專利名稱：具有改進(jìn)的凸邊幾何形狀的滾動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承。參考圓錐滾子軸承對本發(fā)明進(jìn)行說明， 但應(yīng)該指出，本發(fā)明也可以在其他的軸承型式如圓柱滾子軸承或調(diào)心 滾子軸承中應(yīng)用。由現(xiàn)有技術(shù)已知滾子軸承，其相對于滾道具有各側(cè) 面的凸邊，以便承受軸向的載荷分量。在此由現(xiàn)有技術(shù)已知具有平面 的滾子端面和平面的凸邊面的圓柱滾子軸承。該軸承導(dǎo)致滾動(dòng)體相對
凸邊的邊緣滑動(dòng)(Kantenlauf)。 一這樣的邊緣滑動(dòng)的結(jié)果是一降低的
滾動(dòng)軸承壽命。
背景技術(shù)：
此外由現(xiàn)有技術(shù)已知圓柱滾子軸承，其中滾動(dòng)體的端面具有球冠 狀的形狀。在這樣的滾動(dòng)體中，端面的中心區(qū)域不構(gòu)成球形的而構(gòu)成 平的或具有一凹槽。由此在這樣的滾動(dòng)體中，接觸面在某種程度上至 少在邊緣凸肩上被切斷，因此在凸邊接觸中產(chǎn)生一有限的軸向的承載 能力。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提供一種滾動(dòng)軸承，其相對于現(xiàn)有技術(shù) 可以承受較高的軸向的載荷。這樣的圓錐滾子或圓柱滾子軸承的一特 別的應(yīng)用領(lǐng)域例如是風(fēng)力傳動(dòng)裝置。
按照本發(fā)明通過一種按照權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承達(dá)到該目的。
有利的實(shí)施形式和進(jìn)一步構(gòu)成是諸從屬權(quán)利要求的主題。 本發(fā)明的滾動(dòng)軸承具有至少 一個(gè)軸承圏和許多滾動(dòng)體，其中軸承 圏具有一用于滾動(dòng)體的滾道和至少一個(gè)用以軸向引導(dǎo)滾動(dòng)體的側(cè)向的 凸邊。按照本發(fā)明滾動(dòng)體具有一面向凸邊的端面和凸邊具有一面向滾 動(dòng)體的凸邊滑動(dòng)面(Bordlauffmche )。在此至少端面或凸邊滑動(dòng)面至
少部分地向凸邊滑動(dòng)面或端面的方向成環(huán)形凸出地彎曲。
軸承圏可以涉及一軸承外圏或一軸承內(nèi)圏。所謂滾動(dòng)體的端面凈皮 理解為不同于其末端表面的外表面，其中滾動(dòng)體由其外表面在軸承圏 的滾道上滾動(dòng)。
優(yōu)選滾動(dòng)軸承具有一第二軸承圏并且滾動(dòng)體設(shè)置在第一與第二軸 承圏之間。在第二軸承圏上優(yōu)選同樣設(shè)置 一側(cè)面的凸邊而且特別優(yōu)選 設(shè)置在滾動(dòng)軸承的對置于第一凸邊的側(cè)面上。
而在由現(xiàn)有技術(shù)已知的球冠狀的彎曲中，滾動(dòng)體的整個(gè)端面部分 地具有一球的形狀，其中該球的半徑處在滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)軸線上，但按
照本發(fā)明的端面的環(huán)形的彎曲不通過一球描述的中心位于滾動(dòng)體的旋 轉(zhuǎn)軸線上，而通過例如圓周線或橢圓周線，其中心與旋轉(zhuǎn)軸線位錯(cuò)。 更準(zhǔn)確地說，在一優(yōu)選的實(shí)施形式中環(huán)形的彎曲的中心成圓形繞滾動(dòng) 體的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置。
在此在這些中心中不一定必須涉及圓的中心，而也可以存在由橢 圓或類似形成的體的中心。通過本發(fā)明的環(huán)形的彎曲達(dá)到，在滾動(dòng)體 的外面的區(qū)域內(nèi)存在一圓形的彎曲。在滾動(dòng)體的軸向剖面內(nèi)由此在一 具有一預(yù)定的曲率半徑的外面的區(qū)域上連接一平的中心區(qū)域并且在該 平的中心區(qū)域上連接一第二具有的預(yù)定的曲率半徑的彎曲的區(qū)域。
這種情況參照附圖還要詳細(xì)說明。
優(yōu)選在滾道與凸邊滑動(dòng)面之間的張開角大于90°。在同形式彎曲 的表面的情況下對此在確定張開角時(shí)考慮一直線，其沿滾動(dòng)體的徑向 方向延伸通過彎曲的起點(diǎn)和終點(diǎn)。通過該實(shí)施形式代替一在滾動(dòng)體的 端面與凸邊滑動(dòng)面之間的接觸面產(chǎn)生一具有一向外逐漸敞開的間隙的 接觸點(diǎn)。按這種方式制造一在摩擦學(xué)上有利的接觸，其實(shí)現(xiàn)有利地進(jìn) 入潤滑劑并從而產(chǎn)生一較小的摩擦。
