軸承裝置和用於差速傳動裝置的支承的構件的製作方法

2023-06-20 21:34:46 1

專利名稱：軸承裝置和用於差速傳動裝置的支承的構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有至少兩個在軸向間隔設置的滾動軸承的軸承裝置，兩個滾動 軸承中至少一個設計為圓錐滾子軸承，其中圓錐滾子軸承具有一些截錐形的滾動體。此外， 本發明還涉及一種用於差速傳動裝置的受支承構件。
背景技術：
本文開頭所述類型的軸承裝置尤其用於汽車領域。它們例如應用在齒輪軸承中或 用於支承差速傳動裝置的軸。在圓錐滾子軸承結構與應用有關的設計中，主要取決於所謂 的圓錐角的選擇。截錐形滾動體虛構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構的承載量取決於軸承所選擇的圓錐角。在使用滾動軸承結構時，一般在高轉速的區域內要注意，會出現軸承結構的構件 不希望有的加熱。這尤其對軸承結構所使用潤滑劑的溫度有負面影響。在應用集中潤滑系 統的情況下，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。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種特別是低摩擦的軸承裝置和一種用於差 速傳動裝置的受支承的構件，該構件是為高轉速而設計的。該技術問題首先通過一種帶有至少兩個在軸向間隔設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構時，尤其在汽車領域中，圓錐角為20°或更小。然而意 想不到的是，圓錐角在從20°到33°的範圍中升高時，軸承中出現的摩擦可明顯降低。這 導致軸承裝置在運行時減少放熱，從而明顯減少尤其是用於潤滑劑的冷卻費用。第二滾動 軸承用作主要承擔負載的圓錐滾子軸承的支座或配對推力軸承，並且可以例如設計為圓錐 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用而定，根據負荷和所要求的轉速來決定選擇。在本發明的一個有利的設計方案中，設置另一個圓錐滾子軸承，所述兩個圓錐滾 子軸承布置成0形結構。圓錐滾子軸承結構的這類布置尤其在汽車領域中很常見。所謂0 形布置結構的命名來由在於，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形結構，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形布置結構的圓錐滾子軸承中 尤其有益，並導致特別地降低摩擦。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構中所使用的 滾動體的數量。按照本發明的一個優選的實施形式，每個圓錐滾子軸承結構的滾動體的數 量，如果去零化整的話，各佔到滿(裝)滾子數的60與90%之間，優選在70與75%之間， 特別優選的是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。按照本發明的優選實施形式，滾動體的數量此時為27。在配有圓 錐角為24° 12」和滾動體數量佔到滿滾子數的73%的相應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。該技術問題還通過一種用於差速傳動裝置的已支承的構件解決，該構件具有在末 端側布置有輪齒的軸，其中，構件具有軸承裝置，用於能夠轉動地支承該構件軸承裝置。這 樣，本發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用，在那 裡，尤其是在提高速度時出現了更高的轉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量來降低軸承裝置的承載量。用於按本發明的軸承裝置的備選應用領域例如是齒輪軸承和螺紋傳動裝置。


