將軸承環固定在部件上或部件中的方法

2023-10-09 08:48:04 1

專利名稱：將軸承環固定在部件上或部件中的方法
將軸承環固定在部件上或部件中的方法本發明涉及一種用於藉助粘接將軸承環固定在部件上或部件中的方法。在各種情況下，例如在使用長的支承軸時，在裝配滾動軸承時軸承在待支承的部 件上自由的可定位性和固定配合相當重要。當然，用於實現這種定位的經濟上的費用也在 其中扮演很重要的角色。對這種固定而言，機械的解決方案是公開且常用的。在此，使用緊固套，它們通過 圓錐配合建立起一種摩擦配合式連接。此外，已知偏心環，用它們可以建立起軸承和待支承 部件之間的固定連接。通常也使用螺栓連接。在此，尤其使用相對於軸徑向擰入到連接部 件中的無頭螺釘，以便將軸承固定在尤其是軸狀的部件上。此外，藉助緊固套固定的缺點是，需要至少三個用於固定的部件。它們必須要有相 對較高的精度，這帶來相應的費用。除了製造和成本耗費外，多個部件也意味著製造公差的 累積。根據實際尺寸的情況這些公差可能會不利地累積。在裝配緊固套時還存在另一個問題，S卩，套筒的橫截面出於強度的原因必須選擇 得這樣大，使得除了合併的緊固套(特殊套筒)外，必須選擇下一個更大的軸承特性數，以 便不會在另一側上將軸承環削弱得太厲害。這一事實限制了結構間隙。與之相關地也存在 這樣的情況，即，無論如何也必須為密封元件設置(例如0型環)凹處，以便將密封元件置 入其中，然而該凹處引發相應部件的削弱。因此，例如從無頭螺釘固定改變到緊固套固定也需要對安裝空間進行調整。這在 剛好需要較高工作精度的機器的功率(例如轉速)提高時，意味著這種應用不再能設計得 這樣緊湊。在使用緊固套時存在一個特殊的問題，S卩，在裝配時通過推動僅難以限定軸承期 望的位置。在實踐中這意味著，必須重新取消擠壓連接，以便能夠進行新的定位；可選地必 須採取設計措施，例如創造一種特別的裝配裝置。恰好固定軸承的定位不允許偏離給定位 置，因為要不然軸相對於周圍結構的位置可能會限制功能。在使用螺栓連接和偏心環時產生這樣的問題，S卩，通過這種可能的固定方案，可能 出現軸承環翻倒至軸形部件。這導致運行停頓或運行精度減小。此外存在這樣的問題，S卩，所述固定方式視載荷而定可能不足以完全避免微量運 動。通常在這種軸承的配合縫中可以觀察到會導致相應的間接損傷的摩擦腐蝕。若這樣強 烈地張緊所述固定，可能會損壞固定件(尤其是無頭螺釘)。考慮到軸承環在部件上的固定強度，不利的是，軸向力的傳遞可能明顯受限。首先 在使用無頭螺釘時由於太過強烈地擰緊螺釘，也會出現軸承環的變形，這導致不利的工作 特性和夾緊。這必須由相應較大的軸承間隙補償。然而，提高的軸承間隙又帶來軸承中有 不利的承載比率這樣的缺點。否則，也適用通過裝配來影響徑向軸承間隙。視軸承的種類 (例如尤其是在深溝球軸承中)，可能很難控制軸承間隙的減小量。這可導致軸承徑向夾 緊。這使得需要對裝配進行耗費的監控或得到壽命縮短的軸承結構。此外，不利的是，無頭螺釘通過鏟裝到部件(軸)的材料中，亦即通過形狀配合連 接來達到其強度。由於這在所述軸上導致形成堆積，所以難以拆卸該軸承。
