專利名稱：分開式軸承架的連接方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其用于滾動(dòng)軸承的切縫的軸承架，以及這種軸承架的制造。
背景技術(shù)：
用于滾動(dòng)軸承的軸承架一般由兩個(gè)在軸向隔開設(shè)置的側(cè)圈和多個(gè)連接所述側(cè)圈 并且在軸承架的圓周方向上依次設(shè)置的橋接片組成，這些橋接片成對(duì)地構(gòu)成用于容納滾動(dòng) 體的凹處。軸承架借助為此設(shè)置的凹處使?jié)L動(dòng)體彼此間保持一定距離并且防止相鄰的滾動(dòng) 體彼此直接接觸，由此通常能夠減小軸承中的摩擦和由此產(chǎn)生的熱。此外它還使?jié)L動(dòng)體均 勻地分布在軸承架或者滾動(dòng)軸承的整個(gè)圓周上，并且能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的均勻分布以及安靜和均 勻的運(yùn)行。
滾動(dòng)軸承架在運(yùn)行中受到摩擦力、拉伸力和慣性力在機(jī)械上的強(qiáng)烈加載，因此它 一般一體式地構(gòu)造。通常滾動(dòng)軸承架包括壓制軸承架和實(shí)心軸承架。用于滾動(dòng)軸承的壓制 軸承架多用鋼板制造，在一些情況下也用黃銅板制造。用于滾動(dòng)軸承的實(shí)心軸承架例如可 以用黃銅、鋼、鋁、聚合物或者酚醛樹脂制造。
為開發(fā)更有效的內(nèi)燃機(jī)，研究用滾動(dòng)軸承代替在支承曲軸和曲柄之處使用的滑動(dòng) 軸承的可能性，因?yàn)橛纱四軌驑O大地減小摩擦。然而因?yàn)榍S在原理上彎曲地構(gòu)造，所以存 在兩種裝配滾動(dòng)軸承的可能性。一方面，當(dāng)曲軸由單一零件構(gòu)造時(shí)能夠沿軸向裝配軸承。 另一方面，可將軸承(更確切說(shuō)軸承環(huán)和軸承架)沿一個(gè)平面徑向分開并且通過(guò)軸頸裝配。 因?yàn)橛蓡我涣慵?gòu)成的曲軸的結(jié)構(gòu)一般非常復(fù)雜并且隨之帶來(lái)較高成本，所以在一般情況 下要求開發(fā)和提供具有同樣是分開的軸承架的分開式滾動(dòng)軸承。
從過(guò)去既已知用于賽車應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)也已知用于飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)，其內(nèi)實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng) 軸承的應(yīng)用。從這些情況得出這樣的認(rèn)知，即尤其在曲柄軸承應(yīng)用中出現(xiàn)的力要求制造單 構(gòu)件結(jié)構(gòu)的軸承架。這導(dǎo)致需要構(gòu)造徑向分開式軸承架，其在裝配后能夠通過(guò)所謂的鎖扣 連接，以便滿足其作為單構(gòu)件軸承架的功能。
分開式或者切縫式滾動(dòng)軸承架在分開位置或者分開縫處在圓周方向上具有穿透 的切縫。定界分開位置的軸承架端部或者側(cè)圈端部在這里通過(guò)橋接片(圓周橋接片)構(gòu)成， 這些橋接片具有相互對(duì)應(yīng)的突起和凹陷，以便例如借助卡扣連接使保持架端部彼此固定或 者耦連。這種切縫式滾動(dòng)體軸承架(其中設(shè)置在軸承架端部的所謂鎖扣保持或者固定軸承 架端部)可以在多方面使用，例如在平衡軸的支承裝置中或者在變速器傳動(dòng)的汽車中用于 支承軸上的齒輪。
從文獻(xiàn)和現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于軸承架連接或者軸承架鎖定已知不同的實(shí)現(xiàn)方式。它們 迄今主要為在汽車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用而開發(fā)并且首先用于簡(jiǎn)化裝配。然而在這些應(yīng)用中出 現(xiàn)的力相對(duì)小，也就是說(shuō)在裝配后軸承架鎖扣僅承受較小的負(fù)荷。而且首先使用僅具有一 個(gè)連接部位的彈性軸承架，例如用相應(yīng)的聚合物制造的軸承架，所述連接部位為裝配而被 彎曲，接著通過(guò)鎖扣重新連接。由此在定位和力的承接方面的要求明顯少于在內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng) 機(jī)中的較新應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，在分開式軸承架方面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)，并且為分開式軸承架以及為其制造提供改進(jìn)的方案。
本發(fā)明的一種認(rèn)識(shí)是，第一和第二軸承架區(qū)段的兩個(gè)通過(guò)分開位置分開的端部沿三條軸線或者三個(gè)方向的可靠定位或者安置(固定)借助成型在軸承架區(qū)段端部?jī)?nèi)的至少一對(duì)彼此對(duì)應(yīng)的突起和凹陷獲得。軸承架區(qū)段或者軸承架半部承接較大的力的可靠連接 (例如在曲柄軸承應(yīng)用中所需要的)根據(jù)本發(fā)明如下實(shí)現(xiàn)，即，成型在分開位置處的突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷的各自的主軸線都相對(duì)于軸承架的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸。換句話說(shuō)，該突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷沿分開位置的分界面至少區(qū)段性地以一個(gè)角度相對(duì)于軸承架的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸。
