专利名称：径向滚动轴承，特别是单列球面滚子轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分特征的径向滚动轴承，它 可以特别有利地在单列球面滚子轴承上实现，它们例如用作汽车变速 箱驱动和输出轴的固定轴承。
背景技术：
滚动轴承技术方面的专业人员普遍知道，单列深沟球轴承是刚性 的不可拆卸的径向滚动轴承，它们的特征主要是，其径向和轴向承载 能力都很高，并且由于其摩擦小它们具有所有各种类型轴承中最高的 转速极限。这些深沟球轴承很久以来就是众所周知的，并主要由一轴 承外圏和一轴承内圏以及大量设置在轴承圏之间的滚珠作为滚动体组 成。其中在外圏内侧和内圏外侧上分别加工出沟状滚珠，滚珠通过轴 承保持架以均勻的相互间距在滚道内滚动。其中深沟球轴承的滚珠装
灌通过以DE 168499已知的偏心装配法进行，这时两个轴承圈相互偏 心设置，由此形成的轴承圏之间的自由空间装灌滚珠。滚珠的大小和 数量根据轴承尺寸分别这样确定，使轴承内圏可在第一和最后一个滚 珠之间在充分利用两个轴承圏的弹性的情况下被置于与轴承外圏同心 的位置，使得最后滚珠以均匀的相互间距分布在两个滚道的分度圆上， 并且可将轴承保持架装入。
但是实际证明，这种深沟球轴承由于取决于轴承内、外圏尺寸和 滚珠直径的可装入的最大滚珠数量少而在轴承的承载能力方面受到限 制。因此在过去推荐了大量解决方案，例如按DE 151483的在轴承内、 外圈相对置的边缘上的不封闭装入口 ，或按DE 2407477A1的类似构 成的可封闭装入口 ，用它们通过提高滚珠数量应该达到深沟球轴承承 载能力的提高。但是这种装入口在封闭结构时也有这样的缺点，即由 于它的滚珠进入滚道的楔形入口或者由于毛刺使滚动体"悬挂"或卡
死在其入口处，因此这些方案在实际上不能实现。
此外由DE4334195A1已知提高径向滚动轴承滚动体数量的另一 种可能性。但是在这种做成单列深沟球轴承的径向滚动轴承中，滚动 体不是由滚珠而是由所谓的球面滚子构成，它们做成带有两个由球体 基本形状对称地削平并相互平行设置的侧面。因此这种球面滚子在其 侧面之间的宽度设计成小于轴承外圏内侧和轴承内圏外侧之间的距 离，因此滚子装入轴承可以用所谓的轴向装配法进行，其中球面滚子 可以沿轴向通过内圏和外圏之间的间距装入轴承。如果球面滚子的中 心位于滚动体滚道轴线的高度上，那么便将球形垫圈旋转90°，使它 们以其球形滚动面在滚动体滚道上滚动。
尽管这些特殊设计的球面滚子可以轴向装入轴承并且径向滚动轴 承几乎可以装加很多滚动体，但是这种径向滚动轴承在追求的提高轴 承承栽能力方面充其量只是一种折衷。其原因是这样的事实，即球面 滚子由于其可轴向装入轴承而只能设计成相应窄或者球面滚子设计成 在其侧面之间的宽度相应小，以便能通过内圈和外圏之间的距离毫无 问题地装入轴承。同样轴承圏内的滚动体滚道同样也只能设计成比较 扁和窄，以使滚动体在其运行位置时能够旋转，而在其运行位置时不 会在整个轴承内产生太大的径向间隙。但是比较窄的球面滚子和扁的 滚动体滚道促使球面滚子与其滚动体滚道的相对小的接触面，从而又 降低了这种径向轴承轴向和径向的承载能力，提高滚动体数量原本的 优点几乎被抵消。
因此为了避免这些缺点，在本专利申请的申请时刻还没有公布的 巻号为102005014556.6的德国专利申请建议，将球面滚子在其侧面之 间的宽度加大到其球体基本形状的直径的至少70%，并且在轴承圏内 沟状滚道设计成具有在球面滚子的球体基本形状直径的17%与19% 之间的深度及在75%与78%之间的宽度，因为由此使球面滚子与其滚 道的总接触面为球面滚子球体基本形状圆周的约45%，普通深沟球轴 承的滚珠与其在轴承圏内的滚道也具有这么大的总接触面。但是因为 由此使轴承内、外圏的限定滚动体滚道的边缘之间的间距小于球面滚
