滚动轴承装置和用于制造兜孔保持架的方法与流程

1.本发明涉及一种滚动轴承装置，所述滚动轴承装置包括具有内环、外环、滚动体和保持架的滚动轴承，其中内环具有内环滚道并且外环具有外环滚道，其中滚动体在内环和外环之间以相互间隔开的方式可转动地设置在保持架中，其中滚动体在内环滚道和外环滚道上滚动，其中滚动体构成为滚动体滚子，并且保持架构成为兜孔保持架，所述兜孔保持架具有两个同轴地设置的兜孔保持架环，所述兜孔保持架环与多个兜孔保持架轴向分隔接片连接，以形成用于容纳滚动体的兜孔开口。本发明还涉及一种用于制造兜孔保持架的方法。


背景技术：

2.具有由保持架引导的滚动体的滚动轴承在现有技术中是充分已知的。所述滚动体尤其能够用于以尽可能低的摩擦损失实现转动运动。滚动轴承尤其能够用于固定和/或支承轮轴和轴，其中根据结构形式，所述兜孔保持架吸收径向和/或轴向力，并且同时使轴或支承在轮轴上的构件旋转。
3.为此，滚动体设置在滚动轴承的内环和外环之间。在这三个主要部件即内环、外环和滚动体之间，在滚动轴承内通常主要发生滚动摩擦。因为在内环和外环中的滚动体优选能够借助优化的润滑在经硬化的钢表面上滚动，所以这种轴承的滚动摩擦相对较低。
4.一直存在能够低成本和大批量地制造滚动轴承的需求。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是，能够提供一种滚动轴承，所述滚动轴承具有保持架，所述保持架具有在生产技术上优化的设计方案，尤其针对冲制工艺优化地设计。本发明的另一目的是，提供一种用于制造用于滚动轴承的保持架的优化的方法。
6.该目的通过一种滚动轴承装置来实现，所述滚动轴承装置包括具有内环、外环、滚动体和保持架的滚动轴承，其中内环具有内环滚道并且外环具有外环滚道，其中滚动体在内环和外环之间以相互间隔开的方式可转动地设置在保持架中，其中滚动体在内环滚道和外环滚道上滚动，其中滚动体构成为滚动体滚子，并且保持架构成为兜孔保持架，所述兜孔保持架具有两个同轴地设置的兜孔保持架环，所述兜孔保持架环与多个兜孔保持架轴向分隔接片连接，以形成用于容纳滚动体的兜孔开口，其中兜孔保持架轴向分隔接片在径向向内指向的侧上具有基本上平坦的接触面，所述接触面分别具有至少两个沿兜孔保持架的环周方伸展的槽，其中在两个槽之间构成的中心接触面具有轴向延伸，所述轴向延伸对应于兜孔保持架轴向分隔接片之一的轴向延伸的3％至40％之间。
7.该设计方案所基于的优点是，兜孔保持架轴向分隔接片的这种设计方案特别适合于在高速冲制工艺中制造兜孔保持架，在所述高速冲制工艺中，在冲制出兜孔开口时会出现高的剪切力，这在偏离在此提出的结构设计中会导致在兜孔保持架轴向分隔接片上的不期望的塑性变形。这在兜孔保持架轴向分隔接片上具有内置的槽的保持架结构设计中是尤其关键的，所述槽例如为了在滚动轴承内部的润滑剂引导而存在。借助根据本发明的设计
方案能够提供一种保持架，所述保持架既具有用于在滚动体和保持架之间引导润滑剂所必需的槽，并且同时又能够特别经济和可靠地制造。
8.首先，以在权利要求书中提到的顺序阐述本发明的各个要素，并且然后描述本发明的主题的特别优选的设计方案。
9.滚动轴承能够单列或多列地构成。
10.内环尤其能够将容纳滚动轴承的轴与滚动轴承或者说滚动体连接。在此，尤其轴的外部的侧表面能够与内环的内部的侧表面连接，其中滚动轴承的滚动体在与所述侧表面相对置的内环滚道上滚动。内环能够由金属材料和/或陶瓷材料形成。原则上能够设想的是，将内环一件式或多件式，尤其两件式地构成。
11.外环尤其能够将包围滚动轴承的轴承座与滚动轴承或者说滚动体连接。在此尤其能够将轴承座的朝向滚动轴承的侧与外环的外部的侧表面连接，其中滚动轴承的滚动体在与该侧表面相对置的外环滚道上滚动。外环能够由金属材料和/或陶瓷材料形成。原则上能够设想的是，将外环一件式或多件式，尤其两件式地构成。
