專利名稱：具有軸和滾針軸承的軸承系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承系統，所述軸承系統包括具有支承軸頸的軸；以及布置在該支承軸頸上的滾針軸承，該滾針軸承具有保持架和容納于該保持架中的針滾子，其中，支承軸頸設有用于針滾子的經硬化的而且經精細加工的內滾道，并且至少在部分圓周上相對于軸向肩部鄰接的軸區段在徑向上回縮，并且其中，軸向肩部充當配合在軸向肩部之間的保持架的軸向端部所用的止推面。
背景技術：
這種軸承系統由發動機技術期刊MTZ 06/2008，第518-5M頁呈針式支承的不平衡軸形式作為內燃機的質量平衡傳動裝置的部件被公知。對于在那里在整個圓周上徑向回縮的支承軸頸上的內滾道，在表面硬度和表面粗糙度方面提出了高要求，以便保證耐磨的而且在噪聲方面可接受的滾動支承方案。但是，對軸在支承軸頸處進行局部硬化時(一般通過對支承軸頸的感應加熱進行)的熱量輸入可能致使在那里緊連著內滾道的軸向肩部的過度加熱，這是因為熱量由于支承軸頸幾何尺寸而僅被不利地散發。這在軸向肩部和鄰接的軸區段中帶來了應力開裂的風險。
發明內容
本發明所基于的任務是以盡可能小的消耗來改進開頭所述類型的軸承系統，從而可以在工藝過程中執行對支承軸頸的熱處理。依據本發明，該任務以如下方式來解決，即，設置有在內滾道兩側分布的而且分別以如下方式設定規格的凹進部(Freistich)，S卩在軸向肩部的整個圓周區域之上，軸向肩部彼此的軸向間距明顯地大于內滾道的存在于軸向肩部之間的寬度。在對支承軸頸進行熱處理期間，熱量大部分經由凹進部散發，從而軸向肩部被以明顯較小的程度加熱。由此，開頭所闡述的、出現應力開裂的風險明顯降低。在本發明的改進方案中，將軸構造為不平衡軸，所述不平衡軸具備相對于其旋轉軸線偏心的重心，其中，內滾道相對于在負載區中加載給內滾道的不平衡負載基本上靜止， 并且其中，負載區分布于軸向肩部的明顯小于360°且優選在170°與190°之間的圓周區域之內。與在開頭所提及的現有技術不同地，即軸向肩部并未在整個圓周上構造有相應呈圓環狀的軸向止推面，而是僅在局部在內滾道上的靜態的負載區的區域中構造有圓環段狀的軸向止推面。滾針軸承的保持架在該結構性設計方案中仍然以足夠的程度在軸向上保持在支承軸頸上，與此同時，與負載區在直徑上相對置的軸向肩部區段的取消使得不平衡軸有利地發生質量減少。如由EP 1775484A1原則上公知的那樣，不平衡軸的特別顯著的質量減少以如下方式實現，即內滾道具有在圓周上可變的寬度，并且自所述負載區出發在負載區外部明顯地逐漸變細或者以局部為零的寬度在圓周上中斷。具有被中斷的內滾道的支承軸頸不具有呈圓形的橫截面。而是可能的橫截面形狀是基于圓分區或圓扇段空缺的圓形橫截面，或者可能的橫截面形狀是自由形狀，就例如像在WO 2007/121861A1中所公開的那樣。在這些情況下有利的是，內滾道借助珩磨得到精細加工，因為對內滾道的有別于純圓柱形的幾何形狀而言，精細拋光加工，例如砂帶拋光(Bandfinishen)是不可用的或者不能毫無問題地使用的。在此，分布于內滾道兩側的凹進部以如下方式設定規格，S卩不僅避免了進入軸向肩部中的過量的熱量輸入，而且在兩側在軸向方向上給出珩磨工具的對于均勻的加工結果所需的越程(tlberlauf)。就在精整工藝過程中的振動幅度而言，每側至少 2mm的寬度是有利的；視構件的尺寸和幾何形狀而定，凹進部寬度可以在兩側上同樣明顯更大地實施。此外，可以設置為內滾道的存在于軸向肩部之間的寬度大于針滾子的長度，其中，保持架由分布于圓周上的開口所貫通，這些開口在軸向上在針滾子的兩側分布。對于經注塑的塑料保持架的優選情況而言，這些開口可能是由于工具的原因而要求的，而對于金屬保持架的情況而言，可以在重量、保持架寬度之上均勻的質量分布以及針滾子的經改進的油霧潤滑方面獲得優點。
