滚动轴承保持架段、滚动轴承保持架以及用来组合滚动轴承保持架的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于滚动轴承(60；100)的轴承保持架(50；55)的设计方案，该轴承保持架具有至少一个支承环(21；22；23；24；25)和多个各具有两个沿周向延伸的圆周过梁(11)和连接所述圆周过梁的连接件(12)的塑料轴承保持架段(10；30；70；80；90)。每个塑料轴承保持架段(10；30；70；80；90)具有连接装置(13)，该连接装置被这样设计，用来借助咬合连接将轴承保持架段(10；30；70；80；90)安置在至少一个支承环(21；22；23；24；25)上。所述连接装置(13)包括在至少一个圆周过梁(11)内形成的、用于形状配合地容纳至少一个支承环(21；22；23；24；25)的弹性容纳槽(14；16)，其中，所述弹性容纳槽具有用于与至少一个支承环(21；22；23；24；25)咬合连接的沟槽部段(14；16)，其中，所述沟槽部段在第一圆周过梁朝向第二圆周过梁的一侧内形成。
【专利说明】滚动轴承保持架段、滚动轴承保持架以及用来组合滚动轴承保持架的方法
[0001]本发明涉及用于滚动轴承的轴承保持架段、由这种轴承保持架段构成的轴承保持架和用于制造这种轴承保持架的方法。
[0002]用于滚动轴承的轴承保持架通常由两个沿轴向间隔安置的侧环和多个连接这种侧环并且沿轴承保持架的周向相继安置的接合件所组成，该接合件成对地构成用于容纳滚动体的兜孔。轴承保持架借助为此设置的凹槽使滚动体相互保持间距，并且避免相邻滚动体的直接接触，使得在轴承内的摩擦和由此产生的热量被明显地降低。此外，该轴承保持架有利于滚动体在保持架或滚动轴承上均匀分布，并且因此能够实现均匀的负载分布，以及实现安静且均匀的运行。
[0003]滚动轴承保持架在工作时被机械式地剧烈加载了摩擦力、拉力和惯性力。此外，还可能通过特定的添加剂和物质产生化学作用。因此，造型和材料选择总体上对于保持架的功能可靠性以及对于轴承的工作稳定性是具有决定性作用的。
[0004]滚动轴承保持架通常包括冲制保持架和整体保持架。用于滚动轴承的冲压保持架主要由钢板制成，在一些情况下也由黄铜板制成。用于滚动轴承的整体保持架能够例如由黄铜、钢、铝、聚合物或者酚醛树脂制造。
[0005]塑料整体保持架通常借助注塑法制成，其特征在于良好地接合了强度和弹性。塑料在被润滑钢面上的良好滑动性和保持架表面在与滚动体接触位置上的较低粗糙度可导致较低的保持架摩擦、在轴承内相应地较低的产热和几乎无法被测量到的磨损。由于较低的材料密度，就连由保持架质量惯性产生的力也保持在较低水平。归功于塑料保持架非常良好的防摩擦性，轴承在完全没有润滑的情况下仍能在一段时间内自行保持效能，而不阻滞轴承或者出现进一步的损伤。
[0006]用于常规注塑的滚动轴承保持架的塑料例如可以是聚酰胺66、聚酰胺46、聚醚醚酮(PEEK)、酚醛树脂或者其他聚合材料。
[0007]但是，在纯粹的塑料保持架中通常存在这样的问题，为中型乃至大型轴承直径、例如大于大约300mm直径所制造的塑料保持架在制造技术上只能勉强达到或达不到所要求的质量。此外，塑料的热膨胀系数明显地要大于钢的热膨胀系数，从而在产热过程中在塑料保持架内可能导致对滚动体的夹紧作用。由于较高的热膨胀系数，也不能确保塑料保持架的轴肩导引。此外，由于较高的热膨胀系数还会使在轴承保持架直径方面的尺寸稳定度降低。塑料的强度在轴向上与金属相比也是明显地受到制约。为了制造具有这种较大直径的塑料保持架，还需要复杂的注塑工具，这也会导致难以接受的高制造成本。
[0008]因此，本发明所要解决的技术问题在于，为中型乃至300mm以上的大型轴承直径制备轴承保持架，该轴承保持架具有常见于较小塑料保持架的、对强度、弹性和滑动性的良好结合。
[0009]从本发明可认识到，所述技术问题能够通过组合的金属-塑料轴承保持架或者碳-塑料轴承保持架所解决，该轴承保持架具有由塑料轴承保持架段和至少一个由金属或者碳制成的支承环构成的组合，沿着该支承环的周向安置塑料保持架段。根据本发明，多个塑料轴承保持架段还能够在至少一个支承环上组合成环架(Ringkorpus)。
[0010]根据本发明的一个方面，为此设置了用于滚动轴承保持架的轴承保持架段，所述轴承保持架段具有两个沿周向延伸的圆周过梁和至少一个连接圆周过梁的连接件，其中，所述轴承保持架段由塑料制成，并且具有连接装置，该连接装置被设计为，用于借助咬合连接将轴承保持架段安置在至少一个支承环上，从而可以借助两个沿周向相邻安置在支承环上的轴承保持架段构成至少一个用于容纳滚动体的兜孔。
