具有滾動體和法蘭的滾動軸承的製作方法
2023-08-02 01:31:36
具有滾動體和法蘭的滾動軸承的製作方法
【專利摘要】具有滾動體的滾動軸承包括外環、內環以及布置在滾動室中的滾動體。該滾動軸承還包括安裝在第一環上並且延伸到第二環附近的至少一個法蘭，具有用於固定到第一環上的裝置和與環的旋轉軸線成直角並且相對於固定裝置沿著該軸偏移的第一環狀帶。該法蘭還包括第二環狀帶、第三環狀帶和第四環狀帶。所述第二和第三環狀帶分別布置在第一帶徑向內側和外側，並且通過第一收進部和第二收進部在滾動體的方向上軸向相對所述第一帶偏移。所述第四帶徑向布置在第三帶和固定裝置之間並且通過第三收進部在滾動體的方向上沿著旋轉軸線相對於第三帶偏移。與用於固定到所述第一環上的法蘭的裝置相對的邊緣朝向滾動室向後摺疊並且在平行於第二環的徑向表面的方向上延伸。
【專利說明】具有滾動體和法蘭的滾動軸承【技術領域】[0001]本發明涉及一種具有滾動體的滾動軸承，所述滾動體用於相對於彼此支撐需要有相對旋轉運動的兩個部分。
【背景技術】
[0002]在滾動軸承領域，已知的實踐是滾動軸承配備有一個或兩個法蘭，以便將滾動軸承的兩個環間所限定的、並且其中布置滾動體的滾動室與外界隔離。JP-A-2000249 154從而提出在滾珠軸承的兩個相對側面上安裝兩個法蘭。這些法蘭具有較大的厚度，並且它們的幾何形狀使得滾動軸承的內環和外環比滾動室在平行於環的旋轉軸的方向上必須顯著地寬，以便避免這些法蘭側向伸出這些環之外或者在使用時與置於滾動軸承的環境中的部件相接觸。當它被安裝在其中一個環上時，作為被稱作「傘效應」現象的後果，一個法蘭會有繞其於環上的固定點傾斜的風險，所述「傘效應」傾向於使法蘭向滾動軸承的外側或內側向後彎折。使用從JP-A-2000 249 154所知的設備，當法蘭的與其用於固定到環上的裝置相對的邊緣面向滾動軸承外側取向時，這種傘效應更加具有損害性，其程度使得當法蘭不與滾動軸承的旋轉軸線成直角時它會側向伸出滾動軸承之外。另一方面，如果修改法蘭的幾何形狀，法蘭面臨與使滾珠保持就位在滾動室內的保持架相接觸的風險。
[0003]正是為了特別地補救這些缺點，本發明提出創新的具有滾動體的滾動軸承，該滾動軸承的法蘭有效地使滾動室與外界隔離，而沒有與保持架或布置在滾動室中的滾動體或與位於滾動軸承附近的部分發生幹涉的風險，這是由於法蘭並不軸向伸出滾動軸承的環之外。
【發明內容】
[0004]為此，本發明涉及一種具有滾動體的滾動軸承，該滾動軸承包括外環、內環以及布置在外環和內環之間形成的滾動室中的滾動體。該滾動軸承還包括至少一個安裝在外環和內環中的第一環上並且延伸至外環和內環中的第二環附近的法蘭，該法蘭包括用於固定到第一環上的裝置和與環的相對於彼此的旋轉軸成直角的第一環狀帶。根據本發明，法蘭還包括第二環狀帶、第三環狀帶和第四環狀帶。第二和第三環狀帶分別設置在第一環徑向內側和徑向外側，並且通過分別連接第一和第二帶以及第一和第三帶的第一收進部和第二收進部、在滾動體的方向上沿著旋轉軸線相對所述第一帶錯移開。第四環狀帶徑向布置在第三帶和固定裝置之間，並且通過第三收進部在滾動體的方向上沿著旋轉軸線相對於該第三帶錯移開。法蘭的與其用於固定到第一環上的裝置相對的邊緣，朝向滾動室向後彎折並且在平行於第二環的徑向表面的方向上延伸。
[0005]根據本發明，由於三個收進部的存在，法蘭的幾何形狀使得其能夠表現出足夠的剛度來確保滾動室與外界隔離的功能，同時呈現較小的軸向大小，這減少了法蘭與其環境之間、在滾動室一側和朝向外側發生幹涉的風險。最後，向後彎折的邊緣使得可以限制汙染物進入滾動室，而沒有作為傘效應結果的延伸出環外的風險。[0006]根據本發明的有利的但並非強制性的方面，這種滾動軸承可以結合一個或多個以下特徵，接受所有技術上可接受的組合:
[0007]-法蘭的厚度與其平行於旋轉軸線所測量的軸向寬度的第一比值小於0.2。
[0008]-第一收進部的平均半徑與滾動軸承的平均半徑的第二比值在0.85和0.95之間，優選的是等於0.9。
[0009]-第二收進部的平均半徑與滾動軸承的平均半徑的第三比值在1.05和1.15之間，優選的是等於1.09。
[0010]-相對於各環相對於彼此的旋轉軸線成直角的第一環狀帶相對於固定裝置沿著該軸線錯移開。
