軸承組件的製作方法
2023-05-11 14:39:41
專利名稱：軸承組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承組件，特別涉及一種球形軸承組件。
背景技術：
圖1所示為一種已知類型的球形軸承1，包含軸承箱(housing)2和部分嵌入軸承箱2中的球體3。該軸承箱2包含具有球形軸承表面7的滾道4，圍繞著滾道4的套筒5，以及放置和粘合在滾道4和套筒5之間的彈性體6。滾道4和套筒5按照軸承箱2的中心軸同軸排列。該球體3被安裝在滾道4內，使得球體3可以在滾道4內自由的旋轉而防止任何大的平移運動。
該彈性體6用於吸收球體3相對於軸承箱2在徑向上的位移，所謂在徑向上即為在正交於軸承箱2的中心軸的方向上。因此，軸承組件1能夠抑制徑向振動並且補償安裝了軸承組件1的物體中的微小的不對準。
圖1的軸承組件1存在的問題是其在平行於軸承箱2的中心軸方向上因作用於球體3上的調節性力的裝配缺陷，下文稱作軸向力。作用在球體3上的軸向力導致球體3相對於軸承箱2的向軸的方向上，即在平行於中心軸的方向上，發生位移。由於滾道4與球體3的嚙合，球體3的軸向位移導致滾道4在同樣的方向上發生位移。相對於套筒5的滾道4的這種位移在滾道4和套筒5之間產生剪力。因此，滾道4相對於套筒5重複的和過度的軸向位移可以導致滾道彈性體以及套筒彈性體接觸面中的一個或者二者隨著彈性體6與滾道4和/或套筒5隨後的分離而切斷(shearing)。當這發生時，球體3和滾道4不受約束地從套筒5上分離，導致軸承1的損壞。
在球體3和軸承箱2之間有一個閾值轉矩，低於該值，不會引起球體3相對於軸承箱2的運動。高於該閾值轉矩，球體3會在軸承箱2中旋轉。圖1的軸承組件1因可以作用於軸承組件1的調節性旋轉力，即導致球體3在軸承箱2中旋轉的力低於閾值轉矩而裝配不良。由於作用於球體3和滾道4之間的摩擦力，球體3在滾道4中的旋轉促使滾道4做相似的旋轉。當軸承1通過幹涉配合成為一體時尤為如此，這會導致軸承箱2被放射性地壓縮。任何相對於套筒5的滾道4的旋轉將再次產生剪力。其結果是，雖然軸承1設計成便於球體3在軸承箱2中旋轉，但是當球體3低於閾值轉矩重複旋轉時，由於滾道彈性體和/或套筒彈性體接觸面的切斷，軸承1容易損壞。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種能夠克服上述設計中的一個或多個所述缺陷的軸承組件。特別是，本發明的一個目的是提供一種在調節性軸向力和/或旋轉力方面更有效的軸承組件。
因此，在第一個實施例中，本發明提供了一種軸承組件，包括軸承箱和至少部分嵌入該軸承箱中的球體，所述軸承箱包括具有凹形的軸承表面並容納至少球體的一部分的滾道；圍繞滾道的套筒；以及放置在滾道和套筒之間的彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
較佳地，所述至少一對凸起處和凹進處相互結合使得在滾道相對於套筒旋轉時彈性構件被壓縮。
更佳地，滾道和套筒按照中心軸同軸排列並且所述至少一對凸起處和凹進處相互結合使得滾道按照中心軸相對於套筒旋轉時彈性構件被壓縮。
較優地，至少一對相互結合的凸起處和凹進處是環形的。
便利地，各對凸起處和凹進處具有內凹輪廓。
較佳地，彈性構件厚度均勻並且滾道的鄰接彈性構件的表面包括一個或多個凸起處和凹進處並且套筒的鄰接彈性構件的表面包括一個或多個相互結合的凹進處或凸起處。
便利地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面分別是凸面的和凹面的。
較優地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面具有不同的曲率或橢圓率。
較佳地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面中的至少一個是波皺的。
