專利名稱：帶有在軸承兜孔處具有用于借助調(diào)整件的隨溫度的形狀變化例如借助一種形狀記憶合金 ...的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種滾動軸承，它具有一個軸承內(nèi)圏、 一個軸承外圏、 多個安裝在軸承套圏之間并在一個軸承保持架中導引的滾動體，其中用 于容納滾動體的軸承保持架具有一些沿周向均勻分布地排列的軸承兜 孔，它們沿軸向和沿周向基本上封閉并且各含有 一個滾動體。
背景技術(shù)：
滾動軸承按一種簡單的實施形式由兩個軸承套圏，亦即軸承內(nèi)圏和 軸承外圏組成，滾動體在它們之間安裝在軸承保持架中。當軸承內(nèi)圏相 對于軸承外圏旋轉(zhuǎn)時滾動體在軸承套圏的滾道上滾動。在這種情況下滾 動體的運動由在軸承套圏的滾道上的滾動運動和滑動運動組成，其中滾 動運動是主要的以及保證與純滑動運動相比只有很小的摩擦阻力。滾動 體借助軸承保持架在軸承套圏之間在圓周上均勻分布并彼此隔開距離地 導引，由此達到軸承構(gòu)件在圓周上均勻受載、滾動軸承圓環(huán)形平穩(wěn)地運 行、低磨損或長使用壽命以及小的旋轉(zhuǎn)阻力。
設有基本上封閉的軸承兜孔的軸承保持架可以用不同材料和半成品 如鋼板、金屬條或塑料制造，以及可以設計為不同的結(jié)構(gòu)形式。
例如DE 197 26 825 Al介紹了 一種滾動軸承的軸承保持架，它由一 個保持架環(huán)構(gòu)成，保持架環(huán)具有軸向上一側(cè)開口的軸承兜孔和一個環(huán)狀 端蓋，在裝入滾動體后，將端蓋放到保持架環(huán)的開口的一側(cè)上并借助自 攻螺釘與之連接。
由DE21 50 982A1已知一種滾動軸承的軸承保持架，它完全用金屬 條制成。為了容納滾動體，金屬條分別成形為兩個U形彎條，它們彼此 的距離小于滾動體的直徑，它們的邊分別布置在滾動體赤道上方和下方 以及它們彼此的間距小于滾動體的直徑，這個容納一個滾動體的彎條在 它們的 一 端互相連接，以及在它們的另 一 端與相鄰滾動體的彎條連接。 按另一種已知的結(jié)構(gòu)形式，軸承保持架由兩個對稱的鋼板制的保持 架環(huán)組成，它們具有一些半環(huán)形或半殼形沿軸向向內(nèi)開口的半兜孔，它 們軸向居中地并沿周向分別在軸承兜孔的兩側(cè)彼此貼靠并互相鉚接。此 外，已知一些滾動軸承，它們具有一些由塑料，例如聚酰胺組成作為壓 注件與封閉的軸承兜孔制成一體的軸承保持架。
盡管與由鋼板或金屬條構(gòu)成的相比用塑料組成的軸承保持架在軸承 兜孔內(nèi)與滾動體有較低的摩擦。但存在的缺點是塑料在與滾動體摩擦接 觸時磨損較大以及保持架材料的耐熱性較差或允許的最高工作溫度較 低。因此機械負荷和熱負荷高的滾動軸承主要采用由金屬零件制成的軸 承保持架。
然而原則上所有用金屬構(gòu)成的軸承保持架都具有一個缺點，那就是
迄今不能有目的地影響滾動體在軸承兜孔內(nèi)的兜孔游隙，亦即滾動體相 對于滾動體保持架的橫梁和環(huán)形部分的沿周向和軸向的間距，這例如為
