專利名稱：用于角接觸球軸承的保持架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于角接觸球軸承的保持架，它有一些彼此相鄰的并且通過(guò)過(guò)梁互相隔開(kāi)的球穴，其中，固定鼻從過(guò)梁伸出。
背景技術(shù)：
在US 6,447,169 B2中介紹了此類保持架。典型的用于制造此類保持架的材料例如是用玻璃或碳纖維增強(qiáng)的聚酰胺(例如PA66/GF)。在這種情況下，保持架具有兩個(gè)通過(guò)過(guò)梁互相連接的側(cè)幫。側(cè)幫之一在保持架一側(cè)設(shè)在分圓的上方，而另一個(gè)側(cè)幫設(shè)在分圓下方。
這些固定鼻通常設(shè)計(jì)在側(cè)幫之一上，或如在按US 6,447,169 B2所論及的實(shí)例中那樣設(shè)計(jì)在過(guò)梁上并且沿徑向從保持架伸出邊幫或伸出側(cè)壁。固定鼻嚙合在角接觸球軸承其中一個(gè)軸承圈相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。與球體和相應(yīng)的軸承圈一起預(yù)裝配為一個(gè)結(jié)構(gòu)組件的保持架，借助固定鼻固定在所述軸承圈上。這種固定鼻也適用于保持架在軸承中的軸向運(yùn)動(dòng)限制。
在將保持架安裝到軸承圈上/內(nèi)時(shí)，固定鼻彈性地或彈入或回彈，直至固定鼻卡鎖在軸承圈相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。在裝配時(shí)固定鼻上形成最大彎矩的區(qū)域內(nèi)，固定鼻必須足夠穩(wěn)定，以便在推移到軸承圈上時(shí)沒(méi)有永久變形或斷裂。因此，按先有技術(shù)保持架固定鼻的材料橫截面，從固定鼻的自由端出發(fā)觀察，隨著朝過(guò)梁方向距離的減小而增加。因此，在小尺寸的同時(shí)有較大橫截面的固定鼻對(duì)于固定鼻的穩(wěn)定性是有利的。在論及的先有技術(shù)中介紹的固定鼻因而設(shè)計(jì)得比較小和緊湊。
然而，當(dāng)保持架安裝到軸承圈上/內(nèi)時(shí)大的橫截面卻是不利的，因?yàn)樵诠潭ū腔貜棔r(shí)為了克服阻力推移到例如內(nèi)圈上便需要大的裝配力。此外，基于大的裝配力因此固定鼻設(shè)計(jì)成沒(méi)有足夠的彈性，以及盡管有這種緊湊的結(jié)構(gòu)形式但仍容易損壞。
在角接觸球軸承中固定鼻的尺寸受到限制，因?yàn)樵诮墙佑|球軸承的軸承圈之間只有小的結(jié)構(gòu)空間可供使用。
用于制造保持架的模具設(shè)計(jì)得比較復(fù)雜。應(yīng)力求將固定鼻的幾何形狀設(shè)計(jì)得盡可能簡(jiǎn)單。因此按先有技術(shù)的保持架，基于制造技術(shù)例如要求每個(gè)固定鼻面朝周向的側(cè)面彼此平行定向。
在保持架自動(dòng)裝配時(shí)，經(jīng)常借助抓具夾取并運(yùn)動(dòng)保持架。固定鼻在這時(shí)往往成為輔助工具，用抓具在固定鼻上抓住保持架。此時(shí)，為了使尺寸比較小因而固定鼻也有小的夾緊面這對(duì)于抓具來(lái)說(shuō)又是不利的。
上述對(duì)于保持架及其固定鼻在穩(wěn)定性方面的要求，與它們?cè)谥圃鞎r(shí)低的原料使用量的要求是矛盾的。若保持架總體上有小的材料截面并因而設(shè)計(jì)為薄壁，可以節(jié)省用于制造保持架的原料。此外，橫截面和尤其例如從過(guò)梁到邊幫的過(guò)渡區(qū)，出自于制造技術(shù)方面的原因應(yīng)當(dāng)是均勻的。