偏心環的特殊問題是，僅可通過兩個環的相互扭轉實現固定連接。然而，這意味 著，在軸承旋轉方向快速變換時出現配合縫的振動，並且可由此解開連接。也已知設計一種用於將軸承固定在部件上或之中的粘接。這種解決方案例如已經 在DE 22 03 664 Al中已記載。所述膠粘劑在此在裝入配合縫時直接引入待連接的部件之 間。這種方法的缺點是，難以將膠粘劑引入裝配線或該過程的可靠性_尤其考慮到待輸送 膠粘劑的量和接合部件的整潔_與裝配時的情況或各裝配工人有關。此外，在前述的解決方案中存在這樣的缺點，S卩，在手動引入膠粘劑時周圍部件， 例如密封件可能被膠粘劑浸潤。因此可以不利地影響這類部件的功能。本發明所要解決的技術問題是，改進一種藉助粘接將軸承環固定在部件上或之中 的方法來避免上述缺點。尤其以簡單廉價的方式實現乾淨的、僅作用於所需位置並且建立 起軸承環和部件之間的一種可靠連接的粘接。用於解決該技術問題的本發明方法的特點在於，所述方法具有這些步驟a)將所述膠粘劑引入到所述軸承環之上或之中或引入到部件之上或之中，此時， 膠粘劑尚未具備粘接特性；b)將軸承環和部件接合到期所望的相對位置；c)激活膠粘劑，使得所述粘膠劑達成所述軸承環和所述部件之間的粘接。當前，粘接理解為在膠粘劑和軸承環或部件表面之間的附著。因此，在膠粘劑的一種非粘接狀態中進行部件之間的接合。只有在達到待連接的 部件之間的精確的相對位置之後才「激活」膠粘劑，以便建立粘接。可以通過噴注過程實現按上述步驟a)所述的膠粘劑的引入。在噴注膠粘劑之後， 該膠粘劑發生凝固，並且隨後使之再次保持一定的粘稠度，以便該膠粘劑不粘貼並因此可 以有利地接合。之後激活膠粘劑並由此建立粘接。可選地並且優選可規定，通過由膠粘劑組成的固體的裝入來實現按上述步驟a) 所述的粘膠劑的引入。在此，優選由此實現膠粘劑的引入，即a』 )在軸承環或部件中開設環形凹槽，例如通過車削出環槽形的凹槽，並接著a」)將由膠粘劑組成的固體裝入所述凹槽中。由膠粘劑組成的固體在此優選具有空心圓柱的形狀。該膠粘劑可以尤其有利地設 計具有空心圓柱的形狀並在一圓周位置處具有切口。所述切口可以在此沿空心圓柱形膠粘 劑體的軸向延伸。可以通過加熱，尤其通過感應實現按上述步驟C)所述的膠粘劑的激活。也可通過施加超聲波進行膠粘劑的激活。此外，本發明一種優選的實施形式規定，膠粘劑的激活通過輸入與所述膠粘劑反 應的第二膠粘劑成分實現。膠粘劑的流動可在其激活之後沿軸向在軸承環和部件之間通過至少一個阻擋元 件得到限制。作為阻擋元件可以考慮優選設計為0型環的至少一個密封圈。另一方面阻擋 元件也可是一種定徑環。該阻擋元件在此優選設置在軸承環或部件內的環槽中。 所述軸承環優選是滾動軸承的內圈，那麼所述部件是軸。但是所述軸承環也同樣 可能是滾動軸承的外圈，所述部件是殼體。 已建議的方法的優點是，具有不同(材料)特性值的各種材料可以毫無問題地相互連接在一起。此外，提高了運行的安全性，因為可避免軸承環和部件之間(尤其在軸承內圈和 軸之間)的連接產生鬆脫。軸承環相對部件的精度(傾斜位置)也通過粘接得到改善。通過所建議的方案也可實現，以簡單的方式就能改善結合的尺寸精度和表面質 量，因為，可以更好地橋接消除製造公差。膠粘劑優選作為半成品(尤其以套筒的形式)置入或注塑到軸承孔中。根據對軸承精度的要求，校準引入穿孔中的粘膠劑或應用校準的墊圈也是有意義 的。附圖中示出本發明的各種實施方式。在附圖中

