轴承组件的制作方法

1.本发明涉及根据本专利权利要求1的前序部分的包括轴承单元的轴承组件(bearing assembly)。


背景技术：

2.滚动轴承可以用于相对于固定组件(/固定组成部件)(stationary components)支撑旋转组件(rotating components)，例如，作为用于在座(/轴承座)(housing)中支撑旋转轴的非定位或定位轴承。这里，轴承圈连接到旋转组件和固定组件(例如，轴和座)，使得该连接在应用的所有操作状态和环境条件(/状况)下尽可能保持恒定。因此，例如，预安装的轴承可以与座或座部件直接包覆成型(overmolded)。这确实提供了轴承与座或座部件之间的固定连接；然而，在包覆成型工艺期间，可能出现可由高温和/或高压导致的对轴承的损坏。


技术实现要素：

3.因此，本发明的一个目的是提供一种可以将轴承单元安装在固定组件中而不会使其由于高温或高压而损坏的轴承组件。
4.该目的通过根据专利方案1所述的轴承组件来实现。
5.所提出的轴承组件包括轴承单元，该轴承单元被构造为相对于固定组件支撑旋转组件。轴承单元包括第一固定轴承圈和第二可旋转轴承圈，其中，可旋转轴承圈可连接到旋转组件，并且其中，固定轴承圈(stationary bearing ring)可连接到特别是轴承承载件(/支座/托架)(carrier)的固定组件，使得固定轴承圈与固定组件一起旋转。
6.轴承组件既可以用作非定位轴承又可以用作定位轴承。在作为定位轴承的实施方式中，固定轴承圈连接到固定组件，不仅使得固定轴承圈与固定组件一起旋转，而且使得固定轴承圈与固定组件在轴向上固定。在作为非定位轴承的实施方式中，固定轴承圈确实(indeed)连接到固定组件使得固定轴承圈与固定组件一起旋转，但是固定轴承圈可在轴向上移位以能够补偿热膨胀。
7.在这两种情况下，可旋转轴承圈可固定地连接到旋转组件。这种固定的可连接性可以例如通过卡环(/卡扣环)(snap ring)或压座(press seat)来实现。
8.固定组件可以是例如座(/轴承座)(housing)。作为另一种选择，固定组件也可以是可固定地连接到座的轴承承载件，其中，固定轴承圈又实质上附接在轴承承载件中，使得固定轴承圈与轴承承载件一起旋转，但是在某些情况下，使得固定轴承圈可在轴向上移位。在此，这是有利的，特别是当轴承组件被设置为由轴承承载件和轴承单元制成的预组装单元时。由此，整个轴承组件可以容易地附接到座，而无需在安装期间单独且费力地(laboriously)设定各个组件的公差。
9.为了允许(/使得)在不损坏轴承单元的情况下将轴承单元连接到固定组件(特别是轴承承载件)，固定组件或轴承承载件不完全围绕轴承单元。这意味着固定组件仅在有限
区域中接触轴承单元，并且因此在固定组件的成形期间，固定组件的热金属与轴承单元几乎不接触。以这种方式，轴承单元在固定组件的制造期间不会受到高温和高压的影响。在有限区域中，轴承单元以过盈配合(/干涉配合)(interference-fit)或摩擦配合的方式嵌入固定组件(特别是轴承承载件)中，以确保轴承单元在固定组件中的牢固附接。
10.特别地，固定轴承圈与固定组件之间的直接径向接触区域(/面积)(area)可以比固定轴承圈的端部区域小。作为另一种选择或另外地，固定轴承圈与固定组件之间的直接轴向接触区域可以小于固定轴承圈的外径区域或内径区域的75％。由于这些小的接触区域，可以防止在固定组件的制造期间高温对轴承单元的损坏。
11.根据另一实施方式，固定组件由塑料(特别是热塑性塑料和/或热固性塑料)和/或由金属(特别是轻金属合金)形成。这些材料的优点是，一方面它们可以注射(inject)或浇铸(/铸造)(cast)，另一方面它们可以实现轻轴承组件，这在许多应用中是有利的。
12.热固性材料是经由化学初级(/一级)(primary)价键三维交联的硬聚合物材料。它们提供的优点是它们在操作中即使在被加热的情况下也保持其强度，并且具有低的热膨胀，这导致(/使得)高的尺寸稳定性。尽管热固性材料必须在高温下加工(特别是固化)，但是由于仅与轴承单元有限制地接触，因此也仅有少的热量输入到轴承单元中，使得尽管加工温度高，但不发生对轴承单元的损坏。这同样适用于轻金属合金，轻金属合金也被热加工，但是由于接触程度低而不会对轴承单元造成损坏。
13.热塑性塑料的优点是它们可以在比热固性塑料(的加工温度)低的温度下加工，这进一步减少了在制造固定组件或连接元件期间高温对轴承单元的负面影响。
14.固定组件可至少部分地布置在固定轴承圈的外径表面或内径表面上。如果固定组件布置在外径表面上，则固定组件可以是例如座或连接到座的轴承承载件。如果固定组件布置在固定轴承圈的内径表面上，则固定组件可以是例如轮毂或连接到轮毂的轴承承载件。
15.根据另一实施方式，固定轴承圈包括保持元件，其中，固定轴承圈经由保持元件连接到固定组件。特别地，保持元件可以嵌入固定组件中，使得保持元件代表固定轴承圈。这意味着固定组件不是直接绕着固定轴承圈形成，而是绕着保持元件形成。以这种方式，可完全防止或至少减少在成型工艺(molding process)(例如，注射成型工艺)期间固定组件的热材料与轴承单元的接触，并且由此可以防止对轴承单元的损坏。由于固定地连接到轴承单元的保持元件嵌入固定组件中，因此确保了轴承单元与固定组件之间的稳定连接。
