САМОУДЕРЖИВАЮЩИЙСЯ КОНИЧЕСКИЙ РОЛИКОВЫЙ ПОДШИПНИК
SELF-RETAINING CONE ROLLER BEARING

Изобретение касается LWK-подшипника колеса, состоящего из двух конических роликовых подшипников, с наружным кольцом в каждом из них, с внутренним кольцом и с несущими нагрузку коническими роликами, которые введены в обойму и которые выполнены с возможностью качения по внутренней дорожке качения наружного кольца и по внешней дорожке качения внутреннего кольца, причем для фиксации относительного осевого положения внутреннего кольца по отношению к другому кольцу подшипника предусмотрен распорный элемент.
Из документа US 5,757,084 A известен двурядный конический роликовый подшипник для грузовых автомобилей. Конический роликовый подшипник состоит из двух отдельных однорядных конических роликовых подшипников, причем оба запрессованы в ступицу колеса и затем закреплены на шейке оси. Конические роликовые подшипники зажаты друг напротив друга посредством затягивания стяжного винта на шейке оси, чтобы обеспечить необходимое натяжение для эксплуатации подшипника качения.
Прежде, чем выполнить эту операцию, со стороны фланца на ступице колеса привинчивается удерживающий элемент, который фиксирует по оси внутреннее кольцо расположенного со стороны фланца конического роликового подшипника. Кроме того, во внутреннем кольце расположенного со стороны конического роликового подшипника временно устанавливается монтажная втулка. Монтажная втулка одновременно вложена в распорный элемент, который предусмотрен для удержания расстояния по оси до соседнего внутреннего кольца. В этом состоянии узел подшипника колеса может сдвигаться вместе со ступицей колеса по шейке оси, причем посредством монтажной втулки предотвращается контакт шейки оси с осевой поверхностью расположенного со стороны колеса внутреннего кольца и, кроме того, посредством элементов, занимающих место, предотвращается возможность выдавливания расположенного со стороны колеса внутреннего кольца из ступицы колеса.
Поскольку между обоими внутренними кольцами необходимо установить распорный элемент, приходится смириться с таким сравнительно дорогостоящим монтажом. Распорный элемент выполнен в указанном уровне техники в виде распорной втулки, причем эта втулка может состоять из цилиндрических, а также конических частей. Тем самым обеспечивается возможность установить друг против друга конические роликовые подшипники, которые имеют различные диаметры. Во время процесса монтажа монтажная втулка шейки оси выдавливается по оси из узла подшипника колеса и удаляется, или, в случае дополнительного монтажа, продолжает использоваться.
Недостатком описанного монтажа подшипника колеса на шейке оси является большое количество этапов монтажа, что приводит к удорожанию применения описанного подшипника колеса и, в особенности, к увеличению затрат на заработную плату персонала.
Задача изобретения заключается в создании конического роликового подшипника, монтаж которого не требует больших затрат и/или требует меньшего количества вспомогательных элементов для монтажа.
Эта задача решается посредством узла подшипника колеса вышеописанного типа, в котором для удерживания распорного элемента во время монтажа конического роликового подшипника предусмотрена обойма или внутреннее кольцо. При этом отпадает необходимость удерживать во время монтажа распорный элемент, который может быть выполнен, например, в виде распорной втулки, посредством монтажной втулки. Тем самым отпадает необходимость в монтажной втулке как во вспомогательном элементе и, в соответствующем этапе монтажа, во время которого должна выполняться установка монтажной втулки. Перед насаживанием на шейку оси распорный элемент следует только соединить с внутренним кольцом или обоймой подшипника качения.
