滾動(dòng)軸承保持架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承保持架(1)，其帶有設(shè)置用于引導(dǎo)滾動(dòng)體(10)、特別是滾珠的保持架兜孔(5)，這些保持架兜孔通過(guò)兩個(gè)具有共同的對(duì)稱軸線(R)的側(cè)圈(2、3)以及連接這些側(cè)圈的接片(4)形成，其中，側(cè)圈(2、3)與該接片(4)一體式構(gòu)造并且包含織物(6)。根據(jù)本發(fā)明，織物(6)由至少兩種不同類型的纖維(7、8)構(gòu)建，通過(guò)這些纖維制造出織物(6)的強(qiáng)各向異性的特性。
【專利說(shuō)明】
滾動(dòng)軸承保持架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承保持架，特別是球軸承保持架，其包含織物并且特別適合于用在主軸軸承中?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]包含纖維或者織物的滾動(dòng)軸承保持架，例如由DE 10 2004 058 518 A1所公知。作為可以包含在滾動(dòng)軸承保持架中的纖維，比如有棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維。滾動(dòng)軸承保持架此外還包含用于降低摩擦系數(shù)的添加劑，例如固體潤(rùn)滑劑或者低粘度的油。滾動(dòng)軸承保持架的制造可以如下進(jìn)行，為此將該織物浸泡在由環(huán)氧樹脂和固體潤(rùn)滑劑組成的混合物中，并且將該浸泡的織物成形呈管形的預(yù)浸料。該預(yù)浸料接著在120°C至 180°C下的溫度范圍下被硬化，并且以滾動(dòng)軸承保持架的形式進(jìn)行加工。根據(jù)DE 10 2004 058 518 A1的滾動(dòng)軸承保持架應(yīng)該特別適合用于工業(yè)主軸支承，并且適合用于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，特別是牙科技術(shù)。
[0003]另一種包含纖維的滾動(dòng)軸承保持架例如由DE 10 2009 032 961 A1所公知。該滾動(dòng)軸承保持架能夠通過(guò)注塑制造并且可以包括不同的纖維類型，其中，除了玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維還提及了PTFE(聚四氟乙烯)纖維。沒有設(shè)置將該織物嵌入保持架中。塑料材料(在其中分布有纖維)可以例如涉及聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)或者聚醚酰亞胺(PEI)。
[0004]由DE 10 2006 007 925 A1公知了一種構(gòu)造為向心推力球軸承的用于支承機(jī)床主主軸的滾動(dòng)軸承。該滾動(dòng)軸承的保持架構(gòu)造為塑料保持架或者硬質(zhì)織物保持架。在這兩種情況下，該保持架都可以在滾動(dòng)軸承的外軸承圈上引導(dǎo)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，相對(duì)于公知的現(xiàn)有技術(shù)、特別是在抗磨損強(qiáng)度以及針對(duì)極端應(yīng)用條件的性能方面，改進(jìn)包含織物的、特別是適合用于例如機(jī)床的主軸支承的滾動(dòng)軸承保持架。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的滾動(dòng)軸承保持架以及根據(jù)權(quán)利要求9的具有這種滾動(dòng)軸承保持架的滾動(dòng)軸承、特別是球軸承得到解決。
[0007]該滾動(dòng)軸承保持架構(gòu)造為球軸承保持架或者滾子軸承保持架并在公知的基本結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)側(cè)圈，這些側(cè)圈在形成保持架兜孔的情況下通過(guò)一定數(shù)量的接片一體式彼此相連，其中，在由側(cè)圈和接片組成的整個(gè)系統(tǒng)中包含有連貫的織物。該滾動(dòng)軸承保持架可以構(gòu)造為純向心軸承(向心球軸承或者向心滾子軸承)的保持架，同樣可以構(gòu)造為角接觸球軸承的保持架。在保持架中引導(dǎo)的滾動(dòng)體可以是滾珠或者圓柱滾子?？梢栽O(shè)置有保持架的外擋邊引導(dǎo)部、內(nèi)擋邊引導(dǎo)部和滾動(dòng)體引導(dǎo)部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該織物由至少兩種不同類型的纖維構(gòu)建，其中，不同的纖維在其材料組成方面及其機(jī)械特性方面彼此不同。
