CN101140013B - 组合装配环 - Google Patents
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Abstract
一种弹性材料的组合装配环,用于连接在一个外壳的孔内部的转轴,其具有带径向延伸突起的中空的圆柱形零件。该零件用于放置在所述转轴的外表面和所述孔内表面之间。所述径向延伸的突起处于压缩状态从而将所述转轴固定在所述孔的内部。所述组合装配环还具有一个从所述圆柱形零件径向向内的轴向弹簧元件,并且在不同的轴向位置具有两个部分。所述轴向弹簧元件用于放置在所述转轴和从所述转轴沿轴向移动的本体之间,并用于最小化在所述外壳的所述孔内部的所述转轴的轴向移动。该轴向弹簧元件可以是从所述圆柱形零件的轴向边缘延伸出的环形零件或者调整翼片。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配环,还涉及一种组件,该组件具有一个其中有孔的外壳和一个容纳于该孔、通过该种装配环被连接到该孔并被定位在该孔中的转轴或者轴承(在下文中术语“转轴”包括轴承)。
背景技术
用装配环将外壳和容纳在该外壳的孔内的轴连接到一起是公知的。可使用公差环将该轴保持在孔内的适当位置,或者可将公差环用作限力器,从而能够在轴和外壳之间传递转矩。例如,只要转矩未超出某预定值,使用公差环来传递转矩。使用公差环允许适应轴和孔的直径的微小变化而不影响外壳和轴的互连。
常规公差环一般包括弹性材料带,该弹性材料例如是诸如弹簧钢之类的金属,该弹性材料带的端部组合在一起形成带。条状突起从环径向向外延伸或者朝向环的中心径向向内延伸。通常,该突起是构形物,可能是规则的构形物,诸如波纹、脊、波状或指状物。
当环位于环状空间内时,例如位于轴承外部的外表面和其中放置该轴承的外壳的孔之间时,突起被压缩。每一突起充当弹簧并且对轴承和孔的表面施加径向力,从而在轴和外壳之间提供过盈配合。由于公差环传递转矩,外壳或轴承的外部的转动会引起轴承或外壳中的另一个的相似转动。同样地,由于环传递线性力,外壳或轴承外部的线性运动会引起轴或外壳中的另一个的相似线性运动。
如果力(转动的或线性的)被施加到轴承的外部和外壳中的一个或者两个上,由此使得配合部件之间的合力大于特定阈值,则轴或外壳将相对于彼此运动,即,它们将滑动。在本申请中,该阈值被称作轴承、外壳和公差环的“滑动力”。
虽然公差环通常包括弹性材料条,该弹性材料条被弯曲以使得能够通过重叠该条的端部来容易地形成环,但公差环也可被制成环状带。
因此,通过突起在组件的配合部件之间被压缩而提供的过盈配合,公差环能提供转矩传递或转矩限制功能,能够提供轴向保持力或轴向滑动力控制。
图1示出了一种公知的公差环1。该公差环1包括弹簧钢制成的带11,其端部12、13被组合在一起以形成带。条状突起14从带的内圆周表面17径向向内延伸。该突起14是规则的起皱构造。条状突起14被弹性材料11的带的环形区域15、16沿轴向侧面围绕,该环形区域15、16没有构造。
图2示出了在电机中使用时的图1的公知的公差环1。当装配图2示出的部件时,该电机包括安装在外壳3中的转轴5上的转子6。转轴5穿过轴承2、公差环1、波状垫片4(下文论述)以及电机的后盖7。在装配电机的时候,公差环1放置在外壳3中,接着每个轴承2被压进外壳3中的公差环1之一中,以压缩如上所述的公差环1的突起14,从而无须用紧配合的机加工公差或粘结来相对于外壳3定位每个轴承2。
诸如图2的电机中的轴承、外壳以及公差环的公知组件的问题在于,如果该组件变热,外壳可以膨胀从而增加外壳和轴承的外部之间的环形空间。当出现该种情况时,可以允许轴承相对于外壳轴向移动,并且可以允许轴承的滚道相对于彼此轴向移动(即振动),这将产生轴承的滚珠和滚道间的过度磨损,并且还减少NVH(噪音,振动和粗糙)性能。为对此进行补偿,公知的是使用靠近轴承的“波状垫片”以预加载该轴承。预加载是施加横跨一对轴承的受控的轴向载荷,以促使滚动元件呈现一接触角进而去除内部游隙,即,缓冲或防止轴承的零件相对于彼此轴向移动。
