CN102245919A - 用于滚动轴承的保持圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在单侧相对预装配的滚动轴承的外圈在轴向上固定内圈的保持圈。目标是简化这种滚动轴承的操作。这由以下方法实现，即保持圈具有至少一个将滚动腔与预装配的滚动轴承的周围环境相连接的开口。

Description

用于滚动轴承的保持圈

技术领域

本发明涉及一种用于在单侧相对预装配的滚动轴承的外圈而轴向保持内圈的保持圈。此外，本发明还涉及一种带有有这种保持圈的预装配的滚动轴承。

背景技术

这种保持圈使用在预装配的滚动轴承中，这些滚动轴承必须安装在车辆上不洁净的和/或潮湿的环境中。这种情况大多存在于必须在对此合适的工场之外发生滚动轴承、尤其是车轮轴承的安装时。因此，涉及到滚动轴承和预装配的滚动轴承，在这些轴承中，内圈、外圈和滚动体已相互安放。大多数情况下在供货前也已经进行涂脂。

通常，预装配的滚动轴承涉及一种单列滚动轴承，例如圆锥滚子轴承或角接触球轴承，这些轴承在滚动腔的一个轴向侧上具有设置为用于在滚动轴承运行期间密封滚动腔的密封装置。还有一个运输密封装置也处在滚动轴承的另一个轴向侧上，正如该名称所说的，该运输密封装置设置为用于在运输期间保护滚动轴承。在已装配状态中，还有在运行期间，在滚动轴承的运输设备的轴向侧上的密封由另一个密封装置来确保，该另一个密封装置例如来自第二个预装配的滚动轴承。换句话说，如下是可行的，即，预装配的滚动轴承的滚动腔在运行期间在密封的意义上与另一个必要时预装配的滚动轴承的另一个滚动腔联合起来。运输密封件保留在滚动腔中，但在滚动轴承的完全装配的状态中或在滚动轴承运行期间不再满足基本功能。

在实践中，这种预装配的滚动轴承已证实是十分有用的，因为这种滚动轴承在装配时或在运输期间阻止了内圈相对外圈的轴向移动。这无论在角接触球轴承装置中还是在带有边缘的圆锥滚子轴承装置中都是可行的。但是运输密封件不一定具有密封功能，因为该运输密封件不必强制性地密封贴靠在外圈和内圈之间。已经开有开口，湿气和污物颗粒通过该开口侵入到轴承中并且之后在运行时持续损伤该轴承。

同样可以考虑的是，在内圈在轴向上离开外圈时，密封装置内的密封唇折叠，并且在圈轴向复位时不再平放在为之设置的密封面上或持续受到损伤。由此，污物颗粒，但尤其是湿气，能够侵入到轴承的滚动腔中。

此外不能排除的是，装配工人在装配时故意地更换内圈和/或外圈，由此，滚动腔直接遭受到不利的环境影响。若是这种情况，用户们大多失去了制造者对轴承寿命的保障权力。由此，制造者和顾客对此要确保的利益是，在任何时候都不暴露预装配的轴承的滚动腔。

由EP 1 623 127A1公知一种预装配的车轮轴承单元，该车轮轴承单元具有运输密封件，并且该运输密封件的圈能够在轴向上相互移动。在此，在前述场合中存在高污染风险。

另一方面，已被认为有问题的是，运输密封件在两个预装配的滚动轴承的连在一起的滚动腔中可持续阻碍润滑剂的流动。

在制造预装配的单元时使用运输圈，随后通过轴向对置的密封装置对该运输圈涂脂并最后密封。尤其在运输圈附近的这类型涂脂基于轴承几何形状和与装入部位的轴向距离而被证实是不利的。

由WO 2007/115539A1公知一种载重车装备，该载重车装备由两个预装配的滚动轴承单元构成。这些预装配的滚动轴承单元具有在轴向上将内圈相对外圈保持或维持住的运输圈。然而，就运行期间的涂脂和润滑剂在两个预装配的滚动轴承的共同的滚动腔内的重新分配而言，仍会产生所述问题。

