專利名稱：連桿軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連桿軸承。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及能夠承受徑向和軸向載荷的軸承。
背景技術(shù)：
在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞通過(guò)連桿連接到曲軸，從而活塞 的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)曲軸。在連桿和曲軸之間布置有軸承，以吸收由連桿和曲軸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生的徑向力。軸承的軸向端與曲軸的表面接觸。軸承和曲軸的這種接觸(即，相互摩擦) 導(dǎo)致交界面嚴(yán)重磨損。另外，連桿和軸承之間以及曲軸和軸承之間產(chǎn)生的摩擦產(chǎn)生熱量，可 導(dǎo)致軸承和部件本身?yè)p壞。部件的錯(cuò)位可導(dǎo)致力的分布不均，有時(shí)導(dǎo)致在連桿和曲軸之間 的某個(gè)位置施加很大的軸向和徑向力?，F(xiàn)有技術(shù)中有各種減少連桿和曲軸之間的摩擦量的嘗試。一種嘗試包括對(duì)連桿進(jìn) 行潤(rùn)滑。但是，潤(rùn)滑劑最終聚集在發(fā)動(dòng)機(jī)組底部的油池中，必須定期補(bǔ)充。進(jìn)行的某些嘗試 是通過(guò)在軸承的推力面上形成潤(rùn)滑扇面、增加轉(zhuǎn)動(dòng)組件的飛濺潤(rùn)滑、并向部件增加特殊涂 層來(lái)增加軸承中保持的潤(rùn)滑劑的量。雖然上述方法有助于減少摩擦和生熱，但是這些方法 無(wú)法為軸承提供充分潤(rùn)滑手段，因而仍會(huì)產(chǎn)生不應(yīng)有的摩擦量和熱量。

發(fā)明內(nèi)容
在一種構(gòu)造中，本發(fā)明提供一種連桿軸承。該軸承包括限定出護(hù)圈軸線的護(hù)圈。所 述護(hù)圈包括沿其周向間隔分布的多個(gè)腔室、在護(hù)圈第一端上的第一軸向法蘭、以及在第一 端對(duì)側(cè)的護(hù)圈第二端上的第二軸向法蘭。所述軸承還包括多個(gè)徑向滾動(dòng)元件，所述多個(gè)徑 向滾動(dòng)元件中的每一個(gè)被保持在多個(gè)腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)。所述軸承進(jìn)一步包括吸收與護(hù) 圈軸線基本平行的軸向上的力的裝置。該裝置位于第一軸向法蘭和第二軸向法蘭上。在另一種構(gòu)造中，本發(fā)明提供一種連桿軸承。該軸承包括護(hù)圈，該護(hù)圈具有沿周 向間隔分布多個(gè)腔室、限定出第一法蘭的第一端、以及限定出與第一法蘭相對(duì)的第二法蘭 的第二端。所述軸承還包括承受徑向載荷的多個(gè)徑向軸承元件，所述多個(gè)徑向軸承元件中 的每一個(gè)位于多個(gè)腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)。多個(gè)第一軸向軸承元件位于第一法蘭上，并承接 至少一部份軸向載荷，多個(gè)第二軸向軸承元件位于第二法蘭上，并承接至少一部份軸向載 荷。在另一種構(gòu)造中，本發(fā)明提供一種包括連桿和軸承的連桿組件。所述連桿包括第 一端和第二端。第一端配置為與活塞結(jié)合，第二端配置為與曲軸結(jié)合。連桿組件還包括與 第二端結(jié)合的軸承。該軸承包括護(hù)圈，該護(hù)圈具有沿周向間隔分布有多個(gè)腔室、限定出第一 法蘭的第一護(hù)圈端、以及限定出與第一法蘭相對(duì)的第二法蘭的第二護(hù)圈端。所述軸承還包 括承接徑向載荷的多個(gè)徑向軸承元件。多個(gè)徑向軸承元件中的每一個(gè)位于多個(gè)腔室中的一 個(gè)腔室內(nèi)。多個(gè)第一軸向軸承元件位于第一法蘭上，并承接至少一部份軸向載荷，多個(gè)第二 軸向軸承元件位于第二法蘭上，并承接至少一部份軸向載荷。通過(guò)研究詳細(xì)說(shuō)明和附圖可使本發(fā)明的其它方面更明顯。


