用于部件的低摩擦軸承的樞轉(zhuǎn)軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于部件的低摩擦支承的樞轉(zhuǎn)軸承，包括圓筒形軸承主體(2,2''',3)和樞轉(zhuǎn)地設置在圓筒形主體中的軸承部（1），其中，該軸承主體(2,2''',3)具有大致徑向設置的肋（2'''），在該肋上，形成至少一個第一滾動表面(2')，并且其中，該軸承部（1）具有在尖端處有圓筒形滾動部分的滾動元件，該滾動元件在滾動表面(2')上滾動。實現(xiàn)了高可負載軸承，該軸承部（1）具有兩個部分，即保持部(1')和連接部(1'')，它們設置在肋(2''')的兩側(cè)上。
【專利說明】用于部件的低摩擦軸承的樞轉(zhuǎn)軸承
[0001]本發(fā)明涉及用于部件的低摩擦軸承的樞轉(zhuǎn)軸承，包括圓筒形軸承主體和樞轉(zhuǎn)地設置在圓筒形主體中的軸承部，其中，該軸承主體具有大致徑向設置的肋，在該肋上，形成至少一個第一滾動表面，并且其中，該軸承部具有在尖端處有圓筒形滾動部分的滾動體，該滾動部分在滾動表面上滾動。
[0002]具體地提供重載樞轉(zhuǎn)軸承，它較佳地在諸如具有大大減少的摩擦力的離心機的高徑向負荷下使用。
[0003]樞轉(zhuǎn)軸承用于軸承機器元件，這些機器元件經(jīng)受圍繞轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，并且其轉(zhuǎn)動角度不具有360°的完全轉(zhuǎn)動。這導致圍繞轉(zhuǎn)動軸線的擺動運動具有較大或較小的恒定樞轉(zhuǎn)角度和在正負最大值與零之間的不均勻轉(zhuǎn)動速度。
[0004]滑動軸承不是特別適用于這樣工作條件，因為，由于樞轉(zhuǎn)運動和在軸承螺拴和軸承孔之間的不均勻的相對速度，它幾乎不可能建立流體動力潤滑油膜。這導致增加的摩擦效應和各自更高的磨損和撕裂和低的運行壽命。徑向地指向外部的加速附加地產(chǎn)生在離心機中(離心加速)，這導致如下的結(jié)果:潤滑劑都在離轉(zhuǎn)動中心最遠的軸承孔的邊界區(qū)域中的圓筒形軸承孔中流動，并在缺少適當?shù)妮S承密封的情況下以軸向方向被傳遞到軸承孔外，以及將通過離心加速從軸承孔的邊緣徑向地噴出至外部。這導致減少的或幾乎不提供流體動力潤滑油膜，這是除了從軸承孔漏出的潤滑劑增加以及在滑動軸承中的剩余潤滑劑容量減少之外的另一個缺點。
[0005]滾動軸承通常具有與滑動軸承(由塑料制成)相比的較高的重量，并示出在高離心加速的情況下 不利的潤滑劑的分配。這助長了磨損和撕裂增加。在滾動軸承組中，滾針軸承示出用于這樣的應用的最有利的條件(重量，摩擦……)。在這樣的滾動軸承的情況中，具有與軸承直徑相比更小的滾動體直徑的圓筒形滾子在外環(huán)和內(nèi)環(huán)(大部分是軸承螺栓)的運轉(zhuǎn)面之間滾動。在該情況下，軸承摩擦力由滾動體的滾動摩擦力以及外環(huán)和內(nèi)環(huán)的運轉(zhuǎn)面的平均半徑形成。滾動軸承示出與滑動軸承相比較低的摩擦力。
[0006]此外，基于以交叉方式設置的、由塑料或金屬制成的彈性可變形的薄壁隔膜的柔性樞轉(zhuǎn)軸承是已知的。在 US3, 807, 029A(Troeger H.，1974)、US3，811，665A(SeligF.，1974)、US3, 813，089A (Tr O ger H.，1974)和 US3, 825，992A (Troeger H.，1974)中描述了樞轉(zhuǎn)軸承，它們的基本原理是基于以交叉方式設置的彈性元件，其中，圓筒形中間主體以防扭曲的方式插入到軸承孔中，以及相對于第一圓筒形主體可扭曲地設置的第二圓筒形主體連接至將要安裝的機器元件。這產(chǎn)生了單側(cè)樞轉(zhuǎn)軸承。