用於將雙列軸承安裝在鑄件中的方法，包括雙列軸承的輪子，以及具有該雙列軸承的結合件的製作方法

2023-05-09 03:33:01 1

專利名稱：用於將雙列軸承安裝在鑄件中的方法，包括雙列軸承的輪子，以及具有該雙列軸承的結合件的製作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1的前序中限定的將雙列軸承安裝在鑄件中的方法，如權利要求5的前序中限定的包括雙列軸承的輪子，以及如權利要求15的前序中限定的具有雙列軸承的結合件(joint)。
背景技術：
在實質上窄的輪子中，例如，在用於電梯中的轉向輪中，在用於自動扶梯的支承輪中或在其他相應的輪或支撐軸承中，一個球軸承的使用會產生一些問題。問題可由以下事實引起，即，球軸承的承載能力是有限的，使得根據承載能力必須選擇不必要地大的軸承為球軸承，在此情況下，待布置在該軸承中的軸也不必要地為結實的。另一個問題是，單個球軸承的滾道不是十分直的，而是在該球軸承中產生一些側面牽拉，並且由此至少產生額外的磨損。已經通過將兩個球軸承並排設置為所謂的雙列軸承來努力解決承載能力問題和滾道問題。圖1的解決方案示出這種類型的現有技術的解決方案，其底部被橫向剖開，示出設置有繩槽的鑄造轉向輪。彼此並排布置的兩個類似的球軸承設置在輪子的輪轂中，該球軸承的內表面彼此接觸。這些軸承要麼在鑄造之後安裝在輪子的輪轂中，要麼輪子直接鑄造在軸承周圍。如果軸承的安裝是在鑄造之後進行的，一個問題通常是昂貴的價格，因為在此情況下需要許多工作步驟(phase)。另外，根據軸承製造商的說明，彼此配合的特定軸承應當被用作雙列軸承，其是昂貴的。如果由於成本原因不希望使用昂貴的軸承，那麼這些軸承可選擇為比通常的大，然而這再次提高了價格並且改變了例如軸的結構。另一方面，如果輪子被鑄造在軸承周圍，當使用通常的軸承時，一個問題是在軸向方向即在軸承的寬度方向的公差，其會是如此大以使軸承的內緣邊(rim)會比外緣邊更寬。在此情況下，例如，當通過壓鑄製造輪子時，壓鑄模具將軸承的外緣邊擠壓在一起，即使內緣邊比外緣邊寬。在此情況下，結果會是軸承損壞。已經還通過將合適的間隔板放入到軸承殼體中用於在鑄造之前在軸承的內緣邊形成間隙來努力解決該問題。然而，在鑄造之前，將這些類型的未附連的間隔板定位在模具中在壓鑄技術中是非常笨拙的。圖2示出根據現有技術的第二解決方案。其中輪子是首先被鑄造，之後機加工軸承殼體，最後起到孔鎖定作用的槽被機加工在軸承殼體的緣邊的中心。之後，間隔環被放入合適位置並且球軸承在其兩側上，在此情況下為間隔環的厚度的間隙保持在軸承的內表面之間。這是一種技術上可行的方法，但是在實踐中許多機加工步驟使得該解決方案製造起
來太昂貴
發明內容
本發明的目的是要消除前述缺點並且要實現一種簡單的、操作可靠的且廉價的用於將雙列軸承安裝在鑄件中的方法。另外，本發明的目的是要實現一種非常實用且廉價的包括雙列軸承的輪子。根據本發明的方法特徵在於權利要求1的特徵部分中公開的內容。 相應地，根據本發明的輪子的特徵在於權利要求5的特徵部分中公開的內容。根據本發明的結合件的特徵在於權利要求15的特徵部分中公開的內容。本發明的其他實施例的特徵在於其他權利要求中公開的內容。本發明的某些實施例還在本申請的說明書中部分中進行了論述。本申請的發明內容還可限定為與以下提供的權利要求不同。