具有分段的和整体的座圈的滚珠轴承的制作方法
【专利摘要】一种轴承包括：第一座圈，该第一座圈包括第一和第二部分，形成对齐的第一表面对，其围绕轴线呈角度地间隔开；第二座圈，该第二座圈包括第二表面，每个第二表面与其中一个第一表面对对齐；滚珠，每个滚珠与第一和第二座圈的表面接触；以及保持架，其保持每个滚珠，并接合第一和第二部分。
【专利说明】具有分段的和整体的座圈的滚珠轴承
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种用于支承旋转组件的滚珠轴承，特别是在存在轴向推力载荷的应用中。
【背景技术】
[0002]为了增加功率密度，有必要最大化使用标准康拉德设计和装配方法的常规单排深槽滚珠轴承(DGBB)的滚珠填充及其接触载荷能力。将分离的轴承座圈部分保持在一起进行运输和装配造成了问题。
[0003]使用附加滚珠使径向载荷能力更大，这能够通过具有一个或两个轴承座圈上的槽实现。这比康拉德设计允许更多的径向能力，但是其严重地减少了轴向能力，这对于轴向载荷能把滚珠从槽中压出的应用并不适用。
[0004]另一种替代方法是用开环滚珠轴承(split-ring ball bearing),其中一个座圈在中间分离，以允许更多滚珠在其中装配。可惜，操作和装配受到不利影响，因为分离的座圈的两半无法保持在一起直到安装。在整个开放式组件闭合前，这也容许了更多的机械损伤和污染的机会。
【发明内容】
[0005]一种轴承，包括:第一座圈，该座圈包括第一部分和第二部分，形成对齐的第一表面对，其围绕轴线呈角度地间隔开；第二座圈，该座圈包括第二表面，每个第二表面与其中一个第一表面对对齐；滚珠，每个滚珠与第一和第二座圈的表面接触；以及保持架(cage)，该保持架连接每个滚珠，通过保持第一和第二部分相互接触的力使两个部分接合。
[0006]将内座圈或外座圈形成为整体；另一座圈形成为两个部分。
[0007]滚珠和整个座圈之间的接触能够在一个中心点，或者如同哥特式拱门轴承(Gothic arch bearing)那样在两点上。
[0008]当分段的座圈不对称时，滚珠可以接触分段座圈中的一个或两个。
[0009]通过以下详细说明、权利要求和附图，优选实施例的适用性范围将变得显而易见。应该了解的是，尽管说明和具体示例指出了本发明的优选实施例，但说明和具体示例仅仅是通过举例说明的方式给出的。对所属【技术领域】的技术人员来说，对所述的实施例和示例的不同变化和修饰将是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]通过参考以下说明并结合附图，本发明将更容易理解，附图中:
[0011]图1是轴承组件处于间隔开的关系的轴承的侧视图；
[0012]图2是图1中的部分轴承的俯视图；
[0013]图3是图1中的轴承的替代结构的侧视图；
[0014]图4是图1和图2中轴承的替代结构的侧视图；[0015]图5是图4中示出的轴承结构的侧视图，示出了与滚珠间隔开不同径向长度的分离座圈；
[0016]图6是示出了每个滚珠在单个接触区域接触到座圈的侧视图；和
[0017]图7是示出了滚珠在多个接触区域接触完整座圈的侧视图。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了关于轴线12对称的轴承10。该轴承包括外座圈14、分离的内座圈16、18和保持架20，保持架20上形成有横向延伸的调整片(tab)21、22。保持架的调整片21包括支腿23以及保持架的调整片22包括支腿24。当保持架20是径向向内地压制成形时，每个支腿23、24向轴线12延伸并且与分离的座圈16、18的外表面26、28重叠，由此，提供了座圈16、18之间的横向连续性。
[0019]通过压制成型调整片21、22的支腿23、24来保持座圈16、18之间的间隙，这样，当轴承10在装配好的条件下，支腿23、24与外表面26、28有运行间隙。支腿23和24与座圈表面要有运行间隙，以将总成保持在非安装状态，但是最小化了运行中的滑动摩擦。如同其它轴承，轴/孔紧固件可用于闭合和/或预加载间隙30。外部轴/孔紧固件或一些外部装置或预加载将产生轴向力。
[0020]球形滚珠32被座圈14、16、18围住，与座圈14、16、18的至少一部分凹进的球形内表面34、36、38接触。
[0021]图2示出了保持架20围绕轴线12连续，并且环绕每个滚珠32。每对调整片21、22都位于滚珠32之间的周向位置。
[0022]在图3所示轴承结构中，在分离的座圈16上形成有凸棱40，其从座圈16的上表面42沿着表面42的圆周径向延伸。同样地，在分离的座圈18上形成有凸棱44，其从座圈18的上表面46沿着座圈18的圆周径向延伸。
[0023]通过压制成形调整片21、22的支腿23、24来闭合座圈16、18之间的间隙，这样，当轴承10在装配好的条件下，支腿与凸棱40、44的外侧面有运行间隙，由此，提供了座圈16、18之间的横向连续性。
[0024]在图4所示轴承结构中，在分离的座圈16上形成有台肩50，其沿着座圈16的周向延伸。同样地，在分离的座圈18上形成有台肩52，其沿着座圈18的周向延伸。
[0025]通过压制成形调整片21、22的支腿23、24来保持座圈16、18之间的间隙30，这样，当轴承10在装配好的条件下，支腿相对于台肩50、52的外侧面有运行间隙，由此，提供了座圈16、18之间的横向连续性。
