專利名稱：封裝的襯套輥組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于承受載荷的輥子，比如用于汽車滑動門的輥子。
背景技術(shù)：
目前，滾柱軸承用于軸承要承受載荷的各種用途。這些應(yīng)用的一個實例為汽車滑動門，例如小型客貨車的滑動門。圖1所示的一種現(xiàn)有的輥子組件10，包括固定到滑動門上的臂12。該臂12的自由端與滑動托架16通過彈簧鉸鏈14相連接，以允許托架16相對于臂12運動。該托架16包括兩個導(dǎo)輥18以及在這兩個導(dǎo)輥之間的支承輥20。該支承輥20包括通過軸銷22連接到該臂上的覆式模壓(over-molded)滾珠軸承。當(dāng)門移動時，導(dǎo)輥運行通過管狀的凹槽以引導(dǎo)門，此時該支承輥20支撐該門的重量。
目前應(yīng)用于汽車中的覆式模壓滾珠軸承相對于該組件的總體成本而言價格高且易于銹蝕。當(dāng)滾珠軸承開始銹蝕時，它就不能再對門的重量予以足夠的支承。如果繼續(xù)銹蝕下去，該滾珠軸承將加劇磨損并最終損壞。此時該門的重量將作用在導(dǎo)輥上，而該導(dǎo)輥并非設(shè)計用來承受如此的載荷。而且，門和框架之間的滾動低摩擦接觸也將失去。這將最終導(dǎo)致門和/或門框的損壞。
現(xiàn)有的輥子組件并不具備增強的抗蝕性能和低成本設(shè)計的優(yōu)點來克服具有多個活動件(例如易于銹蝕且需承受滑動門重量的的滾珠軸承)的輥子的缺點。
因此，需要提供一種抗蝕性強的輥子組件，該輥子組件能夠在使門以最小的阻力沿其軌道滑動的同時時支撐門的重量。
此外，還需要更換已經(jīng)開始銹蝕并失效的現(xiàn)有部件。此外，在大部分應(yīng)用中更需要一種無須大規(guī)模改動已有滑動門設(shè)計的技術(shù)方案。
因此，一種用于承載運行的低成本無銹蝕的軸承成為人們的需求。而本發(fā)明正是針對這些新發(fā)現(xiàn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面，提供一種用于在軌道內(nèi)引導(dǎo)并支承可移動對象的輥子組件，其包括適于連接到可移動對象上的滑動托架，以及包括支承輥的支承輥組件，該支承輥具有穿過其中心的開孔；一端固定到所述托架并且延伸穿過支承輥開孔的銷軸；以及位于所述支承輥和所述銷軸之間以用于在所述支承輥和所述銷軸之間提供滑動表面的襯套。而且，該襯套沿著支承輥徑向的內(nèi)圓周表面安裝。
在本發(fā)明的一個實施例中，支承輥的開孔包括由支承輥的最小直徑限定的中部，以及由大于支承輥的最小直徑的直徑所限定的兩個端部。在本發(fā)明的另一實施例中，襯套的至少一端包括由外徑增大區(qū)域所限定的凸緣部分。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，襯套的兩端都包括由外徑增大區(qū)域所限定的凸緣部分。
在本發(fā)明的另一實施例中，該襯套與支承輥的開孔形狀相符合，該孔包括具有最小外徑的中部，以及外徑大于該中部的所述最小外徑的兩個端部。該襯套優(yōu)選包括金屬聚合物軸承材料，并且更優(yōu)選包括聚四氟乙烯基金屬/聚合物軸承材料。
在本發(fā)明的另一個實施例中，該輥子組件還包括用于在非垂直方向上固定所述托架的導(dǎo)引裝置。在本發(fā)明的另一實施例中，該輥子組件還包括用于在水平方向固定所述托架的導(dǎo)引裝置。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，該導(dǎo)引裝置包括至少一個以可旋轉(zhuǎn)的方式固定到所述托架上的導(dǎo)輥，用以在輥子組件和導(dǎo)軌之間提供滾動接觸。
在本發(fā)明的一個實施例中，該銷軸還包括在其內(nèi)側(cè)的直徑增大區(qū)域，該區(qū)域通過緊靠在襯套的凸緣部分上而為輥子提供側(cè)向支承。鉚接墊圈固定到導(dǎo)銷軸的一端以將支承輥固定在銷軸上的適當(dāng)位置。
