用于装配角接触滚子轴承的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于装配尤其是单列的角接触滚子轴承的方法，该角接触滚子轴承尤其是能有利地作为用于对机动车传动装置中的主轴进行支承的固定轴承来使用。本发明还涉及一种用于装配角接触滚子轴承的设备。

背景技术：

作为用于对机动车传动装置中的主轴进行支承的固定轴承最常用到的轴承类型是单列的深沟球轴承，这是因为其出众之处在于具有均匀的高的径向和轴向承载能力，并且由于其摩擦小而具有所有轴承类型的最高的转速极限。该深沟球轴承以公知的方式由外部的轴承圈和内部的轴承圈以及若干布置在轴承圈之间的轴承滚珠构成，轴承滚珠在被加入到外部的轴承圈的内侧中和内部的轴承圈的外侧中的深沟状的滚道中滚转，并且通过轴承保持架以彼此间均匀的距离来引导。在此，将轴承滚珠置入到深沟球轴承中大多通过以de168499a1公知的偏心装配方法来实现，在其中，将两个轴承圈彼此偏心地布置，并且给由此在轴承圈之间出现的空间装填以轴承滚珠，紧接着，在充分利用轴承圈的弹性的情况下将轴承圈带入到相互间同心的姿态中，并且在轴承滚珠实现周向均匀分布之后置入轴承保持架。

然而，在实践中被证实的是，这种深沟球轴承由于轴承滚珠的最大能装入的数量较少，从而特别使在轴承的径向承载能力方面总是受到一定的限制，最大能装入的轴承滚珠的数量与内部的和外部的轴承圈的尺寸以及轴承滚珠的直径有关。因而过去就提出了若干解决方案，诸如根据de151483a1提出在外部的和内部的轴承圈的滚道的相对置的挡边中布置有未被封闭的填入开口，或者根据de2407477a1提出了类似构造的能封闭的填入开口，利用这些填入开口通过提高轴承滚珠的数量应实现提高深沟球轴承的径向承载能力，但是由于这些填入开口所造成的缺点，使得这些深沟球轴承在实践中无法被普遍接受。

提高用于对机动车传动装置中的主轴进行支承的固定轴承的承载能力的其他接近的可行方案是，通过nup类型的圆柱滚子轴承来替代迄今使用的深沟球轴承，如例如由申请人于2008年10月的目录“(滚动轴承)”第393和396页上所公知的那样。该圆柱滚子轴承在内部的轴承圈上和外部的轴承圈都具有两个侧向的挡边，而且适用于吸收高的径向负载以及沿两个方向的轴向负载。然而，这种圆柱滚子轴承由于在滚道制造时和挡边加工时的高占比的切削加工而具有非常高的制造成本，并且还在其承载能力方面又被过度确定规格，从而这些圆柱滚子轴承最终并不适用于作为机动车换挡传动装置中的固定轴承来使用。

通过文献de6917609u和ch463886a公知有另外的适用于对机动车传动装置中的主轴进行支承的固定轴承的并且对于本发明来说形成最接近的现有技术的轴承类型，该轴承类型的对径向力和沿两个方向的轴向力的吸收能力大于深沟球轴承的吸收能力。在这些文献中，分别公开了一种角接触滚子轴承，其主要由内部的轴承圈、外部的轴承圈以及若干布置在轴承圈之间的并且在这些轴承圈的滚道上滚转的滚子滚动体构成，内部的轴承圈具有相对径向的轴承轴线斜着布置在其外部的周侧面上的内部的滚道和在其最小直径处限界该滚道的挡边，外部的轴承圈具有同样相对径向的轴承轴线斜着布置在其内部的周侧面上的外部的滚道和在其最大直径处限界该滚道的挡边，滚子滚动体在周向方向上通过轴承保持架以彼此间均匀的距离来保持。为了能够实现将构造为圆锥滚子的滚子滚动体置入到分别构造为兜式保持架或窗式保持架的轴承保持架中，在根据de6917609u的角接触滚子轴承中，将在内部的轴承圈上的挡边构造为单独的构件，而在根据ch463886a的角接触滚子轴承中，将在外部的轴承圈上的挡边构造为单独的构件，该单独的构件在轴承装配之后被紧固在内部的或外部的轴承圈上。在根据de6917609u的角接触滚子轴承中，这通过经特殊开缝的、在横截面方面呈u形的圈来实现，该圈的径向侧边嵌入到挡边中的以及内部的轴承圈中的相应的槽中，而在根据ch463886a的角接触滚子轴承中，这通过成形到挡边的下侧上的环绕的凸缘来实现，该凸缘被压入到外部的轴承圈中。