發明內容還可包括幾個單獨的發明，特別是如果鑑於措辭或隱含的子任務考慮本發明或從實現的優點或幾類優點的視角考慮本發明。在此情況下，包含在以下權利要求中的某些特徵從單獨的發明構思的視角看會是多餘的。同樣地，提供的與每個實施例有關的不同細節還可應用到其他實施例中。另外，可以說，至少某些從屬權利要求至少在某些情況下可被認為其本身是具有創造性的。在實踐中，對雙列軸承輪子進行的好的解決方案是將環狀間隔裝置設置在雙列軸承的軸承單元之間，第一部分的間隔裝置通過它的外緣邊支撐軸承單元，第二部分的間隔裝置從彼此支撐軸承單元，軸承的分隔部分的厚度的厚間隙保持在軸承單元之間。該間隙總是布置成如此大以使雖然雙列軸承的軸承單元的外緣邊可能經由非常薄的間隔裝置彼此連接，但是軸承單元的內緣邊保持彼此分開。在實踐中，在軸承的軸的方向上軸承單元的內外緣邊的尺寸公差設定為間隔部分的最小厚度。根據本發明的解決方案適於所有類型的設置有軸承的旋轉元件，更具體地，例如適於用於電梯中的轉向輪，用於自動扶梯中的支承輪或其他相應的輪子和支撐軸承，同樣地，替代在所述實施例中描述的壓鑄方法，其他鑄造方法適用於根據本發明的解決方案中， 例如灌鑄。本發明可有利地應用以使到雙列軸承的軸承單元之間的間隔裝置具有和鑄造在雙列軸承周圍的鑄件大致相同的材料。為輪子或其他物件製作的雙列軸承的間隔裝置可以是金屬、塑料或其他合適的某一材料。其還可以是這樣一種材料，即該材料使得間隔裝置連同鑄件部分地或全部地熔化到要被鑄造的輪子或其他物件的材料中。優選地，間隔裝置具有和要鑄造的鑄件，例如輪子，基本相同的材料。當使用熱塑性材料或相應使用的材料時，當通過熔化的間隔裝置製造鑄件時，優選地，適配與正在製造的物件的自然冷卻和/或輔助冷卻有關的要鑄造的材料的量和溫度，以使間隔裝置充分熔化以與冷卻的鑄造材料形成為均勻的實體，優選在它們之間沒有分界面，但是，其中在另一方面間隔裝置沒有被熔化，因此在鑄造過程中保持其承載能力，用於將軸承彼此定位。相應地，當使用化學地或否則單獨地，例如用UV光，硬化的鑄造材料時，化學地或者以其他方式軟化將位於鑄件的側部上的間隔裝置的表面會是必需的。因此，這樣，間隔裝置首先熔化或軟化，可能與鑄件混合，或與鑄件至少形成基本無邊界的結合件，然後隨著鑄件硬化再次硬化。根據本發明的解決方案的一個優點是軸承緣邊在鑄造步驟例如壓鑄步驟中不會被損壞，因為軸承的內緣邊沒法彼此接觸，即使用便宜的軸承。另外，在該方法中，更便宜和更小的軸承可安全地用作雙列軸承，在此情況下，製造成本降低。同樣地，可靠性提高了，因為雙列軸承可以以更小的成本投入使用，因此更大的單個軸承，其中同樣存在前述的側面
5牽拉的問題，將不需被使用。另一個優點是例如在自動化(robotic)生產中將存在更少的軸承掉落，因為這些軸承可在鑄造之前被彼此附連。本發明還可應用到製造具有軸承的結合件。在此情況下，這些軸承以與該申請中提供的用於將雙列軸承製造在鑄造輪中相應的方式從它們的外緣邊鑄造成要被結合的第二物件。與在該申請中提供的輪子和輪子軸承的製造有關的原則可直接轉用到結合件的軸承並製造結合軸承。