圖1是用於支承軸的球軸承的徑向截面，圖2是與圖1相應的側視圖，圖3是按圖1所示球軸承的放大視圖，圖4是按圖3所示球軸承的第一備選設計以及圖5是按圖3所示球軸承的第二備選設計。在圖1至3中可見由內圈1和外圈9組成的球軸承8，在內圈1和外圈9之間設有 球體10形式的滾動體。通過軸承8支承一個軸形式的部件2。為此軸承內圈1與軸2相連 接。未示出的是，軸承外圈9固定在一個未示出的殼體中。為了在軸承內圈1和軸2之間形成固定連接，設置一種粘接。待使用的膠粘劑3 在該實施形式中具有特別的設計。亦即使用一種在典型的環境溫度中(0攝氏度到50攝氏 度之間)具有固態粘稠度的膠粘劑(詳細內容和舉例進一步在下面說明)。由膠粘劑製造 一種在通常環境溫度中具有機械穩定性的部件。在本實施形式中將膠粘劑3製造成帶有薄壁的空心圓柱形部件。在一個圓周位置 處(參見圖2)該套筒形部件具有一個切口 5。軸承內圈1在面朝所述軸2的表面上具有一個車削環形槽(最好參考圖3)，它的 深度等於或略小於空心圓柱形膠粘劑3部件的厚度。用於膠粘劑部件的槽也可以設計得更 深，這樣有利於使用具有體積膨脹特性(添加發酵膨脹劑)的膠粘劑。由此填滿狹窄的縫 隙。據此也可以將由膠粘劑3構成的空心圓柱形部件推入凹槽4中。膠粘劑3由於切 口 5而按照卡接的形式被置入凹槽4中。該膠粘劑在典型的環境溫度中不僅具有固態粘稠度，而且不具有粘接特性。據此 軸承環1以及因而整個軸承8在膠粘劑3裝入軸2上的凹槽4之後毫無困難地推移到部件 1和2相連接的所需位置。這也在與膠粘劑鄰接的邊界區域內沒有造成任何汙染的情況下 進行，因為該膠粘劑尚沒有粘合作用。若到達期望的或所需的、在軸承環1和軸2之間的相對位置，膠粘劑3就被激活， 亦即，轉至該膠粘劑發揮粘合作用的狀態。結果建立了軸承環1和軸2之間永久的間接。在 此也在狹窄的配合縫或間隙的相鄰區域內發揮該粘合作用。根據所選的膠粘劑進行激活。在熱溶化的膠粘劑中(參見下文)可以通過加熱作 用，尤其通過感應實現激活。
可選地也可規定施加超聲波，來發揮膠粘劑3的粘合特性。另一可選的方案是將第二種成分添加至膠粘劑3，使得由於引起的化學反應而建 立起部件1和2之間的粘接。在圖4和圖5中可見按圖1至3的解決方案的擴展設計。在圖4中通過兩個0型環形式的密封圈6密封在內圈1的內部表面和軸2的外部 表面之間的接合區域。在根據圖5的實施方案中，使用具有相應支承作用的兩個定徑環7。對於待使用的膠粘劑應該注意以下幾點首先可以使用易熔融的膠粘劑(也稱作「熱熔膠(Hotmelts) 」)。該易熔的膠粘劑 在室溫下為固體，這對本發明而言十分有利。它能夠通過溶化進行加工，亦即，它在加熱時 發揮其粘合作用。因而在此通過溫度進行激活。熱的膠粘劑達成粘附結合。緊接著進行膠 粘劑的冷卻和凝固，使得連接牢固。這能夠以有利的方式實現快速裝配。可以用固態的熱熔性膠粘劑簡便地製成一個套筒，然後將其置入一個軸承圈支承 面中的一個凹槽(車槽)內。也可以使用接觸式膠粘劑。此外可以使用化學硬化的膠粘劑。在這種也稱作反應膠粘劑的膠粘劑中，將用於 膠粘劑的、各化學組成成分以合適的比例引入粘接縫。之後通過各組成成分彼此間的化學 反應實現硬化加固。根據本發明，優選使用，然而不僅僅只使用，兩種(或多種)成分的系 統。在這些系統中膠粘劑由各個單獨的成分，亦即A成分和B成分或粘結劑(也稱為樹脂) 和硬化劑組成，它們在應用之前以合適的比例接觸。