專利名稱:承接軸向推力的滾動軸承裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種承接軸向推力的滾動軸承裝置。該裝置包括兩個同軸配置并分別與其負荷串接的推力軸承，各軸承分別有單獨的摩擦鎖緊裝置，以阻止該軸承在一個或另一個旋向上的旋轉。每個摩擦鎖緊裝置有一組位于對置的第一和第二夾緊表面部分之間的夾緊體，當軸承承受軸向負荷時，各夾緊體分別相對于與其有關聯(lián)的軸承的第一和第二軸承滾道是不可移動的。各鎖緊裝置的第一夾緊表面部分設置在一個為兩個軸承所共有的元件上，該元件在有軸向負荷時，使一個軸承的一個軸承滾道相對于另一個軸承的一個軸承滾道保持不動。
從歐洲書EP-A 0022382中獲知的這種軸承裝置，有可能使軸流風扇中的扇葉吊懸軸承大大增加使命壽命，這是由于對每個串接的推力軸承分別在一個或另一個方向上的旋轉的鎖定所造成的，在葉片吊懸軸承中由于控制系統(tǒng)的脈沖而通常產(chǎn)生的這種甚至是很小的回轉或旋轉擺動，將使不聯(lián)鎖軸承的滾動元件被移位到座圈滾道中的一個新接觸點。這樣，滾道由于所謂擦傷(galling)而磨損的危險就顯著減少。
在上述歐洲書所介紹的已知實施例中，各軸承的摩擦鎖緊裝置包括夾緊件，它最好是螺旋彈簧的型式，靠施加橫向力將兩個外軸承座圈中的一個或另一個夾緊在一個與互相鄰接的兩軸承的滾道固定連接的連接件上。
在那些實施例中，夾緊件由螺旋彈簧組成，業(yè)已發(fā)現(xiàn)它們存在著機械故障的某些危險性，因為螺旋彈簧隨軸承在一個方向上的旋轉而被卷緊，以施加所述夾緊作用，它在相反的釋放運動中有這樣的傾向，將其松弛的第一圈旋轉至較大的直徑，以致離心力可能將其向上超越第二圈的位置。
用作夾緊件的已知螺旋彈簧被加載以獲得滯后足夠小的鎖緊功能。那么，軸承內的摩擦在反向于鎖緊方向的旋轉時就變得較大，并且還取決于彈簧的潤滑狀況。
上述歐洲書還介紹了一種實施例，其中所涉及的夾緊作用是由夾緊滾柱離合器實現(xiàn)的，這些離合器分別插放在元件的夾緊表面部分和轂緣之間以及元件的另一夾緊表面部分和葉根上的凸緣盤之間，該元件為兩軸承所共有并與互相鄰接的兩個軸承座圈連接。但是，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種實施例不太適合于工業(yè)生產(chǎn)，因為它很復雜，制造成本高。另外，這種實施例有缺點，由于滾柱的錐形形狀，鎖緊作用并非與軸承裝置上的軸向負荷無關，因此，鎖緊作用的滯后情況依賴于軸承負荷。
根據(jù)本發(fā)明，開始提到的這種滾動軸承裝置其特征在于，設置在上述公共元件上的上述第一夾緊表面部分中的每一個包含有多個其母線平行于軸承裝置軸線的第一夾緊面;各第一夾緊面的位置與平行于軸承裝置軸線的圓柱形第二夾緊面在徑向上直接相對并有一定間隔，第一夾緊面與有關聯(lián)的兩軸承的第二軸承滾道相連接;與每一組夾緊體配合的上述沿徑向相對的第一和第二夾緊面之一是由正在討論中的軸承的軸承座圈的沿徑向的內緣面或外緣面構成的。
將夾緊體直接配置在上述公共元件和上述軸承座圈之間，就有可能在很大程度上用標準滾動軸承部件來制造軸承裝置。而且由于夾緊面設計成使其母線的方向平行于軸承裝置的公共軸線，就能夠獲得實際上無滯后的鎖緊功能，鎖緊功能與軸承的軸向負荷無關。而且，上文所提到的軸承在反向于鎖緊方向旋轉時所產(chǎn)生的摩擦實際上被消除掉。