便利地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面包括至少一對凸起處和凸起處或凸起處和凹進處，當滾道相對於套筒移位時，它們彼此嚙合，從而防止滾道相對於套筒的進一步的移位。
在第二個實施例中，本發明提供了一種軸承組件，包括軸承箱和至少部分嵌入該軸承箱中的球體，所述軸承箱包括具有凹形軸承表面並容納至少球體的一部分的滾道；圍繞滾道的套筒；以及放置在滾道和套筒之間的彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面具有不同的曲率。
便利地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面之一是平的環形表面。
可選地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面分別是凸面的和凹面的。
較佳地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面中的至少一個具有非球形的曲率，即非零橢圓率。
較優地，彈性構件的厚度是非均勻的。
較佳地，彈性構件在軸承箱中心的厚度大於在軸承箱末端的厚度。
可選地，彈性構件在軸承箱末端的厚度大於在軸承箱中心的厚度。
便利地，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
較優地，球體和滾道的軸承表面是球形的。
便利地，球體包括一個或多個臂。
可選地，球體包括鑽孔。
較優地，自潤滑襯套放置在滾道和球體之間。
在第三個實施例中，本發明提供了一種製造軸承組件的方法，包括下列步驟提供一個球體；用一個具有凹形軸承表面的滾道圍繞球體；用一個套筒圍繞滾道；並且在滾道和套筒之間設置彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
較佳地，用滾道圍繞球體的步驟包括在球體上型鍛(swaging)滾道。
較優地，用套筒圍繞滾道以及在滾道和套筒之間設置彈性構件的步驟包括用彈性構件圍繞滾道並且在彈性構件上型鍛套筒。
便利地，設置彈性構件的步驟包括通過注入工藝在滾道上模製彈性體。
較佳地，彈性體被額外地模製在套筒上。
為了使本發明可以被容易地理解，並使得其進一步的特徵可以被認知，本發明的實施例，將通過實例的方式，參照附圖來說明。其中圖1是一種已知的軸承組件的橫截面圖；圖2是按照本發明的第一實施例的軸承組件的橫截面圖；圖3是按照本發明的第二實施例的軸承組件的橫截面圖；圖4a和4b是表示本發明的軸承組件的軸承箱部位的分解橫截面圖；圖5是按照本發明的第三實施例的軸承組件的橫截面圖；和圖6是按照本發明的第四實施例的軸承組件的橫截面圖。
具體實施例方式
圖2的軸承組件10包括軸承箱11，內有部分嵌入並且可旋轉安裝的球體12。
較佳地，球體12是球形的。然而，如下面提請注意的，球體12的形狀可選球狀體(spheroid)。表示在圖2中的軸承組件10的球體12是一個完全的球體。然而，球體12的只是與軸承箱11嚙合(即接觸)的部分需要是球形。因此，球體12可選為不完全的球體或者球狀體，如圖3和5中所示。
球體12附有一對臂13，各臂在球體12的對側、遠離軸承箱11的方向上延伸。較佳地，球體12和臂13是整體的從而形成單一部件。臂13用於將軸承組件10安裝在其他的部件上，而且可以設有諸如螺紋26或鑽孔27。
球體12可附有單臂13以替代一對臂13，如圖3的實施例中所示。另外，如圖5中所示，球體12可以不附有臂，取而代之包括用於容納杆、軸等的鑽孔20。
軸承箱11包含具有凹形軸承表面17的滾道14，安排在滾道14周圍的套筒15以及放置在滾道14和套筒15之間的彈性構件16。滾道14和套筒15按照軸承箱11的中心軸同軸排列。