通過相互接觸，事先單獨存在的各成分 之間開始化學反應而形成膠粘劑聚合物。此外可以考慮無氧硬化的膠粘劑。該膠粘劑作為單組分系統使用。所使用的(改 性的)丙烯酸酯單體根據與甲基丙烯酸甲酯類似的自由基鏈機理發生硬化。在此特別的 是，當膠粘劑在狹窄的金屬粘接縫中與周圍空氣隔絕時，硬化反應僅在排除氧氣的情況下， 也就是無氧地，並且在金屬離子出現時才開始。因此只有金屬材料才能被粘結，這對本發明 是有利的，因為硬化需要游離的金屬離子作為反應物。其它優選的、在本發明中可以有利使用的膠粘劑是輻射硬化的膠粘劑。在這些作 為單組分系統使用的膠粘劑中，通過自由基聚合硬化成固體聚合物，其中，通過紫外線(或 其它照射源，例如電子射線)的照射引起起始自由基的形成。紫外線的波長必須在此正好 與使用的膠粘劑系統協調。硬化通過紫外線的照射進行。在此可能有多個變型方案首先已知紫外線_丙烯酸酯。在液態中自由基交聯的紫外線膠粘劑主要由單體和 光引發劑組成。在這種狀態中膠粘劑很容易配用(dosieren)。通過紫外線照射作用，光引 發劑分裂成自由基。這些自由基引起聚合物鏈的形成。在硬化狀態中，紫外線膠粘劑由交 聯的聚合物鏈構成。此外，陽離子環氧樹脂(環氧樹脂-膠粘劑)可用於粘合不透明的基質，這在該實 施方式中是有利的。與自由基硬化的丙烯酸酯膠粘劑不同，陽離子硬化的膠粘劑系統可以 在使用紫外線充分活化之後在黑暗中繼續硬化。陽離子環氧樹脂同樣可以應用在可被紫外 線透射的部件中，就如應用在不可被紫外線透射的材料中那樣。在後一情形中，所述膠粘劑必須在配用之後，然而在通過紫外光束接合之前被活化。活化後的膠粘劑具有有限的接合 部件的開放時間。反之，通過兩個以上硬化機理得到的雙組分(dual)硬化產物適用於應用在沒有 任何照射源可進入的真正的陰暗區域。在陰暗區域的硬化要麼在氣密的情況下在有金屬存 在時通過空氣溼度實現，要麼通過供熱實現。在酚醛樹脂膠粘劑中，基本結構單元是酚(或酚衍生物)和甲醛，它們縮聚為聚合 物。在粘接技術中，使用由還沒有進行高分子聚合的酚醛樹脂和甲醛供體構成的混合物。這 種混合物作為溶液或粉末引入粘接縫中，並且通過將溫度提升到大約160至180°C來繼續 進行幾乎中斷的縮聚反應。由此得到的膠粘劑具有良好的耐熱性能，因此，該系統可以尤其 用在受熱的金屬粘接中。附圖標記清單
1軸承環(內圈)
2部件(軸，殼體)
3膠粘劑
4凹槽
5切口
6，7阻擋元件
6密封圈(0型環)
7定徑環
8軸承(滾動軸承，球軸承)
9軸承環(外圈)
10滾動體(球體)
權利要求
一種用於藉助粘接將軸承環(1)固定在部件(2)之上或之中的方法，其特徵在於，所述方法具有這些步驟a)將膠粘劑(3)引入到所述軸承環(1)之上或之中或引入到所述部件(2)之上或之中，此時，所述膠粘劑(3)尚未具備粘接特性；b)將所述軸承環(1)和所述部件(2)接合到所期望的相對位置；c)激活所述膠粘劑(3)，使得所述粘膠劑達成所述軸承環(1)和所述部件(2)之間的粘接。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過注塑過程實現按權利要求1步驟a)所 述的膠粘劑⑶的引入。