12.根据滚动轴承结构类型，滚动体具有滚珠或滚子的形状。它们在滚动轴承的滚道上滚动并且具有以下任务：将作用到径向滚动轴承上的力从外环传递到内环上并且反之亦然。滚子状的滚动体也被称为滚子滚动体，而滚珠状的滚动体被称为轴承滚珠。滚子状的滚动体例如能够选自对称的调心滚子、不对称的调心滚子、圆柱滚子、滚针和/或圆锥滚子。
13.在本发明的情况下特别优选的是，滚动体构成为滚针。
14.根据本发明的滚动轴承装置具有构成为兜孔保持架的保持架，其引导滚动体。保持架构成为，使得滚动体滚珠和/或滚动体滚子相互间隔开，以便例如将滚动体的摩擦和发热保持得尽可能低。此外，保持架在滚动时使轴承滚珠和/或滚子滚动体相对于彼此保持固定的间距，从而能够实现均匀的负载分布。
15.保持架优选能够一件式地构成，然而原则上也能够多件式地构成。
16.滚动体能够在滚动轴承内滚动，尤其在内环的内环滚道上滚动。为此，内环滚道的表面能够有利地构成为相应耐磨损的，例如也能够通过相应的表面处理方法和/或通过施加相应的附加的材料层。
17.内环滚道能够是平坦的或者也能够构成为异形的。内环滚道的异形的设计方案例如能够用于在内环滚道上引导滚动体。而内环滚道的平坦的成形例如能够允许滚动体在内环滚道上的一定的可轴向位移能力。
18.滚动体能够在滚动轴承内尤其在外环的外环滚道上滚动。为此，外环滚道的表面能够有利地构成为相应耐磨损的，例如也能够通过相应的表面处理方法和/或通过施加相应的附加材料层。
19.外环滚道能够平坦地构成或者异形地构成。外环滚道的异形的设计方案例如能够用于在外环滚道上引导滚动体。而外环滚道的平坦的成形例如能够允许滚动体在外环滚道上的一定的可轴向位移性。
20.根据本发明的一个优选的涉及方案能够有利的是，中心接触面关于兜孔保持架轴向分隔接片的轴向延伸居中地设置在所述兜孔保持架轴向分隔接片上，使得在生产期间作用到兜孔保持架轴向分隔接片上的剪切力尽可能均匀地在轴向延伸内分布到兜孔保持架轴向分隔接片上。此外，通过居中的布置，在兜孔保持架轴向分隔接片中提供支撑部位，其
中在冲制出兜孔开口时，在兜孔保持架轴向分隔接片中通常会出现最大的弯曲应力。
21.此外能够有利的是，槽分别具有在兜孔保持架轴向分隔接片的轴向延伸的2％至15％之间的开口宽度，使得在保持架的生产工艺期间冲制出兜孔开口时能够提供足够大的支撑和接触面。
22.在本发明的改进方案中还能够优选的是，槽具有相同的开口宽度，这在制造工艺期间关于在兜孔保持架轴向分隔接片中的对称的应力分布方面被证明为是有利的。
23.此外能够有利的是，槽具有相互不同的轴向剖面轮廓，从而能够针对槽中的每个槽个体地调整润滑剂的填充量。然而也可行的并且从制造技术的角度有利的是，槽具有相同的轴向剖面轮廓。
24.根据本发明的另一有利的构成方案，能够优选的是，槽中的至少一个槽的轴向剖面轮廓，优选所有槽的轴向剖面轮廓，具有圆形形状。
25.根据本发明的一个优选的设计方案，能够有利的是，槽中的至少一个槽的轴向剖面轮廓，优选所有槽的轴向剖面轮廓，具有圆弧部段、邻接于圆弧部段与接触面平面平行地伸展的延伸部段以及邻接于延伸部段的斜面部段。因此能够在槽中为润滑剂提供相对较大的填充量，并且同时在制造工艺期间提供防止兜孔保持架轴向分隔接片的不期望的塑性变形的足够大的安全性。
26.在这种情况下已证明特别有利的是，两个轴向相邻的槽的斜面部段是相互指向地定向的。
27.此外，特别优选的是，兜孔保持架轴向分隔接片的径向延伸是相同的。在这种情况下同样极其优选的是，兜孔保持架环的径向延伸对应于兜孔保持架轴向分隔接片的径向延伸。
28.本发明的目的还通过一种用于制造滚动轴承的兜孔保持架的方法来实现，所述方法包括以下步骤：
