專利名稱：軸承裝置和用于差速傳動裝置的支承的構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有至少兩個在軸向間隔設(shè)置的滾動軸承的軸承裝置，兩個滾動 軸承中至少一個設(shè)計為圓錐滾子軸承，其中圓錐滾子軸承具有一些截錐形的滾動體。此外， 本發(fā)明還涉及一種用于差速傳動裝置的受支承構(gòu)件。
背景技術(shù)：
本文開頭所述類型的軸承裝置尤其用于汽車領(lǐng)域。它們例如應(yīng)用在齒輪軸承中或 用于支承差速傳動裝置的軸。在圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)與應(yīng)用有關(guān)的設(shè)計中，主要取決于所謂 的圓錐角的選擇。截錐形滾動體虛構(gòu)的對稱線與軸承裝置的徑向方向之間的這個角稱為圓 錐角。尤其是圓錐滾動軸承結(jié)構(gòu)的承載量取決于軸承所選擇的圓錐角。在使用滾動軸承結(jié)構(gòu)時，一般在高轉(zhuǎn)速的區(qū)域內(nèi)要注意，會出現(xiàn)軸承結(jié)構(gòu)的構(gòu)件 不希望有的加熱。這尤其對軸承結(jié)構(gòu)所使用潤滑劑的溫度有負(fù)面影響。在應(yīng)用集中潤滑系 統(tǒng)的情況下，為了無例外地確保汽車中多個軸承的潤滑，在通過軸承來提高散熱時，同樣提 高了潤滑劑必要的冷卻能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種特別是低摩擦的軸承裝置和一種用于差 速傳動裝置的受支承的構(gòu)件，該構(gòu)件是為高轉(zhuǎn)速而設(shè)計的。該技術(shù)問題首先通過一種帶有至少兩個在軸向間隔設(shè)置的滾動軸承的軸承裝置 解決，這兩個滾動軸承中的至少一個設(shè)計成圓錐滾子軸承，其中圓錐滾子軸承具有一些截 錐形的滾動體。滾動體的圓錐角在20°與33°之間。在公知的圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)時，尤其在汽車領(lǐng)域中，圓錐角為20°或更小。然而意 想不到的是，圓錐角在從20°到33°的范圍中升高時，軸承中出現(xiàn)的摩擦可明顯降低。這 導(dǎo)致軸承裝置在運行時減少放熱，從而明顯減少尤其是用于潤滑劑的冷卻費用。第二滾動 軸承用作主要承擔(dān)負(fù)載的圓錐滾子軸承的支座或配對推力軸承，并且可以例如設(shè)計為圓錐 滾子軸承、角接觸球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力球軸承或向心球軸承。視在所選擇的使 用條件下軸承裝置的應(yīng)用而定，根據(jù)負(fù)荷和所要求的轉(zhuǎn)速來決定選擇。在本發(fā)明的一個有利的設(shè)計方案中，設(shè)置另一個圓錐滾子軸承，所述兩個圓錐滾 子軸承布置成0形結(jié)構(gòu)。圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)的這類布置尤其在汽車領(lǐng)域中很常見。所謂0 形布置結(jié)構(gòu)的命名來由在于，在軸承的剖視圖中，通過四個可見滾動體(每個軸承兩個)的 四個加壓點的虛構(gòu)線與這兩個滾動體的滾動面在延長時形成一個被視作是示意性的0形 的菱形。與此相對，同樣有可能的是，兩個圓錐滾子軸承布置成所謂的X形結(jié)構(gòu)，也就是正 好相反地布置。事實表明，在20°到33°之間的圓錐角在0形布置結(jié)構(gòu)的圓錐滾子軸承中 尤其有益，并導(dǎo)致特別地降低摩擦。圓錐角最佳為24° 12”。在這個圓錐角時，軸承中摩擦的減少最大。因此，尤其在 這個24° 12”的錐角時可以特別大幅降低軸承裝置中的放熱。
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為了進一步降低軸承裝置中的摩擦，可以減少每個圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)中所使用的 滾動體的數(shù)量。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施形式，每個圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)的滾動體的數(shù) 量，如果去零化整的話，各占到滿(裝)滾子數(shù)的60與90%之間，優(yōu)選在70與75%之間， 特別優(yōu)選的是73%。