保持架段和相关联的滚动轴承的制作方法

1.本发明涉及滚动轴承。
2.本发明更特别地涉及一种用于滚动轴承的保持架段(/保持架分段)(cage segment)以及一种包括分段式保持架(segmented cage)的滚动轴承，每个分段式保持架包括多个段(segment)。


背景技术：

3.对于在轴向上和在径向上需要显著载荷吸收的应用而言，已知的做法(/实践)是使用第一种类型的滚动轴承，其具有三列滚子，包括两列轴向滚子和一列径向滚子。
4.然而，这种滚动轴承的庞大体积(bulk)需要很大的安装空间。
5.对于载荷吸收较低的应用而言，可以使用第二种类型的滚动轴承，其具有体积减小的交叉滚子(crossed roller)。
6.为了确保这些类型的滚动轴承的周向间隔被保持，已知的做法是使用分段式保持架，分段式保持架包括在周向方向上的多个连续的保持架段。这种保持架段通常由合成材料制成。
7.在离心力的作用下或者当内圈和外圈的相对转速低时，保持架段可能在这些圈上摩擦且损坏。保持架段也可能卡在圈的滚道之间。
8.因此，提出完全或部分地减轻这些缺点。


技术实现要素：

9.鉴于以上情况，本发明提出一种保持架段，用于滚动轴承，所述保持架段界定用于接纳滚子的多个贯通腔格(/兜孔)(pockets)并且包括第一壁和第二壁以及在所述第一壁与所述第二壁之间横向地延伸且连接所述第一壁和第二壁的多个梁，所述第一壁和所述第二壁在周向方向上延伸并且设置有彼此相对且形成用于所述滚子的端面的抵接表面的内表面，每个腔格在周向方向上由两个连续的梁界定，并且每个梁部分地界定两个连续的腔格。
10.每个梁在侧向端部处包括突起，所述突起具有凹状外部形式(concave outer form)并且用于与至少一个滚子的外表面接触，对于每个贯通腔格，两个突起在周向方向上相对。
11.突起使保持架段在滚子上保持居中，使得在高滚动转速下，当离心力抛出保持架段时，保持架段通过滚道之间的滚子保持居中，降低保持架段在旋转的圈上摩擦的风险。
12.根据一个特征，每个梁包括具有凹状外部形式的两个突起。
13.有利的是，对于每个梁，所述突起中的一个突起在周向上在由所述梁界定的腔格中的一个腔格的侧部延伸，并且另一个突起在周向上在由所述梁界定的另一个腔格的侧部延伸。
14.优选的是，梁的每个突起在周向方向上与连续的梁的突起相对。
15.根据另一特征，每个梁的突起布置在所述梁的相对的侧向端部上。
16.优选的是，所述梁的突起是相同的。
17.有利的是，当考虑所述保持架段的轴向截面时，每个凹状突起具有圆形形式。
18.优选的是，每个突起的曲率半径比滚子的半径大1.5％至2.5％，优选地，每个突起的曲率半径比滚子的半径大2％。
19.在一个实施方式中，所述保持架段包括在周向方向上延伸的中央部分，所述中央部分包括梁、第一壁和第二壁，所述保持架段还包括向外延伸所述中央部分的第一壁的第一侧向肩部以及向外延伸所述中央部分的第二壁的第二侧向肩部，所述第二侧向肩部与所述第一侧向肩部成直角地取向。
20.在特别的实施方式中，所述第一侧向肩部和所述第二侧向肩部中的每个上形成至少一个向外敞开的凹部。
21.所述凹部可以减小保持架段在相关联的滚动轴承的内圈和外圈上的摩擦表面。所述凹部可以形成允许滚子被润滑的润滑剂储存部。润滑剂可以是例如脂(grease)或油。
22.根据一个特征，至少一个凹部形成在所述第一侧向肩部的将所述肩部的自由端表面连接到所述中央部分的引导表面上。
23.有利的是，所述保持架段包括形成在所述第一侧向肩部的自由端表面上的至少一个凹部。
24.优选的是，所述保持架段包括形成在所述第二侧向肩部的将所述肩部的自由端表面连接到所述中央部分的引导表面上的至少一个凹部。
25.优选的是，所述保持架段包括形成在所述第二侧向肩部的自由端表面上的至少一个凹部。
26.在另一特别的实施方式中，所述保持架段可以没有一个或多个这样的凹部。
