本發(fā)明涉及滾子軸承，尤其用于車輛電輔助轉向系統的滾子軸承。在這種軸承中，滾動體通過卡入相配合的滾道(rolling race)內而得到被保持，從而無需使用額外的元件，此外，在工作中摩擦也小。本發(fā)明的滾子軸承還可用于車輛的輪轂部件自身或與其相關的方面。

現有技術

車輛的轉向系統中或輪轂部件上使用的滾子軸承包括一個外圈和一個側面成對的內圈(inner pair of flanked rings)，在期望將軸承用于裝配到輪轂部件的情形中，該外圈可以是帶凸緣的，而側面成對的內圈同軸布置于對外圈作相對旋轉的共軸線上，這種相對于外圈可旋轉，使得滾動體的兩個帶可插入。

滾動體(通常是球)被安裝到滾子軸承的外圈和內圈之間，該滾子軸承中插入有由滾動體和保持架形成的單元，保持架用于將滾動體容納在外圈內，然后將內圈插入到由相配合的保持架保持的且已安裝到外圈內的滾動體組成的“包”中。然而，還有必要確保軸承圈(尤其是內圈)在如運輸中或最終組裝之前的任何情形中不會脫落?；诖四康?，必須至少給內圈提供整體軸向軸肩裝置(integral axial shoulder means)，以防止內圈從由相配合的保持架保持的且已安裝到外圈內的滾動體組成的“包”中意外脫落。

根據幾種已知的解決方案，這樣的軸肩裝置包括彈性保持裝置(“夾圈”)或其他鎖定裝置，該彈性保持裝置或鎖定裝置整體安裝在內圈插入后的內圈之間，或與滾動體容納保持架是一個整體。另一方面，根據其他已知的解決方案，滾子軸承被制造成具有由每一個內圈構成的整體而獲得的軸肩，通過“卡入(snap-in)”力能組裝滾動體，得益于材料的彈性特性(內圈和外圈以及滾動體通過該彈性材料制造，該材料通常是鋼)，且均得益于專門研究的軸肩幾何構型，該軸肩由每一個內圈構成的整體而獲得。

雙重解決方案也是已知的。在該方案中，軸肩被制造在外軸承圈上，在同一個軸承外圈的每一個軸向端上，而且，球“包”首先被安裝在一個軸承內圈上，形成一個單元，隨后該單元從軸承外圈的一側插入，而從軸承外圈的另一側接納具有相配合的球的第二軸承內圈。

在任一種情形中，該軸肩產生了一個環(huán)形子方形(an anular subsquare)，該環(huán)形子方形可保持滾動體在插入后處于合適位置，使?jié)L子軸承能“自保持(self-retaining)”，但必須在插入階段越過(got over)，即有效“跳躍”。類似的已知解決方案，還例如來自美國專利US7648283和US2012/0148181中的方案。

盡管這樣，已經發(fā)現在軸承內圈(或軸承外圈)上插入滾動體時，滾動體可以經受住相對高的可能損壞它們的局部應力，但使用中隨之產生噪音；此外，使用已知的滾子軸承時，摩擦相對較高，導致產生不期望的能耗，尤其是不期望的滾子軸承受熱。

發(fā)明簡述

本發(fā)明提供一種滾子軸承，尤其是用于轉向系統或車輛輪轂組件的滾子軸承，該滾子軸承是“自保持”的，即以這樣的方式被制造：在不使用額外元件的條件下，將滾動體插入到相配合的滾道自身后，滾動體容納于所述滾道內，同時，在工作中提供低水平摩擦，并且將滾動體插入到滾道中時，損壞滾動體的風險有所降低或沒有風險，并且所有部件均具有有限的尺寸，使得組裝高度簡化。