此外通過本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的凸邊滑動(dòng)面和端面的構(gòu)造達(dá)到，在 接觸的周圍存在一有效的圓形的幾何形狀并從而相對于滾子的傾斜或 邊界產(chǎn)生一大的容差。
在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中不僅端面而且凸邊滑動(dòng)面至少部分地是
彎曲的。特別是優(yōu)選不僅凸邊滑動(dòng)面而且滾動(dòng)體的端面構(gòu)成球狀的， 其具有一預(yù)定的環(huán)形半徑。兩個(gè)彎曲的環(huán)形半徑在此可以是相同的， 但兩半徑也可以彼此不同。
優(yōu)選不僅端面而且凸邊滑動(dòng)面向相應(yīng)的另一表面凸出地彎曲。按 這種方式可以達(dá)到一特別有利的潤滑劑進(jìn)入。但也有可能，兩個(gè)表面 之一是凹面彎曲的，其中在這種情況下特別優(yōu)選相應(yīng)的凸的曲率半徑 小于凹的曲率半徑。
優(yōu)選滾動(dòng)體的端面至少部分地處在一圓周線上。這意味著，如上 所述，滾動(dòng)體的彎曲在軸向剖面內(nèi)通過圓周線構(gòu)成，其中該圓周線的 中心繞一預(yù)定的間距相對于滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)軸線向該彎曲的方向位錯(cuò)。
優(yōu)選本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的至少 一個(gè)部件由 一硬質(zhì)車削方法制造。 通過應(yīng)用硬質(zhì)車削方法所述環(huán)形半徑的低成本的制造是可能的。
滾動(dòng)軸承優(yōu)選從一組包括圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾 子軸承、向心軸承、推力軸承等滾動(dòng)軸承中選擇。
在另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，至少凸邊滑動(dòng)面或端面的曲率半徑在 數(shù)量上為滾動(dòng)體的直徑的至少三倍大。通過這樣選擇曲率半徑在端面 與凸邊滑動(dòng)面之間可以達(dá)到一特別大載量的接觸。但兩表面之一的曲 率半徑也可以是無限大的。亦即在這種情況下彎曲可以由一直線構(gòu)成。
更準(zhǔn)確地說在環(huán)形半徑在兩表面之一個(gè)中變成無限大的情況下， 在軸向剖面內(nèi)一直線代替一球狀的構(gòu)成。該直線又是凸邊滑動(dòng)面或滾 動(dòng)體的端面的一圓錐體的發(fā)生線，視直線是否繞滾動(dòng)體的對稱軸線旋 轉(zhuǎn)或繞滾動(dòng)體的對稱軸線完全旋轉(zhuǎn)而定。
但也有可能，代替一圓錐面設(shè)置一平面，如果凸邊滑動(dòng)面垂直于 軸承軸線的話。
在一優(yōu)選的實(shí)施形式中凸邊滑動(dòng)面和端面的彎曲這樣構(gòu)成，即在 凸邊滑動(dòng)面與端面之間基本上只產(chǎn)生 一接觸點(diǎn)。在此特別優(yōu)選該接觸 點(diǎn)在滾動(dòng)體的徑向方向上至少正好象圓周線的中心離開滾動(dòng)體的對稱 軸線的距離那樣遠(yuǎn)，該圓周線描述端面的彎曲。
總的來說這意味著，優(yōu)選圓周線的中心對于不同的本發(fā)明的滾動(dòng)
體設(shè)置在一環(huán)形中心線上，其關(guān)于滾動(dòng)體的對稱軸線平行地延伸。相 對于該環(huán)形中心線，接觸點(diǎn)沿滾動(dòng)體的徑向方向位于其之外。這意味
著，接觸線相對于環(huán)形中心線傾斜一預(yù)定的角度。該傾斜度處在o。與
30。之間并優(yōu)選在0°與10°之間。


由各附圖得出其他的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施形式。其中 圖l 一用以說明滾動(dòng)軸承的基本的幾何形狀的局部視圖；以及 圖2 本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的另一局部視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一本發(fā)明的滾動(dòng)軸承1的示意的局部視圖，用以說明幾 何形狀。其中附圖標(biāo)記5涉及一用于圓錐滾子軸承的滾動(dòng)體，但只示 出該滾動(dòng)體的端面11的一部分。