27.有利的是，第二肩部的轴向长度大于第一肩部的径向长度。
28.另外，提出一种分段式保持架，用于滚动轴承，所述分段式保持架包括多个如前限定的保持架段。
29.另外，提出一种滚动轴承，包括内圈、外圈、布置在所述内圈与所述外圈的滚道之间的至少一列滚子以及至少一个如前所述的分段式保持架，所述分段式保持架用于保持所述列的滚子的周向间隔。
30.根据一个特征，所述滚动轴承包括至少两列滚子、用于保持滚子列的至少两个分段式保持架，所述保持架中的一个保持架的保持架段的第二肩部与另一个保持架的保持架段的第二肩部在轴向上相对。
31.优选的是，所述保持架的保持架段的第一肩部在径向上延伸，所述保持架的保持架段的第二肩部在轴向上延伸。
32.有利的是，第一列滚子的旋转轴线与滚动轴承的旋转轴线形成取向角(angle of orientation)，第二列滚子的旋转轴线与滚动轴承的旋转轴线形成具有相反符号的取向角。
33.优选的是，所述角等于45
°
。
附图说明
34.通过阅读仅仅作为非限制性示例给出且参照附图的以下描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得明显，在附图中：
35.图1是根据本发明的示例性实施方式的滚动轴承的局部截面图；
36.图2是图1的滚动轴承的保持架段的立体图；
37.图3是图2的保持架段的截面图，保持架段内容纳有滚子；
38.图4、图5和图6是图1的滚动轴承的保持架段的三个其他不同视角的立体图；以及
39.图7是图1的细节图。
具体实施方式
40.参照图1，其示出了滚动轴承1的示例，滚动轴承1包括同心的外圈2和内圈3。外圈2和内圈3沿着滚动轴承的旋转轴线(未标示)在轴向上延伸。
41.内圈3由在轴向上堆叠的两个半环(half-ring)4、5形成。
42.外圈2包括两个附接的滚道6、7。内圈3也包括附接的滚道8、9。
43.滚道6、7、8、9自由地安装在外圈2和内圈3中。因此，滚道6至滚道9可以成角度地(/在角度上)(angularly)取向以补偿内圈3和外圈2的偏移。
44.滚动轴承1还包括分别布置在圈2、3的滚道6、8和7、9之间的两列滚子10、11。每个滚子10、11包括外滚动表面。每个滚子10、11包括界定其外滚动表面的两个端面。每个滚子10的旋转轴线与每个滚子11的旋转轴线成直角。
45.滚动轴承1还包括两个分段式保持架12、13，用于分别保持成列的滚子10、11的周向间隔。
46.每个分段式保持架12、13包括在周向方向上并且彼此抵着接触的多个连续的相同的保持架段14、15。
47.由于保持架段14、15彼此相同，因此下文将详述保持架段14中的仅一个。
48.图2示出了从保持架段14的第一角度看的立体图。
49.保持架段14包括中央部分16，中央部分16在周向方向上延伸并且界定用于接纳滚子10的多个贯通腔格18。
50.中央部分16包括在周向方向上延伸并且设置有彼此相对的内表面20、22的第一壁49和第二壁51。如下文将更详细地描述的，保持架段14还包括在第一壁49与第二壁51之间横向地延伸以界定滚子的腔格18的多个梁(beam)。
51.第一壁49和第二壁51形成用于滚子10、11的端面的抵接表面。
52.保持架段14还包括从中央部分16的第一壁49向外延伸的第一侧向肩部24以及从中央部分16的第二壁51向外延伸的第二侧向肩部26，第二侧向肩部26与第一侧向肩部24成直角地取向。
53.第一肩部24和第二肩部26包括多个凹部，如下文将更详细地详述的。
54.作为变型，保持架段14不包括第一侧向肩部24和第二侧向肩部26。
55.图3是保持架段14的中央部分16的截面图。为了清楚起见，腔格的一个中示出单个滚子10。显然，每个腔格18容纳一个滚子。
56.如前所述，保持架段14包括在第一壁49与第二壁51(图2)之间横向地延伸且连接