本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于引導(dǎo)和支承安裝在導(dǎo)軌上的滑動門的輥子組件，其包括適于固定到滑動門上的滑動托架，以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到所述托架上并在與水平引導(dǎo)面相接觸時轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥，以及支承輥組件，該支承輥組件包括具有穿過其中心的開孔的支承輥、一端固定到所述托架并且延伸穿過支承輥開孔的銷軸、以及位于所述支承輥和所述銷軸之間以用于在所述支承輥和所述銷軸之間提供滑動表面的襯套。
在本發(fā)明的一個實施例中，支承輥的開孔包括由支承輥的最小直徑限定的中部，以及由大于支承輥的最小直徑的直徑所限定的兩個端部。在本發(fā)明的另一實施例中，該襯套與支承輥的開孔形狀相符合，該開孔包括具有最小外徑的中部，以及兩個端部，這兩個端部的外徑都大于該中部的所述最小外徑。
在本發(fā)明的一個或者多個實施例中，本發(fā)明的輥子組件的特征可以單獨地或者以組合方式實現(xiàn)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所意識到，本發(fā)明可廣泛地用于多種用途，這可通過下文所述的多種特征和優(yōu)點來表明。
本發(fā)明的輥子組件相對于現(xiàn)有的支承輥組件具有多項優(yōu)點。例如，本發(fā)明提供了一種帶有更高的強度和承載能力的抗蝕輥子機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是提供了一種相對于現(xiàn)有的輥子組件結(jié)構(gòu)簡單并且生產(chǎn)成本低的輥子組件。此外，本發(fā)明的支承輥組件可以與現(xiàn)有的設(shè)計相結(jié)合而基本上無須再加工或重新設(shè)計。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在實現(xiàn)本發(fā)明時，可能根據(jù)本發(fā)明獲得多種不同的輥子組件實施方式。其它的應(yīng)用、目標(biāo)、優(yōu)點以及新的特征將在下文有所描述，并且對閱讀或?qū)嵺`本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。


下文將參照表示優(yōu)選實施例的附圖描述本發(fā)明的特征和優(yōu)點，其中圖1是輥子組件及相連的鉸接臂的透視圖，其作為現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計實例，表明了被本發(fā)明所克服的問題。
圖2是本發(fā)明的實施例的輥子組件及相連的鉸接臂的透視圖。
圖3是本發(fā)明的實施例的支承輥組件的透視圖。
圖4是本發(fā)明的實施例的用于輥子組件的支承輥的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明將參照優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，優(yōu)選實施例涉及用于汽車滑動門的優(yōu)選用途。不過，其它承載用途也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)并且其應(yīng)用并不局限于任何一種特定的應(yīng)用形式。例如，本發(fā)明可用于提升設(shè)備、裝卸設(shè)備或其它通常使用滾珠軸承輥子并且會從本發(fā)明的優(yōu)點中獲益的承載應(yīng)用。
本發(fā)明的第一方面，提供了一種輥子組件，其包括適于固定到移動對象上的滑動托架以及固定到該托架上的支承輥組件。圖4描述了該支承輥組件的優(yōu)選實施例。該支承輥組件包括輥子120、襯套130以及銷軸122。