然而，在這種情況下必須為圓錐滾子軸承降低的承載量找到一個折衷 方案。在這類例如應(yīng)用在差速傳動裝置的軸承裝置的公知實施形式中，在軸承直徑為120mm 時一般使用37個滾動體。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施形式，滾動體的數(shù)量此時為27。在配有圓 錐角為24° 12”和滾動體數(shù)量占到滿滾子數(shù)的73%的相應(yīng)圓錐滾子軸承的軸承裝置中，與 公知的軸承相比，摩擦降低達40 %以上。該技術(shù)問題還通過一種用于差速傳動裝置的已支承的構(gòu)件解決，該構(gòu)件具有在末 端側(cè)布置有輪齒的軸，其中，構(gòu)件具有軸承裝置，用于能夠轉(zhuǎn)動地支承該構(gòu)件軸承裝置。這 樣，本發(fā)明的軸承裝置可以特別有利地通過降低在摩擦在差速傳動裝置中得到應(yīng)用，在那 里，尤其是在提高速度時出現(xiàn)了更高的轉(zhuǎn)速和因此更高的放熱。在安裝狀況最佳化時總是 要注意，使通過提高圓錐角和減少滾子數(shù)量來降低軸承裝置的承載量。用于按本發(fā)明的軸承裝置的備選應(yīng)用領(lǐng)域例如是齒輪軸承和螺紋傳動裝置。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和實施形式由下面結(jié)合附圖一起說明的實施例得出。圖1示出按照本發(fā)明的用于差速傳動裝置的受支承構(gòu)件及相應(yīng)的軸承裝置。
具體實施例方式在圖中作為本發(fā)明實施例示出的是差速傳動裝置的差速齒輪1。差速齒輪1具有 軸3，在該軸的末端側(cè)布置有傾斜走向的輪齒5。在此，軸可以設(shè)計為實心軸或空心軸。傾 斜走向的輪齒5與軸3 —體構(gòu)造。它在差速傳動裝置中與兩個軸的類似傾斜設(shè)計的輪齒配 合作用。軸3必須是為了功能而可轉(zhuǎn)動地支承在差速傳動裝置中。因此，它借助于軸承裝 置7可轉(zhuǎn)動地支承在一個未示出的外殼中。軸承裝置7具有兩個圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)，其各 具有內(nèi)環(huán)9a或％。此外，兩個圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)具有一個共有的外環(huán)11。在外環(huán)11上安 有法蘭形的凸肩13，外環(huán)11借助于該凸肩能夠固定在未示出的差速傳動裝置的外殼上。內(nèi) 環(huán)9a或9b具有圓錐滾子15的滾動面。外環(huán)11具有為此對應(yīng)的滾動面。經(jīng)過滾動體15 和內(nèi)環(huán)9a或％，軸3可轉(zhuǎn)動地面對外環(huán)11和因而面對與之連接的外殼支承。滾動體15分 別在保持架17中導(dǎo)引。在內(nèi)環(huán)9a和9b之間，軸3上布置有中間環(huán)19。這個中間環(huán)用來確 定內(nèi)環(huán)9a和9b以及從而兩個圓錐滾子軸承的軸向距離，因此可以使這兩個圓錐滾子軸承 易于安裝。除此之外，中間環(huán)19用來確定兩個內(nèi)環(huán)9a和9b的軸向夾緊力。為了軸承裝置7的軸向鎖定，內(nèi)環(huán)9a在軸向頂著輪齒5。在此基于與軸3的一體 構(gòu)造形成優(yōu)點。在軸3的對置側(cè)上設(shè)置有用于軸向固定的夾緊螺母21。在夾緊螺母21與 內(nèi)環(huán)9b之間布置有夾緊環(huán)23。通過所示出的圓錐滾子15，各用點畫線畫出一條想象中的對稱線25。線25與軸 3的軸向方向之間的圓錐角在20°與33°之間。錐角優(yōu)選為24° 12”。因此，與公知的有 20°或更小的圓錐角的軸承相比，顯著降低了軸承中出現(xiàn)的摩擦。