子的宽度，使得只能用偏心装配法才能将它装入径向滚动轴承，这时 球面滚子以其侧面相互贴合地进入两个相互偏心设置的轴承圏之间的
自由空间内而横向地装入滚动体滚道。但是，这时球面滚子削平的侧 面使得可以用偏心装配法将比单列深沟球轴承数量多的滚动体装入轴 承。在球面滚子装入轴承后，便将轴承内圏放到与轴承外圈同心的位 置上，使球面滚子可以以均匀的相互距离分布在其滚道的分度圆上并
可以转动90。，以及在最后将轴承保持架装入轴承内。
用做成这样的球面滚子轴承虽然达到，球面滚子类似于深沟球轴 承滚珠具有与其在轴承圏内的滚道的大的接触面，以及轴承可以配备 比普通单列深沟球轴承数量多的滚动体，然而鉴于滚动体的数量，与 用轴向装配法可以提高滚动体数量相比，通过偏心装配法必定造成刮 擦。因此虽然与普通深沟球轴承相比可以减小轴承的轴向结构空间和 重量并提高其轴向承载能力，但是轴承轴向和径向承载能力的提高比 较小。
发明内容
因此从已知现有技术解决方案的所述缺点出发本发明的目的是，
设计一种径向滚动轴承，特别是单列球面滚子轴承，其中球面滚子为 了达到与其在轴承圈内的滚道的大接触面既具有一用偏心装配法可达
到的加大的宽度，为了提高轴承的承载能力又具有可用轴向装配法可 达到的更高滚动体数量。
按照本发明这个目的对于按权利要求1前序部分的径向滚动轴承 这样实现，即限定轴承圏内沟状滚道的轴向边缘中的至少 一个边缘的 径向高度设计成这样减小，使得径向轴承可通过这个边缘与径向相对 置的边缘之间加大的间距而用轴向装配法配备增多数量的球面滚子。
按本发明设计的径向滚动轴承的优选方案和改进结构在从属权利 要求中说明。
按此按照权利要求2，在按本发明构成的径向滚动轴承的一种特 别优选的实施形式中设定，两个限定轴承内圏外侧上的滚道的边缘中 的 一个设计成高度降低，因为这与在轴承外圏上的边缘之一的高度降
低相比证明在球面滚子装配时更有利。
因此由此在出发，本发明按权利要求3和4的径向滚动轴承的特 征是，轴承内圈上的滚道的相对于未减小高度的边缘的深度为球面滚 子的球体基本形状直径的约20%，轴承内圈上的滚道的相对于减小高 度的边缘的深度为球面滚子的球体基本形状直径的约12%，而在轴承 外圈内侧上的滚道的相对于其两侧边缘的深度为球面滚子的球体基本 形状直径的约17%。这里具有这种尺寸的滚动体滚道结构与普通深沟 球轴承中所验证的经验值相当，并且保证在8至16角分的从中间位置 的轴承许可倾斜位置时，取决于径向轴承游隙，球面滚子具有对其滚 道高的润滑程度，因此轴承得到全部承载能力。
按权利要求5和6,本发明径向滚动轴承的优选实施形式最后还 有这样的特征，即轴承外圏上的滚道边缘距轴承内圈上滚道的径向相 对置的高度未减小的边缘具有一为球面滚子的球体基本形状直径的约 63%的距离，而轴承外圏滚道上另一边缘到轴承内圈上滚道的径向相 对置的高度减小的边缘的距离为球面滚子的球体基本形状直径的约 71 %。因为球面滚子在其侧面之间具有一为球面滚子的球体基本形状 直径70%的距离，因此可以毫无困难地使球面滚子从具有较大间距的 轴承侧面穿过边缘之间轴向装入轴承，然后转动90。到其工作位置。 同时球面滚子的由于所述距离而足够深的滚道及其高的边缘保证，球 面滚子具有与其滚道的提高轴承径向承载能力的大的接触面，其中轴
承在高度减小的边缘的方向上的轴向承载能力略微受到限制。