第一壁49和第二壁51的多个梁52a、52b、52c、52d、52e、52f。梁52a至梁52f在周向方向上彼此间隔开。每个腔格18在周向方向上由两个连续的梁52a和52b、52b和52c、52c和52d、52d和52e、52e和52f界定。每个梁52b、52c、52d、52e部分地界定两个连续的腔格18、与位于保持架段14的端部处的梁52a和52f间隔开，梁52a和52f分别部分地界定单个腔格18a、18e。
57.由于梁52b、52c、52d、52e具有相同的设计，并且端部的梁52a和52f具有相同的设计，因此仅详述梁52c和52d以及端部的梁52a。
58.梁52a、52c、52d在侧向端部54a、54b、54c处包括第一突起56a、56b、56c，第一突起56a、56b、56c具有凹状外部形式并且用于与滚子10的外表面接触。对于每个贯通腔格18，两个连续的梁的突起56b、56c在周向方向上相对。
59.突起(protuberance)56a、56b、56c使保持架段14在滚子10上保持居中，使得在外圈2相对于内圈3的高相对滚动速度下，当离心力将保持架段14抛向内圈3时，保持架段14通过滚道6、8之间的滚子10保持居中，降低保持架段14在内圈3上摩擦的风险。
60.梁52c和52d包括布置在与侧向端部54b、54c相对的侧向端部60c、60d上的具有凹状外部形式的第二突起58c、58d。
61.突起56b、56c、58c、58d在界定腔格18b、18c、18d的梁52c、52d的端部54b、54c、60c、60d中的一个上的定位的交替(/间隔)(alternate)布置可以简化段14在滚动轴承1中的安装并且使保持架段14在滚子10上居中，使得当外圈2相对于内圈3的相对滚动速度不足以抵消在保持架段14的重量的作用下朝向外圈2驱动保持架段14的重力时，保持架段14通过滚道6、8之间的滚子10保持居中，降低保持架段14在外圈2上摩擦的风险。
62.突起56b、56c在周向上在由所述梁界定的腔格18c的侧部延伸，并且突起58c、58d在周向上在由所述梁界定的其他腔格18b和腔格18d的侧部延伸。
63.梁52c的突起56b在周向方向上与连续的梁52d的突起56c相对。
64.作为变型，具有凹状外部形式的第二突起58c、58d可以布置在侧向端部54b、54c上，具有凹状外部形式的第二突起58c、58d在周向上在分别由所述梁界定的腔格18b、18d的侧部延伸。
65.突起56a、56b、56c、58c、58d是相同的。
66.作为变型，突起56a、56b、56c、58c、58d可以不同。
67.如图所示，当考虑所述保持架段的轴向截面时，凹状突起56a、56b、56c、58c、58d具有圆形形式。
68.显然，凹状突起56a、56b、56c、58c、58d可以具有不同的形式。
69.根据一个实施方式，每个突起56a、56b、56c、58c、58d的曲率半径比滚子10的半径大1.5％至2.5％，优选地，每个突起56a、56b、56c、58c、58d的曲率半径比滚子10的半径大2％。
70.包括这种曲率半径的每个腔格18在滚子10的较大表面上模制(/成型)到滚子10，以保持滚子10并且使得滚子10将保持架段14保持居中在滚子10上。
71.显然，当考虑所述保持架段的轴向截面时，腔格18可以具有不同的构造，尤其是没有凹状突起56a、56b、56c、58c、58d或者具有由段产生的近似圆形形式的凹状突起。
72.再次参照图2，如前所述，第二侧向肩部26包括将所述肩部的自由端表面32连接到中央部分16的引导表面28。如在图1中能够看到的，引导表面28用于与内圈3在径向上相对。
自由端表面32用于与保持架段13的对应的自由端表面在轴向上相对。