圖1是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的與軸承結(jié)合的連桿的透視圖。圖2是圖1中的連桿和軸承的局部剖視圖。圖3是圖1中的連桿和軸承的局部平面圖。圖4是圖1的軸承的透視圖。圖5是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承的第二實(shí)施例的透視圖。圖6是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承的第三實(shí)施例的透視圖。圖7是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承的第四實(shí)施例的透視圖。圖8是安裝在曲軸上的圖1的連桿和軸承的剖視圖。圖9是安裝在曲軸上的圖1的連桿和軸承的剖視圖。圖10是安裝在曲軸上的圖1的連桿和軸承的局部透視圖。圖11是與安裝在曲軸上的圖1的連桿和軸承的圖10類似的局部透視圖。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于下文所述或附 圖所示的詳細(xì)構(gòu)造和部件布置的應(yīng)用。本發(fā)明可有其它實(shí)施例，并可通過(guò)各種方式實(shí)施或 實(shí)現(xiàn)。另外，還應(yīng)理解的是，在此所用的措詞和術(shù)語(yǔ)僅是為了說(shuō)明，不應(yīng)視為任何限制?！鞍?含”、“包括”或“具有”等詞的使用以及本文中這些詞的各種變化僅意味著涵蓋其后所列的 項(xiàng)目和等價(jià)項(xiàng)目、以及附加項(xiàng)目。除非另有說(shuō)明或限制外，“安裝”、“連接”、“支撐”和“結(jié)合” 等術(shù)語(yǔ)以及其各種變化是在廣義上使用，并涵蓋直接和間接安裝、連接、支撐和結(jié)合。而且， “連接”和“結(jié)合”不局限于物理或機(jī)械連接或結(jié)合。請(qǐng)參考圖8-11，在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)曲軸12?；?塞通過(guò)包括連桿10和軸承14的連桿組件連接到曲軸12，從而曲軸12由活塞的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。 活塞、曲軸12和連桿10的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致通過(guò)軸承14在連桿10和曲軸12之間施加軸向和徑向 力。汽缸上的氣壓也是系統(tǒng)的徑向力的構(gòu)成因素。而且，部件的錯(cuò)位可能導(dǎo)致在連桿10和 曲軸12之間施加的力分布不均。如圖1所示，連桿10包括第一端18、桿部22、以及第二端26。第一端18連接到活 塞。更具體地說(shuō)，活塞銷穿過(guò)第一端中的孔30把連桿10與活塞結(jié)合起來(lái)。樞軸34限定為 穿過(guò)第一端18中的孔30的中心，當(dāng)活塞在汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿10繞活塞銷樞轉(zhuǎn)。連 桿10的第二端26包括第二孔38。曲軸12穿過(guò)第二孔38，從而曲軸12與連桿10結(jié)合。軸 承14位于連桿10和曲軸12之間，吸收其間產(chǎn)生的徑向和軸向力。軸承14包括具有第一軸向法蘭46、第二軸向法蘭50和橋接件52的護(hù)圈42。第一 軸向法蘭46、第二軸向法蘭50和橋接件52共同構(gòu)成一個(gè)整體。橋接件52在第一軸向法蘭 46和第二軸向法蘭50之間延伸，限定出沿護(hù)圈42的周向排列的多個(gè)腔室53。每個(gè)腔室53 限定在兩個(gè)相鄰橋接件52、第一軸向法蘭46和第二軸向法蘭50之間。多個(gè)徑向滾動(dòng)元件 54中的每一個(gè)被保持在腔室53中的相應(yīng)的一個(gè)腔室中。護(hù)圈42具有扣合保持(snap-fit retention)特性，使徑向滾動(dòng)元件54被壓入腔室53中，并保持在那里?？酆媳３痔匦圆蛔?止徑向滾動(dòng)元件54的轉(zhuǎn)動(dòng)。在所示實(shí)施例中，護(hù)圈42形成為一個(gè)整體。因此，所示的軸承14與組裝式曲軸12