此外作为本发明径向滚动轴承的可选用实施形式，按权利要求7
建议，除了在轴承内圏上的高度减小边缘外，还在轴承外圏上高度减 小地形成一个沿对角线相对置地设置的边缘。在这种实施形式中按照 权利要求8和9，轴承外圈上滚道的相对于高度未减小的边缘的深度 为球面滚子的球体基本形状直径的约17%,轴承外圏上滚道的相对于 高度减小的边缘的深度为球面滚子的球体基本形状直径的约9%，以 及，轴承外圈上滚道的两个边缘距轴承内圏上滚道的径向相对置的边 缘分别具有为球面滚子的球体基本形状直径的约71%的距离。这种实
施形式特别是在以下的情况下是有利的，即在轴承运行中出现的轴向 力主要是仅仅朝向轴承圈滚道由高度未减小的边缘限定的方向起作 用。但是这种实施形式的主要优点在于，球面滚子可以从轴承的两个 轴向侧面装入球面滚子轴承内，因为两个轴承圏的径向相对置的边缘 的距离分别大于球面滚子侧面之间的距离。
因此本发明的球面滚子轴承与由现有技术已知的球面滚子轴承相 比具有这样的优点，即现在能够通过其中一个轴承圏的滚道的至少一 个边缘设计成高度减小的边缘，将迄今为止只能用偏心装配法装配的、
具有为其球体基本形状直径70%的宽度和与已经形成的滚道的大接 触面的球面滚子用轴向装配法装入轴承，使得该球面滚子的数量与用 偏心装配法可能达到的球面滚子数量相比可以再次提高。因此本发明
的优点，亦即减小的轴向结构空间、减小的重量和提高的滚动体数量，
与用偏心装配法装配的球面滚子轴承相对于其他已知球面滚子轴承的
优点，亦即滚动体与其滚道之间大的接触面和高的轴向承载能力统一
在一起，使得在总体上本发明的球面滚子轴承的径向和轴向承载能力
比两种已知类型的轴承高得多。
下面参照附图详细说明本发明的径向滚动轴承的两种优选实施形 式，附图中
图1 本发明的球面滚子轴承不带轴承保持架的放大正视图； 图2 本发明的球面滚子轴承第一种实施形式的放大横剖视图； 图3 本发明的球面滚子轴承第二种实施形式的放大横剖视图。
具体实施例方式
由图l可以清楚看到设计成单列球面滚子轴承的径向滚动轴承l， 它主要由一轴承外圏2和一轴承内圏3以及许多设置在轴承圏2、 3 之间的球面滚子4组成，如在图2中可见，球面滚子分别具有两个对 称地从球体基本形状削平的、相互平行设置的侧面5、 6并且通过一未 画出的轴承保持架沿圆周方向相互保持均匀的距离。这些球面滚子4，如在图2同样可以清楚看到的那样，在其侧面5、 6之间具有为其球体 基本形状的直径dk的约70%的宽度bk，并以其滚动面7在两个在轴 承外圈2的内侧8上和轴承内圏3的外侧9上加工出来的沟状滚道10、 11中滚动，这些滚道分别通过两个轴向边缘12、 13和14、 16限定， 并具有深度化a、 tu及宽度b^， bu，借此所述球面滚子4与其滚道 10、 11的总接触面为球面滚子4的球体基本形状的圆周的约45%。
为了用设计成这样的球面滚子4进一步提高径向滚动轴承1的承 载能力，按照本发明建议，如图2中所示，限定轴承内圏3上沟状滚 道11的轴向边缘15的径向高度设计成这样减小，使得径向轴承1可 通过这个边缘15到轴承外圏2上径向相对置的边缘13的加大的距离 a^用轴向装配法配备更多数量的球面滚子4。
这以优良的方式这样实现球面滚子4对其滚道10、11的高润滑程 度，即，轴承内圏3上的滚道11的相对于高度未降低的边缘14的深 度t^设计成具有球面滚子4的球体基本形状直径的约20%,如图2 中所示，其相对于高度减小的边缘15的深度化12为球面滚子4的球体 基本形状直径的约12%。同样在图2中通过尺寸箭头表示，轴承外圏 2内侧上的滚道10的相对于其边缘12、 13的深度tLAi为球面滚子4 球体基本形状直径dk的约17%不变，因此相当于普通单列深沟球轴承 滚道的结构。