在本發(fā)明的一個實施例中，該輥子120由成形為所需形狀的硬質(zhì)塑料或金屬材料構(gòu)成。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該輥子實質(zhì)上為圓柱形，由限定了貫穿該支承輥圓柱體長度的軸向開孔的外周面和內(nèi)周面限定。該輥子120的外部包括直徑增大的區(qū)域，該區(qū)域作為支承輥的主要接觸表面，所述支承輥沿著導(dǎo)軌或在導(dǎo)軌內(nèi)滾動。該輥子內(nèi)部的尺寸被構(gòu)造為容納在其運行時所圍繞轉(zhuǎn)動的銷軸。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，該輥子的軸向開孔包括三部分開孔具有最小直徑的中間部分，以及開口具有更大直徑的兩端部分。該中間部分包括銷軸和輥子之間的接觸區(qū)域。優(yōu)選地，該部分是各部分中最長的以提供輥子和銷軸之間的大的接觸面積從而分配其上的載荷。
襯套位于輥子的內(nèi)徑和銷軸之間的區(qū)域內(nèi)。該襯套在支承輥和銷軸之間提供了低摩擦接觸表面。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該圓柱形的襯套130被固定到輥子上并且可隨輥子相對于固定的銷軸轉(zhuǎn)動。因此，該襯套成為承載門的重量的滑動表面。在本發(fā)明的一個實施例中，該襯套在其一端制成凸緣132，用以形成外徑大于襯套體的區(qū)域。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該襯套在其兩段都形成凸緣。該襯套的凸緣端與輥子中心孔的大直徑區(qū)域相配合。這導(dǎo)致直徑較小的中部區(qū)域被圓柱形的襯套完全包覆并且相鄰區(qū)域也至少部分地被襯套的凸緣覆蓋。
在本發(fā)明的一個實施例中，該支承輥組件構(gòu)造成為大載荷提供滾動支承。為了避免過度摩擦、磨損或錯位，各零件之間的公差要保持很小。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，銷軸的外徑尺寸等于或稍小于襯套的內(nèi)徑。這種滑動配合防止支承輥相對于銷軸徑向移動。銷軸的設(shè)計防止銷軸和輥子之間的軸向移動。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該銷軸是由不銹鋼或其它類似金屬材料制成的，并且具有穿過襯套和支承輥的長軸。在支承輥的內(nèi)側(cè)端部，該銷軸具有直徑增大的區(qū)域124，如果輥子徑向移動，則該區(qū)域緊靠襯套130的凸緣132。襯套內(nèi)側(cè)端部的凸緣為銷軸和襯套之間的接觸提供了低摩擦表面。
在銷軸的外側(cè)端部設(shè)置了將支承輥固定到銷軸上的裝置。在本發(fā)明的一個實施例中，該支承輥通過螺釘或螺栓128以及墊圈140而固定到銷軸上。在這種方式下，通過擰緊或放松螺釘來調(diào)整支承輥和銷軸之間的橫向間隙。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該支承輥通過鉚接墊圈126、128固定到銷軸上。該鉚接墊圈在支承輥安裝到銷軸上之后固定到銷軸的一端，從而鎖定輥子相對于銷軸的橫向位置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，由于支承輥在銷軸上的適當(dāng)定位和用于固定輥子的裝置的就位，銷軸122和輥子120之間的所有接觸都發(fā)生在有凸緣的襯套區(qū)域并由此在二者之間的所有接觸點提供了低摩擦表面。承重輥主要在減小的直徑區(qū)域126內(nèi)圍繞銷軸轉(zhuǎn)動。該輥相對于銷軸的橫向移動在內(nèi)側(cè)是被銷軸的膨大區(qū)域與襯套的內(nèi)側(cè)凸緣的接合阻止，在外側(cè)是被墊圈或其它固定裝置與襯套的外側(cè)凸緣的接合阻止。這樣，在支承輥和銷軸之間就沒有直接接觸。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該襯套由剛性的、低摩擦、耐用的材料(例如金屬-聚合物軸承材料)制成。合格的金屬-聚合物軸承材料的例子有Glacier Garlock Bearing，Inc.，Thorofare，NJ(美國)制造的DU、DP-4、DP-20以及DH系列軸承。這些金屬襯板、PTFE基底的聚合物軸承材料具有相同的構(gòu)造，都是由黏著到多孔的青銅燒結(jié)層的鋼襯板構(gòu)成。該青銅燒結(jié)層浸漬并涂覆有所填充的PTFE軸承襯層。本發(fā)明的軸承的特別有利之處在于，其無鉛并且符合歐洲議會的有關(guān)停止使用有害材料制造客車和輕卡的“End of Vehicles(參考2000/53/EC)”指令。其它填充PTFE的軸承材料也非常適用于本發(fā)明。該軸承材料通常形成在青銅襯底上，以用于支承。這種材料具有源于PTFE的最優(yōu)抗磨性能及抗腐蝕性，并且相對于傳統(tǒng)的軸承材料具有非常低的成本。