作為主軸線在下面理解為這樣的軸線，突起或者凹陷在分開位置的分界面內(nèi)基本上沿該軸線延伸。相對(duì)于軸承架的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜的角度指不同于0°或者90°的倍數(shù)的角度，例如角度α，其中0° < α <90°。
為此，實(shí)施例提供了一種用于滾動(dòng)軸承的軸承架，其中，軸承架在圓周方向上在第一和第二軸承架區(qū)段之間的至少一個(gè)分開位置處切縫或者分開地構(gòu)造。在第一和第二軸承架區(qū)段之間的分開位置的彼此相對(duì)的分界面上成型有至少一個(gè)由突起和與它對(duì)應(yīng)的凹陷組成的對(duì)，以便在突起和凹陷彼此嚙合時(shí)在三個(gè)方向(徑向、切向、軸向)上使分界面彼此固定，也就是說(shuō)，突起和與它對(duì)應(yīng)的凹陷(它們?cè)谙旅嬉卜Q為連接元件)設(shè)計(jì)用于在所有三個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)可靠的定位。為此，成型在分開位置的分界面上的突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷的主軸線分別相對(duì)于軸承架的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜地延伸。也可以說(shuō)，連接元件，也就是說(shuō)突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷，在軸承架的一個(gè)徑向截平面內(nèi)分別呈圓錐形延伸地構(gòu)造。通過(guò)至少區(qū)段性地傾斜或者圓錐式延伸的突起和凹陷，能夠?qū)崿F(xiàn)分開式軸承架區(qū)段相對(duì)全部三條軸線(軸向、切向和徑向)的可靠而可保持的定位。
成型在分開位置的分界面上的突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷沿切線方向(圓周方向)看彼此相對(duì)地成型在彼此對(duì)應(yīng)的軸承架區(qū)段的分界面內(nèi)，因此突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷在軸承架區(qū)段接合時(shí)能夠在圓周方向上相對(duì)滑動(dòng)。
為在要接合的軸承架區(qū)段之間另外得到盡可能高的連接力，可以把連接元件(也就是突起和凹陷)設(shè)計(jì)為具有側(cè)凹的元件。這種連接借助類似于槽和彈簧或者凸塊的連接元件，然而還借助附加的、狹窄延伸的、位于其頭部區(qū)域之后的側(cè)凹形成，所述頭部區(qū)域通過(guò)彈性形變?cè)谳^小的重疊區(qū)域內(nèi)彼此連接。也就是說(shuō)，根據(jù)實(shí)施例，成型在分開位置的分界面上的突起可以具有在垂直于其至少區(qū)段性傾斜延伸的主軸線的平面上的、側(cè)凹的并且基本上呈半圓形或者圓形的橫截面。與此對(duì)應(yīng)，與該突起對(duì)應(yīng)的凹陷可以具有通過(guò)垂直于其 (傾斜延伸的)主軸線的平面的、與該側(cè)凹的并且基本上呈半圓形或者圓形的橫截面配合的球形橫截面。
通過(guò)這種以側(cè)凹方式構(gòu)成的連接元件能夠保證軸承架區(qū)段的可靠或者可保持的連接，該連接也能夠承接在曲軸和曲柄軸承應(yīng)用中出現(xiàn)的較大的力。此外，軸承架區(qū)段可通過(guò)基于槽-彈簧原理的連接元件(突起、凹陷)借助一種卡扣連接相對(duì)簡(jiǎn)單地相連,但這種卡扣連 接由于側(cè)凹而較不容易重新松開。正如下面還要說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的實(shí)施例為所述連接或者為軸承架區(qū)段的接合建議一種相應(yīng)的操作工具。
根據(jù)實(shí)施例，突起是類似彈簧的或者是彈性的元件，其從分開式軸承架的一個(gè)徑向切平面突出。在一些實(shí)施例中，傾斜延伸的突起可以幾乎在軸承架的整個(gè)軸向(也就是說(shuō)在軸承架旋轉(zhuǎn)軸線的方向)寬度上延伸并且具有在該寬度上連續(xù)變化的直徑(相對(duì)于軸承架旋轉(zhuǎn)軸線)。每一個(gè)突起可以在垂直于其主軸線的平面內(nèi)具有扇形的橫截面，其中與軸承架切平面或者分開面連接處的徑向延伸長(zhǎng)度小于扇形突起的最大徑向直徑，因此構(gòu)成側(cè)凹。對(duì)應(yīng)的凹陷可以相應(yīng)地視為類似槽的或者槽形元件，它具有相對(duì)于上述類似彈簧的突起的陰模，并且延伸進(jìn)入軸承架切平面或者分開位置的分界面。凹陷的徑向和切向尺寸和與其對(duì)應(yīng)的突起的尺寸適配，以便在彼此嚙合時(shí)通過(guò)微小的重疊保證兩個(gè)軸承架區(qū)段的可靠連接。
連接元件的各主軸線和軸承架旋轉(zhuǎn)軸線之間的角度α在小于45°的范圍內(nèi)，優(yōu)選小于10°，更加優(yōu)選在1°到5°的范圍內(nèi)。在角度再小時(shí)不再能夠保證可靠的定位。更大的角度在對(duì)于滾動(dòng)軸承架較普遍的寬厚比中不再能夠充分利用軸承架的軸向?qū)挾?，因此從材料效率?lái)說(shuō)不適宜。作為基本法則可以說(shuō)，這樣選擇角度α，使得突起或者凹陷分別從徑向延伸的分界面的上部尖角沿對(duì)角線向該分界面沿軸向和徑向相對(duì)置的尖角延伸。由此對(duì)于滾動(dòng)軸承架的普遍寬厚比產(chǎn)生約1°到約5°的角度。