所述的薄壁性由于要求保持架有高的工作強(qiáng)度而受到限制。若邊幫或側(cè)壁的橫截面過(guò)小，則擔(dān)憂固定鼻的變形會(huì)傳給邊幫/側(cè)壁并使它們斷裂或塑性變形。此外，薄壁塑料件在從模具脫模后極不穩(wěn)定，以及往往在之后的進(jìn)一步冷卻時(shí)和庫(kù)存期間失去其規(guī)定的形狀或幾何尺寸。
上述自相矛盾的要求使得帶固定鼻的保持架的最優(yōu)化設(shè)計(jì)更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種保持架，它最佳地滿足上述對(duì)可制造性、對(duì)廉價(jià)地生產(chǎn)以及對(duì)功能的部分自相矛盾的要求。
此目的按權(quán)利要求1特征部分的技術(shù)主題達(dá)到。球穴沿保持架的一個(gè)或兩個(gè)軸向分別以一個(gè)側(cè)壁和以一個(gè)公共的邊幫為界或兩側(cè)通過(guò)一個(gè)邊幫為界。側(cè)壁和/或邊幫優(yōu)選地有近似均勻的壁厚。每個(gè)側(cè)壁或每個(gè)邊幫將兩個(gè)彼此對(duì)置的過(guò)梁在圓周側(cè)互相連接在一起。
例如用于將保持架軸向固定在角接觸球軸承內(nèi)/外圈的一個(gè)環(huán)形槽內(nèi)的固定鼻，朝外圈的方向或朝內(nèi)圈的方向從過(guò)梁伸出。固定鼻在圓周側(cè)總是與其他固定鼻相鄰。
固定鼻相互面對(duì)面相鄰的側(cè)面彼此傾斜為，使得在一個(gè)固定鼻上的側(cè)面與相鄰固定鼻互相面對(duì)的側(cè)面彼此傾斜。
在這里，每個(gè)固定鼻在圓周側(cè)通過(guò)周向空隙與另一個(gè)固定鼻分開(kāi)。彼此相鄰的固定鼻面朝周向空隙的側(cè)面，隨著從過(guò)梁出發(fā)看的距離的增大以及隨著離旋轉(zhuǎn)軸線距離的逐漸減小而互相靠近。由此，在空隙處互相對(duì)置的側(cè)面之間的周向空隙的內(nèi)部?jī)魧挾?，從過(guò)梁出發(fā)看朝固定鼻自由端的方向減小。因此固定鼻朝其自由端的方向展寬。與此同時(shí)，優(yōu)選地固定鼻的高度隨寬度的增加而減小。由此，固定鼻尤其在與軸承圈卡鎖時(shí)產(chǎn)生最大彎矩的區(qū)域內(nèi)是穩(wěn)定的，而且設(shè)計(jì)為朝自由端方向有漸增的彈性。
所述的固定鼻是有彈性的，因?yàn)樗鼈兣c按先有技術(shù)的緊湊式結(jié)構(gòu)形式相比有較小的材料截面和比較長(zhǎng)。固定鼻最小的長(zhǎng)度(朝固定鼻自由端的頂最近的那個(gè)到過(guò)梁的過(guò)渡區(qū)的方向離固定鼻自由端頂?shù)淖钚【嚯x)與最大高度之比不小于2∶1，而且寧可更大。彈性易撓曲的固定鼻由于裝配力小，所以更容易將保持架裝到軸承圈上。
本發(fā)明的一項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)定，在圓周側(cè)面對(duì)面的側(cè)面通過(guò)面朝周向空隙的直棱邊或通過(guò)平的表面描述。在這里，這些側(cè)面相對(duì)于一個(gè)假想的與旋轉(zhuǎn)軸線垂直相交的直線，和/或相對(duì)于一個(gè)從旋轉(zhuǎn)軸線出發(fā)與角接觸球軸承的旋轉(zhuǎn)軸線同向的平面傾斜一個(gè)角度。所述直線處于此平面內(nèi)。彼此相鄰的固定鼻的側(cè)面和在各自固定鼻上的兩個(gè)側(cè)面，優(yōu)選地相對(duì)于所述平面/直線傾斜一個(gè)20°的銳角。因此各固定鼻的在周向空隙處互相面對(duì)的側(cè)面在它們之間的夾角優(yōu)選地為40°。