[0011]-法蘭的厚度小於或等於0.5_，優選的是等於0.4_。
[0012]-法蘭的向後彎折的邊緣伸過一軸向長度，所述軸向長度與所述法蘭的厚度的比值大於4,優選的是大於5。
[0013]-滾動軸承的平均半徑大於或等於75mm，優選的是大於或等於90mm，更優選的是等於100mm。
[0014]-法蘭捲縮就位到第一環上並且固定裝置包括當法蘭卷所到第一環上期間塑性變形的法蘭的至少一部分。
[0015]-第一環是滾動軸承的外環。
[0016]-第四帶可以在平行於旋轉軸線的方向上從滾動軸承外側接近，以便承受壓力緊靠在第一環的相應表面上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]參考附圖，通過僅作為例子給出的以下據其原理的滾動軸承實施方式的描述並參照附圖，將更好地理解本發明並且本發明的優點將更加清楚明顯，其中:
[0018]-圖1是根據本發明的滾動軸承的部分切掉的透視圖。
[0019]-圖2是大致對應於圖1中的細節II的分解透視局部視圖。
[0020]-圖3是屬於圖1和2的法蘭的局部剖面透視視圖。以及
[0021]-圖4是在圖1橫截面中能看到的滾動軸承的部分的放大比例半截面圖。
【具體實施方式】
[0022]圖中所示的滾動軸承2包括不旋轉的外環4和旋轉的內環6，在這兩者之間限定出滾動室8，通過保持架12保持就位的一系列滾珠10布置在滾動室內。
[0023]作為變體，其它滾動體可被使用，例如滾柱或滾針。
[0024]X2用來表示滾動軸承2的中軸線，即環4和6的相對旋轉軸線。
[0025]兩個法蘭14和16分別安裝在外環4上並且在內環6的方向上延伸，以便使滾動室8與外界隔離。
[0026]R2表示通過滾珠10的中心ClO的圓的半徑，該半徑作為滾動軸承2的平均半徑。該平均半徑有時被稱作「節徑」。該平均半徑R2的值大致等於100mm。換言之，滾動軸承2具有較大的尺寸，從而使得製造和裝配容差會對滾動軸承2的組成元件的各自定位有顯著影響。[0027]在實踐中，本發明可非常有利地適用於具有大於75mm平均半徑，優選的是大於90mm的滾動軸承。
[0028]法蘭14和16是相同的，隨後的以及涉及法蘭14的說明可置換到法蘭16上。
[0029]法蘭14定心在軸線X14上，在法蘭14安裝到環4的結構中軸線X14與軸線X2相同。
[0030]44和46分別表示外環4的側表面，這兩個側表面與軸線X2成直角，並且法蘭14和16分別安裝在所述側表面附近。42表示其中限定了用於滾珠10的滾道422的徑向內表面。在表面42和44之間的交界處，凹口 442伸過環4的整個外圍並且構成用於部分地容納和楔入法蘭14的一部分的容積。類似地，在表面42和46之間的交界處，凹口 462伸過環4的整個外圍，用於容納法蘭16的一部分。
[0031]P2表示與軸線X2成直角而且位於表面44和46中間的滾動軸承2的中間平面。該平面通過滾珠10的中心C10。
[0032]法蘭14在接近其徑向外部邊緣141處包括一些在法蘭14安裝在環4上的結構中朝向滾動軸承外側向後彎折的突片142。在實踐中，如以下所解釋的那樣，法蘭14通過邊緣141和突片142的塑性變形捲縮入凹口 332中。
[0033]143表示法蘭14的徑向內部邊緣。該邊緣由法蘭14的一部分構成，該部分是圓柱形的、朝向室8向後彎折並且平行於環6的徑向外部表面62，用於滾珠10的滾道622形成在所述徑向外部表面中。
[0034]向後彎折的邊緣143不與表面62相接觸，而是與後者界定了具有與半徑R2相比較小徑向寬度的環狀間隙E，防止雜質或溼氣通過該間隙E進入滾動室8。因此，法蘭14提供了將室8與外界隔離的功能。
[0035]在邊緣141和142之間的中間區域，法蘭14包括平面的、中心在軸線X14上並且與軸線X14成直角的第一環狀帶144。
[0036]在帶144和邊緣143之間，法蘭包括平行於帶144並且相對於該帶沿著軸線X2和X14軸向錯移開非零距離Λ2的第二環狀帶145。
[0037]這樣,在帶144和145之間形成第一錐形收進部(setback) 146,從而容許這些帶相對於彼此的軸向偏移。R146表示該錐形收進部的平均半徑，S卩，中心在軸線X14上並且通過帶144和145的中間的圓的半徑。
