專(zhuān)利名稱(chēng)：軸承和使用該軸承的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承。
具體而言，本發(fā)明涉及一種“固定”軸承，可能更好地稱(chēng)之為“定位軸承”，即可用于徑向支承和軸向定位或在兩個(gè)軸向方向上相對(duì)于固定外殼鎖定旋轉(zhuǎn)部分(例如軸)的軸承。
背景技術(shù)：
已知通過(guò)一對(duì)軸承在外殼中支承軸，由此不僅徑向支承軸，而且在兩個(gè)軸向方向上通過(guò)阻止軸相對(duì)于外殼在所述軸向方向上的移動(dòng)來(lái)鎖定軸。
為了盡可能簡(jiǎn)單地制造軸承外殼，通常使用所謂的“交叉定位軸承布置”，由此，一對(duì)軸承中的每個(gè)軸承在徑向方位上支承軸，其中第一軸承在第一軸向方向上阻止軸相對(duì)于外殼的移動(dòng)，而另一軸承阻止軸在另一軸向方向上的移動(dòng)。
利用這種“交叉定位軸承布置”使得軸承外殼非常容易制造，只需在每次設(shè)置軸承的外殼中的軸承的每一側(cè)設(shè)置鉆孔即可。
此外，這些鉆孔可由單個(gè)連續(xù)的鉆孔操作制成，例如，不必在鉆孔中設(shè)置套環(huán)或類(lèi)似物用于軸向支承軸承。
例如，一方面通過(guò)使軸承位于分別設(shè)置在軸的每個(gè)遠(yuǎn)端的止動(dòng)件上而阻止軸承沿軸向方向在軸上彼此相向移動(dòng)，另一方面通過(guò)在軸承外殼的上述鉆孔中設(shè)置蓋子而阻止軸承沿軸向方向彼此相離移動(dòng)，從而獲得軸承對(duì)外殼的支承。
然而，由于在這種布置中必須設(shè)置軸向間隙以便允許軸的熱膨脹，故越來(lái)越不常采用該“交叉定位軸承布置”。
為此，越來(lái)越經(jīng)常采用以下的軸承布置，即在軸的一個(gè)遠(yuǎn)端使用所謂的“定位”軸承，該軸承以軸向旋轉(zhuǎn)方式支承軸并在兩個(gè)軸向方向上阻止軸的移動(dòng)，而在另一遠(yuǎn)端使用所謂的“非定位”軸承，該軸承也徑向支承軸，但是其允許軸在兩個(gè)軸向方向上無(wú)阻礙地移動(dòng)。
這稱(chēng)之為“定位/非定位軸承布置”。
對(duì)于這種“定位/非定位”布置，“定位”軸承必須鎖定在外殼中，以及側(cè)向鎖定在軸上。
在該軸上，例如通過(guò)將軸承在軸上推至設(shè)置在軸上的止動(dòng)件上，其后通過(guò)防松螺母使軸承抵靠所述止動(dòng)件來(lái)固定，從而完成上述鎖定。
通常軸承以類(lèi)似的方式側(cè)向鎖定在外殼中，即將軸承在外殼的鉆孔中推至設(shè)置在該鉆孔中的止動(dòng)件或套環(huán)上，其后通過(guò)抵靠著軸承來(lái)旋緊鉆孔中的蓋子而固定軸承。
另一種方法包括提供軸承，該軸承的直徑略大于待設(shè)置軸承的鉆孔的直徑；強(qiáng)烈地冷卻軸承，直到軸承足夠收縮以設(shè)置在鉆孔中；再次升高軸承溫度，使得軸承由于熱膨脹而將其自身鎖定在鉆孔中。
此外，在“定位/非定位”布置中，該“定位”軸承必須能夠在徑向方向以及在兩個(gè)軸向方向上承載載荷。
已知的合適軸承例如溝球軸承、雙排旋轉(zhuǎn)接合滾子軸承，雙排或嚙合角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。
“定位”軸承也可用作只適合于吸收純粹的徑向載荷的徑向軸承，諸如具有環(huán)而不具有任何凸緣的圓柱軸承、溝球軸承、可吸收兩個(gè)軸向方向上的載荷的四點(diǎn)接觸球軸承或軸向軸承的組合。

發(fā)明內(nèi)容
然而，所謂的“定位”軸承的缺點(diǎn)在于外殼中的軸承的相互鎖定相當(dāng)復(fù)雜。
例如，冷卻軸承以便使軸承收縮的方法需要特殊的設(shè)備。
在可將軸承放置在其上的鉆孔中采用內(nèi)部止動(dòng)件或套環(huán)的情況中，外殼必須特別適合于該端部。
這在制造外殼的同時(shí)需要更多的操作，該操作無(wú)論如何要多于上述的對(duì)“交叉定位軸承布置”足夠的連續(xù)鉆孔的操作。