在这些角接触滚子轴承中，虽然由于轴承圈中的仅仅还有一个轴承圈与仅仅还有一个侧向的挡边被一件式地构造，使得在滚道制造时和在挡边加工时的切削加工的占比和因此也是用于轴承制造的总成本明显小于在之前描述的圆柱滚子轴承时的情况，但是在这些角接触滚子轴承中，挡边构造在相应另一轴承圈上作为单独的挡边垫片、将该挡边附加地装配在该轴承圈上、以及需要将贴靠面精准地制造到该挡边和所从属的轴承圈上，都对该角接触滚子轴承的制造成本产生不利影响。此外，在这些角接触滚子轴承中存在如下危险，即，对单独的挡边垫片的紧固不足以也承受高的径向或轴向的负载峰值，从而挡边垫片在轴承运行时可能会松脱并且最终导致轴承故障。

技术实现要素：

因此，从公知的现有技术的解决方案的所阐述的缺点出发，本发明所基于的任务在于，能够实现对具有分别进行滚道限界的挡边的、尤其是单列的角接触滚子轴承的简单并且廉价的装配。

根据本发明，该任务通过具有根据权利要求1所述的特征的方法来解决。该任务还利用根据权利要求10的设备来解决。本发明的有利的改进方案分别由从属权利要求引用。

利用根据本发明的方法来装配的角接触滚子轴承的出众之处在于，内部的轴承圈的外部的周侧面上的切线和外部的轴承圈的内部的周侧面上的切线至少在滚道的区域中以向相反方向相对轴承旋转轴线斜着延伸的方式平坦地构造，并且两个轴承圈的滚道分别呈锥状地被加入到这些周侧面中，并且由此，使在此出现的且分别在一侧对滚道进行限界的挡边分别与轴承圈一件式地构成。

优选地设置的是，滚子滚动体优选构造为圆锥滚子，圆锥滚子具有在2°至6°的范围内的锥角，并且以在7°至20°之间的包络圆夹角在其滚道上滚转。在此，在将角接触滚子轴承用作用于对机动车传动装置中的主轴进行支承的固定轴承的情况下，由于出现的径向和轴向负载，使得3°与5°之间的锥角，然而优选地为4°的锥角，以及在12°与16°之间的包络圆夹角，然而优选地为14°的包络圆夹角被证实为特别合适的。然而应注意的是，根据本发明的构造方案不应局限于角接触滚子轴承，这是因为也可以以相同的方式来构造其它的具有相对轴承中轴线斜着布置的滚子轴线的滚动轴承。因此，代替示例性地列举的圆锥滚子，也可以使用圆柱滚子或滚针或具有球面状的周侧面的滚子，如调心滚子或鼓形滚子。

此外有利的是，处于滚子滚动体的较小的直径侧上的轴承圈之间的空隙构造得比处于滚子滚动体的较大的直径侧上的轴承圈之间的空隙更小，并被如下这样地定大小，即，使该空隙的两倍大的尺度大于滚子滚动体的最大直径。在内部的轴承圈与外部的轴承圈之间的空隙的这种规格确定是必需的，以便能够按照所描述的装配方法来实现将滚子滚动体置入到角接触滚子轴承中。

此外有利的是，限界了内部的轴承圈中的滚道的挡边具有在滚子滚动体的最大直径的31％与35％之间的，优选地大约33％的最小高度，而限界了外部的轴承圈中的滚道的挡边具有在滚子滚动体的最大直径的19％与23％之间的，优选地大约21％的最小高度。通过挡边和与之关联的滚道深度的这样的构造确保的是，可以以尽可能低的挡边摩擦来吸收在轴承运行时出现的朝一个方向的高的轴向力，而经由斜着的滚道来吸收朝另一方向的较小的轴向力。