“波状垫片”是一片诸如弹簧钢的弹性材料,其一般采取的箍或环的形式。但是,“波状垫片”的材料在径向-周向平面可以采取波纹的形式而不是平箍,以使得关于径向-周向平面带的某些部分从该平面比其他部分进一步轴向延伸。该构造允许波状垫片用作轴向弹簧。
图2示出了一对公知的波状垫片4。当装配图中的部件时,轴承2的内部滚道22的面2a邻接转轴5的面5a、5b,并且波状垫片4邻接轴承2的外部滚道23的轴向相反面2b。然后可以说轴承2被预加载。
图3示出了当装配图2中的部件时左手侧穿过图2的该对轴承2之一的轴承的横截面。图3显示了被推向左边(通过转轴)的轴承2的内部滚道22,轴承2的外部滚道23被推向右边(通过弹性波状垫片4)。因此,即使该组件变热并且公差环1没能提供轴承2和外壳3之间的充分的过盈配合以防止外部滚道23和外壳3相对轴向移动,以及由此产生轴承2的滚道22、23的相对轴向移动,该波状垫片4也促使滚动元件呈现一接触角“α”进而去除内部游隙。
尽管公差环和波状垫片具有许多有益的贡献,它们也可能是耗时的并且在装配时难于配合的。
发明内容
因此,本发明已经将公差环的优点和波状垫片的优点结合进一个单一部件。然而,在该发明的制造中,已经意识到改变公差环和/或垫片的结构是可行的并且仍可得到每一个的优点。因此需要有一个具有类似于公差环的那些突起的突起的圆柱零件以及一个提供轴向弹性的零件,因为其在不同的轴向位置都具有零件,但两个零件都不必是连续的。
例如,等同于公差环的零件可以具有多重的不连续,因为对应于波状垫片的零件可以提供支撑,该支撑在有多重裂口的公差环中将不被提供。
类似地,等同于波状垫片的零件也可以具有不连续,因为被不连续分界的垫片部分均可由等同于公差环的零件支撑。因此,等同于波状垫片的零件可以是全材料箍或部分材料箍。事实上,该零件可根本不具有环形形状,而是简单地包括包括若干离散的元件,每个均分别附着到公差环上。
因此,根据本发明的第一方面,提供一种组合装配环,包括:
一个中空的圆柱形零件,该零件在其圆周上具有至少一个轴向延伸的不连续以及一系列从不连续处径向延伸的突起;以及
一个轴向弹簧元件,其从该圆柱形零件径向向内延伸且与该圆柱形零件整体形成,该轴向弹簧元件具有在第一轴向位置的第一部分,该第一部分连接到在第二轴向位置的第二部分,该第二轴向位置与该第一轴向位置不同,该第一轴向位置在轴向弹簧元件接合到圆柱形零件处,并且该第一部分和该第二部分沿圆周是非对准的。
此外,跟据本发明的第一方面的第一设计,可以提供一种弹性材料的组合装配环,包括:
一个中空的圆柱形零件,该零件在其圆周上具有至少一个轴向延伸的不连续以及一系列从不连续处径向延伸的突起;以及
一个环形零件,其从所述的圆柱形零件径向向内延伸并与其整体形成,所述的环形零件在第一轴向位置具有第一部分,该第一部分连接到在第二轴向位置的第二部分,该第二轴向位置与该第一轴向位置不同,该第一轴向位置在环形零件被接合到圆柱形零件处。
特征的组合减少了提供公差环和波状垫片所需的部件的数量。该圆柱形零件用作公差环并且环形零件用作波状垫片。此外,在组件中零件的装配是容易的,减少了提供对应于两种部件的零件所需供应商的数量,也减少了设置零件的成本。
应该指出的是,尽管我们上面提到轴向延伸的不连续,本发明不受限于不连续仅沿轴向延伸的情况。例如,不连续可以被倾斜以使得其具有一个轴向部件和一个例如部分沿周向的部件。
在圆柱零件中可以存在至少两个多重不连续,在此情况下邻接的不连续限定了其间的圆柱零件的部分。如果存在多个圆柱零件的该种部分,每个部分可以具有从其延伸出的多个所述突起的一个。在每个部分上可以存在相同数量的突起。在任何情况下,在各对相邻突起之间的突起的周向间隔可以相等。突起可以从圆柱零件径向向内延伸或径向向外延伸。