軸承裝置的制造，最好使兩軸承是具有相同直徑的標準推力軸承。公共元件被制成固定環(huán)，放置在軸承內，固定環(huán)具有沿徑向伸出的凸緣盤，位于兩軸承的鄰接軸承座圈之間并與之接觸。這樣，就可以使軸承裝置有最小的安裝直徑，其制造簡單，成本低。
下文將參照附圖詳述本發(fā)明，附圖圖面說明如下圖1 是本發(fā)明的軸承裝置的一個實施方案的局部剖視立體圖;
圖2 是圖1所示軸承裝置所使用的摩擦鎖緊裝置的功能示意說明圖;
圖3 是本發(fā)明的軸承裝置的第二實施方案的示意圖;
圖4 是本發(fā)明的軸承裝置的第三實施方案的剖面示意圖;
圖5 是本發(fā)明的軸承裝置的第四實施方案的剖面示意圖;
圖6 是圖5所示軸承裝置所使用的摩擦鎖緊裝置的局部剖面放大示意圖。
圖1所示為本發(fā)明的滾動軸承裝置的一個實施例。裝置包括公共元件1，它構成固定環(huán)2，具有配置在中部的徑向伸出凸緣盤3，還包括兩個具有相同直徑并放置在凸緣盤3兩側的標準推力軸承4、5。固定環(huán)2和兩個同凸緣盤3鄰接的軸承座圈6之間的配合應具有使軸承充分對中的這種特性，但它不需要是一種將兩軸承座圈6與固定環(huán)夾持住的壓配合，這是因為軸承上的軸向負荷產(chǎn)生的摩擦可將座圈與凸緣盤3夾持住。在互相遠離的兩個軸承座圈7的沿徑向的對置位置上，固定環(huán)2的直徑被減小，以致在座圈7和該位置的固定環(huán)之間有間隙，這個間隙構成固定環(huán)2的夾緊表面部分。
各推力軸承4、5與摩擦鎖緊裝置有關聯(lián)，摩擦鎖緊裝置包括多個在與軸承座圈7相對的環(huán)2的夾緊表面部分上形成的凹座8。各凹座8內安放一個夾緊滾柱9，由一個放置在凹座大端上的孔11內的壓縮彈簧10予加載，壓向凹座的窄端，從而向外壓向軸承座圈7。與各夾緊滾柱9相配合的一對對置的夾緊表面，包括座圈7的內圓周面，這是一個圓柱面，其母線平行于軸承裝置的軸線，還包括凹座的外側面，其母線同樣也平行于軸承軸線。
如果軸承座圈7沿著鎖緊方向，也即沿著相對于固定環(huán)2而使?jié)L柱9移向凹座窄端的方向旋轉時，滾柱將與兩對置的鎖緊表面摩擦聯(lián)接，從而夾持座圈7。因為滾柱是工作在兩個平行于軸承軸線的夾緊表面之間，其鎖緊功能不受軸承上的軸向負荷的制約，因此，就有可能提供實際上無滯后的鎖緊作用，其釋放扭矩小而制動扭矩大。這就使本實施方案的軸承裝置特別適用于軸流風扇中作為扇葉吊懸軸承，該軸流風扇的扇葉角在運轉期間是可調的。這是因為這種軸承在軸向上受到重負荷，同時，葉片角在運轉期間的變化是小的。
將扇葉夾持在兩個遠離的軸承座圈7中之一上，并將扇轂夾持在另一個推力軸承的另一個座圈上時，扇葉在一個軸承的鎖緊方向上的旋轉，將導致一組滾柱9將軸承座圈7與公共元件1夾持住，帶動其相對于另一個軸承座圈7的旋轉，這樣，另一軸承的滾珠沿著其軸承的滾珠滾道移到一個不同的位置上。扇葉在逆著一個軸承的鎖緊方向上的旋轉，將使一個軸承座圈相對于公共元件旋轉，其有關連的滾珠就沿著該軸承滾道移到一個不同的位置上，同時，另一組滾柱9則將另一個軸承座圈7相對于公共元件固定住。
通過實現(xiàn)上述的鎖緊操作，當扇葉旋轉時，一個軸承的滾珠基本上只在一個方向上移位，而另一個軸承的滾珠基本上只在另一個方向上移位。軸承滾道由于擠壓所引起局部磨損和疲勞破壞的危險就這樣被大大減少了。
圖2所示的分解視圖用以詳細顯示摩擦鎖緊裝置。
