非定位轴承组件的制作方法

1.本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的非定位轴承组件(non-locating bearing assembly)。


背景技术：

2.当轴承单元的固定轴承圈(stationary bearing ring)相对于接纳轴承单元的组件被在轴向上可移动地支撑时，往往使用非定位轴承组件。特别是当在固定组件与轴承之间存在不同的热膨胀系数时，这种轴向移位是必要的。这些不同的热膨胀导致在固定轴承圈与固定组件之间发生可变配合，当这些不同的热膨胀不被补偿时可能导致轴承或固定组件的损坏。
3.这种情况的原因在于，这种可变配合使应该固定的轴承圈与旋转轴承圈共同旋转。然后，固定轴承圈的这种蠕动或共同旋转导致轴承损坏，因此必须被防止。
4.还有问题的是，可变配合还可能导致轴向移动能力的阻止，这不仅负面地影响或损坏轴承，而且负面地影响或损坏供非定位轴承组件附接的整个组件。
5.特别是为了应对不同的热膨胀，在现有技术中，已经提出为固定组件提供所谓的嵌体(inlay)，该嵌体具有与固定轴承圈相同的热膨胀性质。因此，特别地已经提出在轴承圈与固定组件之间引入钢环，然而，该钢环只能以高成本(诸如，以通过焊接、钎焊、粘附、螺纹连接或原位注射(in-situ injecting)为例)引入固定组件中。此外，该环后续必须被机加工并且匹配所有独立的元件，以使能够设定所有元件的公差。然而，这需要非常高的安装费用，这进而导致高成本。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的在于提供一种非定位轴承组件，其提供旋转固定、轴向间隙减小和温度膨胀补偿，并且安装简单。
7.该目的通过根据专利技术方案1的非定位轴承组件来实现。
8.在下文中，提出一种包括轴承单元的非定位轴承组件，所述非定位轴承组件被构造为相对于固定组件(/固定组成部件)(stationary component)支撑旋转组件(rotating component)，并且包括第一固定轴承圈(stationary bearing ring)和第二可旋转轴承圈。这里，旋转轴承圈能够固定地连接到所述旋转组件。这种固定可连接性可以通过卡环或压座(press seat)实现。
9.为了使非定位轴承组件可以最简单地安装在固定组件上，非定位轴承组件还包括能够固定地连接到固定组件的轴承承载件。在轴承承载件中，固定轴承圈进而附接为使得固定轴承圈基本上不旋转但在轴向上可移位。这里特别有利的是，当非定位轴承组件设置为由轴承承载件和轴承单元制成的预安装单元时。因此，整个非定位轴承组件可以容易地附接到固定组件，而不必在安装期间单独且费力地设定各个组件的公差。
10.这在以下情况下是特别有利的：当不仅轴承单元布置在非定位轴承组件中，而且
另外的元件(诸如以弹簧元件为例)也布置在非定位轴承组件中时。例如，这种弹簧元件设置为与轴承承载件和固定轴承圈相互作用，以使在轴向上可移位的固定轴承圈被在轴向上预加载(preloaded)地布置在轴承承载件中。然而，当然，也可以提供一种包括设置在其中的非定位轴承组件的轴承承载件，其中，没有描绘预安装单元，而是其中轴承承载件仅被构造为接纳弹簧元件，并且弹簧元件仅在安装组装状况下对固定轴承圈进行预加载。
11.根据另一有利的示例性实施方式，轴承承载件还包括止动元件，所述止动元件与弹簧元件或轴承圈相互作用，以限制轴承圈的轴向移动(/移动性/移动能力)(mobility)。这对于由轴承承载件和轴承圈制成的预安装单元而言是特别有利的，因为止动元件同时防止轴承单元掉落。另外，使用限定的止动元件，非定位轴承组件的预载荷可以在制造期间已经被整体设定，以使可以省略在安装期间公差和预载荷的费力调整。