連接元件即突起和凹陷各自的尺寸首先取決于分開位置的分界面的可用空間從而也取決于軸承架的徑向厚度。根據(jù)一些實(shí)施例，突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷在垂直于它們各自的主軸線的方向上在軸承架徑向厚度的O. 25倍到O. 4倍的范圍內(nèi)延伸。也就是說(shuō)，它們的厚度相當(dāng)于軸承架的徑向厚度的O. 25倍到O. 4倍。
突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷在實(shí)施例中可以基本上在該軸承架的整個(gè)軸向?qū)挾壬涎由臁＿@首先使得能夠簡(jiǎn)單地加工和簡(jiǎn)單地或者不復(fù)雜地裝配。通過(guò)相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸的連接元件，軸承架半部或者軸承架區(qū)段不能在軸向和/或徑向上移動(dòng)。通過(guò)傾斜延伸的突起和與其對(duì)應(yīng)的凹陷的側(cè)凹結(jié)構(gòu)防止軸承架區(qū)段沿切向分離。
優(yōu)選連接元件即突起和凹陷在分開式軸承架區(qū)段的分界面上如此設(shè)置，使得突起和凹陷的端部不會(huì)分別直接與軸承架區(qū)段的徑向端部疊合。也就是說(shuō)從突起或者凹陷的每一任意點(diǎn)出發(fā)應(yīng)該保證到軸承架的徑向外端或者內(nèi)端尚有一定的最小徑向距離。分界面的從突起或者凹陷起到分界面的一個(gè)徑向端部的最小徑向延伸長(zhǎng)度在實(shí)施例中應(yīng)該在O. 2mm 到Imm的范圍內(nèi)。在連接元件旁的向內(nèi)或向外的最小徑向壁厚一般取決于保持架所使用的材料。對(duì)于鋼和/或鈦合金，應(yīng)該保證最小O. 4mm的徑向壁厚。對(duì)于鋁合金應(yīng)該規(guī)定至少為O. 6mm，而對(duì)于聚合物例如聚醚醚酮(PEEK)，O. 8mm的最小徑向壁厚可能是有利的。
為在軸向和/或徑向上得到無(wú)間隙的連接，類似彈簧的突起的扇形或者橢圓段形的橫截面可以特別在徑向(法線方向)上大于或者至少等于類似槽的凹陷的橫截面。為保證突起和凹陷之間的彈性連接，突起可以在中間沿它的主軸線平行于圓錐角α切縫地設(shè) 計(jì)。也就是說(shuō)，為在裝配和/或拆卸分開式軸承架時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)突起的彈性形變，突起可以沿其相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸的主軸線切縫地設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，沿主軸線成型的切縫沿切線方向看比突起自身更寬或者更深地延伸。這意味著，該切縫沿切線方向從突起的背離軸承架區(qū)段指向的端部沿切向通過(guò)突起延伸到該軸承架區(qū)段中。由于切縫的切向延伸長(zhǎng)度比突起的切向延伸長(zhǎng)度大，所以能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的突起彈性。突起切縫的垂直于相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸的主軸線的寬度，亦即沿徑向的土 α，根據(jù)實(shí)施例可以在突起的徑向延伸長(zhǎng)度的0.2倍到0.3倍的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，切縫的厚度例如可以在彈簧元件或者突起的徑向延伸長(zhǎng)度的四分之一的范圍內(nèi)。
作為對(duì)連接元件(突起、凹陷)的扇形或者橢圓段形橫截面的備選方案，也可以采用基于矩形的基本形狀的幾何形狀。這里特別要提到所謂的燕尾槽形(棱柱形槽和彈簧)， 其同樣具有高可靠性。這種形狀也可以具有倒圓的棱邊，以便能夠沿圓周方向更簡(jiǎn)單地接合軸承架區(qū)段，只要所述棱邊能夠在切線方向上實(shí)現(xiàn)側(cè)凹，以便能夠相應(yīng)地在軸承架半部接合后實(shí)現(xiàn)較高的連接力。
在一些實(shí)施例中相對(duì)軸承架旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸的連接元件可以簡(jiǎn)單地僅設(shè)計(jì)為直線延伸，但是也可以設(shè)想另外的實(shí)施例，它們擴(kuò)展本發(fā)明的“圓錐式”彈簧-槽連接的基本形狀。這里例如可考慮連接元件即突起和凹陷的V形形狀。代替直線傾斜延伸的實(shí)現(xiàn)形式，這里選擇V形的突起-凹陷結(jié)構(gòu)，其中“ V ”的頂點(diǎn)大約設(shè)置在軸承架的軸向?qū)挾鹊闹行摹?這里突起和對(duì)應(yīng)的凹陷的主軸線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線成+α和-α的角度延伸。“V”的頂點(diǎn)既可以徑向向外也可以徑向向內(nèi)取向。此外可以設(shè)想所謂的雙V形，其中突起和凹陷分別設(shè)置成，使得在V形之外，在分開位置的分界面內(nèi)產(chǎn)生連接元件的鏡像的V形。這里該鏡像的 V形的頂點(diǎn)指向相反的徑向。然而雙V形僅在軸承架的徑向延伸(厚度)足夠大的情況下才可能或者有意義。對(duì)于雙V形的一種備選方案可以是連接元件的X形設(shè)置，因?yàn)檫@里與雙V形相比需要較小的徑向空間。然而連接元件在分開位置的分界面內(nèi)的X形設(shè)置也許更不容易制造。雙V形和X形變型方案尤其對(duì)于由聚合物(例如聚酰胺或者PEEK)注塑而成的軸承架是有利的。