发明内容

本发明基于以下任务，即，提供一种保持圈和一种带有该保持圈的预装配的滚动轴承，内圈和外圈在轴向上保持在一起，并且不具有前述缺陷。

该任务通过开头所述类型的保持圈由以下方式来解决，即，保持圈具有至少一个将滚动腔与预装配的滚动轴承的周围环境相连接的开口。此外，该技术问题还通过一种具有这样的保持圈的滚动轴承装置，尤其是车轮轴承装置来解决。

按本发明的、用于将预装配的滚动轴承的内圈相对外圈在单侧在轴向上固定的保持圈应当在运输时以及在安装时确保这些圈的相互保持。预装配的滚动轴承是如下滚动轴承，在这种轴承中，组件例如外圈、内圈、滚动体和必要时其它组件基本上以如下方式布置，即，如滚动轴承运行所要求的那样。预装配的滚动轴承同样也已经被预涂脂，因此，该滚动轴承在装配期间也不必分解成滚动轴承组件，而是可以直接安装。

保持圈具有至少一个将滚动轴承的滚动腔与滚动轴承的周围环境相连接的开口。保持圈界定预装配的滚动轴承的滚动腔，但基于该开口而不完全封闭所述滚动腔。开口能以如下方式设计，即，使现有的润滑剂不能从滚动轴承腔内流出。这可以通过对润滑剂的、尤其是润滑脂的粘度、开口的大小和形状进行权衡来确保。

有利的是，润滑剂从滚动腔穿过该开口以这样远地进入到滚动轴承的周围环境中，即，使得润滑剂在该处可以例如作为污垢轮(Fettkragen)而用于容纳污物颗粒，所述污物颗粒在装配期间能够通过简单的擦拭以及部分移除在保持圈的背对滚动腔的一侧上的润滑剂来移除，如果这是必需的。作为备选，也可以通过有针对性地涂覆到开口上而使用另一种物质来替代润滑剂。由此，润滑剂的选择或者说润滑剂的粘度与开口的设计方案无关。

在一种有利的实施形式中，至少一个开口部分地由内圈和/或外圈形成。由此可行的是，选择污物颗粒不是很容易进入的部位。此外产生的优点是，更容易在保持圈上安置开口。

在最前面的实施形式中，开口在轴向上和/或在径向上定向。基于开口的位置，在背对滚动轴承的旋转轴线的轴向上的开口中预计会受到较小的污染。但在轴向上的开口更加适用于确保之后的涂脂，并且确保在邻接的滚动腔中更好地重新分配润滑剂。

在一种有利的实施形式中，开口实施为通风孔和/或涂脂孔。由此，开口用于确保在两个邻接的滚动腔内的压力补偿，但通过排出在滚动轴承的周围环境内的压力空气同样实现了在预装配的滚动轴承的滚动腔内的过压。作为备选或附加，所述开口也可以用作为涂脂孔。

在一种有利的实施形式中，保持圈必要时轴承圈一起具有一个、两个、三个或多个开口，这些开口具有一个或多个前述功能，尤其是涂脂或通风。这些开口也可以仅由保持圈或由至少一个轴承圈和保持圈界定。例如可以考虑这样一种保持圈，该保持圈在某部位上以如下方式断开，即，使得产生保持圈的两个端部，这两个端部彼此对置并与轴承圈一起形成开口。

有利的是，开口具有多种适用于各种应用场合的形状，例如间隙形、星形、圆形或类似形状。

在一种有利的实施形式中，开口的至少一部分构成弹力齿型廓。这种弹力齿型廓可以很容易制造，其中，同时通过开口数量的选择能够很容易地调整保持圈上的整个敞开面积，那么引起制造优势。此外，弹力齿型廓还形成轴向的或径向的弹力，该弹力使得带有保持圈的滚动轴承装置非常抗震。

在一种有利的实施形式中，保持圈在纵剖面上朝着滚动轴承的旋转轴线具有I形、S形、C形、L形或类似形状。可以选择此类形状，以便合适地度量内圈和外圈，并且必要时合适地构造滚动体保持架。保持圈的贴靠在轴承圈上的侧部至少部分地设置为用于在保持圈和相应的轴承圈之间的保持力传递。保持圈的贴靠的侧部通过保持圈的至少一个呈环形的壁来相互连接或为了力的传递而相互联接。在这种情况下，保持圈的贴靠的侧面可以力锁合地(内圈和外圈的彼此间的轴向移动通过摩擦力来阻止)和/或形状锁合地(内圈和外圈的彼此间的轴向移动通过保持圈的膨胀和形状来阻止)安装。