本發明的其它優點和實施形式由下面結合附圖一起說明的實施例得出。圖1示出按照本發明的用於差速傳動裝置的受支承構件及相應的軸承裝置。
具體實施例方式在圖中作為本發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，在該軸的末端側布置有傾斜走向的輪齒5。在此，軸可以設計為實心軸或空心軸。傾 斜走向的輪齒5與軸3 —體構造。它在差速傳動裝置中與兩個軸的類似傾斜設計的輪齒配 合作用。軸3必須是為了功能而可轉動地支承在差速傳動裝置中。因此，它藉助於軸承裝 置7可轉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構，其各 具有內環9a或％。此外，兩個圓錐滾子軸承結構具有一個共有的外環11。在外環11上安 有法蘭形的凸肩13，外環11藉助於該凸肩能夠固定在未示出的差速傳動裝置的外殼上。內 環9a或9b具有圓錐滾子15的滾動面。外環11具有為此對應的滾動面。經過滾動體15 和內環9a或％，軸3可轉動地面對外環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中導引。在內環9a和9b之間，軸3上布置有中間環19。這個中間環用來確 定內環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 易於安裝。除此之外，中間環19用來確定兩個內環9a和9b的軸向夾緊力。為了軸承裝置7的軸向鎖定，內環9a在軸向頂著輪齒5。在此基於與軸3的一體 構造形成優點。在軸3的對置側上設置有用於軸向固定的夾緊螺母21。在夾緊螺母21與 內環9b之間布置有夾緊環23。通過所示出的圓錐滾子15，各用點畫線畫出一條想像中的對稱線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的摩擦。
為了額外地降低軸承中出現的摩擦，與滿(裝)滾子數相比，所使用的圓錐滾子15 的數量發生減少。在理想情況，如果去零化整的話，這一數量佔到滿滾子數的73%。在直 徑為120mm時例如具有37個滾子的標準軸承中，按照本發明的軸承只具有27個圓錐滾子。 因此可以達到進一步降低摩擦。保持架17相應設計為，使它能可靠地引導圓錐滾子，而使 得這些圓錐滾子在軸承運動期間不能遊動。這特別由於減少的滾子數量而必需。所示的差速齒輪1是本發明的一個優選實施形式。然而，如果降低所產生的熱量 有益，軸承裝置7的減少摩擦的設計同樣可以應用在除差速傳動裝置以外的其它應用領域 中。事實表明，尤其在5000轉/分鐘數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，基於在公知的圓錐滾子軸承結構中的高摩擦，造成溫度大幅 升高的後果。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按照本發明的設計，可以實現摩擦的顯著減 少，從而使軸承裝置7中的每個圓錐滾子軸承產生較少的達800瓦的熱功率。因此大幅降 低了用於潤滑油的冷卻費用。為了獲得按照本發明的優點，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計。視在所選擇的使用條件下軸承裝置的應用而定，根據負荷和 所要求的轉速來決定選擇。
權利要求
一種帶有至少兩個在軸向間隔設置的滾動軸承的軸承裝置，兩個滾動軸承中的至少一個設計為圓錐滾子軸承，其中，圓錐滾子軸承具有一些截錐形的滾動體，其特徵在於，圓錐角在20°與33°之間。
2.如權利要求1所述的軸承裝置，其中，設置另一個圓錐滾子軸承，其中，兩個圓錐滾 子軸承以0形結構布置。
3.如權利要求1或2所述的軸承裝置，其中，圓錐角為24°12」。
4.如權利要求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量， 在去零為整的情況下，分別佔到滿滾子數的60與90%之間。
5.如權利要求1至4之一所述的軸承裝置，其中，設置兩個內環，其中，每個內環具有用 於滾動體的滾動面。
6.如權利要求1至5之一所述的軸承裝置，其中，所述兩個內環在軸向通過一個徑向環 繞的中間環間隔開。
7.一種用於差速傳動裝置的被支承的構件，該構件具有一根在末端側布置有輪齒的 軸，其中，所述構件具有軸承裝置，用於能夠轉動地支承該構件，其特徵在於，所述軸承裝置 設計成按權利要求1至6之一所述的軸承裝置。
8.如權利要求7所述的構件，其中，所述輪齒與軸一體設計。
9.如權利要求7或8所述的構件，其中，所述輪齒構成用於其中一個滾動軸承的內環的 軸向止擋。
10.如權利要求7至9之一所述的構件，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對置的端部設置一個夾緊螺母。
11.如權利要求10所述的構件，其中，在所述夾緊螺母與相鄰的內環之間布置一個中 間環。
全文摘要
本發明設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 優先權日2009年6月30日
發明者尤多·克魯格, 託馬斯·弗雷德裡克, 沃爾夫岡·赫斯萊恩 申請人:Skf公司