此外有利的是，在装配滚子滚动体之后，将由保持架圈以及由若干的轴向保持架接片构成的梳状保持架置入到角接触滚子轴承中。该轴承保持架在其保持架接片上附加地具有多个周向均匀分布的并且具有比保持架圈更小的内直径的卡锁凸鼻，通过这些卡锁凸鼻，使轴承保持架能轴向上将位置固定在内部的轴承圈上的挡边的内部面上。这些卡锁凸鼻在将轴承保持架置入到角接触滚子轴承中时首先朝保持架接片的方向弹性变形，直到这些卡锁凸鼻(在轴承保持架从圆锥滚子的小的直径侧置入时)卡入内部的轴承圈上的挡边后面为止。由此，使得迄今仅在其中一个轴向方向上位置固定的轴承保持架通过使轴承保持架贴靠在滚子滚动体的其中一个端侧上也在另一轴向方向上位置固定。然而这里也应注意的是，使用梳状保持架作为轴承保持架并不局限于该保持架类型，这是因为将轴承保持架构造为两件式的板材铆接保持架也是可行的。

根据本发明，所提出的任务通过根据权利要求1的用于装配角接触滚子轴承的方法来解决，该方法的出众之处在于，角接触滚子轴承按照借鉴了对于深沟球轴承来说公知的偏心装配法的偏心枢转装配法来装配。

在此，在该偏心枢转装配法中，根据权利要求2，在第一步骤中，将处于至少近似竖立的姿态中的外部的轴承圈以其无挡边地构造的端侧作前导地放入到容纳部中，并且通过在其外周侧面上的12点钟线处朝着在其外周侧面上的6点钟线，在其弹性极限之内压挤而稍微椭圆化。

然后，根据权利要求3，在第二步骤中，滚子滚动体要么各个地要么作为在辅助设备中已经马蹄铁形地被预先固定的滚子组以它们的较大的端侧作前导地从外部的轴承圈的无挡边地构造的端侧填入到外部的轴承圈的滚道中。

接着，根据权利要求4，作为第三步骤，将内部的轴承圈以其无挡边地构造的端侧平放在倾斜的平面上并以如下方式自动滑动地输送给外部的轴承圈，即，使该内部的轴承圈以其滚道的两个对置的点抵靠在两个滚子滚动体的滚动面上的两个抵靠点上。

接着，根据权利要求5，在第四步骤中，内部的轴承圈通过由其在倾斜的平面上的加速所造成的离心力而围绕其在滚子滚动体上的抵靠点之间形成的水平轴线相对该外部的轴承圈枢转到该外部的轴承圈中进入竖立的姿态中，在该竖立的姿态中，内部的轴承圈的挡边至少区段式地贴靠到滚子滚动体的较小的端侧上。

紧接着，根据权利要求6，在第五步骤中，将内部的轴承圈移动到与外部的轴承圈同轴的姿态中，并且在撤销外部的轴承圈的椭圆化的情况下使滚子滚动体在轴承圈中周向均匀分布地布置在其滚道中。

然后，根据权利要求7，在第六步骤中，将构造为梳状保持架的轴承保持架以其保持架接片要么从滚子滚动体的较小的端侧那侧导入到滚子滚动体之间，并且卡锁在内部的轴承圈上的挡边的内部面上，要么根据权利要求8，从滚子滚动体的较大的端侧那侧导入到滚子滚动体之间，并且卡锁在外部的轴承圈上的挡边的内部面上。

最后，所提出的任务也通过根据权利要求10的用于执行所述的偏心枢转装配法的设备来解决。

因此提出的是，该装配设备主要由用于保持外部的轴承圈以及用于给外部的轴承装填滚子滚动体的竖立的容纳部件和对置于该容纳部件并且相对该容纳部件倾斜地布置的用于将内部的轴承圈输送给外部的轴承圈的斜坡部件构成。