在一种有利的实施形式中，保持圈具有强化支撑件。强化支撑件可以设置在保持圈的每一侧上。特别有利的是，强化支撑件安置在保持圈的至少一个呈环形的壁上，所述呈环形的壁设置为用于在保持圈的贴靠的侧面之间的保持力传递。例如可以考虑的是，强化支撑件在X-布置方式、W布置方式和/或径向布置方式中成型，以便改善力传递壁的进而保持圈本身的结构稳定性。当强化支撑件的布置方式能以特别的方式与开口相结合时，可以特别有利地做出调节。在X布置方式中，开口可以安置在强化支撑件的交叉点之间，亦即相对居中地安置在保持圈的壁上。在W布置方式中，在所述壁的边上提供一列或两列开口。在径向布置方式中，在径向上存在布置方式的一定的灵活性。

在一种有利的实施形式中，涉及一种带有按本发明的保持圈的滚动轴承装置或滚动轴承，尤其是车轮轴承装置或车轮轴承。

本发明的其它有利的构造方式和优选的改进方案由附图说明和/或从属权利要求得出。

附图说明

下面，借助在图中所示的实施例详细地说明和阐释本发明。

其中：

图1示出按现有技术的单列圆锥滚子轴承；

图2以纵剖面示出带有保持圈的单列圆锥滚子轴承；

图3以剖面图示出由图2所示的保持圈；

图4以纵剖图示出保持圈的第一种形状；

图5以纵剖图示出保持圈的第二种形状；

图6以纵剖图示出保持圈的第三种形状；

图7示出在保持圈的轴向壁上的强化支撑件的不同布置方式；

图8示出带有涂脂孔的保持圈的轴向视图；

图9示出带有涂脂孔和通风孔的保持圈的轴向视图；

图10示出带有通风孔的保持圈的轴向视图；

图11示出带有第一护圈的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈；

图12示出带有第二护圈的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈；，

图13示出带有保护膜的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈；

图14示出带有弹力齿型廓的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈；

图15示出带有第一弹力齿型廓的保持圈的剖开式示图；以及

图16示出带有第二弹力齿型廓的保持圈的剖开式示图。

具体实施方式

图1示出了按现有技术的单列圆锥滚子轴承。该圆锥滚子轴承具有内圈6、滚动体7、密封装置8和外圈5。圆锥滚子轴承以一侧平放在基底15上，如其例如在封装的情形下那样。由于外圈5相比内圈6较小的轴向膨胀，外圈不由圆锥滚子轴承的其它构件保持并且从滚动体7掉落到基底15上。由此，尽管有密封装置8，滚动腔相对于预装配的滚动轴承的周围环境被暴露，污物颗粒以及湿气可侵入。密封件不再位于预定的位置中。这会造成运行中的故障(例如擦伤)。密封功能不再得到保证。

原则上，圆锥滚子轴承也能以另一侧置放在基底15上，其中，外圈5通过滚动体7保留在预定部位。但是不能保证的是，如图1所示，在操纵圆锥滚子轴承时不能也一次性地支持另一侧。

即使是将外圈5和内圈6可选地保持在一起的相应的封装，也不能保证外圈5在从封装中取出后，不会再在轴向上滑落。

图2示出了带有保持圈1的单列圆锥滚子轴承。保持圈1力锁合地和/或形状锁合地安装在内圈上并且在轴向上维持住外圈5或者说将该外圈夹紧在该保持圈与滚动体7之间。由此，圆锥滚子轴承或者说圆锥滚子轴承的滚动腔对外密封。

在一种有利的改进方案中，外圈5在运输时密封地平放在保持圈1上。在完全装配状态中的圆锥滚子轴承的运行期间，可以在保持圈1和外圈5之间调节间距，从而不产生额外的摩擦面。外圈5相比运行状态的这种轻微的移置位于密封装置8的密封面的公差区域内，由此，尽管有轻微的移置，仍然可以实现最佳的密封。