环形零件用作轴向弹簧。因为是由弹性材料制成的,当被施加轴向力以抵抗其减少第一部分和第二部分间的轴向距离而发生弹性变形时,环形零件具有吸收能量的能力,该力一去除,即恢复该能量并还原为其原始形状。
优选地,环形零件的第一部分和第二部分周向不对准。这使得第一部分和第二部分能够在轴向更容易地相对于彼此移动。可以布置环形零件的第一部分和第二部分使得环形零件沿相同的轴向或相反的轴向延伸,直到其中圆柱形零件从环形零件和圆柱形零件接合点延伸的位置。
环形零件可以具有多个该种的第一部分和第二部分,每个第一部分可以仅连接到单个的第二部分。替代的,每个第一部分可以连接到在其两侧相邻的第二部分。从而,环形零件可以是全材料箍或部分材料箍,即,在环形零件中可以存在零个、一个、或多个缝隙。
环形零件的第一部分和第二部分可以通过材料的弯曲波部接合。通过波浪构造接合在一起的多个第一部分和第二部分,可以环绕环形零件沿周向交替间隔。在环形零件中第一部分和第二部分之间可以存在缝隙,或者某些或者全部的第一部分可以包括平区,即仅位于径向-周向平面并且是非轴向延伸区域。又或者,环形零件可以被形成使得多个第一部分和第二部分通过围绕环形零件的连续波部接合在一起,即,在环形零件中没有平区或缝隙。
如果存在多个这种环形零件的第一部分和第二部分,优选地,所有第二部分可以被布置成使得第二部分彼此相同地设置在第一部分的同一轴向侧面上。优选的,所有第二部分均位于彼此同样的轴向位置,尽管它们可以位于不同的轴向位置。
无论环形零件的形式,优选地,所有第二部分之间的周向间隔彼此相等。
在本发明的第一方面的第一设计的组合装配环中,在轴向提供弹性的元件(即执行波状垫片功能的元件)具有环形形状。但是,通过多个离散的轴向弹簧元件提供这种弹性功能是可行的,每个轴向弹簧元件连接到实施公差环功能的圆柱形零件上的不同点。
因此,用于波状垫片的完整的环形零件不是必须的,这可以减少组合装配环所需的材料用量并减少制造过程中的材料浪费。下文提出的构造可以从材料的单面坯料切削成形而无需在坯料内部形成孔(例如,对应于环的内部)。
因此,根据本发明的第一方面的第二设计,提供一种弹性材料的组合装配环,包括:
一个用于安装在内部件和外部件之间的可变形的带,该带具有围绕其圆周的多个径向延伸的突起,用以在内部件和外部件之间提供过盈配合,以及
两个或多个离散的轴向弹簧元件,其从该可变形的带的轴向边缘径向向内延伸,每个轴向弹簧元件具有从第二接触表面移动的并弹性连接到第二接触表面的第一接触表面,该第一接触表面和第二接触表面沿轴向反向。
在使用中,轴向弹簧元件可以被夹在内部件和固定本体(例如,外部件的零件)之间,籍此,其通过第一接触表面和第二接触表面的相对轴向移动在内部件上施加一弹性力。如果内部件在外部件内部略微轴向移动,轴向弹簧元件的弹性可以补偿以维持内部件上的弹性力。从而,如果内部件包括轴承,轴向弹簧元件提供的载荷力可以被维持。
第一接触表面可以面向与带的轴向延伸方向相反的轴向方向,为此第二接触表面可以布置成邻接内部件。
每个轴向弹簧元件可以包括基本周向延伸的弹性材料(例如,弹簧钢)带,该弹性材料带变形以提供第一接触表面和第二接触表面。例如,该带可以具有中心零件和端部零件,该端部零件沿轴向被弯曲远离中心零件,终止于与中心零件轴向间隔开的边缘。中心零件可以是平的。第一接触表面可以是中心零件并且第二接触表面可以是在端部零件端部的带边缘。或者,该带可以包括一个或更多轴向延伸的突起,例如,波浪、起皱或诸如此类。该突起可以朝向或远离带的轴向延展的方向延伸。因此,第一接触表面和第二接触表面可以是带的一侧上的突起的顶部和相应的带的另一侧上的突起的基底面。虽然优选地突起与圆周带成一整体,但可以将其连接到圆周带,例如,粘合或焊接到圆周带。