所謂的“定位”軸承的另一主要缺點(diǎn)在于，其不適合于以簡(jiǎn)單的方式在已有的機(jī)器中利用“定位/非定位”軸承布置來(lái)替換“交叉定位軸承布置”。
在這種已有的機(jī)器中，外殼通常設(shè)置有不具有套環(huán)的鉆孔，使得其將需要大量的工藝來(lái)調(diào)整整個(gè)外殼，或者使得再次需要復(fù)雜的方法，例如冷卻軸承的方法。
同樣，本發(fā)明致力于改善上述的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)以及其它缺點(diǎn)。
因此，本文的具體目的是設(shè)計(jì)一種用在“定位/非定位”軸承布置中的“定位”側(cè)的軸承，由此，該組成軸承為使其可容易地從外部設(shè)置在外殼中以便在“交叉定位軸承布置”中替換軸承，而不需將外殼調(diào)整至端部或者不需復(fù)雜的方法。
此外，本發(fā)明致力于設(shè)計(jì)一種軸承，該軸承一方面具有限制的尺寸以便其在“交叉定位軸承布置”中能容易地替換軸承，而另一方面具有足夠的性能來(lái)吸收較高的載荷。
為此，本發(fā)明涉及一種軸承，該軸承由兩個(gè)軸承組成，這兩個(gè)軸承構(gòu)造成使得組成的軸承在徑向方向和兩個(gè)軸向方向上承載，其中這兩個(gè)軸承安裝在設(shè)置有軸向止動(dòng)件的內(nèi)部襯套中。
根據(jù)本發(fā)明的這種軸承的主要優(yōu)點(diǎn)在于，一方面，該組成的軸承能夠吸收兩個(gè)軸向方向上徑向作用力和軸向作用力，使其作為“定位/非定位”軸承布置中的“定位”軸承，另一方面，該軸承的兩個(gè)軸承安裝在設(shè)置有軸向止動(dòng)件的襯套中，使得軸承同樣地設(shè)置在外殼的鉆孔中，例如以便在“交叉定位軸承布置”中替換其中一個(gè)軸承。
根據(jù)本發(fā)明的這種軸承的另一優(yōu)點(diǎn)在于，設(shè)置有兩個(gè)軸承，從而很好地分配載荷和吸收較高的載荷。
根據(jù)本發(fā)明的軸承的優(yōu)選實(shí)施例，用于兩個(gè)軸承的滾子元件的內(nèi)部滾道或外部滾道設(shè)置在單個(gè)共用的內(nèi)部軸承環(huán)或外部軸承環(huán)中。
該實(shí)施例示出了軸承的不同部分結(jié)合的第一種形式，其使得能夠使軸承更緊湊以及同時(shí)簡(jiǎn)化軸承的裝配。
根據(jù)本發(fā)明的軸承的另一優(yōu)選實(shí)施例，用于軸承的滾子元件的至少一個(gè)外部滾道結(jié)合在外部襯套中。
該實(shí)施例還示出軸承的不同部分結(jié)合的一種形式，其產(chǎn)生相同的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明還涉及一種將“相互鎖定”的一對(duì)軸承的軸承布置轉(zhuǎn)換為“定位/非定位”軸承布置的方法，該方法由以下步驟組成，即利用只吸收純粹的徑向作用力的“非定位”軸承替換一對(duì)軸承中的第一軸承，以及利用上述的根據(jù)本發(fā)明的“定位”軸承替換一對(duì)軸承中的第二軸承。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方法，最初的軸承同樣設(shè)置在外殼的鉆孔中，這些鉆孔用于應(yīng)用新的軸承。


為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的特征，參考附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的軸承的優(yōu)選實(shí)施例，其僅作為示例而不是限制性的，，其中圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的軸承的第一實(shí)施例的剖面圖；圖2示出圖1的軸承的使用；以及圖3至5與圖1相似，示出了根據(jù)本發(fā)明的軸承的替代實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
示于圖1中的根據(jù)本發(fā)明的軸承1由兩個(gè)軸承2和3組成。具體地為兩個(gè)圓錐滾子軸承2和3，其安裝在外部襯套4中，該外部襯套4在遠(yuǎn)端5設(shè)置有軸向止動(dòng)件6。