按本發(fā)明的一項(xiàng)設(shè)計(jì)，固定鼻任意一個(gè)橫截面的面積與其他一個(gè)個(gè)沿各自固定鼻的整個(gè)長(zhǎng)度彼此相隔間距的橫截面的面積相比，隨著各橫截面離旋轉(zhuǎn)軸線距離的增大而減小。不過(guò)這些面積從一個(gè)橫截面到另一個(gè)橫截面可以通過(guò)不同的寬度和高度規(guī)定。當(dāng)然力圖將固定鼻從橫截面到橫截面的高度直至固定鼻到過(guò)梁的過(guò)渡區(qū)盡可能保持恒定或只有很小的改變。按本發(fā)明的一項(xiàng)設(shè)計(jì)，固定鼻最小寬度與最大高度之比不小于2.5∶1。
固定鼻優(yōu)選地起先在過(guò)梁與旋轉(zhuǎn)軸線之間從過(guò)梁伸出，接著傾斜地朝向旋轉(zhuǎn)軸線的方向。因此固定鼻以過(guò)梁為基礎(chǔ)，向內(nèi)朝著角接觸球軸承的旋轉(zhuǎn)軸線伸出。在這里，過(guò)梁的橫截面在此過(guò)渡區(qū)比較大，所以過(guò)梁是剛性的。過(guò)梁在圓周側(cè)或切向的尺寸至少正好與固定鼻沿此圓周側(cè)或切向方向的寬度一樣大。因此，固定鼻的材料只在過(guò)梁處過(guò)渡到保持架內(nèi)。在側(cè)壁與固定鼻之間只通過(guò)過(guò)梁形成連接。過(guò)渡區(qū)比較剛性的過(guò)梁防止了，在保持架安裝到軸承圈上時(shí)，鎖鼻的變形不傳遞或幾乎不傳遞到球穴的鄰接側(cè)壁上。避免了球穴由于永久變形損壞或由于固定鼻回彈或彈入而斷裂。側(cè)壁、邊幫等從材料經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)可以設(shè)計(jì)為薄壁的。
朝其端部方向切向或在圓周側(cè)地展寬的固定鼻，當(dāng)保持架在軸承圈上機(jī)械化裝配時(shí)為抓具提供足夠大的夾緊面。
通過(guò)固定鼻及其到側(cè)壁的過(guò)渡區(qū)的設(shè)計(jì)，可以使保持架在其制造時(shí)的材料消耗量方面得到優(yōu)化。保持架按選擇有一個(gè)或兩個(gè)側(cè)幫。優(yōu)選的保持架是，其側(cè)壁從過(guò)梁出發(fā)至少沿所述的軸向拱出以及沒(méi)有邊幫。在這種情況下側(cè)壁沿所述軸向從過(guò)梁伸出。曲拱沿軸向伸出的返回點(diǎn)，在軸向從保持架沿所述軸向伸出最遠(yuǎn)。
保持架在穴拱出的側(cè)壁之間至少一個(gè)端側(cè)上分別設(shè)一個(gè)圓周側(cè)或切向定向的在各個(gè)穴之間的筋。與具有兩個(gè)側(cè)幫的保持架相比，制造這種保持架使用的材料較少，以及功能所需的強(qiáng)度通過(guò)組合筋、固定鼻和側(cè)壁保證。
邊幫優(yōu)選對(duì)置于保持架設(shè)計(jì)有側(cè)壁的那一側(cè)地限定穴的邊界。因?yàn)橥ǔＴ诖祟惤墙佑|球軸承的保持架中，側(cè)幫之一沿徑向在球體分圓的下方延伸，以及側(cè)幫之一沿徑向在球體分圓的上方延伸，所以對(duì)于上述保持架其結(jié)果是，使側(cè)幫離保持架旋轉(zhuǎn)軸線的最小徑向距離大于側(cè)壁離旋轉(zhuǎn)軸線的最大徑向距離。
本發(fā)明的其他設(shè)計(jì)在部分詳細(xì)描繪的附圖中說(shuō)明。


下面借助一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1按本發(fā)明的保持架一個(gè)實(shí)施例的總圖；
圖2圖1所示保持架沿箭頭方向的前視圖；圖3沿圖2中線III-III通過(guò)保持架的縱剖面；圖4沿圖2中線IV-IV的縱剖面，表示按圖1的保持架的局部視圖；以及圖5圖3局部Z的放大詳圖，其中保持架已裝入到一個(gè)角接觸球軸承中。