一个或更多的突起的优点在于,它们的刚度可以根据其形状控制(不只是根据弹性材料的性能)。从而,可以塑形轴向弹簧元件以提供所预期的轴向载荷。
每个轴向弹簧元件可以通过调整翼片连接到带。该调整翼片可以被连接到带的轴向边缘。轴向弹簧元件、调整翼片和带可以由单独的一块材料整体地形成。因此调整翼片可以包括从带径向向内弯曲的材料带。该调整翼片可以被连接到它们各自的轴向弹簧元件的中心零件。在本实施例中,每个轴向弹簧元件可以为类似从带径向向内延伸的T形。
轴向弹簧元件可以以围绕带的圆周对称地布置。这可以使得能够在内部件上均匀地施加力。可以存在三个、四个或更多的轴向弹簧元件。
带上的每个径向延伸的突起可以包括圆形的凸脊,例如,波浪,其升至峰径并从峰径落下。在该种情况下,通过突起传递的力被集中在其与带相交的边缘周围(其“基底面”)。该突起可以从带向内或向外延伸。
该带可以是弹性开口环,例如,部分地围绕内部件的周边延伸的、材料的开口环。突起的构造可以相对于开口围绕环的圆周对称。该组件可以是特别稳定的。
内部件和外部件可以包括转轴,该转轴容纳于在外壳中形成的孔内。该孔可以完全地经过外壳延伸,或仅部分经过或进入外壳。内部件还可以包括安装在转轴上的轴承,该轴承可以通过轴向弹簧元件预加载。
因此,根据本发明的第二方面,可以提供一种组件,包括:
一个第一匹配部件,其是具有孔的外壳和所述转轴之一,其中该孔内有该转轴;
一个第二匹配部件,其是其内有转轴的孔和所述转轴中的另一个;
一个组合装配环,包括:
一个中空的圆柱形零件,其具有至少一个在其圆周上的轴向延伸的不连续以及一系列从不连续处径向延伸的突起;以及
一个轴向弹簧元件,从该圆柱形零件径向向内延伸且与该圆柱形零件整体形成,所述轴向弹簧元件在第一轴向位置具有第一部分,该第一部分连接到在第二轴向位置的第二部分,该第二轴向位置与所述第一轴向位置不同,所述第一轴向位置和所述第二轴向位置限定了其间的第一轴向距离,所述第一轴向位置在所述轴向弹簧元件接合到所述圆柱形零件处,并且所述第一部分和所述第二部分沿圆周是非对准的。
所述组合装配环被设置成使得所述圆柱形零件位于所述转轴和所述外壳之间;以及
一个本体,被设置成使得所述组合装配环的所述轴向弹簧元件位于所述本体和所述转轴之间;
其中所述转轴施加一个轴向力抵抗所述组合装配环的所述轴向弹簧元件,以使得减小所述第一轴向距离并且压缩所述轴向弹簧元件与本体接触;以及
其中所述第一匹配部件接触并施加一径向力抵靠所述组合装配环的所述圆柱形零件的所述突起,以使得压缩所述突起并且压缩所述圆柱形零件与第二匹配部件接触,由此将所述转轴和所述外壳固定在一起。
此外,根据本发明的第二方面的第一设计,可以提供一种组件,包括:
第一匹配部件和第二匹配部件,该第一匹配部件和第二匹配部件分别是下述二者之一:
一个具有孔的外壳和该转轴,该孔内有该转轴,或者
一个转轴,以及一个具有孔的外壳,该孔内有该转轴;
根据本发明的第一方面的第一设计的一种组合装配环,其被设置成使得其圆柱形零件位于转轴和外壳之间;以及
一个本体,其被设置成使得所述组合装配环的所述环形零件位于所述本体和所述转轴之间;
其中所述转轴施加一轴向力抵抗所述组合装配环的所述环形零件,从而减小该环形零件的第一部分和第二部分之间的轴向距离并且压缩所述环形零件与本体接触;以及
其中所述第一匹配部件接触并施加一径向力抵抗所述组合装配环的所述圆柱形零件的所述突起,从而压缩所述突起并且压缩所述圆柱形零件与第二匹配部件接触,由此将所述转轴和所述外壳固定在一起。
优选地,转轴接触所述组合装配环的所述环形零件的第二部分,同时第一部分接触本体。但是,替代地,转轴可以与环形零件的第一部分接触,使得第二部分与本体接触。
根据本发明的第二方面的第二设计,可以提供一种组件,包括:
一个内部件,
一个外部件,设置其容纳该内部件,以及