29.a)提供具有内部的侧表面的柱形套筒；
30.b)将至少两个槽引入到内部的侧表面中；
31.c)将柱形套筒插到轴上，使得内部的侧表面贴靠在轴上；
32.d)从柱形套筒中冲制出保持架兜孔，使得构成兜孔保持架。
33.在这种情况下有利的是，轴具有在其环周上分布的至少四个冲制兜孔，冲制刀具能够接合到所述冲制兜孔中，以用于构成保持架兜孔，因此能够实现兜孔保持架的特别短的生产时间。
附图说明
34.下面参考附图在不限制通常的发明构思的情况下详细阐述优选的实施形式。在此示出：
35.图1示出滚动轴承的轴向剖视图；
36.图2示出兜孔保持架的立体图；
37.图3示出兜孔保持架的兜孔保持架轴向分隔接片的第一实施形式的轴向剖视图；
38.图4示出兜孔保持架的兜孔保持架轴向分隔接片的第二实施形式的轴向剖视图；
39.图5示出柱形套筒的立体图；
40.图6示出在柱形套筒的内部的侧表面上引入槽的示意图；
41.图7示出具有内置的槽的柱形套筒的立体图；
42.图8示出借助于冲制工艺将兜孔开口引入柱形套筒中的立体图；和
43.图9示出用于制造兜孔保持架的方法的流程图。
具体实施方式
44.附图仅只是示意的性质，并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。在技术上可行的范围内，不同的实施例的不同的特征也能够自由地相互组合。
45.图1示出滚动轴承装置1，所述滚动轴承装置包括具有内环3、外环4、滚动体5和保持架6的滚动轴承2。内环3具有内环滚道7并且外环4具有外环滚道8，其中滚动体5在内环3和外环4之间以相互间隔开的方式可转动地设置在保持架6中。滚动体5在内环滚道7和外环滚道8上滚动，并且在所示出的实施例中构成为滚动体滚子9。
46.相应地，保持架6配置为由金属材料形成的兜孔保持架10，这在图2中示出。兜孔保持架10具有两个同轴地设置的相同的兜孔保持架环11，所述兜孔保持架环与多个兜孔保持架轴向分隔接片12连接，以形成用于容纳滚动体5的兜孔开口13。兜孔保持架环11和兜孔保持架轴向分隔接片12相互一体成型。
47.在图3中示出兜孔保持架轴向分隔接片12的第一实施形式，并且在下文中还将详细阐述。兜孔保持架轴向分隔接片12在径向向内指向的侧上具有基本上平坦的接触面14，所述接触面分别具有两个沿兜孔保持架10的环周方向伸展的槽15。在两个槽15之间构成的中心接触面16具有轴向延伸，所述轴向延伸对应于兜孔保持架轴向分隔接片12之一的轴向延伸的3％至40％之间。在兜孔保持架轴向分隔接片12和兜孔保持架环11之间，在兜孔保持架轴向分隔接片12的两侧在兜孔保持架轴向分隔接片12上分别构成侧切部31，以便除了通过侧切部31引导润滑剂之外，还尤其在兜孔保持架轴向分隔接片12中引起弹簧弹性作用和/或应力引导。
48.中心接触面16关于兜孔保持架轴向分隔接片12的轴向延伸居中地设置在所述兜孔保持架轴向分隔接片上。这在图2中通过兜孔保持架轴向分隔接片12的用点划线表示的中心轴线表示。能够清楚地看出兜孔保持架轴向分隔接片12沿着该中心轴线的镜像对称的构成方案。
49.此外，槽15具有在兜孔保持架轴向分隔接片12的轴向延伸的2％至15％之间的相同的开口宽度17。在所示出的实施形式中，槽15中的每个槽的轴向剖面轮廓18具有圆形形状。
50.图4示出槽15的与图3不同的轴向剖面轮廓18的设计方案。根据图3的实施例的槽15的轴向剖面轮廓18具有：圆弧部段19；邻接于圆弧部段19与接触面14平面平行的延伸部段20；以及邻接于延伸部段20的斜面部段21。两个轴向相邻的槽15的斜面部段21相互指向地定向。在此，槽15也具有在兜孔保持架轴向分隔接片12的轴向延伸的2％-15％之间的相同的开口宽度17。