基于本發(fā)明，如所附權利要求所界定的，提供了一種滾子軸承，尤其是用于轉向系統或車輛的輪轂組件的滾子軸承。

附圖簡述

現在將參考附圖來描述本發(fā)明，附圖闡釋了實施方案的非限制性示例，在圖中：

-圖1沿徑向示出了根據本發(fā)明使用的滾子軸承的一半的剖面，除去部分相對于圖示部分是對稱的，且在所闡釋的實施例中，車輛輪轂組件的一部分以陰影線示圖；且

-圖2提供了圖1中滾子軸承內圈的結構細節(jié)的放大尺寸的徑向截面圖。

發(fā)明詳述

參考圖1和2，圖1整體示出了滾子軸承，在非限制性實施例中，被圖示為車輛的輪轂組件2的一部分的滾子軸承，僅示意性且為了簡化通過陰影線圖示。

滾子軸承1也適合安裝在車輛(尤其是電輔助類型的車輛)的轉向單元中，這樣的轉向單元已屬公知，為簡化起見，未在圖中示出。滾子軸承1可以包括至少一個第一軸承圈4(在本實施例中指軸承1的內圈)、至少一個第二軸承圈3(在本實施例中指軸承1的外圈)以及插入在軸承外圈3和內圈4之間的多個滾動體5，以便使軸承外圈3和軸承內圈4可圍繞旋轉軸線A相對轉動；滾動體5被容納在滾動體的至少一個環(huán)形帶(annular band)內，該環(huán)形帶連接第一環(huán)形滾道(annular race)6和第二環(huán)形滾道7，第一環(huán)形滾道在軸承內圈4的外側徑向方向上，第二環(huán)形滾道7在軸承外圈3的內側徑向方向上且與所述第一環(huán)形滾道6位置相對。

在所圖示的非限制性實施例中，滾動體由球5組成且被容納在滾動體相鄰設置的兩個帶內。滾子軸承1包括鏡像對稱、并排設置且彼此同軸的兩組軸承內圈4和8，而軸承外圈3設置有兩側布置且彼此鄰近的一對環(huán)形滾道7；每一組軸承內圈4和8設置有環(huán)形滾道6，該環(huán)形滾道6布置成在相對于旋轉軸線A傾斜的軸線O方向上與滾道7相對。

滾動體的每一個帶的球5連接一對環(huán)形滾道6和7，環(huán)形滾道6和7在傾斜軸線O方向上彼此相向布置，環(huán)形滾道6在軸承內圈4和8外側徑向方向上，環(huán)形滾道7在軸承外圈3內側徑向方向上，且軸承內圈4和8各自存在第一端9和與第一端9相對的第二端10。內圈4和8的端9彼此靠近、相向、鄰近地布置，而內圈4和8的端10遠離地布置且它們的徑向厚度大于端9的徑向厚度，原因是端10在滾道6兩側，以便朝向滾子軸承1的外側軸向方向容納球5。正如圖1非限制性圖示所示，端9可以彼此軸向分開，或彼此接觸。

端9構成了球5引入到滾道6中的末端。在所圖示的非限制性實施例中，每個端9以直徑為D1的徑向外部柱形外側面為邊界(參考圖2，圖2是為簡化僅圖示出的放大尺寸的軸承內圈4)；滾道6被布置成與第一軸承圈4和8的每一個端9相一致，且滾道6在徑向上以圖示實施例中直徑為D的底部環(huán)形凹面12為邊界。

再次參考1，滾子軸承1可以構成常規(guī)類型的輪轂組件2的一部分。在此情形中，輪轂組件2包括軸承外圈3(其設置有橫向且彼此相連布置的一對環(huán)形滾道7)，具有球5的雙帶以及一對軸承內圈4和8，軸承內圈4和8被安裝到連接車輛輪子的凸緣端13(flanged end)的轉軸或轂上，為了簡化，圖中未示出輪子。

軸承外圈3可以設置連接至車輛懸掛物的一個端15，該懸掛物已屬公知，為了簡化，圖中未示出。

為了在完成組裝之前，將球5保持在滾道6和/或軸承外圈3內部的軸承圈4、8上，軸承1的軸承圈4、8的每一個端9被設置有環(huán)形起伏部(annular relief)16(圖2)，環(huán)形起伏部以產生用于球5的軸向保持軸肩(axial retention shoulder)的方式被設計。

具體地，環(huán)形起伏部16在每一個軸承圈4或8的端9上緊鄰每一個滾道6的環(huán)形凹形底面12的位置處設置，根據圖2的陰影線所圖示的變化形式，環(huán)形起伏部16也可以不具有以外側面11為邊界的柱形節(jié)段，而以起伏部16本身來終止起伏部16。

在任一種情形中，環(huán)形起伏部16總是以包括柱形節(jié)段18的外側面17為邊界，相對于環(huán)形底面12的直徑而言，柱形節(jié)段18所具有的直徑寬度允許環(huán)形起伏部16構成(朝向環(huán)形底面12的)滾動體5的軸向保持軸肩。

在所圖示的非限制性的實施例中，起伏部16在徑向方向以外側的外側面17為邊界，外側面17的柱形節(jié)段18具有比每一個滾道6的凹形環(huán)形底面12的最小直徑D大一定量的直徑，該量是最小的但足以使環(huán)形起伏部16構成滾動體5的軸向保持軸肩。