在此，在具体的设计方案中，根据权利要求11，容纳部件优选地具有l形的型材横截面，该l形的型材横截面具有水平的或近似水平的侧边和竖立的或近似竖立的侧边。

此外，根据权利要求12和13，根据本发明构造的装配设备的出众之处还在于，水平的侧边的表面构造有朝向竖立的侧边延伸的凹的造型部，用于直立地容纳外部的轴承圈的松的保持圈，并且竖立的侧边构造有圆形的缺口，该圆形的缺口具有至少近似外部的轴承圈的内直径的大小，滚子滚动体能穿过该圆形的缺口导入到外部的轴承圈6的滚道中。

此外，根据本发明的装配设备的适宜的改进方案根据权利要求14，在竖立的侧边的缺口中紧固有两个彼此大致错开190°地布置的并且探伸到松的保持圈中的抵靠接片，输送给外部的轴承圈的滚子组能在外部的轴承圈中将位置固定在这些抵靠接片之间。

根据权利要求15，根据本发明的装配设备的另外的特征是，在竖立的侧边的自由端部上，在松的保持圈的周侧面的12点钟线的高度上紧固有用于产生用来使外部的轴承圈椭圆化的垂直压力的装置。在此，例如构造有内螺纹的套筒已被证实是特别合适的，在该套筒中以能转动运动的方式布置有调节螺丝。

最后，通过权利要求16和17还提出的是，该装配设备的斜坡部件具有倾斜的平坦的滑道，该滑道具有两个侧向的导向挡边，导向挡边彼此间的距离近似相应于内部的轴承圈的外直径。这已经被证实是有利的，以便可以使内部的轴承圈精确地引入到外部的轴承圈的内直径中。在此，滑道的保持圈侧的端部紧固在两个支承座上，支承座能经由销连接固定在容纳部件的水平的侧边的表面上，使得滑道能随着支承座从容纳部件上取下。

综上所述，根据本发明地装配的角接触滚子轴承因此相对于由现有技术公知的角接触滚子轴承具有如下优点，即，尽管能利用偏心枢转装配法来实现的最大的滚动体填充率为大约60％，但是该角接触滚子轴承却具有比相同类型装配的单列的深沟球轴承更高的承载能力，这是因为所使用的滚子滚动体不再如轴承滚珠那样与它们的滚道形成点接触，而是与它们的滚道形成线接触。在此，在能实现的承载能力方面，根据本发明构造的角接触滚子轴承作为全新的轴承类型[例如，结构系列aru(angularrollerunit，角接触滚子单元)207＝40kn]大致居中地被归入在单列的深沟球轴承[例如，结构系列6207＝25.5kn]的承载能力与单列的圆柱滚子轴承[例如，结构系列nup207e＝56kn]的承载能力之间。此外，由于挡边与轴承圈一件式地构造，而不再需要单独的挡边垫片，因此，根据本发明装配的角接触滚子轴承整体上的出众之处在于具有低的装配花费，并且因此在于具有低的用于轴承制造的总成本。

附图说明

角接触滚子轴承的优选的实施方式以及其装配方法和用于执行该方法的设备在下面将参考附图来详细阐述。其中：

图1示出穿过具有与轴承圈一体式构造的挡边的单列的角接触滚子轴承的横截面的放大图；

图2a、2b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第一步骤的三维呈现；

图3a、3b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第二步骤的三维呈现；

图4a、4b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第三步骤的三维呈现；

图5a、5b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第四步骤的三维呈现；

图6a、6b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第五步骤的三维呈现；

图7a、7b以平面图和剖面示出根据本发明的装配方法的第六步骤的三维呈现；

图8以平面图示出用于执行根据本发明的装配方法的设备的三维呈现。

具体实施方式

在图1中示出了单列的角接触滚子轴承1的横截面，该角接触滚子轴承例如作为迄今所使用的深沟球轴承的替代件适用于对机动车内燃机中的曲轴进行支承。明显可见地，该角接触滚子轴承1由内部的轴承圈2以及外部的轴承圈6构成，内部的轴承圈具有相对轴承旋转轴线al倾斜地布置在其外部的周侧面上的内部的滚道4，该内部的滚道在其最小直径处通过挡边5来限界，外部的轴承圈具有同样相对轴承旋转轴线al倾斜地布置在其内部的周侧面上的外部的滚道8，该外部的滚道在其最大直径处通过挡边9来限界。此外，在轴承圈2、6之间布置有若干在它们的滚道4、8上滚转的滚子滚动体10，滚子滚动体在周向方向上通过轴承保持架11以彼此间均匀的距离来保持。

