用于滚动轴承的两部分式轴承保持架的制作方法

本发明涉及轴承，更特别的是涉及用于滚动轴承的保持架。

背景技术：

1、在滚动轴承中，例如在球轴承中，保持架用于使滚动元件以相等的距离分开(separate)。存在两种基本类型的保持架设计，即，单件式(one-piece)保持架和两件式保持架。在内圈和外圈在组装后不能分开的轴承中，诸如深沟球轴承，单件式聚合物保持架通常设计为被卡扣到(snapped into)轴承中。在结构上，这种保持架由侧环以及所附接的悬臂杆(cantilevered bars)组成，其形成用于滚动元件的腔格(/兜孔)(pockets)。为了能够进入轴承，保持架杆(cage bars)在插入期间首先弹性变形，然后一旦就位，便卡回(snapback)并且保持架被保持。这种保持架在制造和安装在轴承中方面通常是便宜的。缺点在于，保持架杆是悬臂式的并且在操作(/工作)(operation)期间受到离心力的影响。在高速下，杆在径向上向外弯曲。这被称为“伞效应(umbrella effect)”。杆(bars)的弯曲可能改变腔格的几何形状，并且可能导致保持架杆与滚动元件和/或外圈摩擦。在这种保持架类型的情况下，伞效应限制轴承速度。

2、在两件式保持架设计中，保持架通常由通过保持元件(retaining elements)(通常为铆钉)连接的相同的保持架半部(halves)构成。这种保持架类型不受离心力的影响，并且没有伞效应。存在两种常见的保持架设计，一种由冲压钢制成，另一种由金属或纤维增强酚醛树脂制成并且进行机加工。由冲压钢制成的保持架类型是最常见的，因为其制造成本低，并且铆接过程可以自动化。然而，由冲压钢制成的保持架类型也不适用于高速操作(/工作)(operation)。另外，另一种保持架类型(即，由金属制成或由纤维增强酚醛树脂进行机加工的保持架类型)可能适用于较高的速度，但制造成本高，并且不易铆接。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种两部分式轴承保持架(two-part bearingcage)，所述两部分式轴承保持架制造成本低，易于组装在轴承中，不受伞效应的影响，并且还适用于高转速。

2、本发明提供一种用于滚动轴承、特别是用于球轴承的两件式轴承保持架(two-piece bearing cage)。所述轴承保持架具有第一保持架部分(first cage part)和第二保持架部分。每个保持架部分包括环形基部主体以及从所述环形基部主体在轴向上延伸的多个杆(bars)和/或多个互补设计的杆接纳部(bar receptacles)，其中，一个保持架部分的杆接合在另一个保持架部分的杆接纳部中，从而形成用于限定保持架腔格(/兜孔)(pockets)的保持架杆，所述保持架腔格被构造为接纳滚动轴承的滚动元件。每个杆可以具有形成滚动元件腔格的一半的形状，使得当两个保持架部分连接时，两个对应的杆形成一个腔格(/兜孔)(pocket)。第一保持架部分和第二保持架部分可以彼此相同。作为另一种选择，第一保持架部分和第二保持架部分可以彼此不同。

3、为了即使在高转速下也牢固地保持两个保持架部分，每个杆包括爪(claw)，并且每个杆接纳部包括连接部分，其中，一个保持架部分的每个连接部分被构造为卡扣到(snapped into)另一个保持架部分的对应的爪中，使得每个连接部分及其对应的爪形成卡扣接头(snap joint)。连接部分可以是具有优选圆形截面的圆柱体，但是其他截面几何形状也是可行的。

4、在组装之后，两个保持架部分可以形成不受离心力影响的对称保持架。这具有以下优点：所描述的保持架设计允许在高速下操作，这是广泛应用所要求的，特别是用于电动车辆。特别是，卡扣接头(snap joint)被构造为在所有方向上固定或保持杆，使得卡扣接头可以防止杆的弯曲以及由离心力引起的伞效应。此外，通过使用卡扣接头来连接两个保持架部分，轴承保持架的组装可以非常快速，如此使组装过程更加省时(/时间效率)。此外，可以在组装之后检查卡扣接头的完整性(integrity)。

5、例如，每个杆可以形成滚动元件腔格的一半并且可以具有在轴向上延伸的延伸部(extension)。优选地，爪形成在杆的轴向端部处，特别是，爪形成在杆的延伸部的轴向端部处。此外，每个连接部分可以具有圆柱形形状。例如，连接部分可以形成为从基部主体凹入的圆柱体或圆柱形杆。这允许爪更容易地绕着连接部分(即，圆柱体或圆柱形杆)卡扣。此外，通过将爪接纳部设置为基部主体的一部分，卡扣接头可以靠近环形基部主体布置。换句话说，在保持架杆的中间没有配置卡扣接头，从而降低保持架杆在径向上向外弯曲的风险。此外，卡扣接头越靠近基部主体，特别是靠近基部主体的轴向边缘，就可以越容易地检查卡扣接头的完整性。

