具有套環(huán)的軸承襯套的制作方法
【專利說明】具有套環(huán)的軸承襯套
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的軸承襯套。
[0002]軸承襯套使用于軸、例如驅(qū)動軸的徑向的以及可轉(zhuǎn)動的支承。為此，常規(guī)的軸承襯套具有在縱方向上延伸的、管形的襯套。為了軸可以在縱方向上插入到軸承襯套中，襯套的至少一個縱向端部敞開地構(gòu)成。
[0003]從現(xiàn)有技術(shù)已知，第一徑向軸承布置在襯套內(nèi)部，該第一徑向軸承稍后與軸處于接觸中。特別是滑動軸承、球軸承、滾動軸承和滾針軸承適合作為徑向軸承。在軸和襯套之間大多構(gòu)造有環(huán)形間隙。
[0004]在這里，成問題的是，通過這樣的軸承襯套對軸的支承受到不同的外部影響。因此，熱經(jīng)常從軸承殼體通過軸承襯套引入徑向軸承中。這導(dǎo)致熱形變，該熱形變引起軸承摩擦的提高，由此經(jīng)常降低裝置的效率。軸承座在殼體中的制造公差也可能通過軸承襯套導(dǎo)致徑向軸承上的機(jī)械力作用，從而該徑向軸承變形。附加地，軸承殼體和/或軸的振動和固有頻率導(dǎo)致徑向軸承的不均勻負(fù)載。這導(dǎo)致軸承襯套、徑向軸承和軸的動態(tài)變形。后果是提高的軸承摩擦和低效率。此外，殼體的扭曲和/或軸的彎曲引起摩擦現(xiàn)象的增加。各種軸承摩擦伴隨著提高的軸承磨損，從而軸承襯套和/或軸的使用壽命短以及維修成本高。
[0005]因此，本發(fā)明以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和改進(jìn)軸承襯套的任務(wù)為基礎(chǔ)，所述軸承襯套在支承軸時具有持久地小的摩擦、可在大的溫度范圍內(nèi)使用、耐用并且少維修以及具有小的制造成本和維修成本。針對軸承襯套的多個使用地點，也力求簡單的結(jié)構(gòu)類型。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，這通過權(quán)利要求1的特征來解決。由從屬權(quán)利要求獲知有利的拓展方案。
[0007]本發(fā)明涉及一種用于支承一軸的軸承襯套，其具有管形的襯套，該襯套在縱方向上延伸，并且在所述襯套的內(nèi)部布置第一徑向軸承，其中，在襯套內(nèi)部以及以在縱方向上與第一徑向軸承隔開間距的方式布置第二徑向軸承，并且，襯套在徑向上布置在套環(huán)之內(nèi)，其中，在襯套和套環(huán)之間構(gòu)造環(huán)形間隙并且套環(huán)在縱方向上與兩個徑向軸承隔開間距地與襯套連接。
[0008]在這樣的根據(jù)本發(fā)明的軸承襯套上有利的是，所述軸承襯套能夠通過套環(huán)固定在軸承座上或者中。因此，軸承座的制造公差作用到套環(huán)上。襯套不變形。此外，襯套僅僅間接地通過套環(huán)與軸承座熱耦合。由此，來自殼體的溫度影響僅造成襯套進(jìn)而徑向軸承的小的熱學(xué)方面的尺寸變化。此外，襯套通過套環(huán)在軸承座中/上的間接支承允許軸承襯套的彈性變形，所述彈性的變形抑制振動、尤其諧振和碰撞在軸承座和襯套之間傳遞。如果例如軸振動，則襯套可以在套環(huán)之內(nèi)與軸相應(yīng)地隨著運(yùn)動。在此，襯套尤其可以進(jìn)行相對于套環(huán)的縱軸線的角度改變，從而徑向軸承始終可輕微運(yùn)動(Ieichtlaeufig)。在所述連接的過渡部上應(yīng)設(shè)置角半徑(Kehlradien)，以避免由于應(yīng)力尖引起的可能的疲勞斷裂。此外，靜態(tài)有利的是，襯套和套環(huán)之間的連接區(qū)域比襯套的其余部分和/或套環(huán)的其余部分具有更大的壁厚度。
[0009]所有這些導(dǎo)致軸的具有較小摩擦的支承，由此軸承襯套是耐用并且少維修的。此夕卜，用于軸的支承的制造成本便宜，因為雖然套環(huán)可附加地制造，但是軸承座的配合不必為此那么精準(zhǔn)。