在本發(fā)明的一個實施例中，該輥子組件適于安裝到可移動對象上。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該可移動對象是滑動汽車門。如圖2所示，該輥子組件100，其包括安裝有支承輥120的托架106，該輥子組件100鉸接到車門臂102上。該車門臂將輥子組件聯(lián)接到車門上。該鉸鏈連接104包括延伸穿過托架106中的開孔的銷軸，并且，鉸鏈連接104由螺旋彈簧彈簧加載，該彈簧提供張緊力而使得托架106保持在相對于車門臂的優(yōu)選位置，并且當(dāng)車門開關(guān)時允許二者之間有稍許的移動。這種結(jié)構(gòu)使得門和門框之間的間距可進(jìn)行小的自我調(diào)整。例如，當(dāng)車門處于關(guān)閉位置時，其收至門框內(nèi)而使得車門的外表面與車身齊平。當(dāng)門開啟后，其首先從擺動離開車身，然后借助于輥子組件滑過導(dǎo)軌。
在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，該托架106起到平臺的作用，其它部件安裝到其上。除了支承輥120之外，設(shè)置至少一個導(dǎo)輥108對該組件的水平定位提供輔助。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在支承輥120的兩側(cè)設(shè)置兩個導(dǎo)輥108。該導(dǎo)輥108固定到托架106水平延伸部分上，該部分從托架上與鉸鏈連接104相對的一側(cè)伸出。該水平延伸部分提供了將導(dǎo)輥安裝于其上的水平底座。圖4示出了組件110，其包括托架106以及支承輥120，而沒有任何使水平底座突出的附加部件。
在本發(fā)明的一個實施例中，該導(dǎo)輥包括水平安裝在豎直延伸銷軸上的輥子。該導(dǎo)輥不承擔(dān)車門的主要重量，但是當(dāng)車門受到側(cè)向力作用時其起到平衡和定位的作用。
該導(dǎo)輥108位于安裝為與車身相連的導(dǎo)向桿或管狀槽內(nèi)。該管狀槽的橫截面為C形，以提供小的開口，輥子以及托架的部分水平延伸部通過該開口。該托架的水平延伸部通過該開口進(jìn)入到該管狀槽內(nèi)并且在導(dǎo)輥豎直延伸以與管狀槽的內(nèi)部相接合時移過該槽的整個長度。該槽的大小被構(gòu)造成使其寬于導(dǎo)輥的直徑以允許導(dǎo)輥僅接觸該槽的一個側(cè)面。然而，該導(dǎo)輥既可以接觸槽的近側(cè)也可以接觸其遠(yuǎn)側(cè)，這取決于車門施加于導(dǎo)輥的力的方向。
盡管本發(fā)明是參照特定的實施例進(jìn)行說明的，但是應(yīng)該認(rèn)識到這些實施例僅僅是對本發(fā)明的原理的說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會以其它實施方式構(gòu)造并實施本發(fā)明的設(shè)備和方法。相應(yīng)地，此處的說明不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限定，其它的實施例也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在軌道內(nèi)導(dǎo)向并支承可移動對象的輥子組件，其特征在于，包括適于固定到可移動對象上的滑動托架；以及支承輥組件，該支承輥組件包括具有穿過其中心的開孔的支承輥，一端固定到所述托架并且延伸穿過支承輥開孔的銷軸，以及位于所述支承輥和所述銷軸之間用于在所述支承輥和所述銷軸之間提供滑動表面的襯套。