取決于零件數(shù)和/或材料，優(yōu)選采用特定的制造方法。對(duì)于零件數(shù)少的金屬軸承架例如推薦線切割放電加工的制造方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)靈活并且準(zhǔn)確的制造。對(duì)于更多數(shù)量的零件，機(jī)械方法例如銑削適用于所有材料。對(duì)于非常大的零件數(shù)，例如在汽車工業(yè)中普遍的那樣，對(duì)于塑料推薦注塑方法，或者對(duì)于所有適宜的材料推薦MIM(金屬噴射成形；組合的壓鑄和燒結(jié)方法)。
因?yàn)樵谶B接的軸承架區(qū)段或者軸承架半部之間的保持力相應(yīng)于一些應(yīng)用需求可能非常高，所以本發(fā)明的實(shí)施例為裝配分開式軸承架提供一種輔助工具。為避免損壞和為保證可靠的裝配，該工具應(yīng)該同時(shí)并且均勻地包圍兩個(gè)分開的軸承架區(qū)段，也就是說(shuō)工具接觸軸承架半部的部分的內(nèi)徑應(yīng)該相應(yīng)于軸承架的外徑。工具的包圍軸承架半部的部分應(yīng)該僅接觸軸承架區(qū)段的軸向隔開的側(cè)圈，以避免在裝配時(shí)損壞在其間引導(dǎo)的滾動(dòng)體。
因此實(shí)施例還提供一種用于裝配分開式軸承架的工具，它具有兩個(gè)與軸承架的軸承架區(qū)段配合的軸承架區(qū)段殼，它們分別具有與軸承架區(qū)段的外徑配合的內(nèi)徑，并且所述軸承架區(qū)段殼被調(diào)整適配，以便在裝配時(shí)能夠在分開式軸承架的側(cè)圈上施加壓力，而不接觸由軸承架引導(dǎo)的滾動(dòng)體。此外該工具包括操作元件，以便能夠把兩個(gè)軸承架區(qū)段殼聚攏到一起而使分開式軸承架區(qū)段接合。
根據(jù)一些實(shí)施例，軸承架區(qū)段殼分別具有兩個(gè)以軸承架側(cè)圈的軸向距離設(shè)置的側(cè)圈殼元件，它們可以在裝配時(shí)與軸承架側(cè)圈共同作用。對(duì)工具的操作優(yōu)選應(yīng)起到杠桿作用， 以便能夠較容易地裝配分開式軸承架。為此操作元件可以設(shè)計(jì)用于借助杠桿作用把軸承架區(qū)段殼聚攏到一起。該操作元件例如可以包括兩個(gè)在轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)處相連的杠桿，它們?cè)诓僮鲿r(shí)能夠被按壓到一起，類似鉗子的情況。通過(guò)經(jīng)由工具施加的杠桿作用，軸承架區(qū)段的突起和凹陷可以彼此卡合。
本發(fā)明的實(shí)施例使得能夠安全并且可靠地連接分開式軸承架區(qū)段，這種連接保證在所有三個(gè)軸線方向上的定位并且在圓周方向上把軸承架區(qū)段結(jié)合在一起，其中，保持力可以根據(jù)需要并且取決于所使用的材料通過(guò)突起和凹陷尺寸的重疊而建立。通過(guò)這些可能性，本發(fā)明的實(shí)施例還能夠?qū)ｉT用于內(nèi)燃機(jī)中滾動(dòng)軸承的軸承架并且特別用于曲柄軸承應(yīng)用。


下面參考附圖詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例。在附圖中
圖1表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在打開狀態(tài)下的切縫式或者分開式軸承架的三維視圖2表示根據(jù)圖1的切縫式軸承架的兩個(gè)軸承架半部的三維視圖3表示成型在軸承架的分開平面內(nèi)的凹陷的放大視圖4表示成型在分開平面上的切縫的突起的放大視圖5a和圖5b表示在分開平面內(nèi)相對(duì)于軸承架旋轉(zhuǎn)軸線傾斜延伸的連接元件的側(cè)視圖和俯視圖6表示以側(cè)凹方式構(gòu)造的突起和與其對(duì)應(yīng)的、相對(duì)置的凹陷的放大視圖7表示彼此嚙合的突起和凹陷，它們分別具有切割成扇形的橫截面；
圖8表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、用于分開式軸承架的裝配工具的三維視圖。
具體實(shí)施方式
圖1表示用于引導(dǎo)滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體的分開式軸承架10的一種實(shí)施例的三維原理圖。
軸承架10在圓周方向或者切線方向上示例性地在第一軸承架區(qū)段12-1和第二軸承架區(qū)段12-2之間的兩個(gè)分開位置11-1、11-2處切縫或者分開地構(gòu)造。在第一和第二軸承架區(qū)段12-1、12-2之間的分開位置11-1、11-2的彼此(沿圓周方向)相對(duì)的分界面13_1、 13-2上分別成型有一個(gè)由突起14和與其對(duì)應(yīng)的并且(沿圓周方向)相對(duì)置的凹陷15組成的對(duì)，用以在突起14和與其對(duì)應(yīng)的凹陷15彼此嚙合時(shí)在三個(gè)方向(軸向、徑向和切向)上彼此固定或安置分界面13-1、13-2。突起14和與其對(duì)應(yīng)的凹陷15 —起構(gòu)成所謂的軸承架鎖扣。突起14和凹陷15的主軸線17分別相對(duì)于分開式軸承架10的旋轉(zhuǎn)軸線16傾斜延伸或者相對(duì)于軸向延伸的并且在徑向限定分界面13-1、13-2的分界面外邊緣傾斜延伸。這尤其可在圖5a和5b的二維視圖中看成。
圖5a表示在圖1中三維表示的軸承架半部12_1或者12_2的二維側(cè)視圖，而圖5b 表示這些軸承架半部的俯視圖。
