[发明专利]滚动轴承和用于该轴承的保持架

说明书

技术领域

本发明涉及滚动轴承，尤其是深沟槽类型的球轴承，其用于高速转动和高温场合。特别地，本发明涉及提供球体之间的正确的圆周间隔的球体保持架。 

背景技术

由合成材料制成的用于滚动轴承的球体保持架是已知的，其包括用于罩住球体的承窝。承窝由成对安置的爪分隔开，与台肩相对。这样的保持架在很多场合是完全令人满意的。但是，在遇到与高的操作温度有关的速度和加速度非常大的情形下的场合，这种类型的保持架导致许多问题。例如，对用于多板离合器以及对F1类型的赛车就会是这种情形。在离合器接合的情况下，轴承的两个座圈以相同的速度在相同方向以19,000rpm数量级的速度转动。那么，在座圈、滚动部件和保持架之间没有相对运动。但是，在换档顺序(离合器脱离/接合)过程中，在大约40毫秒的范围内，轴承的内座圈相对于外座圈慢可能9000rpm的速度差，然后再次加速以再次达到等于外座圈的转动速度的转动速度，这全部是在200℃到250℃数量级的温度下。 

在这样的速度和这样的温度下，合成材料制成的球体保持架由于离心力而趋于呈圆锥形状。这是所谓的“蘑菇状”。事实上，由于离心力，保持架受到趋于使其变形的应力，主要在径向方向，并通过在刚度较小的侧面也就是罩住球体的承窝的开口侧面上增大其直径而将其变为圆锥形状。该变形现象甚至会更加恶劣，因为这些保持架是由合成材料制成的，而所述合成材料在高温下具有被软化的趋势。 

当然，这样的变形能够具有对滚动轴承的正确操作有害的后果。特别地，在已知类型的保持架中，它们导致保持架和轴承的外座圈的孔之间的接触的危险。 

欧洲专利申请EP-A-0,304,872描述了一种设计为经得起高温的球轴承 保持架，球体在深沟槽外座圈中运动。所述的保持架是由碳制成的。它是包括承窝的固体环的形式，其中所述承窝出现在从保持架的边缘之一切掉的区域中。切掉的区域的宽度稍微小于球体的直径，以使得它们正确地保持在承窝内部。这样的保持架是昂贵的并且由于其固体结构所致的惯性而不适于高的速度和高的加速度。此外，用碳来构造这样的保持架使得其相对易碎并且对冲击敏感。 

发明内容

本发明的目的是解决这些问题，并提供保持架以及与该保持架配合的滚动轴承，其能够尽可能高效地在高温下以高的速度和高的加速度操作。 

特别地，本发明的保持架设计为以便减小由于离心力所致的扭曲或者变形，以及使得不存在变形的危险，这些变形对与保持架配合的滚动轴承的正确操作具有负面影响。 

最后，本发明的一个目的还在于提供一种具有与保持架配合的球轴承以及用于该轴承的保持架，其易于制造并且更便宜。 

在一个实施例中，滚动轴承包括外座圈和内座圈，在外座圈和内座圈之间安装有至少一排由环形整体形状的保持架保持的球体。保持架具有环形台肩，该台肩通过凸出部分轴向延伸，在凸出部分之间限定用于球体的承窝，该球体径向地位于保持架的任一侧上。保持架由金属制成。与球体之一配合的每个承窝的表面由具有径向定向的轴的一假想圆柱体限定，并通过在与台肩相对的侧面上轴向界定保持架的平面进行切割，以使得形成承窝的轴向开口，该开口的宽度小于球体的直径。上述假想圆柱体的直径稍微大于球体的直径，以使得球体与承窝的接触面积为大致减小的一个点。 

优选地，保持架的台肩的径向厚度大于所述凸出部分的自由端的径向厚度。 

这样，与保持架的台肩相对的关键区域，包括凸出部分和承窝，重量减轻但维持在足够的刚度。此外，保持架的材料主要向着保持架的旋转中心集中，在高速转动下，保持架的关键区域的径向变形因此明显减小。此外，与轴承的外座圈的孔接触的危险被消除。 

使用金属保持架使得更可能不会产生由合成物材料制成的保持架会遇到的耐热性问题。 

优选地，当轴承静止时，凸出部分的外径小于台肩的外径，并且当轴承运转时大于与通过球体的中心进行描述的圆的直径对应的轴承的原始直径。当轴承高速转动时，在由于离心力所致的保持架的凸出部分的径向变形的过程中，球体和保持架的承窝之间的接触区域趋于移动到更靠近球体的中心。这样的结果是球体在高速下更好的性能。 

优选地，所述凸出部分的轴向长度小于球体的直径。 

承窝的轴向开口的宽度能够在球体的直径的92％和97％之间。这样，球体被容纳在开口的圆柱承窝中，限定承窝的内壁的圆柱体的直径稍微大于球体的直径。球体一旦安装在承窝中就从承窝的开口轴向凸出。 

球体保持在承窝中并能够通过保持架的凸出部分的弹性变形而被插入在承窝中。