在每個在公共元件12上形成的具有楔形斷面的凹座14內裝有滾柱9，彈簧10通過推銷13將滾柱9推向凹座的窄端，并使其頂在軸承座圈7的徑向夾緊表面上。為了使軸承座圈7在軸承相對于元件12從而相對于有關聯(lián)的另一個軸承座圈6的鎖緊方向上獲得所需的運動阻擋，凹座的楔角和所使用的材料可以按照一種由與徑向軸承聯(lián)合的摩擦鎖緊裝置所獲知的方式來設計和選擇。滾柱9用彈簧加載，以保證鎖緊功能和使滯后減小，而彈簧力的選擇應取決于軸承裝置相應的運轉狀態(tài)，使鎖緊裝置在使用時所受的力得以平衡。
可以采用其它種類的夾緊體，它可以是自由的、彈簧加載的或者支承在環(huán)形夾持器內的，諸如具有不對稱斷面的柱體等。
在圖1所示的軸承裝置中，使用了兩個單作用的推力軸承，因為對于給定的靜載承載能力來說，這些軸承允許有大的內徑。從另一個方面來說，當要求較低的安裝高度并且不增加其外徑時，可以使用在其中間座圈上有兩個軸承滾道的雙作用推力軸承。
這種實施方案示于圖3，其中，中間座圈15和公共元件16被制成一體，它在經(jīng)過切削加工之后，可以用簡單的方式淬硬到所需的硬度。圖中所顯示的夾緊件為放置在凹座內的彈簧加載滾柱9，但也可使用具有不對稱斷面的柱體，這種情況下，元件16上的夾緊表面被設計成與軸承同軸的大體圓柱形夾緊面。另一方面，公共元件可以只包括中間軸承座圈15，在這種情況下，夾緊體分別在座圈的徑向外緣面和軸承外殼之間以及在座圈的徑向內緣面和軸之間工作。
在圖4中所顯示的相對旋轉軸承，具有最小的安裝高度和較大的直徑。兩個軸向軸承位于同一徑向平面內并具有不同的直徑。在公共元件17上分別形成與兩個軸承相關聯(lián)的軸承滾道18和19，每個軸承在滾道的對側分別有軸承座圈20和21，座圈在相應的鎖緊方向上的旋轉由象滾柱9之類的夾緊體來阻止，滾柱在兩個與軸承同軸并且大體上是圓柱形的對置夾緊面之間工作。這種軸承特別適用于支承在轂內的風車臂，因為這需要小的安裝深度。
在圖5中，有兩個標準軸向推力軸承22、23配置在基本上是圓柱形的公共元件24的伸出凸緣盤的兩側，公共元件的兩側分別形成直徑稍小些的端部30和31。作為夾緊體的斷面不對稱的柱體插放在兩端部的每一個和同其對置的軸承座圈之間。
如圖6所示，這種夾緊體26可以支承在保持架27上，需要時，保持架可對夾緊體施加予載，使鎖緊功能在所有運轉狀態(tài)下起作用。夾緊體可以是例如可由紐倫堡格奧爾格·米勒股份有限公司(Company Georg Muller Nurnberg GmbH)買到的FE400型，或者是由德國專利DE-P 3245347圖7中獲知的類型。互相遠離的軸承座圈25可以在內面進行切削加工，以便在內徑上獲得足夠精密的公差及獲得隨后的有效的鎖緊作用。這可能是需要的，因為今天很多標準軸承的制造使其可在外徑上被夾持。還可以獲得的優(yōu)點是公共元件的內徑和圖1中的實施例相比可以被增大。在槽內放置有可拆卸的鎖圈28，保證夾緊體在軸軸承轉動期間保持在位。
上述的任何公共元件在切削加工后可以公知的方式淬硬，使之獲得元件材料的硬度，以適宜于承接夾緊體所施加的壓力。結果，元件可避免大的變形，保證其有長的使用壽命。
顯然，具有不對稱截面的夾緊體可以用于所述的所有實施方案中。本發(fā)明也不限于使用滾珠軸承，因為各種類型的滾動軸承，例如滾柱軸承或滾針軸承等均可使用。
本發(fā)明的軸承裝置可以有利地應用于諸如螺漿轂，輪船上方向舵懸架用的推力軸承及汽車上轉向裝置支承等任何地方，在那里重載軸向軸承承受小的旋轉運動，可能導致軸承滾道的“剝落”(“brinelling”)。
權利要求