[0009]第一類型的纖維優(yōu)先在機(jī)械負(fù)載能力和堅(jiān)固性方面進(jìn)行選擇，而另一種包含在織物中的纖維的類型例如在潤(rùn)滑特性方面是優(yōu)化的。在此，該纖維要么可以本身具有潤(rùn)滑特性，要么本身可以特別良好地結(jié)合潤(rùn)滑劑，例如油。
[0010]優(yōu)選地，織物的不同纖維以彼此不同的布置方式包含在織物中。在此，第一類型的纖維主要或者完全沿滾動(dòng)軸承保持架的周向方向定向，而第二類型的纖維至少主要在滾動(dòng)軸承的軸向方向上定向。在此，在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，主要在周向方向上定向的纖維與主要在軸向方向上定向的纖維相比具有更高的抗拉強(qiáng)度。在滾動(dòng)軸承保持架的位于周向方向上的纖維處的比抗斷強(qiáng)度(又稱作斷裂系數(shù))優(yōu)選高于軸向定向的纖維處的比抗斷強(qiáng)度。
[0011]滾動(dòng)軸承保持架不僅可以在周向方向上而且可以在軸向上相應(yīng)地要么包含一種纖維要么包含多種纖維。例如，下述組合是可能的:
[0012]-織物在周向方向包含正好一種纖維并且在軸向方向上包含不同類型的纖維。
[0013]-織物在軸向方向上包含正好一種纖維并且在周向方向上包含多種不同的纖維。
[0014]-織物在周向方向上包含多種纖維并且在軸向方向上包含多種纖維。
[0015]使用人造纖維以及天然纖維作為制造織物的纖維。在此，可以在同一方向上要么只有天然纖維或只有人造纖維延伸，要么不僅有人造纖維而且有天然纖維延伸。這不僅適用于在周向方向上即經(jīng)向方向上延伸的纖維，而且適用于在滾動(dòng)軸承保持架的軸向方向也就是煒向方向上延伸的纖維。
[0016]根據(jù)一個(gè)可行的設(shè)計(jì)方案，在周向方向上延伸的纖維是人造纖維，而在軸向方向上延伸的纖維是天然纖維。作為人造纖維，可以特別是芳綸纖維、玄武巖纖維、硼纖維、玻璃纖維、碳纖維、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)纖維和/或PTFE(聚四氟乙烯)纖維包含在滾動(dòng)軸承保持架的織物中。適合于制造織物的天然纖維例如是竹纖維、棉纖維、亞麻纖維、大麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維和劍麻纖維。[〇〇17]人造纖維和天然纖維在織物中的可能的組合例如是芳綸/棉和碳/棉的組合。在此，織物在周向方向上至少有20%由人造纖維、即芳綸纖維或者碳纖維構(gòu)建，而作為在軸向方向上延伸的纖維僅使用棉纖維，同樣只要在周向方向上延伸的纖維不僅僅是芳綸纖維或者碳纖維，那么棉纖維在周向方向上形成100%缺失的纖維份額。
[0018]在每個(gè)的組成中纖維都可以嵌入熱塑性或者熱固性的塑料基質(zhì)中。作為適合的基質(zhì)材料特別是環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂。在制造滾動(dòng)軸承保持架的范圍內(nèi)可以將織物首先浸泡到基質(zhì)材料中并將其卷起，以便獲得套筒狀的預(yù)浸料，該套筒狀的預(yù)浸料隨后受到繼續(xù)加工，其中，該繼續(xù)加工包括切削加工步驟。
[0019]在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方式中，織物的在滾動(dòng)軸承保持架的周向方向上延伸的纖維相對(duì)于在軸向方向上延伸的纖維不僅具有更高的抗拉強(qiáng)度，而且還具有更高的彈性模量。相對(duì)而言，在周向方向上延伸的纖維的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選要小于在軸向方向上延伸的織物纖維的熱膨脹系數(shù)。因而既沒有高的熱學(xué)負(fù)載也沒有高機(jī)械負(fù)載、即離心力導(dǎo)致滾動(dòng)軸承保持架的嚴(yán)重?cái)U(kuò)大。該滾動(dòng)軸承保持架因而即使在保持架與軸承外圈之間的間隙很小的情況下也可以用于大的溫度范圍。
[0020]此外，滾動(dòng)軸承保持架的織物的與方向有關(guān)的特性實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)非常精細(xì)的保持架結(jié)構(gòu)。這開啟了整個(gè)滾動(dòng)軸承的在結(jié)構(gòu)方面的有用的設(shè)計(jì)自由性，例如在密封元件的布置方式和橫截面構(gòu)造方面?！靖綀D說(shuō)明】