[0011]优选地，塑料轴承保持架段的实施例具有恰好一个连接圆周过梁的连接件，从而借助两个沿周向相邻地安置在支承环上的轴承保持架段也恰好仅构成一个用于容纳滚动体的兜孔。
[0012]根据实施例，连接装置可以包括在至少一个连接件内形成的用于形状配合地容纳至少一个支承环的容纳槽。
[0013]在此，可以这样设计塑料轴承保持架段，即两个圆周过梁连接的连接件沿轴向延伸，以便使由塑料制成的两个圆周过梁相互间保持预定的轴向距离。虽然原则上也可以这样设置实施方式，其中，一个支承环就足以用来支承轴承保持架段，但在优选实施例中，连接装置还是具有在两个轴向间隔的圆周过梁中的每一个内形成的分别用于形状配合地容纳支承环的容纳槽。在这种实施例中，塑料轴承保持架段也能够借助在圆周过梁内形成的容纳槽与两个轴向间隔的支承环形状配合地相连接。该容纳槽也被设计用于夹卡或夹紧连接。
[0014]因此，连接装置能够被这样设计，即分别设置在塑料轴承保持架段的周缘区域上或圆周过梁上的容纳槽被设计为沟槽部段。这种安装在圆周过梁上的沟槽部段例如可以被这样设计，即沟槽部段将横截面相应于要固持的支承环的截面这样进行协调，从而使得塑料轴承保持架段能够利用相对可负载的夹紧座被夹紧在至少一个支承环上。
[0015]此外，连接装置能够被这样设计，保持架段基本上从外部被安置在至少一个支承环上。在此，用于所述至少一个支承环的容纳槽能够优选在第一圆周过梁朝向第二圆周过梁的侧面上形成。换言之，在圆周过梁上形成的沟槽部段设在对置的圆周过梁的轴向相对的侧面上，从而支承环不是在如此构成的轴承保持架的端面上，而是确切地说更靠近外环表面或内环表面。因此，轴承环能够更接近滚动体、例如滚子，并且由此变得形状稳定。因此，通常产生较少的停转力矩。此外，能够在轴向上节省空间，这也使得在总体上形成更为细长的轴承。
[0016]根据另一个优选实施例，塑料轴承保持架段的连接装置还可以额外包括用于容纳沿轴向起皱的支承环的凸起的导引槽，以便借助该凸起和为此设置的容纳槽将轴承保持架段在起皱的支承环上在周向上进行固定，并且因此得到组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架的较高的稳定性和承载能力。通过这种起皱的支承环能够使得轴向安置的架段更精确地定位。由两个架段所形成的保持架凹槽的缝隙能够被更精确地确定。
[0017]根据本发明的另一个方面，还可设置这样的用于滚动轴承的轴承保持架，所述轴承保持架由多个在至少一个支承环上安置的塑料轴承保持架段构成。
[0018]优选地，这种类型的轴承保持架包括第一和第二支承环，以及多个上述塑料轴承保持架段，塑料轴承保持架段借助所述的咬合连接装置在两个支承环上组合成环架。
[0019]本发明的其他优选实施例和设计方案由从属权利要求和以下的详细描述所给出。[0020]借助通过轴承保持架段和由金属或碳(碳纤维复合材料)组成的支承环构成的架段结构，能够在根据本发明的组合的金属-塑料轴承保持架或碳塑料轴承保持架中的热膨胀率降低到最小，尤其在中型乃至300mm以上的大型轴承直径的情况下有积极影响。与纯粹的塑料保持架相比，通过使用支承环(其中例如可以是钢环)能够实现强度、尤其在轴向上的强度的提高。因此，通过这种发挥支承体功能的支承环能够将可达到的环直径基本上无限向上提高。
[0021]此外，塑料轴承保持架段能够这样地与支承环相连接，即在组合轴承保持架的装配状态中不形成滚动体与金属支承环之间的金属接触，因此能够明显地降低通过保持架接触产生的磨损。相比于纯粹的金属保持架，上面所述的组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架的防摩擦性能够通过塑料轴承保持架段的使用以有利的方式得到改进。
[0022]由于塑料轴承保持架段的弹性，滚动体能够嵌进由相邻的架段构成的凹槽，由此实现对滚动体的固持功能。根据本发明的组合的轴承保持架能够因此完全地与轴承分开地被装配。
[0023]本发明的实施例的另一个优点在于，与常规的黄铜制或钢制的整体保持架相比部分极其节省重量。这种重量的节省主要是通过使用根据本发明的塑料轴承保持架段实现的。因此，不必制造整个保持架，而只需制造单个的塑料轴承保持架段，这能够借助简单且较小的注塑工具来实现，这又实现对组合轴承保持架的成本低廉的制造。另外，这种轴承保持架其他优点在于，通过良好的减震、杰出的三维固定性能和突出的防摩擦性产生较低的运转噪声。