其次如图2所示，通过两个轴承圏2、 3上的边缘12、 13和14、 15高度不同的结构得到，轴承外圏2上的滚道10的一个边缘12到轴 承内圈3上的滚道11的径向相对置的高度未减小的边缘14具有一为 球面滚子4球体基本形状直径dk的约63%的距离au,而轴承外圏2 上的滚道10的另 一边缘13到轴承内圏3上的滚道11的径向相对置的 高度减小的边缘15具有一为球面滚子4球体基本形状直径dk的约 71%的距离a"。因为球面滚子4在其侧面5、 6之间具有一为其球体 基本形状直径70%的距离，因此^l面滚子可以毫无困难地从具有71% 距离at2的轴承侧面通过边缘13、 15之间轴向装入径向轴承1,然后 如图2中由运动箭头和虚线表示的中间位置所示，转动卯。到其运行 位置。
最后由图3还可以看到本发明径向轴承1的第二种实施形式，其 中除了在第一种实施形式中所述的在轴承内圏3上高度减小的边缘15 外，在轴承外圈2上还高度减小地设计有一个沿对角线相对置地设置 的边缘12。在这种实施形式中，轴承外圏2上的滚道10的相对于高 度减小的边缘12的深度为球面滚子4球体基本形状直径dk的约9%， 其相对于高度未减小的边缘的深度t^2为球面滚子4球体基本形状直 径dk的约12%,因此轴承外圏2上的滚道10的两个边缘12、 13到轴 承内圏3上的滚道11的径向相对置的边缘14、 15分别具有一为球面 滚子4球体基本形状直径dk的约71%的距离。如果在轴承运行中出现 的轴向力主要向轴承圏2、 3的高度未减小的边缘13、 14方向起作用， 那么便可以釆用这种实施形式，并且证明在以下方面是有利的，即球 面滚子4可以从轴向两侧装入径向轴承1。
图形标记表
1径向滚动轴承14 ll的边缘
2轴承外圏15 11的边缘
3轴承内圏bk 4的宽度
4球面滚子dk 4的球体基本形状的直径
54的侧面hA1 10的深度
64的侧面tLA2 10的深度
74的5衮动面tul 11的深度
82的内侧tU2 11的深度
93的外侧IO的宽度
108上的滚道bu ll的宽度
119上的滚道au 12和14之间的距离
1210的边缘a" 13和15之间的3巨离
1310的边缘
权利要求
1.径向滚动轴承，特别是单列球面滚子轴承，它主要由一轴承外圈(2)和一轴承内圈(3)以及许多设置在这些轴承圈(2，3)之间的球面滚子(4)组成，所述球面滚子分别具有两个对称地从球体基本形状削平的、相互平行设置的侧面(5、6)，并且通过一轴承保持架在圆周方向以均匀的相互间距保持住；其中，球面滚子(4)在其侧面(5、6)之间具有一为其球体基本形状直径(dk)的约70％的宽度(bk)，并以其滚动面(7)在两个在轴承外圈(2)内侧(8)上和轴承内圈(3)外侧(9)上加工出来的沟状滚道(10、11)内滚动，所述沟状滚道分别由两个轴向边缘(12、13，14、15)限定并且具有深度(tLA、tLI)及宽度(bLA，bLI)，借此所述球面滚子(4)与其滚道(10、11)的总接触面为球面滚子(4)球体基本形状圆周的约45％，其特征为所述限定轴承圈(2，3)上的沟状滚道(10、11)的轴向边缘(12、13，14、15)中的至少一个边缘的径向高度设计成这样减小，使得径向轴承(1)通过该边缘(12、13，14、15)到径向相对置的边缘(12、13，14、15)的加大的距离(aL2)用轴向装配法能装入更多数量的球面滚子(4)。