球體12被安裝在滾道14內，使得球體12可以在滾道14內在至少一個方向上(最好在所有方向上)自由地旋轉。滾道14的軸承表面17的形狀或者曲率最好與球體12的保持一致。另外，球體12和滾道14的軸承表面17最好都是球形的。也就是說，軸承表面17和球體12安裝在滾道14內的部分具有球面曲率。在使用球形的球體(sphericalball)12和軸承表面17時，球體12可以在滾道14內在所有方向上自由地旋轉。然而，會有一些場合需要非球形的球體12和軸承表面17(例如扁圓的或者扁長的球狀體)，例如當需要抑制球體12在特定方向上的旋轉時。
軸承表面17的直徑最好只稍稍大於球體12的直徑，使得球體12既可以旋轉，同時又可以防止球體12在滾道14內的任何大的平移運動。
彈性構件16最好完全圍繞滾道14的最外表面18延伸，從而在滾道14和套筒15之間形成一個套環。另外，彈性構件16最好由彈性材料，諸如橡膠製成。然而，也可以使用其它提供彈力的方式，諸如密封的液體。
滾道14的鄰接彈性構件16的最外表面18是凸面的並且套筒15的鄰接彈性構件16的最內表面19是凹面的。滾道14和套筒15的鄰接彈性構件16的表面18，19具有相對應的外形。也就是說，表面18，19的曲率或者橢圓率的程度相同。
由於滾道14和套筒15鄰接彈性構件16的彎曲表面18，19，無論何時滾道14和套筒15在軸向上，即平行於軸承箱11的中心軸的方向上，彼此相對運動時，彈性構件16被壓縮。另外，當滾道14和套筒15相對於彼此在軸的方向上進一步發生移位時，彈性體16進一步被壓縮。因此，該軸承組件10裝配得能夠很好地吸收作用在軸承組件上的軸向力，即可造成球體12相對於軸承箱11在朝向滾道14的開放端方向移位的力。而且，該軸承組件10特別能夠適合於很好地阻止過度的軸向力，否則這些軸向力會導致圖1中的球形軸承的彈性接觸面切斷。
滾道14鄰接彈性構件16的最外表面18包括環形凹進處或凹槽21並且套筒15鄰接彈性構件16的最內表面19包括環形凸起處22。凹進處21和凸起處22對準並相互結合使得彈性構件16被收入凹進處21中並且還被凸起處22圍繞。
彈性構件16被凹進處21收入的結果是，滾道14相對於彈性構件16的任何運動造成彈性構件被壓縮。只有一個例外，這就是當滾道14相對於彈性構件16按照與限定環形凹進處21相同的軸旋轉時，在圖2所示的實施例中，滾道14與軸承箱11的中心軸一致。另外，當彈性構件16圍繞凸起處22時，套筒15相對於彈性構件16的任何運動造成彈性構件16被壓縮；再者，具有相同的例外。因此，任何時候滾道14和套筒15相對於彼此發生移位時，相互結合的凹進處21和凸起處22使得彈性構件16被壓縮。而且，當滾道14進一步相對套筒15移位時，由相互結合的凹進處21和凸起處22產生的彈性構件16的壓縮增大。
因此，凹進處21和凸起處22相互結合可以阻止作用在軸承組件10上的力。例如，當軸向力作用在球體12上時，滾道14相對於套筒15在軸的方向上移位。然後，相互結合的凹進處21和凸起處22造成彈性構件16被壓縮，從而對滾道14相對於套筒15的軸向移位提供漸增的阻力。以此方式，彈性構件16和相互結合的凹進處21和凸起處22發生作用從而抑制軸向力並且防止會導致彈性構件16與滾道14和/或套筒15的接觸面發生切斷的過度的軸向力。
相互結合的凹進處21和凸起處22還用於吸收作用在球體12和軸承箱11之間的旋轉力。由於作用在球體12和滾道14的軸承表面17之間的摩擦力，任何時候球體12在滾道14內旋轉時，滾道14都要經受力。當軸承組件10通過幹涉配合成為一體時尤為如此。由於幹涉配合導致軸承箱11的放射性壓縮，滾道14通常被壓在球體12上。因此，球體12和滾道14之間的摩擦力可能會相當大。當球體12在滾道14內旋轉時，滾道14在球體12的旋轉方向上經受移位。滾道14相對於套筒13的這個移位產生剪力，它會導致彈性構件16與滾道14和/或套筒15的接觸面損壞。當滾道14的最外表面18和/或套筒15的最內表面19是球狀地彎曲時，尤為如此。
當滾道14和套筒15的鄰接彈性構件16的接觸表面18，19上具有相互結合的凹進處21和凸起處22時，任何時候滾道14相對於套筒15旋轉時，彈性構件16被壓縮。因此，該軸承組件10不僅能夠調節放射和軸向力，也能夠調節旋轉力。