16.特别地，(注射)成型工具可以被构造为使得它们保护轴承单元表面的至少大部分不与成型材料直接接触。此外，成型工具中的冷却装置可以被构造为在成型工艺期间冷却轴承单元。这也减少了对轴承单元的热相关损坏。
17.保持元件可以与轴承单元一起形成为预组装单元，并且这里优选地可以经由过盈配合(/干涉配合)或摩擦配合连接到轴承单元。轴承单元可以例如经由过渡配合(transition-fit)或压配合(/压配)(press-fit)连接到保持环(retaining ring)。
18.根据另一实施方式，保持元件由具有与固定轴承圈相同的弹性模量和/或相同的热膨胀系数的材料(特别是金属)构成。这具有以下优点：在操作中，不存在轴承圈与保持元件之间的初始配合的温度相关变化。
19.根据另一实施方式，保持元件是导电的。如果保持元件和轴承单元都由金属构成，
则电荷或电流可以经由金属保持元件放电(/释放)。为此目的，保持元件也可以有利地以导电方式连接到固定组件。这可以例如经由固定组件中的导电层或导电元件来实现。此外，如果固定组件是电动马达(electric motor)的座，则保持元件可以防止从这种电动马达释放电磁辐射(electromagnetic emissions)。
20.保持元件可以是保持环，其中，保持环被特别构造为套筒形或碗形。这里，保持元件以完全围绕轴承单元的保持环的形式布置。保持元件可以通过凸缘在固定轴承圈的侧面围绕固定轴承圈。
21.保持元件可布置在固定轴承圈的外径表面或内径表面上。根据固定轴承圈是内圈还是外圈，从而保持元件相应地布置在外径表面或内径表面上。
22.根据另一实施方式，保持元件包括凹部，其中，这些凹部可利用固定组件的材料来填充。一方面，经由这些凹部实现了固定组件与保持元件之间的特别好的过盈配合。另一方面，凹部允许填充材料穿透(/渗透)到轴承圈与保持元件之间的自由空间中，这实现了两个元件彼此连接的改善，特别是当轴承圈包括由于填充而实现两个元件之间的过盈配合的径向凹部时。同时，由于对由一个或两个元件上的制造不准确性(/制造误差)引起的可能的自由空间的填充，实现了轴承圈在保持元件中的改善支撑，这对轴承组件的使用寿命产生积极的影响。
23.在说明书、附图和权利要求书中列举了另外的优点和有利的实施方式。这里，特别地，在说明书和附图中列举的特征的组合仅是示例性的，使得特征也可以单独存在或者以其他方式组合。
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所示的组合仅是示例性的，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示出了布置在轴承承载件中的轴承单元的第一立体图；
26.图2示出了布置在轴承承载件中的轴承单元的第二立体图；
27.图3示出了根据第一实施方式的布置在轴承承载件中的轴承单元的截面图，该轴承单元包括保持元件；以及
28.图4示出了根据第二实施方式的布置在轴承承载件中的轴承单元的截面图，该轴承单元包括保持元件。
[0029]1ꢀꢀꢀꢀ
轴承组件
[0030]2ꢀꢀꢀꢀ
轴承承载件
[0031]4ꢀꢀꢀꢀ
轴承单元
[0032]6ꢀꢀꢀꢀ
内圈
[0033]8ꢀꢀꢀꢀ
外圈
[0034]
10
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滚动元件
[0035]
12
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保持架
[0036]
14
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接纳部
[0037]
16
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凸缘
[0038]
18
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肩部
[0039]
20
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凹部
[0040]
22
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桥
[0041]
28
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径向外表面
[0042]
30
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保持元件
[0043]
32
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凸缘
[0044]
34
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突起(/突出部)
