专利名称：串联布置的径向推力球轴承以及具有轴承的轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种径向推力球轴承，其具有外球组和内球组以及至少一个共同的轴
承环，该轴承环导引这两个球组，其中在径向推力球轴承中以两点支承导引外球组并且以四点支承导引内球组。
背景技术：
通常使用这种径向推力球轴承或者说轴承装置，用于将滚轮或者类似部件相对于周围结构沿轴向狭窄地进行引导，其中沿主加载方向的轴向载荷由两个球组承接或者说传递，并且沿着反方向即沿着副加载方向的轴向载荷仅仅通过一个球组进行传递或者说承接。为此，沿主加载方向的轴向载荷通过两点支承和四点支承进行传递或者说承接，并且沿副加载方向的轴向载荷仅仅通过四点支承进行传递或者说承接。 用于承接这种轴向载荷的其它常规的替代方案是使用轴承装置，该轴承装置包括四点滚动轴承和单独的板外径向滚动轴承。在这种轴承装置中，沿主加载方向的径向载荷由板外径向滚动轴承和四点滚动轴承所承接。相反，该载荷沿副加载方向仅仅由四点轴承所承接。 此外，通常使用一种轴承装置，该轴承装置包括X或者0形的径向推力球轴承对和圆柱滚子轴承。在此，该径向载荷由圆柱滚子轴承承载，并且轴向载荷由两个X或者说0形的径向推力球轴承承载。 由文件DE 198 39 481 Al公开了一种用于汽车的分动器，该分动器为了支承锥形主动齿轮轴具有两个相互间隔开的、可在一侧加载的两列的串联径向推力球轴承，其中该串联径向推力球轴承相互以O形进行布置。在该轴承装置中，沿一个加载方向的轴向载荷由一个串联径向推力球轴承承接，并且沿相反方向的由另外的串联径向推力球轴承承接。
从INA公司的产品目录中公开了一种串联布置的两列的径向推力球轴承，该径向推力球轴承完全形成了下面的现有技术。在TDR产品系列中，两列的径向推力球轴承示出了共同的外环和沿轴向延伸方向分布的内环，其中外球组通过两点支承进行引导并且内球组通过四点支承得到引导，从而可以对所述两列径向推力球轴承沿两个方向进行轴向加载。
发明内容
本发明的目的在于提出一种改进了的串联的径向推力球轴承或者说相应的轴承装置。 该目的通过具有权利要求1所述特征的径向推力球轴承以及通过具有权利要求9所述特征的轴承装置来实现。本发明的优选或者有利的实施方式由从属权利要求、下面的描述和/或附图中获得。 根据本发明的径向推力球轴承具有外球组和内球组，该外球组和内球组分别构造成环形和/或圆形的并且沿轴向投影和/或沿轴向延伸方向相互错开地、尤其在径向的俯视图中不重叠地进行布置。这两个球组尤其相互不接触地和/或同轴地进行定位。沿径向
延伸方向，外球组的外直径大于内球组的外直径。这种布置优选相应于串联布置。 径向推力球轴承具有至少一个共同的轴承环，该轴承环导引两个球组，其中该共
同的轴承环一体地沿轴向不分开地和/或一件式地进行构造。由此，该轴承环对于每个球组来说是滚动面，球组的球在该滚动面上滚动或者说滚压。 外球组优选通过两点支承在径向推力球轴承中进行导引，从而对于外球组的各个
球来说只形成唯一一条压力线。该外球组用两点支承尤其只能沿轴向的主加载方向进行加载，该主加载方向平行于轴承轴线指向。 相反，内球组在径向推力球轴承中通过四点支承得到支承，从而对于内球组的各个球来说形成了两条以O形指向的压力线。该内球组以四点支承尤其可以沿主加载方向和副加载方向进行加载，该副加载方向同样平行于轴承轴线指向，然而是沿着与主加载方向相反的方向。优选与径向平面对称地构造内球组的压力线，该径向平面垂直于轴承轴线并且通过内球组的球的中点得到引导。此外，优选将内球组和外球组的同一方向的压力线平行布置。 根据本发明，外球组的球具有比内球组的球更大的球直径。 本发明的观念基于这样的认识，即-例如在根据现有技术的径向推力球轴承
中-通常如此选择球直径，使得沿主加载方向的轴向载荷以类似的方式分到内球组和外球
组上。为此，该内球组的球构造得比外球组的球直径更大。与之相对，本发明提出如此选择