Предложенный в изобретении конический роликовый подшипник имеет наружное кольцо, внутреннее кольцо и конические ролики, которые введены в обойму и которые могут кататься по внутренней дорожке качения наружного кольца и по внешней дорожке качения внутреннего кольца. Для фиксации относительной осевой позиции внутреннего кольца относительно другого кольца подшипника предусмотрен распорный элемент. Для этого внутреннее кольцо предусмотрено с возможностью закрепления на шейке оси. То же самое действительно для наружного кольца, которое может запрессовываться в ступицу колеса и вместе со ступицей колеса устанавливаться напротив внутреннего кольца конического роликового подшипника с возможностью вращения. При этом конические ролики работают как несущие нагрузку тела качения.
Функция распорного элемента, который может быть выполнен, например, в виде распорной втулки или распорного кольца, заключается в том, чтобы обеспечить определенное расстояние по оси между внутренним кольцом относительно другого кольца подшипника, в результате чего достигается требуемое предварительное натяжение конического роликового подшипника. Другим кольцом подшипника может быть, например, несущее нагрузку кольцо подшипника качения другого подшипника качения или наружное кольцо конического роликового подшипника. Альтернативно, в качестве другого кольца подшипника, может быть предусмотрено также другое кольцо, которое не должно испытывать вертикальную нагрузку.
В соответствии с изобретением предусмотрено, что распорный элемент во время монтажа конического роликового подшипника удерживается с помощью обоймы или внутреннего кольца этого же подшипника. Посредством соединения между распорным элементом и обоймой или внутренним кольцом, функции монтажной втулки переходят на составные части конического роликового подшипника, которые выполняют как одну или несколько функций при эксплуатации подшипника качения, так и временную функцию в качестве поддержки при монтаже конического роликового подшипника.
Кроме того, не исключено, что для удерживания распорного элемента во время монтажа могут предусматриваться как обойма, так и внутреннее кольцо. Хотя как обойма, так и внутреннее кольцо пригодны для фиксации распорного элемента в осевом и/или радиальном направлении относительно оси вращения, тем не менее, преимущественно предусмотреть обойму, в частности, для радиального удержания, а внутреннее кольцо - для осевого удержания распорного элемента. Причину этого следует искать в том, что распорный элемент располагается по оси рядом с внутренними кольцами, т.е. может легко зажиматься в радиальном направлении обоймой.
В предпочтительном варианте выполнения обойма или внутреннее кольцо соединена с силовым или с геометрическим замыканием с распорным элементом. Возможно соединить обойму в осевом или радиальном направлении с силовым замыканием с распорным элементом. Для этого распорный элемент должен иметь соответствующую цилиндрическую или кольцевую опорную поверхность. Самый простой вариант выполнения состоит, главным образом, из одного цилиндрического распорного элемента, который имеет цилиндрическую опорную поверхность, с помощью которой может производиться силовое замыкание с цилиндрической внутренней поверхностью с соответствующей обоймой. Тем самым в осевом направлении образуется силовое замыкание, а в радиальном направлении - геометрическое замыкание, которое удерживает распорный элемент на его предусмотренной позиции по оси рядом с внутренним кольцом.
Альтернативно или дополнительно внутреннее кольцо может соединяться с силовым или геометрическим замыканием с распорным элементом. При силовом замыкании распорный элемент и внутреннее кольцо предусмотрены для того, чтобы обеспечить штекерное соединение, то есть оба имеют цилиндрические поверхности, которые неподвижно лежат друг на друге в результате отрицательного зазора. Геометрическое замыкание, напротив, достигается, например, посредством крюка, причем, соответственно, крюк выполнен на внутреннем кольце, т.е. на распорном элементе, и крюки могут входить в зацепление друг с другом, в частности, защелкнуться друг с другом.
Предпочтительно геометрическое замыкание также может создаваться с помощью стопорного кольца, которое, соответственно, соединяется с внутренним кольцом, т.е. с обоймой. Такого рода стопорное кольцо может прерываться, например, по окружности, так что для того, чтобы войти в зацепления при геометрическом замыкании, оно сначала раздвигается и затем может защелкнуться. Форма стопорного кольца должна поддерживать захват сзади на внутреннем кольце и на распорном элементе.