12.轴承承载件和轴承单元优选地由相同的材料制成，但是它们也可以由不同的材料制成，然而，其中优选地使用具有相似热膨胀系数的材料。因此，在轴承承载件与固定轴承圈之间存在相同的热膨胀条件，以使由于相同的热膨胀而防止轴承承载件与固定轴承圈之间的装配难题。
13.轴承承载件本身可以基本上被构造为罐形(pot-shaped)并且包括被构造为罐缘的凸缘，所述罐缘配备有至少一个附接元件，轴承承载件通过所述附接元件可附接到固定组件。因此，可以特别简单且快速地将非定位轴承组件(特别是轴承承载件)安装在固定组件上。当然，根据固定组件的设计，罐基部(pot base)也可以构造为凸缘并且可连接到固定组件。
14.为了使固定轴承圈可以旋转固定地但在轴向上可移位地附接到轴承承载件中，固定轴承圈利用摩擦配合附接方式附接到轴承承载件。这使得可以特别简单且成本高效地将轴承单元附接到轴承承载件中。
15.如另一优选示例性实施方式所示，摩擦配合连接可以由至少一个连接元件产生，所述至少一个连接元件以摩擦配合的方式与形成在轴承圈上的抵接表面和/或轴承承载件的被构造为抵接表面的表面相互作用。
16.即使原则上固定轴承圈本身可以以摩擦配合的方式附接到轴承承载件，但是提供连接元件是优选的。有利地，可以通过额外的连接元件在对应的抵接表面上施加较高的摩擦力，以使轴承圈在周向方向上固定地附接在轴承承载件中。额外的连接元件还防止轴承圈与轴承承载件之间的噪音，例如颤动(rattling)。
17.根据另一优选的示例性实施例，固定轴承圈和/或轴承承载件的抵接表面包括至少一个槽，以摩擦配合的方式抵接轴承承载件的抵接表面和/或轴承圈的的抵接表面的连接元件布置在所述至少一个槽中，以使固定轴承圈以摩擦配合的方式附接在轴承承载件中并且使得固定轴承圈和轴承承载件一起旋转。槽的设置确保了随着轴承圈相对于轴承承载件的轴向运动，连接元件的位置不会改变。此外，连接元件抵着槽壁的接触增加连接元件与接纳组件之间的摩擦配合，以使即使在高旋转力的情况下，轴承圈也附接在轴承承载件中，使得轴承圈和轴承承载件一起旋转。
18.这里，连接元件可以额外地以材料结合的方式(特别是通过粘附)附接在槽中，这进一步增加在周向方向上的摩擦配合。当然，在没有槽的示例性实施方式中，以这种方式粘附的连接元件也是可能的，其中，连接元件仅粘附到轴承圈或轴承承载件的抵接表面，以使
相对于元件中的一个元件，增加摩擦配合，还增加在周向方向上的摩擦配合，并且还增加在轴向方向上的摩擦配合。
19.根据另一有利的示例性实施方式，连接元件是弹性体环。弹性体环是相对成本高效的，并且可以被容易地引入轴承圈与轴承承载件之间，或插入槽中。它们还可以在周向方向上提供足够的摩擦力，以使轴承圈附接在轴承承载件中，使得轴承圈和轴承承载件一起旋转。
20.根据另一优选的示例性实施方式，连接元件被构造为注射到槽中的塑料元件。这里，作为塑料，特别地可以使用弹性体塑料，所述弹性体塑料在槽中以及与槽相对的抵接表面形成特别高的摩擦。由于注射到槽中，因此塑料元件在槽中的摩擦配合也增加，因为在注射塑料期间，槽中的不规则部被填充，这增加塑料元件在槽中的摩擦。因此，特别地，可以确保连接元件布置在槽中，使得连接元件和槽绝对地一起旋转。
21.根据另一有利的示例性实施方式，连接元件被构造为弹簧元件，所述弹簧元件在轴承承载件和/或轴承圈的抵接表面上施加径向接触力，使得固定轴承圈以摩擦配合的方式附接在轴承承载件中，并且使得固定轴承圈和轴承承载件一起旋转。该径向接触力还增加在对应的抵接表面上的摩擦，以使即使在周向方向上具有高载荷，轴承圈也附接在轴承承载件中，使得轴承圈和轴承承载件一起旋转。