2. 按权利要求l所述的径向滚动轴承，其特征为优选所述限定 轴承内圏(3)外侧(9)上的滚道(11)的边缘(4， 5)之一设计成 减小高度的。
3. 按权利要求2所述的径向滚动轴承，其特征为轴承内圈(3) 的滚道(11)的相对于高度未减小的边缘(14)的深度(tul)为球面 滚子(4)球体基本形状直径(dk)的约20%，和轴承内圈(3)的滚 道(ll)的相对于高度减小的边缘(15)的深度(tLI2)为球面滚子(4) 球体基本形状直径(dj的约12%。
4. 按权利要求3所述的径向滚动轴承，其特征为轴承外圏(2) 内侧(8)上的滚道(10)的相对于其边缘(12、 13)的深度(tLA1) 为球面滚子(4)球体基本形状直径(dk)的约17%。
5. 按权利要求4所述的径向滚动轴承，其特征为轴承外圈(2) 上的滚道(10 )的一个边缘(12 )到轴承内圈(3 )上的滚道(11)的 径向相对置的高度未减小的边缘(14)具有一为球面滚子(4)球体基 本形状直径(dk)的约63%的距离(aL1)。
6. 按权利要求4所述的径向滚动轴向，其特征为轴承外圈(2) 上的滚道(10)的另一边缘(13)到轴承内圏(3)上的滚道(11)的 径向相对置的高度减小的边缘(15)具有一为球面滚子(4)球体基本 形状直径(dk)的约71%的距离(aL2)。
7. 按权利要求3所述的径向滚动轴承，其特征为除了在轴承内 圏(3)上的高度减小的边缘(15)夕卜，在轴承外圏(2)上高度减小 地设计有一个沿对角线相对置地设置的边缘(12)。
8. 按权利要求7所述的径向滚动轴承，其特征为轴承外圏(2) 上的滚道(10)的相对于高度减小的边缘(12)的深度(tLA1)为球面 滚子(4)球体基本形状直径(dk)的约9%，和轴承外圏(2)上的 滚道(10)的相对于高度未减小的边缘(13)的深度(tLA2)为球面滚 子(4)球体基本形状直径(dk)的约17%。
9. 按权利要求8所述的径向滚动轴承，其特征为轴承外圏(2) 上的滚道(10)的两个边缘(12、 13)到轴承内圏(3)上的滚道(11) 的径向相对置的边缘(14、 15)分别具有为球面滚子(4)球体基本形 状直径(dk)的约71%的距离(aL1， aL2)。
全文摘要
本发明涉及一种径向滚动轴承，特别是单列球面滚子轴承，它主要由一轴承外圈(2)和一轴承内圈(3)以及许多设置在这些轴承圈(2，3)之间的球面滚子(4)组成，所述球面滚子分别具有两个对称地从球体基本形状削平的、相互平行设置的侧面(5、6)，并且通过一轴承保持架沿圆周方向以均匀的相互间距保持住。其中球面滚子(4)在其侧面(5、6)之间具有为球面滚子(4)球体基本形状直径(d<sub>k</sub>)的约70％的宽度(b<sub>k</sub>)，并且以其滚动面(7)在两个在轴承外圈(2)内侧(8)上和轴承内圈(3)外侧(9)上加工出来的沟状滚道(10、11)内滚动。按照本发明，限定轴承圈(2，3)上的沟状滚道(10、11)的轴向边缘(12、13，14、15)中的至少一个边缘的径向高度设计成这样减小，使得径向轴承(1)通过该边缘(12、13，14、15)到径向相对置的边缘(12、13，14、15)的加大的距离(a<sub>L2</sub>)用轴向装配法可装入更多数量的球面滚子(4)。
文档编号F16C19/34GK101346551SQ200680048707
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月9日 优先权日2005年12月23日
发明者G·戈佩尔特, H·多普林, H·霍夫曼 申请人:谢夫勒两合公司