6、根据一个优选的实施方式，爪具有第一臂和第二臂，其中，臂被构造为绕着连接部分卡扣，其中，第一臂和第二臂被布置为使得第一臂的端部和第二臂的端部在径向方向上彼此间隔开。特别是，当两个保持架部分推靠(pushed against)彼此时，这使爪推靠连接部分的圆柱形杆或圆柱体，爪的臂打开并且圆柱形部分卡扣到爪部分中。此外，连接部分的直径和爪部分的第一臂和第二臂的端部之间的距离可以被设计为使得爪部分可以绕着连接部分卡扣，但同时爪与连接部分之间的联接足够强以确保两个保持架部分之间的稳定连接。

7、更特别地，第一臂和第二臂的接触连接部分的内侧可以具有与连接部分的形状对应的形状。优选的是，当从周向方向观察时，爪可以具有带开口的环形形状。例如，开口可以设置在杆的轴向端部处，其中，开口由第一臂和第二臂的端部限制。此外，开口的尺寸可以被设计为使得当连接部分推靠爪的臂时，爪的臂被迫打开并且接纳连接部分。特别是，开口可以具有与连接部分的形状匹配的角度。也就是说，当在周向方向上观察时，沿着第一臂的端部延伸的线和沿着第二臂的端部延伸的线可以形成角度，其中，所述角度适于连接部分的尺寸和/或形状，以允许爪接纳连接部分。所述角度可以在20°与40°之间，优选在25°与35°之间。例如，所述角度可以是大约30°。

8、为了促进(/方便)从模具脱模(ejection)，在保持架部分通过成型工艺(诸如注射成型)形成的情况下，爪的第一臂和第二臂的端部的厚度可以小于臂的基部处的厚度。换句话说，每个臂可以从臂的基部向臂的端部渐缩(tapered)。

9、此外，两个保持架腔格之间的保持架杆可以由形成两个卡扣接头的两个杆和两个杆接纳部形成。换句话说，存在两个杆，这两个杆包括它们的在两个保持架腔格之间形成两个卡扣接头的相应的爪和两个连接部分。卡扣接头位于保持架的相对侧，交替接合保持架部分或保持架半部。这种设计的优点在于，两个卡扣接头提供比一个卡扣接头强的固定，并且保持架部分是对称且相同的，并且可以用于具有偶数和奇数个球腔格的保持架中。在每个保持架腔格之间具有两个卡扣接头的情况下，强度大于仅具有一个接头的情况下的强度。

10、作为另一种选择，两个保持架腔格之间的一个保持架杆可以通过形成一个卡扣接头的一个杆和一个杆接纳部形成。例如，杆和杆接纳部可以配置为使得卡扣接头位于交替侧。这对于较小的保持架或在两个保持架腔格之间可用于两个卡扣接头的空间太小的保持架可能是特别有利的。如果存在偶数个保持架腔格，则两个保持架部分可以是相同的，其中卡扣接头位于交替侧。

11、优选的是，第一保持架部分和第二保持架部分彼此相同。这允许制造和组装过程在成本和时间上高效。在两个相同部分的情况下，成本低于两个不同的部分。作为另一种选择，第一保持架部分包括杆，并且第二保持架部分包括杆接纳部。

12、根据另一实施方式，保持架由塑料制成，特别是，保持架由可注射成型(/注塑成型)(injection-moldable)的塑料制成。特别有利的是诸如peek、pa4.6或pa6.6等塑料，其优选制造有15％至30％的碳或玻璃纤维含量。作为另一种选择，塑料可以是未增强的。更具体地，与没有纤维增强的情况相比，具有纤维增强的材料较坚固，但柔性(/柔韧性)(flexible)较小。这意味着在纤维增强材料的情况下，爪可能必须设计为具有较小的偏转(deflection)，但是可以与设计为具有较大弹性但具有较低强度材料的接头一样坚硬(strong)。

13、这种塑料保持架容易制造有一体的卡扣接头，并且还易于以两部分形式组装。这种轻质塑料保持架可以特别用于球轴承中。由于使用塑料保持架，因此可以实现高转速，因为塑料保持架具有低重量和良好的摩擦和磨损特性。而且，第一保持架部分和/或第二保持架部分被注射成型和/或通过增材制造工艺(additive manufacturing process)制成。这允许制造过程在成本和时间上高效。另外，如果两个保持架部分彼此相同，则在保持架部分通过注射成型制造的情况下仅需要一个注射模具。此外，当制造保持架部分时，可以使用不具有任何移动芯(moving cores)的模具，使得爪可以从模具中滑出(snap out of mold)。这还通过降低模具的成本来降低轴承保持架的制造成本。

14、在从属权利要求以及说明书和附图中限定了另外的优选实施方式。因此，在不脱离保护范围的情况下，与其他元件组合描述或示出的元件可以单独存在或与其他元件进行组合。