本發明的其它特征和設計方案由后面的說明書和附圖而獲得，其中，示出了依據本發明的軸承系統的實施例。其中圖1以透視視圖示出不帶滾針軸承的不平衡軸；圖2以放大的細節示出了兩個支承軸頸中的一個；以及圖3示出了依據圖2的、帶有在裝配于其上的滾針軸承的支承軸頸。
具體實施例方式圖1示出了用于質量平衡傳動裝置的不平衡軸1，該質量平衡傳動裝置用于使呈四缸串聯構造形式的內燃機的第二系統的自由慣性力和慣性力矩得到平衡。質量平衡傳動裝置在該情況下包括兩個這樣的不平衡軸1，這兩個不平衡軸1以兩倍的曲軸轉速沿相反方向旋轉。出于簡化視圖的目的，用于驅動不平衡軸1所需的加裝部件(例如鏈輪或者齒輪)缺省。經潤滑的不平衡軸1具有兩個在橫截面中呈圓形的支承軸頸2和3，這兩個支承軸頸2和3被以感應方式加以硬化，并且內燃機中的不平衡軸1在徑向上滾動支承在這兩個支承軸頸2和3上。分別在兩側與支承軸頸2、3相鄰接的軸區段4至7被構造為未經硬化的偏心區段，從而使不平衡軸1相對于其旋轉軸線8 (見圖幻是偏心的，并且具有產生不平衡性的重心。圖2和3以經放大的視圖示出了支承軸頸2，其帶有裝配于支承軸頸2上的滾針軸承9，抑或不帶裝配于支承軸頸2上的滾針軸承9，其中，下面的闡釋內容同樣適用于支承軸頸3。支承軸頸2設有用于滾針軸承11的經精細加工的而且這里被珩磨的內滾道10，并且支承軸頸在大約為180°的部分圓周上相對于鄰接的軸區段4、5的軸向肩部12和13回縮。軸向肩部12、13充當用于滾針軸承9的以16標示的保持架的軸向端側14和15的呈圓環段狀的止推面，該滾針軸承9以很小的軸向余隙配入軸向肩部12、13之間。分布于內
4滾道10兩側的凹進部17和凹進部18就其寬度方面而言以如下方式設定規格，即在軸向肩部12、13的整個圓周區域上，這些軸向肩部12、13彼此的軸向間距D明顯大于內滾道10 的存在于這些軸向肩部之間的寬度Bi。支承軸頸2的該結構性設計方案一方面使得在對內滾道10進行感應加熱時經由凹進部17、18實現了足夠高程度的熱量散發，并且軸向肩部12、13基于大大提高開裂應力穩定性而在熱學方面得到保護。另一方面，這里大約3mm寬的凹進部17、18實現了對于用于精細加工內滾道10的、在末端位置中軸向超出的珩磨工具而言足夠的越程。如進一步在圖2中說明的那樣，內滾道10在不平衡軸1旋轉時，被以連帶旋轉的不平衡負載來加載，從而在內滾道10上構成了(與動態效應不同)靜態的，也就是相對于旋轉中的內滾道10靜止的負載區19，其如通過加點示出的表面區段來標示的那樣。負載區 19分布在軸向肩部12、13的180°部分圓周之內，并且相對于軸向肩部12、13對稱地分布。 內滾道10在負載區19之外的小負載實現了內滾道10具備在圓周上可變的寬度的構型方案，方式為內滾道10由負載區19出發在負載區19之外以寬度B2明顯地逐漸變細。在圖3中裝配于支承軸頸2上的所示的滾針軸承9這樣實施，即在負載區19的區域中，內滾道10的寬度B 1大于針滾子11的長度，而該關系針對寬度B2而言是反過來的。基于盡可能均勻的質量分布、對針滾子11改善的油霧潤滑以及省去重量的原因，被沿縱向切口的而且被夾緊到支承軸頸2上的塑料保持架16被兩行地由開口 20貫通，這些開口 20在軸向上分布在針滾子11的兩側。附圖標記列表1不平衡軸2支承軸頸3支承軸頸4軸區段5軸區段6軸區段7軸區段8旋轉軸線9滾針軸承10內滾道11針滾子12軸向肩部13軸向肩部14軸向端側15軸向端側16保持架17凹進部18凹進部19負載區20 開口