5結(jié)合使用。組裝式曲軸12包括組裝在一起形成曲軸12的多個(gè)多個(gè)元件。組裝式曲軸包括 多個(gè)曲柄銷13 (其中一個(gè)在圖9中示出)，軸承14安裝在曲柄銷13之一上。在其它構(gòu)造中，護(hù)圈42可為分體籠式設(shè)計(jì)，由兩個(gè)單獨(dú)的部分構(gòu)成?；蛘撸o(hù)圈 42可形成一個(gè)整體，隨后沿一個(gè)平坦表面分開(kāi)或切開(kāi)，從而形成兩個(gè)基本均等的半圓柱形 部分。分體籠式護(hù)圈可與組裝式曲軸或整體曲軸12結(jié)合使用。護(hù)圈的兩部分繞曲軸12布 置，連桿安裝到兩部分上，從而把護(hù)圈的兩部分保持在曲軸12的周圍。另外，護(hù)圈的兩個(gè)單 獨(dú)部分可在曲軸12周圍定位后接合起來(lái)。例如，如果護(hù)圈由聚合材料制成，則護(hù)圈的每半 可單獨(dú)形成有一個(gè)或多個(gè)鎖耳(locking tab)。因此，護(hù)圈可具有卡扣配合接口，該卡扣配 合接口包括位于護(hù)圈的一半或兩半上的鎖耳。護(hù)圈軸線66限定為穿過(guò)護(hù)圈42的中心，護(hù)圈42的中心一般與連桿10的第二孔 38的中心重合。護(hù)圈軸線66與樞軸34基本平行。隨著活塞泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)以及曲軸12由連 桿10驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生徑向和軸向力。徑向力定義為指向與護(hù)圈軸線66基本垂直的方向的力。因 此，徑向力指向相對(duì)于軸承14的徑向。軸向力定義為與護(hù)圈軸線66基本平行的方向的力。 因此，軸向力指向相對(duì)于軸承14的軸向。多個(gè)徑向軸承元件54配置并定位為提供徑向支 撐。軸承14還包括吸收軸向載荷的裝置。該裝置包括在護(hù)圈42上配置和定位為提供軸向 支撐的軸向軸承元件。所述軸向軸承元件可包括滾動(dòng)元件、與軸承結(jié)合的低摩擦材料、軸承 的平坦表面、或其它適當(dāng)?shù)难b置。圖1中軸承14的吸收軸向載荷的裝置包括多個(gè)軸向滾動(dòng)元件58和多個(gè)潤(rùn)滑槽 62。徑向滾動(dòng)元件54吸收由往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的徑向力，軸向滾動(dòng)元件58吸收由往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生的軸向力。在所示構(gòu)造中，徑向和軸向滾動(dòng)元件54和58為圓柱滾子。在其它構(gòu)造中，軸 向和徑向滾動(dòng)元件54和58可以是滾針、滾珠、或其它合適的載荷吸收元件。第一和第二軸向法蘭46和50限定出內(nèi)推力面70和外推力面74。當(dāng)連桿10與 軸承14 一起安裝時(shí)，連桿10的外表面與軸向法蘭46和50的內(nèi)推力面70相鄰。類似地， 當(dāng)連桿10和軸承14組件安裝在曲軸12上時(shí)，軸向法蘭46和50的外推力面74與例如由 曲軸12限定的壁16(參見(jiàn)圖9-11)相鄰。在曲軸12旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，連桿10的外表面和軸 承14的內(nèi)推力面70彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸承14的外推力面74和由曲軸12限定出的壁16的 表面彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如果沒(méi)有軸向滾動(dòng)元件58，則表面會(huì)相互摩擦。由于運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大 的摩擦力，而這會(huì)產(chǎn)生不應(yīng)有的熱量。而且，當(dāng)表面彼此摩擦?xí)r，兩種材料中的較弱一種會(huì) 磨耗。因此，為了保護(hù)曲軸12和連桿10，軸承14通常由比曲軸12的材料和連桿10的材料 較弱或較軟的材料制成。