軸承杯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于能接納滾動軸承或滾珠軸承的軸承杯，能連接兩個作旋轉(zhuǎn)運動的零件的軸承，和至少裝上一套以上這樣的軸承的二輪車。
【背景技術(shù)】
[0002]前叉和車把跟車架的這種可旋轉(zhuǎn)的連接是通過所謂的車頭碗組來實現(xiàn)的。車頭碗組由上面和下面的軸承單元組成，一般情況下軸承單元的內(nèi)圈與前叉的立管固定連接，夕卜圈與二輪車車架的前管固定連接。為了達到在所有方向無間隙的支承，必須保證立管能長久穩(wěn)固地坐在軸承套圈中。外圈在一般情況下放入前管或轉(zhuǎn)換杯中，并利用內(nèi)外套圈上的斜面(通常是36°或45°的角度)用膨脹螺絲經(jīng)過內(nèi)圈調(diào)整到零間隙。軸承外圈和軸承杯之間經(jīng)常有幾倍于0.1mm的間隙。如果碟剎片的高制動力使前叉變形，那么前叉會經(jīng)過軸承外圈把該力量傳送到車架。因為間隙大，軸承會傾覆，并會出現(xiàn)很大的碾軋聲甚至會導(dǎo)致前叉松懈。
[0003]技術(shù)設(shè)計好一點的產(chǎn)品在軸承外圈跟轉(zhuǎn)接杯和車架之間沒有間隙。這種設(shè)計成本較高，軸承經(jīng)過外圈壓入轉(zhuǎn)換杯中，經(jīng)常會過度配合或輕微過盈配合。即使是“輕微過盈配合”的軸承，整個車頭碗組必須在安裝后還在一定程度上光滑運轉(zhuǎn)。
[0004]這就是所有工業(yè)化批量生產(chǎn)車頭碗組的問題所在，因為低廉的生產(chǎn)成本才能使便宜的售價變?yōu)楝F(xiàn)實。為了達到這個目標，在所有對配合尺寸很關(guān)鍵的零件上，如軸承和軸承杯，經(jīng)常規(guī)定很大的生產(chǎn)公差。
[0005]一般采用氧極氧化鋁做的軸承杯，會在電鍍過程中產(chǎn)生涂層厚度的不均勻和橢圓度，導(dǎo)致在涂覆(陽極氧化處理)后累加公差的情況和高報廢率。除軸承杯尺寸的變動外還有前管尺寸變動。通過生產(chǎn)過程在車架上產(chǎn)生的這些變動，可能會引起毛刺，管子不圓，或前管的錐形變形。目前采用的設(shè)計無法彌補這些變動，導(dǎo)致錯誤被傳送到軸承杯和軸承。累加的公差起伏經(jīng)常過早損害到軸承。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及到車頭碗軸承的軸承杯，該軸承杯通常用一個實心圓盤做成。通常采用的軸承杯的缺點是，它會把幾何環(huán)境的誤差直接傳送到軸承，引起軸承的過早損傷和軸承在安裝后的定位不精確。
[0007]此發(fā)明的目的是，克服車頭碗軸承的上述缺點，提供一種更好的支承方法，支承安全可靠，同時生產(chǎn)簡單，成本低廉。
[0008]這個問題可用這樣一種能接納滾動軸承或滾珠軸承的軸承杯來解決:它有圓柱形的基礎(chǔ)體，滾動軸承或滾珠軸承裝入基礎(chǔ)體中。基礎(chǔ)體由可流動的材料組成，在軸承杯受到壓力的情況下該材料夾住滾動軸承，軸承在基礎(chǔ)體中不會松動。
[0009]本發(fā)明的解決方案很重要的一點是，基礎(chǔ)體采用的可流動固體材料既能彌補可能存在的尺寸誤差，同時又能牢固地連接滾動軸承或滾珠軸承。生產(chǎn)這樣的基礎(chǔ)體跟原來的技術(shù)水平相比既簡單又便宜。因為軸承杯自動配合立管的尺寸誤差和形狀誤差，本發(fā)明能彌補立管等的公差變動。這些都歸結(jié)于固體材料的流動和彈性變形。因此，軸承杯很理想地完全包圍軸承，壓力分布均勻，使得軸承外圈受到的壓力也很均勻。
[0010]本發(fā)明的軸承杯的有利的結(jié)構(gòu)形式請參看從屬權(quán)利要求。
[0011]本發(fā)明的軸承杯第一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)壁有夾住軸承的紋路，這些紋路顯現(xiàn)一節(jié)一節(jié)的凹陷部分。由于放入或放在軸承杯的滾動軸承或滾珠軸承直接接觸的面被弱化，軸承杯材料的流動性明顯增強。這種有彈性的可以說是挖空的軸承杯能彌補接納例如軸承的管子等的公差起伏，因為這種軸承杯能在一定范圍內(nèi)配合管子的尺寸誤差和形狀誤差。
[0012]本發(fā)明的軸承杯第二個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，夾住紋路顯現(xiàn)凹處或槽。這樣材料就有明確的偏移空間，因此由特殊要求決定的夾緊效果可以算得更準確。軸承杯和滾動軸承或滾珠軸承之間的接觸點在軸承杯有接觸的材料上留下凹口等，使得靠近滾動軸承或滾珠軸承的橋彈性變形，這樣實現(xiàn)材料的相關(guān)配合能力。
[0013]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，凹處和/或槽是圓的和/或有棱角。這使得不論是用機械精加工的形式還是直接一次性成形注塑來生產(chǎn)該凹處都變得簡單。
[0014]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，凹處和/或槽沿著基礎(chǔ)體的軸向和/或徑向方向延伸。這樣可以根據(jù)特定要求針對性地影響材料的流動變形。這樣就為特殊的軸承杯做好了準備，如城市自行車，旅行自行車和山地車等的車頭碗軸承都分別有各自的要求。