22.这里特别有利的是，当弹簧元件是蜗簧(worm spring)时。这种弹簧可以被容易地插入槽中，并且与上述弹性体环类似地起作用。此外，这里，摩擦由于蜗簧的卷绕部(windings)而增加，蜗簧的卷绕部与轴承承载件上或抵接表面上的不规则部相互作用，并由此增加摩擦配合。
23.在说明书、附图和权利要求书中指定了另外的优点和有利的实施方式。这里特别地，在说明书和附图中指定的特征的组合仅仅是示例性的，以使特征也可以单独存在或以其他方式组合。
24.在下文中，使用附图中描绘的示例性实施方式更详细地描述本发明。这里，示例性实施方式和示例性实施方式中示出的组合仅仅是示例性的，并不旨在限定本发明的范围。该范围仅由未决的权利要求限定。
附图说明
25.图1至图2以多个视图示出了非定位轴承组件的第一优选示例性实施方式；
26.图3至图4以多个视图示出了非定位轴承组件的第二优选示例性实施方式；并且
27.图5至图6示出了根据第一示例性实施方式和第二示例性实施方式的处于组装状态的非定位轴承组件的立体图。
28.在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记表示。
29.附图标记列表
[0030]1ꢀꢀꢀꢀ
非定位轴承组件
[0031]2ꢀꢀꢀꢀ
轴承承载件
[0032]
20
ꢀꢀꢀ
凸缘
[0033]
22
ꢀꢀꢀ
罐壁
[0034]
24
ꢀꢀꢀ
罐基部
[0035]
26
ꢀꢀꢀ
凹部
[0036]
28
ꢀꢀꢀ
附接元件
[0037]
30
ꢀꢀꢀ
抵接表面
[0038]
32
ꢀꢀꢀ
止动部
[0039]4ꢀꢀꢀꢀ
轴承单元
[0040]
40
ꢀꢀꢀ
轴承外圈
[0041]
42
ꢀꢀꢀ
轴承内圈
[0042]
44
ꢀꢀꢀ
滚动元件
[0043]
46
ꢀꢀꢀ
保持架
[0044]
48
ꢀꢀꢀ
槽
[0045]
50、52轴承圈的端表面
[0046]
60
ꢀꢀꢀ
连接元件
[0047]
70
ꢀꢀꢀ
弹性体环
[0048]
72
ꢀꢀꢀ
蜗簧
具体实施方式
[0049]
附图示出了包括轴承承载件(/轴承架)(bearing carrier)2的非定位轴承组件(non-locating bearing assembly)1的优选的示例性实施方式，轴承承载件2中布置有轴承单元4和弹簧元件6。所描绘的示例性实施方式示出了非定位轴承组件1，其可以用于例如将轴支撑在座(/轴承座/壳体)(housing)中，其中座是固定的并且轴是旋转的。当然，非定位轴承组件1也可用于其他应用，例如固定销和旋转座。
[0050]
这里特别有利的是，当轴承承载件2和轴承单元4由相同的材料制成，或者轴承承载件2和轴承单元4至少由具有相同或相似的热膨胀系数的材料制成时。由此可以防止操作中的配合变化。
[0051]
在所描绘的示例性实施方式中，轴承承载件2被构造为罐形并且包括被构造为凸缘20的罐缘、罐壁22和罐基部24，其中罐基部24包括大凹部26，以将非定位轴承组件1附接到可运动组件(未描绘)。此外，轴承承载件2包括附接选项(attachment option)28，附接选项28优选地沿着凸缘22等距地布置。特别是如从图5和图6可以看出的，附接元件28可以被构造为适于接纳螺丝的通孔。当然，其他附接元件也是可能的。
[0052]
轴承单元4包括轴承外圈40和轴承内圈42，在所描绘的示例性实施方式中，轴承外圈40被构造为固定轴承圈，并且这里轴承内圈42可旋转，轴承外圈40和轴承内圈42相对于彼此间隔开地布置并且在它们之间接纳滚动元件44，滚动元件44由保持架46均匀间隔地引导和保持。如上所述，示例性实施方式特别适合于座中的轴支承组件，其中，外圈被旋转固定地但在轴向上可移位地布置。然而，同样可以形成在轴向上可移位的轴承内圈。这种设计特别有利于旋转座，诸如以中空轴为例。