當凹進處21和凸起處22是環形的，任何時候滾道14和套筒15按照限定環形凹進處21的軸相對於彼此旋轉時，彈性構件16不被壓縮。這可以通過採用非環形凹進處和凸起處達到目的。可選地，多於一對的凸起處和凹進處可以被設置在滾道14和套筒15的接觸面18，19上。事實上，接觸面18，19可以採用各種形式的凸起處和相互結合的凹進處。例如，凸起處22和凹進處12可以是從軸承表面17的一個開口端到另一端的螺旋形式，多個凹痕和突塊，或者接觸面18，19可以是波紋的從而提供波狀的外形。
同時參照已經說明過的滾道14的最外表面18上的凹進處21和套筒15的最內表面19上的凸起處22，將可以理解，當取而代之凹進處21被形成在套筒15的表面19上並且凸起處22被形成在滾道14的表面18上時，可以獲得相同的技術效果。事實上，當採用超過一對相互結合的凸起處和凹進處時，滾道14和套筒15的各表面18，19既可以包括凸起處也可以包括凹進處。
各凸起處和凹進處的外形最好是光滑的，即，沒有任何的尖銳的角。那麼就會簡化軸承箱11的製造和裝配，如下所述。
彈性構件16最好粘合在滾道14和套筒15二者上。然而，當凸起處22和凹進處21的作用是使彈性構件16保持在適當的位置上時，彈性構件16沒有必要與滾道14或者套筒15粘合起來。
如已提示的，滾道14和套筒15的鄰接彈性構件16的表面18，19最好是彎曲的，使得在任何時候滾道14和套筒15在軸向上相對於彼此運動時，彈性構件16可被壓縮。雖然分別具有凸面的和凹面的外形的滾道14和套筒15的表面18，19已經進行了說明，當然表面18，19顯然可以分別具有凹面的和凸面的外形。另外，由於凸起處22和凹進處21的要求，滾道14和套筒15的鄰接彈性構件16的表面18，19不需要是彎曲的而且可以同為平面的。
按照如上所述的和圖2中所示的軸承組件10的實施例中，彈性構件16的鄰接滾道14和套筒15的表面沒有凹進處21和凸起處22。然而，如現在將要參照圖3說明的，凹進處21和凸起處22可以同樣地形成在彈性構件16的表面上。
圖3所示為按照本發明的軸承組件10的可選實施例。再一次，軸承組件10包括軸承箱11，內有嵌入並且可旋轉安裝的球體12。然而，不同於圖2的實施例，圖2中的球體12是一個完全的球體，本實施例的球體12僅僅是部分的球體。另外，該球體12被完全地嵌入軸承箱11中，不同於圖2的實施例那樣部分地嵌入。
球體2連接有單臂13，它遠離軸承箱11延伸。再次，臂13可以設有，舉例說，螺紋26或者鑽孔27。
滾道14和套筒15的鄰接彈性構件16的表面18，19是平面的，即沒有曲率。然而，表面18，19中的一個或者二者同樣可以是彎曲的。另外，表面18，19的曲率或者橢圓率可以彼此不同。例如，滾道14的最外表面18的曲率可以是球形的(即具有零橢圓率)，同時套筒15的最內表面19的曲率可以是類似球體的(即具有非零橢圓率)。
彈性構件16被粘合在滾道14的最外表面18上並且最好被粘合到套筒15的最內表面19上。然而，如下所述，套筒15和彈性構件16的鄰接表面18，24具有相互結合的凸起處22和凹進處21，並因此，彈性構件16無需粘合在套筒15上。滾道14的最外表面18和彈性構件16的鄰接表面23是光滑的，即沒有任何凸起處或者凹進處。另一方面，套筒15的最內表面19包括一對環形凸起處22，它與形成在彈性構件16的鄰接表面24上的一對環形凹進處21(即凹槽)相互結合。這對凹進處21和凸起處22再次相互結合，使得任何時候，無論是軸向力還是旋轉力作用的結果，滾道14和套筒15相對彼此發生移位時，彈性構件16被壓縮。
在軸承組件10遭受反覆的或者過度的軸向或者旋轉力後，當極可能切斷的接觸面是在套筒15和彈性構件16之間時，該軸承組件10的這種設計是特別的有利。