為了減少產(chǎn)生的摩擦力和熱量，軸承14包括軸向滾動(dòng)元件58和 潤(rùn)滑槽62。潤(rùn)滑槽62允許潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂或其它潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑槽62之間流動(dòng)，并與軸承14、 連桿10和曲軸12接觸。潤(rùn)滑通過(guò)減少或防止金屬間的接觸來(lái)減少內(nèi)推力面70和連桿10 之間以及外推力面74和曲軸12之間產(chǎn)生的摩擦力。潤(rùn)滑槽62還有助于保留潤(rùn)滑劑，從而 減少所需的潤(rùn)滑劑量，并減少向軸承14補(bǔ)充潤(rùn)滑劑的頻次。徑向滾動(dòng)元件54沿護(hù)圈42的周向均勻間隔開(kāi)，并被保持在腔室53中。每個(gè)徑向 滾動(dòng)元件54大致為圓柱形，并具有徑向滾動(dòng)元件軸線78 (圖1-4，為了清晰起見(jiàn)，僅示出一 個(gè))，徑向滾動(dòng)元件軸線78穿過(guò)每個(gè)徑向滾動(dòng)元件54的中心，在與護(hù)圈軸線66基本平行 的方向沿徑向滾動(dòng)元件54的長(zhǎng)度延伸。徑向滾動(dòng)元件54繞徑向滾動(dòng)元件軸線78自由旋轉(zhuǎn)，并沿連桿10和曲軸12的表面滾動(dòng)，從而顯著減少在其間產(chǎn)生的摩擦量。因此，在曲軸 12和連桿10之間施加的徑向力由徑向滾動(dòng)元件54吸收。另外，由于徑向滾動(dòng)元件沿曲軸 12和連桿10的表面滾動(dòng)，軸承14、連桿10和曲軸12的表面彼此不摩擦，從而減少材料的 摩擦和磨損量。另外，由于表面彼此不摩擦，連桿10、曲軸12和軸承14可根據(jù)需要由具有 相似硬度的相似材料制成。軸承14還包括吸收施加在連桿10上的軸向力的裝置。第一和第二軸向法蘭46 和50沿徑向方向從護(hù)圈42向外延伸。第一軸向法蘭46位于護(hù)圈42的第一端，第二軸向 法蘭50位于護(hù)圈42的在對(duì)側(cè)的第二端。第一和第二軸向法蘭46和50與護(hù)圈42集成為 一個(gè)整體。第一和第二軸向法蘭46和50包括位于法蘭46和50的外側(cè)緣80附近的多個(gè) 軸向滾動(dòng)元件58。即使在徑向載荷下，軸向滾動(dòng)元件58也能使軸承14消除軸向載荷。每 個(gè)軸向滾動(dòng)元件58位于在第一和第二軸向法蘭46和50中形成的多個(gè)腔室55中的一個(gè)腔 室內(nèi)。護(hù)圈42具有扣合保持特性，因而軸向滾動(dòng)元件58被壓入腔室55中并保持在那里。 扣合保持特性不阻止軸向滾動(dòng)元件58的轉(zhuǎn)動(dòng)。軸向滾動(dòng)元件58穿過(guò)第一和第二軸向法蘭 46和50，并在連桿10和曲軸12的表面上滾動(dòng)，以減少在表面之間產(chǎn)生的摩擦量。因此，可 降低潤(rùn)滑需求并減少產(chǎn)生的熱量。請(qǐng)參考圖3，軸向滾動(dòng)元件58布置為使其在周向或徑向方向與徑向滾動(dòng)元件軸線 78不全部對(duì)齊。徑向滾動(dòng)元件軸線78限定出節(jié)圓83。軸向滾動(dòng)元件58在圖中示為圓柱 滾子，并位于從節(jié)圓83徑向向外的位置。如圖4所示，軸向滾動(dòng)元件58沿第一軸向法蘭46 和第二軸向法蘭50的周向排列。請(qǐng)參考圖3，多個(gè)軸向滾動(dòng)元件58中的每一個(gè)限定出沿每 個(gè)軸向滾動(dòng)元件58的長(zhǎng)度方向的軸向滾動(dòng)元件軸線81 (為了清楚起見(jiàn)，僅示出了其中的 一部分)。軸向滾動(dòng)元件軸線81大致垂直于護(hù)圈軸線66 (護(hù)圈軸線66在圖3中示為一個(gè) 點(diǎn))。至少一部分軸向滾動(dòng)元件58不與徑向滾動(dòng)元件54對(duì)齊。因此，至少一部分軸向滾動(dòng) 元件軸線81與徑向滾動(dòng)元件軸線78不相交。在其它構(gòu)造中，軸向滾動(dòng)元件58可與徑向滾 動(dòng)元件54對(duì)齊，因而軸向滾動(dòng)元件軸線81與相應(yīng)的徑向滾動(dòng)元件軸線78相交?