一个组合装配环,具有可变形的带,该带用于安装在内部件和外部件之间,该带具有多个围绕其圆周、径向延伸的突起,以在内部件和外部件之间提供过盈配合,并且两个或更多的离散的轴向弹簧元件从该可变形的带的轴向边缘径向向内延伸,以在内部件上提供轴向弹行力,其中每个轴向弹簧元件具有从第二接触表面移动并弹性连接到第二接触表面的第一接触表面,并且该第一接触表面和第二接触表面沿轴向反向。
本发明的第一方面的第二设计中,该组合装配环可以包括上述的任何一个特征。
内部件和外部件可以分别是转轴和外壳。外壳可以包括用于容纳转轴的孔并且还可以包括一个本体,该本体被设置为当转轴安装于孔中时轴向面对该转轴。
轴向弹簧元件可以紧靠外部件的部分,该外部件沿轴向面对内部件,籍此弹簧元件在内部件和外部件之间被压缩以提供轴向弹性力。弹簧元件的弹性使得即使内部件和外部件做相对彼此较小的轴向移动时轴向力可以被维持。
在本发明的第二方面的第一设计和第二设计的任意一个中,“转轴”可以是实心或中空的部件,或者诸如轴承的由几个零件形成的复杂部件的外部件。“孔”可以完全地经过外壳延伸,或仅部分地延伸进入或经过外壳。
在转轴包括轴承的情况下,轴向弹簧元件的第一接触表面或第二接触表面的之一可以被设置成紧靠轴承的外部滚道。在与轴向弹簧元件相反的轴承侧转轴可以包括径向突起,该径向突起紧靠轴承的内部滚道以允许轴向弹性力预加载该轴承。
基于谁是第一匹配部件,该突起可以与外壳的孔的表面接触或者与转轴的表面接触。
装配对转轴相对于外壳的轴向和转动都产生阻力。由于转轴和圆柱形零件之间的摩擦接合以及圆柱形零件和外壳之间的摩擦接合,从而实现了将转轴和外壳固定在一起。在正常的使用中,这种固定通常应当足够强以防止转轴和外壳的相对移动,但在极端情况下要允许两者的相对移动。于是期望圆柱形零件的所述突起和第一匹配部件的表面之间的摩擦接合的强度强于圆柱形零件和第二匹配部件之间摩擦接合的强度,以使得虽然在转轴和外壳之间的任何相对滑动产生于圆柱形零件和第二匹配部件之间的边界处,该组合装配环仍可以保持固定到第一匹配部件。
该圆柱形零件可以是开口或封闭的材料环,即,它可以围绕转轴的周边完全地延伸或仅部分地延伸,并且圆柱形零件的突起可以被设置成使得成对的突起径向对置。
本发明的其他方面可以包括制造上述组合装配环和预装配的方法,该预装配包括安装在内部件或外部件之一的稳定的构造中的组合公差环。
附图说明
现在将参考附图,通过举例详细地描述本发明的实施例,其中:
图1示出了公知的公差环的倾斜视图;
图2示出了公知的电机组件的分解图,该组件包括公知的公差环和公知的波状垫片;
图3示出了预加载轴承的横截面图;
图4示出了组合装配环的倾斜视图,该组合装配环为本发明的第一实施例;
图5A是图4的组合装配环被安装在轴承和外壳之间时的轴向视图;
图5B是沿图5A的Y-Y线的截面图;
图6是本发明的第二实施例的组合装配环的立体图。
具体实施方式
图1到图3示出了公知的部件并且已经讨论过。
图4示出了根据本发明的弹簧钢制成的组合装配环400的第一实施例。组合装配环400包括一中空的圆柱形零件410,该圆柱形零件410具有一系列从其内表面径向向内延伸的突起440。在其他实施例中,这些突起可以从圆柱形零件410的外表面径向向外延伸。圆柱形零件410具有带的一般形式,并且一系列的突起440由圆柱形零件410的、没有构造的环形区域411和412沿轴向侧面围绕。
圆柱形零件410在其圆周上具有两个轴向延伸的不连续413、414,以使得圆柱形零件410事实上包括被缝隙413、414分开的两个连续部分415、416,每个部分415、416具有从其上延伸的九个突起440。每个部分415、416的突起440是等间距的,但在部分415、416之间的不连续两侧上的相邻突起440之间的距离稍微大些。在本发明的其他实施例中,可以再多几个形成在圆柱形零件410上的不连续,在该情况下每部分均可以具有从其上延伸的单一的突起440,并且所有的突起440之间可以具有相等的距离。