下面，將藉助於一些實施例並且通過參照簡化的附圖更詳細地描述本發明，其中圖1示出一個現有技術的設置有繩槽的鑄造轉向輪，其是從側面進行觀察並且底部橫向剖開；圖2示出第二個現有技術的設置有繩槽的鑄造轉向輪，其是從側面進行觀察並且底部橫向剖開；圖3示出根據本發明的一個設置有繩槽的鑄造轉向輪，其是從側面進行觀察並且底部橫向剖開；圖4示出根據圖3的解決方案的軸承系統的一個細節，其是從側面進行觀察並且橫向剖開；圖5示出根據本發明的解決方案的軸承系統的一個替代細節，其是從側面進行觀察並且橫向剖開；圖6示出根據本發明的解決方案的軸承系統的第二替代細節，其是從側面進行觀察並且橫向剖開；圖7示出根據圖3-5的間隔環類型的側視圖，其被橫向剖開並放大；以及圖8示出根據圖6的間隔環類型的側視圖，其被橫向剖開並放大。
具體實施例方式圖3-5和7示出根據本發明的與雙列軸承有關的一種類型的解決方案的前視圖。 圖3包含在其外緣邊上設置有繩槽的鑄造轉向輪1，該轉向輪的底部部分為了圖示目的橫向剖開以使半個雙列軸承4是可見的。轉向輪1包括輪轂2，其包括用於前述雙列軸承4的中心孔3。雙列軸承4包括兩個軸承單元，其基本相似，例如球軸承，它們彼此並排布置。環狀間隔裝置5設置在球軸承之間，該間隔裝置包括支撐部分6，其適配成通過球軸承的外緣邊支撐球軸承；以及間隔部分7，其適配成在軸承之間向內朝向軸承的旋轉軸延伸以使間隔部分7的厚度的間隙保持在球軸承之間。橫截面形狀基本對稱的間隔裝置5的支撐部分6的內表面，即軸承側上的表面，包括大致在軸承的旋轉軸方向上的支撐表面8，在間隔部分7的兩側上各一個。相應地，間隔部分7包括在兩側上的側部支撐表面9，該側部支撐表面相對於軸承的旋轉軸，即在軸承的緣邊的側表面的方向，基本成直角，並且適配成倚靠在軸承的外緣邊的彼此面對的側表面上。圖6和8示出根據本發明的與雙列軸承有關的第二解決方案的前部截面圖。在該解決方案中，環狀間隔裝置如被裝配在球軸承之間，該間隔裝置其橫截面成形為像大寫L 並且包括支撐部分6和間隔部分7，並且該間隔裝置適配成在軸承之間向內朝向軸承的旋轉軸延伸以使間隔部分7的厚度的間隙保持在球軸承之間。在此相對於早前描述的解決方案的不同之處在於，支撐部分6適配成通過其外緣邊僅支撐雙列軸承的一個球軸承。間隔裝置fe的支撐部分6的內表面，即軸承側的表面，包括在間隔部分7的一側上的支撐表面8，其基本在軸承的旋轉軸方向上。相應地，間隔部分7包括在兩側上的側部支撐表面9，該側部支撐表面相對於軸承的旋轉軸，即基本在軸承的緣邊的側表面的方向， 基本成直角，並且適配成倚靠在軸承的外緣邊的彼此面對的側表面上。間隔部分7在徑向方向上的長度，即軸承的側表面的方向上的可達範圍，即支撐表面8的半徑和間隔裝置5，fe的中心孔的半徑的差，可以變化，但是重要之處在於，該可達範圍沒有延伸到軸承的內緣邊。優選地，該可達範圍比在徑向方向上軸承的外緣邊厚度更短。同樣地，間隔部分7的厚度可變化，如通過圖4，5和6的例子示出的。在該情況下， 軸承對4還可用在更寬的輪子中或相應元件中。然而，為了軸承對4之間的間隔工作可靠， 間隔部分7的最小厚度必須具有確定的量值。足夠安全的最小厚度大於軸承寬度公差的兩倍，即L > 2*t，其中L =間隔部分的厚度，t =軸承的寬度公差。間隔裝置5，fe的材料可以是金屬、塑料或其他某一合適的材料。其也可以是這樣一種材料，即，該材料使得間隔裝置5，fe連同鑄件一起鑄造到要被鑄造的輪子1的材料中。 在此情況下，其可例如為與要鑄造的鑄件例如輪子1基本相同的材料。間隔裝置5在其橫截面使得僅側部支撐表面9和一個/多個支撐表面8倚靠在軸承的外緣邊上時位於其最佳的合適位置。在此情況下，側部支撐表面9和支撐表面8之間的內拐角沒有倚靠在軸承的外拐角上而是在其之間保持一間隙。