持架居中于属于或安装在轴上的径向部分之间，从而减少由于保持架轴向位移所导致的冲击和振动。因此，安装在平衡轴上的滚动轴承降低了重量、摩擦以及动力损失，同时还提供了坚固的结构。
[0007]根据有利但并非强制性的本发明的其它方面，该滚动轴承可以合并下述特征中的一个或多个:
[0008]保持架宽度大于圈宽度。
[0009]保持架宽度等于圈宽度。
[0010]保持架轴向突出超过外圈的至少一个侧表面。
[0011]保持架轴向突出超过外圈的两个侧表面。
[0012]在外圈的至少一侧上，平行于中心轴线，轴向突出被限定为从外圈的侧表面直至保持架的侧表面，该轴向突出包括在0.2至3毫米之间，优选地在0.2至0.5毫米之间。
[0013]轴向突出被限定在外圈的两侧。
[0014]滚动构件是平行于中心轴线延伸的滚针或滚子。
[0015]本发明还涉及一种例如车辆发动机的机械系统，包括:平衡轴，其具有定心在中心轴线上的轴向部分以及径向于中心轴线延伸的至少一个径向部分;第二构件，其固定至平衡轴;壳体，其位于径向部分与第二构件之间，并且包括径向于中心轴线延伸且平行于中心轴线限定壳体宽度的两个环形侧表面；以及如上所述的滚动轴承，外圈安装在壳体中，滚动构件设置成与平衡轴的轴向部分滚动接触，径向部分和第二构件形成用于置于其间的保持架的轴向引导装置，保持架宽度大于壳体宽度。
[0016]根据有利但并非强制性的本发明的其它方面，该机械系统可以合并下述特征中的一个或多个:
[0017]圈宽度大于或等于壳体宽度。
[0018]圈宽度等于壳体宽度。
[0019]圈宽度大于壳体宽度。
[0020]在保持架的至少一侧上，平行于中心轴线，轴向间隙被限定为从保持架的侧表面直至径向部分的侧表面或第二构件的侧表面，轴向间隙小于或等于0.5毫米，优选地等于
0.3晕米。
[0021]轴向间隙限定在保持架的两侧。
[0022]第二构件是与平衡轴形成一体的另一径向部分。
[0023]第二构件是相对于中心轴线形成偏心的不平衡部分，例如，凸轮或悬臂。
[0024]径向部分是相对于中心轴线形成偏心的不平衡部分，例如，凸轮或悬臂。
[0025]平衡轴是凸轮轴，并且不平衡部分是凸轮。
[0026]平衡轴是曲轴，并且不平衡部分是支撑曲柄销的悬臂(flyingarms)。
【附图说明】
[0027]现在，将结合所附附图以及不限制本发明目的的说明性示例，来对本发明进行解释。在所附附图中:
[0028]图1是根据本发明的机械系统的剖面图，其配备有根据本发明的滚动轴承；
[0029]图2是以更大比例示出图1中的细节II的剖面图；
[0030]图3是相似于图1的剖面图，其示出根据本发明的机械系统，该机械系统配备有根据本发明的滚动轴承的第二实施例；以及
[0031]图4是以更大比例示出图3中的细节IV的剖面图。
【具体实施方式】
[0032]图1和图2部分地不出根据本发明的机械系统I，例如，车辆发动机。
[0033]系统I包括:具有轴向部分3和径向部分4的平衡轴2;通过螺钉7固定至轴2的齿轮6;以及位于径向部分4与齿轮6之间的壳体8。在目前的情况下，径向部分4是配重或不平衡质量。径向部分4的侧表面43和齿轮6的侧表面64彼此面对。壳体8包括圆柱内孔82和限定壳体宽度w8的两个侧表面83和84。
[0034]而且，系统I包括根据本发明限定的滚动轴承10。滚动轴承10安装在轴2的轴向部分3上，并且安装在径向部分4的表面43与齿轮6的表面64之间的壳体8的内孔82中。滚动轴承10的中心在中心轴线XlO上，并且包括滚动构件12、外圈20，以及保持架30。滚动构件12是平行于轴线XlO延伸的滚针或滚子。径向部分4和齿轮6形成用于滚动轴承I的轴向引导装置，尤其是，用于置于其间的保持架30的轴向引导装置。
[0035 ]如图1所示，系统I的构成元件的中心也在轴线X1上。在本发明的上下文中，“轴向地”意味着平行于轴线XlO，而“径向地”意味着垂直于轴线ΧΙΟ。
[0036]外圈20具有定心在轴线XlO上的圆柱外表面21和圆柱内表面22。表面21安装在孔82中，而表面22与滚动构件12滚动接触。外圈20还具有径向于轴线XlO延伸的两个环形侧表面23和24。外圈20具有平行于轴线XlO限定在侧表面23与24之间的圈宽度w20。