73.参照图2和图4至图6，在引导表面28上形成有凹部30。凹部30的底部相对于引导表面28朝向保持架段的内侧偏移。凹部30朝向保持架段的外侧取向。在示出的示例性实施方式中，单个凹部30形成在引导表面28上，并且在引导表面28上居中。凹部30的底部通过锥形表面(未标示)在任一侧连接到引导表面28。作为变型，可以在引导表面28上设置在周向方向上间隔开的至少两个凹部。在示出的示例性实施方式中，凹部30在引导表面28的整个宽度上延伸。作为另一种选择，凹部30可以具有减小的尺寸。
74.如在图4中能够看到的，凹部34形成在自由端表面32上并且在自由端表面32上居中。凹部34的底部相对于自由端表面32朝向保持架段的内侧偏移。
75.凹部34朝向保持架段的外侧取向。在示出的示例性实施方式中，单个凹部34形成在自由端表面32上。凹部34的底部通过锥形表面(未标示)在任一侧连接到自由端表面32。作为变型，可以在自由端表面32上设置在周向方向上间隔开的至少两个凹部。在示出的示例性实施方式中，凹部34在自由端表面32的整个宽度上延伸。作为另一种选择，凹部34可以具有减小的尺寸。
76.第一侧向肩部24包括将所述肩部的自由端表面40连接到中央部分16的引导表面36。如在图1中能够看到的，引导表面36用于与内圈3在轴向上相对。自由端表面40用于与外圈2在径向上相对。
77.再次参照图5和图6，凹部38形成在引导表面36上，并且在引导表面36上居中。凹部38的底部相对于引导表面36朝向保持架段的内侧偏移。凹部38朝向保持架段的外侧取向。在示出的示例性实施方式中，单个凹部38形成在引导表面36上。凹部38的底部通过锥形表面(未标示)在任一侧连接到引导表面36。作为变型，可以在引导表面36上设置在周向方向上间隔开的至少两个凹部。在示出的示例性实施方式中，凹部38在引导表面36的整个宽度上延伸。作为另一种选择，凹部38可以具有减小的尺寸。
78.如在图6中能够看到的，凹部42形成在自由端表面40上。凹部42的底部相对于自由端表面40朝向保持架段的内侧偏移，并且在自由端表面40上居中。凹部42朝向保持架段的外侧取向。在示出的示例性实施方式中，单个凹部42形成在自由端表面40上。凹部42的底部通过锥形表面(未标示)在任一侧连接到自由端表面40。作为变型，可以在自由端表面40上设置在周向方向上间隔开的至少两个凹部。在示出的示例性实施方式中，凹部42在自由端表面40的整个宽度上延伸。作为另一种选择，凹部42可以具有减小的尺寸。
79.凹部42延伸凹部38，并且凹部34延伸凹部30。
80.图7示出了滚动轴承1，没有内圈3和外圈2。
81.分段式保持架12的保持架段14的第二肩部26与分段式保持架13的保持架段15的第二肩部26在轴向上相对。
82.保持架12、13的保持架段14、15的第二肩部26在轴向上延伸，并且保持架的保持架段14、15的第一肩部24在径向上延伸。
83.第一肩部24的径向长度l24小于第二肩部26的轴向长度l26。
84.第一列滚子10的旋转轴线x10与滚动轴承1的旋转轴线a1形成取向角α1，第二列滚子11的旋转轴线x11与滚动轴承1的旋转轴线a1形成与取向角α1具有相反符号的取向角α2。第一列滚子10和第二列滚子11的旋转轴线x10、x11相对于滚动轴承的旋转轴线a1的相反取
向允许滚动轴承1比根据现有技术的具有交叉滚子(crossed roller)的滚动轴承支撑高的轴向载荷和径向载荷。
85.例如，由轴线x10和a1形成的角α1等于45
°
，由轴线x11和a1形成的角α2等于-45
°
，使得滚动轴承1支撑具有相同最大值的轴向载荷和径向载荷。
86.作为变型，角α1和α2的值可以是不同的值。
87.引导表面28、36、40的凹部30、38、42可以减小保持架段13、14在内圈和外圈上的摩擦表面。
88.自由端表面32的凹部34可以限制保持架段13、14在它们接触时的摩擦和损坏。
89.此外，凹部30、38形成允许滚子10、11被润滑的润滑剂储存部。
90.作为变型，保持架段14、15不包括凹部30、34、38、42。