利用軸向止動(dòng)件6意味著止動(dòng)件6能夠在外殼(未示于圖1中)中的軸承1的軸向方向AA′上鎖定軸承1。
軸向止動(dòng)件6由外部襯套4上的徑向、向外指向的突出部7形成。
圓錐滾子軸承2和3在這種情況下布置為所謂的X布置，其中軸承2和3的壓力中心P和Q位于軸承2和3的幾何中心M和N之間，但是根據(jù)本發(fā)明這不是必需的。
此外，在給定的示例中，用于兩個(gè)軸承2和3的滾子元件10的內(nèi)部滾道8和9設(shè)置在單個(gè)共用的內(nèi)部軸承環(huán)11上。
用于滾子元件10的外部滾道12和13設(shè)置在分離的外部軸承環(huán)14和15上。
為了在外部襯套4中軸向鎖定軸承2和3，軸承1設(shè)置有若干鎖定裝置16。
在圖1的實(shí)施例中，這些鎖定裝置16由設(shè)置在外部襯套4的另一端18上的徑向、向內(nèi)指向的止動(dòng)件17組成。
止動(dòng)件17結(jié)合設(shè)置在外部軸承環(huán)15中的凹部19工作，這確保了外部軸承環(huán)15不能在軸向方向AA′上離開(kāi)另一軸承2移動(dòng)。
此外，鎖定裝置16由在遠(yuǎn)端5抵靠軸承2而擰緊在外部襯套4中的防松螺母或鎖定環(huán)20組成。
采用這種方式可阻止軸承2和3在軸向方向AA′上彼此離開(kāi)地移動(dòng)。
此外，在兩個(gè)軸承2和3之間設(shè)置隔離物21阻止軸承2和3在軸向方向AA′上彼此朝向地移動(dòng)。
外部襯套4優(yōu)選地設(shè)置有用于將外部襯套4固定于外殼的固定裝置22。
在給定的示例中，這些固定裝置22由外部襯套4處的軸向止動(dòng)件6中的孔23和可通過(guò)上述孔23設(shè)置的螺栓24形成。
在給定的示例中，滾子元件10通過(guò)軸承罩25引導(dǎo)。
根據(jù)本發(fā)明的這種軸承1的使用簡(jiǎn)單，并在下文中通過(guò)圖2進(jìn)行描述。
在圖2中，軸承1表示為安裝在例如齒輪箱的外殼26中，以連同第二軸承27一起支承軸28，在該軸28上設(shè)置有例如齒輪29。
圖2的軸承布置為所謂的“定位/非定位”軸承布置，由此，軸承1實(shí)現(xiàn)“定位”軸承的作用，軸承27實(shí)現(xiàn)“非定位”軸承的作用。
在給定的示例中，由于“非定位”軸承27的內(nèi)部軸承環(huán)30沒(méi)有設(shè)置有凸緣，故該軸承為只能吸收純粹的徑向載荷的圓柱軸承。
因而，內(nèi)部軸承環(huán)30可承受在軸向方向AA′上相對(duì)于外部軸承環(huán)31的小的移動(dòng)，而不會(huì)妨礙軸承27的正常的工作順序。
當(dāng)然，其他種類(lèi)的軸承也可用于這種“非定位”軸承27。
鉆孔32和33設(shè)置在外殼26中以應(yīng)用軸承1和27，軸承1和27在給定的示例中具有相同的直徑D。
換句話說(shuō)，這種鉆孔32和33可由一次的鉆孔操作制成。
該“定位”軸承1通過(guò)軸28上的止動(dòng)件34和防松螺母或鎖定環(huán)35橫向地套在該軸28上，其中內(nèi)部軸承環(huán)11抵靠在止動(dòng)件34上，通過(guò)設(shè)置在軸28的遠(yuǎn)端37上的外螺紋36將防松螺母或鎖定環(huán)35擰緊至抵靠軸承環(huán)11。
在裝配期間將軸承1的外部襯套4推至鉆孔32中，直到其抵靠外殼26放置，其后通過(guò)螺栓24將襯套4擰緊至外殼26。
采用這種方式還會(huì)阻止外殼26中的軸承1在兩個(gè)軸向方向AA′上的移動(dòng)。
明顯的是，在這種“定位/非定位”軸承布置中，由于軸承27的內(nèi)部軸承環(huán)30可以在軸承27的滾子元件38上軸向移動(dòng)，故軸28可承受熱膨脹而不會(huì)被軸承1和27所妨礙。
明顯的是，在外殼中安裝軸承1非常簡(jiǎn)單，且可應(yīng)用于更重的載荷。
此外，用于軸承1的必須設(shè)置在外殼26中的鉆孔32僅為圓孔，而不具有任何止動(dòng)件或類(lèi)似物，這使得這種軸承1非常適合于以簡(jiǎn)單方式利用“定位/非定位”軸承布置替換“相互鎖定”軸承布置，如圖2所示。