；蛘?，軸 向滾動(dòng)元件58可布置為使軸向滾動(dòng)元件軸線81都不與徑向滾動(dòng)元件軸線78相交。在另 外的其它構(gòu)造中，軸向滾動(dòng)元件58可布置為與徑向滾動(dòng)元件54呈直線，因而徑向滾動(dòng)元件 軸線78穿過(guò)軸向滾動(dòng)元件58。在所示的實(shí)施例中，三十六個(gè)軸向滾動(dòng)元件58均勻分布在軸承14的圓周上，十八 個(gè)軸向滾動(dòng)元件58均勻分布在每個(gè)第一和第二軸向法蘭46和50的圓周上。第一軸向法 蘭46上的軸向滾動(dòng)元件58的數(shù)目等于第二軸向法蘭50上的軸向滾動(dòng)元件58的數(shù)目。而 且，第一法蘭46上的每個(gè)軸向滾動(dòng)元件58由第二軸向法蘭50上的相應(yīng)軸向滾動(dòng)元件58 直接相對(duì)(圖4中所示最清楚)。因此，當(dāng)軸承14安裝在曲軸12和連桿10之間時(shí)，它由軸 向滾動(dòng)元件58均勻支撐。在其它構(gòu)造中，軸向滾動(dòng)元件58的數(shù)目可為徑向滾動(dòng)元件54數(shù) 目的兩倍、等于徑向滾動(dòng)元件54的數(shù)目、或者與徑向滾動(dòng)元件54的數(shù)目不同。當(dāng)然，在其 它構(gòu)造中，軸向滾動(dòng)元件58可為滾針或滾珠。徑向滾動(dòng)元件54和軸向滾動(dòng)元件58的存在允許護(hù)圈42由各種不同的材料制成。 如上所述，護(hù)圈42的表面不與連桿10的表面或曲軸12的表面相互摩擦。因此，護(hù)圈42可 為硬金屬制成，而如果不采用本發(fā)明的構(gòu)造，該硬金屬材料可能損害連桿10和曲軸12。如 果需要，護(hù)圈42還可由其它材料制成，例如軟金屬、塑料、工程聚合材料、或其它合適的材
7料。這使得護(hù)圈42可由針對(duì)特定性質(zhì)(例如高耐熱性)選擇的材料制成。軸向滾動(dòng)元件58有助于連桿10和曲軸12之間的對(duì)齊。例如，圖2示出由于連桿 10在曲軸12中的錯(cuò)位而導(dǎo)致的推力載荷82和86。連桿10的扭轉(zhuǎn)或彎曲可能導(dǎo)致錯(cuò)位。 由于第一和第二軸向法蘭46和50布置為與曲軸壁16相鄰，因此軸承14和連桿10的運(yùn)動(dòng) 受限，曲軸壁16在軸承14上施加力82和86。軸向滾動(dòng)元件58允許軸承14繞護(hù)圈軸線 66相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而有助于吸收力82和86。雖然上述構(gòu)造是基于包括活塞、連桿10和曲軸12的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)描述的，但軸承 14也可用于其它適當(dāng)?shù)膽?yīng)用中同時(shí)吸收徑向和軸向載荷。例如，軸承14也可用作連桿軸 頸、曲軸12的主軸承軸頸或凸輪軸上的軸承。圖5示出按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承114的第二實(shí)施例。軸承114與圖1_4的軸承類 似，不同之處是沒(méi)有潤(rùn)滑槽。相似部件的功能類似于圖1-4中所示的軸承14的部件，并采 用相似的100系列參考數(shù)字。軸向滾動(dòng)元件158承載施加于軸承114上的軸向載荷，徑向 滾動(dòng)元件154承載施加于軸承114上的徑向載荷。在某些構(gòu)造中，軸承114的表面可涂裝 有用于保持潤(rùn)滑劑的特殊化學(xué)涂層。在其它構(gòu)造中，潤(rùn)滑劑可定期噴灑到軸承114上，以便 向軸承114補(bǔ)充潤(rùn)滑劑的供應(yīng)?；蛘?，可在連桿10或曲軸12中或者同時(shí)在這兩個(gè)部件中 形成潤(rùn)滑槽或其它特性。圖6示出按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承214的第三實(shí)施例的透視圖。圖6所示的軸承 214與圖1-4所示的軸承14類似，不同之處是圖6的軸承214不包括軸向滾動(dòng)元件。