作为备选，保持圈1也可以力锁合地和/或形状锁合地贴靠在外圈5上，并且在第一次转动时调节在保持圈1上的，例如在与内圈的形状锁合连接处的材料磨损。

图3以剖面图示出了由图2所示的保持圈相对滚动轴承保持架9。保持圈1通过保持圈的S形而尤其设置为用于与内圈6力锁合，但同时也为滚动轴承保持架9提供足够的空间。

图4以纵剖面示出了保持圈的第一种形状。呈s形的保持圈的平行延伸的端部特别良好地适用于与轴承圈力锁合。

图5以纵剖面示出了保持圈的第二种形状。呈C形的保持圈特别适用于带有相似大小的轴向宽度的圈。保持圈得到保持，但同时也能为滚动体保持架提供空间。

图6以纵剖面示出了保持圈的第三种形状，亦即L形。该L形也可以如呈s形的保持圈那样使用在不同宽度的轴承圈中，其中，可以放弃折边(Falz)。

图7示出了从观察方向A(见图3)看，强化支撑件在保持圈的轴向壁上的不同布置方式4a、4b、4c。每种布置方式都引起另一种可以通过保持圈的呈环形的壁考虑到力传递的稳定特性。此外，在W布置方式4a中，可以在径向上错开地布置有开口。在X布置方式中，一列在径向上居中的开口是可行的，并且在径向布置方式4c中，在径向上分布在强化支撑件之间的开口存在一定的自由性。

图8示出了从轴向观察方向A(见图3)看，仅带有涂脂孔11的保持圈的轴向视图。借助涂脂孔11，可以在附加地添加润滑剂，例如添加润滑脂。在传统的预装配单元中不会这么设置，因为迄今为止都很重视构造技术上的封闭性。还可以考虑如下改进方案，在该改进方案中，第一次涂脂通过保持圈的涂脂孔引入。

作为备选或附加，涂脂孔11可以设置为用于通风，也就是表示为通风孔。

图9示出了从轴向观察方向A(见图3)看，带有两个涂脂孔11和两个通风孔12的保持圈的轴向视图。涂脂孔11具有和图8中的涂脂孔相同的功能。附加地，除涂脂孔11外，通风孔12也为滚动轴承通风。必要时可以放弃大量的涂脂孔11，因为滚动轴承可以充分地重新分布，总的敞开面积进而污物颗粒的侵入同样可以保持较小。

无论在轴向的涂脂孔，还是在径向的涂脂孔中，都利用涂脂喷嘴实现了有利的进入。此外，涂脂孔迎合了受构造类型限定的圆锥滚子轴承的输送性能。

图10示出了从轴向观察方向A(见图3)看，仅带有通风孔12的保持圈的轴向视图。也可以放弃润滑涂脂功能，由此，这些开口仅用于通过空气或润滑剂进行压力补偿。

图11示出了带有第一护圈3a的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈2a。保持圈2a具有带有至少一个轴向开口10a的C形形状，该开口可以设想为涂脂孔或通风孔。倘若通过添加开口10a的保护不能由密封的润滑剂单独承担，那么可以使用在纵剖面中呈L形的护圈3a，该护圈至少封闭开口10a或仅通过轴向面与保持圈2a接触，并且在径向上与保持圈2a形成间隙。若存在该间隙，那么当护圈3a与润滑剂接触时，这对于护圈3a的密封功能和保护功能而言是有利的。由此，滚动腔必须不被不利地封闭。

在安装时，必要时移除保护滚动腔的护圈3a。有利的是，利用该护圈同样移除可能以异物颗粒污染或已吸收湿气的润滑剂的部分。

图12示出了带有第二护圈3b(运输防污护圈)的、安装在圆锥滚子轴承内的保持圈2b。护圈3b基于其环状盘形而简单地实施，并且夹紧到外圈6中。作为备选，该护圈也可以通过润滑剂的附着作用而保留在保持圈2b上或通过伸入到开口10b中的保持突出部(未示出)保持。可以通过卡锁或轻微的覆盖实现保持。

即使移除护圈3b，类似于取出图11的护圈3a，与护圈3b和保持圈2a之间是否存在间隙无关地，我们将润滑剂的受污染部分与护圈本身一起，进而从两个预装配的滚动轴承的共同的滚动腔中取出。

额外地，通过开口10b的涂脂和/或通风也是可行的。

护圈3a或3b既可以在装配在轮毂之前提前移除，也可以为简单起见而保留在保持圈上，然而其中，在两个预装配的滚动轴承的相邻接的滚动腔中有意义的是，提前移除受污染部分，亦即提前移除护圈3a或3b进而所携带的污物颗粒。

