用于分段式保持架的保持架段的制作方法

1.本发明涉及一种根据专利权利要求1所述的保持架段。本发明还涉及一种根据权利要求11所述的具有多个保持架段的滚动轴承保持架。


背景技术：

2.滚动轴承中的滚动元件可以例如通过滚动轴承保持架来引导和保持。这里，滚动轴承保持架的一部分还可以用作滚动元件之间的间隔件。根据滚动元件的尺寸，为此目的，滚动轴承保持架中、尤其在滚动元件与滚动轴承保持架接触的区域中具有特定的材料强度可能是必要的，从而不仅补偿滚动元件之间的间隔，而且特别是在大型滚动元件的情况下，能够承受(/经受)滚动元件的重量。这不仅在滚动轴承的操作中是必要的，而且在滚动轴承的组装期间也是必要的。
3.已知的是，滚动轴承保持架一方面可以由金属通过各种制造方法制造，另一方面可以由塑料例如通过注射成型方法制造。由于温度行为和所需的材料强度，特别地，可能需要使用玻璃纤维增强的塑料，诸如以玻璃纤维增强的peek为例。然而，尤其在大型轴承中，由塑料制成的滚动轴承保持架由于所需的材料量而可能已经非常昂贵，特别是在利用每千克价格高的塑料的情况下。
4.金属保持架(特别是用于较大的滚动轴承)通常通过首先轧制(/滚压)实心材料，然后通过机加工进一步加工来制造。已知方法的共同之处在于，一方面它们需要大量的材料，另一方面它们需要利用不同机床的多个、有时复杂的制造过程的组合，使得制造可能是复杂的和/或昂贵的。特别是对于高重量的滚动元件，可能需要较大的(/更大的)(greater)材料厚度，然而，由于必要的高的力，难以再成形(reshape)以产生滚动元件接触区域。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的在于提供一种用于滚动轴承保持架的保持架段(/保持架分段)(cage segment)，所述保持架段即使用于大型滚动轴承也能够承受高的滚动元件重量，并且仍然能够容易且成本有效地制造。
6.该目的通过根据技术方案1的保持架段来实现。
7.在下文中，提供一种用于分段式保持架的保持架段，特别是用于大型滚动轴承，其中，所述保持架段形成适于接纳至少一个滚动元件的腔格(/兜孔)(pocket)。滚动轴承特别可以是滚子轴承，即，具有滚子状的滚动元件的滚动轴承，诸如以圆锥滚子、圆柱形滚子、鼓筒(/滚筒)(barrels)、滚针等为例。
8.此外，所述保持架段包括被构造为接纳插入元件的至少一个开口，所述插入元件能够受限地(/捕获地)(captively)附接在所述开口中。例如，至少一个开口可以延伸穿过保持架段(cage segment)的整个壁厚。作为另一种选择，开口还可以仅部分地延伸穿过保持架段的壁厚，并且例如被构造为一种盲孔。
9.优选地，可以使用传统的接合方法，以将插入元件受限地(/被卡住地)
(captively)附接在至少一个开口中。例如，至少一个插入元件可以以过盈配合(/干涉配合)(interference-fit)、摩擦配合和/或材料结合的方式附接在至少一个开口中。此外，插入元件能够可释放地或受限地附接在至少一个开口中。例如，插入元件可以通过夹持(clipping)、粘附、包覆成型、注射成型和/或焊接进行附接。
10.由于使用保持架段以及特别是单独的插入元件，与传统的特别是由塑料制成的保持架段相比，保持架段可以设计得较薄，因为滚动元件之间的任何间隔差异可以通过插入元件来补偿。除了节省重量和材料之外，这具有如下进一步的优点：由于较薄的保持架段，尤其是在大型滚动轴承的情况下，可以在滚动轴承中容纳更多的滚动元件，由此可以提高滚动轴承的性能和/或使用寿命。此外，由于与由实心坯料铣削的一件式保持架或由peek塑料制成的分段式保持架相比节省材料，因此保持架段是更有利的，因为与传统的滚动轴承保持架相比，一方面材料使用较少，另一方面材料利用率较高。
11.优选地，所述保持架段包括至少一个侧元件和至少一个桥元件，所述至少一个开口布置在所述侧元件和/或所述桥元件中。例如，如果开口至少形成在桥元件中，则插入元件可以被构造用于引导滚动元件。此外，插入元件可以被构造为与滚动元件接触。特别地，可能的是，对保持架段的部分的功能和/或质量的不同要求可以被划分到保持架段本身和插入元件上。这里，保持架段特别地可以被构造为例如能够由片材金属容易且经济地制造的框架，而插入元件可以被构造为满足滚动元件接触区域的要求并且还可以承受高的滚动元件重量。