[0010]本發(fā)明的拓展方案設(shè)置，套環(huán)在縱方向上在兩個徑向軸承之間與襯套連接。這具有優(yōu)點:襯套和套環(huán)之間的力傳導(dǎo)均勻分布地進(jìn)行。此外，兩個徑向軸承可以吸收基本上同樣大的力。在這里，襯套在沒有轉(zhuǎn)矩的情況下在最大程度上保持在軸線位置中，由此軸承摩擦和磨損小。
[0011]特別優(yōu)選本發(fā)明的一種拓展方案，在該拓展方案中，襯套和套環(huán)之間的連接在縱方向上最大10%偏心地、優(yōu)選最大百分之5偏離中心并且特別優(yōu)選在中心處地布置在兩個徑向軸承之間。由此，由套環(huán)作用到襯套上的力僅僅作為非常小的轉(zhuǎn)矩作用到襯套上。因此，軸承摩擦和磨損最小。
[0012]一種優(yōu)選的方式支持這樣平衡的力流，其中，環(huán)形間隙在縱方向上單側(cè)敞開地構(gòu)造。然后，套環(huán)的從與襯套的連接指離的第一端部構(gòu)造為自由邊，所述側(cè)邊在徑向上限界環(huán)形間隙。固定在敞開的端部或者說自由邊上，襯套保持小的自由度以實施補(bǔ)償運(yùn)動。在此，兩個徑向軸承的支承力和套環(huán)的支承力尤其通過所述連接作用到襯套上。通過在徑向軸承之間將所述連接基本上布置在中間處，襯套在軸線位置中平衡。在振動或碰撞時，襯套的軸線位置和套環(huán)的軸線位置在最大程度上平行地移動。此外，在軸彎曲振動時，襯套可以繞徑向軸承之間的中點頂多僅微不足道地擺動。在這里，盡管如此，套環(huán)可以無相對轉(zhuǎn)動和/或軸向固定地與襯套連接，這是成本便宜、耐用并且少維修的。
[0013]根據(jù)軸承襯套的一種優(yōu)選的實施方式，襯套和套環(huán)一件式地構(gòu)造。這在制造技術(shù)上可以簡單地付諸實施并且造成小的制造成本。適合用于軸承襯套的材料為塑料和金屬。尤其在溫度高以及徑向軸承大的情況下優(yōu)選金屬。澆鑄、噴射、燒結(jié)和切肩方法適合用于制造軸承襯套。在此，特別優(yōu)選，襯套和套環(huán)由整料的(monolithischen)構(gòu)件構(gòu)造。因此，接合方法不是必要的并且能夠?qū)崿F(xiàn)所述連接的非常高的耐磨強(qiáng)度。因此，軸承襯套的重量可以降低到最小。
[0014]在軸承襯套的進(jìn)一步改進(jìn)中，套環(huán)在縱方向上比襯套短。因此，套環(huán)局限于在功能上必要的長度。實現(xiàn)小的材料成本和低的制造復(fù)雜度。
[0015]對于最優(yōu)的力流來說，軸承套管的一種拓展方案是有利的，在該拓展方案中，套環(huán)鐘形地構(gòu)造。由此，套環(huán)和襯套之間的力平緩地轉(zhuǎn)向并且避免由于應(yīng)力尖而引起的損害。
[0016]這被證明是特別有利的:套環(huán)鐘形地向著與襯套的連接的方向徑向地縮窄。因此，套環(huán)可以在連接的區(qū)域中延伸直到襯套，并且套環(huán)和襯套之間的力平緩地轉(zhuǎn)向。
[0017]為了將軸承襯套固定在軸承座上或者中，在進(jìn)一步的構(gòu)型中設(shè)置，套環(huán)在縱方向上相對于與襯套的連接隔開間距地具有用于將軸承襯套固定在軸承座中的軸承接收部。借此確保，套環(huán)不在所述連接的區(qū)域中固定在軸承座中。更確切地說，預(yù)先給定并且遵循所述接收部到所述連接的間距，從而軸承襯套可以簡單和直觀地安裝。因此，環(huán)形間隙在徑向方向上定位在軸承接收部和襯套之間。
[0018]軸承襯套的發(fā)展階段提出:軸承接收部布置在套環(huán)的與襯套和套環(huán)之間的連接隔開間距的第一端部上。因此，套環(huán)在該端部上沒有超出部(Ueberstand)。因此節(jié)省材料并且達(dá)到套環(huán)的最大的固有頻率。然后，優(yōu)選套環(huán)的第二端部與襯套連接。然后，該第二端部也沒有自由的超出部，這伴隨著小的材料使用和高的固有頻率。也可以通過襯套勉強(qiáng)超出徑向軸承來實現(xiàn)小的固有頻率。在此，襯套的兩個縱端部應(yīng)最大10%地超出兩個徑向軸承不同遠(yuǎn)。