两个球组的球的直径比，使得大部分沿主加载方向的轴向载荷由外球组承接，并且小部分
沿主加载方向的载荷和沿副加载方向的载荷由内球组承接。通过根据本发明的设计方案，
可以例如在某些应用情况中用紧凑的在轴向尺寸上较小的径向推力球轴承来应付，这些应
用情况在运行时具有轴向力并且其只需在专门的运行状态中以时间上微小的分额尤其在
设备高速运行和减速运行时承接超过轴向运行压力的轴向反压力。尤其不必使用完整的并
且昂贵的轴向反压力轴承。由此，通过本发明实现了，尤其在轴向狭窄的并且精确导向的轴
中，可以在成本低廉的、少摩擦的并且少噪音的轴承中承接微小的反压力。 在优选的实施方式中，外球组具有比内球组更大的节圆或者说节圆直径。该构造
再一次强调了本发明的构思，即外球组应该承接较大分额的沿主加载方向的轴向载荷或者
说压力。 在优选的结构上的实现方案中，共同的轴承环构造成外环，其中该外环具有两个相互同轴布置的滚动面用于内球组和外球组。 为了在径向内部支撑球组，径向推力球轴承优选示出了内环装置，该内环装置具有内滚动环和支承环。由此将内环装置构造成沿轴向分布的内环，该内环实现了径向推力球轴承的简单的装配。内滚动环和支承环优选在安装的状态下沿轴向相互牢固地张紧，使得径向推力球轴承也可以用作固定轴承。支承环和内滚动环之间的轴向间隙构造得很小，例如小于50 ii m，优选小于30 ii m，特别小于10 y m。 在将内环装置分成两个内环部件时，优选地内滚动环相应地具有用于外球组的滚动面和用于内球组的滚动面，并且/或者支承环具有用于内球组的滚动面。
优选如此定西内环装置的滚动面，使得内滚动环的两个滚动面相互同方向地指向，从而优选相应地获得相互平行的压力线，并且支承环的滚动面与之反向指向。内滚动环的两个滚动面之一和支承环的滚动面在装配在一起的状态下尤其形成了内滚道。构造成外环的轴承环为了内球组示出了外滚道，从而通过内滚道和外滚道确保内球组的球的四点支承。
在本发明的优选实现方案中，选择下面的材料之一尤其以高质量用作轴承环和/或内环装置的环材料100Cr6 (1. 3505) ， 100CrMn6 (1. 3520) ， 100CrMnSi6-4 (1. 3520A)，C56E2(1. 1219L， 1. 1219M)。表面可选地是防止摩擦的，例如通过碳氮共渗的表面、尤其具有大于0. lmm的渗透深度，该表面优选用在淬透的滚动轴承钢中(马氏体硬化，例如100Cr6或者100CrMn6)。该滚动面的表面粗糙度优选为Ra < 0. 1 y m。 可选地，所述径向推力球轴承为一个球组或者为每个球组具有保持架，该保持架优选作为合成材料保持架尤其由玻璃纤维增强的合成材料聚酰胺PA66制成，或者作为浇注的或者铣出的保持架由峰值合成材料或者PPS合成材料制成。 在本发明的优选改进方案中，径向推力球轴承具有一个或者多个润滑材料输入通道，该润滑材料输入通道的出口沿轴向布置在两个球组之间。优选的是，润滑材料输入通道沿径向指向，使得其星状地从轴承轴线开始延伸。该入口优选布置在环绕的润滑材料槽中，该润滑材料槽沿径向环绕径向推力球轴承的外环。优选如此构造该润滑材料输入通道，从而可以使用润滑脂和/或润滑油。 本发明的另一目的在于提出一种用于尤其在螺纹压縮机中支承滚轮、转子或螺栓
的轴承装置，该轴承装置根据本发明具有根据上面所述的权利要求中任一项所述的或者说
如刚刚所描述的径向推力球轴承。通过根据本发明的轴承装置，实现了在得到支承的结构
部件和壳体或者机械设备之间精确的导向，在该机械设备中所述结构部件应该沿轴向狭窄
地进行导向。在机械设备运行中通常出现的压力由两个具有不同的球直径和优选不同的节
圆的球组承接。相反，比较稀少的并且以微小值出现的反压力由四点支承、尤其由内环装置
的支承环承接。从下面获得本发明的特别的优点，即具有径向推力球轴承的轴承装置在制
造中比大量已知的解决方案更便宜，因为省去了额外的配合过程或者说制造步骤。 在轴承装置的优选的改进方案中，该轴承装置具有至少一个尤其串联的第二径向