12.优选地，所述插入元件的厚度与所述保持架段的厚度不同。由此可以有利地补偿滚动元件与保持架段之间的间隔。例如，当插入元件布置在保持架段的侧元件上时，可以补偿滚动元件的长度，并且当插入元件布置在桥元件上(即，在周向滚动元件抵接表面上)时，可以补偿滚动元件的直径。例如，由此可以将标准化的保持架段用于不同尺寸的滚动元件，使得不必针对每种滚动元件尺寸提供相应的保持架段。替代地，可以通过插入元件来补偿滚动元件与保持架段之间的几何形状差异。特别地，由此还可以以快速且简单的方式制造原型件(prototype)。
13.根据另一优选实施方式，所述插入元件具有适于引导所述滚动元件和/或所述保持架段的形状。例如，在面向腔格的一侧和/或在背离腔格的一侧，插入元件可以在滚动元件抵接表面的区域中设置有取决于可容纳在保持架段的腔格中的滚动元件的形状和/或结构。由此，滚动元件与插入元件之间的接触可以有利地通过例如减小插入元件与滚动元件之间的摩擦和/或改善滚动元件的引导来改善。
14.优选地，所述插入元件可以被设计为润滑剂储存器，所述插入元件的表面优选设置有结构，和/或其中，所述插入元件优选由固体润滑剂材料制成。例如，插入元件可以由海绵状材料、多孔材料和/或烧结材料制成，插入元件另外可以被构造为例如在其孔中储存润滑剂。此外，插入元件可以包括至少一个第一区域和一个第二区域，这些区域在至少一个性质上是不同的。例如，一个区域可以被构造为储存润滑剂，而另一个区域可以被构造为阻尼元件。
15.此外，插入元件可以由耐磨材料制成。例如，插入元件可以由金属制成，优选由黄铜和/或钢制成，和/或由塑料制成。这有利地使得可以提供具有高强度的插入元件。替代地或附加地，插入元件还可以由不同的材料制成，诸如以木材、毡、陶瓷等为例。优选地，所述
至少一个插入元件可以被切割、特别是激光切割、冲压和/或冲切(/啃咬/逐渐压咬)(nibbled)，从而仅产生低的工具成本。
16.根据另一优选实施方式，所述插入元件被构造为阻尼元件(/减震元件)(damping element)，所述插入元件优选由弹性材料制成。例如，插入元件可以由硬质耐磨泡沫制成。这使得可以减少对滚动元件的冲击和/或撞击，因为不会发生钢对钢的接触。以这种方式，特别是在大型和/或重型滚动元件的情况下，由于可以减少材料碎屑(chipping)，因此有利地可以防止相邻的滚动元件和/或保持架段被损坏。
17.优选地，所述至少一个开口被构造为凹部或缺口(notch)。特别地，凹部是延伸穿过保持架段的整个壁厚的开口，其中保持架段的材料绕着凹部形成封闭的框架。与此相反，在缺口的情况下，材料不形成封闭的框架，使得在缺口的情况下，插入元件还可以通过滑动而插入开口中。
18.根据另一优选实施方式，所述保持架段可以由具有至少一个接头的至少一个片材金属组件组装而成。有利地，至少一个接头还可以提供调节可能性，使得接头适于补偿制造公差。在初步制造步骤中，所述保持架段优选地作为套件存在，所述套件包括被构造为将被组装以形成所述保持架段的一个或多个扁平的片材金属组件(/平的片材金属组成部件)(flat sheet metal components)，所述至少一个开口形成在所述保持架段的片材金属组件(/组成部件)(components)中的至少一个片材金属组件中，特别地，在所述初步制造步骤中，所述至少一个开口形成在所述保持架段的片材金属组件中的至少一个片材金属组件中。由此可以降低材料使用和/或制造费用。
19.优选地，所述插入元件由金属制成、优选是由黄铜和/或钢制成，和/或由塑料制成，其中，所述至少一个插入元件优选地被切割、特别是激光切割、冲压和/或冲切(/啃咬/逐渐压咬)(nibbled)。特别地，片材金属可以是片材金属板、片材金属面板、片材金属带(ribbon)，特别是卷绕的片材金属带(所谓的线圈)等。片材金属可以容易且成本有效地加工和成形，例如通过切割、激光切割、压印(embossing)、深拉(deep-drawing)和弯曲。此外，可以省略机加工方法，使得可以提高材料利用率。