圖1的球形軸承1的軸承箱2一般通過將彈性體6直接模製在滾道4的最外表面上，在彈性體6的暴露表面上施加粘合劑，然後在彈性體6上型鍛套筒5，來製造。其結果是，彈性體6粘合在滾道4上比粘合在套筒5上更牢固。因此，軸承組件1的任何剪切力很可能發生在套筒5和彈性體6的接觸面處。另一方面，對於本發明的軸承組件10，形成在套筒15和彈性構件16的鄰接表面19，24上的凹進處21和凸起處22相互結合以防止，或至少極大地降低在該接觸面的切斷髮生的可能性。
當然可以理解，凹進處21和凸起處22可以額外地，或者可選地，形成在滾道14的最外表面18和彈性構件16鄰接滾道14的表面23上。再次，凹進處21和凸起處22可以為各種形式，例如螺旋形，凹痕/突塊，波皺形。
關於本發明的軸成組件10，凹進處21和凸起處22被設置在滾道14，套筒15和彈性構件16的兩個或多個鄰接表面18，19，23，24上。其結果是，作用在軸承組件10上的軸向力和/或旋轉力不可能導致在滾道14和彈性構件16之間以及在套筒15和彈性構件16之間的接觸面的損壞。然而，有可能一個或者兩個接觸面會損壞。另外，軸承組件10可能會遭受彈性構件16自身的損壞。例如，彈性構件16會通過中心切斷或者在凸起處22和/或凹進處21處撕裂。彈性構件16或者其接觸面的損壞可能會潛在地導致滾道14從套筒15中分離，從而導致球體12從軸承箱11中分離。
為了防止由於彈性構件16或者其接觸面的損壞導致的滾道14和套筒15的分離，滾道14和套筒15鄰接彈性構件16的表面18，19最好是彎曲的。另外，套筒15最好在平行於軸承箱11的中心軸的方向上沿滾道14延伸，使得在軸承箱11的端部處套筒15的內徑(即套筒15的最內表面19的直徑)小於軸承箱11的中心或者赤道處的滾道14的外徑(即滾道14的最外表面18的直徑)。由此，一旦接觸面或者彈性構件16損壞，就能夠防止在平行於軸承箱11的中心軸方向上滾道14與套筒15分離。
可選地，或者額外地，滾道14和套筒15鄰接彈性體16的表面18，19中的一個(下文中所指第一表面)包括至少一個凸起處並且滾道14和套筒15的另外一個表面18，19(下文中所指第二表面)包括至少一個凹進處和/或凸起處，當彈性構件16損壞時，它與第一表面的凸起處嚙合。在此例中的嚙合應該被理解為，只要滾道14和套筒15相對於彼此運動時，第一表面的凸起處用於防止第二表面的凸起處或者凹進處通過。因為第一表面的凸起處不能通過第二表面的凸起處/凹進處，所以可以防止滾道14和套筒15的分離。
圖4a和4b表示形成在滾道14和套筒15的表面18，19上的凹進處21和凸起處22的可能的例子，當彈性構件16損壞時，它們嚙合起來。
在圖4a中，凹進處21形成在滾道14的表面18上並且相互結合的凸起處22形成在套筒15的表面上。彈性構件16具有均勻的厚度且沒有任何的凹進處或凸起處。凹進處21的深度和凸起處22的高度均大於彈性構件16的厚度。因此，一旦彈性構件16或其與滾道14或套筒15的接觸面出現損壞時，可防止凸起處22從凹進處21脫離。
在圖4b中，一對凸起處22a形成在滾道14的表面18上，且單一的凸起處22b形成在滾道14的兩個凸起處22a之間位置處的套筒15的表面19上。本例子中的彈性構件16包括三個凹進處21，各凹進處21形成在凸起22a和22b處並與凸起處22a和22b相互結合。各凸起處22a和22b的高度大於彈性構件16正常厚度的一半。更精確地，任何一對嚙合凸起處22a和22b的總高度均大於彈性構件16的厚度。結果，當彈性構件16或其接觸面損壞時，套筒15的單一的凸起處22b可被防止通過滾道14的任意一個凸起處22a。
圖5表示按照本發明的軸承組件10的另外的實施例。在此進一步的實施例中，組件10的球體12是完全嵌入軸承箱11內部的不完全的球體並具有穿過中心接納杆、軸等等的鑽孔20。如同在圖2和3中表示的軸承組件10的實施例一樣，作為選擇球體12可是完全的球體(或完全的/部分的球狀體)並可以包括連接到球體12上的一個或多個臂。
滾道14的最外表面18是凸面的，同時套筒15的最內表面19是凹面的。套筒15的最內表面19的曲率或橢圓率的程度大於滾道14的最外表面18的曲率或橢圓率的程度，即套筒15的表面19與滾道的表面18是凸面的相比是更凹。因此，彈性構件16具有非均勻的厚度且其在軸承箱11的中心或赤道線處比在軸承箱11的末端處厚。