了適應規(guī)定的機械和熱負荷是期望的。例如在機器或汽車運行階段的一 開始為了達到較低的起動阻力，大的兜孔游隙是有利的。然后隨著滾動 軸承轉(zhuǎn)速和負荷的增大它應當迅速變小，以及當機械和熱負荷進一步上 升時應保持常數(shù)，為的是一方面避免滾動體在軸承兜孔內(nèi)振動運動并由 此避免增大滾動軸承的磨損和噪音，另 一方面防止?jié)L動體與軸承保持架 之間摩擦力過大。但實際上在許多滾動軸承中基于軸承套圏、滾動體和 軸承保持架不同的熱膨脹，兜孔游隙隨工作溫度上升而變小，其結(jié)果是 導致所涉及的滾動軸承更大的軸承阻力、更嚴重的磨損和更短的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，以盡可能簡單和經(jīng)濟的方式進一步發(fā)展前言 所述類型的滾動軸承，以改善工作特性。
本發(fā)明基于下列認識通過在軸承保持架的軸承兜孔處設置取決于 溫度作用的被動式調(diào)整件，可以實現(xiàn)滾動體的兜孔游隙隨負荷自動變化 或調(diào)整，并且由此可以使涉及的滾動軸承適應于瞬時的負荷。在這里為 了被動式控制調(diào)整件可以利用這一事實，即，隨負荷增大因摩擦引起滾
動軸承的工作溫度上升。但此外也可以在滾動軸承安裝地點的附近通過 設置加熱或冷卻件，主動式地影響兜孔游隙的調(diào)整繼而影響滾動軸承的 軸承阻力。
因此按本發(fā)明，本發(fā)明的目的與權(quán)利要求1的前序部分特征結(jié)合采
取下列措施達到軸承保持架在每個軸承兜孔處具有至少一個被動式調(diào) 整件，借助該調(diào)整件，相配滾動體的兜孔游隙可通過各自調(diào)整件隨溫度 的形狀變化而變化。
按本發(fā)明的滾動軸承有利的設計是權(quán)利要求2至7的技術(shù)主題。
通過在軸承保持架的軸承兜孔處設置被動式調(diào)整件，在沒有外部控 制作用的情況下，根據(jù)具體應用和期望的作用關(guān)系，通過調(diào)整件相應的 幾何設計及布局，隨著與溫度上升相關(guān)聯(lián)的負荷的增加，滾動體的兜孔 游隙可以增大、減小或保持常數(shù)。通過相應地設計調(diào)整件，隨溫度的形 狀變化可存于調(diào)整件伸縮、調(diào)整件彎曲或兩者的組合。作為用于調(diào)整件 的材料優(yōu)選地使用形狀記憶合金，尤其鎳鈦合金，調(diào)整件根據(jù)設計至少 部分由這種合金組成。與已知的其他在應變元件和雙金屬元件中使用的 被動式調(diào)整件的材料相比，形狀記憶合金在具有高的機械和熱負荷能力 的同時具有大得多的形狀變化，亦即伸縮和/或彎曲。
形狀記憶合金的形狀變化由在較小的溫度范圍內(nèi)發(fā)生的馬氏體與奧 氏體之間內(nèi)部組織轉(zhuǎn)換引起。因此形狀記憶合金尤其適合在具有與溫度 有關(guān)的功能的被動式調(diào)整件中使用。
例如已知應用在發(fā)動機冷卻裝置的恒溫器閥中和在汽車制動裝置的 鼓風機離合器中。同樣，例如由JP 06200933 A、 JP 63009720 A和JP 01060243 A也已知一些形狀記憶合金制的構(gòu)件，用于根據(jù)溫度影響滾動 軸承的軸向或徑向的安裝間隙。鎳鈦合金特別適用于此類應用，因為它 們的組織轉(zhuǎn)換在實際的工作使用時經(jīng)常涉及的從-35°C至+85。C的溫度范 圍內(nèi)發(fā)生。此外鎳鈦合金具有良好的阻尼特性，當應用于滾動軸承中時 這導致更好的運行穩(wěn)定性。
按本發(fā)明的滾動軸承第一種實施形式，調(diào)整件設計為一根彎條，它 分別安裝在軸承兜孔的一個軸向的側(cè)壁的一個基本上沿周向定向的相配內(nèi)槽中。彎條在其端部可以錨固在內(nèi)槽中，以及在端部之間隨溫度或多 或從少內(nèi)槽抬起，由此主要調(diào)整軸向的兜孔游隙。
