CN101415959A - 滑动轴承和无间隙滑动轴承装置 - Google Patents

滑动轴承和无间隙滑动轴承装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种滑动轴承，所述滑动轴承具有轴承壳体(1)和插入在所述轴承壳体(1)中的轴承座套(2)，其中，所述轴承座套(2)是轴向开口的。根据本发明的滑动轴承的特征在于，所述轴承壳体(1)是轴向开口的。本发明还涉及一种滑动轴承装置，其使用所述滑动轴承并具有轴(3)，其中，所述轴(3)过盈地插入到所述轴承座套(2)中，使得所述轴承座套(2)和所述轴承壳体(1)扩张。

Description

滑动轴承和无间隙滑动轴承装置
技术领域
本发明涉及一种滑动轴承，其具有轴承壳体和被插入在所述轴承壳体中的轴承座套，其中所述轴承座套是轴向开口的。本发明还涉及一种具有规定的预置扭矩的无间隙滑动轴承装置。
背景技术
具有开口滑动轴承座套的无间隙滑动轴承装置在本领域中已经公知一段时间，并被用在各种工业应用中，例如用于铰链。相对于这些而言经常被证明不利的是，在具有规定的预置扭矩，特别是具有很小扭矩的滑动轴承中的部件的无间隙支承仅在花费很大的技术开支的基础上才能获得并且在许多情况下无法得到。
在滑动轴承的整个使用寿命中的压力以及与此相关的扭矩取决于单个部件的制造公差，滑动轴承在工作期间遭受的磨损和在工作期间的温度波动。在后者的情况中，所使用材料的不同的热膨胀系数是特别重要的。对于具有给定温度、制造公差和磨损的运行状态，上述因素的影响只能在大量的技术开支的条件才可能抵消。不同的工作条件不可避免地导致不受控制的压力变化进而导致扭矩改变。
发明内容
本发明的目的因此在于提供一种滑动轴承和无间隙滑动轴承装置，其中，所述滑动轴承或所述滑动轴承装置在其整个使用寿命过程中，甚至是在变化的工作条件的情况下也能够被使用且具有规定的扭矩。
所述目的通过具有根据权利要求1的前序部分所述的轴承壳体被轴向开口的滑动轴承的本发明得以实现。
根据本发明，轴承座套和轴承壳体都被轴向开口。本发明中的轴向开口是任何沿轴向延伸通过所述轴承座套或所述轴承壳体的开口，因此使得相应部件的周边区域不再封闭。在所述轴承座套以及所述轴承壳体中的轴向开口都优选采用轴向切口的形式。
根据本发明的滑动轴承适合于宽的载荷范围的应用。因此，可以在0.1MPa到大于100MPa之间的特定轴承负荷p的较宽范围内持久使用，并且也可以在0.001米/秒到大约最大2米/秒之间的轴承速度下使用。
使用根据本发明的滑动轴承构成的滑动轴承装置的扭矩事实上可以通过选择壳体的刚度来随意设定。在这种情况下，滑动轴承壳体的刚度主要取决于壳体材料的特性、材料厚度和在每种情况下所选择的壳体的几何结构。对于很小的扭矩，轴承壳体优选由塑料制成，特别是能够通过注塑成型加工的具有薄壁的塑料制成。这种塑料被有利地喷涂在所述轴承座套周围，以便制造壳体。此外，在很小的扭矩的情况下，所述壳体应当优选具有薄的壁。
如果需要较大的扭矩，壳体应当优选由特别刚硬的材料制成，特别是金属材料。这些材料可以是铸造材料，特别是钢或铝合金。采用形状记忆合金是非常有利的。这种合金具有在材料本身特有的临界温度以上重新回到其原来的“存储的”形状的特性。在具有这些特性的合金中特别常用的是镍-钛合金。
轴向开口的轴承座套可以由不同的材料制成。这些材料优选包含作为滑动材料的塑料，优选是高温塑料，特别优选是氟塑料，特别是聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚偏1，1-二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、过氟烷氧基共聚物(perfluoroalkoxycopolymer)、聚醚醚酮、聚乙烯，特别是超高分子量聚乙烯，或它们的组合。
本发明的另一种有利的实施方式在于轴承座套包含加强材料。该加强材料可以是金属，特别是铜、高级钢、铬、镍、锌、锌-铁合金、铁、青铜和/或铝，或它们的合金。该加强材料优选具有开口结构，特别是以织物的形式，特别是金属丝织物、网形铁、无纺织物，特别是金属无纺织物和/或穿孔金属板。
此外，就根据本发明的滑动轴承的轴承座套来说，可以设计轴承座套的滑动材料的背侧连接至一承载体。这使得所述轴承座套特别刚硬且改善了其模塑特性。所述承载体又有利地由金属，优选由钢、高级钢、铜、钛、青铜、铝或它们的合金制成。