20.例如，保持架段的片材金属组件中的一个或多个可以由片材金属切割、特别是激光切割、冲压和/或冲切(nibbled)，使得优选地仅产生低的工具成本。换句话说，通过切割、冲压、冲切等在片材金属中设置保持架段所需的分离线。这意味着，首先将保持架段的轮廓切割或冲压到片材金属中，并且随后从片材金属释放出保持架段的形状。这里，可以使用激光器、冲孔工具、冲切机等。有利地，保持架段的切割(/切出)可以集成到组装线和/或组装单元中的自动化制造中。
21.优选地，所述至少一个开口形成在保持架段的片材金属组件中的至少一个片材金属组件中，特别是在初步制造步骤中。通过在预制造步骤中形成，即在组装保持架段之前，可以简化凹部的设置。功能元件还可以在保持架段的扁平的初步阶段中更精确且快速地定位。
22.根据另一方面，一种滚动轴承保持架，特别是多部件式滚动轴承保持架，设置有多个如上所述的保持架段，其中，所述多个保持架段能够经由联接元件至少暂时地(temporarily)连接，所述联接元件与至少一个连接元件相互作用。例如，保持架段可以连接成封闭的保持架。此外，例如，每隔一个滚动元件可以由一个保持架段引导和/或包封。作
为另一种选择，还可以为每个滚动元件提供保持架段。
23.根据又一方面，提出一种滚动轴承，特别是大型滚动轴承，所述滚动轴承包括至少一个内圈和至少一个外圈，其中，滚动元件布置在所述内圈与所述外圈之间，并且其中，滚动元件由上述滚动轴承保持架保持。
24.在说明书、附图和权利要求中指明了其他优点和有利的实施方式。这里，特别地，在说明书和附图中指明的特征的组合仅仅是示例性的，使得特征还可以单独存在或以其他方式进行组合。
25.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，示例性实施方式和在示例性实施方式中示出的组合仅仅是示例性的，并且不旨在限定本发明的范围。该范围仅由未决权利要求限定。
附图说明
26.图1示出了根据第一实施方式的保持架段的立体图；
27.图2示出了图1的保持架段的立体图，
28.图3示出了通过图1的保持架段的立体截面图，
29.图4示出了图1的插入件段的立体图，以及
30.图5示出了根据第一实施方式的滚动轴承保持架的立体图。
31.在下文中，相同或功能等同的元件由相同的附图标记指定。
32.附图标记列表
33.2保持架段
34.4插入元件
35.6接头
36.8腔格
37.10角部区域
38.12、14对准元件
39.16开口
40.18引导元件
41.20突起
42.22、24表面
43.26、28区域
44.30滚动轴承保持架
45.32滚动元件
46.34内圈
47.36滚道
具体实施方式
48.参照图1至图4，示出了具有根据第一实施方式的具有插入元件4的保持架段2。图1示出了具有插入元件4的保持架段2的立体图，图2示出了图1的保持架段2的立体图，图3示出了通过图1的保持架段的立体截面图，以及图4示出了图1的插入元件的立体图。
49.保持架段2包括两个片材金属组件，这两个片材金属组件在两个接头6处组装，以形成被构造为接纳至少一个滚动元件的腔格(/兜孔)(pocket)8。作为另一种选择，保持架段2还可以包括仅一个接头6或多于两个接头6，例如四个接头。在初步制造步骤中，保持架段2包括具有扁平的片材金属组件的套件(kit)。
50.为了由片材金属组件组装保持架段2，片材金属组件分别在规定的角部(/拐角)区域10处弯曲并且在相应的片材金属组件的两个端部处组装，由此形成接头6。组装好的保持架段2形成适于接纳至少一个滚动元件的腔格8，角部区域10形成保持架段2的角部(/拐角)。在片材金属组件的端部处，设置有彼此互补的第一对准元件12和第二对准元件14。在图1至图3中示出的实施方式中，对准元件12、14是矩形齿。然而，还可以设想其他形状，诸如以波浪形、三角形和/或多边形为例。