推力球轴承装置，其中该径向推力球轴承装置的压力线与外球组的两点支承的压力线同方
向地指向。优选的是，第二径向推力球轴承装置的压力线平行于两点支承的压力线指向。
本发明的其它特征、优点和作用从下面对优选实施例的描述以及本发明的附图中获得。在此示出 图1是作为本发明的第一实施例的径向推力球轴承的示意性纵剖图； 图2是图1中的径向推力球轴承的修改过的实施方式的作为本发明的第二实施例
的纵剖图； 图3是用于支承轴的具有根据图1的径向推力球轴承的轴承装置的示意性纵剖图。 相应的或者相同的部件在附图中分别设有相同的附图标记。
具体实施例方式图1示出了径向推力球轴承1的示意性纵剖图。该径向推力球轴承1包括一体的外环2和内环装置3，内球组4和外球组5在该外环和内环装置之间滚动或者说滚压。两个球组4， 5以与轴承轴线6同轴的环形进行指向并且在保持架7或者说8中得到导引。将内球组4的节圆直径d选择得小于外球组的节圆直径D。该节圆直径之间的差处于内球组4的球的大约一半直径的范围内。补充地，外球组5的球的直径大于内球组4的球的直径。外球组5的球和内球组4的球的直径比处于节圆直径D和节圆直径d之间的比值的范围内，或者相应于该比值。 由此，内球组4和外球组5串联布置地进行定位，其中内球组和外球组在示出的纵剖图中阶梯状地相互错开布置。 外环2构造成一件式的或者一体的，并且为了导引内球组4的球而具有外滚道9并且为了导引外球组5而具有外滚动面凸肩10。 内环装置3具有内滚动面凸肩ll作为外滚动面凸肩IO的配对滚动面，并且具有内滚道12作为外滚道9的配对滚动面。 如此构造滚动面凸肩10， 11或者说滚道9， 12，使得外球组5的球获得两点支承，其中图1中相应的两点压力线13在轴承轴线6的范围内向右倾斜。通过外滚道9和内滚道12，为内球组4的球提供四点支承，使得该四点压力线14a和14b相互呈0形。
特别出于装配缘故，将内环装置3沿轴向分开并且具有内滚动环15和支承环16，该内滚动环和支承环相互间沿轴向以轴向间隙A例如〈10iim进行张紧。该内滚动环15承载着内滚动面凸肩11和内滚道12的轴向第一部分段。相反，支承环3承载着内滚道12的第二部分段。如从图1中可以看到的，内滚道12通过支承环16和内滚动环15之间的切平面在中间分开。 图2示出了图1中的径向推力球轴承1的修改过的实施方式，其中相对于图1中的实施方式设置了润滑材料输入通道17，该润滑材料输入通道为了输入外环2中的润滑脂或者润滑油沿径向从外环2的外侧一直延伸到球组4，5之间的滚动体空间中。可选地，可以在润滑材料输入通道17的入口侧将润滑槽安置到外环中。 图3-同样以示意性的纵剖图_示出了用于支承轴19的轴承装置18，或者在作为替代方案的实施方式中用于支承滚轮、转子、转子轴、传动装置轴或者类似部件，该轴承装置相对于没有示出的机械设备、壳体或者支撑件进行引导。可能的应用例子涉及一种螺纹压縮机。轴19在中间是中断的，在图中指出这一点，从而可以类似地在该断开的区域中布置其它组件。该轴19在运行中将压力沿着按照箭头20的轴向的主加载方向进行传递，并且将副加载力沿着按照箭头21的反方向进行传递。这种载荷分配例如会出现在以下应用中，即该应用在运行时具有轴向力并且其中仅仅在专门的运行状态中以时间上微小的分额例如在设备高速运行和减速运行时形成超过轴向运行压力的轴向反压力。为了承接轴向压力，轴承装置18具有承接由运行条件引起的沿主加载方向20的压力的串联轴承22以及承接所出现的反压力的设有四点轴承的根据图1或者图2的径向推力球轴承1。如从图3中的压力线13，23，14a， b的分布中得知，轴承装置18可以非对称地进行加载，其中该轴承装置18沿主加载方向20可以承接比沿着根据箭头21的反方向更高的轴向载荷或者说压力。
在作为替代的实施方式中，另外布置串联轴承22和径向推力球轴承l，从而可以例如出于结构上的原因将径向推力球轴承1或者说串联轴承22镜像对称地或者相互交替地布置。