[0024]具有多个塑料保持架段的轴承保持架(其在至少一个支承环上组合成环架)理论上能够用于所有的滚动轴承类型和其变型。这种轴承保持架能够被构造为外环导引、内环导引和滚动面导引。
[0025]所述类型的轴承保持架例如还可以被用于这样的环境下，在其中不可使用黄铜材料，例如在所谓的酸性汽油应用环境下(“含硫汽油”应用环境)或者氨气用压缩机(氨气压缩机)中。在所述轴承保持架中，在支承环和滚动体方面还可应用标准件。
[0026]下面，结合附图详细阐述本发明的实施例。在附图中:
[0027]图1示出根据本发明实施例的用于环形滚动轴承的塑料保持架段的示意图；
[0028]图2示出根据本发明的多种实施例的不同支承环的示意图；
[0029]图3示出根据本发明的另一个实施例的塑料保持架段的部分放大示图；
[0030]图4示出根据本发明实施例的组合的金属-塑料轴承保持架的装配示图；
[0031]图5示出根据本发明实施例的金属-塑料保持架的示意图；
[0032]图6示出根据本发明实施例的具有组合的金属-塑料保持架的圆柱滚子轴承的示意图；
[0033]图7示出根据本发明实施例的不对称的塑料保持架段的正视图；
[0034]图8示出根据本发明实施例的用于锥形滚子轴承的不对称的塑料保持架段的正视图；
[0035]图9示出根据本发明另一个实施例的用于锥形滚子轴承的塑料保持架段的示意图；[0036]图10示出根据本发明另一个实施例的具有组合的金属-塑料保持架的锥形滚子轴承的示意图；
[0037]图11示出具有附带内环滚动面支撑(导引)的保持架的圆柱滚子轴承的剖面图；
[0038]图12示出具有附带组合的内环滚动面支撑(导引)和轴肩支撑(导引)的保持架的圆柱滚子轴承的剖面图；和
[0039]图13示出具有由根据图9所示保持架段构成的轴承保持架的锥形滚子轴承的剖面图。
[0040]图1以示意图方式示出根据本发明实施例的用于环形滚动轴承保持架的轴承保持架段10。
[0041]该轴承保持架段10包括至少两个沿周向延伸的圆周过梁11，如图所示，所述圆周过梁可以分别被设计为两部件式(11-1、11_2和11-3、11-4)。此外，设有连接圆周过梁11的连接件12。轴承保持架段10由塑料构成或制成，并且包括连接装置13，该连接装置被设计用于借助咬合连接或者卡槽连接将轴承保持架段10安置在至少一个例如金属支承环(未示出)上，从而可以借助两个沿周向相邻地安置在支承环上的轴承保持架段10构成用于容纳滚动轴承的兜孔或者窗口。
[0042]为此，优选为每个轴承保持架段10设置恰好一个连接件12，所述连接件则在装配到支承环上的状态下沿轴向、即沿轴承旋转轴的方向延伸。连接所述两个相互对置的(可能相应地设计为两部件式)圆周过梁11的连接件12沿轴向延伸，以便使两个(两部件组成的)圆周过梁11-1、11_2和11-3、11-4相互间保持预定的轴向间距、例如取决于滚子长度的轴向间距。在这种情况下，滚动体兜孔由两个相邻地安置在支承环上的轴承保持架段10构成，其中，该兜孔或者窗口被沿周向相邻的轴承保持架段10的圆周过梁11和连接件12限制，在下面叙述中还会进行阐释。在此，在该实施例中，圆周过梁11在轴承保持架的装配状态下构成端侧朝向滚动体安置的导引板。
[0043]根据优选实施方式，轴承保持架段10完全一体式地由塑料制成，例如借助注塑方法制成。如上面所述，在塑料方面可以使用例如聚酰胺66、聚酰胺46、聚醚醚酮(PEEK)、酚醛树脂或者也可以是其他聚合材料。
[0044]所述两个(两部件式)圆周过梁11-1、11_2和11-3、11_4不只可以位于连接件12的下方，如图1所示，而且还可设在连接件12(朝向外径)的上侧。根据实施例，连接装置13包括在至少一个圆周过梁11内形成的弹性容纳槽，用来形状配合地容纳至少一个由例如金属或者碳制成的支承环。支承环的几个可能的实施方式在图2中示出，并且用附图标记21至25表示。由于容纳槽的弹性，支承环21例如能够咬合进该容纳槽，并且由此将支承环21和塑料轴承保持架段10相互连接。
[0045]根据在图1所示的实施例中，沿周向两部件组成的圆周过梁11-3、11_4具有用于容纳支承环21的至少一个沟槽部段14。根据本实施例，所述弹性容纳槽因此具有弹性的在轴承保持架段10的塑料部分内形成的沟槽14，该沟槽具有与支承环21匹配的横截面，以便能够在环和轴承保持架段10之间实现能负重的咬合连接。根据图1，在两部件式圆周过梁11-3，11-4或者说圆周过梁部段11-3和11-4上分别设置这样的沟槽部段14，所述沟槽部段被设计用于从内部或从下方容纳或包绕支承环21。在连接两个圆周过梁部段11-3和11-4的中间部段15上，为了连接轴承保持架段10和支承环21而设有另一个沟槽部段16，与沿周向设在外部的沟槽部段14相比，该沟槽部段能够从外侧或上方包绕支承环21。通过分别设在下方和上方的沟槽部段14和16不仅从内部而且从外部对支承环21的包绕，能够实现对塑料轴承保持架段10与支承环21特别稳定且能承载的连接。