51.两个对准元件12、14可以例如是被冲压和/或切割的。这里，对准元件12、14被构造为在接头6处对准保持架段2，使得保持架段2可以被组装。特别地，对准元件12、14被构造为固定在垂直于腔格8的表面的第一方向上彼此附接的侧部，并且在垂直于第一方向的至少一个方向上提供适于补偿制造公差等的可调节性。
52.此外，在保持架元件2上、在滚动元件组装表面的区域中设置有两个开口16，这两个开口16被构造为受限地(captively)接纳插入元件4。作为另一种选择或额外地，至少一个开口16还可以设置在保持架段2的前表面上。在图1至图3中，开口16形成为凹部，插入元件4可以插入到该凹部中。作为另一种选择，开口还可以被构造为缺口，插入元件4可以滑动到该缺口中。在开口16中，插入元件4可以用传统的接合方法附接，例如过盈配合、摩擦配合和/或材料结合。优选地，开口16已经在初步制造步骤中形成。
53.此外，在保持架段2的面向滚动轴承的凸缘的表面上设置有引导元件18，该引导元件18被构造为引导滚动轴承保持架抵着滚动轴承的凸缘。由此有利地，可以省略滚动轴承保持架抵着滚动轴承的滚道的引导，由此可以提高滚道的使用寿命。
54.如在图1和图3中可以看到的，插入元件4插入到开口中。为此目的，插入元件包括环绕的突起20，插入元件4通过突起20抵靠(/抵接)(abuts against)保持架段2并且由此被保持在开口16中。当然，还可以使用除了环绕的突起20之外的设计，以将插入元件保持在开口16中。例如，代替环绕的突起20，还可以设置多个单独的突起。如果开口16被构造为缺口，则还可以在插入元件或开口中设置槽，相应的突起可以滑动到该槽中。
55.此外，插入元件4被构造为与滚动元件接触，并且例如将滚动元件保持在腔格8中的期望位置处，以防止保持架段2在使用中在径向上向外迁移。为此目的，插入元件4的在使用中面向滚动元件的表面22、24在滚动元件抵接表面的区域中设置有曲率。附加地或作为另一种选择，这些表面还可以设置有结构，以例如改善润滑剂向滚动元件的供应。插入元件4的厚度与保持架段2的厚度不同，使得可以有利地补偿滚动元件与保持架段之间的间隔。
56.插入元件4优选由耐磨材料制成，诸如以由金属制成为例、优选由黄铜和/或钢制成，和/或由塑料制成。替代地或附加地，插入元件4可以是多孔的。例如，插入元件4可以由铸造或烧结的工件制成，使得插入元件由于其多孔性而能够储存润滑剂并因此用作润滑剂储存器。根据插入元件4的材料，插入元件4还可以具有阻尼性质并且可以被构造为减小对滚动元件的冲击和/或撞击的阻尼元件。为此目的，插入元件4可以由硬质耐磨泡沫制成。优选地，插入元件4可以被切割，特别是激光切割、冲压(punched)和/或冲切(nibbled)，从而
仅产生低的工具成本。此外，插入元件4具有第一区域26和两个第二区域28。两个区26特别是在材料性质方面彼此不同。例如，第一区域26被构造成存储润滑剂，第二区域28被构造为阻尼元件。
57.图5示出了使用图1的保持架段2的滚动轴承保持架30的一部分的立体图。如上所述，滚动轴承保持架30具有多个保持架段2，多个保持架段可以例如通过联接元件(未描绘)连接。如图3所示，例如，插入元件4被构造为在面向腔格8的表面24上和在背离腔格8的表面22上与滚动元件32接触。因此，在滚动轴承保持架30中，每隔一个滚动元件32在保持架段2的腔格8中被引导，而滚动元件32的另一半分别在两个保持架段2之间被引导。作为另一种选择，还可以为每个滚动元件32设置一个保持架段2。滚动元件32在滚动轴承的内圈34的内滚道36上和外圈(未示出)的外滚道上滚动，以能够实现内圈和外圈的相对旋转。
58.总之，为了减少材料使用和制造费用，提出使用由保持架段2和单独的插入元件4制成的组件。由此可以将保持架段2设计得比传统的、特别是由塑料制成的保持架段薄，因为滚动元件32之间的任何间隔差异可以通过插入元件4来补偿。除了节省重量和材料之外，这还具有如下进一步的优点：由于较薄的保持架段2，尤其是在大型滚动轴承的情况下，仍然可以在滚动轴承中容纳更多的滚动元件，由此可以提高滚动轴承的性能和/或使用寿命。此外，与由实心坯料铣削的一件式保持架或由peek塑料制成的分段式保持架相比，由于材料节省，与传统的滚动轴承保持架相比，保持架段2更加经济，因为一方面材料使用较少，另一方面材料利用率较高。