[0038]相對於帶144與145相對，即在帶144的徑向外側，法蘭14包括平行於帶144並且通過與收進部146對稱的第二錐形收進部148與帶144相連的第三環狀帶147。這樣，帶147相對於帶144在室8的方向上、沿著軸線X2和X14錯移開非零距離Λ 3。
[0039]距離Λ2和Λ 3是相等的。作為變體，它們可以是不同的。
[0040]R148表示收進部148的平均半徑，即，中心在軸線Χ14上並且通過帶144和147的中間的圓的半徑。
[0041]法蘭14還包括第四環狀帶149，所述第四環狀帶布置在邊緣141和帶147之間並且通過錐形帶150與帶147連接，錐形帶150形成第三收進部，使得最接近帶147的帶149端部沿著軸線Χ2和Χ14向滾動軸承2的內側錯移開距離Λ 4，該距離非零並且在實踐中大於距離Λ2和Λ3。所述帶要比形成收進部146和148的錐形帶寬。
[0042]R150表示收進部150的平均半徑，即中心在軸線Χ14上並且通過帶147和149的中間的圓的半徑。
[0043]在安裝好的結構中取向成面向滾動軸承2外側的帶149可以從法蘭14的外側接近，從而使得可以施加力以將帶149推靠在凹槽442的表面442A，如圖4中的箭頭Fl所示，而不受到從外側看不完全擋住表面149的齒142的妨礙。邊緣141和齒142使得可以施加離心力從而將法蘭14固定在凹口 442中。這樣，部分141和142構成用於使法蘭14在環4上固定不動的裝置。
[0044]帶144相對於這些固定裝置向滾動軸承2的外側沿著軸線X2和X14錯移，但並不延伸超出表面44和64。表面149和帶144之間的軸向錯移等於錯移Λ3和Λ 4的和。
[0045]e表示法蘭14的沒有彎折部分上的厚度，即，例如帶144、145、147和149其中一個的平面部分上。該厚度e等於金屬板片的厚度，法蘭14被成型之前從該金屬板片切割下來。
[0046]另外，L表示在法蘭14安裝在環4上的結構中平行於軸線X14或軸線X2所測量的法二 14的總覽度。該覽度L等於距尚Δ3和八4以及覽度6的和。
[0047]比例e/L小於0.2。換言之,法蘭14的實際厚度遠小於其軸向寬度。
[0048]在實踐中，可以選擇小於0.5mm的寬度e，優選的是等於0.4mm,這使得可以減輕法蘭14重量並且減少其軸向大小，特別是在第一帶144的區域上。從而，法蘭14雖然不徑向延伸超出環4的側表面44以及布置在表面44延伸部分上的環6的側表面64，但法蘭14並不與保持架12發生幹涉。
[0049]此外，半徑R146與半徑R2的比值在0.85和0.95之間。在實際中，該比值的取值可以設定為0.9。
[0050]另外，半徑R148與半徑R2的比值在1.05和1.15之間。在實踐中，該比值的取值可以設定為1.09。
[0051]比值R146/R2和R148/R2的相應取值決定構成法蘭14的一部分的帶144的徑向寬度，帶144必須儘可能遠離滾動軸承2的中間平面P2以便不與保持架12發生幹涉，保持架在滾動軸承2的平均半徑的部分附近相對於平面P2具有最大的寬度。
[0052]半徑R150與半徑R2的比值在1.05和1.30之間。在實踐中，該半徑可以設定為
1.15。
[0053]而且收進部146、148和150的半錐角在30°和50°之間，優選的是等於35°，並且Λ2/Λ4或Λ 3/Λ 4的比值在0.05和0.30之間，優選的是等於0.14。
[0054]在法蘭14的給定幾何形狀下，並且在其邊緣141和其齒142捲縮在凹槽442中而通過傘效應可能會有樞轉的後果的情況下，在圖4中箭頭F2方向上的法蘭14的可能的傾斜並非會產生導致法蘭14側向向外伸出表面44和64的結果，特別是因為厚度e比寬度L小而且因為邊緣143向平面P2，即向滾動室8，向後彎折。
[0055]L143表示向後彎折邊緣143的軸向長度，即邊緣143平行於軸線X14從帶145的外表面伸過的長度。長度L143與厚度e的比值L143/e選擇為大於4，優選的為大於5。這樣，空間E具有的軸向長度足以有效地防止雜質或溼氣進入室8.[0056]應當指出，收進部146和148使得能夠增加法蘭14的、由帶144、145和147組成的部分的剛度，而其厚度e的值很小，如上面所設想的。
[0057]根據未陳述的本發明的變體，法蘭14和16、甚至其中一個，可以固定到內環66上。那麼它們的向後摺疊的邊緣布置在外環4的表面42附近。