[0037]保持架30与外圈20径向分开。保持架30与轴向部分3接触，并且与在轴2的轴向部件3和径向4之间形成的拐角45接触。保持架30具有与轴向部分3接触的内表面32。保持架3具有径向于轴线XlO延伸的两个环形侧表面33和34。表面33面对表面43，而表面34面对表面64。径向部分4和齿轮6形成用于置于其间的保持架30的轴向引导装置。保持架30包括围绕轴线XlO分布的凹部38。保持架30具有平行于轴线XlO限定在侧表面33与34之间的保持架宽度w30。滚动构件12安装在凹部38中并且设置成一方面与外圈20的内表面22滚动接触，并且另一方面与轴2的轴向部分3滚动接触。
[0038]如图1和图2所示，保持架宽度w30大于圈宽度w20。更确切地说，保持架30在外圈20的两侧上轴向地突出。
[0039]此外，在图1和图2的示例中，宽度w8和《20基本上相等。表面23与表面83径向于轴线XlO对齐，而表面24与表面84径向于轴线XlO对齐。
[0040]平行于轴线X10，若干距离a3、b3、c3限定在表面23、33和43附近的轴承10的第一侦U，而若干距离a4、b4、c4限定在表面24、34和64附近的轴承10的第二侧。轴向突出a3被限定为从表面23直至表面33。轴向间隙b3被限定为从表面23直至表面43。轴向间隙c3被限定为从表面33直至表面43。轴向突出a4被限定为从表面24直至表面34。轴向间隙b4被限定为从表面24直至表面64 ο轴向间隙c4被限定为从表面34直至表面64。
[0041 ] 例如，轴向突出a3和a4包括在0.2至0.3毫米之间，并且优选地在0.2至0.5毫米之间。换言之，保持架30轴向突出超过外圈20的至少一个侧表面23或24，并且超过壳体8的相应侧表面83或84。优选地，如图1和图2所示，保持架30突出超过外圈20的两个侧表面23和24，并且超过壳体8的两个相应侧表面83和84。
[0042]轴向间隙c3和c4小于或等于0.5毫米，优选地，等于0.3毫米。保持架居中在径向部分4与齿轮6之间，从而减小由于保持架轴向位移引起的冲击和振动。在操作中，保持架30的轴向移动在一侧上通过径向部分4的表面43被阻挡，或者在另一侧上通过齿轮6的表面64被阻挡。
[0043]图3和图4示出的机械系统I配备有根据本发明的滚动轴承10的第二实施例，该滚动轴承包括的外圈20具有基本上等于保持架宽度w30的圈宽度《120。表面23与表面33径向于轴线XlO对齐，而表面24与表面34径向于轴线XlO对齐。另外，机械系统I和滚动轴承10类似于第一实施例并且其构成元件具有相同的附图标记。
[0044]此外，圈宽度wl20大于壳体宽度《8。外圈120和保持架30在壳体8的两侧轴向突出。
[0045]平行于轴线X10，若干距离b3、c3、d3限定在表面23、33和43附近的轴承10的第一侦U，而若干距离b4、c4、d4限定在表面24、34和64附近的轴承10的第二侧。轴向间隙b3限定为从表面23至表面43。轴向间隙c3限定为从表面33至表面43。轴向突出d3限定为从表面83至表面23。轴向间隙b4限定为从表面24至表面64。轴向间隙c4限定为从表面34至表面64。轴向突出d4限定为从表面84至表面24。
[0046]在图3和图4的示例中，轴向间隙b3和c3彼此相等，而轴向间隙b4和c4彼此相等。轴向间隙b3、c3、b4以及c4小于或等于0.5毫米，优选地等于0.3毫米。在操作中，保持架30的轴向移动在一侧通过径向部分4的表面43被阻挡，或者在另一侧通过齿轮6的表面64被阻挡。
[0047]例如，轴向突出d3和d4包括在1.5至10毫米之间，并且优选地在2至5毫米之间。换言之，外圈120和保持架30轴向突出超过壳体8的至少一个侧表面83或84。优选地，如图3和图4所示，轴向突出d3和d4限定在壳体8的两侧。换言之，外圈120和保持架30突出超过壳体8的两个侧表面83和84。
[0048]其它未示出的实施方式可以在本发明的范围内来实现。尤其是，轴2、壳体8，以及滚动轴承10可以具有本发明的范围内的不同的形状或布置。
[0049]根据一未示出的实施例，构件6可以是与轴2形成为一体的径向部分。
[0050]根据另一未示出的实施例，部分4和/或构件6是相对于轴线XlO形成偏心的不平衡部分，例如，凸轮或悬臂。
[0051]根据一特定实施例，轴2是凸轮轴，并且不平衡部分4和6是凸轮。
[0052]根据另一特定实施例，轴2是曲轴，并且不平衡部分4和6是支撑曲柄销的悬臂。
[0053]根据另一未示出的实施例，轴向突出a3或a4仅限定在保持架30的一侧上。
[0054]根据另一未示出的实施例，轴向突出d3或d4仅限定在壳体8的一侧上。
[0055]无论本发明的哪个实施例，保持架宽度w30大于或等于圈宽度W20/V120。