轴向开口的轴承座套可以用各种方式制造。轧制轴承座套的实施方式是特别有利的，因为其很容易实施。轧制轴承座套由连续材料，例如剪切的多层的聚四氟乙烯(PTFE)膜制成，然后经过模制步骤。
轴承座套有利地具有至少一个轴向的台肩，所述台肩特别是防止了轴承座套从轴承壳体中滑掉。
上述目的进一步地通过根据权利要求18的前序部分所述的无间隙滑动轴承装置得以实现，其中轴过盈地插入到轴承座套中，使得轴承座套和轴承壳体扩张。
根据本发明的滑动轴承装置利用在通过过盈地插入到轴承座套中的轴而扩张的具有轴向开口的壳体在所述轴上施加恒定的夹紧作用，从而保证了持久无间隙。
如果滑动轴承或滑动轴承装置的单个部件的尺寸由于温度波动和/或磨损而随时间改变，这种改变就由所述轴向开口的壳体的恒定的夹紧作用抵消，使得滑动轴承规定的压力和相关联的规定的扭矩被保持。根据本发明的滑动轴承装置可以附加地通过第二台肩沿轴向固定。
滑动轴承装置的所述夹紧力以及扭矩可以通过壳体的刚度精确地设定，特别是通过所使用的材料和壳体的壁厚设定。此外，所期望的刚度还可以通过具有加强肋等的相应的壳体几何结构获得。
用在滑动轴承装置中的轴优选在前部具有倒圆或倒角。这将使根据本发明的过盈的轴很容易地插入到滑动轴承中。
此外，所述轴应当具有适合于干运转滑动轴承的高的表面质量。在这种情况下，所述轴的表面粗糙度的合适范围是在0.02微米至1微米之间，优选在0.05微米至0.8微米之间，特别是在0.1微米至0.4微米之间。
根据本发明的滑动轴承和滑动轴承装置的可能的应用是多方面的。特别有利的是用在这样的汽车中，对于它们来说，在变化的工作条件(温度)下具有规定的、不随时间变化的恒定扭矩的情况下具有长的使用寿命是非常重要的。在这种情况下，在可调的大灯悬挂装置(“转向灯”)中的使用是特别有利的，因为在这种情况下，间隙随着时间的流逝而变大以及随之出现的大灯中的振动特别令人感到烦恼。其它的有利的应用可以包括笔记本铰链、门铰链、打印头或角度传感器。
附图说明
下面将利用附图描述的一种示例性实施方式对本发明进行详细的描述。在所述附图中，
图1示出了根据本发明的处于活动支承形式的滑动轴承装置的侧剖视图，
图2示出了沿剖切线II-II的图1的滑动轴承装置的前视剖视图，
图3示出了根据本发明的处于固定支承形式的滑动轴承装置的侧剖视图，以及
图4以横截面的形式示出了图1的滑动轴承装置内的轴承座套的材料。
具体实施方式
图1所示的根据本发明的无间隙滑动轴承装置包括轴承壳体1、插入在所述轴承壳体1内的轴承座套2以及插入在轴承座套2内作为轴承座套的支承配对件的轴3。轴承座套2在每一端具有轴向的台肩2b，所述台肩2b为轴承座套2在壳体1中形成固定座，防止其意外地滑出。如图2清楚地所示，轴承壳体1和轴承座套2都是轴向开口的，并且壳体1和座套2的轴向开口分别以轴向切口1a，2a的形式形成。
在根据本发明的滑动轴承装置中，轴3过盈地插入到所述轴承座套2中，使得轴承座套2和轴承壳体1扩张。轴3至少在一端具有倒圆3a，其使得相对于所述轴承座套2和所述轴承壳体1尺寸过大的轴3容易地插入。
扩张的壳体1的夹紧和弹性作用确保所述无间隙滑动轴承装置在所述滑动轴承的整个寿命中，甚至在变化的工作条件下具有恒定扭矩。在这种情况下，扭矩受轴承壳体1的材料特性、使用的材料厚度和壳体的几何参数的影响。
在图4中以横截面的形式描述了图1中的滑动轴承装置的轴承座套2的材料。该材料在面对所述轴承座套2的支承配对件的一侧上包括滑动材料层5，在该例子中，滑动材料是聚四氟乙烯(PTFE)化合物。在所述层5内提供有加强材料6，在该例子中其以金属丝织物的形式，并且可以包括铜、高级钢、铬、镍、锌、锌-铁合金、铁、青铜和/或铝，或它们的合金。所述滑动材料层5在背侧连接至坚固的承载体7。在该例子中该承载体由金属制成，优选钢、高级钢、铜、钛、青铜、铝或它们的合金。
图1至3所示的滑动轴承装置例如被用在汽车中的可调的大灯装置中，其中，所述轴承壳体是固定连接至车身的框架的一部分，所述轴又连接到水平和/或竖直地可调的大灯单元的支座上。如果滑动轴承或滑动轴承装置的单个部件的尺寸由于温度波动和/或磨损而随时间改变，这种改变就由轴向开口的壳体的恒定夹紧作用抵消，从而维持滑动轴承的规定压力和相关联的规定扭矩。
即使在使用轴向开口轴承座套的情况下，根据本发明的滑动轴承装置也可以获得具有规定的预置扭矩的无间隙支承。因此，滑动轴承现在也可以如滚针轴承或滚珠轴承一样被设计成无间隙形式。