还能在图1中看到的是，内部的轴承圈2的外部的周侧面上的切线3和外部的轴承圈6的内部的周侧面上的切线7至少在滚道4、8的区域中以向相反方向相对轴承旋转轴线al斜着延伸的方式平坦地构造，并且两个轴承圈2、6的滚道4、8分别呈锥状地被加入到这些周侧面中。由此，在此出现的且分别在一侧地对滚道4、8进行限界的挡边5、9分别与轴承圈2、6一件式地构造。

同样能从图1看出的是，滚子滚动体10构造为圆锥滚子，其具有优选为4°的锥角并且以优选为14°的包络圆夹角β在它们的滚道4、8上滚转。此外，处于滚子滚动体10的较小的直径侧上的轴承圈2、4之间的空隙sr构造得比处于滚子滚动体10的较大的直径侧上的轴承圈2、4之间的空隙sl更小，并被如下这样定大小，即，使该空隙的两倍大的尺度大于滚子滚动体10的最大直径dw，以便能够实现按照下面将详细描述的装配方法来将滚子滚动体10置入到角接触滚子轴承1中。附加地，限界了内部的轴承圈2中的滚道4的挡边5具有滚子滚动体10的最大直径dw的大约33％的最小高度hbi，而限界了外部的轴承圈6中的滚道8的挡边9具有滚子滚动体10的最大直径dw的大约21％的最小高度hba，以便能够以尽可能小的挡边摩擦来吸收在轴承运行时出现的朝其中一个方向的高的轴向力。

最后，在图1中还能看出的是，轴承保持架11优选通过能在装配滚子滚动体10之后置入到向心滚动轴承1中的梳状保持架来形成。在此，由保持架圈12以及若干轴向的保持架接片13构成的轴承保持架11在其被遮挡地示出的保持架接片13上具有多个同样被遮挡地示出的、周向均匀分布的且具有比保持架圈12更小的内直径的卡锁凸鼻14，通过这些卡锁凸鼻，能使轴承保持架11轴向上将位置固定在内部的轴承圈2上的挡边5的内部面15上。

此外，在图2a至7b中还示意性地示出了用于根据本发明的角接触滚子轴承1的装配方法的各个步骤。该装配方法是基本上借鉴了对于深沟球轴承来说公知的偏心装配法的偏心枢转装配法，在其中，如能在图2a和2b中看出的那样，在第一步骤中，将处于至少近似竖立的姿态中的外部的轴承圈6以其无挡边地构造的端侧16作前导地放入到容纳部中，并且通过在附图中在其外周侧面17上通过箭头标记的12点钟线处朝着同样在其外周侧面17上通过箭头标记的6点钟线在其弹性极限之内压挤而稍微椭圆化。

然后，在图3a和3b中描绘的第二步骤中，滚子滚动体10要么各个地要么作为在未示出的辅助设备中已经马蹄铁形地被预先固定的滚子组18以它们的较大的端侧19作前导地从外部的轴承圈6的无挡边地构造的端侧16填入到外部的轴承圈6的滚道8中。

接着，在从图4a和4b可见的第三步骤中，将内部的轴承圈2以其无挡边地构造的端侧20平放在倾斜的平面上并以如下方式自动滑动地输送给外部的轴承圈6，即，使该内部的轴承圈以其滚道4的两个对置的点抵靠在两个滚子滚动体10的滚动面23上的两个抵靠点21、22上。

然后，作为在图5a和5b中示出的第四步骤地，内部的轴承圈2通过由其在倾斜的平面上的加速所造成的离心力而围绕其在滚子滚动体10上的抵靠点21、22之间形成的水平轴线相对该外部的轴承圈枢转到该外部的轴承圈6中进入竖立的姿态中，在该竖立的姿态中，内部的轴承圈2的挡边5至少区段式地贴靠到滚子滚动体10的较小的端侧24上。