[0046]优选地，用于至少一个支承环的弹性沟槽部段14和16在圆周过梁11-3、11_4的朝向轴向相互对置的圆周过梁11-1、11_2的侧面内形成，从而使在圆周过梁11-1、11_2和11-3、11-4上形成的沟槽部段14，16位于相互对置的圆周过梁11_1、11_2和11_3、11_4的轴向相对的侧面上。由碳或金属制成的支承环21因此不是被固持在如此构成的轴承保持架的端面上，而是更确切地说被固持在由轴向相互对置的圆周过梁部段的间距所限定的轴承保持架的轴向距离内。因此，轴承环能够靠近地支撑在滚动体上、例如滚子上，并且由此变得形状稳定，且产生很少的停转力矩。由于呈沟槽部段14、16形式的咬合件没有在轴向上凸起，所以沿着轴向能够省下空间，这能够形成整体上更为细长的轴承。这对于轴向被限制的结构空间是尤其有利的。
[0047]如结合图1很明显可以看出的，轴承保持架段10能够如此对称地设计，即相同的连接件14、16还位于与两部件式圆周过梁11-3，11-4轴向对置的圆周过梁11_1、11_2上。轴承保持架段10的连接装置13在两个轴向相邻的圆周过梁11-1、11-2和11-3、11-4上或内具有所述形成的、弹性容纳槽14、16，用于分别形状配合地容纳所配属的支承环。
[0048]还从图1中可以看出，同时在两个相邻的滚动体兜孔或窗口之间起到隔离板作用的连接件12还能够具有形成的或模制的导引部段17，该导引部段用于导引滚动体、例如圆柱滚子、圆筒或者圆锥。根据在图1所示的实施例中，滚动体导引部段17可以是在连接件12上模制的导引突出部或者导引唇，该导引部段的形状与滚动体外表面的拱顶相适配。一般来说，连接件12指向周向的一侧使其形状与滚动体尺寸相适配，即例如相应于滚动体表面而具有拱顶。这能够在装配状态下实现对滚动体更好的和更稳定的导引。通过这种模制的导引突出部或者导引唇例如可以在圆柱滚子轴承中将滚子组防脱落地安置在保持架内，由此能够在没有额外装配辅助的情况下实现单个轴承件的独立装配。
[0049]图3示出根据本发明另一个实施例的塑料保持架段30的局部放大立体图。
[0050]图3所示的塑料保持架段30与所述的塑料保持架段10的区别在于，连接装置13还包括导引槽31，该导引槽用于容纳沿轴向起皱的支承环23(参见图2)的凸起26，以便借助该凸起26将轴承保持架段30在起皱的支承环23上z在周向上进行固定。连接两个圆周过梁部段11-1和11-2的中间部段15为此根据图3所示在其沿轴向位于下方的端部具有垂直向上指向的拱顶31，以便在该拱顶31内容纳拱形的或起皱的支承环23的相应拱形的部段(凸起26)。该轴承保持架段30能够这样安置在起皱的支承环23上，使得凸起26接合进为此设置的容纳槽31内，并且由此将塑料轴承保持架段30在起皱的支承环23上在周向上进行固定。
[0051]正如通过在图2中所明示的在相应构造的金属环或者碳环22内的凹部27可以看出，根据另一个实施例，沿轴向向外起皱的部段31还可以被轴向向内弯曲的部段或突出部所代替，该部段或突出部随后可以接合进为此设置的支承环22的凹部27内，以便将这种设计的塑料轴承保持架段(未示出)固定在该支承环上。
[0052]此外，本发明的实施例还包括用于环形滚动轴承的组合金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架，这种轴承保持架由多个安置在至少一个支承环上的根据本发明的塑料轴承保持架段构成，以下叙述中还会详细阐述用于制造或装配这种类型轴承保持架的方法或工艺步骤。
[0053]在图4中示出，根据本发明的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架的装配首先包括准备至少一个支承环21。此外，还需要准备多个根据本发明的塑料轴承保持架段10，该塑料轴承保持架段分别具有两个沿周向延伸的圆周过梁11和至少一个连接圆周过梁的连接件12，其中，每个轴承保持架段10具有连接装置13，所述连接装置被设计用于借助咬合连接将轴承保持架段10安置在至少一个支承环21上。最后，轴承保持架段10如此咬合在至少一个支承环21上，使得借助两个个沿周向相邻地安置在支承环21上的轴承保持架段10构成至少一个用于容纳滚动体的兜孔。为了将轴承保持架段10与支承环21咬合，轴承保持架段10在圆周过梁上分别具有弹性的沟槽部段14、16，其中，该沟槽部段14、16在某个圆周过梁朝向与其对置的圆周过梁的侧面内形成。即，轴承保持架段10分别在其圆周过梁的内侧上与至少一个支承环21咬合。