D軸向肩部的軸向間距Bl在軸向肩部之間的內滾道寬度B2在逐漸變細的區域中的內滾道寬度L針滾子的長度
權利要求
1.軸承系統，所述軸承系統包括具有支承軸頸0、3)的軸(1)；以及布置在所述支承軸頸(2、；3)上的滾針軸承(9)，所述滾針軸承(9)具有保持架(16)以及容納于所述保持架 (16)中的針滾子(11)，其中，所述支承軸頸(2、；3)設有經硬化和經精細加工的、用于所述針滾子(11)的內滾道(10)，并且至少在部分圓周上相對于鄰接的軸區段(4、5、6、7)的軸向肩部(12、13)在徑向上回縮，并且其中，所述軸向肩部(12、13)充當配入所述軸向肩部(12、 13)之間的所述保持架(16)的軸向端側(14、1幻所用的止推面，其特征在于，設置有分布于所述內滾道(10)兩側的而且分別以如下方式設定規格的凹進部(17、18)，即在所述軸向肩部(12、13)的整個圓周區域之上，所述軸向肩部(12、13)彼此的軸向間距(D)明顯大于所述內滾道(10)的存在于所述軸向肩部之間的寬度(Bi)。
2.根據權利要求1所述的軸承系統，其特征在于，所述軸(1)構造為不平衡軸，所述不平衡軸具有相對于所述不平衡軸的旋轉軸線(8)偏心的重心，其中，所述內滾道(10)相對于在負載區(19)中加載給所述內滾道(10)的不平衡負載基本上靜止，并且其中，所述負載區(19)分布于所述軸向肩部(12、13)的明顯小于360°的圓周區域之內。
3.根據權利要求2所述的軸承系統，其特征在于，所述軸向肩部(12、13)的所述圓周區域大于170°并且小于190°。
4.根據權利要求2所述的軸承系統，其特征在于，所述內滾道(10)具有在圓周上可變的寬度(Bi、B2)，并且所述內滾道(10)由所述負載區(19)出發在所述負載區(19)之外， 明顯地逐漸變細或者以局部為零的寬度在圓周上中斷。
5.根據權利要求1所述的軸承系統，其特征在于，所述內滾道(10)借助珩磨來加以精細加工。
6.根據權利要求1所述的軸承系統，其特征在于，所述內滾道(10)的存在于所述軸向肩部(12、13)之間的寬度(Bi)大于所述針滾子(11)的長度(L)，其中，所述保持架(16)由在圓周上分布的開口 00)貫通，所述開口 00)在軸向上分布在所述針滾子(11)的兩側。
全文摘要
提出了一種軸承系統，所述軸承系統包括具有支承軸頸(2、3)的軸(1)；以及布置在支承軸頸(2、3)上的滾針軸承(9)，所述滾針軸承(9)具有保持架(16)以及容納在該保持架(16)中的針滾子(11)，其中，支承軸頸設有經硬化的而且經精細加工的、用于針滾子的內滾道(10)，并且相對于鄰接的軸區段(4、5、6、7)的軸向肩部(12、13)在徑向上回縮，并且其中，軸向肩部充當配入軸向肩部之間的保持架的軸向端側(14、15)所用的止推面，在此，設置有分布于內滾道兩側的并且分別以如下方式設定規格的凹進部(17、18)，即在軸向肩部的整個圓周區域之上，軸向肩部彼此的軸向間距(D)明顯大于內滾道的存在于軸向肩部之間的寬度(B1)。
文檔編號F16C3/20GK102472311SQ201080029233
公開日2012年5月23日 申請日期2010年5月28日 優先權日2009年6月30日
發明者亞歷山大·克恩, 帕特里克·烏爾曼, 彼得·索爾弗蘭克, 斯特凡·埃斯 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司