[0019]雖然套環(huán)的第二端部也可以與所述連接相對置地布置并且在這里具有用于軸承座的第二軸承接收部。軸承襯套可以因此較剛性和對稱地設(shè)計。然而，優(yōu)選，第一端部上的軸承接收部為單一的軸承接收部。由此，軸承襯套靜態(tài)確定地支承并且軸承座的結(jié)構(gòu)更簡單。
[0020]當(dāng)軸承接收部為徑向環(huán)繞的凸肩、特別優(yōu)選突緣時，得出軸承接收部的結(jié)構(gòu)簡單和成本便宜的構(gòu)造。因此，軸承接收部的準(zhǔn)確制造局限在凸肩上。此外，突緣有助于，獲得繞剩余套環(huán)的徑向自由空間，由此所述套環(huán)可以實施補(bǔ)償運(yùn)動。
[0021]另一種構(gòu)型設(shè)置，套環(huán)具有垂直于縱方向取向的、平的第一止擋面。這在制造技術(shù)上可以最簡單地實施，從而不但準(zhǔn)確地遵循軸承襯套的形狀公差并且準(zhǔn)確地遵循軸承座的形狀公差。得出軸承襯套相對于軸承座的準(zhǔn)確定位并且軸承座和軸承接收部之間的磨損由于平的貼靠面而非常小。
[0022]在本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)中，襯套在縱方向上不超出套環(huán)的平的第一止擋面。因此，軸套可以容易地裝入到具有平的底的開口中，所述底構(gòu)成用于套環(huán)的止擋面的止擋。
[0023]優(yōu)選，襯套也具有垂直于縱方向取向的、平的第二止擋面。這樣的襯套可以浮動地支承在平的面上，從而軸承襯套的穩(wěn)定通過在縱方向上封鎖襯套來進(jìn)行。一種組合在結(jié)構(gòu)上是有利的，在該組合中，套環(huán)的第一止擋面和襯套的第二止擋面處于共同的平面內(nèi)。因此，這些止擋面和相應(yīng)的平面可以分別在一道工序中制造或者說加工。
[0024]在軸承襯套的一種變型中達(dá)到熱流的最優(yōu)化，在該變型中，襯套的壁厚度在徑向軸承的區(qū)域中基本上是均勻的。為此，襯套的壁厚度在徑向軸承的區(qū)域中應(yīng)最大百分之20、優(yōu)選最大10%并且特別優(yōu)選最大百分之5地變化。因此，在運(yùn)行時盡可能均勻地加熱襯套的壁。
[0025]襯套和軸的不均勻的加熱可通過補(bǔ)充方案來實現(xiàn)，在該補(bǔ)充方案中，襯套的橫截面積分別在徑向軸承的區(qū)域中與徑向軸承的接收部橫截面積相差最大10%。在此，接收部橫截面積基本上涉及在徑向軸承的區(qū)域中稍后待接收的軸的橫截面積。
[0026]此外，一種拓展方案設(shè)置，在套環(huán)中構(gòu)造至少一個第一縱向縫隙。通過這樣的縫隙，環(huán)形間隙徑向敞開地構(gòu)造并且可能進(jìn)行空氣交換。因此，位于內(nèi)部的襯套不被空氣墊隔離，并且，即使在襯套的端側(cè)浮動地支承的情況下，襯套也可以由來自襯套內(nèi)部的空氣冷卻。此外，固定器件可以穿過縱向縫隙，該固定器件可以有利于徑向軸承在襯套中的固定。附加地，存在這樣的選擇:在套環(huán)中設(shè)置至少一個第二縱向縫隙。為了軸承襯套在徑向上均勻的負(fù)荷能力，縱向縫隙應(yīng)在套環(huán)的圓周上均勻分布地布置。此外，優(yōu)選在端側(cè)閉合地構(gòu)造的縱向縫隙。所述縱向縫隙獲得穩(wěn)定性并且允許材料節(jié)省和重量降低。
[0027]此外，一種結(jié)構(gòu)變型是有利的，在該結(jié)構(gòu)變型中，第一徑向軸承和/或第二徑向軸承至少通過三個在襯套的圓周上均勻地分布地布置的固定螺釘固定，所述固定螺釘從外部旋入襯套中。為此，優(yōu)選在襯套中加工用于所述固定螺釘?shù)穆菁y孔。固定螺釘可以分別以所旋入的螺釘端部嵌入到構(gòu)造在徑向軸承的外周上的凹部中。
[0028]為了簡單和無損壞地將軸插入襯套中，在襯套的縱向端部上優(yōu)選設(shè)置在內(nèi)側(cè)環(huán)繞的插