為了額外地降低軸承中出現(xiàn)的摩擦，與滿(裝)滾子數(shù)相比，所使用的圓錐滾子15 的數(shù)量發(fā)生減少。在理想情況，如果去零化整的話，這一數(shù)量占到滿滾子數(shù)的73%。在直 徑為120mm時例如具有37個滾子的標(biāo)準(zhǔn)軸承中，按照本發(fā)明的軸承只具有27個圓錐滾子。 因此可以達到進一步降低摩擦。保持架17相應(yīng)設(shè)計為，使它能可靠地引導(dǎo)圓錐滾子，而使 得這些圓錐滾子在軸承運動期間不能游動。這特別由于減少的滾子數(shù)量而必需。所示的差速齒輪1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施形式。然而，如果降低所產(chǎn)生的熱量 有益，軸承裝置7的減少摩擦的設(shè)計同樣可以應(yīng)用在除差速傳動裝置以外的其它應(yīng)用領(lǐng)域 中。事實表明，尤其在5000轉(zhuǎn)/分鐘數(shù)量級的高速差速傳動裝置中，例如在拖拉機或 載重汽車的差速傳動裝置中，基于在公知的圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)中的高摩擦，造成溫度大幅 升高的后果。特別是在拖拉機中，往往通過集中潤滑單元為圓錐滾子軸承提供潤滑油，因此 就必須花更高的費用來冷卻。通過軸承裝置7按照本發(fā)明的設(shè)計，可以實現(xiàn)摩擦的顯著減 少，從而使軸承裝置7中的每個圓錐滾子軸承產(chǎn)生較少的達800瓦的熱功率。因此大幅降 低了用于潤滑油的冷卻費用。為了獲得按照本發(fā)明的優(yōu)點，在其中一個圓錐滾子軸承的替代性實施例中，可以 通過另一種類型的滾動軸承來代替，例如可以通過角接觸球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力 球軸承或向心球軸承來設(shè)計。視在所選擇的使用條件下軸承裝置的應(yīng)用而定，根據(jù)負(fù)荷和 所要求的轉(zhuǎn)速來決定選擇。
權(quán)利要求
一種帶有至少兩個在軸向間隔設(shè)置的滾動軸承的軸承裝置，兩個滾動軸承中的至少一個設(shè)計為圓錐滾子軸承，其中，圓錐滾子軸承具有一些截錐形的滾動體，其特征在于，圓錐角在20°與33°之間。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承裝置，其中，設(shè)置另一個圓錐滾子軸承，其中，兩個圓錐滾 子軸承以0形結(jié)構(gòu)布置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承裝置，其中，圓錐角為24°12”。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的軸承裝置，其中，每個圓錐滾子軸承的滾動體的數(shù)量， 在去零為整的情況下，分別占到滿滾子數(shù)的60與90%之間。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的軸承裝置，其中，設(shè)置兩個內(nèi)環(huán)，其中，每個內(nèi)環(huán)具有用 于滾動體的滾動面。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的軸承裝置，其中，所述兩個內(nèi)環(huán)在軸向通過一個徑向環(huán) 繞的中間環(huán)間隔開。
7.一種用于差速傳動裝置的被支承的構(gòu)件，該構(gòu)件具有一根在末端側(cè)布置有輪齒的 軸，其中，所述構(gòu)件具有軸承裝置，用于能夠轉(zhuǎn)動地支承該構(gòu)件，其特征在于，所述軸承裝置 設(shè)計成按權(quán)利要求1至6之一所述的軸承裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的構(gòu)件，其中，所述輪齒與軸一體設(shè)計。
9.如權(quán)利要求7或8所述的構(gòu)件，其中，所述輪齒構(gòu)成用于其中一個滾動軸承的內(nèi)環(huán)的 軸向止擋。
10.如權(quán)利要求7至9之一所述的構(gòu)件，其中，為了將兩個滾動軸承軸向固定在軸上，在 所述滾動軸承的軸向?qū)χ玫亩瞬吭O(shè)置一個夾緊螺母。
11.如權(quán)利要求10所述的構(gòu)件，其中，在所述夾緊螺母與相鄰的內(nèi)環(huán)之間布置一個中 間環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計一種帶有至少兩個在軸向間隔一定距離的滾動軸承的軸承裝置，兩個滾動軸承中的至少一個設(shè)計為圓錐滾子軸承，其中，圓錐滾子軸承具有一些截錐形的滾動體。圓錐角在20°與33°之間。
文檔編號F16C19/54GK101936335SQ201010266929
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者尤多·克魯格, 托馬斯·弗雷德里克, 沃爾夫?qū)ず账谷R恩 申請人:Skf公司