组合装配环400还包括一环形零件450,该环形零件450从圆柱形零件410径向向内延伸。该环形零件450是一个全材料箍,其与圆柱形零件410整体地形成,并且两个零件通过调整翼片460接合。每个调整翼片460将环形零件450连接到圆柱形零件410的两部分415、416之一上。在存在多于两个的被圆柱形零件410圆周上的不连续分离的圆柱形零件410的的实施例中,当然存在从环形零件450到每个部分的调整翼片460。
环形零件450包括第一部分451,其是完全地位于径向-周向平面内的“平坦部位”,并且是非轴向延伸的。事实上,该环形零件450确实包括四个这样的第一部分451。在每对第一部分451之间,存在环形零件450的第二部分452,该第二部分均设置在第二个且与第一部分451不同的轴向位置。在这个实施例中,第二部分452被布置成使得它们都位于第一部分451相同的轴向一侧上,并且在彼此相同的轴向位置上。此外,第一部分和第二部分451、452被布置成,使得环形零件450调整翼片460以和圆柱形零件410的延伸方向相同的轴向方向延伸。尽管可以想象环形零件450可以替代地沿相反的轴向方向延伸,即如图4示出的向上延伸。在每对相邻的第二部分452之间的周向间距是相等的。每个第二部分452经材料的波部453被连接到在其两侧相邻的第一部分451。
现在将参考图5A和图5B描述根据本发明的组件的实施例,该组件包括组合装配环400的圆柱形零件410(如上述),其位于外壳600中的孔602的表面601和轴承500的外部的外表面501之间的环形空间中。轴承500被安装在管上,但为使图5A和图5B清楚,仅示出了轴承500,并且轴承500被显示为简化的实心转轴。组合装配环400的环形零件450位于轴承和本体(在图5B中总体显示为700)之间,本体具有四个与轴承500直接接触的第二部分452,并且本体700接触环形零件450的平坦的相对轴向侧面,即四个第一部分451。环形零件450被压缩在轴承500和本体700之间。
另外,尽管在图中没有明确示出,一个第二轴承,组合装配环以及本体以镜像方式被设置在图5A和图5B示出的部件的右侧,与图2的常规系统中的部件类似。因此,第二轴承安装在管的另一端,其中位于第二轴承的外部和外壳之间第二组合装配环的圆柱形零件及其突起被压缩,并且第二组合装配环的环形零件在第二轴承和第二本体之间被压缩。因此,通过组合装配环的被压缩的环形零件在轴承和管上施加的反作用力,轴承被如上所述地预加载。
在图5A和图5B中,圆柱形零件410的突起440径向向内延伸,并且轴承500的外表面501与每个突起440接触。轴承500施加抵靠每个突起440的径向力从而压缩每个突起440并且压缩组合装配环400的圆柱形零件410与外壳600的孔602的表面601接触。从而轴承500和外壳600通过轴承500和圆柱形零件410之间的摩擦接合以及外壳600和圆柱形零件410之间的摩擦接合固定在一起。在正常使用中,该固定强到足以防止轴承500和外壳600的相对移动,但如果超过预先设定的阈值的轴向力或转矩施加于外壳600或轴承500的外部时,允许两者相对移动。
组合装配环400的圆柱形零件410的所述突起和轴承500的表面501之间的摩擦接合的强度强于圆柱形零件410和外壳600的表面601之间摩擦接合的强度,使得虽然在轴承500和外壳600之间的任意相对滑动出现在圆柱形零件410和外壳600之间的边界处,组合装配环400仍可以保持固定到轴承500。
如果该组件变热,致使轴承500的表面501和孔602的表面601之间的环形空间膨胀,这将减少组合装配环400的外表面和孔602的表面601之间的摩擦接合,从而可能使得组合装配环400能够相对外壳600移动。但是,因为组合装配环400的环形零件450在轴承500和本体700之间被压缩,即,沿轴向没有内部游隙,轴承500相对于外壳600的任何轴向移动被缓冲。从而当该组件变热时,保持NVH性能并且避免振动。