В предпочтительном варианте выполнения другим кольцом подшипника является или наружное кольцо, внутреннее кольцо другого подшипника качения, или другое распорное кольцо или распорная втулка. Главное, чтобы распорный элемент мог опираться на дополнительный элемент внутри устройства подшипника качения или на соседнюю деталь рядом, так чтобы обеспечить оптимальное размещение внутреннего кольца. Это важно, в частности, тогда, когда конический роликовый подшипник, в данном случае, должен зажиматься вместе с дополнительными подшипниками качения, так чтобы обеспечивались оптимальные условия работы для эксплуатации подшипников качения.
В предпочтительном варианте выполнения обойма имеет радиальный выступ, который направлен в радиальную выемку внутреннего кольца или наружного кольца. Тем самым обеспечивается возможность удерживания внутреннего кольца, что предоставляет преимущества при транспортировке конического роликового подшипника. Однако, поскольку распорный элемент может использоваться как оправка, тем не менее, имеется опасность, что при транспортировке (например, при соединении между обоймой и распорным элементом, или при отсутствии соединения между внутренним кольцом и распорным элементом) внутреннее кольцо отделится от конических роликов, и тем самым возникнет опасность, что во внутреннее пространство подшипника качения смогут попасть посторонние частицы и грязь.
Таким образом, было бы возможно выполнить конический роликовый подшипник в виде так называемого «вставного подшипника», который предварительно собирается на заводе, заливается смазкой и устанавливается на месте в виде единого узла. Захват обоймы в радиальной выемке внутреннего кольца приводит, по меньшей мере, к осевому геометрическому замыканию, в результате чего реализуется самоудерживающийся конический роликовый подшипник. Под термином « самоудерживающийся конический роликовый подшипник» понимается конический роликовый подшипник, составные части которого соединены друг с другом без возможности выпадения. Составные части вставных подшипников выполнены без возможности выпадения, что позволяет, наряду с тем, что в рамках предварительного монтажа подшипники заполняются смазкой, также продавать предварительно собранный узел конечному заказчику, поскольку окончательный монтаж заключается только в процессе запрессовывания предварительно собранного конического роликового подшипника в единый узел.
Радиальный выступ в форме шейки не должен быть растянут по окружности, однако, может быть выполнен в отдельных местах по окружности. При этом может быть достаточно одной шейки, причем, чем больше шеек, которые, в данном случае, расположены на достаточном расстоянии друг от друга, тем больше вероятность того, что он не выпадет.
Радиальный выступ в форме кольца может быть сплошным или прерывистым по окружности, причем радиальный выступ, в данном случае, может выполнять дополнительные функции, например, распределять смазку или служить уплотнением.
Предпочтительно радиальный выступ проходит внутри паза, причем целесообразно во время предварительного монтажа его ввести в паз, чтобы внутреннее кольцо могло оптимально удерживаться по оси. При этом может быть, что, в результате малой нагрузки обойма подшипника качения прилегает внутри паза к кольцевой поверхности, которая находится с противоположной стороны от тела качения. Во время эксплуатации подшипника качения это приведет к силовому замыканию между обоймой и неподвижным внутренним кольцом. Однако такое силовое замыкание настолько мало, что оно прекращается при незначительном износе материала при пуске в эксплуатацию конического роликового подшипника. Другими словами, при надлежащей эксплуатации обойма вращается свободно.
Альтернативно радиальная выемка может быть выполнена не в виде паза, а, по меньшей мере, из одной кольцевой и одной цилиндрической поверхности. В случае подобного рода оформления предлагается выступ выполнить упругим, чтобы обойма защелкивалась в пазе, и таким способом обеспечить требуемую функцию удерживания по оси.