因此，根據(jù)本發(fā)明的軸承1可用作可替換現(xiàn)有傳統(tǒng)的軸承的替換成套工具的一種，其具有本發(fā)明的所有優(yōu)點(diǎn)，而不需要任何額外的操作。
此外，當(dāng)設(shè)計(jì)新機(jī)器時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的這種軸承1也是有用的。
例如，在某些情況下外殼26的壁39只能通過(guò)另一壁40中的鉆孔32接觸到。
由于在“定位/非定位”軸承布置中，諸如已知的通過(guò)已知“定位”軸承所實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用中，內(nèi)部止動(dòng)件通常設(shè)置在壁40上的鉆孔32中，因此壁39上的鉆孔33的直徑受所述止動(dòng)件限制。
通過(guò)利用根據(jù)本發(fā)明的軸承1，不再需要鉆孔32中的這種止動(dòng)件，因此在這種條件下可在另一壁39中設(shè)置更大的鉆孔33。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的軸承1的另一實(shí)施例，其中用于軸承3的滾子元件10的外部滾道13用于結(jié)合在外部襯套4中，因此可使軸承1更加緊湊以及簡(jiǎn)化軸承1的裝配。
當(dāng)然，軸承1的使用沒(méi)有根本性的改變。
在圖4所示的根據(jù)本發(fā)明軸承1的實(shí)施例中，用于滾子元件10的外部滾道12和13兩者都結(jié)合在外部襯套4中。
關(guān)于裝配，用于兩個(gè)軸承2和3的滾子元件10的內(nèi)部滾道8和9不再如上述實(shí)施例所示地設(shè)置在單個(gè)內(nèi)部軸承環(huán)11上，而是設(shè)置在分離的內(nèi)部軸承環(huán)41和42上。
原則上，這些內(nèi)軸承環(huán)可直接設(shè)置在軸28上，但是在給定的實(shí)施例中，在推動(dòng)內(nèi)部軸承環(huán)41和42的端部設(shè)置有內(nèi)部襯套43，使得軸承1可更加容易地作為整體設(shè)置在軸28上。
應(yīng)注意的是，在該實(shí)施例中，圓錐滾子軸承2和3以O(shè)形布置安裝，其中軸承2和3的壓力中心P和Q位于軸承2和3的幾何中心M和N的外部。
此外，根據(jù)該實(shí)施例的軸承1的工作是顯然的且完全類(lèi)似于上述實(shí)施例。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明軸承1的最后一個(gè)實(shí)施例，其非常類(lèi)似圖4的軸承，但是，內(nèi)部軸承環(huán)42的滾道9結(jié)合在內(nèi)部襯套43中。
同樣，該實(shí)施例的使用完全類(lèi)似于上述實(shí)施例的使用。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明同樣可有許多其它實(shí)施例。
例如，不必需將襯套4上的止動(dòng)件6設(shè)計(jì)為突出部7，止動(dòng)件6同樣可以是可將軸承固定至外殼26的唇部或類(lèi)似物。
本發(fā)明絕非局限于作為示例給出的以及附圖中所示的實(shí)施例；相反，根據(jù)本發(fā)明的這種軸承可制成為不同的形狀和尺寸，而其仍然處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于將具有一對(duì)“相互鎖定”軸承的軸承布置轉(zhuǎn)換為“定位/非定位”軸承布置的上述方法，其可具有許多替換方法。
權(quán)利要求