相反 的是，用于吸收軸向力的裝置包括平坦支承表面(例如潤(rùn)滑槽262之間的內(nèi)推力面270和 外推力面274)。相似的部件采用相似的200系列參考數(shù)字。由于內(nèi)外推力面270和274與 連桿10和曲軸12的表面直接接觸，因此推力面270和274可能有很高的潤(rùn)滑要求。如果不 正確潤(rùn)滑，當(dāng)表面彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦可能產(chǎn)生過(guò)高熱量，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。而且，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)外推力面270和274與連桿10的表面和曲軸12的表 面的直接接觸和摩擦?xí)?dǎo)致較軟的材料隨著時(shí)間發(fā)生磨損和損耗。因此，護(hù)圈242由比連 桿10的材料和曲軸12的材料軟的材料制成。護(hù)圈242作為消除推力載荷的犧牲墊圈，因 此在發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命期中必須正確維護(hù)。當(dāng)護(hù)圈242磨損到規(guī)定的量時(shí)，必須卸下并更換軸 承214。如果犧牲表面由軟金屬等材料(例如銅、錫等材料)制成，則可減少生熱。另外，如果表面之間充分潤(rùn)滑，則可延長(zhǎng)軸承214的壽命。如圖所示，潤(rùn)滑槽262 沿遠(yuǎn)離護(hù)圈軸線266的徑向延伸。在第一和第二軸向法蘭246、250的內(nèi)推力面270和外推 力面274上都有潤(rùn)滑槽262。相鄰的潤(rùn)滑槽262限定出其間的平坦支承面263，多個(gè)平坦支 承面263限定出第一和第二軸向法蘭246、250的內(nèi)外推力面270、274。潤(rùn)滑槽262可以單 獨(dú)使用或與其它方法結(jié)合使用，向軸承214提供足夠的潤(rùn)滑劑供應(yīng)。由于不需要其它潤(rùn)滑 特性(例如在連桿10或曲軸12上或者同時(shí)在連桿10和曲軸12上形成扇面或通道)，因此 潤(rùn)滑槽262允許形成扁平的連桿10和曲軸。與圖1-4的軸承14類似的是，軸承214吸收在使用中產(chǎn)生的徑向和軸向力。徑 向滾動(dòng)元件254承載徑向載荷，第一和第二軸向法蘭246和250同時(shí)承載內(nèi)外推力面270 和274上的軸向載荷。圖7是按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的軸承314的第四實(shí)施例的透視圖。圖7中所示的軸承 314與圖1-4中的軸承14類似，不同之處是該軸承314包括的用于吸收軸向力的部件不同。
8更具體地說(shuō)，用于吸收軸向力的部件包括與第一和第二軸向法蘭346、350結(jié)合的低摩擦或 減少摩擦的材料。相似部件采用相似的300系列參考數(shù)字。如圖所示，低摩擦材料為材料襯墊358的形式。在此所用的術(shù)語(yǔ)“襯墊”指至少部 分地插入到孔中的一塊材料。第一和第二軸向法蘭346和350中的孔為通孔359，每個(gè)通孔 359包括一塊材料襯墊358。材料襯墊358比第一和第二軸向法蘭346、350厚，因此它們貫 穿孔359并從內(nèi)外推力面370、374突出。在其它構(gòu)造中，所述的孔可為在內(nèi)推力面370或外 推力面374中或者在這兩個(gè)推力面中形成、且不貫穿第一和第二軸向法蘭346、350的空腔 或洞。材料襯墊358可通過(guò)粘合劑固定在內(nèi)推力面370或外推力面374中或者在這兩個(gè)推 力面中的空腔內(nèi)。在另外的其它構(gòu)造中，第一和第二軸向法蘭346和350可不包括孔。相 反的是，低摩擦材料可通過(guò)粘合劑直接附加到內(nèi)外推力面370、374上。如果護(hù)圈由塑料制 成，則材料襯墊358可模制在護(hù)圈342中。低摩擦材料也可為其它形式。例如，可把低摩擦 材料環(huán)結(jié)合到第一和第二軸向法蘭346、350的內(nèi)推力面370或外推力面374上或者結(jié)合到 這兩個(gè)推力面上。