В предпочтительном варианте выполнения наружное кольцо помещено или введено в транспортное кольцо. Транспортное кольцо должно позволять выполнять манипуляции с коническим роликовым подшипником и транспортировать его, в то время, как другие составные части конического роликового подшипника, как, например, устройство уплотнения, могут удерживаться транспортным кольцом до тех пор, пока конический роликовый подшипник не будет установлен в ступице колеса, или на шейке оси. Конический роликовый подшипник предпочтительно может располагаться вместе с дополнительными подшипниками качения, в частности, коническими роликовыми подшипниками, внутри этого транспортного кольца, так что образуется многорядное устройство подшипников качения в виде вставного узла с подшипниками. Тем самым обеспечивается возможность установки подшипников качения внутри транспортного кольца рядом друг с другом таким образом, чтобы они были также стянуты, причем транспортное кольцо либо временно выполняет роль удерживающего ролика ступицы колеса, либо альтернативно запрессовывается вместе с подшипниками качения в ступице колеса.
В предпочтительном варианте выполнения первый предложенный в изобретении конический роликовый подшипник и второй подшипник качения, в частности, конический роликовый подшипник, расположены относительно друг друга таким образом, что распорный элемент удерживается во время монтажа обоих подшипников качения не только внутренними кольцами, или обоймой первого конического роликового подшипника, но и внутренним кольцом второго подшипника качения. Таким образом, очень предпочтительным способом образуется двухрядное устройство подшипников качения, причем составные части обоих подшипников качения, в частности, обоих конических роликовых подшипников, соединены друг с другом внутри транспортного кольца без возможности выпадения и могут смазываться еще во время предварительного монтажа.
Для этого транспортное кольцо предпочтительно может быть предусмотрено для того, чтобы его можно было запрессовать вместе с устройством подшипников качения в ступице колеса. Тем самым можно предусмотреть для транспортного кольца также функции, которые могут использоваться при эксплуатации подшипника качения. Например, можно предусмотреть элементы, которые позволят обеспечить осевую фиксацию, по меньшей мере, одного наружного кольца участвующих подшипников качения. Для этого на внутренней стороне транспортного кольца может быть предусмотрен осевой упор или проходящий с внутренней стороны паз для осевого стопорного кольца.
Другие преимущественные формы выполнения и предпочтительные варианты исполнения изобретения приводятся в описании фигур и/или в пунктах формулы изобретения.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - первый двухрядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции с транспортным кольцом, которое может запрессовываться,
фиг.2 - расположенный со стороны транспортного средства конический роликовый подшипник по фиг.1,
фиг.3 - однорядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции и транспортное кольцо,
фиг.4 - второй двухрядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции с транспортным кольцом,
фиг.5 - первая возможность выполнения первой области соединения,
фиг.6 - вторая возможность выполнения первой области соединения,
фиг.7 - третья возможность выполнения первой области соединения и
фиг.8 - второй двухрядный конический роликовый подшипник по фиг.4 в установленном состоянии.
На фиг.1 показан первый двухрядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции с транспортным кольцом 10, которое можно запрессовывать.
Изображенный подшипник качения расположен внутри вращающейся ступицы колеса 31 и запрессован в нем вместе с транспортным кольцом 10 во время монтажа. Это облегчает первый этап монтажа в том смысле, что состоящий из нескольких частей, двухрядный конический роликовый подшипник, как предварительно собранный подшипник колеса, может запрессовываться в ступицу колеса 31 в виде единого узла. Во время такого процесса запрессовывания на транспортном кольце 10 возникают только силы запрессовывания.
Составные части подшипника расположены таким образом, что перед запрессовыванием в ступице колеса 31, а также после этого, они совместно удерживаются друг напротив друга. Расположенное со стороны колеса наружное кольцо 17 фиксируется с помощью стопорного кольца 11 по оси в направлении транспортного средства. Благодаря своей форме конические ролики 13 фиксируются также в том же направлении посредством наружного кольца 17.