1.軸承(1)，其特征在于該軸承由兩個(gè)軸承(2，3)組成，這兩個(gè)軸承(2，3)構(gòu)造成使得該組成的軸承(1)可在徑向方向和兩個(gè)軸向方向(AA′)上承載，其中這兩個(gè)軸承(2，3)安裝在設(shè)置有軸向止動(dòng)件(6)的外部襯套(4)中。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承，其特征在于用于所述兩個(gè)軸承(2，3)的滾子元件(10)的內(nèi)部滾道(8，9)或外部滾道(12，13)設(shè)置在單個(gè)共用的內(nèi)部軸承環(huán)(11)或外部軸承環(huán)(4)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承，其特征在于用于所述軸承(2，3)的滾子元件(10)的所述外部滾道(12，13)中的至少一個(gè)結(jié)合在所述外部襯套(4)中。
4.如權(quán)利要求3所述的軸承，其特征在于用于所述滾子元件(10)的兩個(gè)外部滾道(12，13)都結(jié)合在所述外部襯套(4)中。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于所述內(nèi)部軸承環(huán)(47，48)的至少一個(gè)設(shè)置在內(nèi)部襯套(43)上。
6.如權(quán)利要求5所述的軸承，其特征在于所述內(nèi)部軸承環(huán)(41，42)的滾道(9)中的一個(gè)結(jié)合在所述內(nèi)部襯套(43)中。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于設(shè)置鎖定裝置(16)以相對(duì)于所述內(nèi)部襯套(43)或所述外部襯套(4)來(lái)軸向鎖定所述軸承(2，3)。
8.如權(quán)利要求7所述的軸承，其特征在于所述鎖定裝置(16)包括設(shè)置在所述內(nèi)部襯套(43)或所述外部襯套(4)上的至少一個(gè)止動(dòng)件(17)。
9.如權(quán)利要求7所述的軸承，其特征在于所述鎖定裝置包括至少一個(gè)防松螺母或鎖定環(huán)(20)。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于所述兩個(gè)軸承(2，3)為圓錐滾子軸承。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于在所述兩個(gè)軸承(2，3)之間設(shè)置至少一個(gè)隔離物(21)。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于所述外部襯套(4)上的軸向止動(dòng)件(6)為突出部(7)。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的軸承，其特征在于所述外部襯套設(shè)置有用于將所述外部襯套(4)固定至外殼(26)的固定裝置(22)。
14.如權(quán)利要求14所述的軸承，其特征在于所述固定裝置(22)由所述外部襯套(4)上的所述軸向止動(dòng)件(6)中的孔(23)和可通過(guò)上述孔(23)設(shè)置的螺栓或螺釘(24)形成。
15.一種用于將具有一對(duì)“相互鎖定”軸承的軸承布置轉(zhuǎn)換為“定位/非定位”軸承布置的方法，其特征在于該方法由以下步驟組成，即利用只吸收純粹的徑向作用力的“非定位”軸承(27)替換所述一對(duì)軸承中的第一軸承，以及利用與上述權(quán)利要求中之一相一致的“定位”軸承(1)替換所述一對(duì)軸承中的第二軸承。
16.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于最初的軸承設(shè)置在外殼中的鉆孔(32，33)中，且該相同的鉆孔(32，33)用于應(yīng)用新的軸承(1，27)。
全文摘要
軸承(1)，其特征在于其由兩個(gè)軸承(2，3)組成，這兩個(gè)軸承(2，3)構(gòu)造成使得該組成的軸承(1)可在徑向方向和兩個(gè)軸向方向(AA′)上承載，其中這兩個(gè)軸承(2，3)安裝在設(shè)置有軸向止動(dòng)件(6)的外部襯套(4)中。
文檔編號(hào)F16C35/12GK101089412SQ200710104528
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者安迪·馬歇爾·喬吉特·梅斯 申請(qǐng)人:漢森傳動(dòng)系統(tǒng)國(guó)際公司