在圖2至4中表示的軸承組件10的實施例中，滾道14的最外表面18和套筒15的最內表面19具有同樣的曲率或橢圓率的程度；平面表面是一個沒有曲率度或橢圓率等於1的表面。因此，彈性構件16可被看作具有均勻的厚度。即使當彈性構件16包括一個或多個凹進處或凸起處時，在各方面沒有凸起處或凹進處的彈性構件16的厚度是不變的。相比之下，圖5中的軸承組件10的彈性構件16在厚度上是變化的。
滾道14、套筒15和彈性構件16彼此鄰接的表面18、19、23和24優選地是沒有凹進處21和凸起處22。然而，可能仍然為表面18、19、23和24提供一對或多對相互結合的凸起處和凹進處。尤其一對或多對相互結合的凸起處和凹進處可能形成在滾道14的最外表面18和彈性構件16的鄰接表面23上。
當軸承組件10受到重複的或過度的軸向力或旋轉力，可能切斷的接觸面在套筒15和彈性構件16之間時，軸承組件10的這種設計，像圖3那樣，是較佳的。由於套筒15的表面19凹形的形狀，滾道14相對於套筒15的任何的軸向位移都將引起彈性構件16向著套筒15的表面19被壓縮。因此，防止滾道14和套筒15分離。
套筒15的最內表面19的曲率優選是非球形的，即具有非零的橢圓率。因此，滾道14相對於套筒15的任何旋轉都將引起彈性構件16向著套筒15的凹形表面19被壓縮；對此僅有的例外是當滾道14和套筒15按照軸承箱11的中心軸相對於彼此旋轉時。優選地，套筒15的最內表面19是扁圓的，更加優選地是具有在0.80和0.97之間的扁圓率(平方根(1-(c/a)2))。
儘管對於具有凹形輪廓的套筒15的最內表面19已經進行了介紹，應該理解，在具有凸面的表面19中能取得同樣的技術效果。在這種情況下，彈性構件16在軸承箱11的末端比在軸承箱11的中心或赤道線處厚。
滾道14的最外表面18優選是彎曲的(凸面的或凹面的)從而在滾道彈性構件接觸面損壞時防止滾道14和套筒15額外地分離。然而，滾道14的表面18作為選擇可是平面的，尤其當彈性構件16牢固地連接到滾道14時(例如通過直接將彈性構件16模製到滾道上)。
圖5中表示的特定的實施例是在不耐用的套筒彈性構件接觸面防止軸承組件10損壞而專門設計的。當然顯而易見，一旦不耐用的接觸面在滾道14和彈性構件16之間，則滾道14和套筒15的表面18和19的外形可以顛倒。
在上面描述的軸承組件10的所有實施例中，潤滑劑或自潤滑襯套(未顯示)可以設置在球體12和滾道14的軸承表面17之間以減小摩擦。
圖6表示軸承組件10的另外的實施例，其中彈性構件16被提供作為部分插入物(insert)25。插入物25包括內圓柱壁28和外圓柱壁29，外圓柱壁29環繞著內圓柱壁28並與內圓柱壁28同軸。彈性構件16被設置在插入物25的內圓柱壁28和外圓柱壁29之間。
在軸承組件10的製造期間，將插入物插入在滾道14和套筒15之間。一旦插入在滾道14和套筒15之間，插入物25的內壁28便形成滾道14的一部分，插入物25的外壁29便形成套筒15的一部分。
內壁28的最內表面30和外壁29的最外表面31是平的環形平面。相似地，滾道14的最外表面18和套筒的最內表面19也是平的環形平面。因此，插入物25可容易地被插入在滾道14和套筒15之間。將插入物25插入後，內壁28和外壁29的末端32是可變形的並被用柱支撐在滾道14和套筒15的末端上，從而可將插入物25穩固地保留在滾道14和套筒15之間。
內壁28和外壁29鄰近彈性構件16的表面包括多對相互結合的凹進處21和凸起處22。就像上述關於圖2至5的實施例所描述的，凹進處和凸起處可形成在從彈性構件16的表面和內壁28與外壁29鄰近彈性構件16的表面中選擇的任何兩個和多個表面上。額外地，或作為選擇，內壁28和外壁29的鄰近彈性構件16的表面可具有不同的曲率從而彈性構件具有非均勻的厚度。