Claims (27)

1.一种滑动轴承，其具有轴承壳体(1)和插入到所述轴承壳体(1)中的轴承座套(2)，所述轴承座套(2)是轴向开口的，其特征在于：所述轴承壳体(1)是轴向开口的。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承座套(2)的轴向开口是轴向切口(2a)形式的。
3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承壳体(1)的轴向开口是轴向切口(1a)形式的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承壳体(1)由塑料制成。
5.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述塑料是一种能够通过注塑成型加工的塑料。
6.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，所述能够通过注塑成型加工的塑料被喷涂在所述轴承座套(2)周围。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承壳体(1)由金属材料制成。
8.根据权利要求7所述的滑动轴承，其特征在于，所述金属材料是铸造材料，特别是钢或铝合金。
9.根据权利要求7或8所述的滑动轴承，其特征在于，所述金属材料是形状记忆合金。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承座套(2)包含作为滑动材料(5)的塑料，优选是高温塑料，特别优选是氟塑料，特别是聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚偏1，1-二氟乙烯、过氟烷氧基共聚物、聚醚醚酮、聚乙烯，特别是超高分子量聚乙烯，或它们的组合物。
11.根据权利要求10所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承座套(2)包括加强材料(6)。
12.根据权利要求11所述的滑动轴承，其特征在于，所述加强材料(6)是金属，特别是铜、高级钢、铬、镍、锌、锌-铁合金、铁、青铜和/或铝，或它们的合金。
13.根据权利要求11或12所述的滑动轴承，其特征在于，所述加强材料(6)具有开口结构，特别是以织物的形式，特别是金属丝织物、网形铁、无纺织物，特别是金属无纺织物和/或穿孔金属板。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述滑动材料在背侧连接至承载体(7)。
15.根据权利要求14所述的滑动轴承，其特征在于，所述承载体(7)由金属，优选由钢、高级钢、铜、钛、青铜、铝或它们的合金制成。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承座套(2)是轧制轴承座套。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述轴承座套(2)具有至少一个轴向的台肩(2b)。
18.一种具有规定的预置扭矩的无间隙滑动轴承装置，所述无间隙滑动轴承装置具有根据权利要求1至17中任一项所述的滑动轴承和作为所述轴承座套(2)的支承配对件的轴(3)，其特征在于，轴(3)过盈地插入到所述轴承座套(2)中，使得所述轴承座套(2)和所述轴承壳体(1)扩张。
19.根据权利要求18所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述扭矩是通过所述壳体(1)的刚度，特别是所使用的材料和所述壳体的壁厚设定。
20.根据权利要求18或19所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)在前部具有倒圆(3a)或倒角。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)的表面粗糙度Ra在0.02微米至1微米之间，优选在0.05微米至0.8微米之间，特别是在0.1微米至0.4微米之间。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)是角度传感器的轴。
23.根据权利要求18至21中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)是门铰链的轴。
24.根据权利要求18至21中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)是打印头的轴。
25.根据权利要求18至21中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)是笔记本铰链的轴。
26.根据权利要求18至21中任一项所述的滑动轴承装置，其特征在于，所述轴(3)是可调的大灯悬挂装置的轴。
27.根据权利要求1至17中任一项所述的滑动轴承在汽车中的应用。
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