В случае обычного конического роликового подшипника в противоположном направлении (в данном случае в направлении со стороны колеса) фиксация по оси отсутствует. Однако, в примере выполнения на фиг.1, в отличие от уровня техники, конические ролики 13 фиксируются посредством обоймы подшипника качения 8, а обойма подшипника качения 8, в свою очередь, фиксируется по оси со стороны колеса посредством силового замыкания с помощью распорного элемента 20. Для этого радиальный выступ 12 имеет достаточно малый внутренний радиус, чтобы обеспечить силовое замыкание на цилиндрической внешней поверхности распорного элемента 20, который здесь выполнен в виде распорной втулки 20. Предварительный монтаж этого силового замыкания можно облегчить посредством того, что для обоймы подшипника качения 8 предусматривается, соответственно, упругий материал, так что силовое замыкание между обоймой подшипника качения 8 и распорным элементом 20 может создаваться с помощью определенного усилия.
Обойма подшипника качения 22, расположенная в устройстве тела качения со стороны транспортного средства, фиксируется по оси аналогичным способом с силовым замыканием с помощью распорного элемента 20. В результате осевой фиксации наружного кольца 27 посредством стопорного кольца 21 наружные кольца 17, 27, тела качения 13, 23 и их обоймы 12, 22 зафиксированы теперь вместе по оси в обоих направлениях.
Кроме того, посредством захвата обоймы подшипника качения 8 с помощью его радиального выступа 16 в проходящем по кругу пазу 15 предотвращается сдвиг внутреннего кольца 14, в частности, в направлении со стороны колеса. Фиксация в противоположном направлении выполняется теперь уже посредством тел качения или, в данном случае, посредством радиального выступа 16 в пазе 15. С помощью двусторонней осевой фиксации предотвращается возможность проскальзывания или даже опускания радиальной рабочей кромки уплотнения устройства уплотнения 18 с соответствующей ей уплотнительной поверхности при осевом сдвиге внутреннего кольца 14 относительно транспортного кольца 10. В таком случае устройство уплотнения не могло бы больше оптимально функционировать, что привело бы к преждевременному выходу из строя узла подшипника колеса. Таким образом, устройство уплотнения 18 надежно защищается посредством осевой фиксации внутреннего колеса 14.
Поскольку двусторонний подшипник колеса имеет зеркально-симметричную конструкцию, соответствующим способом реализуется осевая фиксация для расположенного со стороны транспортного средства наружного кольца 27, его конических роликов 23, обоймы подшипника качения 28, внутреннего кольца 24, а также для устройства уплотнения 19. Лишь распорный элемент 20 занимает особую позицию, поскольку он позволяет обеспечить осевую фиксацию обеих обойм 8, 28 с противоположных сторон относительно друг друга.
На фиг.2 показан расположенный со стороны транспортного средства конический роликовый подшипник по фиг.1. Обозначения к показанным деталям соответствуют фиг.1. Следует обратить внимание на то, что между распорным элементом 20 и внутренним кольцом 24 не используется соединительный элемент, а внутреннее кольцо 24 и распорный элемент 20 можно вместе удержать по оси только посредством силового замыкания между радиальным выступом 22 обоймы подшипника качения 28 на распорном элементе 20 в комбинации с его задним захватом с помощью радиального выступа 26 в пазу 25 внутреннего кольца 24.
Кроме того, на держателе 34 крепится эластомер 32, причем оба они могут вращаться вместе с транспортным кольцом 10 и с не показанной ступицей колеса. Радиальная рабочая кромка уплотнения, которая расположена на цилиндрической внешней поверхности внешней области 33, в случае осевого сдвига внутреннего кольца 24, сползла бы на внутреннее кольцо 24. Если после этого внутреннее кольцо 24 снова установить на предусмотренное место, возникнет опасность, что радиальная рабочая кромка уплотнения опустится вниз, то есть ниже радиальной части держателя 34.
На фиг.3 показан однорядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции с транспортным кольцом 4.