根據本發(fā)明的第一方面，環(huán)形起伏部16的外側面17還包括第一節(jié)段19(圖2)，該第一節(jié)段19朝向滾道6、鄰近起伏部16/以起伏部16為邊界，在徑向節(jié)段中以彎曲環(huán)形面界定，該彎曲環(huán)形面具有拱形圓周輪廓和值為預定值的第一曲率半徑R1，該預定值橫向于旋轉軸線A而測得；外側面17的第一節(jié)段19的彎曲部分(即曲率半徑R1的中心位置)朝向軸承圈4，這樣第一節(jié)段19為凸形環(huán)形面，該凸形環(huán)形面將環(huán)形滾道6的環(huán)形底面12與環(huán)形起伏部16的外側面17的柱形節(jié)段18連接為一體。

根據本發(fā)明的另一方面，環(huán)形起伏部16的外側面17還包括第二節(jié)段20，第二節(jié)段20在與節(jié)段19相對的面上緊鄰柱形節(jié)段18，且由彎曲環(huán)形面界定，該彎曲環(huán)形面在徑向節(jié)段上具有圓形輪廓和值為預定值的第二曲率半徑R2，第二節(jié)段20與第一節(jié)段19具有相同的曲率，這樣第二節(jié)段20以連接柱形節(jié)段18的環(huán)形凸面為邊界。

最后，環(huán)形起伏部16的徑向外側面17還包括第三節(jié)段21，第三節(jié)段21在與柱形節(jié)段18相對的面上緊鄰第二節(jié)段20且由彎曲環(huán)形面界定，該彎曲環(huán)形面在徑向節(jié)段上具有圓形輪廓和值為預定值的第三曲率半徑R3；外側面17的節(jié)段21的彎曲部分與第二節(jié)段20相反，這樣第三節(jié)段21以連接第二節(jié)段20的凹形環(huán)形面為邊界，在徑向節(jié)段上與第二節(jié)段20形成彎曲部22。

在所圖示的非限制性實施例中，節(jié)段21的環(huán)形凹形面在一側上與第二節(jié)段20連接為一體，與其形成彎曲部22，而在另一側上與軸承內圈4或8的端9的外側柱形徑向外部面11(如果存在的話)連接成一體。

根據本發(fā)明的另一方面，每一個環(huán)形起伏部16的外側面17的柱形節(jié)段18的軸向最小寬度為L1，該寬度至少小于外側面17的第一節(jié)段19的軸向寬度L2。

曲率半徑R2和R3的值可以彼此相同或恰好非常接近，該曲率半徑可以等于或優(yōu)選小于通過橫向于旋轉軸線A而測得的第一曲率半徑R1的值。

此外，結合目前已經描述的，本發(fā)明的重要方面是，滾道7(圖1)各自由凹形環(huán)形底面23限定，凹形環(huán)形底面23在徑向節(jié)段上由圓的拱形界定，且呈現大于球5的半徑一定量值的曲率半徑，該一定量值使得軸承外圈3呈現吻合度(osculation)，該吻合度界定為徑向節(jié)段上滾道7的圓形輪廓的半徑與球5的直徑之間的比(即，滾道7的圓形輪廓的半徑除以球5的直徑)，該吻合度包括在0.51到0.56之間。

與第一臨界參數相結合，第一曲率半徑R1的值必須總是大于12mm，這在軸承圈4或8的徑向厚度大于2mm的情形中，尤其如此。通常，保持外側面17的連續(xù)性的半徑R1的值越大，在組裝期間，作用到球5上的應力越低，這以已知的方式發(fā)生，其中球5必須通過(“跳過”)起伏部16。

總之，基于起伏部16所描述的幾何構型和對所示的吻合度值的觀察，可以獲得組裝階段作用到球5上的應力的最小值，以及柱形節(jié)段18的軸向寬度的最大減小量。因此，組裝階段球5所經受的最大機械應力的持續(xù)時間最短。此外，當球5被接合在滾道6和7中時，還可以獲得球5的減小的滾動摩擦值，所有部件均具有有限的軸向尺寸。

在已描述內容的基礎上，很清楚，最終軸承1可以具有起伏部16，該起伏部16在軸承外圈3的各自相對端25(圖1)處，而不在兩個軸承內圈4和8的端9上；在此情形中，每一個軸承內圈4和8呈現出范圍在0.51和0.56之間的吻合度，該吻合度以徑向節(jié)段上滾道6的圓形輪廓的半徑與球5的直徑之間的比(即，滾道6的圓形輪廓的半徑除以球5的直徑)確定。

以上為本發(fā)明的保護范圍。