[0054]在图5a和5b中相应地示意性示出了制备完成或装配好的金属-塑料轴承环或碳-塑料轴承环。
[0055]在此，图5a示出组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架50，所述轴承保持架由夹持在两个起皱的支承环23上的塑料轴承保持架段30构成。在该示图中可明显地看出，滚动体兜孔51通过两个沿周向相邻的轴承保持架段30所构成。相邻的保持架段30的连接件12构成对兜孔51在周向上的限制。两个相邻保持架段30的以端侧安置在轴承保持架50上的圆周过梁11构成要引入兜孔51内的滚动体的轴向或端侧基板。
[0056]在图5b中所示的装配好的轴承保持架55具有与图5a中的轴承保持架50相应的结构，该轴承保持架55由两个无起皱的支承环21和夹持在该支承环上的轴承保持架段10构成。
[0057]在图6中以立体图方式示意性示出了具有根据本发明的轴承保持架的完整的环状滚动轴承以及在其中被导引的滚动体的直观情况。
[0058]图6以立体图方式不出具有内环61和外环62的滚子轴承60。在内环61与外环62之间存在根据本发明的轴承保持架50或55连同在其每个兜孔内被导引的滚动体63。由于塑料轴承保持架段的弹性，滚动体63能够良好地咬合进兜孔51内。
[0059]图11示出轴承60的示意性截面图。该轴承为内环无挡边圆柱滚子轴承(NU设计)。即，NU构造的轴承具有两个在轴承外环62上固定的导引板和没有基板的可轴向移动的轴承内环61。(所述内环和外环的设计在一定限度内在轴承内部允许在轴与壳体之间沿两个方向进行轴向移动、即不受限的纵向膨胀补偿。)塑料轴承保持架段的左侧和右侧延伸的圆周过梁11被这样设计，从而在此确保通过轴承内环61的滚动面的导引。由此，尤其在临界最低负载的条件下以及在快速加速和制动的情况下可将被污染的风险最小化。此外，导引板的任务还在于，有利地，塑料轴承保持架段在中间部段15上左右两侧延伸的圆周过梁11带有沿轴向内置的沟槽部段14，这实现了导引板的功能。为此，沟槽部段14能够在其朝向圆柱滚子63端面的一侧相应地被如此几何设计，以便能够对圆柱滚子63或其端面在轴承内环61上进行良好的导引。此外，从图11中清楚地看出，支承环被沿轴向内置的沟槽部段14保持在滚动体63与圆周过梁11之间，该支承环在滚动体63装配完成后以有利的方式防脱落地保持在轴承装置60内。支承环在装配状态下通过咬合连接这样防脱落地被“抓”在滚动体63与塑料轴承保持架段的左右两侧延伸的圆周过梁11之间，由此能够避免组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架相互间松散开。
[0060]根据本发明的轴承保持架设计特别优选适用于具有大于300mm的直径的轴承或轴承保持架，因为如上所述的整体塑料保持架在这种大型装置中只是相对较难实现。因此，本实施例包括具有300mm和300mm以上、尤其为350mm和350mm以上直径的组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架。
[0061]下面将根据本发明示例性阐述一些其他塑料轴承保持架段的实施例。为此，图7示出非对称设计的塑料轴承保持架段70 (用于内环-轴肩导引和滚动面导引的圆柱滚子轴承，如图12所示)的另一个实施例的正视图。
[0062]结合图7可以看出，该实施例相比于前面所述的塑料轴承保持架段变型方案，没有大体成U型的截面。取而代之的是，沿轴向从连接件12的一端延伸到其中一个圆周过梁11的支板或中间部段15’短于轴向对置的支板或中间部段15。例如当将轴承保持架段70或多个这种轴承保持架段装配在不同大小的支承环上时，就能够以有利的方式使用这种类型的塑料轴承保持架段。这与在随后图12的截面图中所示的内环单挡边设计(即NJ设计)的圆柱滚子轴承相同。(在此，“不同大小”的支承环的意思是具有不同大小的直径。如上面所述，根据本发明实施例的轴承保持架段优选这样定尺寸，使得所述保持架段可以在由金属或碳制成的具有大于300mm直径的支承环上装配成组合的金属_塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架。)