Распорный элемент в этом варианте выполнения выполнен в виде распорного кольца 2, с помощью которого, главным образом, устанавливается осевое расстояние между наружным кольцом 27 и внутренним кольцом 24. Распорное кольцо 2 имеет кольцевую часть, на которой радиально снаружи и радиально внутри имеется, соответственно, по одному цилиндрическому выступу, причем цилиндрические выступы предусмотрены для того, чтобы, соответственно, создавать опору на наружном кольце 27 и на внутреннем кольце 24.
Во время эксплуатации подшипника качения составные части конического роликового подшипника, которые удерживаются с противоположных сторон без возможности выпадения, ходят свободно. К таким составным частям относятся, например, радиальный выступ 26, который в пазу 25 прилегает к осевой боковой поверхности, которая обращена к буртику 5. На этом месте происходит износ материала, в результате которого между осевой боковой поверхностью и радиальным выступом образуется достаточно свободное пространство, и трение больше не происходит. То же самое действительно для силового замыкания между радиальным выступом 22 и расстоянием до распорного кольца 2. Здесь также может произойти износ материала во время первых оборотов при вводе в эксплуатацию для прекращения силового замыкания. В целом, кроме того, целесообразно изготавливать обойму подшипника качения 28 из материала, более мягкого, чем сталь, из которой выполнены подшипники качения кольца 24, а также мягче, чем материал стопорного кольца 2. Для этого годится, например, пластмасса, которая может простым способом отливаться под давлением, чтобы изготовить обойму подшипника качения 28 вместе с радиальными выступами 22, 26. Альтернативно можно также изготовить распорное кольцо 2 из пластмассы, однако, для этого необходимо использовать пластмассу с более высокой твердостью. В качестве альтернативы могут использоваться другие материалы, например, металл. Самым дешевым вариантом является решение изготовить распорное кольцо 2 из листовой стали, прошедшей холодную обработку давлением.
В результате силового замыкания между радиальным выступом 22 обоймы подшипника качения 28 с радиально расположенным внутри цилиндрическим выступом распорного кольца 2, распорное кольцо 2 удерживается на коническом роликовом подшипнике. Распорное кольцо 2, помимо своей функции удерживания, т.е. удерживания расстояния по оси между наружным кольцом 27 и внутренним кольцом 24 может выполнять еще одну функцию - функцию фиксации по оси, а именно, создания осевой опоры для дополнительного конического роликового подшипника, в данном случае, имеющего такую же конструкцию и расположенного симметрично. При этом соответствующие стопорные кольца обоих конических роликовых подшипников прилегают друг к другу своими внешними поверхностями.
Наружное кольцо 27 преимущественно выполнено вместе с его транспортным кольцом 24, так что требуется меньше деталей. Однако, альтернативно в показанном варианте исполнения, состоящем из двух частей, для наружного кольца 27 может использоваться меньше (более дорогой) стали для изготовления подшипников.
Показанный вставной конический роликовый подшипник может предварительно собираться и может сразу продаваться изготовителем в предварительно собранном состоянии, поскольку окончательный монтаж, в отличие от обычных вариантов монтажа подшипников качения, является менее вредным для срока службы конического роликового подшипника.
Для всех не указанных условных обозначений в вариантах выполнения имеется ссылка на фиг.2.
На фиг.4 показан второй двухрядный конический роликовый подшипник в виде вставной конструкции с транспортным кольцом 50. Транспортное кольцо 50 L., наружное кольцо 17, распорный держатель 35 и наружное кольцо 27 расположены по оси точно так, как это необходимо при эксплуатации подшипника качения. Однако транспортное кольцо 50 позволяет обеспечить более легкое обращение с двусторонним коническим роликовым подшипником, поскольку он предварительно собран, и пространство качения уплотнено посредством маслоудерживающего металлического листа 40, а со стороны транспортного средства - с помощью уплотнительного кольца 53. При этом во время упаковки двустороннего конического роликового подшипника в виде вставной конструкции нет необходимости обращать особое внимание на защиту отдельных компонент, поскольку двухрядный конический роликовый подшипник уже во время транспортировки может использовать предусмотренные для эксплуатации подшипника качения защитные механизмы (в частности, устройства уплотнения).