图13示出了带有直至装配都挡住污染的保护膜3c的、安装在圆锥滚子轴承中的保持圈2a。保护膜3c可以简单地安装和移除。有利的是，保护膜基于其弹性而能够为以下而设置，即，屈服于可能的内压并且向外泄漏该内压。由此，保护膜3c同样具有密封功能，而不实际上封闭、特别是密封地封闭滚动腔。

图14示出了带有弹力齿型廓的、安装在圆锥滚子轴承中的保持圈2c、2d。弹力齿型廓由在周向上错开的一列开口10c或10d形成，这些开口在周向上包围齿13c或齿13d。齿10c或10d形成弹性结构，该结构基于所使用的材料(例如塑料或弹簧钢)的弹性而实现了轴向的弹力，而不失去与内圈5的接触，其中，在使用弹簧钢时要考虑到产热增加。

弹力齿型廓实现了在运输期间对震动的补偿，而不对保持圈的移动产生风险。

图15示出了在径向观察方向B上(见图14)看，带有第一弹力齿型廓的保持圈2c的剖开式示图，所述第一弹力齿型廓由交替的13c和开口10c形成并且在材料弹性的基础上弹力地作用。

图16示出了从径向观察方向B(见图14)看，具有带有轴向突出的齿13d的第二弹力齿型廓的保持圈2d的剖开式示图，所述齿同样部分地在周向上定向并且包围开口10d。在这种情况下，弹力作用不局限于材料的弹性，而且还在结构上得到支持。

总之，本发明涉及一种用于在单侧相对预装配的滚动轴承的外圈而在轴向上保持内圈的保持圈。目标是简化这种滚动轴承的操作。这由以下方法实现，即，保持圈具有至少一个将滚动腔与预装配的滚动轴承的周围环境相连接的开口。

附图标记列表

A    轴向视图

B    径向视图

1    保持圈

2a   呈C形的保持圈

2b   呈C形的保持圈

2c   呈C形的保持圈

2d   呈C形的保持圈

3a   呈L形的护圈

3b   护圈

3c   保护膜

4a   以W布置方式的强化支撑件

4b   以X布置方式的强化支撑件

4c   以径向布置方式的强化支撑件

5    外圈

6    内圈

7    滚动体

8    密封装置

9    滚动体保持架

10a  径向开口

10b  轴向开口

10c  径向开口

10d  径向开口

11   涂脂孔

12   通风孔

13c  弹力齿

13d  弹力齿

15   基底

Claims (10)

1.保持圈(1、2)，用于在单侧相对预装配的滚动轴承的外圈(5)在轴向上固定内圈(6)，其特征在于，所述保持圈(1、2)具有至少一个将滚动腔与所述预装配的滚动轴承的周围环境相连接的开口(10、11、12)。

2.按权利要求1所述的保持圈(1、2)，其中，所述开口(10、11、12)部分地由所述内圈(6)和/或所述外圈(5)形成。

3.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，其中，所述开口(10、11、12)在轴向(10b)上和/或在径向(10a、10c、10d)上定向。

4.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，其中，所述开口(10、11、12)实施为通风孔(12)和/或涂脂孔(11)。

5.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，其中，所述保持圈(1、2)必要时与至少一个轴承圈(5、6)共同具有一个、两个、三个或多个开口(10c、10d)。

6.按权利要求5所述的保持圈(1、2)，其中，至少一部分所述开口(10c、10d)形成弹力齿型廓(13c、13d)。

7.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，其中，所述保持圈(1、2)在纵剖面中朝着滚动轴承的旋转轴线具有I形、S形、C形、L形或类似的形状。

8.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，其中，所述保持圈(1、2)具有尤其以X布置方式的强化支撑件(4b)、以W布置方式的强化支撑件(4a)或以径向布置方式的强化支撑件(4c)。

9.按前述权利要求之一所述的保持圈(1、2)，所述保持圈具有保护遮盖装置，尤其是护圈(3a、3b)和/或保护膜(3c)，用于遮盖至少一个或所有的开口(10、11、12)。

10.滚动轴承装置，尤其是车轮轴承装置，所述滚动轴承装置具有至少一个按权利要求1至9之一所述的保持圈(1、2)。

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