圖5a中既為軸承架半部的槽形凹陷或者凹處15也為彈性突起14分別示出連接元件14、15的相對(duì)于軸承架旋轉(zhuǎn)軸線16以角度α傾斜延伸的主軸線17_1和17_2。這里要注意，圖5a中表示的凹陷15和沿徑向18相對(duì)置的突起14不是彼此對(duì)應(yīng)的連接元件。因?yàn)閷?duì)應(yīng)的連接 元件位于在圖5a中未表示的另一個(gè)軸承架半部12-1上。雖然如此但是可以看出，無(wú)論是彈性的或者凸塊狀的突起14還是槽形凹陷15都沿兩個(gè)分開位置11-1、11_2 的分界面13-1、13_2分別以角度α相對(duì)于分開式軸承架10的旋轉(zhuǎn)軸線16傾斜延伸。這與突起14和/或凹陷15在分界面13-1、13-2內(nèi)相對(duì)分界面13-1、13-2的徑向內(nèi)緣和/或外緣傾斜(即不是直角)延伸同義。在這里示出的實(shí)施例中，軸承架旋轉(zhuǎn)軸線16和連接元件14、15的主軸線17-1或者17-2之間的角度α的數(shù)值在小于10°的范圍內(nèi)，優(yōu)選在從約 1°到約5°的范圍內(nèi)。在角度α更小時(shí)就不再能夠保證兩個(gè)軸承架半部12-1、12-2尤其在軸向上沿旋轉(zhuǎn)軸線16的可靠定位或者固定。而更大的角度α在對(duì)于滾動(dòng)軸承架較普遍的寬厚比的情況下不再能夠充分利用軸承架10的軸向?qū)挾萣，因此對(duì)于材料效率來(lái)說(shuō)不合適。
如又從圖1的顯示中可更好地看出的那樣，成型在分開位置11-1、11_2的分界面 13-1、13-2上的突起14與其對(duì)應(yīng)的凹陷15在圓周方向(亦即切線方向)上分別對(duì)置地成型在分界面13-1、13-2內(nèi)，使得突起14和與其對(duì)應(yīng)的凹陷15在軸承架區(qū)段12_1、12_2接合時(shí)能夠在圓周方向上彼此滑動(dòng)或卡扣。為在軸承架半部12-1、12-2接合后在它們之間實(shí)現(xiàn)盡可能大的連接力或者保持力，鎖扣的彼此對(duì)應(yīng)的連接元件14、15根據(jù)一些實(shí)施例優(yōu)選以側(cè)凹方式構(gòu)造。這尤其可從圖3和圖4的放大的顯示看出。
圖3(下部)表示槽形凹陷或者凹處15的放大視圖，而圖4(下部)表示與其對(duì)應(yīng)的彈性或者凸塊形的突起14的放大視圖。在分開位置11-1、11_2的分界面13-1、13-2上成型的突起14在所示實(shí)施例中具有通過(guò)垂直于其主軸線17-1或者17-2的平面的、側(cè)凹的 (通過(guò)區(qū)域19表示)并且基本上呈半圓形到圓形的橫截面。與此對(duì)應(yīng)，與突起14對(duì)應(yīng)的凹陷15具有通過(guò)垂直于其主軸線17-1或者17-2的平面的、與所述側(cè)凹的并且基本上呈半圓形到圓形的橫截面匹配的球形橫截面。也就是說(shuō)類似彈簧的連接元件14從分開式軸承架 10的徑向切平面13-2突出，并且根據(jù)一些實(shí)施例可以沿軸向在基本整個(gè)軸承架寬度b上延伸，并且具有在寬度b上相對(duì)于軸承架旋轉(zhuǎn)軸線16連續(xù)變化的直徑D14 (參見(jiàn)圖5a)。這里通過(guò)該變化的直徑D14實(shí)現(xiàn)連接元件14、15的主軸線17-1或17-2的傾斜延伸。彈性突起 14可以具有扇形的橫截面，其中在與軸承架切平面13-2的連接處的徑向延伸長(zhǎng)度Bf比扇形突起14的最大直徑Df小，由此構(gòu)成側(cè)凹19 (參見(jiàn)圖4下部)。
如在圖3 (下部)所示，槽形連接元件15具有對(duì)應(yīng)于上述彈性突起14的陰模并且延伸到軸承架切平面或者切面13-1內(nèi)。槽形凹陷15的徑向和切向尺寸(Bn、Dn)與彈性突起14的尺寸(Bf、Df)適配，以便通過(guò)微小的重疊保證兩個(gè)軸承架區(qū)段12-1、12-2的可靠連接或者固定。
傾斜延伸的連接元件即突起14和凹陷15的可能的幾何尺寸首先取決于可用的空間并且因此取決于軸承架的徑向厚度sK。
如例如從圖2看出的那 樣，無(wú)論是傾斜延伸的突起14還是傾斜延伸的15都在垂直于它們各自的主軸線17-1或者17-2的方向上在O. 25倍到O. 4倍的軸承架徑向厚度sK 的范圍內(nèi)延伸。換句話說(shuō)，突起14的延伸長(zhǎng)度d14和/或凹陷15的徑向延伸長(zhǎng)度d15在垂直于它們各自的主軸線17-1或者17-2的方向上為軸承架厚度sK的約1/3。
在連接元件(突起14、凹陷15)旁徑向向內(nèi)或者向外的最小剩余徑向壁厚可以根據(jù)為分開式軸承架10所使用的材料來(lái)選擇。分界面13-1或者13-2從突起14或者凹陷15 到分界面13-1、13-2的徑向端部的最小徑向延伸長(zhǎng)度在實(shí)施例中在O. 2mm到Imm的范圍內(nèi)。在鋼和鈦合金的情況下除連接元件外的最小剩余徑向壁厚不應(yīng)小于O. 4mm。在鋁合金的情況下最小徑向壁厚優(yōu)選至少為O. 6mm。在聚合物例如PEEK的情況下最小徑向壁厚不應(yīng)小于O. 8mmη
如在所有的附圖中表示的那樣，根據(jù)實(shí)施例的彈性突起14可以沿其相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線16傾斜延伸的主軸線17-1或者17-2切縫地構(gòu)造。也就是說(shuō)，在分界面13-1或者13_2 上成型的突起14可以沿它的主軸線17-1或者17-2切縫構(gòu)造，以便能夠?qū)崿F(xiàn)突起14(尤其在垂直于主軸線17-1或者17-2的方向上)的彈性形變。如從圖4(下部)看出的那樣，突起14內(nèi)的切縫20可以在切線方向21上比突起14自身更深地延伸。由此能夠在徑向18 上實(shí)現(xiàn)彈性突起14最佳的彈性。根據(jù)實(shí)施例，切縫20垂直于主軸線17-1或者17-2，這就是說(shuō)在徑向18上(嚴(yán)格地講在垂直于傾斜的主軸線17-1或者17-2的方向上)的寬度Bs 可以在突起14的徑向延伸長(zhǎng)度Df的O. 2倍到O. 3倍的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，切縫20的厚度或者寬度Bs在彈性突起14的徑向延伸長(zhǎng)度Df的四分之一的范圍內(nèi)。