具體實(shí)施例方式
圖1與2表示一個(gè)用于角接觸球軸承的保持架1。圖5剖切表示了角接觸球軸承的細(xì)節(jié)。此保持架1在圓周側(cè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線3具有互相以均勻的間距相鄰的球穴4。在每一個(gè)球穴4內(nèi)導(dǎo)引一個(gè)球體5。在圖5中表示了沿徑向設(shè)在一個(gè)內(nèi)圈6與一個(gè)外圈7之間帶球體5的保持架1。球穴4通過(guò)橫向于周向延伸的過(guò)梁8為界。尤其由圖1、3和圖5可以看出，過(guò)梁8從側(cè)幫9出發(fā)起先朝旋轉(zhuǎn)軸線3的方向傾斜，然后沿軸向延伸。
固定鼻10從過(guò)梁8伸出。這些固定鼻10設(shè)計(jì)為彈性易撓曲以及設(shè)有在圓周側(cè)沿相反的方向面對(duì)以及彼此傾斜的側(cè)面11。相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線3傾斜延伸的固定鼻10，從過(guò)梁8出發(fā)觀察，朝其自由端12的方向切向或在圓周側(cè)展寬。在寬度B-B4漸增(圖4和5)的同時(shí)，徑向高度H-H4漸減。在這里，彼此相鄰的固定鼻10的彼此對(duì)置的側(cè)面11在圓周側(cè)的距離U(圖2)朝其自由端12的方向減小。其結(jié)果是，每個(gè)固定鼻10彼此背對(duì)的側(cè)面11在圓周側(cè)的距離，隨著離旋轉(zhuǎn)軸線3距離的減小而增大。A與B(A＝最短體棱13的長(zhǎng)度，在這里固定鼻10過(guò)渡到過(guò)梁8的表面段17；B＝自由端最大的切向?qū)挾?之比是1∶2.5至1∶3。
每個(gè)側(cè)面11通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)的和一個(gè)短的分別直線延伸的體棱13描述。在所述情況下，體棱13限定表面13a的邊界。體棱13繼而表面13a相對(duì)于一個(gè)假想的、從旋轉(zhuǎn)軸線3出發(fā)并與此同時(shí)與旋轉(zhuǎn)軸線3同向的平面E并且相對(duì)于處于此平面E內(nèi)假想的并與此同時(shí)與旋轉(zhuǎn)軸線3相交的直線G傾斜一個(gè)銳角α。
過(guò)梁8具有面朝旋轉(zhuǎn)軸線3的表面段17。從每一個(gè)表面段17分別伸出其中一個(gè)固定鼻10。固定鼻10沿軸向最多伸出與側(cè)壁14從過(guò)梁8出發(fā)沿軸向伸出的最遠(yuǎn)距離一樣。固定鼻10沿徑向嚙合在內(nèi)圈6的一個(gè)環(huán)形槽15內(nèi)。保持架1借助固定鼻10沿軸向有間隙地固定在此內(nèi)圈上。
球穴4分別以一個(gè)壁厚近似均勻的側(cè)壁14為界。側(cè)壁14從過(guò)梁8出發(fā)至少沿所述的軸向拱出。每個(gè)筋16在一個(gè)固定鼻10上方沿軸向從每一個(gè)過(guò)梁8伸出并且將兩個(gè)在圓周側(cè)彼此相繼的球穴4的側(cè)壁14連接在一起。在這里，每個(gè)筋16沿所述軸向從過(guò)梁8出發(fā)最多伸出與側(cè)壁14沿所述軸向從過(guò)梁8出發(fā)其曲拱的返回點(diǎn)沿所述軸向伸出的最遠(yuǎn)距離一樣，而不會(huì)更多。
側(cè)幫9相對(duì)于側(cè)壁沿與所述的軸向相反的方向限定球穴4的邊界。側(cè)幫9離保持架1的旋轉(zhuǎn)軸線3的最小徑向距離r1大于側(cè)壁14朝旋轉(zhuǎn)軸線3方向的最大徑向距離R1。
