专利名称：轴承装置和用于差速传动装置的支承的构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有至少两个在轴向间隔设置的滚动轴承的轴承装置，两个滚动 轴承中至少一个设计为圆锥滚子轴承，其中圆锥滚子轴承具有一些截锥形的滚动体。此外， 本发明还涉及一种用于差速传动装置的受支承构件。
背景技术：
本文开头所述类型的轴承装置尤其用于汽车领域。它们例如应用在齿轮轴承中或 用于支承差速传动装置的轴。在圆锥滚子轴承结构与应用有关的设计中，主要取决于所谓 的圆锥角的选择。截锥形滚动体虚构的对称线与轴承装置的径向方向之间的这个角称为圆 锥角。尤其是圆锥滚动轴承结构的承载量取决于轴承所选择的圆锥角。在使用滚动轴承结构时，一般在高转速的区域内要注意，会出现轴承结构的构件 不希望有的加热。这尤其对轴承结构所使用润滑剂的温度有负面影响。在应用集中润滑系 统的情况下，为了无例外地确保汽车中多个轴承的润滑，在通过轴承来提高散热时，同样提 高了润滑剂必要的冷却能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种特别是低摩擦的轴承装置和一种用于差 速传动装置的受支承的构件，该构件是为高转速而设计的。该技术问题首先通过一种带有至少两个在轴向间隔设置的滚动轴承的轴承装置 解决，这两个滚动轴承中的至少一个设计成圆锥滚子轴承，其中圆锥滚子轴承具有一些截 锥形的滚动体。滚动体的圆锥角在20°与33°之间。在公知的圆锥滚子轴承结构时，尤其在汽车领域中，圆锥角为20°或更小。然而意 想不到的是，圆锥角在从20°到33°的范围中升高时，轴承中出现的摩擦可明显降低。这 导致轴承装置在运行时减少放热，从而明显减少尤其是用于润滑剂的冷却费用。第二滚动 轴承用作主要承担负载的圆锥滚子轴承的支座或配对推力轴承，并且可以例如设计为圆锥 滚子轴承、角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、推力球轴承或向心球轴承。视在所选择的使 用条件下轴承装置的应用而定，根据负荷和所要求的转速来决定选择。在本发明的一个有利的设计方案中，设置另一个圆锥滚子轴承，所述两个圆锥滚 子轴承布置成0形结构。圆锥滚子轴承结构的这类布置尤其在汽车领域中很常见。所谓0 形布置结构的命名来由在于，在轴承的剖视图中，通过四个可见滚动体(每个轴承两个)的 四个加压点的虚构线与这两个滚动体的滚动面在延长时形成一个被视作是示意性的0形 的菱形。与此相对，同样有可能的是，两个圆锥滚子轴承布置成所谓的X形结构，也就是正 好相反地布置。事实表明，在20°到33°之间的圆锥角在0形布置结构的圆锥滚子轴承中 尤其有益，并导致特别地降低摩擦。圆锥角最佳为24° 12”。在这个圆锥角时，轴承中摩擦的减少最大。因此，尤其在 这个24° 12”的锥角时可以特别大幅降低轴承装置中的放热。
3
为了进一步降低轴承装置中的摩擦，可以减少每个圆锥滚子轴承结构中所使用的 滚动体的数量。按照本发明的一个优选的实施形式，每个圆锥滚子轴承结构的滚动体的数 量，如果去零化整的话，各占到满(装)滚子数的60与90%之间，优选在70与75%之间， 特别优选的是73%。然而，在这种情况下必须为圆锥滚子轴承降低的承载量找到一个折衷 方案。在这类例如应用在差速传动装置的轴承装置的公知实施形式中，在轴承直径为120mm 时一般使用37个滚动体。按照本发明的优选实施形式，滚动体的数量此时为27。在配有圆 锥角为24° 12”和滚动体数量占到满滚子数的73%的相应圆锥滚子轴承的轴承装置中，与 公知的轴承相比，摩擦降低达40 %以上。该技术问题还通过一种用于差速传动装置的已支承的构件解决，该构件具有在末 端侧布置有轮齿的轴，其中，构件具有轴承装置，用于能够转动地支承该构件轴承装置。这 样，本发明的轴承装置可以特别有利地通过降低在摩擦在差速传动装置中得到应用，在那 里，尤其是在提高速度时出现了更高的转速和因此更高的放热。在安装状况最佳化时总是 要注意，使通过提高圆锥角和减少滚子数量来降低轴承装置的承载量。用于按本发明的轴承装置的备选应用领域例如是齿轮轴承和螺纹传动装置。
本发明的其它优点和实施形式由下面结合附图一起说明的实施例得出。图1示出按照本发明的用于差速传动装置的受支承构件及相应的轴承装置。