在此情況下，例如，間隔裝置5的側部支撐表面9和支撐表面8之間的內拐角可以是直角，或例如從側部支撐表面9 和支撐表面8之間的剪切面向內延伸以使間隔裝置5的間隔部分7的厚度和支撐部分6的厚度在內拐角的位置處比在支撐表面8和側部支撐表面9的位置處更薄。通過根據本發明的方法，雙列軸承如下地安裝在鑄件中首先，通過將球軸承彼此並排地挨著布置，並且通過將間隔裝置5，fe布置在球軸承之間以使間隔裝置5，如倚靠在軸承外緣邊的外表面的至少一個上或兩個上以及間隔裝置5，fe的間隔部分7設置在所述外緣邊的彼此面對的側表面之間，雙列軸承4由兩個基本相似的球軸承，即軸承單元，形成。因此，通過間隔裝置5，5a，在球軸承之間在它們的軸向方向上形成間隙，該間隙防止了球軸承的內緣邊彼此接觸。以上述方式形成的雙列軸承4在此之後被放置在鑄造模具的正確位置，並且，鑄件，例如輪子，被鑄造在雙列軸承4周圍，在此情況下，雙列軸承4在鑄造完成之後在輪子1 的輪轂中保持在其合適的位置。間隔裝置5，fe的間隔部分7在鑄造過程中保持球軸承彼此分開，同時防止鑄造材料從軸承的外緣邊之間進入到軸承的內部部分中。對本領域內的技術人員明顯的是，本發明的不同實施例不限於上述例子，而是它們可在以下提供的權利要求的範圍內變化。因此，例如，該方法的步驟的數量和順序可不同於以上所提供的。對本領域內的技術人員明顯的是，可使用其他軸承，例如滾子軸承，而不是球軸承。 對本領域內的技術人員還明顯的是，間隔裝置的橫截面形狀可不同於以上所述的。
權利要求
1.一種用於將雙列軸承(4)安裝在鑄件中的方法，所述雙列軸承(4)包括彼此基本相似的至少兩個軸承單元，優選兩個球軸承單元，其特徵在於，該方法包括至少以下的步驟通過將兩個軸承彼此相鄰地並排地布置以及通過放置在所述軸承之間形成間隙的間隔裝置(5，5a)以使該間隔裝置(5，5a)倚靠在至少一個軸承的外緣邊的外表面上以及所述間隔裝置(5，5a)的間隔部分(7)布置在所述軸承的外緣邊的彼此面對的側部表面之間，從而形成雙列軸承(4)，形成的所述雙列軸承(4)被放置在鑄造模具中的正確位置，在所述雙列軸承(4)周圍鑄造鑄件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在鑄造之前，所述間隔裝置( 被支撐在兩個軸承的外緣邊的外表面上，並且所述間隔裝置(5)的間隔部分(7)被設置在所述軸承的外緣邊的彼此面對的側部表面上。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述鑄件被鑄造在雙列軸承(4)周圍作為壓鑄件。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其特徵在於，所述間隔裝置( 被布置成至少部分地熔化或軟化並且允許所述間隔裝置隨著所述鑄件的硬化再次硬化。
5.一種至少包括輪轂O)的輪子，該輪子包括中心孔(3)，雙列軸承(4)設置在所述中心孔中，其特徵在於，所述雙列軸承的軸承單元通過倚靠至少一個軸承的外緣邊的外表面的間隔裝置(5，5a)在軸向方向上彼此分開。
6.根據權利要求5所述的輪子，其特徵在於，環狀的間隔裝置( 被設置在所述雙列軸承的所述軸承單元之間，該間隔裝置包括支撐部分(6)，該支撐部分適配成通過兩個軸承單元的外緣邊支撐所述兩個軸承單元；以及間隔部分(7)，該間隔部分適配成在所述軸承單元之間向內朝向所述軸承的旋轉軸延伸以使所述間隔部分(7)的厚度的間隙保持在所述軸承單元之間。