[0021]下面借助附帶的附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
[0022]圖1以截面圖示出了構(gòu)造為向心推力球軸承的主軸軸承；
[0023]圖2以示意圖示出了包含在根據(jù)圖1的滾動(dòng)軸承保持架中的織物?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]滾動(dòng)軸承保持架1設(shè)置用于引導(dǎo)滾動(dòng)體10,即整體用附圖標(biāo)記9標(biāo)示出的滾動(dòng)軸承的滾珠。球軸承9構(gòu)造為單列的角接觸球軸承，并且作為快速運(yùn)行的主軸軸承應(yīng)用在機(jī)床中。在滾動(dòng)軸承9的原理性功能方面參考開頭所引用的現(xiàn)有技術(shù)，特別是DE 10 2006 007 925 Al〇[〇〇25] 滾動(dòng)軸承9的滾珠10在軸承圈11、12上也就是在內(nèi)圈11和外圈12上滾動(dòng)。球軸承9 的與滾動(dòng)軸承保持架1的對(duì)稱軸線相一致的旋轉(zhuǎn)軸線用R來(lái)標(biāo)記。滾動(dòng)軸承保持架1是外擋邊引導(dǎo)的保持架，其中，在滾動(dòng)軸承保持架1的外周與外圈12的內(nèi)周之間給出了引導(dǎo)間隙 FS。作為替代，滾動(dòng)軸承保持架1也以未示出的方式通過(guò)滾動(dòng)體10或者通過(guò)內(nèi)圈11引導(dǎo)，即構(gòu)造為滾動(dòng)體或者內(nèi)擋邊引導(dǎo)的保持架。[〇〇26]球軸承9的每個(gè)滾動(dòng)體在滾動(dòng)軸承保持架1的保持架兜孔5中都受到引導(dǎo)。在圖1中能夠看出，保持架兜孔5的壁柱體狀成形。作為替代，保持架兜孔5具有球面狀成形的表面。 在每種情況下，滾動(dòng)軸承保持架1都具有兩個(gè)閉合的側(cè)圈2、3,在形成保持架兜孔5的情況下接片4在兩個(gè)閉合的側(cè)圈之間伸展，接片與側(cè)圈2、3—體式相連。盡管在圖2中僅能夠看到滾動(dòng)軸承保持架1的一個(gè)組成部分，但為了清楚起見，僅在圖2中為接片4和保持架兜孔5配設(shè)了附圖標(biāo)記。
[0027]滾動(dòng)軸承保持架1由織物6來(lái)構(gòu)建，將織物引入由環(huán)氧樹脂或者酚醛樹脂組成的塑料基質(zhì)中。在圖2中象征性示出的織物6由在經(jīng)向方向上、即滾動(dòng)軸承保持架1的周向方向上延伸的纖維7和在煒向方向上、即滾動(dòng)軸承保持架的軸向方向上延伸的纖維8構(gòu)建。纖維7、8 彼此在其組成方面以及其機(jī)械特性方面有明顯區(qū)別，從而使該織物6具有極為各向異性的特性。
[0028]在周向方向上延伸的纖維7是高強(qiáng)度的人造纖維，例如碳纖維或者是設(shè)計(jì)成高抗拉強(qiáng)度的不同纖維的混合物。例如，在周向方向上延伸的纖維7是由兩種或者三種不同類型的纖維構(gòu)成的組合物。在每種情況下，纖維7都被選擇成即使在球軸承9的高轉(zhuǎn)速額定值的情況下滾動(dòng)軸承保持架1的旋轉(zhuǎn)也僅導(dǎo)致滾動(dòng)軸承保持架1的輕微擴(kuò)大以及引導(dǎo)間隙FS的與之伴隨的減小。為此可行的帶有小引導(dǎo)間隙FS的球軸承9的設(shè)計(jì)方案確保了在每個(gè)轉(zhuǎn)速范圍中最多可能出現(xiàn)滾動(dòng)軸承保持架1的會(huì)導(dǎo)致離心力和摩擦力的很小的偏心性。
[0029]相對(duì)于在滾動(dòng)軸承保持架1的切向方向上起作用的力，滾動(dòng)軸承保持架1即使在以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)在軸向方向上也僅承受相對(duì)小的力。相應(yīng)地，織物6的在軸向方向上延伸的纖維8不是優(yōu)先以抗拉強(qiáng)度的觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇的。更確切地說(shuō)，選擇單一或者混合的導(dǎo)致滾動(dòng)軸承保持架1的良好的潤(rùn)滑特性的纖維作為在織物6的煒向方向上延伸的纖維8。在實(shí)施例中是棉纖維，其優(yōu)勢(shì)在于良好的潤(rùn)滑劑存儲(chǔ)能力。
[0030]由于將不同的纖維7、8組合到一個(gè)且同一織物6中，滾動(dòng)軸承保持架1相對(duì)于傳統(tǒng)的主軸軸承保持架在提高了負(fù)載性能和使用壽命的同時(shí)設(shè)計(jì)得明顯更為精細(xì)。
[0031]附圖標(biāo)記列表[〇〇32]FS引導(dǎo)間隙[〇〇33]R旋轉(zhuǎn)軸線[〇〇34]1滾動(dòng)軸承保持架
[0035]2側(cè)圈
[0036]3側(cè)圈
[0037]4接片[〇〇38]5保持架兜孔
[0039]6織物
[0040]7在周向方向上延伸的纖維
[0041]8在軸向方向上延伸的纖維
[0042]9球軸承[〇〇43]10滾動(dòng)體、滾珠
[0044]11內(nèi)圈
[0045]12外圈
【主權(quán)項(xiàng)】
1.滾動(dòng)軸承保持架(1)，所述滾動(dòng)軸承保持架帶有設(shè)置用于引導(dǎo)滾動(dòng)體(10)的保持架 兜孔(5)，所述保持架兜孔通過(guò)兩個(gè)具有共同的對(duì)稱軸線(R)的側(cè)圈(2、3)以及連接這些側(cè) 圈的接片(4)形成，其中，所述側(cè)圈(2、3)與所述接片(4)一體式構(gòu)造并且包含織物(6)，其特 征在于，所述織物(6)由至少兩種不同類型的纖維(7、8)構(gòu)建。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承保持架(1)，其特征在于，不同類型的纖維(7、8)以彼 此不同的布置方式包含在所述織物(6)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾動(dòng)軸承保持架(1)，其特征在于，所述織物(6)包含主要沿所 述側(cè)圈(2、3)的周向方向定向的第一類型的纖維(7)以及主要沿軸向方向定向的第二類型 的纖維(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承保持架(1)，其特征在于，主要沿周向方向定向的纖 維(7)與主要沿軸向定向的纖維(8)相比具有更高的抗拉強(qiáng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承保持架(1 )，其特征在于，將人造纖維設(shè)置為沿周向 方向定向的纖維(7)并且將天然纖維設(shè)置為沿軸向方向定向的纖維(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滾動(dòng)軸承保持架(1)，其特征在于，將選自包含如下纖維的組 中的至少一種類型的纖維設(shè)置為沿周向方向定向的纖維(7)，即，芳綸纖維、玄武巖纖維、硼 纖維、玻璃纖維、碳纖維、PET纖維和PTFE纖維。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的滾動(dòng)軸承保持架(1 )，其特征在于，將選自包含如下纖維的 組中的至少一種類型的纖維設(shè)置為沿軸向定向的纖維(8)，即，竹纖維、棉纖維、亞麻纖維、 大麻纖維、黃麻纖維、苧麻纖維和劍麻纖維。8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任意一項(xiàng)所述的滾動(dòng)軸承保持架(1)，其特征在于，沿周向方向 定向的纖維(7)與沿軸向方向定向的纖維(8)相比具有更小的熱膨脹系數(shù)。9.滾動(dòng)軸承(9)，所述滾動(dòng)軸承帶有一定數(shù)量的滾動(dòng)體(10)以及根據(jù)權(quán)利要求1所述的 滾動(dòng)軸承保持架(1)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所示的滾動(dòng)軸承(9)，其特征在于，將滾珠設(shè)置為滾動(dòng)體(10)。11.根據(jù)權(quán)利要求9所示的滾動(dòng)軸承(9)，其特征在于，將圓柱滾子設(shè)置為滾動(dòng)體(10)。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的滾動(dòng)軸承(9)在主軸支承中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】F16C33/56GK105992881SQ201480065705
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2014年11月3日
【發(fā)明人】米歇爾·保施, 托比亞斯·霍克
【申請(qǐng)人】舍弗勒技術(shù)股份兩合公司