紧接着，如从图6a和6b可见的那样，在第五步骤中，将内部的轴承圈2移动到与外部的轴承圈3同轴的姿态中，以便在撤销外部的轴承圈3的椭圆化的情况下使滚子滚动体10在轴承圈2、6中周向均匀分布地布置在其滚道4、8中。

然后，在第六步骤中，如在图7a和7b中所描绘的那样，将轴承保持架11以其保持架接片13从滚子滚动体的较小的端侧那侧导入到滚子滚动体10之间，而且如在图1中示出的那样，以其卡锁凸鼻14卡锁在内部的轴承圈2上的挡边5的内部面15上。出于简化原因在附图中未示出的对此的变型方案是，将构造为梳状保持架的轴承保持架11以其保持架接片13从滚子滚动体的较大的端侧那侧导入到滚子滚动体10之间，并且以卡锁凸鼻卡锁在外部的轴承圈6上的挡边9的内部面上。

最后，在图8中还示出了用于执行根据本发明的偏心枢转装配法的装配设备25。能明显地看出，该装配设备25主要由用于保持外部的轴承圈6并且用于给其装填滚子滚动体10的竖立的容纳部件26和对置于容纳部件26并且相对该容纳部件倾斜地布置的斜坡部件27构成，内部的轴承圈2经由该斜坡部件输送给外部的轴承圈6。

此外，能在图8中看出的是，容纳部件26具有l形的型材横截面，该l形的型材横截面具有水平的或近似水平的侧边28和竖立或近似竖立的侧边29。在此，水平的侧边28的表面30构造有朝竖立的侧边29延伸的凹的造型部31，用于直立地容纳针对外部的轴承圈6的松的保持圈32，而竖立的侧边29构造有圆形的缺口33，该圆形的缺口具有至少近似外部的轴承圈6的内直径的大小，滚子滚动体10能穿过该圆形的缺口被导入到外部的轴承圈6的滚道8中。

此外，从图8可见，在竖立的侧边29的缺口33中紧固有两个彼此大致错开190°地布置的并且探伸到松的保持圈32中的抵靠接片34、35，输送给外部的轴承圈6的滚子组18能在该外部的轴承圈中将位置固定在这些抵靠接片之间。

同样能在图8中明显地看出的是，在竖立的侧边29的自由端部上，在松的保持圈32的周侧面的12点钟线的高度上紧固有用于产生用来使外部的轴承圈6椭圆化的垂直压力的装置，该装置构造为构造有内螺纹的套筒36，在套筒中以转动运动的方式布置有调节螺丝37。

最后，从图8还得出，装配设备25的斜坡部件27具有倾斜的平坦的滑道38，该滑道具有两个侧向的导向挡边39、40，导向挡边彼此间的距离近似相应于内部的轴承圈2的外直径。在此，滑道38的保持圈侧的端部紧固在两个支承座41、42上，支承座能经由销连接固定在容纳部件26的水平的侧边28的表面30上，使得滑道38能随着支承座41、42从容纳部件26上取下。

附图标记列表

1角接触滚子轴承2926的竖立的侧边

2内部的轴承圈3028的表面

32的外部的周侧面3130中的凹的造型部

上的切线

42中的内部的滚道3226的保持圈

54上的挡边3329中的缺口

6内部的轴承圈3433中的抵靠接片

76的内部的周侧面3533中的抵靠接片

上的切线

86中的外部的滚道3629中的套筒

98上的挡边3736中的调节螺丝

10滚子滚动体3827的滑道

11轴承保持架3938的导向挡边

1211的保持架圈4038的导向挡边

1312的保持架接片4138的支承座

1413的卡锁凸鼻4238的支承座

155的内部面

166的无挡边的端侧al轴承旋转轴线

176的外周侧面δ锥角

18滚子组β包络圆夹角

1910的较大的端侧sl2与6之间的左空隙

202的无挡边的端侧sr2与6之间的右空隙

2123的抵靠点dw10的最大直径

2223的抵靠点hbi2上的挡边高度

2310的滚动面hba6上的挡边高度

2410的较小的端侧

25装配设备

2625的容纳部件

2725的斜坡部件

2826的水平的侧边