[0045]
36
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接触区域
[0046]
38、40 成型工具
[0047]
42
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叠置区域(/重叠区域)(overlapping region)
具体实施方式
[0048]
在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记表示。
[0049]
附图示出了包括轴承承载件(/支座/托架)(carrier)2的轴承组件1的优选示例性实施方式，其中，轴承单元4被布置为包括内圈6和外圈8。所描绘的示例性实施方式示出了可以用于例如在座(/轴承座)(housing)中支撑轴的轴承组件1，其中，座是固定的(/静止的)并且轴是旋转的。当然，轴承组件1也可用于其他应用中，例如，固定的销和旋转的座。
[0050]
轴承单元4的内圈6被构造为可旋转轴承圈，并且外圈8被构造为固定轴承圈并且连接到轴承承载件2。在轴承圈6、8之间布置有滚动元件10，滚动元件10由保持架12引导并且保持为均匀地间隔开(为此目的，特别参见图3和图4)。
[0051]
在所描绘的示例性实施方式中，轴承单元4被构造为球轴承，但是所有其他类型的滚动轴承(诸如，以滚子轴承为例)或滑动轴承也是可行的。
[0052]
为了附接到座(未描绘)，轴承承载件2包括可以将附接部件(例如，螺丝)引入(/添加)(introduce)到其中的接纳部(receptacles)，在这种情况下接纳部为贯通开口14。其他接纳部也是可行的。另外，其他附接部件也是可行的，诸如，以螺纹凸缘或单独的插入件为例。
[0053]
在所描绘的示例性实施方式中，轴承承载件2包括：凸缘16，包括接纳部14；以及肩部18，轴承单元4布置在肩部18的中央。凸缘16具有特定厚度，以能够稳定地附接到座。如图2所示，凸缘16在一侧包括凹部20。这些(凹部)用于使轴承承载件2(变)轻，并且由于剩余的桥22而同时使轴承承载件2保持稳定。
[0054]
为了简化轴承单元4在轴承承载件2中的附接(或者，作为另一种选择，轴承单元4直接在座中的附接)，并且特别是为了避免轴承单元4受到高温和高压的影响，轴承组件1包括保持元件30(如图3和图4所示)。
[0055]
这里，保持元件30(而非轴承单元4)嵌入轴承承载件2中。因此，例如通过注射成型(injection-molding)制造轴承承载件2期间的高温不作用在轴承单元4上，而是仅影响保持元件30。因此，保护轴承单元4的组件(诸如，以滚动元件10为例)免受高温的损坏。
[0056]
如图3所描绘的，保持元件30可以布置在固定轴承圈8的外径表面(/径向外表面)28上。保持元件30优选被构造为碗形(bowl-shaped)，其中，凸缘32在端表面上围绕轴承圈8。
[0057]
保持元件30与轴承单元4之间的接触可以通过摩擦配合或过盈配合(/干涉配合)来实现。例如，轴承单元4和保持元件30可以通过过渡配合(transition-fit)或压配合(/压配)(press-fit)来连接。
[0058]
保持元件4优选由金属构成，并且具有与轴承圈8相同的弹性模量和/或相同的热膨胀系数。以这种方式，在操作中，不存在轴承圈8与保持元件30之间的初始配合(initial fit)的温度相关的变化，并且它们之间的连接即使在操作中也保持(不变)。
[0059]
为了使保持元件30嵌入轴承承载件2中，并且因此实现轴承单元4与轴承承载件2之间的连接，保持元件30包括既在径向上又在轴向上延伸的突起(/突出部)(projection)34。该突起34嵌入轴承承载件2中，优选地，该突起34不与轴承单元4直接接触。
[0060]
在轴承承载件2的制造过程中，成型工具38、40可以围绕保持元件30和轴承单元4，从而保护轴承单元4免于与轴承承载件2的成型化合物(molding compound)接触。成型工具38、40还可以包含冷却系统，以在成型工艺期间额外冷却轴承单元4。轴承承载件2绕着保持元件30成型，特别是绕着突起34成型。在图3所示的实施方式中，在轴承承载件2与轴承单元4之间仅出现(/产生)小的轴向接触区域36。在该实施方式中，轴承承载件2被布置为整体(/全部)与轴承单元4在轴向上相邻。
[0061]
作为另一种选择，如图4所描绘的，轴承承载件2可以包括相对于轴承单元4的叠置区域42。然而，在这种情况下，轴承承载件2与轴承单元4之间也不存在直接接触，而是仅在保持元件30与轴承承载件2之间实现直接接触。以这种方式，在此还保护轴承单元4在轴承承载件2的制造期间免受高温的影响。
[0062]
保持元件30可以包括可利用轴承承载件2的材料填充的在径向上延伸的凹部(未示出)。由于这些凹部，使用保持元件30在轴承单元4与轴承承载件2之间实现特别有利的连接，使得轴承单元4与轴承承载件2一起旋转。
[0063]
归因于这里提出的轴承组件，可以将轴承单元嵌入轴承承载件或固定组件中，而不会在轴承承载件或固定组件的成型工艺中因高温对轴承单元产生负面影响。