3.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過裝入由所述膠粘劑(3)構成的固體實現 按權利要求1步驟a)所述的膠粘劑(3)的引入。
4.按權利要求3所述的方法，其特徵在於，這樣來實現按權利要求1步驟a))所述的粘 膠劑(3)的引入，即A』 )在所述軸承環(1)或所述部件(2)中開設環形凹槽(4)；A」)將所述由膠粘劑(3)組成的固體裝入所述凹槽(4)中。
5.按權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述由膠粘劑(3)組成的固體具有空心圓柱 形的結構。
6.按權利要求5所述的方法，其特徵在於，具有空心圓柱形結構的所述膠粘劑(3)在一 圓周位置處具有一切口(5)。
7.按權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述切口(5)沿空心圓柱形膠粘劑體的軸向 延伸。
8.按權利要求1至7之一所述的方法，其特徵在於，通過加熱實現按權利要求1的步驟 c))所述的膠粘劑(3)的激活。
9.按權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述加熱通過感應實現。
10.按權利要求1至7之一所述的方法，其特徵在於，通過施加超聲波實現按權利要求 1的步驟c))所述的膠粘劑(3)的激活。
11.按權利要求1至7之一所述的方法，其特徵在於，通過輸送與所述膠粘劑(3)反應 的第二膠粘劑成分實現按權利要求1的步驟c)所述的膠粘劑(3)的激活。
12.按權利要求1至11之一所述的方法，其特徵在於，所述粘膠劑(3)的流動在其激活 之後沿軸向在軸承環(1)和部件(2)之間通過至少一個阻擋元件(6，7)受到限制。
13.按權利要求12所述的方法，其特徵在於，使用至少一個密封圈(6)作為所述阻擋元 件(6，7)。
14.按權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述密封圈(6)是0型環。
15.按權利要求12所述的方法，其特徵在於，使用至少一個定徑環(7)作為所述阻擋元 件(6，7)。
16.按權利要求12至15之一所述的方法，其特徵在於，所述阻擋元件(6，7)設置在所 述軸承環(1)或所述部件(2)內的環槽中。
17.按權利要求1至16之一所述的方法，其特徵在於，所述軸承環(1)是滾動軸承的內 圈，所述部件(2)是軸。
18.按權利要求1至16之一所述的方法，其特徵在於，所述軸承環(1)是滾動軸承的外 圈，所述部件(2)是殼體。
全文摘要
本發明涉及一種用於藉助粘接將軸承環(1)固定在部件(2)上或之中的方法。為了改善在軸承環和部件之間的固定，本發明規定這些步驟a)將所述膠粘劑(3)引入到所述軸承環(1)之上或之中或引入到所述部件(2)之上或之中，此時，所述膠粘劑(3)尚未具備粘接特性；b)將所述軸承環(1)和所述部件(2)相互接合到所期望的相對位置；c)激活所述膠粘劑(3)，使得所述粘膠劑達成所述軸承環(1)和所述部件(2)之間的粘接。
文檔編號F16C35/067GK101910658SQ200880123858
公開日2010年12月8日 申請日期2008年10月30日 優先權日2007年11月3日
發明者克裡斯琴·贊格, 威廉·邁耶 申請人:Skf公司