在第二個實施例中，剛性地彼此連接的兩個圓筒形中空軸借助于相對于以防扭曲方式插入軸承孔中的中間主體交叉設置的隔膜以這樣的方式連接:扭矩或轉(zhuǎn)動運動可從一個側(cè)向部向另一個傳遞。由此，轉(zhuǎn)動運動可通過中間主體從一側(cè)向相對側(cè)傳遞。這樣的樞轉(zhuǎn)軸承以無摩擦的方式運行，但帶來了僅可吸收相對低的徑向力以及僅可實現(xiàn)低的樞轉(zhuǎn)角度的缺點。典型的最大的樞轉(zhuǎn)角度位于大約+/-30°的范圍中(在非常低的徑向負載的情況下)，以及僅有少許度數(shù)的樞轉(zhuǎn)角度可以在較高的負載下實現(xiàn)。為此，這樣的彈性的樞轉(zhuǎn)軸承僅用在諸如在計算機、測量裝置等的存儲驅(qū)動中發(fā)生非常低的徑向力的場合。從US5505555A(Van Kann Frank J;BuckinghamMichael J, 1996)可知另外的彈性樞轉(zhuǎn)軸承，它仍示出了上述的限制，并因此僅用于諸如例如加速傳感器的特定的測量應用中。
[0007]GB146, 119A描述了接頭設置，在該接頭設置中張力通過有輪廓的表面?zhèn)鬟f。在壓力的情況下，接頭設置以具有相應缺點的滑動軸承的方式起作用。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供用于較大樞轉(zhuǎn)角度的重型樞轉(zhuǎn)軸承，由于該較大樞轉(zhuǎn)角度的重型樞轉(zhuǎn)軸承，可充分減少離心機中的重型滑動軸承的缺點、滾動軸承的缺點和彈性樞轉(zhuǎn)軸承的缺點。具體地，可靠地吸收在任何方向上的力是可能的。
[0009]根據(jù)本發(fā)明以這樣的方式實現(xiàn)這些目的:軸承部具有兩個部分，即保持部和連接部，它們設置在肋的兩側(cè)。這具體意味著:滾動體以可滾動的方式設置在剛性滾動表面上，該剛性滾動表面大致沿樞轉(zhuǎn)軸承的中心軸線設置，并且所述滾動體是可樞轉(zhuǎn)的軸承部的固定部件。滾動部分典型地具有顯著小于樞轉(zhuǎn)軸承的軸承主體的直徑。根據(jù)本發(fā)明，樞轉(zhuǎn)運動主要由滾動體的滾動運動產(chǎn)生，從而基本上防止了滑動摩擦力。通過連接部可實現(xiàn)尤其高的機械穩(wěn)定性。
[0010]不允許的活動尤其可以這樣的方式被防止:軸承部包括具有大致以圓的扇形段的方式成形的橫截面的保持部。在以扇形段的方式成形的保持部的橫截面中的相關方面是:平行于滾動表面的保持部的切線在滾動運動過程中保持不變。如果滾動體具有非圓形的橫截面，保持部的橫截面從以圓形扇段的方式成形的結(jié)構(gòu)偏離，從而獲得“環(huán)形曲線”(orb i form curve ),這再次包括恒定的上部切線。
[0011]它以尤其有利的方式提供的是:軸承主體包括大致以半圓筒方式設置的定中心部。定中心部大致確定軸承部的自由度。
[0012]軸承部的不允許的運動以這樣的方式來防止:定中心部具有與滾動表面相對的滑動表面。軸承部通常在它的運動過程中擱置在滑動表面上，或者在負載過程中稍微遠離滑動表面。在任何情況下，以這樣的方式防止在所有位置中的不允許的活動。
[0013]另外的尤其有利的實施例提供了:定中心部包括在肋區(qū)域中的定中心表面。定中心表面限定了軸承部的可能的橫向運動。
[0014]當軸承主體各自地包括在肋的兩側(cè)上的半圓筒形的保持肋的殼體時，實現(xiàn)樞轉(zhuǎn)軸承的尤其緊湊的設置。
[0015]當滾動表面相對于樞轉(zhuǎn)軸承的中心點凹陷時，樞轉(zhuǎn)軸承的運動學是尤其有利的。這意味著中心點位于肋的外部。此外,如果滾動體的中心點距樞轉(zhuǎn)軸承的中心點的距離小于滾動體的半徑的話，也是尤其有利的。如果肋因此位于樞轉(zhuǎn)軸承的中心點的下方的話，滾動軸承的中心點位于所述中心點的上方。
