[发明专利]具有保持架的轴承单元

说明书

轴承单元(30)设置有至少一列滚动体(32、33)和至少一个用于保持滚动体(32、33)的保持架(39、40)，轴承单元(30)具有：基杆(44)；多个臂(43)，其在周向上间隔开并从杆(44)的一侧延伸；以及多个部分球形腔格(45)，其用于保持滚动体(32、33)。滚动体(32、33)与架(39、40)之间的接触点(41)靠近各滚动体(32、33)的极地区域(332)地定位，使得接触点(41)相对于滚动体(32、33)的赤道的角距离(α)落在40°和75°之间。

技术领域

本发明涉及设置有保持架(retaining cage)的轴承单元。保持架具有创新的特性，并且适于轴承单元，特别是适于滚动轴承。尽管非排他地，但是本发明特别适于机动车的车轮轮毂组件，所述组件设置有轴承单元。这些应用包括如下两情况：轴承单元的外圈可转动，而轴承单元的内圈固定的情况，以及内圈可转动，而外圈固定的相反情况。有利但非排他地，本发明适用于具有双列球的轴承单元。

背景技术

轴承单元的用于滚动体(特别是球)的传统架(cage)由圆形基杆和在周向上间隔开并从杆的一侧延伸的多个臂形成。基杆和臂具有呈部分球形的凹面，这些凹面共同限定出多个呈部分球形的兜孔或腔格，用于保持相应的球。

杆是连续的结构元件，其沿着架沿周向延伸并形成坚固的基座，以为架整体提供对于保持沿着轴承的滚道在周向上均等地间隔开的各列球而言必要的刚性。

目前，在球的赤道区域中提供发生在球与架之间的接触，其中球与形成于架的适当凸起接触。作为球相对于轴承单元的内圈和外圈的滚道的滚动运动的结果，球和保持架的相对运动或多或少是滑动运动，即球的赤道区域相对于架上的凸起移位。位于这两个组件之间的形成在球的赤道区域中的接触表面积是最大的，其可以在几何上形成。另外，由于球的接触点相对于所述球的旋转轴线具有最大的距离(实际上，等于球的半径)，所以这些接触点的切向速度本质上也是最大的。因此，该滑动运动会导致非常高的滑动摩擦的风险，其在理论上是可能产生的最大值。架与球之间的高滑动摩擦显然会致使扩散出更多的热流形式的能量。

为了克服这些缺点，已经尝试优化球与架之间的接触区域。例如，文献DE102008059571A1示出了如下架的图：分隔壁形成用于球的赤道区域的优化后的支撑面。

文献JP2003004047(A)示出了另一示例，其中减小了架与球之间的接触面积，架形成有与球接触的多个突起。

在文献US4133588A示出了类似的方案，其中架的内表面设置有具有不同构造的突起，其限定了用于球的接合面并具有略大于球的有效直径，以提供与球的最小游隙。

然而，已知的方案无法解决所提及的技术问题：由于架与球之间的接触仍然存在于所述球的赤道区域中，所以相对切向速度在任何情况下均是高的，因此散热未曾改变。

因此，对设计出不具有上述缺点的用于轴承单元的滚动体(特别是球)的架存在需要。特别的是，对减小发生在所述架与滚动体之间的滑动摩擦力并因此也减小扩散出来的热流存在需要。

发明内容

本发明的一个目的是减小用于车轮轮毂组件的轴承单元的滚动体(例如球)与架之间的摩擦。该目的是这样实现的：通过减少和移位球与架之间的接触点，特别是使接触点朝向球的极地区域移位，进而降低球的接触点相对于架的相对滑动速度，因此减轻滑动摩擦。

根据另一目的，必须将球与架之间的接触区域限制在预定范围内，理想的是，接触区域可以与形成球的球体的极地重合，以便使其在功能上有效而确保球的保持并在工业上可实现，该预定范围可以限定为例如接触点相对于滚动体的赤道的角距离所在的范围。

另外，形成于架的接触点(所谓的“凸起”)必须具有如下几何形状：被充分优化，以便获得尽可能小的接触面，但是同时能够有效地保持球并能够在工业上实现。

根据另一目的，架的总体设计必须以臂的形式优化，使得架的成型是可行的，并且在经济上是可持续的。