[0063]图12示出呈NJ设计的具有轴承保持架的轴承120的截面图，该轴承保持架由装配在不同大小的支承环上的塑料轴承保持架段70组成。NJ构造的轴承具有两个在外环上的固定基板和一个在内环上的固定基板，该内环上的固定基板能够沿一个方向轴向导引波形。轴承120具有内环121，圆柱滚子123能够在该内环上滚动，并且该内环为此在轴向端部上具有保持板124。在轴向对置的端部上，内环121反而不具有导引板或保持板。这里，在较长的中间部段15上延伸的塑料轴承保持架段70的圆周过梁11带有轴向内置的沟槽部段14，这实现了对滚子123的导引。另外，这里还通过塑料轴承保持架段70的两个不同延伸的圆周过梁11确保了通过滚动面和轴承内环61的固定板的导引。
[0064]在图8中示出一种类似的实施例，其中，对置的圆周过梁11和11’被设计为不同的/即不是相互对称的。这种实施例优选用于根据图10所示的锥形滚子轴承。
[0065]当在其中一侧(左侧)上的连接安置不仅具有能够在下面接合支承环的沟槽部段14，而且具有能够在上面接合支承环的沟槽部段16时，在轴向对置一侧(右侧)上就不用设置向下接合支承环的沟槽部段14，而取而代之地设置了压制的、在半周在上面接合支承环的沟槽部段16’。这种类型的保持架段80能够例如是有利的，用于能够实现对借此被导引的滚动体更容易的可接触性。由此可以使对装配好的根据本发明的滚动轴承的维修工作更容易，因为很容易触及滚动体，尤其从(右)侧面没有在下面接合支承环的沟槽部段。装配好的保持架段80能够以这种方式在实际中容易地被向上翻起。
[0066]在图9中示出根据本发明的用于轴承保持架的另一种可行的实施例。该实施例能够优选用于根据图13所示的锥形滚子轴承。
[0067]在此示出的轴承保持架段90具有比根据图1至7所示的实施方式更紧凑的构造。对置的圆周过梁11在此分别被设计为一体式的，以取代两部件式。连接对置的圆周过梁11的连接件12在该实施方式中具有大体上成V形的横截面、即连接件12在指向周向的一侧上是倾斜的，并且此外在必要时还可能更剧烈地弯曲，从而使在这一侧经过的滚动体表面、例如圆柱外表面或者锥形外表面在滚动时可以被这一侧引导。如通过附图标记91所示，连接件12还能够额外地具有用于装配滚动体的“弯折区”。
[0068]在装配锥形滚子轴承时存在保持架、锥形滚子与内滚动连接环方面的问题。为了将锥形滚子轴承的保持架、锥形滚子与内滚动环相连接，该保持架通常在装配时必须弹性变形。该保持架必须被扩大制造，或者首先被这样扩大，使得能够通过内环的保持板移动保持架以及滚子，从而将滚子贴靠在滚动面上(参见图13)。接着，保持架必须被重新装上，即借助专用工具再次使得保持架这样塑性变形，使得由轴承内环、锥形滚子和保持架组成的单元不能再彼此松散开。上述专用工具尤其对于具有较大直径的轴承是非常昂贵且成本过闻的。
[0069]在轴承保持架段90的连接件12内的弯折区91标记从连接件12的第一区域92 (该区域与要导引锥形滚子的锥形轮廓相匹配)到相对于锥形轮廓被设计拓宽的第二区域93的过渡部位。即，第一区域92可以基于其与锥形滚子大小相匹配的轮廓而在运行时导引锥形滚子，相对而言，锥形滚子在第二区域93内被保留在锥形滚子外表面与连接件12之间的缝隙内。第一区域92还具有与锥形滚子外表面的斜面相匹配的斜面，与此相对地例如将第二区域93设计得稍微少些倾斜，从而在这里在装配状态下在锥形外表面与连接件12的第二区域93之间形成开放的缝隙。但是在装配时，锥形滚子由于拓宽设计的区域93能够在弯折区91上倾斜。由两个相邻安置的保持架段90构成的滚动体兜孔由此具有与锥形滚子的锥形轮廓相匹配的第一区域和相对于该锥形滚子的锥形轮廓扩宽的区域，其中，第一区域是较大滚子直径的区域，而第二区域是较小滚子直径的区域。第二区域在此在所构成兜孔的长度的25%至65%、优选35%至50%的长度上延伸。从第一区域92到第二区域93的过渡部位91能够不仅设计为倒圆的，还设计为弯折的，并且表示为弯折区，在该区域内锥形滚子在装配的情况下能够相对于其旋转轴倾斜，以便通过保持板被导引。