2.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，所述襯套沿著支承輥徑向的內(nèi)圓周安裝。
3.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，支承輥中的開孔包括由支承輥的最小直徑限定的中部，以及由大于支承輥的最小直徑的直徑所限定的兩個端部。
4.如權(quán)利要求2所述的輥子組件，其特征在于，襯套的至少一端包括由一外徑增大區(qū)域限定的凸緣部分。
5.如權(quán)利要求3所述的輥子組件，其特征在于，襯套的兩端都包括由外徑增大區(qū)域限定的凸緣部分。
6.如權(quán)利要求3所述的輥子組件，其特征在于，所述襯套與支承輥的開孔形狀相符合，包括具有最小外徑的中部，以及兩個端部，所述端部的外徑都大于該中部的所述最小外徑。
7.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，所述襯套包括金屬-聚合物軸承材料。
8.如權(quán)利要求7所述的輥子組件，其特征在于，襯套包括聚四氟乙烯基金屬-聚合物軸承材料。
10.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，還包括用于在非垂直方向上固定所述托架的導(dǎo)引裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，還包括用于在水平方向上固定所述托架的導(dǎo)引裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的輥子組件，其特征在于，所述導(dǎo)引裝置包括至少一個以可旋轉(zhuǎn)的方式固定到所述托架上的導(dǎo)輥，用以在輥子組件和導(dǎo)軌之間提供滾動接觸。
13.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，所述銷軸還包括其內(nèi)端部的直徑增大部分，該部分通過緊靠在襯套的凸緣部分上而為輥子提供側(cè)向支承。
14.如權(quán)利要求1所述的輥子組件，其特征在于，還包括固定于銷軸的一端以便將支承輥固定在銷軸上的適當(dāng)位置的鉚接墊圈。
15.一種用于導(dǎo)向和支承安裝在導(dǎo)軌內(nèi)的滑動門的輥子組件，其包括適于固定到滑動門上的滑動托架，可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述托架上并在與水平引導(dǎo)面相接觸時轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥；以及支承輥組件，該支承輥組件包括具有穿過其中心的開孔的支承輥，一端固定到所述托架并且延伸穿過支承輥開孔的銷軸，以及位于所述支承輥和所述銷軸之間用于在所述支承輥和所述銷軸之間提供滑動表面的襯套。
16.如權(quán)利要求15所述的輥子組件，其特征在于，支承輥的開孔包括由支承輥的最小直徑限定的中部，以及由大于支承輥的最小直徑的直徑限定的兩個端部。
17.如權(quán)利要求16所述的輥子組件，其特征在于，所述襯套與支承輥的開孔形狀相符合，其包括具有最小外徑的中部，以及兩個端部，這兩個端部的外徑都大于該中部的所述最小外徑。
18.如權(quán)利要求15所述的輥子組件，其特征在于，所述襯套包括金屬-聚合物軸承材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在軌道內(nèi)引導(dǎo)和支撐可移動對象的輥子組件，該組件包括適于固定到可移動對象上的滑動托架，以及支承輥組件，該支承輥組件包括具有穿過其中心的開孔的支承輥，一端固定到所述托架上并且延伸穿過支承輥開孔的銷軸，以及位于所述支承輥和所述銷軸之間用于在所述支承輥和所述銷軸之間提供滑動表面的襯套。
文檔編號F16C13/00GK1813139SQ200480017732
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者喬納森·切基茨 申請人:格萊西爾加洛克軸承公司