箱式軸承組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軸承，更具體的涉及用于變速箱和齒輪箱的滾動元件軸承。
【背景技術】
[0002]用于將齒輪軸與變速箱或其它齒輪箱的殼體旋轉耦接的軸承組件典型地包括安裝在圓柱形或管狀載體中的兩個分離的軸承。如載體典型的由鋁形成，兩個軸承必須設置相對高的預載荷以確保在變速箱或齒輪箱的正常操作期間大致存在的升高溫度時保持所有軸承部件的接觸。即，因為鋁載體以比鋼軸承圈更大的速率擴展，從而減小軸承中的預載荷，較大的初始預載荷是必須的以抵消在較高溫度時的減小。該增加的預載荷導致能量損耗以及軸承操作壽命的減小。
【發明內容】
[0003]一個方面，本發明是用于將軸與殼體可旋轉耦接的箱式軸承組件，該殼體具有孔。箱式軸承組件包括具有中心軸線以及對置的第一和第二軸向端部的軸承，該軸承包括可布置在軸上的第一和第二軸向間隔的內圈、關于兩個內圈圓周布置的至少一個外圈、以及第一和第二組滾動元件。第一組滾動元件布置于第一內圈與至少一個外圈之間，并且第二組滾動元件布置于第二內圈與至少一個外圈之間。載體包括關于軸承第一軸向端部布置的第一管狀部件以及關于軸承第二軸向端部布置的第二管狀部件。此外，載體至少部分地可布置在殼體孔中，以便將軸承與殼體耦接。
[0004]另一方面，本發明又是箱式軸承載體，如大致在先前段落中所描述的，并且其中每一個第一和第二管狀部件是相對薄壁的并且包括徑向向外延伸的耦接法蘭。兩個耦接法蘭布置成倚靠彼此并且耦接在一起以便保持布置在載體中的軸承組件。當載體至少部分的布置在殼體孔中時，兩個耦接法蘭中的至少一個可相連至殼體以連接軸承與殼體。
[0005]再一方面，本發明又是箱式軸承，如上面兩段所描述的，其中載體第一管狀部件具有徑向向內延伸的圓形法蘭，其具有限定偏置開口的內圓周表面。載體偏置開口具有從軸承軸線徑向間隔并且大致平行于軸承軸線延伸的中心軸線。至少一個軸承外圈具有大致環形的偏置臺肩，其從軸承第一端部大致軸向延伸。偏置臺肩具有外圓周表面，其關于中心軸線延伸，該中心軸線從軸承軸線徑向間隔且大致平行于軸承軸線延伸。此外，軸承偏置臺肩布置在載體偏置開口中以使臺肩外表面摩擦地與開口內表面接合，以便防止軸承外圈與載體之間的相對旋轉。
【附圖說明】
[0006]當結合附圖閱讀時，前面的概述以及本發明的優選實施例的詳細描述將更容易被理解。為了說明本發明，示出在附圖中，附圖是示意性的當前優選的實施例。然而，應該理解的是，本發明不限制于所示出的精確的設置和手段。在附圖中:
[0007]圖1是示出安裝在殼體中的本發明的箱式軸承組件的部分剖開的透視圖；
[0008]圖2是示出安裝在軸上并且在殼體中的箱式軸承組件的軸向剖面圖；
[0009]圖3是箱式軸承組件的另一軸向剖面圖；
[0010]圖4是箱式軸承組件的主視圖；
[0011]圖5是箱式軸承組件的分解透視圖；
[0012]圖6是箱式軸承組件的上部分的剖開的、放大的軸向剖面圖；
[0013]圖7是箱式軸承組件的軸承的軸向剖面圖；
[0014]圖8是箱式軸承組件的載體的軸向剖面圖；
[0015]圖9是示出將軸承安裝在載體中期間的軸承和載體的軸向剖面圖；
[0016]圖10是示出具有兩個分離外圈的可替換軸承結構的箱式軸承組件的另一軸向剖面圖。
【具體實施方式】
[0017]僅為了方便并非限制，一定的術語用于下文的描述中。詞“內”、“向內”以及“外”、“向外”分別設計朝向和遠離所指明的中心線或所描述的元件的幾何中心，特定的含義從描述的上下文中顯而易見。此外，如文中所用的，詞“連接的”和“耦接的”每個包括兩構件之間的直接連接沒有任何其它構件插入其間以及構件之間的間接連接，其中一個或多個其它構件插入其間。術語包括上文具體提到的詞、其派生詞，以及相似含義的詞。
[0018]現在參照附圖細節，其中相同的數字用于表面相同的元件，在圖1至圖10中示出用于將軸I與殼體2旋轉耦接的箱式軸承組件10，軸I關于中心軸線Ae是可旋轉的并且殼體2具有孔3。在當前一優選實施例中，軸I是自動減速箱或齒輪箱(未示出)的齒輪軸，并且殼體2是至少一部分的減速箱/齒輪箱殼體。然而，箱式軸承組件10可用于旋轉地耦接任何其它適當的軸I和殼體2 (例如，壓縮機軸和殼體)。箱式軸承組件10主要包括可安裝在軸I上的軸承12，該軸承12具有中心軸線AjP對置的第一和第二軸向端部12a、12b，并且載體14包圍軸承12并且配置成耦接軸承12與殼體2。軸承12包括可布置在軸I上的第一和第二軸向間隔的內圈16、18、關于兩個內圈16、18圓周布置的至少一個外圈20、以及第一和第二組22、24滾動元件26、28。第一組22滾動元件26布置在第一內圈16與至少一個外圈20之間以便形成第一軸承副組件30A，并且第二組24滾動元件28布置在第二內圈18與至少一個外圈20之間以便形成第二軸承副組件30B。