現在將描述製造圖2至5的軸承組件的方法。軸承組件10優選地通過首先在球體12上型鍛滾道14而製造。於是任何的凸起處或凹進處在滾道14的最外表面18上用機器加工。然後將彈性構件16粘合到滾道14的最外表面18上。彈性構件16優選是通過注射模塑法直接鑄造在滾道14的最外表面18上的彈性體。通過將彈性構件16直接鑄造在滾道14上，彈性構件16填充形成在滾道14的最外表面18上任何的凹進處並環繞形成在滾道14的最外表面18上的任何的凸起處。形成在彈性構件16的最外表面24中的任何凸起處或凹進處優選地在模製過程中形成。於是用機器加工套筒15的最內表面19以包括任何必要的凸起處或凹進處。最後，在彈性構件16上型鍛套筒15。在彈性構件16上型鍛套筒15之前，優選地在套筒15和彈性構件16之間使用一層粘合劑，從而將彈性構件16粘合到套筒15上。
軸承組件10的彈性取決於彈性構件16在滾道14和套筒15之間被壓縮的程度。優選地，均勻地壓縮彈性構件16，即在彈性構件16的各個方面上壓縮的程度是同樣的，從而軸承組件10的彈性是恆定的。對於那些彈性構件16具有均勻厚度的軸承組件10的實施例，需要均勻地壓縮彈性構件16的計算是相當簡單的。特別，在彈性構件16上型鍛套筒15以達到彈性構件16的均勻壓縮做起來相當簡單。
與其在滾道14上模製彈性構件16，然後在彈性構件16上型鍛套筒15，不如首先將套筒15放置在滾道14周圍，然後在滾道14和套筒15之間模製彈性構件16。以這種方式，直接將彈性構件16粘合到滾道14和套筒15上。
當然，應該理解在軸承組件製造中依慣例使用的其他方法可以作為選擇或額外地在本發明的軸承組件的製造中使用，並且上述描述的過程僅通過舉例的方式被提供。例如，可在單獨的過程中模製彈性構件16，然後將其拉至滾道14的最外表面18上。另外，可將軸承箱11作為獨立元件形成，然後在球體12上型鍛。
關於本發明的軸承組件，其比公知的球形軸承更有效地吸收和抑制軸向力和旋轉力。特別，軸承組件能夠抵抗軸向力和旋轉力，否則，該軸向力和旋轉力會造成公知的球形軸承的彈性接觸面切斷。
當在本說明書和權利要求中使用時，術語「包括(comprises)」和「包括(comprising)」以及其變形是指包括的特定的特徵、步驟或整體。該術語不能被解釋成排除其他特徵、步驟或組件的存在。
在前述的說明書，或下述的權利要求書，或附圖中公開的，以其特定的形式或按照執行公開功能的裝置，或達到公開結果的方法或過程表達的特徵，適當的，可利用單獨地或任何這些特徵的結合以其各種各樣的形式實現本發明。
權利要求
1.一種軸承組件，包括軸承箱和至少部分地嵌入該軸承箱中的球體，所述軸承箱包括具有凹形軸承表面並容納至少球體的一部分的滾道；圍繞該滾道的套筒；以及放置在該滾道和該套筒之間的彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
2.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，所述至少一對凸起處和凹進處相互結合，從而在滾道相對於套筒旋轉時彈性構件被壓縮。
3.如權利要求2中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒按照中心軸同軸排列並且所述至少一對凸起處和凹進處相互結合，從而滾道按照中心軸相對於套筒旋轉時至少彈性構件的一部分被壓縮。
4.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，至少一對相互結合的凸起處和凹進處是環形的。
5.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，各凸起處和凹進處具有內凹輪廓。
6.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，彈性構件厚度均勻並且滾道的鄰接彈性構件的表面包括一個或多個凸起處和凹進處並且套筒的鄰接彈性構件的表面包括一個或多個相互結合的凹進處或凸起處。