參考圖6，為得到突起14和與其對(duì)應(yīng)的凹陷15之間在切線方向21上無(wú)間隙的連接，在突起14和凹陷15之間連接的整個(gè)公差范圍內(nèi)應(yīng)該保證在圖6中的點(diǎn)61到64的區(qū)域內(nèi)存在接觸。為保證這點(diǎn)，彈性突起14在切線方向21上的公差范圍尺寸可小于槽形凹陷15相應(yīng)的尺寸。兩個(gè)連接元件14、15的形狀和尺寸在所有的公差范圍內(nèi)應(yīng)這樣確定，以便確保兩個(gè)元件14、15在扇形區(qū)域的基區(qū)22到通往軸承架分界面13-1或者13_2的連接區(qū)23的過(guò)渡處的接觸。為保證這點(diǎn)，根據(jù)一些實(shí)施例，代替突起14和凹陷15的扇形實(shí)施方式，也可以選擇垂直于主軸線17-1或者17-2的橢圓段形橫截面，它的長(zhǎng)軸位于相對(duì)軸承架部分圓的法線方向上(也就是說(shuō)垂直于主軸線17-1或者17-2)。也就是說(shuō)，為得到在軸向和徑向(法線方向)上的無(wú)間隙連接，彈性突起14的扇形或者橢圓段形的橫截面可以特別在法線方向上大于或者至少等于槽形凹陷15的橫截面。
對(duì)于側(cè)凹19，在金屬軸承架的情況下可以規(guī)定O. Olmm彡S彡O. 05mm,對(duì)于塑料軸承架為O. 05mm彡S彡O. 2mm，其中S = (Df-Bf) /2或者S = (Dn-Bn) /2 (參見(jiàn)圖6下部)。
參考圖7,相對(duì)于傾斜延伸的連接元件14、15迄今描述的扇形或者橢圓段形的橫截面，還可以選擇變化的形狀，例如剪切的扇形的橫截面，因?yàn)橹饕莻?cè)凹19沿圓周方向承接主要作用力。也就是說(shuō)突起14在其切向突出的端部處并不一定呈扇形或者橢圓段形地延伸。取而代之，突起14也可以在其沿切向突出的端部處具有限界平面，其平行于分界面13-1或者13-2延伸。這種縮短的連接元件形狀能夠具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即能夠在切線方向亦即在圓周方向21上較短地構(gòu)造，從而使可能數(shù)量的滾動(dòng)體占據(jù)更少的空間。盡管如此仍然通過(guò)側(cè)凹19確保切線方向的保持力。
為了在保持力、裝配和可制造性方面使分開式軸承架10的連接形狀得到優(yōu)化，特別對(duì)于按照?qǐng)D7的縮短的形狀、但是也對(duì)于連接元件14、15的具有彎曲分界線的所有其它形狀，在側(cè)凹B的起始處和分界曲線的反轉(zhuǎn)點(diǎn)A之間的最大重疊的區(qū)域24應(yīng)該位于突起14 上。在突起14和凹陷15之間的接觸區(qū)內(nèi)的、位于該最大重疊24之外的區(qū)域優(yōu)選僅具有最小的接觸或者氣隙。由此能夠確定明確的接觸`區(qū)24，其能夠最好地傳遞突起14和凹陷15 之間的力。而其余的區(qū)域僅用于引導(dǎo)和/或保證和簡(jiǎn)化裝配。
作為對(duì)軸承架鎖扣的相對(duì)于軸向傾斜延伸的突起14或者凹陷15的扇形或者橢圓段形橫截面的備選方案，還可以采用基于矩形基本形狀的其它幾何結(jié)構(gòu)。這里特別要提及所謂的燕尾槽形，其同樣具有較高的可靠性。只要該形狀實(shí)現(xiàn)側(cè)凹，其可以在圓周方向上也具有倒圓的邊緣以簡(jiǎn)化接合，以便在軸承架區(qū)段12-1、12_2接合后能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的連接力或者保持力。
雖然在上面根據(jù)

了帶有單純直線形地相對(duì)軸承架旋轉(zhuǎn)軸線16傾斜延伸的連接元件14、15的分開的軸承架區(qū)段12-1、12-2，但是根據(jù)其它實(shí)施例還可以想到這樣的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，它們都具有至少區(qū)段性地相對(duì)于軸承架旋轉(zhuǎn)軸線16傾斜延伸的連接元件。這里例如涉及連接元件14、15即突起和凹陷的V形形狀。代替單純直線形傾斜延伸的實(shí)施方式，這里采用分別呈V形的突起-凹陷形狀，其中“V”的頂點(diǎn)大約位于軸承架的軸向?qū)挾萣 的中間。這里“V”的頂點(diǎn)既可以徑向向外也可以徑向向內(nèi)取向。在V形的情況下連接元件具有第一區(qū)段，其與旋轉(zhuǎn)軸線16成角度α，以及具有第二區(qū)段，其與旋轉(zhuǎn)軸線16成角度 (180° -α)。此外可以想到所謂的雙V形，其中突起14和凹陷15分別如此設(shè)置，使得除V 形外，在分開位置的分界面內(nèi)產(chǎn)生連接元件的沿徑向呈鏡像的V形。這里呈鏡像的“V”形的頂點(diǎn)可以指向相反的徑向。然而雙V形僅在分開式軸承架的徑向延伸長(zhǎng)度(厚度)&足夠大的情況下才可能或者有意義。對(duì)于雙V形狀的備選方案可以是連接元件14、15各自的 X形設(shè)置，因?yàn)檫@里需要的徑向空間比雙V形狀的情況要小。然而連接元件在分開位置的分界面13-1、13-2中的X形設(shè)置可能更不容易制造。雙V形狀和X形狀的變型方案可能尤其對(duì)于用聚合物例如聚酰胺或者PEEK注塑而成的軸承架是有利的。
取決于零件數(shù)和/或使用的材料可以為分開式軸承架使用不同的制造方法。對(duì)于金屬材料制的軸承架的較少的零件數(shù)考慮能夠?qū)崿F(xiàn)靈活而且精確的制造的方法，例如線切割放電加工。對(duì)于較多數(shù)量的零件，機(jī)械方法例如銑削也可適用于分開式軸承架的所有材料。對(duì)于大的零件數(shù)，例如在汽車工業(yè)中常見(jiàn)的那樣，建議為塑料使用注塑方法，或者為適宜的材料使用MIM。