[0053]
在所描绘的示例性实施方式中，轴承单元还被构造为球轴承，但是所有其他类型的滚动轴承和滑动轴承也是可能的。
[0054]
此外，从图中可以看出，除了轴承单元4之外，弹簧元件6也布置在轴承承载件2中。该弹簧元件6确保轴承外圈40被预加载地布置在轴承承载件2中。这里，弹簧元件6在一侧被
支撑在轴承承载件2的罐基部24上，并且在另一侧被支撑在轴承外圈40的端侧50上。
[0055]
特别地，为了提供预安装的非定位轴承组件1，轴承承载件2还可以在凸缘侧配备有止动部32，止动部32在轴承外圈40的另一端侧52接触并且支撑轴承外圈40。因此，也可以将轴承单元整体以已经被预加载的静止位置(already preloaded rest position)配置在轴承承载件2中。同时，整个非定位轴承组件1可以附接到固定组件，而不必考虑公差，以使特别简单的安装是可能的。由扁平丝制成的轴弹簧优选地用作弹簧元件6。然而，每种其他类型的弹簧元件6也同样是可能的，诸如以板簧为例。
[0056]
如上所述，在图1和图3的所描绘的示例性实施方式中，非定位轴承组件是其中外圈40固定但在轴向上可移位而轴承内圈42可旋转地可连接到轴(这里未描绘)的非定位轴承组件。相反，接纳轴承单元4的轴承承载件2是固定的，并且相对于使未描绘的轴支撑在其中的座(未描绘)也不可在轴向上移位。
[0057]
为了确保非定位轴承组件1的轴向可移位性，在描绘的示例性实施方式中，轴承外圈40包括一个(图3、图4)或两个(图1、图2)形成的槽，连接元件60以过盈配合(/干涉配合)(interference-fit)的方式布置在该槽中，这防止轴承外圈40在周向方向上运动，但允许轴向运动。当然，自然也可以在轴承承载件2和轴承外圈40上的抵接表面上设置槽。在详细视图2和图4中放大描绘了轴承单元4。
[0058]
如在图2中描绘的，连接元件60可以被构造为弹性体环70，弹性体环70被接纳在轴承外圈的槽48中。这里，弹性体环70可以作为简单的o形环被置于槽48中，但是也可以将弹性体材料注射到槽48中，从而增加弹性体环70与槽48之间的摩擦配合。如图1所示，弹性体环70位于轴承承载件2的内表面30上并与内表面30形成摩擦配合。由于这种摩擦配合，轴承外圈40被固定以防止在轴承承载件2中旋转。
[0059]
由于提供两个或甚至更多个弹性体环70，因此可以增加摩擦力并由此增加旋转固定。当然，也可以在槽中接纳不同的连接元件60。
[0060]
槽48还具有以下优点：在轴承圈40相对于轴承承载件2轴向移位的情况下，弹性体环70或笼统地讲为连接元件60在轴向上共同移位而不损坏连接元件60。
[0061]
可替代地或额外地，连接元件60或连接元件60中的一个还可以被构造为弹簧元件72，如图3和图4的详细视图中描绘的。在图3和图4的示例性实施方式中，以蜗簧(worm spring)的形式仅提供弹簧元件72，弹簧元件72在轴承承载件2的抵接表面30上施加在径向上向外作用的弹簧力，由此连接元件60抵靠抵接表面30的摩擦力也增加。使用蜗簧72还具有以下优点：蜗簧72的卷绕部(windings)可以接合到轴承承载件2的抵接表面30上的不规则部中，使得由此也增加摩擦配合。
[0062]
总之，使用所提出的非定位轴承组件1，可以提供简单操作的单元，其可以直接整体安装，而不必考虑座、轴、轴承、卡环、弹性体环和弹簧的公差。完全预组装单元的可用性还减少安装时间并因此降低安装成本。由于轴承承载件2和轴承单元4由相同的材料制成，或者由以类似方式热膨胀的材料制成，因此可以实现轴承和座的轻金属的不同温度相关膨胀的负面影响的急剧减小。