[0058]作為變體，滾動軸承2可以僅包括單個法蘭。
【權利要求】
1.一種具有滾動體的滾動軸承(2)，包括 -外環⑷， -內環(6)， -滾動體(10)，所述滾動體布置在外環和內環之間形成的滾動室(8)中， -至少一個法蘭(14，16)，所述法蘭安裝在外環和內環中的第一環(4)上，並且延伸到外環和內環中的第二環(6)附近，該法蘭包括用於固定到第一環上的裝置(141，142)和與環的相對於彼此的旋轉軸線(X2)成直角的第一環狀帶(144)，其特徵在於 -所述法蘭還包括第二環狀帶(145)、第三環狀帶(147)和第四環狀帶(149)， -所述第二和第三環狀帶(145，147)分別設置在第一帶(144)徑向內側和徑向外側，並且通過分別連接第一和第二帶(144，145)以及第一和第三帶(144，147)的第一收進部(146)和第二收進部(148)、在滾動體(10)的方向上沿著旋轉軸線(X2)相對所述第一帶錯移開(Δ 2，Δ 3), -所述第四環狀帶(149)徑向布置在第三帶(147)和固定裝置(141，142)之間，並且通過第三收進部(150)在滾動體(10)的方向上沿著旋轉軸線(X2)相對於第三帶錯移開(Λ4)，並且 -法蘭的與其用於固定到所述第一環(4)上的裝置(141，142)相對的邊緣(143)朝向滾動室(8)向後彎折並且在平行於第二環(6)的徑向表面(62)的方向上延伸。
2.根據權利要求1所述的滾動軸承，其特徵在於，法蘭(14，16)的厚度(e)與其平行於旋轉軸線(X2)所測量的軸向寬度(L)的第一比值(e/L)小於0.2。
3.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，第一收進部(146)的平均半徑(R146)與滾動軸承(2)的平均半徑(R2)的第二比值(R146/R2)在0.85和0.95之間，優選的是等於0.9ο
4.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，第二收進部(148)的平均半徑(R148)與滾動軸承的平均半徑(R2)的第三比值(R148/R2)在1.05和1.15之間，優選的是等於1.09ο
5.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，第一環狀帶(144)相對於固定裝置(141，142)、沿著環(4，6)的旋轉軸線(X2)錯移開(Λ3+Λ4)。
6.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，所述法蘭(14，16)的厚度(e)小於或等於0.5mm,優選的是等於0.4mm。
7.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，所述法蘭的向後摺疊的邊緣(143)伸過一軸向長度(L143)，所述軸向長度(L143)與所述法蘭的厚度的比值(L143/e)大於4,優選的是大於5。
8.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，滾動軸承的平均半徑(R2)大於或等於75mm，優選的是大於或等於90mm，更優選的是等於100mm。
9.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，所述法蘭(14，16)捲縮就位到第一環(4)上，並且固定裝置包括在法蘭捲縮到第一環上期間塑性變形的法蘭的至少一部分(141，142)。
10.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，所述第一環是外環(4)。
11.根據權利要求1或2所述的滾動軸承，其特徵在於，所述第四帶(149)可以在平行於旋轉軸線(X2)的方向上從滾動軸承外側接近，以便承受到壓力(Fl)緊靠在第一環(4)的相應表面( 442A)上。
【文檔編號】F16C19/16GK103511449SQ201310257908
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2012年6月26日
【發明者】E.查爾斯, B.康斯坦特 申請人:Skf公司