[0070]在此，图13示出剖切锥形滚子轴承130的剖面图，其中锥形滚子133在轴承130的内环131的相应设计的滚动面内滚动。每个锥形滚子133通过由轴承保持架段90构成的轴承保持架来导引。为了形成内环131、锥形滚子133与保持架的稳定连接，该内环131具有保持板134和滚动板135，它们实现对滚子133的轴向固定。但是，在装配过程中滚子133必须将其最窄直径处越过保持板134。这传统上通过轴承保持架的塑性变形来实现。但是，根据实施例则不把必要这样做，因为由两个相邻的保持架段90构成的保持架兜孔具有这样的几何形状，其能够使得锥形滚子133倾斜，从而使滚子能够以其最窄的直径越过保持板134。连接件12或在此形成的用于单个锥形滚子133的保持架兜孔的形状被这样设计，在装配轴承时锥形滚子133能够向滚子133的咬合处在板134上偏转微小的角度，即倾斜角。借助轴承保持架段90或特别形成的连接件12也能够实现，在轴承内环131、保持架和锥形滚子133的组合构造情况下可以不用使保持架塑性变形就进行对锥形滚子133的装配。
[0071]在图10中示出滚动轴承100的立体图，在该滚动轴承内内装有具有塑料轴承保持架段80的轴承保持架。在这种结构形状中，示出了滚子轴承组的另一种装配可能性。轴承外环在这种附图中没有示出，但是其在所有轴承部件组装完成后被用作保险件，借此使塑料部件的径向倾斜侧在此承受负载时不会离开它的位置。
[0072]在本发明的实施例中，至少一个支承环、优选两个支承环通过夹锁或咬合从内部(或外部)形状配合地固持在预定位置的塑料部件内，或反之亦可。因此，每个塑料轴承保持架段相互形状稳定。在此，支承环可以是封闭的金属环、例如钢环或者尤其焊接的弹簧钢环或者碳环。尽管应该会出现金属-塑料连接位置或碳-塑料连接位置的“偏软”，但根据本发明的组合的金属-塑料轴承保持架或碳-塑料轴承保持架不会彼此松散开，因为在装配轴承时滚子组避免支承环的掉落。通过建议的设计方案能够制备滚动面导引或者轴肩导引的金属-塑料保持架或碳-塑料轴承保持架。
[0073]附图标记列表
[0074]10塑料轴承保持架段的设计
[0075]11圆周过梁
[0076]12连接件
[0077]13连接装置
[0078]14下部沟槽部段
[0079]15中间部段
[0080]16上部沟槽部段
[0081]17滚动体导引
[0082]21可能的支承环
[0083]22可能的具有凹部的支承环
[0084]23可能的具有凸起的支承环
[0085]24可能的支承环
[0086]25可能的支承环
[0087]26突起、波峰
[0088]27 凹部
[0089]30塑料轴承保持架段的设计
[0090]31用于波峰的嵌入
[0091]50组合的轴承保持架
[0092]51用于滚动体的兜孔
[0093]55组合的轴承保持架
[0094]60滚动轴承
[0095]61 内环
[0096]62 外环
[0097]63滚动体
[0098]70塑料轴承保持架段的设计
[0099]80塑料轴承保持架段的设计
[0100]90塑料轴承保持架段的设计
[0101]91过渡部位
[0102]92第一接合件区域
[0103]93第二接合件区域[0104]100滚动轴承
[0105]120呈NJ设计的轴承
[0106]121轴承内环
[0107]122轴承外环
[0108]123圆柱滚子
[0109]124保持板
[0110]130锥形滚子轴承
[0111]131轴承内环
[0112]132轴承外环
[0113]133圆柱滚子
[0114]134保持板
[0115]135保持板
【权利要求】
1.一种用于滚动轴承保持架(50 ；55)的轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ;90)，该滚动轴承保持架段具有两个沿周向延伸的圆周过梁(11)和连接圆周过梁的连接件(12)，其中，所述轴承保持架段由塑料制成，并且具有连接装置(13)，该连接装置被这样设计，用来借助咬合连接将轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)安置在至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)上，从而可以借助两个沿周向相邻安置在支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)上的轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)构成用于容纳滚动体(63)的兜孔，其中，所述连接装置(13)包括在至少一个圆周过梁(11)内形成的、用于形状配合地容纳至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)的弹性容纳槽(14 ;16)，其中，所述弹性容纳槽具有用于与至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)咬合连接的沟槽部段(14 ; 16)，其中，所述沟槽部段在第一圆周过梁朝向第二圆周过梁的侧面内形成。