具体实施例方式在图中作为本发明实施例示出的是差速传动装置的差速齿轮1。差速齿轮1具有 轴3，在该轴的末端侧布置有倾斜走向的轮齿5。在此，轴可以设计为实心轴或空心轴。倾 斜走向的轮齿5与轴3 —体构造。它在差速传动装置中与两个轴的类似倾斜设计的轮齿配 合作用。轴3必须是为了功能而可转动地支承在差速传动装置中。因此，它借助于轴承装 置7可转动地支承在一个未示出的外壳中。轴承装置7具有两个圆锥滚子轴承结构，其各 具有内环9a或％。此外，两个圆锥滚子轴承结构具有一个共有的外环11。在外环11上安 有法兰形的凸肩13，外环11借助于该凸肩能够固定在未示出的差速传动装置的外壳上。内 环9a或9b具有圆锥滚子15的滚动面。外环11具有为此对应的滚动面。经过滚动体15 和内环9a或％，轴3可转动地面对外环11和因而面对与之连接的外壳支承。滚动体15分 别在保持架17中导引。在内环9a和9b之间，轴3上布置有中间环19。这个中间环用来确 定内环9a和9b以及从而两个圆锥滚子轴承的轴向距离，因此可以使这两个圆锥滚子轴承 易于安装。除此之外，中间环19用来确定两个内环9a和9b的轴向夹紧力。为了轴承装置7的轴向锁定，内环9a在轴向顶着轮齿5。在此基于与轴3的一体 构造形成优点。在轴3的对置侧上设置有用于轴向固定的夹紧螺母21。在夹紧螺母21与 内环9b之间布置有夹紧环23。通过所示出的圆锥滚子15，各用点画线画出一条想象中的对称线25。线25与轴 3的轴向方向之间的圆锥角在20°与33°之间。锥角优选为24° 12”。因此，与公知的有 20°或更小的圆锥角的轴承相比，显著降低了轴承中出现的摩擦。
为了额外地降低轴承中出现的摩擦，与满(装)滚子数相比，所使用的圆锥滚子15 的数量发生减少。在理想情况，如果去零化整的话，这一数量占到满滚子数的73%。在直 径为120mm时例如具有37个滚子的标准轴承中，按照本发明的轴承只具有27个圆锥滚子。 因此可以达到进一步降低摩擦。保持架17相应设计为，使它能可靠地引导圆锥滚子，而使 得这些圆锥滚子在轴承运动期间不能游动。这特别由于减少的滚子数量而必需。所示的差速齿轮1是本发明的一个优选实施形式。然而，如果降低所产生的热量 有益，轴承装置7的减少摩擦的设计同样可以应用在除差速传动装置以外的其它应用领域 中。事实表明，尤其在5000转/分钟数量级的高速差速传动装置中，例如在拖拉机或 载重汽车的差速传动装置中，基于在公知的圆锥滚子轴承结构中的高摩擦，造成温度大幅 升高的后果。特别是在拖拉机中，往往通过集中润滑单元为圆锥滚子轴承提供润滑油，因此 就必须花更高的费用来冷却。通过轴承装置7按照本发明的设计，可以实现摩擦的显著减 少，从而使轴承装置7中的每个圆锥滚子轴承产生较少的达800瓦的热功率。因此大幅降 低了用于润滑油的冷却费用。为了获得按照本发明的优点，在其中一个圆锥滚子轴承的替代性实施例中，可以 通过另一种类型的滚动轴承来代替，例如可以通过角接触球轴承、推力圆柱滚子轴承、推力 球轴承或向心球轴承来设计。视在所选择的使用条件下轴承装置的应用而定，根据负荷和 所要求的转速来决定选择。
权利要求
一种带有至少两个在轴向间隔设置的滚动轴承的轴承装置，两个滚动轴承中的至少一个设计为圆锥滚子轴承，其中，圆锥滚子轴承具有一些截锥形的滚动体，其特征在于，圆锥角在20°与33°之间。
2.如权利要求1所述的轴承装置，其中，设置另一个圆锥滚子轴承，其中，两个圆锥滚 子轴承以0形结构布置。
3.如权利要求1或2所述的轴承装置，其中，圆锥角为24°12”。
4.如权利要求1至3之一所述的轴承装置，其中，每个圆锥滚子轴承的滚动体的数量， 在去零为整的情况下，分别占到满滚子数的60与90%之间。
5.如权利要求1至4之一所述的轴承装置，其中，设置两个内环，其中，每个内环具有用 于滚动体的滚动面。
6.如权利要求1至5之一所述的轴承装置，其中，所述两个内环在轴向通过一个径向环 绕的中间环间隔开。
7.一种用于差速传动装置的被支承的构件，该构件具有一根在末端侧布置有轮齿的 轴，其中，所述构件具有轴承装置，用于能够转动地支承该构件，其特征在于，所述轴承装置 设计成按权利要求1至6之一所述的轴承装置。
8.如权利要求7所述的构件，其中，所述轮齿与轴一体设计。
9.如权利要求7或8所述的构件，其中，所述轮齿构成用于其中一个滚动轴承的内环的 轴向止挡。
10.如权利要求7至9之一所述的构件，其中，为了将两个滚动轴承轴向固定在轴上，在 所述滚动轴承的轴向对置的端部设置一个夹紧螺母。
11.如权利要求10所述的构件，其中，在所述夹紧螺母与相邻的内环之间布置一个中 间环。
全文摘要
本发明设计一种带有至少两个在轴向间隔一定距离的滚动轴承的轴承装置，两个滚动轴承中的至少一个设计为圆锥滚子轴承，其中，圆锥滚子轴承具有一些截锥形的滚动体。圆锥角在20°与33°之间。
文档编号F16C19/54GK101936335SQ201010266929
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者尤多·克鲁格, 托马斯·弗雷德里克, 沃尔夫冈·赫斯莱恩 申请人:Skf公司