滾動(dòng)體5的端面11具有一中心部分lla和一邊緣區(qū)域llb。在該 實(shí)施形式中，中心部分lla基本上成直線延伸而邊緣區(qū)域lib彎曲地 延伸。附圖標(biāo)記6涉及一軸承圏2的一側(cè)面的凸邊，其具有一凸邊滑 動(dòng)面6a，其面向滾動(dòng)體5的端面11。
端面ll的中心部分lla在圖l所示的實(shí)施形式中不在凸邊6的凸 邊滑動(dòng)面6a上滑行。因此端面11的中心部分lla代替直線的延伸也 可以采用基本上任意的其他的延伸，例如在中心具有一溝槽。
標(biāo)記L涉及滾動(dòng)體5的對稱軸線。如開頭所述，滾動(dòng)體的端面11 的邊緣區(qū)域llb成環(huán)形地彎曲。在圖l所示的實(shí)施形式中端面11的邊 緣區(qū)域lib在軸向剖面內(nèi)基本上成圓形彎曲并且具有一曲率半徑ps。 由此邊緣區(qū)域llb在圖1所示實(shí)施形式中向凸邊滑動(dòng)面6a凸面彎曲。
凸邊6或凸邊6的凸邊滑動(dòng)面6a同樣成環(huán)形地彎曲，其中該彎曲 具有一曲率半徑Pf。附圖標(biāo)記19涉及一圓周線，端面11的邊緣區(qū)域 llb處在圓周線上。該圓周線的中心處在環(huán)形中心線14上。在滾道4a 在端面11的區(qū)域內(nèi)與環(huán)形中心線14之間的間距大致與凸邊的高度h 相應(yīng)。
該環(huán)形中心線14相對滾動(dòng)體的對稱軸線L間隔開距離a。圖1中
所示的滾動(dòng)體在每一任意的軸向剖視圖中具有圖1中所示的幾^f可形
狀。這意味著，圓周線19同樣必須繞對稱軸線L旋轉(zhuǎn)，以便在其整 體上形成端面11。成圓形彎曲的邊緣區(qū)域llb和成直線延伸的中心區(qū) 域lla相互轉(zhuǎn)入一過渡區(qū)域或過渡點(diǎn)3。由于圓形的彎曲的中心處在 環(huán)形中心線14上，一在圓周線19上在點(diǎn)3的切線正好在中心部分lla 上延伸。由此在端面11上沒有棱邊形成。
圓半徑Pf和Ps優(yōu)選分別如滾動(dòng)體的三倍的直徑Dw那樣大。表示半
徑pf和Ps的箭頭同時(shí)確定接觸線10，其通過接觸點(diǎn)8延伸。該接觸線 IO相對于環(huán)形中心線14的方向并從而也相對于對稱軸線L的方向傾 斜一角度lii。通過該傾斜度的選擇基本上可以自由地選擇接觸點(diǎn)在端 面上的位置。但優(yōu)選接觸點(diǎn)大致處在凸邊6的一半高度上。
標(biāo)記4表明軸承圏的一中心區(qū)域，其具有滾動(dòng)體的(未詳細(xì)示出 的)滾道4a。
圖2示出一本發(fā)明的軸承的一個(gè)實(shí)施形式。在這種情況下將凸邊 滑動(dòng)面6a的曲率半徑選成無限大的，即在圖2所示的視圖中凸邊滑動(dòng) 面基本上成直線延伸。如果該凸邊滑動(dòng)面6a繞軸承的一 (未示出的) 中心軸線旋轉(zhuǎn)，則制成一圓錐體，因?yàn)樵趫D2所示的實(shí)施形式中凸邊 滑動(dòng)面6a相對于軸承圏的中心區(qū)域4傾斜大于90。。其中從凸邊張開 角a中扣除90。得出該圓錐體的外表面相對于該圓錐體的基面的角度。 但也有可能將凸邊張開角規(guī)定為90°，同時(shí)在這種情況下圓錐體在幾 何形狀上轉(zhuǎn)為一平面。附圖標(biāo)記6涉及在端面11的端點(diǎn)與接觸點(diǎn)8 之間的徑向間距。
如開頭所述，相反，邊緣區(qū)域llb或端面ll也可以構(gòu)成直線的而 與其不同，凸邊滑動(dòng)面6a可以向端面11的方向凸出地彎曲。也有可 能，或邊緣區(qū)域lla或凸邊滑動(dòng)面6a是凹面的亦即向內(nèi)彎曲，同時(shí)該 凹的彎曲則必須通過一相應(yīng)的較大的凸的彎曲亦即相應(yīng)的另一表面的 較小的曲率半徑來補(bǔ)償。
通過端面11和凸邊滑動(dòng)面6a的幾何形狀的適當(dāng)?shù)倪x擇可以將例 如赫茲接觸面選擇成使其長軸位于滾動(dòng)體的圓周方向。按這種方式達(dá)
到在端面11與凸邊滑動(dòng)面6a之間的材料部分的特別有利的利用。
圖1和2中示出一圓錐滾子軸承的實(shí)施形式，但本發(fā)明相應(yīng)地也 可用到其他的軸承型式上，如圓柱滾子軸承或調(diào)心滾子軸承。在圓柱 滾子軸承的情況下，軸承圏的中心區(qū)域4基本上平行于滾動(dòng)體的對稱 軸線L延伸。
全部在申請資料中公開的特征作為本發(fā)明重要內(nèi)容提出權(quán)利要 求，只要其單個(gè)或組合相對于現(xiàn)有技術(shù)是新的。
附圖標(biāo)記清單
1滾動(dòng)軸承
2軸承圏
3過渡區(qū)域