Транспортное кольцо 50 преимущественно позволяет легкое запрессовывание двухрядного конического роликового подшипника после радиального центрирования, причем транспортное кольцо 50 не остается внутри ступицы, а наоборот, имеет такой же внутренний диаметр, как она, в результате чего посредством соответствующей прессовой посадки наружные кольца 17, 27 и распорный держатель 35 удерживаются радиально, а также по оси.
Когда используется термин «обоймы подшипников качения» 41, 51, речь идет о так называемых защелкивающихся обоймах, которые на внешней стороне двухстороннего конического роликового подшипника имеют радиальный выступ 44, который служит для защелкивания вместе с соответствующим внутренним кольцом 42, 52. Радиальный, упругий выступ 44 на расположенном со стороны колеса конце конического роликового подшипника прилегает, например, по оси к имеющей кольцевую форму осевой поверхности 43 внутреннего кольца 42. Во время предварительного монтажа тела качения 13, 23 помещаются в карманы обойм 41, 51 и затем, с помощью функции защелкивания, защелкиваются на соответствующем внутреннем кольце 42, 52.
В результате заднего захвата внутренних колец 14, 24, 42, 52 обоймой подшипника качения 8, 28, 41, 51, как показано в примерах выполнения на фиг.1 и 4, на внутренних кольцах 14, 24, 42, 52 можно предусмотреть только один наружный буртик 5. С внутренней стороны буртик не нужен, поскольку тела качения 13, 23 удерживаются по оси своими соответствующими обоймами 8, 28. Тем самым значительно упрощается изготовление внутренних колец 14, 24, 42, 52, причем при изготовлении обойм 8, 28, 41, 51 подшипников качения возникает дополнительная сложность, которую, однако, в этом месте можно преодолеть, используя современный метод литья под давлением (радиальные выступы 16, 26, 44). Другое преимущество заключается в том, что внутренние радиальные выступы 12, 22 не должны располагаться по всему буртику внутреннего кольца, в результате чего конструкция занимает мало места по оси.
Распорный элемент 20 выполнен в виде втулки, которая соединяется по оси с геометрическим замыканием с внутренними кольцами 42, 53 в первой области соединения A, или во второй области соединения B. Таким образом, в предварительно собранном состоянии все компоненты конического роликового подшипника неподвижно расположены друг относительно друга, в результате чего при транспортировке, а также при окончательном монтаже, во время которого выполняется запрессовывание в ступицу колеса и установка на шейке оси, дополнительные мероприятия по защите внутреннего пространства подшипника не требуются.
Распорные элементы 2, 20 в примерах выполнения на фиг.1 и 4 могут быть выполнены в виде полых цилиндрических втулок, однако, могут также иметь различные внутренние и внешние радиусы, поэтому возможно, чтобы, например, части распорных элементов 2, 20 имели коническую, сферическую, параболическую или аналогичную форму.
Удлинитель из металлического листа 54 закреплен на наружном кольце 27 с помощью крепежной детали 55 посредством прессовой посадки в выемке 56. Удлинитель из металлического листа 54 при введении по оси в ступицу колеса служит в качестве осевого распорного держателя и может закрывать обычные кассетные уплотнения или другие устройства уплотнения.