[0015]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，凹處和/或槽沿著基礎(chǔ)體的外徑和/或內(nèi)徑延伸。這樣可以根據(jù)特定要求針對性地影響材料的流動變形，而且可以利用凹處和/或槽方向隨便更改。外壁上的凹處和/或槽的變形能引起方向往里面的變形和內(nèi)壁上的凹處和/或槽往里面的變形是一樣的。
[0016]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，凹處和/或槽沿著整個基礎(chǔ)體延伸。這樣給流動變形材料提供一個連體的偏移空間，并在更大面積上提高夾住效果，而且還能更簡單地用一次性注塑工藝生產(chǎn)軸承杯。
[0017]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，在軸承杯上至少一個以上的軸向盡頭有支撐軸承的支撐面，該支撐面是徑向往里面方向的。除了在基礎(chǔ)體里的徑向夾住以外，這樣就為滾動軸承或滾珠軸承在軸向方向提供額外的支撐。為了能夠減輕重量，如針對比賽用腳踏車，這樣的額外支撐面也可以以支撐點的形式來實現(xiàn)。
[0018]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，軸承杯的支承面呈現(xiàn)圓盤形。這樣給軸承提供一個很好的環(huán)繞支撐，而且生產(chǎn)簡單，比如用一次性成形的注塑過程。
[0019]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，基礎(chǔ)體內(nèi)壁和基礎(chǔ)體的支承面的接合處被增強。這樣能限制材料的流動變形，使支撐面對軸承的支撐不會被弱化。而且即使在需要彌補的公差起伏很大的情況下，也能保證軸承在軸承杯中不會松動。
[0020]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，在軸承杯上至少一個以上的軸向盡頭有徑向往外伸的制動面。這樣平的制動面可以保證軸承杯和裝在里面的滾動軸承或滾珠軸跟另一個零件的連接能抵抗風雨惡劣天氣。
[0021]本發(fā)明的軸承杯另一個優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)形式，基礎(chǔ)體的注塑材料是熱塑性塑料和/或擠壓成形的泡沫塑料。熱塑性塑料確保軸承杯和滾動軸承或滾珠軸承連接的穩(wěn)定性，溫度變化時也一樣連接得安全可靠。擠壓成形的泡沫塑料可以減輕軸承杯的重量，如可滿足比賽用車對零件的要求。本發(fā)明的另外一種變體是，采用增強纖維(比如玻璃纖維和/或碳纖維)塑料生產(chǎn)軸承杯。
[0022]上述任務(wù)也可以用一套旋轉(zhuǎn)性地連接兩個零件并含上述軸承杯的軸承解決，軸承杯可以跟其中一個零件連接，滾動軸承或滾珠軸承已被裝入軸承杯中，軸承杯至少部分流動變形地夾住滾動軸承或滾珠軸承，使得另一個零件能通過滾動軸承或滾珠軸承和軸承杯旋轉(zhuǎn)性地跟第一個零件連接。
[0023]本發(fā)明的軸承的很重要的一點是，互相連接的零件的公差變化可以安全可靠地得到彌補。這樣被彌補的誤差常常不僅是引起軸承壓縮的一個直徑上的誤差，，而且也包括使壓入的軸承在單點受到太大負荷的圓度誤差。軸承杯和軸承的彈性也能彌補局部尺寸誤差，比如毛刺。由此延長了軸承的壽命，提高了軸承可接受的負荷，因為這樣的軸承運作條件明顯更好，為實際應(yīng)用帶來巨大的益處。
[0024]上述任務(wù)也可以用兩輪運行工具解決，兩輪車的車頭碗組和/或輪轂和/或車軸組包含至少一個以上合乎本發(fā)明的軸承。
【附圖說明】
[0025]附后示意圖特別用一個結(jié)構(gòu)例子顯示此發(fā)明。如下圖紙顯示:
[0026]圖1為根據(jù)此發(fā)明的軸承杯的斜俯透視圖。
[0027]圖2a為圖1的軸承杯的側(cè)視圖。
[0028]圖2b為圖1的軸承杯的斜俯透視圖。
[0029]圖2c為圖1的軸承杯的俯視圖。
[0030]圖2d為圖1的軸承杯的斜仰透視圖。
[0031]圖3為顯示部分剖面的兩輪車車頭碗組，包括上面和下面的軸承單元。和
[0032]圖4為圖3的上面的軸承單元的側(cè)面截面圖。
【具體實施方式】
[0033]在如上示意圖里，相同或互相合適的要素用同樣的符號指定，而且如果不合適，不重復(fù)指定。
[0034]圖1是發(fā)明的軸承杯100的斜俯透視圖，有可接納滾動軸承或滾珠軸承(這里沒有顯示)的圓柱形基礎(chǔ)體101，基礎(chǔ)體101是由能流動的材料做成的。軸承杯100在受到壓力的情況下把軸承夾緊，即其內(nèi)壁緊靠軸承外壁，使軸承在基礎(chǔ)體101內(nèi)不會松動。同時，軸承杯100的內(nèi)壁顯示有紋路102，紋路顯現(xiàn)凹處103，凹處在這里由相應(yīng)的切口 104代表。如果軸承杯夾住放在里面的滾動軸承或滾珠軸承，那么切口 104之間的橋梁材料將加寬到切口 104的空間里，這樣能安全可靠地彌補各類含有這種軸承