為在連接時(shí)或者在接合后提高突起14和凹陷15之間的連接力，例如可以通過(guò)局部加熱凹陷15而提高突起14和凹陷15之間的重疊24或者側(cè)凹19并且另外使得裝配過(guò)程容易進(jìn)行。由此提高的裝配花費(fèi)對(duì)于較困難的應(yīng)用情況例如內(nèi)燃機(jī)中的連桿軸承來(lái)說(shuō)可能是合理的。如果在應(yīng)用情況下不能局部加熱，也能夠把兩個(gè)彈性突起14設(shè)置在一個(gè)軸承架半部12-1或者12-2內(nèi)并且把槽形凹陷15設(shè)置在 另一個(gè)軸承架半部?jī)?nèi)。在此，在可能的情況下可以在裝配兩個(gè)軸承架半部12-1、12-2之前借助外部輔助工具支持它們的定位。每次加熱的程度可以根據(jù)各應(yīng)用情況和需要的保持力調(diào)整。側(cè)凹19能夠通過(guò)這種措施相對(duì)于更如面提到的措施被進(jìn)一步提聞。
接合的軸承架半部12-1、12-2的保持力相應(yīng)于軸承架10的使用位置可以非常大。 因此在一些實(shí)施例中可能需要通過(guò)輔助工具支持分開式軸承架的裝配。
用于裝配分開式軸承架10的這種工具的一個(gè)實(shí)施例在圖8中例示。
工具80包括兩個(gè)與軸承架10的軸承架區(qū)段12-1和12_2配合的軸承架區(qū)段殼 81-1、81-2，它們分別具有與軸承架區(qū)段12-1、12-2的外徑配合的內(nèi)徑，并且軸承架區(qū)段殼被調(diào)整適配，以便在裝配分開式軸承架10時(shí)能夠在軸承架10的側(cè)圈或者圓周橋接片上施加壓力，而不接觸由軸承架10引導(dǎo)的滾動(dòng)體。此外，該工具80具有操作元件82，以便能夠把工具80的兩個(gè)軸承架區(qū)段殼81-1、81-2聚攏到一起并且由此接合軸承架區(qū)段12-1和 12-2。
根據(jù)實(shí)施例，工具80能夠同時(shí)并且均勻地包圍兩個(gè)軸承架半部12-1和12-2。也就是說(shuō)工具80接觸軸承架半部的部分的內(nèi)徑應(yīng)該與軸承架10的外徑一致。包圍兩個(gè)軸承架半部12-1和12-2的軸承架區(qū)段殼80-1、80-2在裝配時(shí)僅接觸軸承架區(qū)段12_1、12_2的側(cè)圈，以避免損壞在其內(nèi)引導(dǎo)的滾動(dòng)體。換句話說(shuō)，軸承架區(qū)段殼81-1和81-2分別具有兩個(gè)以軸承架側(cè)圈的軸向距離設(shè)置的側(cè)圈殼段83-1、83-2，它們?cè)谘b配時(shí)與軸承架側(cè)圈共同作用。也就是說(shuō)側(cè)圈殼段83-1、83-2的距離優(yōu)選與軸承架區(qū)段的側(cè)圈或者圓周橋接片的軸向距離一致。
通過(guò)操作操作元件82，根據(jù)實(shí)施例能夠在兩個(gè)軸承架區(qū)段殼81-1、81_2上施加杠桿作用，以便在裝配時(shí)把兩個(gè)殼81-1和81-2壓在一起。
裝配工具80的特征在于，工具80向軸承架半部12-1、12-2的力傳導(dǎo)通過(guò)軸承架 10的側(cè)圈進(jìn)行。這里殼81-1和81-2對(duì)軸承架半部12-1、12-2的包圍盡可能的大。根據(jù)實(shí)施例，裝配工具80向軸承架半部12-1、12-2的力傳導(dǎo)居中地通過(guò)以下方式進(jìn)行，S卩，使鉗形工具80的分開平面84相對(duì)于軸承架10的分開平面錯(cuò)開例如90°。為了更簡(jiǎn)便地操作，可以設(shè)置較大的杠桿比以有利于手桿85-1或者85-2。也就是說(shuō)手桿85-1和85_2可以為此相應(yīng)設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)。同時(shí)杠桿點(diǎn)86到裝入殼80-1、81-2內(nèi)的分開式軸承架10的中心的距離盡可能大，以便實(shí)現(xiàn)相對(duì)于軸承架鎖扣元件14或者15也就是相對(duì)于分界面13-1或者13-2 成直角的有利的力傳導(dǎo)。
通過(guò)實(shí)施例能夠得到可承受極端負(fù)荷的分開式軸承架，例如用于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的軸承應(yīng)用。
附圖標(biāo)記列表
10分開式軸承架
11分開位置
12軸承架區(qū)段
13分界面
14突起，彈簧，凸塊
15凹陷，槽
16軸承架旋轉(zhuǎn)軸線
17突起或者凹陷的主軸線
18徑向
19側(cè)凹
20沿主軸線的切縫
21切線方向
22基區(qū)
23與軸承架切平面的連接區(qū)
24突起和凹陷之間的接觸區(qū)
61接觸點(diǎn)
62接觸點(diǎn)
63接觸點(diǎn)
64接觸點(diǎn)
80裝配工具
81軸承架區(qū)段殼
82操作元件
83側(cè)圈殼段
84工具的分開平面
85手 桿
權(quán)利要求
1.一種用于滾動(dòng)軸承的軸承架(10)，其中，該軸承架在圓周方向上在第一和第二軸承架區(qū)段(12-1 ；12-2)之間的至少一個(gè)分開位置(11-1 ；11-2)處切縫地構(gòu)造， 其中，在所述第一和第二軸承架區(qū)段(12-1 ；12-2)之間的分開位置的彼此相對(duì)的分界面(13-1 ；13-2)上成型有至少一對(duì)成型件，亦即突起(14)和與其對(duì)應(yīng)的凹陷(15)，以便在突起(14)和凹陷(15)彼此嚙合時(shí)在三個(gè)方向上彼此固定所述分界面(13-1 ;13-2)， 其中，所述突起(14)和所述凹陷(15)的主軸線(17-1 ；17-2)以角度(a)相對(duì)于軸承架(10)的旋轉(zhuǎn)軸線(16)傾斜延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承架(10)，其中，所述角度(a)在小于10°的范圍內(nèi)并且優(yōu)選在1°到5°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述成型在分開位置(11-1；11-2)的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)和與其對(duì)應(yīng)的凹陷(15)在圓周方向上相對(duì)置地成型在所述分界面(13-1 ；13-2)內(nèi)，使得所述突起(14)和與其對(duì)應(yīng)的凹陷(15)能夠在圓周方向上相對(duì)滑動(dòng)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述成型在分開位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)具有在垂直于其主軸線(17-1 ；17-2)的平面上的、側(cè)凹的并且基本上呈半圓形到扇形或者橢圓段形的橫截面，并且與該突起(14)對(duì)應(yīng)的凹陷(15)具有通過(guò)垂直于其主軸線(17-1 ；17-2)的平面的、與該側(cè)凹的并且基本上呈半圓形到扇形或者橢圓段形的橫截面配合的球形橫截面。