51.根据图5至图9详细阐述用于制造滚动轴承2的兜孔保持架10的方法22：
52.在第一方法步骤a)中提供具有内部的侧表面24的金属柱形套筒23，如在图5中所示。清楚可见，半成品的内部的侧表面24是兜孔保持架10的稍后的径向内部的接触面14。柱
形套筒23的壁厚对应于兜孔保持架轴向分隔接片12的以及兜孔保持架环11的稍后的径向延伸。
53.随后，在方法步骤b)中，将两个槽15引入到柱形套筒23中并引入到内部的侧表面24中，这在图6中示出。槽15的引入借助于开槽刀具30进行，所述开槽刀具被从内向外沿径向方向压到内部的侧表面24上。通过将开槽刀具30相对于柱形套筒23的内部的侧表面滚动，于是能够尤其无切削地构成槽15。在此，开槽刀具30的进行成型的几何形状具有外部轮廓，所述外部轮廓对应于槽15的稍后的轴向剖面轮廓18。
54.然后，在方法步骤c)中，将这样准备的柱形套筒23插到轴25上，使得其内部的侧表面24贴靠在轴25上。最后，在用d)表示的方法步骤中，从柱形套筒23中冲制出兜孔开口13，使得构成兜孔保持架10，如其在图2至4中所示。在此，冲制刀具28朝轴25的方向下降，并且从柱形套筒10中冲制出相应的兜孔开口13。轴25能够经由轴驱动装置26转动，其中轴驱动装置26优选包括步进电机。也能够称为模具的轴25具有分布在其环周上的至少四个冲制兜孔，冲制刀具28能够接合到所述冲制兜孔中，以形成兜孔开口13。
55.柱形套筒23能够尤其由于兜孔保持架轴向分隔接片12的构成为支撑面的中心接触面16而实现在冲床上冲制，所述冲床例如为xav机。因此，通过两个轴向间隔开的槽15连同中心接触面16保留支撑面，以便在冲制时支撑兜孔保持架轴向分隔接片12。
56.本发明不限于在附图中所示出的实施形式。因此，上述描述不被视为限制性的，而是应被视为阐述性的。下面的权利要求应理解为，所提到的特征存在于本发明的至少一个实施形式中。这并不排除其它特征的存在。如果权利要求书和上述说明定义了“第一”和“第二”特征的情况下，该称呼确定用于区分同类的两个特征，而不确定优先顺序。
57.附图标记说明
58.1 滚动轴承装置
59.2 滚动轴承
60.3 内环
61.4 外环
62.5 滚动体
63.6 保持架
64.7 内环滚道
65.8 外环滚道
66.9 滚动体滚子
67.10 兜孔保持架
68.11 兜孔保持架环
69.12兜孔保持架轴向分隔接片
70.13 兜孔开口
71.14 接触面
72.15 槽
73.16 中心接触面
74.17 开口宽度
75.18 轴向剖面轮廓
76.19 圆弧部段
77.20 延伸部段
78.21 斜面部段
79.22 方法
80.23 柱形套筒
81.24 内部的侧表面
82.25 轴
83.26 轴驱动装置
84.27(未占用)
85.28 冲制刀具
86.29 剖面
87.30 开槽刀具
88.31 侧切部。

技术特征：
1.一种滚动轴承装置(1)，所述滚动轴承装置包括具有内环(3)、外环(4)、滚动体(5)和保持架(6)的滚动轴承(2)，其中所述内环(3)具有内环滚道(7)并且所述外环(4)具有外环滚道(8)，其中所述滚动体(5)在所述内环(3)和所述外环(4)之间以相互间隔开的方式可转动地设置在所述保持架(6)中，其中所述滚动体(5)在所述内环滚道(7)和所述外环滚道(8)上滚动，其中所述滚动体(5)构成为滚动体滚子(9)，并且所述保持架(6)构成为兜孔保持架(10)，所述兜孔保持架具有两个同轴地设置的兜孔保持架环(11)，所述兜孔保持架环与多个兜孔保持架轴向分隔接片(12)连接，以形成用于容纳所述滚动体(5)的兜孔开口(13)，其特征在于，所述兜孔保持架轴向分隔接片(12)在径向向内指向的侧上具有基本上平坦的接触面(14)，所述接触面分别具有至少两个沿所述兜孔保持架(10)的环周方伸展的槽(15)，其中在两个所述槽(15)之间构成的中心接触面(16)具有轴向延伸，所述轴向延伸对应于所述兜孔保持架轴向分隔接片(12)之一的轴向延伸的3％至40％之间。