[0016]如果連接部具有大致以圓扇形段的方式成形的橫截面的話，是尤其有利的。以這種方式可以實現(xiàn)最佳的負載橫截面。
[0017]參考在示意圖中所示的實施例在下面更加詳細地闡釋本發(fā)明，其中:
[0018]圖1示出樞轉(zhuǎn)軸承的總體側(cè)視圖；
[0019]圖2示出圖1的軸承的軸側(cè)投影視圖；
[0020]圖3示出圖1的軸承在軸向視圖中的分解圖；
[0021 ] 圖4示出放大比例的軸向視圖；
[0022]圖5示出圖4的樞轉(zhuǎn)軸承的軸側(cè)投影視圖；[0023]圖6示出根據(jù)圖4的樞轉(zhuǎn)軸承在另一個位置中的視圖，以及
[0024]圖7示出圖6的細節(jié)。
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)軸承結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。樞轉(zhuǎn)軸承結(jié)構(gòu)包括可樞轉(zhuǎn)的軸承部1，該可樞轉(zhuǎn)的軸承部插入圓筒形軸承主體2、2’’’、3中，該圓筒形軸承主體以防扭曲的方式設置在諸如離心機的機器元件7 (未更加詳細地示出)的軸承孔中?？蓸修D(zhuǎn)軸承部I相對于固定的圓筒形軸承主體2、2’’’、3以樞轉(zhuǎn)方向5可樞轉(zhuǎn)。連接部I’’用于機械穩(wěn)定，因為以這樣的方式，軸承部的可負載橫截面可以充分增加。具體地，變形由增加的彎曲剛度來防止，否則這將導致在配合區(qū)域中的幾何特性上的改變，這將導致在運行壽命上的相當大的減少。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)軸承結(jié)構(gòu)的斜視圖，其具有較佳的負載方向6和樞轉(zhuǎn)方向5。
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)軸承結(jié)構(gòu)的分解圖以及沿著圖1中的橫斷線B-B剖視圖。定中心部3相對于安裝狀態(tài)中的肋2’’’和保持部2整體地連接，并一起被保持在軸承孔中。剛性地連接至可樞轉(zhuǎn)軸承部I的滾動體4在樞轉(zhuǎn)運動的過程中在肋2’’’上滾動。肋2’ ’ ’大致沿著由保持部2和定中心部3所跨越的圓筒形空間延伸。
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的處于安裝狀態(tài)的樞轉(zhuǎn)軸承結(jié)構(gòu)沿著圖1中的橫斷線B-B的剖視圖。圓筒形軸承主體2，2’’’，3以防扭曲的方式插入至機器元件7的軸承孔7’中，并且該剛性地連接至滾動體4的可樞轉(zhuǎn)軸承部I根據(jù)樞轉(zhuǎn)運動5運動，其中滾動體4的滾動運動發(fā)生在滾動表面2’上。
[0029]可樞轉(zhuǎn)軸承部I具有設置成在保持部I’的外部輪廓中的定中心部3的長度上的“環(huán)形曲線”的輪廓，從而在樞轉(zhuǎn)運動5的過程中，可樞轉(zhuǎn)軸承部I借助滑動表面3’ ’引導，并借助定中心表面3’以實際上中心的方式被保持在兩個端部位置中。
[0030]在根據(jù)箭頭6的負載下，可樞轉(zhuǎn)軸承部I的保持部I’的外部輪廓作為彈性變形的結(jié)果相對于定中心表面3’釋放，并且在相關的運動下保持無摩擦。為了實現(xiàn)大致中心的樞轉(zhuǎn)運動，滾動表面2’相對于軸承的中心點偏置數(shù)量2’’(d2)。
[0031]滾動體4的中心點Ml離樞轉(zhuǎn)軸承的中心點M具有距離dl。所述的距離dl小于滾動體4的半徑Rl，例如是Rl的80%。
[0032]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)軸承沿著圖1中的橫斷線B-B橫斷的斜視圖。