Со стороны колеса установлен маслоудерживающий металлический лист 40, который может использоваться для малозатратных вариантов конических роликовых подшипников и служит для сужения осевого отверстия между внутренним кольцом 42 и транспортным кольцом 50, или ступицей колеса. Вытекание смазки предусмотрено для того, чтобы выводить частицы грязи изнутри наружу. Применение подобного рода маслоудерживающего металлического листа 40 достаточно в том случае, если вне конического роликового подшипника предусмотрено устройство уплотнения, или можно смириться с тем, что конический роликовый подшипник выйдет из строя раньше. Однако, в принципе, вместо маслоудерживающего металлического листа 40 можно также использовать уплотнительное кольцо 53, как это сделано на коническом роликовом подшипнике со стороны транспортного средства, если это потребуется.
Возможности исполнения для геометрического замыкания в первой области соединения A и во второй области соединения B показаны на следующих фиг.5-7.
На фиг.5, 6 и 7 показана первая, вторая и третья возможности исполнения первой области соединения A. Вторая область соединения B может быть выполнен как первая области соединения A, причем распорный элемент 20 и внутреннее кольцо 52 расположены по оси в другой последовательности, чем внутреннее кольцо 42 с распорным элементом 20.
Стопорное кольцо 59, которое с геометрическим замыканием соединяет распорный элемент 20 с внутренним кольцом 42, имеет вдоль оси вращения конического роликового подшипника U-образную форму, причем соответствующее, имеющее кольцевую форму плечо стопорного кольца 59 охватывает сзади в пазу внутреннее кольцо 42, или распорный элемент 20. Подобного рода стопорное кольцо 59 преимущественно прерывается один раз по окружности, так что установить стопорное кольцо 59 можно при кратковременной упругой нагрузке в радиальном направлении.
В областях соединения предусмотрено предохранительное кольцо 59, поэтому преимущество двухрядного конического роликового подшипника заключается в том, что при демонтаже он не распадается. Кроме того, преимущество заключается в том, что, если впоследствии потребуется провести анализ повреждений, или двухрядный конический роликовый подшипник потребуется использовать еще раз, это не нанесет вред чувствительному внутреннему пространству подшипника качения.
Альтернативно для геометрического замыкания может также использоваться обеспечивающее силовое замыкание штекерное соединение 61 между внутренним кольцом 42 и распорным элементом 20, в котором предусмотрены, соответственно, цилиндрические поверхности, которые в результате незначительного отрицательного зазора обеспечивают прессовую посадку, силы которой достаточно, чтобы удержать конический роликовый подшипник без возможности выпадения. Такого типа штекерное соединение 61, по всей вероятности, является самым экономичным вариантом, который, однако, приводит к тому, что при демонтаже конического роликового подшипника этот подшипник распадается.
Преимущественно как на внутреннем кольце 42, так и на распорном элементе 20 по окружности предусмотрены несколько крюков, или по окружности сформирован один сплошной, имеющий форму крюка, соединительный элемент, который, соответственно, образует сопряженную деталь относительно другого соединительного элемента. Геометрическое замыкание можно выполнить с помощью простого сдвига.
На фиг.8 показан второй двухрядный конический роликовый подшипник по фиг.4 в собранном состоянии внутри ступицы колеса 31 из чугуна, которая, благодаря ее сужению 57 в радиальном направлении образует осевой упор для удлинителя из металлического листа 52, чтобы обеспечить осевое положение вставного подшипника колеса.
По всем не названным условным обозначениям на примерах выполнения следует сослаться на фиг.4.
Таким образом, изобретение касается конического роликового подшипника с наружным кольцом, с внутренним кольцом и с коническими роликами, которые введены в обойму и которые могут кататься по внутренней дорожке качения наружного кольца и по внешней дорожке качения внутреннего кольца, причем для фиксации относительного осевого положения внутреннего кольца по отношению к другому кольцу подшипника предусмотрен распорный элемент. Излагается теория, как можно обеспечить более простой монтаж конического роликового подшипника, в соответствии с которым компоненты, которые должны постоянно находиться в коническом роликовом подшипнике, выполняют также функции, обеспечивающие невозможность выпадения при изготовлении и, таким образом, отпадает необходимость в обычных этапах монтажа и в применении вспомогательных элементов.