2.根据权利要求1所述的轴承保持架段(10；30 ；70 ；80 ;90)，其中，连接两个圆周过梁(11)的连接件(12)沿轴向延伸，以便使所述两个圆周过梁(11)相互间保持预定的轴向距离，并且其中，所述连接装置(13)具有在两个轴向间隔的圆周过梁中的每一个内形成的、分别用于形状配合地容纳支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)的弹性容纳槽(14 ；16)。
3.根据权利要求1或2所述的轴承保持架段(10；30 ；70 ；80 ;90)，其中，所述弹性容纳槽包括弹性的、在轴承保持架段的塑料部分内形成的沟槽，该沟槽具有与所述支承环相匹配的横截面。
4.根据上述权利要求之一所述的轴承保持架段(10；30 ；70 ；80 ;90)，其中，所述连接装置(13)还包括用于容纳沿径向起皱的支承环的凸起(26)的导引槽(31)，以便借助所述在起皱的支承环上的凸起将轴承保持架段在周向上进行固定。
5.根据上述权利要求之一所述的轴承保持架段(10；30 ；70 ；80 ;90)，其中，所述轴承保持架段一体式地由塑料构成。
6.一种用于滚动轴承(60;100)的轴承保持架(50 ;55)，所述轴承保持架由多个安置在至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)上的根据上述权利要求之一所述的轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)构成。
7.根据权利要求6所述的轴承保持架，其中，所述多个轴承保持架段(10；30 ；70 ；80 ；90)中的每一个分别在两个圆周过梁内具有用于形状配合地容纳支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)的弹性容纳槽(14 ;16)，其中，弹性容纳槽(14;16)在第一圆周过梁朝向第二圆周过梁的侧面内形成，并且其中，所述轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)沿周向被两个固定在圆周过梁的容纳槽内的支承环所固持。
8.用于制造滚动轴承(60;100)的轴承保持架(50;55)的方法，具有如下步骤: 制备至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)； 制备多个轴承保持架段(10 ;30 ；70 ；80 ;90)，所述轴承保持架段由塑料制成，并分别具有两个周向延伸的圆周过梁(11)和至少一个连接圆周过梁的连接件(12)，其中，每个轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)具有连接装置(13)，该连接装置被这样设计，用来借助咬合连接将轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)安置在至少一个支承环(21 ；22 ；23 ；24 ；25)上，其中，所述连接装置(13)包括在其中至少一个圆周过梁(11)内形成的、用于形状配合地容纳至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)的弹性容纳槽(14 ; 16)，其中，所述弹性容纳槽具有用于与至少一个支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)咬合连接的沟槽部段(14 ; 16)，其中，所述沟槽部段在第一圆周过梁朝向第二圆周过梁的侧面内形成；和 将所述多个轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)安置在至少一个金属的支承环(21 ;22 ；23 ；24 ；25)上，从而借助两个沿周向相邻安置在支承环上的轴承保持架段(10 ；30 ；70 ；80 ；90)构成用于容纳滚动体(63)的兜孔(51)。
【文档编号】F16C33/46GK103502666SQ201280018916
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年2月16日 优先权日:2011年2月18日
【发明者】B.贝克, B.贝福斯, H-J.弗雷德里克, M.霍伊辛格, A.雷迪纳, J.希尔林, W.施耐德, M.沃尔克穆特, J.威格莱恩 申请人:Skf公司