[0026]在图5所示轴承结构中，分离的座圈16、18与滚珠32隔开不同径向长度。凹球面36的内部曲率半径比凹球面38的内部曲率半径短，因此，在滚珠32的外表面和表面36之间产生了间隙gl，其小于滚珠32的外表面和表面38之间的间隙g2。凹球面36的内部曲率半径的中心点可以在空间上轴向和/或径向偏离于凹球面38的内部曲率半径，因此，不同于间隙g2地对准间隙gl，以允许滚珠32和表面34、36、38之间的不对称载荷和接触应力特性。
[0027]由于表面36、38的不对称座圈轮廓,轴承对能够以这样一种方式安排，即，能够在该对的一个部件中实现在一个轴向方向上的更大的径向和轴向载荷能力，以及能够在该对的另一部件中实现相反轴向方向上的更大的径向和轴向载荷能力，从而在轴承对中提供双向轴向推力载荷反作用。
[0028]图6是示出了滚珠32与座圈14、16、18之间的接触的侧视图。因为每个凹球面34、36、38的曲率半径大于滚珠32的半径，所以每个座圈14、16、18上的接触范围产生在单个接触区域，其小于每个表面34、36、38的全部区域。
[0029]图7是示出了滚珠32与座圈14、16、18之间的球面接触的侧视图。因为每个凹球面36、38的曲率半径大于滚珠32的半径，所以座圈16、18上的接触范围产生在单个接触区域，其小于表面36、38的全部区域。
[0030]图7示出了座圈14的内表面具有哥特式拱门的形状。因为座圈14的内表面包含两个球面60、62，每个球面具有偏离于滚珠32的中心并且相互不重合的曲率中心，所以座圈14上的接触范围产生在多个接触区域，其区域总和小于表面60、62的全部区域。
[0031]在每个结构中，例如座圈14这样的整体座圈可以是内座圈或是外座圈，而另一座圈则可以包含两个部件，例如，座圈部分16、18。
[0032]根据专利法规定，已经对优选实施例进行了描述。但是，需要注意的是，还可以实施与详细说明和描述的实施例不同的替代实施例。
【权利要求】
1.一种轴承，其特征在于，包含: 第一座圈，其包括第一和第二部分，形成对齐的第一表面对，其围绕轴线呈角度地间隔开； 第二座圈，其包括第二表面，每个第二表面与其中一个第一表面对对齐； 滚珠，每个滚珠位于第一和第二座圈之间的环形空间内； 保持架，其连接每个滚珠，接合第一和第二部分并且保持两部分之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，每对第一表面包含凹进的部分球面，其与其中一个滚珠接触。
3.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于: 第一部分的第一表面每个都是凹进的、部分球面的，其与其中一个滚珠接触，并且具有第一曲率半径； 第二部分的第一表面每个都是凹进的、部分球面的，其与其中一个滚珠接触，并且具有大于第一曲率半径的第二曲率半径。
4.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于: 第一部分的第一表面每个都是凹进的、部分球面的，其与其中一个滚珠接触，并且具有第一曲率半径； 第二部分的第一表面每个都是凹进和部分球面的，其不与所述其中一个滚珠接触，并且具有大于第一曲率半径的第二`曲率半径。
5.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，每个第二表面是凹进的、部分球面的，并且与其中一个滚珠接触。
6.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，每个第二表面包含； 第三凹进的部分球面，其具有位于第一点处的曲率中心；和 第四凹进的部分球面，其具有位于与第一点不重合的第二点处的曲率中心。
7.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，每个第二表面包含； 第三凹进的部分球形表面，其具有位于第一点处的曲率中心；和 第四凹进的部分球形表面，其具有位于与第一点不重合第二点处的曲率中心，第三表面在第一接触范围上与其中一个滚珠接触，第三表面在与第一接触范围间隔开的第二接触范围上与所述其中一个滚珠接触。
8.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，每个滚珠是球体。
9.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，保持架进一步包含:第一调整片，其沿着轴承的周向长度相互间隔开，在第一横向方向上延伸远离滚珠，每个第一调整片包括第一支腿，其沿着第一部分的外表面方向并且保持第一部分的外表面；第二调整片，其沿着轴承的周向长度相互间隔开，在第二横向方向上延伸远离滚珠，每个第二调整片包括第二支腿，其沿着第二部分的外表面方向并且保持第二部分的外表面。
10.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于: 第一座圈包括横向间隔开的第一和第二凸棱，每个凸棱从第一座圈径向延伸并沿着第一座圈延伸；和 保持架进一步包含: 第一调整片，其沿着轴承的周向长度相互间隔开，在第一横向方向上延伸远离滚珠，每个第一调整片包括第一支腿，其沿着第一凸棱的外表面方向并且保持第一凸棱的外表面；第二调整片，其沿着轴承的周向长度相互隔开，在第二横向方向上延伸远离滚珠，每个第二调整片包括第二支腿 ，其沿着第二凸棱的外表面方向并且保持第二凸棱的外表面。
【文档编号】F16C33/58GK103775491SQ201310504925
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】史蒂文·G·托马斯, 迈克尔·泰克勒森·贝尔汉 申请人:福特全球技术公司