[0033]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的樞轉(zhuǎn)軸承沿著圖1中的橫斷線B-B的剖視圖以及樞轉(zhuǎn)/滾動過程。滾動體4在樞轉(zhuǎn)運動的過程中在滾動表面2’上滾動數(shù)量5’，并且滾動體4的中心點平行于滾動表面2’偏離數(shù)量6。作為相對于樞轉(zhuǎn)軸承的直徑是小的的滾動體4的直徑的結(jié)果(比率大約是1:5至1:20)，偏離運動還是低的，并且大約是樞轉(zhuǎn)軸承直徑的0.5%至5% ο
[0034]圖7示出圖6的細節(jié)視圖。滾動體4在滾動表面2’上滾動，并具有半徑R17和接觸點8。
【權(quán)利要求】
1.一種用于部件的低摩擦軸承的樞轉(zhuǎn)軸承，包括圓筒形軸承主體(2，2’’’，3)和樞轉(zhuǎn)地設置在圓筒形主體中的軸承部(1)，其中，所述軸承主體(2，2’’’，3)具有大致徑向設置的肋(2’ ’ ’)，在所述肋上，形成至少一個第一滾動表面(2’)，并且其中，所述軸承部(I)具有在尖端處的有圓筒形滾動部分的滾動體(4)，其特征在于:所述軸承部(I)具有兩個部分，即保持部(I’ )和連接部(I’ ’)，它們設置在所述肋(2’ ’ ’ )的兩側(cè)上。
2.如權(quán)利要求1所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述軸承部(I)包括保持部(I’)，所述保持部具有大致有圓形扇段形狀的橫截面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于所述軸承主體(2，2’’ ’，3)具有定中心部(3)，所述定中心部大致以半圓筒形的方式設置。
4.如權(quán)利要求3所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于所述定中心部(3)具有與所述滾動表面(2’)相對的滑動表面(3’’)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于所述定中心部(3)包括在所述肋(2’ ’ ’)的區(qū)域中的定中心表面(3’)。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述軸承主體(2，2’ ’ ’，3)各自包括在所述肋(2’ ’ ’ )的兩側(cè)上的、保持所述肋(2’ ’ ’ )的半圓筒形殼體(2，3)。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述滾動表面(2’)相對于所述樞轉(zhuǎn)軸承的所述中心點(M)凹陷。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述滾動軸承(4)的所述中心點(Ml)具有離開所述樞轉(zhuǎn)軸承的所述中心點(M)的距離(dl)，所述距離小于所述滾動體(4)的半徑(Rl)。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述肋(2’’ ’ )大致沿著所述軸承孔的直徑延伸。
10.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的樞轉(zhuǎn)軸承，其特征在于，所述連接部(I’’ )具有大致以圓扇形段的方式成形的橫截面。
【文檔編號】F16C32/02GK103782045SQ201280041212
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月24日
【發(fā)明者】M·舒瓦格 申請人:Iat21創(chuàng)新航空技術(shù)有限公司