2.根据权利要求1所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述中心接触面(16)关于所述兜孔保持架轴向分隔接片(12)的轴向延伸居中地设置在所述兜孔保持架轴向分隔接片上。3.根据上述权利要求中任一项所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述槽(15)分别具有在所述兜孔保持架轴向分隔接片(12)的轴向延伸的2％至15％之间的开口宽度(17)。4.根据上述权利要求中任一项所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述槽(15)具有相同的开口宽度(17)。5.根据上述权利要求中任一项所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述槽(15)具有相互不同的轴向剖面轮廓(18)。6.根据权利要求5所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述槽(15)中的至少一个槽的轴向剖面轮廓(18)具有圆形形状。7.根据权利要求5的滚动轴承装置(1)，其特征在于，所述槽(15)中的至少一个槽的轴向剖面轮廓(18)具有：圆弧部段(19)；邻接于所述圆弧部段(19)与所述接触面(14)平面平行地伸展的延伸部段(20)；以及邻接于所述延伸部段(20)的斜面部段(21)。8.根据权利要求7所述的滚动轴承装置(1)，其特征在于，两个轴向相邻的槽(15)的斜面部段(21)是相互指向地定向的。9.一种用于制造滚动轴承(2)的兜孔保持架(10)的方法(22)，其特征在于，所述方法具有以下步骤：a)提供具有内部的侧表面(24)的柱形套筒(23)；b)将至少两个槽(15)引入到所述内部的侧表面(24)中；c)将所述柱形套筒(23)插到轴(25)上，使得所述内部的侧表面(24)贴靠在所述轴(25)上；d)从所述柱形套筒(23)中冲制出兜孔开口(13)，使得构成兜孔保持架(10)。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轴(25)具有在其环周上分布的至少四个冲制兜孔，冲制刀具(28)能够接合到所述冲制兜孔中，以用于构成兜孔开口(13)。

技术总结
本发明涉及一种滚动轴承装置，所述滚动轴承装置包括具有内环、外环、滚动体和保持架(10)的滚动轴承，其中内环具有内环滚道并且外环具有外环滚道，其中滚动体在内环和外环之间以相互间隔开的方式可转动地设置在保持架中，其中滚动体在内环滚道和外环滚道上滚动，其中滚动体构成为滚动体滚子，并且保持架构成为兜孔保持架，所述兜孔保持架具有两个同轴地设置的兜孔保持架环(11)，所述兜孔保持架环与多个兜孔保持架轴向分隔接片(12)连接，以形成用于容纳滚动体的兜孔开口，其中兜孔保持架轴向分隔接片在径向向内指向的侧上具有基本上平坦的接触面(14)，所述接触面分别具有至少两个沿兜孔保持架的环周方伸展的槽(15)，其中在两个槽之间构成的中心接触面(16)具有轴向延伸，所述轴向延伸对应于兜孔保持架轴向分隔接片之一的轴向延伸的3％至40％之间。一的轴向延伸的3％至40％之间。一的轴向延伸的3％至40％之间。


技术研发人员：约泽夫
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2023/10/6