同樣，彎條可以居中地錨固在內(nèi)槽中，于是隨溫度以其端部或多或 少從內(nèi)槽抬起，由此主要調(diào)整沿周向的兜孔游隙。
此外，在軸承兜孔的軸向的側(cè)壁是彎曲柔性的情況下，彎條也可以 完全錨固在內(nèi)槽中，因此側(cè)壁根據(jù)工作溫度彈性變形，由此既可調(diào)整軸 向的兜孔游隙，也可調(diào)整沿周向的兜孔游隙。
按本發(fā)明的滾動軸承第二種實施形式，調(diào)整件設計為一根彎條，它 總是在軸承兜孔內(nèi)部沿旋轉(zhuǎn)方向在滾動體之前和/或之后夾緊在軸承兜 孔的軸向的側(cè)壁之間。當彎條例如在滾動體由球構(gòu)成的情況下按球的輪 廓形狀設計成弧形時，則沿周向的兜孔游隙主要通過彎條隨溫度縮短和 取直而減小，并且通過彎條加長和進一步曲拱而增大。
按第三種可使用于其軸承保持架鉚接并由兩個借助鉚接件連接起來 的保持架環(huán)組成的滾動軸承中的實施形式，鉚接件構(gòu)成調(diào)整件。在這里， 鉚接件可以起純粹的伸縮元件的作用，它通過改變兩個保持架環(huán)的軸向 的間距導致隨溫度改變軸向的兜孔游隙。但也可以將鉚接件附加地或可 選擇地設計為彎曲元件，它可以改變兩個保持架環(huán)的徑向和/或沿周向的 錯移量，繼而可以隨溫度而改變沿周向的兜孔游隙。
或互相組合地應用。


下面借助示出一些實施形式的附圖詳細說明本發(fā)明。其中
圖1 借助一個球軸承的鉚接的軸承保持架的局部圖說明按本發(fā)明
的滾動軸承的第一種實施形式的視圖； 圖2 借助一個球軸承的軸承保持架的局部圖說明按本發(fā)明的滾動
軸承的第二種實施形式的視圖； 圖3借助一個圓柱滾子軸承的軸承保持架的局部圖說明按圖2的
實施形式的視圖4借助一個球軸承的鉚接的軸承保持架的局部圖說明第三種實
施形式的視圖。
具體實施例方式
一個設計為球軸承2的滾動軸承1具有一個鉚接的軸承保持架3，該 滾動軸承在圖1中分別用部分圖la示出徑向視圖A和用部分圖lb示出 軸向視圖B,軸承保持架3由兩個借助鉚接件5連接的對稱的保持架環(huán)4 組成。保持架環(huán)4在圓周上均勻分布地在每兩個連接橫梁6之間具有一 個軸向的弧形的拱形兜孔段7。在軸承保持架3的裝配狀態(tài)，互相鉚接的 保持架環(huán)4的各兜孔段7構(gòu)成在圓周上均勻分布地排列的封閉的軸承兜 孔8，其中各安裝一個在這里設計為球10的滾動體9。
按本發(fā)明，主要起軸承兜孔8的軸向的側(cè)壁11作用的兜孔段7在其 內(nèi)側(cè)分別具有一個沿周向亦即沿滾動軸承l(wèi)旋轉(zhuǎn)方向12定向的內(nèi)槽13， 在內(nèi)槽中各裝入一個設計為彎條15感受溫度的被動式調(diào)整件14。調(diào)整件 14優(yōu)選地至少部分由形狀記憶合金，尤其鎳鈦合金組成，并因此具有隨 溫度的形狀變化或隨溫度的伸縮和/或彎曲，由此隨工作溫度的上升使軸 向的和/或沿周向的兜孔游隙16、 17自動減小、增大或保持不變。
通過恰當設計調(diào)整件14，滾動軸承l(wèi)的工作特性可以隨溫度自動適 應當時的工作條件。通過在滾動軸承1安裝地點附近設一個在這里未示 出的加熱或冷卻件，同樣可以主動式影響兜孔游隙16、 17繼而影響滾動 軸承l(wèi)的軸承阻力。