[0056]此外，不同实施例的各技术特征可以全部或部分地彼此结合。因此，机械系统I和/或滚动轴承10可以适于应用的特定要求。
【主权项】
1.一种滚动轴承(10)，其适于安装在平衡轴(2)上并且包括: 外圈(20;120)，其具有: 定心在中心轴线(XlO)上的圆柱外表面(21)和圆柱内表面(22)，以及 径向于所述中心轴线(XlO)延伸且平行于所述中心轴线(XlO)限定圈宽度(w20;wl20)的两个环形侧表面(23，24); 保持架(30)，其具有围绕所述中心轴线(X10)分布的凹部(38)，和径向于所述中心轴线(XlO)延伸且平行于所述中心轴线(XlO)限定保持架宽度(w30)的两个环形侧表面(33，34);以及 滚动构件(12)，其安装在所述保持架(30)的凹部(38)中并且设置成与所述外圈(20)的内表面(22)滚动接触； 其中，所述保持架宽度(w30)大于或等于所述圈宽度(w20; wl20)。2.根据权利要求1所述的滚动轴承(10)，其中，所述保持架宽度(w30)大于所述圈宽度(w20)o3.根据权利要求1和2中任一项所述的滚动轴承(10)，其中，所述保持架(30)轴向突出超过所述外圈(20)的至少一个侧表面(23，24)。4.根据权利要求1和2中任一项所述的滚动轴承(10)，其中，所述保持架(30)轴向突出超过所述外圈(20)的两个侧表面(23，24)。5.根据权利要求3和4中任一项所述的滚动轴承(10)，其中，在所述外圈(20)的至少一侧上，平行于所述中心轴线(XlO)，轴向突出(a3，a4)被限定为从所述外圈(20)的侧表面(23;24)直到所述保持架(30)的侧表面(33;34)，所述轴向突出(a3，a4)包括在0.2至3毫米之间，并且优选地在0.2至0.5毫米之间。6.根据权利要求5所述的滚动轴承(10)，其中，轴向突出(a3，a4)被限定在所述外圈(20)的两侧。7.根据权利要求1至6中任一项所述的滚动轴承(10)，其中，所述滚动构件(12)是平行于所述中心轴线(XlO)延伸的滚针或滚子。8.一种机械系统(I)，该机械系统是车辆发动机，其包括: 平衡轴(2)，其具有定心在中心轴线(XlO)上的轴向部分(3)以及径向于所述中心轴线(XlO)延伸的至少一个径向部分(4)； 第二构件(6)，其固定至所述平衡轴(2); 壳体(8)，其位于所述径向部分(4)与所述第二构件(6)之间，并且包括径向于所述中心轴线(XlO)延伸和平行于所述中心轴线(XlO)限定壳体宽度(w8)的两个环形侧表面(83;84);以及 根据前述权利要求1至7中任一项所述的滚动轴承(10)，所述外圈(20，120)安装在所述壳体(8)中，所述滚动构件(12)设置成与所述平衡轴(2)的轴向部分(3)滚动接触，所述径向部分(4)和所述第二构件(6)形成用于设置在其间的所述保持架(30)的轴向引导装置，所述保持架宽度(w30)大于所述壳体宽度(w8)。9.根据权利要求8所述的机械系统(I)，其中，所述圈宽度(w20)等于所述壳体宽度(w8) ο10.根据权利要求8所述的机械系统(I)，其中，所述圈宽度(wl20)大于所述壳体宽度(w8) ο11.根据权利要求8至10中任一项所述的机械系统(I)，其中，在所述保持架(30)的至少一侧上，平行于所述中心轴线(XlO)，轴向间隙(c3;c4)被限定为从所述保持架(30)的侧表面(33，34)直至所述径向部分(4)的侧表面或所述第二构件(6)的侧表面(43;64)，所述轴向间隙(c3; c4)小于或等于0.5毫米，优选地等于0.3毫米。12.根据权利要求11所述的机械系统(I)，其中，轴向间隙(c3;c4)限定在所述保持架(30)的两侧。13.根据权利要求8至12中任一项所述的机械系统(I)，其中，所述第二构件(6)是固定于所述平衡轴(2)的齿轮。14.根据权利要求8至12中任一项所述的机械系统(I)，其中，所述第二构件(6)是与所述平衡轴(2)形成一体的另一径向部分。15.根据权利要求8至14中任一项所述的机械系统(I)，其中，所述径向部分(4)是相对于所述中心轴线(XlO)形成偏心的不平衡部分，不平衡部分是凸轮或悬臂。
【文档编号】F16C19/02GK105889315SQ201610072919
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】R.科比特, G.欣古埃特, J.马福西
【申请人】斯凯孚公司