低摩擦材料環(huán)可為不完全覆蓋推力面的薄條材料，也可以制成基本上覆 蓋推力面的形狀和大小。低摩擦材料(例如材料襯墊358)可為金屬或塑料材料。合適的金屬材料的例子 包括銅、錫和其它軟金屬，合適的塑料或聚合材料的例子有通常稱為PAI的聚酰胺酰亞胺。 該材料還可以是潤(rùn)滑材料。因此，該材料與用于制造護(hù)圈342的材料相比具有更好的磨損 特性和更好的減少摩擦特性。這能夠減少由于相鄰表面之間(例如，材料襯墊358和連桿 10的表面之間、以及材料襯墊358和曲軸12的表面之間)的滑動(dòng)接觸而產(chǎn)生的摩擦量和熱 量。由于該材料的作用是當(dāng)其相對(duì)于連桿10和曲軸12的表面滑動(dòng)時(shí)逐漸磨損和消耗，因 此該材料作為犧牲磨損表面。犧牲表面的磨蝕或潤(rùn)滑特性可降低摩擦和界面溫度。在所示的實(shí)施例中，材料襯墊358為弧形片狀材料，通常遵循第一和第二軸向法 蘭346和350的曲率。每個(gè)材料襯墊358延伸過(guò)至少一個(gè)潤(rùn)滑槽362。多個(gè)徑向軸承元件 軸378限定出一個(gè)節(jié)圓，與圖3的節(jié)圓83類似。材料襯墊358從節(jié)圓向外布置。在第一軸 向法蘭346上示出八塊材料襯墊358。第二軸向法蘭350也包括八塊材料襯墊358，雖然在 圖中未示出全部。其它實(shí)施例可能包括或多或少的材料襯墊358。材料襯墊358可按不同 方式布置，例如在節(jié)圓內(nèi)或沿節(jié)圓布置，并可延伸過(guò)零個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑槽362。另外，在其它實(shí) 施例中，材料襯墊358可有不同的形狀、大小或厚度。因此，本發(fā)明主要提供一種同時(shí)承載徑向和軸向力的連桿軸承。本發(fā)明的各種特 征和優(yōu)點(diǎn)在下面的權(quán)利要求中闡明。本專利申請(qǐng)要求2009年7月16日提交的第61/226，009號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的 優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。
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權(quán)利要求
一種連桿軸承，所述軸承包括護(hù)圈，限定出護(hù)圈軸線，該護(hù)圈包括沿護(hù)圈周向間隔布置的多個(gè)腔室；在護(hù)圈的第一端上的第一軸向法蘭；和在護(hù)圈的與第一端相對(duì)的第二端上的第二軸向法蘭；多個(gè)徑向滾動(dòng)元件，所述多個(gè)徑向滾動(dòng)元件中的每一個(gè)被保持在所述多個(gè)腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)；和用于吸收在與護(hù)圈軸線基本平行的軸向上的力的裝置，所述裝置位于第一軸向法蘭和第二軸向法蘭上。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承，其中，所述多個(gè)徑向滾動(dòng)元件中的每一個(gè)限定出與護(hù)圈 軸線基本平行的徑向滾動(dòng)元件軸線，所述徑向滾動(dòng)元件軸線限定出節(jié)圓，并且其中，用于吸 收軸向力的所述裝置從該節(jié)圓徑向向外地位于第一軸向法蘭和第二軸向法蘭上。
3.如權(quán)利要求1所述的軸承，其中，所述第一軸向法蘭和第二軸向法蘭包括沿護(hù)圈周 向間隔分布的多個(gè)第二腔室，其中，用于吸收軸向力的所述裝置包括多個(gè)軸向滾動(dòng)元件，所 述多個(gè)軸向滾動(dòng)元件中的每一個(gè)位于所述多個(gè)第二腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的軸承，其中，所述多個(gè)軸向滾動(dòng)元件是多個(gè)圓柱滾子、多個(gè)滾珠 和多個(gè)滾針中的一種。
5.如權(quán)利要求3所述的軸承，還包括位于第一軸向法蘭和第二軸向法蘭上的多個(gè)徑向 延伸的潤(rùn)滑槽。
6.如權(quán)利要求1所述的軸承，其中，用于吸收軸向力的所述裝置包括與第一軸向法蘭 和第二軸向法蘭結(jié)合的低摩擦材料。