[0019]此外，載體14包括關于軸承第一軸向端部12a布置的第一管狀部件32以及關于軸承第二軸向端部12b布置的第二管狀部分34。第一和第二管狀部件32、34耦接在一起以包圍軸承12，如下面詳細描述的，并且載體14至少可部分地布置在殼體孔3中以便將軸承12與殼體2耦接。優選地，每一個載體的第一和第一管狀部件32、34是相對薄壁的，由鋼或合金鋼形成的，并且以傳統的金屬沖壓工藝制作。而且，優選地，箱式軸承組件10還包括環形連接器40，該連接器具有與第一內圈16接合的第一軸向端部40a以及與第二內圈18接合的第二軸向端部40b，以便耦接兩個內圈16、18，如在圖6中最佳所示。連接器40具有所選擇的軸向長度LA(圖6)以創建第一軸承副組件30A中的期望預載荷以及第二軸承副組件30B中的預載荷，如在下文中進一步詳細描述的。
[0020]由于載體14優選由鋼或合金鋼制成的事實，載體14的熱擴展基本上小于鋁殼體或載體。從而，預載荷的量必須保持滾動元件26、28之間的接觸，并且內圈和外圈16、18和20相比于先前已知的變速箱軸承基本上是減小的，這典型地需要具有相當大的預載荷以補償熱擴展。這樣，其中軸承組件10被并入的變速箱或其它設備中能量損耗減小。具有上文所描述的基本組件，本箱式軸承組件10的這些或其它元件在下文中更加詳細的描述。
[0021]現在參照圖1至圖3、圖6、圖7、圖9和圖10，軸承12包括兩個內圈16、18以及單獨的外圈20(圖1至圖3、圖6、圖7和圖9)或者兩個外圈21、23(圖10)。具體地，每個第一和第二內圈16、18分別包括內和外部圓周表面17A、17B和19A、19B，內表面17A、19A限定用于接收一部分軸I的孔Bs。第一圈16的外部圓周表面17B提供第一內滾道50，并且第二內圈18的外圓周表面19B提供第二內滾道52。在當前一優選實施例中，內滾道表面50、52是大致錐形的，配置成支撐形成為圓柱滾子的滾動元件26、28，并且每個設置成大致面朝另一內滾道表面52、50 (并且因此朝向軸承12的幾何中心)。然而，可替換地，內段16、18被形成為使內滾道50、52是弓形凹槽用于支撐球形滾動元件(未示出)或者被設置為使滾道50,52大致背向彼此并且朝向軸承12的近軸向端部12a、12b。
[0022]此外，在圖1至圖3、圖6、圖7和圖9示出的一優選實施例中，至少一個外圈20是包括關于兩個內圈16、18圓周布置的圓柱形本體54的單獨的外圈，以使軸承12被形成大致類似于“輪轂軸承單元”。圓柱形本體54具有提供第一外滾道56的第一內圓周表面部分55、提供第二外滾道58的第二內圓周表面部分57、以及外圓周表面60。外圈本體54關于兩個內圈16、18布置以使第一外滾道表面56從第一內滾道表面50大致徑向向外間隔并且第二外滾道表面58從第二內滾道表面52大致徑向向外間隔。因為具有內圈16、18，優選地，外滾道56、58形成大致錐形分別用于支撐圓柱形滾動元件26、28，但是優選地設置成大致背向彼此并且朝向最近的軸承端部12或12b。可替換地，外滾道56、58可以形成為弓形凹槽用于接收球形滾動元件(未示出)和/或可以設置成大致面向彼此。
[0023]在任何情況下，由于這樣的軸承結構，第一組22的滾動元件26同時沿第一內和外滾道表面50、56是可滾動的，并且第二組26的滾動元件28同時沿第二內和外滾道表面52、58是可滾動的。盡管描述為圓柱滾子，滾動元件26、28可以是球面滾珠、圓錐滾子、環形滾子或者任何其它類型的滾動元件和/或每個滾動元件組22、24可以包括一類型的滾動元件26或28，其不同于另一組24、22的元件28、26(例如，元件26是圓柱滾子并且元件28是滾珠)。
[0024]具體地參照圖10，在另一優選實施例中，至少一個外圈20包括第一和第二外圈21,23,以使軸承12被形成為兩個分離的組件、軸向間隔的軸承。兩個外圈21、23中的