7.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面分別是凸面的和凹面的。
8.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面具有不同的曲率。
9.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面中的至少一個是波皺的。
10.如權利要求1中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面包括至少一對凸起處和凸起處或凸起處和凹進處，當滾道相對於套筒移位時，它們彼此嚙合，從而防止滾道相對於套筒的進一步的移位。
11.一種軸承組件，包括軸承箱和至少部分地嵌入該軸承箱中的球體，所述軸承箱包括具有凹形軸承表面並容納至少球體的一部分的滾道；圍繞滾道的套筒；以及放置在滾道和套筒之間的彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面具有不同的曲率。
12.如權利要求11中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面之一是平的環形表面。
13.如權利要求11中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面分別是凸面的和凹面的。
14.如權利要求11中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面中的至少一個具有非球形的曲率。
15.如權利要求11中所述的軸承組件，其特徵在於，彈性構件的厚度是非均勻的。
16.如權利要求15中所述的軸承組件，其特徵在於，彈性構件在軸承箱中心的厚度大於在軸承箱末端的厚度。
17.如權利要求15中所述的軸承組件，其特徵在於，彈性構件在軸承箱末端的厚度大於在軸承箱中心的厚度。
18.如權利要求11中所述的軸承組件，其特徵在於，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
19.如權利要求1、11中任一所述的軸承組件，其特徵在於，球體和滾道的軸承表面是球形的。
20.如權利要求1、11中任一所述的軸承組件，其特徵在於，球體包括一個或多個臂。
21.如權利要求1、11中任一所述的軸承組件，其特徵在於，球體包括鑽孔。
22.如權利要求1、11中任一所述的軸承組件，其特徵在於，自潤滑襯套放置在滾道和球體之間。
23.一種製造軸承組件的方法，包括下列步驟提供球體；用具有凹形軸承表面的滾道圍繞球體；用套筒圍繞滾道；並且在滾道和套筒之間設置彈性構件，其中，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。
24.如權利要求23中所述的方法，其特徵在於，用滾道圍繞球體的步驟包括在球體上型鍛滾道。
25.如權利要求23中所述的方法，其特徵在於，用套筒圍繞滾道以及在滾道和套筒之間設置彈性構件的步驟包括用彈性構件圍繞滾道並且在彈性構件上型鍛套筒。
26.如權利要求23中所述的方法，其特徵在於，設置彈性構件的步驟包括通過注入工藝在滾道上模製彈性體。
27.如權利要求26中所述的方法，其特徵在於，彈性體被額外地模製在套筒上。
全文摘要
一種軸承組件包括軸承箱和至少部分地嵌入該軸承箱中的球體，所述軸承箱包括具有凹形軸承表面的滾道；圍繞滾道的套筒；以及放置在滾道和套筒之間的彈性構件，滾道和套筒的鄰接彈性構件的表面以及彈性構件的表面較佳地包括至少一對相互結合的凸起處和凹進處。可供選擇地，或者另外，滾輪和套筒的鄰接彈性構件的表面具有不同的曲率。
文檔編號F16C11/06GK1757944SQ20051010826
公開日2006年4月12日 申請日期2005年10月8日 優先權日2004年10月6日
發明者艾倫·克拉克, 保羅·史密斯 申請人:美蓓亞株式會社