1.一種承接軸向推力的滾動軸承裝置，包括兩個同軸配置并分別與其負荷串聯(lián)聯(lián)接的推力軸承(4、5)，各軸承分別有單獨的摩擦鎖緊裝置，以阻止該軸承在一個或另一個旋轉方向上的旋轉；每個所述摩擦鎖緊裝置有一組位于對置的第一和第二夾緊表面部分之間的夾緊體，當軸承承受軸向負荷時，各夾緊體分別相對于與其有關聯(lián)的軸承的第一和第二軸承滾道是不可移動的，所述第一夾緊表面部分設置在一個元件(1；12；16；17；24)上，該元件為兩個軸承所共有，并且在軸向負荷作用下，使一個軸承(4；22)的一個軸承滾道(18、19)相對于另一個軸承(5；23)的一個軸承滾道(18、19)保持不動，本發(fā)明的特征在于設置在所述公共元件(1；12；16；17；24)上的所述第一夾緊表面部分的每一個包含多個其母線平行于軸承裝置軸線的第一夾緊面；各第一夾緊面的位置與平行于軸承裝置軸線的圓柱形第二夾緊面沿徑向直接相對于并有一定間隔，第一夾緊面與有關聯(lián)的兩軸承(4、5；22、23)的第二軸承滾道相連接；與每一組夾緊件(9；26)配合的所述沿徑向對置的第一和第二夾緊面之一是由正在討論中的軸承的軸承座圈(7；20；21；25)的沿徑向的內緣面或外緣面構成的。
2.根據(jù)權利要求
1所述的軸承裝置，其特征在于兩軸承是直徑相同的標準推力軸承(4、5;22、23)，公共元件(1;24)被制成為固定環(huán)(2)，位于軸承內，具有沿徑向伸出的凸緣盤(3;29)，位于兩軸承的鄰接軸承座圈(6)之間并與之接觸。
3.根據(jù)權利要求
1所述的軸承裝置，其特征在于公共元件(16)被制成為位于軸承內的固定環(huán)，并與為兩軸承所共有的中間座圈(15)固定連接，在中間座圈的兩面形成有兩個互鎖的軸承滾道，固定環(huán)和中間座圈最好制成一體。
4.根據(jù)權利要求
1所述的軸承裝置，其特征在于兩軸承的直徑不同，公共元件(17)被設計成配置在一個軸承的內面，并配置在另一個軸承的外面。
5.根據(jù)前述任一項權利要求
所述的軸承裝置，其特征在于公共元件的夾緊表面部分的夾緊面被制成為用于安放所述夾緊體(9)的楔形凹座(14)的側向壁。
6.根據(jù)權利要求
5所述軸承裝置，其特征在于夾緊體是滾柱(9)，由壓縮彈簧(10)予加載，壓向各個所述凹座(14)的窄端，壓縮彈簧插在各凹座對置端的孔(11)內。
7.根據(jù)權利要求
1至5中任一項所述的軸承裝置，其特征在于公共元件上的各夾緊表面部分是與軸承同軸的大體上圓柱形的夾緊面，夾緊體是有不對稱截面的柱體(26)。
專利摘要
滾動軸承裝置，包括兩個同軸并串接的推力軸承，各有單獨的摩擦鎖緊裝置阻止其在一個或另一個旋向上的旋轉。各鎖緊裝置有一組位于相對的第一和第二夾緊面部分之間的夾緊體，當軸承受軸向負荷時，夾緊體相對于軸承滾道不可移動。公共元件上設有第一夾緊面部分，在軸向負荷作用下，保持兩軸承的各一個滾道不動。各第一夾緊面部分有多個平行于軸承裝置軸線的第一夾緊面。第二夾緊面平行于軸線。二者沿徑向相對并有間隔。第一夾緊面與兩軸承的第二滾道相接。二夾緊面之一由座圈的徑向內緣面或外緣面構成。
文檔編號F16C19/00GK87101236SQ87101236
公開日1988年7月6日 申請日期1987年12月21日
發(fā)明者伊凡·德拉克曼·克拉哈 申請人:諾溫科公司(諾迪斯克通風裝置公司)導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan