隧道滾子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隧道滾子。特別地，本發(fā)明涉及一種具有在與隧道滾子的軸線成角度的情況下在隧道滾子的壁中延伸的縱縫隙的隧道滾子。在此，隧道滾子中的縱縫隙在隧道滾子的壁中延伸。隧道滾子的壁中的縱縫隙從隧道滾子的第一端部延伸到隧道滾子的第二端部。
【專利說明】隧道滾子
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道滾子。特別地，本發(fā)明涉及一種具有在與隧道滾子的軸線成角度的情況下在隧道滾子的壁中延伸的縱縫隙的隧道滾子。在此，隧道滾子中的縱縫隙在隧道滾子的壁中延伸。隧道滾子的壁中的縱縫隙從隧道滾子的第一端部延伸到隧道滾子的
第二端部。
[0002]滾子軸承具有過盈和空心鉆孔。在直徑上略增大的隧道滾子導(dǎo)致軸承中的預(yù)緊并且在低負(fù)載、即低于一定的最低負(fù)載情況下承擔(dān)軸承保持架進(jìn)而整個滾子組的驅(qū)動。加工在滾子軸承中的縱縫隙負(fù)責(zé):在較高的負(fù)載情況下，增大的滾子軸承輕微地彈性壓縮，即退讓(Nachgeben)并且由此不必承擔(dān)過載。該負(fù)載則如在傳統(tǒng)軸承中那樣均勻地分布到軸承中的所有滾動體中。
[0003]瑞士的專利文件CH278692公開一種彈性退讓(elastischnachgiebiges)的滾子軸承。在這里，所有布置在滾子軸承中的滾子構(gòu)造為隧道滾子。在軸承環(huán)和構(gòu)造為空心軸的軸之間布置隧道滾子。隧道滾子設(shè)有縱縫隙，該縱縫隙螺旋線形地從軸承的一端向軸承的另一端延伸。在這里示出的實施方式中，螺旋線形的縱縫隙在從軸承的一端延伸到軸承的另一端時經(jīng)過大于180角度的、相對于隧道滾子的橫截面而言的中心角。如果所述類型的軸承被軸或軸承環(huán)負(fù)載，則該負(fù)載從隧道滾子彈性退讓地傳遞到軸承的保持反壓力的側(cè)上。因為隧道滾子具有輕微預(yù)緊地嵌入在軸承中，軸承一側(cè)上的被壓緊的隧道滾子的直徑縮小與該軸承的對置側(cè)上的卸載的隧道滾子的直徑增大相應(yīng)。由此，所述軸在任何情況下在各側(cè)保持無間隙。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于，實現(xiàn)一種用于無間隙的滾針軸承的隧道滾子，該隧道滾子使?jié)L針軸承中的滾動噪聲最小化并且本身具有高的使用壽命。
[0005]該任務(wù)通過一種隧道滾子解決，該隧道滾子包括權(quán)利要求1的特征。
[0006]在這種情況下，隧道滾子可理解為空心滾子、優(yōu)選構(gòu)造成空心圓柱體形的滾子。對于每個滾動體列，這種隧道滾子中的至少一個在周向方向上布置在滾動軸承的滾子之間。因為隧道滾子構(gòu)造成空心圓柱體形，這些隧道滾子比基體由其材料填滿的其他滾子更有彈性。因此，隧道滾子具有衰減噪聲的特性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的滾子軸承設(shè)有在與隧道滾子的軸線成角度的情況下在滾子軸承的壁中延伸的縱縫隙。在此，該縱縫隙從隧道滾子的第一端部延伸到隧道滾子的第二端部。在此，縱縫隙沿著隧道滾子的壁從隧道滾子的第一端部到第二端部的延伸這樣構(gòu)型，使得該延伸在隧道滾子的外壁上經(jīng)過360度、優(yōu)選小于180度的、就隧道滾子的橫截面而言的中心角。
[0008]外殼面的整個圓周在任意的橫截面(橫向于隧道滾子的旋轉(zhuǎn)軸線)中通過360度的全角描述。即，本發(fā)明設(shè)置，縫隙在它的從開始到結(jié)束的延伸中這樣走向，使得它在周向方向上經(jīng)過外殼面一次。本發(fā)明的構(gòu)型設(shè)置，所述縫隙在小于一半的外殼面上延伸、即沿著隧道滾子的壁從隧道滾子的第一端部到第二端部經(jīng)過小于180度的、就隧道滾子的橫截面而言的中心角(U)。該中心角也可以稱為全角的分角或圓的全角的分角。其中，圓形線(Kreislinie)為滾子的周邊線(Umfangslinie)。優(yōu)選地,所述縫隙在外殼面的周長的一半之內(nèi)延伸，從而分角從全角360度變?yōu)閮H小于等于180度。通過所述縫隙，隧道滾子是彈性退讓的并且其減振行為比閉合的空心滾子還更好。
[0009]在滾動接觸中，滾動體的優(yōu)選非常光滑的表面上的不均勻性造成應(yīng)力峰值并且促進(jìn)滾子和滾動滾道上的磨損。對于縫隙或其棱邊也是這種情況。根據(jù)DE19734980A1的滾子的螺形構(gòu)造的縫隙在多個部位上并且與兩個滾道永久地處于滾動接觸中，從而尤其存在之前提到的缺點。
[0010]通過將角度限制到最大360度、優(yōu)選最大180度(縫隙以所述角度經(jīng)過滾子)，根據(jù)本發(fā)明的組件具有優(yōu)點:相對于上述已知的現(xiàn)有技術(shù)，強(qiáng)烈地減少了接觸部位的數(shù)量進(jìn)而降低了摩損提高的風(fēng)險。
[0011]歐洲專利申請EP1921334A2示出一種滾針軸承。在此，如果將負(fù)載施加到滾針軸承的外面上，滾針軸承的至少一個滾針彈性退讓地構(gòu)成。在此，能夠彈性變形的滾針比其他不能夠彈性變形的滾針具有略大的外直徑。滾針的彈性的退讓性由此實現(xiàn)，即，所述滾針具有空心鉆孔并且沿著所述滾針的長度平行于母線(Mantellinie)并且平行于旋轉(zhuǎn)軸線地加工有縱縫隙，該縱縫隙直線地沿著滾針的壁延伸。這樣構(gòu)成的、彈性退讓的滾針具有缺點，即，在軸承滾動運(yùn)動時，直的縫隙在它的整個長度上以縫隙的邊緣與滾動滾道處于滾動接觸中。這類滾動軸承僅能夠小地負(fù)載并且僅能以小的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)或僅能擺動，因為棱邊接觸在滾動接觸中產(chǎn)生非常高的應(yīng)力峰值，由此，可能損壞滾子和滾動滾道。此外，每旋轉(zhuǎn)一次在每個滾動滾道上出現(xiàn)的縫隙產(chǎn)生干擾的噪聲。
[0012]對該周向范圍的限制也有利地對該類型的隧道滾子的制造產(chǎn)生影響，在這種情況下，該隧道滾子能夠由扁平材料彎曲成。在此，圓柱體形彎曲的扁平材料的切割端部在縫隙上引向彼此。與此相反地，具有超過360度全角或者多次地在圓周上延伸的縫隙的隧道滾子必須在續(xù)接部分中螺形地卷繞，這會對隧道滾子的尺寸的精度產(chǎn)生不利的影響或提高制造準(zhǔn)確滾子的費(fèi)用。
[0013]滾子軸承為具有作為滾動體的滾子的滾動軸承。滾動軸承具有內(nèi)滾道和外滾道，在所述內(nèi)滾道和外滾道之間，一列滾動體或軸向相鄰的多列滾動體在周向方向上圍繞旋轉(zhuǎn)軸線相互相繼布置。所述滾道選擇式地構(gòu)造在軸承環(huán)的表面上，即，內(nèi)滾道構(gòu)造在外環(huán)的表面上并且外滾道構(gòu)造在內(nèi)環(huán)的表面上，或者在內(nèi)面和外面上直接構(gòu)造在表面的區(qū)段上。
[0014]滾子軸承的滾動體為如同滾針或圓柱滾子那樣的滾子。滾子在其基本形式上構(gòu)造成外圓柱體形并且設(shè)有兩個端側(cè)面。所述端面?zhèn)冗x擇式地與外圓柱體形的形式不同地具有略微球形的外殼面。端側(cè)面或者平面地或者凸式或凹式地隆起。滾針為滾子式滾動體，該滾動體具有大于或等于數(shù)值3的、滾動體的長度相對于外殼面的額定直徑的比例關(guān)系。在圓柱滾子中，該比例關(guān)系較小。
[0015]縱縫隙在徑向方向上連續(xù)延伸經(jīng)過所述壁并且由此使該壁在周向方向上完全中斷一次。在此，縱縫隙不與旋轉(zhuǎn)軸線軸線平行或不與隧道滾子的旋轉(zhuǎn)軸線平行地取向，而是向所述旋轉(zhuǎn)軸線這樣傾斜地延伸，使得縱縫隙相對于隧道滾子的旋轉(zhuǎn)軸線具有角度地從隧道滾子的第一端部延伸到隧道滾子的第二端部，所述角度優(yōu)選為I度< a <=45度。所述角度不必在縫隙的延伸中相互相等。即，也可以是，縫隙曲線式地或曲折式地延伸或任意更換方向地偏轉(zhuǎn)，因為所述縫隙在任意方向上并且以不同角度相對于平行線偏轉(zhuǎn)。通過所述縫隙，隧道滾子是彈性退讓的并且其減振行為比閉合的空心滾子還更好。[0016]隧道滾子在負(fù)載情況下在接觸區(qū)域中彈性壓縮并且在該接觸區(qū)域上滾動，該接觸區(qū)域可以通過滾動滾道上的接觸線即線接觸來描述，其中，所述接觸線在理想情況下平行于隧道滾子的旋轉(zhuǎn)軸線取向?？p隙的傾斜取向的優(yōu)點在于，在軸承旋轉(zhuǎn)和隧道滾子滾動時，不是整個縫隙一次性與對應(yīng)的一個/多個滾動滾道處于線性接觸中，而是僅所述縫隙的一部分在交點上與接觸線處于接觸中。由此，避免摩擦并且降低噪聲。
[0017]外直徑相對于壁厚度的比例關(guān)系確定彈性，隧道滾子構(gòu)造有該彈性。一方面，隧道滾子必須是足夠彈性退讓的，以便在預(yù)緊力下能夠安裝到軸承中并且以便在高負(fù)載的情況下也可彈性壓縮到其他滾子的直徑。另一方面，隧道滾子也必須足夠剛性地構(gòu)成，以便確保徑向軸承的無間隙性。因此，隧道滾子具有外直徑和壁厚度，由該壁厚度和該外直徑所得的商得到0.04至0.2之間的值。
[0018]滾子的類型通過隧道滾子的長度相對于外直徑的比例關(guān)系確定。此外，如果考慮壁厚度，該比例關(guān)系也對剛度或彈性具有影響。滾子越長，滾子就越剛固。滾子越短，滾子的反應(yīng)就彈性越大。因此，可構(gòu)想的是，可由此影響隧道滾子的剛度進(jìn)而影響滾子軸承的間隙調(diào)節(jié)的程度，即，所述軸承中的隧道滾子比常規(guī)的滾子長或短。優(yōu)選地，由隧道滾子的長度和其外直徑得出的商相當(dāng)于0.8至4.0的值。
[0019]所述縫隙必須在周向方向上這樣寬地設(shè)定，使得隧道滾子能夠無阻礙地在徑向上和在周向側(cè)上彈性壓縮到其余滾子的徑向尺度。因此，加工在隧道滾子的外壁中的縱縫隙優(yōu)選具有0.1毫米至0.7毫米的值的寬度。
[0020]所述材料，所述隧道滾子由該材料制造，可以是16mnCr5或Ct45或100Cr6或100CrMn6o
[0021]無間隙的滾子軸承或滾針軸承可以設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子。所述軸承具有保持架，該保持架固定大量的滾針和選擇式地固定一個、兩個或至少三個隧道滾子。在此，所述至少三個隧道滾子均勻分布地布置在保持架的圓周上。
[0022]隧道滾子在圓周上與常規(guī)的滾子排成一列或在軸向上并列布置在具有常規(guī)滾子的列的旁邊。完全一樣地也可構(gòu)想的是，滾子軸承具有兩列滾子，在其中的至少一列中也布置至少一個隧道滾子。替代地，多個隧道滾子在軸向上與滾子軸承的具有其余滾子的列并排地構(gòu)成自己的一列。
[0023]本發(fā)明的另一構(gòu)型設(shè)置，被開縫的隧道滾子具有比所述滾子大的外直徑。所述滾子軸承為徑向軸承，在該徑向軸承中基本上僅支撐徑向力。由于制造公差并且出于可安裝性的原因，徑向軸承總是設(shè)有徑向間隙。該支承裝置的缺點成因于:到目前為止已知的現(xiàn)有技術(shù)的軸承中的滾子常常在徑向上能夠以該間隙運(yùn)動地布置在滾道之間，這可以導(dǎo)致不希望的噪聲并且導(dǎo)致磨損。具有僅一個隧道滾子的滾子軸承中的隧道滾子的額定直徑比其他滾子的額定直徑大的數(shù)值至少相應(yīng)于盡可能大的徑向間隙或更多。具有所述隧道滾子中的至少兩個、最好三個隧道滾子的滾子軸承中的隧道滾子的額定直徑分別比其余滾子的額定直徑大的數(shù)值至少相應(yīng)于徑向間隙的一半或更多。
[0024]在安裝軸承時，隧道滾子或多個隧道滾子被徑向預(yù)壓緊，由此，所述隧道滾子彈性壓縮并且配合到滾動滾道之間的環(huán)形間隙中。所述縫隙這樣寬，使得隧道滾子的周長可通過徑向的彈性壓縮而至少減小至滾子軸承的其余滾子的周長，從而如同本發(fā)明的構(gòu)型那樣設(shè)置，隧道滾子的外直徑能夠在負(fù)載的情況下彈性地彈性壓縮至滾子的直徑。[0025]支承裝置中的徑向間隙被隧道滾子或被多個隧道滾子彈性跨接，從而避免干擾噪聲。
[0026]由于隧道滾子的外直徑的這種構(gòu)型，在小負(fù)載情況下、就是說在低于一定最低負(fù)載情況下，在滾針軸承上隧道滾子與軸上或鉆孔中的滾動滾道或者說與滾針軸承的軸承環(huán)的滾動面無間隙地共同作用。在滾針軸承上的負(fù)載增大的情況下、就是說在超過一定最小負(fù)載的情況下，隧道滾子由于其彈性退讓的、通過縱縫隙得到的特性被壓到一起并且滾針軸承的其余滾針與軸承環(huán)的滾動滾道共同作用。
[0027]滾子或滾針軸承的外環(huán)和內(nèi)環(huán)既可以切削地也可以無切削地制造。
[0028]以下借助實施例參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖示出:
[0029]圖1根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子的端部的橫截面的俯視圖；
[0030]圖2沿著根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子的軸線的縱剖圖；
[0031]圖3根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子的側(cè)視圖，其中，縱縫隙沿著根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子的壁延伸；
[0032]圖4沿著具有切削制造的外圈的滾針軸承的軸線的剖面圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子被置入；
[0033]圖5垂直于圖4中的滾針軸承的軸線的剖面圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子中的至少三個安裝在保持架中。
[0034]圖6具有無切削地制造的外圈的滾針軸承的平行剖面圖，其中，在保持架中置入根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子。
[0035]對于本發(fā)明的相同或起相同作用的元件使用相同的參考標(biāo)記。所示的實施例僅代表可以如根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子那樣構(gòu)型的可能性。根據(jù)本發(fā)明的隧道滾子在滾針軸承中的所示應(yīng)用也僅為很多實施例中一種可能的實施例。
[0036]滾子軸承20的實施例通過附圖4，5和6示出，其中，附圖6示出滾子軸承20沿著其旋轉(zhuǎn)軸線的縱剖圖，該滾子軸承具有帶有內(nèi)滾道27的滾針套作為外圈25。隧道滾子10在圓周上與常規(guī)滾子24排成一列。替代或附加于此地，圖6中的滾子軸承20具有另一列，該列僅由隧道滾子10中的比其余的滾子24短的三個隧道滾子構(gòu)成并且所述三個隧道滾子在滾針套中的另一個保持架25a中被導(dǎo)向。
[0037]根據(jù)圖4和5的滾子軸承25 (在此，圖4示出縱剖面并且圖5示出橫截面)具有帶有內(nèi)滾道27的外圈25，該外圈25實心地構(gòu)成并且切削起模地制造。滾子軸承20具有呈滾針形式的滾子24以及三個均勻地分布在圓周上的隧道滾子10 (隧道滾針)，所述隧道滾子全部被保持在保持架22中。
[0038]每個隧道滾子10的外直徑12比每個滾子24的外直徑13大。由此，在所有滾子10和24在外部貼靠在外圈25的內(nèi)滾道27上的前提下得出從滾子軸承20的旋轉(zhuǎn)中心15出發(fā)的半徑9和8之間的差，該差至少相應(yīng)于構(gòu)造在支承部位中的滾子軸承20的盡可能大的半徑間隙的一半。
[0039]圖1，2和3在圖1中以正視圖、在圖2中以沿著隧道滾子的旋轉(zhuǎn)軸線2的縱剖圖并且在圖3中以側(cè)視圖示出隧道滾子10中的單個隧道滾子。具有長度16的隧道滾子10是具有壁厚度14的空心圓柱體形的并且具有寬度18的縫隙6，該縫隙連續(xù)地在徑向上和在軸向上在壁4中從隧道滾子10的一端部IO1延伸到隧道滾子10的另一端部IO2，從而縫隙6也在軸向的端部和62上在隧道滾子10的端面?zhèn)仁浅ㄩ_的，由此，壁4在周向上被縫隙6分開一次。
[0040]隧道滾子10的長度16相對于其非彈性地彈性壓縮的外直徑12的比例關(guān)系為0.8至0.4毫米。隧道滾子10的壁厚度14相對于其非彈性地彈性壓縮的外直徑12的比例關(guān)系為0.04至0.2?？p隙16的寬度18在最狹窄的部位上為0.1毫米至0.7毫米。
[0041]縱縫隙6在第一端部(IO1)和第二端部(IO2)之間在其延伸的任意部位上以角度(a )向旋轉(zhuǎn)軸線(2)傾斜，所述角度可以在各部位上彼此相同或彼此不同大小。在隧道滾子10的橫截面中觀察，隧道滾子10的外殼面的圓周閉合360度的全角?？p隙6從它的端部經(jīng)部分圓周區(qū)域延伸到它的另一端部62，該部分圓周區(qū)域最大通過全角描述并且在該情況下通過全角的小于180度的分角(U )描述。
【權(quán)利要求】
1.隧道滾子(10)，具有在與所述隧道滾子(10)的軸線(2)成一角度(a)的情況下在所述隧道滾子(10 )的壁(4)中延伸的縱縫隙(6 )，其中，所述縱縫隙(6 )從所述隧道滾子(10 )的第一端部(IO1)延伸到所述隧道滾子(10)的第二端部(102)，其特征在于，所述縱縫隙(6)從所述隧道滾子(10)的所述第一端部(IO1)到所述第二端部(IO2)沿著所述壁(4)經(jīng)過就所述隧道滾子(10)的橫截面而言最大到360度的中心角(U )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的隧道滾子(10)，其特征在于，所述縱縫隙(6)從所述隧道滾子(10)的所述第一端部(IO1)到所述第二端部(IO2)沿著所述壁(4)經(jīng)過小于180度的中心角(y )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的隧道滾子(10)，其中，由所述隧道滾子(10)的壁厚度(14)和所述隧道滾子(10)的外直徑(12)得出的商具有0.04至0.2的值。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的隧道滾子(10)，其中，由所述隧道滾子(10)的長度(16)和所述外直徑(12)得出的商具有0.8至4.0的值。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的隧道滾子(10)，其中，所述縱縫隙(6)的寬度(18)具有0.1毫米至0.7毫米。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的隧道滾子(10)，其中，所述縱縫隙相對于與所述隧道滾子(10)的旋轉(zhuǎn)軸線平行地取向的母線以角度(a )傾斜地延伸，所述角度的值處于I度和45度。
7.根據(jù)權(quán)利要求中2至6之一的隧道滾子(10)，其中，所述外直徑(12)具有2毫米至10毫米的值。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的隧道滾子(10)，其中，所述隧道滾子(10)的材料為16mnCr5 或者 Ct45_75 或者 Ck80M 或者 100Cr6 或者 100CrMn6。
9.具有保持架(22)的滾針軸承(20)，所述保持架以滾動的方式保持多個滾針(24)和至少三個隧道滾子(10)，其中，所述至少三個隧道滾子(10)根據(jù)前述權(quán)利要求構(gòu)成，所述隧道滾子(10 )均勻分布地布置在所述保持架(22 )的圓周(26 )上并且具有比所述滾針(24 )大的外直徑。
【文檔編號】F16C19/46GK103797255SQ201280035992
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】T-M·迪林, J·比登巴赫, S·普利茨卡 申請人:舍弗勒技術(shù)有限兩合公司