在另一实施例中,圆柱形零件410的突起440径向向外延伸并且接触外壳600的孔602的表面601。在该替代的实施例中,在轴承500和外壳600之间的任意相对滑动将产生在圆柱形零件410和轴承500的外表面501之间的交界面上。然而,即使该替代组件变热,并且轴承500和外壳600之间的环形空间膨胀,轴承500和外壳600之间任何的相对轴向移动仍将通过组合装配环400的被压缩的环形零件450以如上所述的相同方式被吸收。
图6示出了组合装配环200的第二实施例,该组合装配环具有弹性的、例如通过弯曲弹簧带钢形成的圆筒形带202。一个轴向裂口204产生于带202的圆周上。这允许带202打开或关闭以被保持在内部件或外部件之上或者其中。例如,可以关闭裂口204以使得带202能够被放置在外壳(未示出)内孔的内部。一旦释放,带202的弹性使得裂口再次打开,籍此,带202被保持抵靠在孔的表面上。虽然在此实施例中裂口204是打开的,但有可能将其关闭,即,带的圆周端部重叠是可能的。
多个突起206从带202径向向内延伸。每个突起均是一个圆形的凸脊206,例如,在被弯曲成圆柱形之前通过冲压带202形成。
四个轴向弹簧元件208经调整翼片210连接到带202的轴向端面边缘212(图6中的上边缘)上的四个分离的位置。每个调整翼片210是一个向内弯曲的材料带(例如,与带202构成整体),以使得每个轴向弹簧元件208从带202的圆周径向向内延伸。每个轴向弹簧元件208是大致周向(例如,如图6所示,基本平行于带的一条切线)延伸的弹性材料带。该带在轴向间隔的位置上被弯曲形成第一接触面214(图6中示出为面向上方)和第二接触面216(图6中面向下方的边缘)。轴向弹簧元件208的弹性使得材料带弯曲,借此第一接触面和第二接触面214、216相对彼此移动。轴向压缩弹簧元件208导致产生用于将第一和第二接触面恢复其静止位置的力。
图6中的轴向弹簧元件208基本规则地围绕带202间隔设置。实际上,可以选择间隔使得该间隔当带在外部件的内部被压缩或在内部件的上方延伸时相等。
组合装配环200可以由单一的材料带制成,即带202和轴向弹簧元件208可以相互集成。加工可以始于弹性材料(例如,弹簧钢)的平片,其被切削成包括细长的材料带的坯料以形成带,该带具有多个在平面内从带的上边缘延伸的T形突起。因为环形元件的中心孔没有损失(浪费),该切削加工可以比用于准备具有不中断的环形元件的组合装配环的加工浪费较少的材料。
当坯料从材料块上切下后,带中的突起和轴向弹簧元件的弯曲形状可以通过对该坯料进行冲压和可行的热处理而成形。组合装配环可以通过将细长的带弯曲为带并且在由带形成的中空圆柱体上方向内弯曲T形元件实现其最终形状。可以在卷曲该细长的带之前向内弯曲该T形元件。
Claims (13)
1.一种组合装配环,包括:
中空的圆柱形零件,其具有第一轴向边缘和第二轴向边缘,所述圆柱形零件具有在其圆周上的至少一个轴向延伸的不连续处以及一系列从所述不连续处径向延伸的突起;以及
环形零件,其从所述圆柱形零件的所述第一轴向边缘径向向内延伸,所述环形零件在第一轴向位置具有第一部分,所述第一部分连接到在第二轴向位置的第二部分,所述第二轴向位置与所述第一轴向位置不同,所述第一部分轴向地离开所述第一轴向边缘所在的平面,所述第二部分轴向地离开所述第一部分,所述第一部分和所述第二部分在周向上是非对准的,并且所述第二轴向位置比所述第一轴向位置更靠近所述第二轴向边缘,
其中所述第一部分通过调整翼片连接到所述圆柱形零件,所述调整翼片包括从所述第一轴向边缘轴向向外和径向向内延伸的材料带。
2.根据权利要求1所述的组合装配环,其中所述环形零件具有多个所述第一部分和多个所述第二部分。
3.根据权利要求1所述的组合装配环,其中所述环形零件包括基本周向延伸的弹性材料带,所述弹性材料带变形以提供在所述第一轴向位置的所述第一部分和在所述第二轴向位置的所述第二部分。