若彎條15分別在其端部錨固在涉及的內(nèi)槽13中，則它們總是根據(jù) 工作溫度居中地或多或少從內(nèi)槽13抬起，由此主要調(diào)整軸向的兜孔游隙
16。 在居中地錨固在內(nèi)槽13中的情況下，彎條15總是根據(jù)工作溫度以 其端部或多或少從內(nèi)槽13抬起，由此主要調(diào)整沿周向的兜孔游隙17。此 外，在軸向的側(cè)壁11彎曲柔性時，彎條15也可以完全錨固在內(nèi)槽13中 并隨溫度彈性變形，由此可以既調(diào)整軸向的也調(diào)整沿周向的兜孔游隙16、17。
圖2用徑向視圖示出設計為球軸承2的滾動軸承1的局部，其中， 設計為球10的滾動體9安裝在任意結(jié)構(gòu)型式的軸承保持架3的一個軸承 兜孔8內(nèi)。在具有橢圓形橫截面的軸承兜孔8內(nèi)部，沿旋轉(zhuǎn)方向12在球
IO的前和后，分別安裝一個感受溫度的被動式調(diào)整件14，它分別設計為 弧形彎條18并夾緊在軸承兜孔8的軸向的側(cè)壁11之間。
調(diào)整件14至少部分由形狀記憶合金，如鎳鈦合金組成，并因此具有 隨溫度的形狀變化，亦即伸縮和/或彎曲，這在形式上主要表現(xiàn)為使彎條 18縮短或加長，以及因此同時引起彎條18的弧形曲拱繼而球10的沿周 向的兜孔游隙17的減小、加大或保持不變。因此，當相應地設計調(diào)整件 14時，在這種實施形式中，球軸承l(wèi)的工作特性也能隨溫度自動適應當 時的工作條件。
圖3用徑向視圖示出設計為圓柱滾子軸承19的滾動軸承1的局部， 其中，設計為圓柱滾子20的滾動體9安裝在任意結(jié)構(gòu)型式的軸承保持架 3的一個軸承兜孔8內(nèi)。在具有矩形橫截面的軸承兜孔8內(nèi)部，沿旋轉(zhuǎn)方 向12在圓柱滾子20的前和后，分別安裝一個感受溫度的被動式調(diào)整件 14，它分別設計為直的彎條21并夾緊在軸承兜孔8軸向的側(cè)壁ll之間。
此調(diào)整件14也至少部分由形狀記憶合金，如鎳鈦合金組成。隨溫度 的作用關(guān)系與前面借助圖2已經(jīng)說明的類似，在這里彎條21從圖3中示 出的直線狀態(tài)出發(fā)，當溫度上升時通過相對于另一些構(gòu)件3、 20更大的 熱膨脹，主要沿周向向外偏移，從而使圓柱滾子20的沿周向的兜孔游隙 17加大或至少保持不變。
在圖4中在部分圖4a和4b中用徑向視圖示出的滾動軸承l(wèi)與按圖 1的設計為具有鉚接的軸承保持架3的球軸承2類似。但現(xiàn)在兩個保持架 環(huán)4借助鉚接件5互相連接，它們設計為感受溫度的^L動式調(diào)整件14并 且至少部分由形狀記憶合金，如鎳鈦合金組成。從在針對第一種溫度T1 的部分圖4a內(nèi)所描述的狀態(tài)出發(fā)，此時保持架環(huán)4的連接橫梁6基于短 的鉚釘桿22被鉚接件5的鉚釘頭23沿軸向互相壓緊，在適用于第二種 溫度T2的部分圖4b中，鉚接件5的鉚釘桿22加長，從而使保持架環(huán)4 在連接橫梁6處沿軸向彼此隔開間距，這主要導致球10的軸向的兜孔游 隙16增大。
可選擇或附加地，鉚接件5也可以設計為隨溫度主要發(fā)生彎曲的調(diào) 整件14,所以溫度的變化使保持架環(huán)4沿周向錯移，與之相關(guān)聯(lián)，其結(jié)
果是改變了球IO的沿周向的兜孔游隙17。 附圖標記一覽表
1滾動軸承
2球軸承
3軸承保持架
4保持架環(huán)