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述成型在分開位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)在其切向突出的一端具有限界平面，該限界平面平行于所述分界面(13-1 ；13-2)延伸，使得所述突起(14)相對(duì)于在其切向突出的一端虛擬或者假想地彎曲延伸的限界面縮短。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述突起(14)和對(duì)應(yīng)的凹陷(15)在垂直于它們各自的主軸線(17-1 ;17-2)的方向上在0.25倍到0.4倍徑向軸承架厚度(sK)的范圍內(nèi)延伸。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述突起(14)和對(duì)應(yīng)的凹陷(15)基本上在軸承架的整個(gè)軸向?qū)挾?b)上延伸。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述分界面(13-1；13-2)從突起(14)或凹陷(15)到該分界面的一個(gè)徑向端部的最小徑向延伸長(zhǎng)度在0. 2到Imm的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述成型在分開位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)沿其主軸線(17-1 ；17-2)切縫地構(gòu)造，以便能夠?qū)崿F(xiàn)突起(14)的彈性形變。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸承架，其中，沿主軸線(17-1；17-2)成型的切縫(20)在切線方向上比突起(14)延伸得更深。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的軸承架(10)，其中，所述切縫(20)垂直于突起(14)的主軸線(17-1 ；17-2)的寬度在突起(14)的徑向延伸長(zhǎng)度的0. 2倍到0. 3倍的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)，其中，所述成型在分開位置的分界面(13-1 ；13-2)上的突起(14)和與其對(duì)應(yīng)的凹陷(15)在它們各自的分界面(13-1 ；13-2)內(nèi)呈V形、雙V形、或者X形延伸。
13.一種用于裝配根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的軸承架(10)的裝配工具(80)，包括 兩個(gè)與軸承架的軸承架區(qū)段(12-1 ；12-2)配合的軸承架區(qū)段殼(81-1 ;81-2)，它們分別具有與軸承架區(qū)段的外徑配合的內(nèi)徑，并且所述軸承架區(qū)段殼被調(diào)整適配，以便在裝配時(shí)能夠在軸承架(10)的側(cè)圈上施加壓力，而不接觸由軸承架(10)引導(dǎo)的滾動(dòng)體；和 操作元件(82)，用以能夠把工具(80)的兩個(gè)軸承架區(qū)段殼(81-1 ；81-2)聚攏到一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工具(80)，其中，所述軸承架區(qū)段殼(81-1；81-2)分別具有兩個(gè)以軸承架側(cè)圈的軸向距離設(shè)置的側(cè)圈殼段(83-1 ;83-2)，所述側(cè)圈殼段能夠在裝配時(shí)與軸承架側(cè)圈共同作用。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的工具(80)，其中，所述操作元件(82)設(shè)計(jì)用于借助杠桿作用把軸承架區(qū)段殼(81-1 ；81-2)聚攏到一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于滾動(dòng)軸承的軸承架(10)，其中該軸承架在圓周方向上在第一和第二軸承架區(qū)段(12-1；12-2)之間的至少一個(gè)分開位置(11-1；11-2)處切縫地構(gòu)造，其中，在第一和第二軸承架區(qū)段(12-1；12-2)之間的分開位置的彼此相對(duì)的分界面(13-1；13-2)上成型有至少一對(duì)突起(14)和與其對(duì)應(yīng)的凹陷(15)，以便在突起(14)和凹陷(15)彼此嚙合時(shí)在三個(gè)方向上彼此固定分界面(13-1；13-2)，其中，突起(14)和凹陷(15)的主軸線(17-1；17-2)以角度(α)相對(duì)于軸承架(10)的旋轉(zhuǎn)軸線(16)傾斜延伸。
文檔編號(hào)F16C33/50GK103032471SQ201210476230
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者J·斯托克, B·?？?申請(qǐng)人:Skf公司