7.根據權利要求5或6所述的輪子，其特徵在於，所述間隔裝置( 在其橫截面中基本對稱，並且所述間隔裝置(5)的支撐部分(6)的在軸承側的表面包括基本在所述軸承的旋轉軸的方向上的支撐表面(8)，在間隔部分(7)的兩側上各一個。
8.根據權利要求5所述的輪子，其特徵在於，環狀的間隔裝置(5a)被設置在所述雙列軸承(4)的軸承單元之間，該間隔裝置包括支撐部分(6)，該支撐部分適配成通過其外緣邊支撐一個所述軸承單元；以及間隔部分(7)，該間隔部分適配成在所述軸承單元之間向內朝向所述軸承的旋轉軸延伸以使所述間隔部分(7)的厚度的間隙保持在所述軸承單元之間。
9.根據以上權利要求5-8中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔部分(7)包括在兩側上的側部支撐表面(9)，該側部支撐表面基本在所述軸承的緣邊的側部表面的方向上並且適配成倚靠在所述軸承的外緣邊的彼此面對的側部表面上。
10.根據以上權利要求5-9中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔部分(7)在所述軸承的側部表面的方向上的徑向可達範圍比所述軸承的外緣邊在徑向方向的厚度更短。
11.根據以上權利要求5-10中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔部分(7)的厚度大於所述軸承的寬度公差的兩倍。
12.根據以上權利要求5-11中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔裝置(5)具有與圍繞雙列軸承(4)鑄造的鑄件基本相同的材料。
13.根據以上權利要求5-11中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔裝置(5)適配成防止鑄造材料經由所述軸承的外緣邊進入到所述雙列軸承的軸承單元之間的間隙中。
14.根據以上權利要求5-13中的任一項所述的輪子，其特徵在於，所述間隔裝置(5)包括與所述輪子的鑄造材料一起硬化的材料。
15.一種結合件，包括在結合物件中的軸承孔(3)，雙列軸承(4)設置在該軸承孔中，其特徵在於，所述雙列軸承的軸承單元藉助於倚靠至少一個軸承的外緣邊的外表面的間隔裝置(5，5a)在軸向方向上彼此間隔開。
全文摘要
本發明的目的是一種用於將鑄造的雙列軸承(4)安裝在鑄件中的方法，以及根據該方法製造的輪子。雙列軸承(4)包括基本相似的至少兩個軸承單元。該方法包括至少以下步驟通過將兩個軸承彼此相鄰並排地設置以及通過放置在所述軸承之間形成間隙的間隔裝置(5，5a)以使間隔裝置(5，5a)倚靠在至少一個軸承的外緣邊的外表面上以及所述間隔裝置(5，5a)的間隔部分(7)設置在所述軸承的外緣邊的彼此面對的側部表面之間，從而形成雙列軸承(4)；形成的雙列軸承(4)在鑄造模具中被放置在正確的位置；以及在雙列軸承(4)周圍鑄造鑄件。
文檔編號F16C35/06GK102308107SQ201080006972
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月9日 優先權日2009年2月10日
發明者林德福斯 E. 申請人:通力股份公司