总之，通过所述轴承装置18给出了一种可能性，即在运行中通过成本低廉的、少摩擦的并且少噪音的轴承来承接较小的反压力。
参考标号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14a， b
15
16
17
18
19
20
21
22
23
向推力球轴承
外环
内环装置
内球组
外球组
轴承轴线
内球组的保持架
外球组的保持架
外滚道
外滚动面凸肩
内滚动面凸肩
内滚道
两点支承的压力线四点支承的压力线内滚动环支承环
润滑材料通道
轴
沿主加载方向或者说主压力方向的箭头沿副加载方向或者说反压力方向的箭头串联的径向推力球轴承径向推力球轴承22的压力线
权利要求
一种具有外球组(5)和内球组(4)以及至少一个共同的轴承环(2)的径向推力球轴承(1)，所述轴承环导引所述两个球组(4，5)，其中在所述径向推力球轴承(1)中，所述外球组(5)以两点支承进行引导并且所述内球组(4)以四点支承进行引导，其特征在于，所述外球组(5)的球具有比内球组(4)的球更大的直径。
2. 根据权利要求l所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于，所述外球组(5)具有比内 球组(4，d)更大的节圆(D)。
3. 根据权利要求1或2所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于，将所述轴承环构造成 一体的外环(2)。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于内环装置(3)， 所述内环装置具有内滚动环(15)和支承环(16)。
5. 根据权利要求4所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于，所述内滚动环(15)分别 具有用于所述外球组(5)和所述内球组(4)的滚动面(11,12)。
6. 根据权利要求4或5所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于，所述支承环(16)具 有用于所述内球组(4)的滚动面(12)。
7. 根据权利要求5或6中任一项所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于，所述内滚动 环(15)的两个滚动面(11,12)沿纵剖面与轴承轴线(6)平行地或者同平面地相互同方向 地指向，并且所述支承环(16)的滚动面与之反向指向。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的径向推力球轴承(l)，其特征在于润滑材料输入 通道(17)，所述润滑材料输入通道的出口沿轴向布置在所述两个球组(4，5)之间。
9. 一种用于尤其在螺纹压縮机中支承滚轮、转子或者螺栓的轴承装置(18)，其特征在 于根据前述权利要求中任一项所述的径向推力球轴承(1)。
10. 根据权利要求9所述的轴承装置(18)，其特征在于第二径向推力球轴承装置(22)， 其中所述第二径向推力球轴承装置(22)的压力线(23)与外球组(5)的两点支承的压力线 (13)同方向地指向。
全文摘要
本发明的目的是提出一种改进串联的径向推力球轴承或者说相应的轴承装置。这里提出一种具有外球组(5)和内球组(4)以及至少一个共同的轴承环(2)的径向推力球轴承(1)，该轴承环导引两个球组(4，5)，其中在径向推力球轴承(1)中，外球组(5)以两点支承进行引导并且内球组(4)以四点支承进行引导，并且其中所述外球组(5)的球具有比内球组(4)的球更大的直径。
文档编号F16C19/18GK101755135SQ200880025015
公开日2010年6月23日 申请日期2008年7月23日 优先权日2007年7月25日
发明者海瑟-迪兹·斯威尔特茨格, 约瑟夫·曲拉, 铁木尔·迪兹莱克 申请人:谢夫勒两合公司