4軸承圏2的中心區(qū)域
4a滾道
5滾動(dòng)體
6側(cè)面的凸邊
63凸邊滑動(dòng)面
8接觸點(diǎn)
10接觸線
11端面
lla端面11的中心部分
lib端面11的邊緣區(qū)域
14環(huán)形中心線
19圓周線
滾動(dòng)體的對稱軸線
Ps、pf 曲率半徑
a 滾動(dòng)體5的對稱軸線與環(huán)形中心線14之間的距離 h 凸邊高度
b 接觸點(diǎn)8與端面末端之間的徑向間距 Dw滾動(dòng)體的直徑
H 對稱軸線與接觸線IO之間的角度
a 凸邊張開角
權(quán)利要求
1.滾動(dòng)軸承，包括至少一個(gè)軸承圈(2)和多個(gè)滾動(dòng)體(5)，其中軸承圈(2)具有一用于滾動(dòng)體(5)的滾道(4a)和至少一個(gè)用以軸向引導(dǎo)滾動(dòng)體(5)的側(cè)向的凸邊(6)；其特征在于，滾動(dòng)體(5)具有一面向凸邊(6)的端面(11)和凸邊(6)具有一面向滾動(dòng)體(5)的凸邊滑動(dòng)面(6a)，并且至少端面(11)或凸邊滑動(dòng)面(6a)至少局部地向凸邊滑動(dòng)面(6a)或端面(11)的方向環(huán)形凸出地彎曲。
2. 按照權(quán)利要求l所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，在滾道(4a) 與凸邊滑動(dòng)面(6a)之間的張開角(a)大于90°。
3. 按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 不僅端面(11)而且凸邊滑動(dòng)面(6a)至少局部地彎曲。
4. 按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 不僅端面(11)而且凸邊滑動(dòng)面(6a)向相應(yīng)的另外的表面方向凸出 地彎曲。
5. 按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 滾動(dòng)軸承(5)的端面(11)至少部分地處在一圓周線(9)上。
6. 按照權(quán)利要求5所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，圓周線具有一 幾何中心，該幾何中心相對于滾動(dòng)體(5)的對稱軸線(L)優(yōu)選向彎 曲的方向位錯(cuò)。
7. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述 滾動(dòng)軸承從一組包括圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承、 向心軸承、推力軸承等的滾動(dòng)軸承中選擇。
8. 按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 至少凸邊滑動(dòng)面(6a)或端面的曲率半徑為滾動(dòng)體(5)的直徑(Dw) 的至少三倍大。
9. 按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 凸邊滑動(dòng)面(6a)和端面(11 )的彎曲這樣構(gòu)成，即在凸邊滑動(dòng)面(6a) 與端面(11)之間基本上只產(chǎn)生一接觸點(diǎn)(8)。
10.按照權(quán)利要求8所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，接觸點(diǎn)(8) 在滾動(dòng)體的徑向方向與滾動(dòng)體的對稱軸線(L)的距離至少如圓周線 (19)的中心與滾動(dòng)體的對稱軸線(L)的距離一樣遠(yuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承，包括至少一個(gè)軸承圈(2)和許多滾動(dòng)體(5)，其中軸承圈(2)具有一用于滾動(dòng)體(5)的滾道(4a)和至少一個(gè)用以軸向引導(dǎo)滾動(dòng)體(5)的側(cè)向的凸邊(6)；其中滾動(dòng)體(5)具有一面向凸邊(6)的端面(11)和凸邊(6)具有一面向滾動(dòng)體(5)的凸邊滑動(dòng)面(6a)并且至少端面(11)或凸邊滑動(dòng)面(6a)至少部分地向凸邊滑動(dòng)面(6a)或端面(11)的方向環(huán)形凸出地彎曲。
文檔編號F16C33/58GK101365889SQ200680051412
公開日2009年2月11日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者J·德穆爾 申請人:謝夫勒兩合公司