附圖標(biāo)記一覽表1 保持架 11 側(cè)面2 角接觸球軸承 12 端部3 旋轉(zhuǎn)軸線 13 體棱4 球穴 13a 表面5 球體 14 側(cè)壁6 內(nèi)圈 15 環(huán)形槽7 外圈 16 筋8 過(guò)梁 17 表面段9 側(cè)幫 18 返向點(diǎn)10 固定鼻
權(quán)利要求
1.一種用于角接觸球軸承(2)的保持架(1)，它具有一些彼此相鄰的并且通過(guò)過(guò)梁(8)互相隔開(kāi)的球穴(4)，其中，固定鼻(10)從過(guò)梁(8)伸出，其特征為彈性易撓曲的固定鼻(10)設(shè)有在圓周側(cè)面朝相反方向的和彼此相對(duì)傾斜的側(cè)面(11)。
2.按照權(quán)利要求1所述的保持架，其特征為，每個(gè)側(cè)面(11)通過(guò)至少一個(gè)直的體棱(13)描述，其中，體棱(13)相對(duì)于一個(gè)假想的平面傾斜一個(gè)角度，此平面從保持架(1)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)出發(fā)并與此同時(shí)沿保持架(1)的軸向與旋轉(zhuǎn)軸線(3)同向。
3.按照權(quán)利要求2所述的保持架，其特征為，每個(gè)側(cè)面(11)相對(duì)于一個(gè)假想的與旋轉(zhuǎn)軸線(3)相交的直線傾斜。
4.按照權(quán)利要求2所述的保持架，其特征為，在一個(gè)固定鼻(10)上的兩個(gè)彼此背對(duì)的側(cè)面(11)在圓周側(cè)的距離隨著離旋轉(zhuǎn)軸線(3)的徑向距離的減小而漸增。
5.按照權(quán)利要求2所述的保持架，其特征為，側(cè)面(11)是平的表面(13a)，其中，表面(13a)以一個(gè)銳角彼此傾斜。
6.按照權(quán)利要求1所述的保持架，其特征為，固定鼻(10)從過(guò)梁(8)上的表面段(17)伸出，其中，表面段(17)面朝旋轉(zhuǎn)軸線(3)。
7.按照權(quán)利要求1所述的保持架，其特征為，每個(gè)球穴(4)具有至少一個(gè)壁厚近似均勻的側(cè)壁(14)，其中，側(cè)壁(14)從過(guò)梁(8)出發(fā)至少朝所述的軸向拱出。
8.按照權(quán)利要求7所述的保持架，其特征為，固定鼻(10)沿所述的軸向最多伸出與側(cè)壁(14)從過(guò)梁(8)出發(fā)沿所述軸向伸出的最遠(yuǎn)距離相同的程度。
9.按照權(quán)利要求1所述的保持架，其特征為，保持架(1)具有一個(gè)圓周側(cè)環(huán)形的側(cè)幫(9)，其中，側(cè)幫(9)軸向相對(duì)于側(cè)壁(14)限定球穴(4)的邊界。
10.按照權(quán)利要求9所述的保持架，其特征為，側(cè)幫(9)離保持架(1)的旋轉(zhuǎn)軸線(3)的最小徑向距離大于側(cè)壁(14)離旋轉(zhuǎn)軸線(3)的最大徑向距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于角接觸球軸承(2)的保持架(1)，它具有一些彼此相鄰的并且通過(guò)過(guò)梁(8)互相隔開(kāi)的球穴(4)，其中，彈性易撓曲的固定鼻(10)從過(guò)梁(8)伸出，固定鼻具有在圓周側(cè)面朝相反方向以及彼此相對(duì)傾斜的側(cè)面(11)。
文檔編號(hào)F16C19/16GK1969136SQ200580008818
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月20日
發(fā)明者N·費(fèi)利斯, A·黑普 申請(qǐng)人:謝夫勒兩合公司