5鉚接件
6連接橫梁
7兜孔段
8軸承兜孔
9滾動體
10球
11軸向的側(cè)壁
12旋轉(zhuǎn)方向
13內(nèi)槽
14(被動式)調(diào)整件
15彎條
16軸向的兜孔游隙
17沿周向的兜孔游隙
18彎條
19圓柱滾子軸承
20圓柱滾子
21彎條
22鉚釘桿
23鉚釘頭
權(quán)利要求
1.滾動軸承(1)，它具有一個軸承內(nèi)圈、一個軸承外圈、多個安裝在軸承套圈之間并在一個軸承保持架(3)中導引的滾動體(9)，其中用于容納滾動體(9)的軸承保持架(3)具有一些沿周向均勻分布地排列的軸承兜孔(8)，它們沿軸向和沿周向基本上封閉并且各含有一個滾動體(9)，其特征為軸承保持架(3)在每個軸承兜孔(8)處具有至少一個被動式調(diào)整件(14)，借助該調(diào)整件，相配滾動體(9)的兜孔游隙(16、17)可通過調(diào)整件(14)隨溫度的形狀變化而變化。
2. 按照權(quán)利要求l所述的滾動軸承，其特征為，隨溫度的形狀變化 在于調(diào)整件(14)的伸縮和/或彎曲。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的滾動軸承，其特征為，調(diào)整件(14) 至少部分由 一種形狀記憶合金組成。
4. 按照權(quán)利要求3所述的滾動軸承，其特征為，調(diào)整件(14)的形 狀記憶合金由鎳鈥合金構(gòu)成。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的滾動軸承，其特征為，調(diào)整件(14 ) 由一根彎條(15)構(gòu)成，該彎條總是安裝在軸承兜孔(8) —個軸向的側(cè) 壁(11)的一個基本上沿周向定向的相配內(nèi)槽(13)中。
6. 按照權(quán)利要求l至5之一所述的滾動軸承，其特征為，調(diào)整件(14) 由一根彎條(18 )構(gòu)成，該彎條總是在軸承兜孔(8 )內(nèi)部沿旋轉(zhuǎn)方向(12 ) 在滾動體(9)之前和/或之后夾緊在軸承兜孔(8)的軸向的側(cè)壁(11) 之間。
7. 按照權(quán)利要求1至6之一所述的滾動軸承，其特征為，在由兩個 借助鉚接件(5 )連接起來的保持架環(huán)(4 )組成的鉚接式軸承保持架(3 ) 中，調(diào)整件總是由一個鉚接件(5)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動軸承(1)，它具有一個軸承內(nèi)圈、一個軸承外圈、多個安裝在軸承套圈之間并在一個軸承保持架(3)中導引的滾動體(9)，其中用于容納滾動體(9)的軸承保持架(3)具有一些沿圓周均勻分布地排列的軸承兜孔(8)，它們沿軸向和沿周向基本上封閉并且各含有一個滾動體(9)。為了改進滾動軸承(1)的工作特性，軸承保持架(3)在每個軸承兜孔(8)處具有至少一個被動式調(diào)整件(14)，借助該調(diào)整件，相配滾動體(9)的兜孔游隙(16、17)可通過調(diào)整件(14)隨溫度的形狀變化而變化。
文檔編號F16C33/44GK101171433SQ200680015050
公開日2008年4月30日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月4日
發(fā)明者J·施皮爾費爾德, S·格呂克 申請人:謝夫勒兩合公司