59.具有插入元件4的保持架段2使得可以将对接纳滚动元件32的段提出的不同要求划分在两个组件上。这里，特别地，保持架段2可以被构造为例如能够由片材金属容易且经济地制造的框架，而插入元件可以被构造为满足滚动元件接触区域的要求，并且还可以承受高的滚动元件重量。由此，保持架段可以在材料使用少和/或材料利用率高并且工作费用相对低的情况下制造，并且因此可以成本有效地(特别地，甚至在数量低的情况下)制造。

技术特征：
1.一种用于分段式保持架的保持架段(2)，特别是用于大型滚动轴承，其中，所述保持架段(2)形成适于接纳至少一个滚动元件(32)的腔格(8)，其特征在于，所述保持架段(2)包括被构造为接纳插入元件(4)的至少一个开口(16)，其中，所述插入元件(4)能够受限地附接在所述开口(16)中。2.根据权利要求1所述的保持架段(2)，其特征在于，所述保持架段包括至少一个侧元件和至少一个桥元件，所述至少一个开口(16)布置在所述侧元件和/或所述桥元件中。3.根据权利要求1或2所述的保持架段(2)，其特征在于，所述插入元件(4)的厚度与所述保持架段(2)的厚度不同。4.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述插入元件具有适于引导所述滚动元件和/或所述保持架段的形状。5.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述插入元件(4)被构造为润滑剂储存器，其中，所述插入元件的表面优选设置有结构，和/或，所述插入元件优选是由固体润滑剂材料制成的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述插入元件(4)被构造为阻尼元件，其中，所述插入元件优选是由弹性材料制成的。7.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述至少一个开口(16)被构造为凹部或缺口。8.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述保持架段是由具有至少一个接头的至少一个片材金属部件组装而成的。9.根据权利要求8所述的保持架段(2)，其特征在于，在初步制造步骤中，所述保持架段(2)作为套件存在，所述套件包括被构造为将被组装以形成所述保持架段(2)的一个或多个扁平的片材金属组件，其中，所述至少一个开口(16)形成在所述保持架段(2)的片材金属组件中的至少一个片材金属组件中，特别地，在所述初步制造步骤中，所述至少一个开口(16)形成在所述保持架段(2)的片材金属组件中的至少一个片材金属组件中。10.根据前述权利要求中的任一项所述的保持架段(2)，其特征在于，所述插入元件(4)是由金属、优选是由黄铜和/或钢制成的，和/或是由塑料制成的，其中，所述至少一个插入元件(4)优选是被切割、特别是激光切割、冲压和/或冲切的。11.一种滚动轴承保持架(30)，特别是多部件式滚动轴承保持架，具有多个根据权利要求1至10中的任一项所述的保持架段(2)，其中，所述多个保持架段(1)能够经由联接元件至少暂时地连接，其中，所述联接元件与至少一个连接元件相互作用。

技术总结
公开一种用于分段式保持架的保持架段(2)，特别是用于大型滚动轴承，其中，所述保持架段(2)形成适于接纳至少一个滚动元件(32)的腔格(8)，所述保持架段(2)包括被构造为接纳插入元件(4)的至少一个开口(16)，所述插入元件(4)能够受限地附接在所述开口(16)中。(4)能够受限地附接在所述开口(16)中。(4)能够受限地附接在所述开口(16)中。


技术研发人员：贝特霍尔德
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/7/19