7.如權(quán)利要求6所述的軸承，其中，與第一和第二軸向法蘭結(jié)合的低摩擦材料由潤(rùn)滑 材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的軸承，其中，與第一和第二軸向法蘭結(jié)合的低摩擦材料包括位 于軸向法蘭的孔中的多個(gè)襯墊。
9.如權(quán)利要求6所述的軸承，還包括位于第一軸向法蘭和第二軸向法蘭上的多個(gè)徑向 延伸的潤(rùn)滑槽。
10.如權(quán)利要求1所述的軸承，其中，用于吸收軸向力的裝置包括限定在徑向延伸的槽 之間的多個(gè)平坦表面。
11.如權(quán)利要求10所述的軸承，其中，第一軸向法蘭和第二軸向法蘭中的每一個(gè)限定 出外推力面和內(nèi)推力面，其中，所述多個(gè)徑向延伸的潤(rùn)滑槽中的每一個(gè)沿外推力面和內(nèi)推 力面之一徑向向外延伸。
12.一種連桿軸承，所述軸承包括護(hù)圈，包括沿護(hù)圈周向間隔分布的多個(gè)腔室；限定出第一法蘭的第一端；限定出與第一法蘭相對(duì)的第二法蘭的第二端；承受徑向載荷的多個(gè)徑向軸承元件，所述多個(gè)徑向軸承元件中的每一個(gè)位于所述多個(gè) 腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)；位于第一法蘭上、承接至少一部分軸向載荷的多個(gè)第一軸向軸承元件；和位于第二法蘭上、承接至少一部分軸向載荷的多個(gè)第二軸向軸承元件。
13.如權(quán)利要求12所述的軸承，其中，所述多個(gè)第一軸向軸承元件和多個(gè)第二軸向軸 承元件包括滾動(dòng)元件。
14.如權(quán)利要求12所述的軸承，其中，所述多個(gè)第一軸向軸承元件和多個(gè)第二軸向軸 承元件包括低摩擦材料。
15.如權(quán)利要求12所述的軸承，其中，所述護(hù)圈限定出護(hù)圈軸線，其中，所述多個(gè)徑向 軸承元件中的每一個(gè)限定出與護(hù)圈軸線基本平行的徑向滾動(dòng)元件軸線，所述徑向滾動(dòng)元件 軸線限定出節(jié)圓，其中，所述多個(gè)第一軸向軸承元件和多個(gè)第二軸向軸承元件位于從節(jié)圓 徑向向外徑向的位置。
16.一種連桿組件，包括連桿，包括第一端和第二端，所述第一端配置為與活塞結(jié)合，所述第二端配置為與曲軸 結(jié)合；和軸承，與所述第二端結(jié)合，該軸承包括護(hù)圈，包括沿護(hù)圈周向間隔分布的多個(gè)腔室、限定出第一法蘭的第一護(hù)圈端、以及限定 出與第一法蘭相對(duì)的第二法蘭的第二護(hù)圈端；承接徑向載荷的多個(gè)徑向軸承元件，所述多個(gè)徑向軸承元件中的每一個(gè)位于所述多個(gè) 腔室中的一個(gè)腔室內(nèi)；位于第一法蘭上、承接至少一部分軸向載荷的多個(gè)第一軸向軸承元件；和位于第二法蘭上、承接至少一部分軸向載荷的多個(gè)第二軸向軸承元件。
17.如權(quán)利要求16所述的連桿組件，其中，所述多個(gè)第一軸向軸承元件和多個(gè)第二軸 向軸承元件包括滾動(dòng)元件。
18.如權(quán)利要求16所述的連桿組件，其中，所述多個(gè)第一軸向軸承元件和多個(gè)第二軸 向軸承元件包括低摩擦材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種連桿軸承，包括護(hù)圈，該護(hù)圈具有沿其周向間隔布置的多個(gè)腔室、限定出第一法蘭的第一端、以及限定出與第一法蘭相對(duì)的第二法蘭的第二端。所述軸承還包括承受徑向載荷的多個(gè)徑向軸承元件，所述多個(gè)徑向軸承元件中的每一個(gè)位于多個(gè)腔室之一內(nèi)。多個(gè)第一軸向支承元件位于第一法蘭上，并承接至少一部份軸向載荷，多個(gè)第二軸向支承元件位于第二法蘭上，并承接至少一部份軸向載荷。
文檔編號(hào)F16C7/02GK101956756SQ20101023282
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者喬·F·V·波爾曼, 安東尼·P·庫(kù)珀 申請(qǐng)人:美國(guó)光洋軸承有限責(zé)任公司