4.一种由弹性材料制成的组合装配环,包括:
可变形带,其用于装配在内部件和外部件之间,所述可变形带包括周向延伸的壁,所述壁通过第一轴向边缘和第二轴向边缘分界,
所述可变形带具有围绕所述周向延伸壁的多个径向延伸突起,以在所述内部件和所述外部件之间提供过盈配合,以及
两个或两个以上离散的轴向弹簧元件,其包括基本周向延伸的弹性材料带,每个轴向弹簧元件都具有第一部分和第二部分,每个轴向弹簧元件的所述第一部分通过调整翼片连接到所述第一轴向边缘,所述调整翼片包括从所述第一轴向边缘轴向向外和径向向内延伸的弯曲的材料带,
其中每个第一部分位于第一轴向位置,所述第一轴向位置轴向地和径向地离开所述第一轴向边缘,以及每个第二部分向所述第一轴向边缘弯曲,使得所述第二部分比所述第一部分更靠近所述第一轴向边缘。
5.根据权利要求4所述的组合装配环,其中每个轴向弹簧元件都包括一个基本周向延伸的弹性材料带,该弹性材料带变形以提供第一接触表面和第二接触表面,该弹性材料带具有中心零件和端部零件,该端部零件被弯曲远离中心零件,其中所述第一接触表面是中心零件,所述第二接触表面是在端部零件的端部处的弹性材料带边缘。
6.一种组件,包括:
外壳,其具有孔,所述孔内有转轴,所述转轴上装配有轴承;
根据权利要求1所述的组合装配环,其装配在所述外壳和所述轴承之间,
其中所述组合装配环的所述圆柱形零件位于所述转轴和所述外壳之间,以使所述突起径向地被压缩在所述孔和所述轴承之间,并且所述环形零件的所述第二部分邻接所述轴承;以及
本体,其被相对于外壳设置,借此所述组合装配环的所述环形零件位于所述本体和所述轴承之间,并且所述环形零件的所述第一部分邻接所述本体。
7.根据权利要求6所述的组件,其中所述环形零件具有多个所述第一部分和多个所述第二部分。
8.根据权利要求6所述的组件,其中所述环形零件包括基本周向延伸的弹性材料带,所述弹性材料带变形以提供在所述第一轴向位置的所述第一部分和在所述第二轴向位置的所述第二部分。
9.根据权利要求6所述的组件,其中所述轴承包括内部滚道和外部滚道,所述环形零件接触外部滚道的一面,并且所述转轴包括邻接构件,其邻接内部滚道的一面——这一面与外部滚道被环形零件接触的那一面相反,以迫使所述环形零件的第一部分和第二部分彼此靠拢,以产生加载轴承的轴向弹性力。
10.一种组件,包括:
外壳,其具有孔,所述孔内有转轴,所述转轴上装配有轴承,
根据权利要求4所述的组合装配环,其中所述可变形带装配在所述轴承和所述外壳之间,使得围绕所述周向延伸壁的所述多个径向延伸突起被径向地压缩在所述轴承和所述外壳之间,以在它们之间提供过盈配合;以及
本体,其被相对于所述外壳设置,使得所述组合装配环的所述两个或两个以上离散的轴向弹簧元件位于所述本体和所述轴承之间,每个轴向弹性元件的所述第二部分邻接所述转轴上的所述轴承的轴向端,
其中所述转轴通过所述轴承向所述组合装配环的所述轴向弹簧元件施加轴向力,以减小所述轴向弹簧元件的所述第一和第二部分之间的轴向距离,并将所述轴向弹簧元件压至与所述本体接触。
11.根据权利要求10所述的组件,其中所述轴承包括内部滚道和外部滚道,每个所述轴向弹簧元件接触所述外部滚道的一面,并且所述转轴包括邻接构件,其邻接内部滚道的一面——这一面与外部滚道被轴向弹簧元件接触的那一面相反,以迫使每个所述轴向弹簧元件的第一部分和第二部分彼此靠拢,以产生加载轴承的轴向弹性力。
12.一种预组件,包括:
根据权利要求1所述的组合装配环;以及
轴承,其装配在所述组合装配环的所述中空的圆柱形零件内。
13.一种预组件,包括:
根据权利要求4所述的组合装配环;以及
轴承,其装配在所述组合装配环的所述可变形带内。
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