CN102166809B - 用于制造轴承装置的方法和轴承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造轴承装置(1)的方法，所述轴承装置包括至少一个第一套筒件(2)和与第一套筒件(2)同心设置的第二套筒件(3)，其中，两个套筒件(2、3)之间设置一个用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)，其特征在于方法步骤：a)将第一套筒件(2)在压铸模具(5)内定位，其中，压铸模具(5)具有用于容纳第一套筒件(2)、有直径(D0)的圆柱体凹槽(6)，以及其中，第一套筒件(2)的外径(Da)小于凹槽(6)的直径(D0)；b)将第二套筒件(3)与压铸模具(5)内的第一套筒件(2)同心地定位；c)将弹性体材料或者橡胶材料以熔液状态在压力(p)下注入两个套筒件(2、3)之间的环形空间(7)内，从而使第一套筒件(2)的外径(Da)扩大；d)让弹性体材料或者橡胶材料在两个套筒件(2、3)之间的环形空间(7)内凝固；e)将由两个套筒件(2、3)连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)组成的单元从压铸模具(5)中脱模。本发明此外涉及一种轴承装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造轴承装置的方法，该轴承装置包括至少一个第一套筒件和一个与第一套筒件同心设置的第二套筒件，其中在两个套筒件之间设置一个用弹性体材料或者橡胶材料制成的环。本发明此外还涉及一种轴承装置。
背景技术
在现有技术中公开了用于支撑支承辊的、包含特殊设计的多种可能方案，出于改进减震的目的，在支承辊外套与大多设计成滚动轴承的轴承之间设置一层减震材料。
DE1738837U公开了这种轴承装置。在这里使用了弹性体减震层，其在径向剖面上设计成块状并在其两个轴向端区内具有收缩。利用这种减震层可以实现轴承装置的高减震能力。类似的解决方案由GB592043A公开。
DE2801879A1介绍了另一种类似的轴承装置，其中，轴承通过弹性体中间层支承套筒。套筒在轴向端区内径向加宽并利用其径向外部区域焊接在支承辊外套的圆柱体内表面上。
用于支承辊减震支承的类似轴承装置由AT215887、DE2400701A1和US3362760公开。
特别是在端面区域内的减震层的收缩大多由此产生，即减震层的材料在其注塑成型或者硫化在周围部件上之后具有较高的体积收缩。在弹性体材料压力注塑之后，其体积可以缩小几个百分点，例如最高达到4.5％，从而造成相应的收缩。
这一点以不利的方式造成弹性体材料内出现拉应力，由于这种拉应力，在与周围部件相邻的接触面上会出现弹性体材料与该部件的分离。由此削弱机械连接并还会降低减震能力。在这种轴承装置中，这一点会造成至少在部分区域内弹性体材料与相邻的套筒或者轴承圈或者轴承架分离并因此失去与所述部件的附着。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，进一步发展用于制造开头所述类型轴承装置的方法以及相应的轴承装置，确保在减震层材料的体积收缩时也不会出现与减震层周围部件的材料分离，从而大范围保持减震层的功能。
按照方法，本发明所要解决的技术问题的解决方案，其特征在于下列步骤：
a)将第一套筒件在压铸模具内定位，其中，压铸模具具有用于容纳第一套筒件的、有直径的圆柱体凹槽，以及其中，第一套筒件的外径小于凹槽的直径；
b)将第二套筒件与压铸模具内的第一套筒件同心地定位；
c)将弹性体材料或者橡胶材料以熔液状态在压力下注入两个套筒件之间的环形空间内，从而使第一套筒件的外径扩大；
d)让弹性体材料或者橡胶材料在两个套筒件之间的环形空间内凝固或硬化；
e)将由两个套筒件组成的单元连同弹性体材料或者橡胶材料制成的环从压铸模具中脱模。
本发明因此适用于通过弹性体或者橡胶材料压力注塑时产生的压力使第一套筒件弹性地扩大。通过第一套筒件在该压力降低后的收缩，该套筒件弹性地返回其原始位置并因此使现在已硬化的弹性体材料或者橡胶材料处于径向的压应力下，从而不会出现径向拉应力，否则由于弹性体材料或者橡胶材料在其硬化时收缩而令人担忧这种拉应力。
依据上述步骤c)，注入弹性体材料或者橡胶材料时的压力优选选择为，使得第一套筒件的外圆周紧贴在压铸模具的圆柱体凹槽上。注入弹性体材料或者橡胶材料时的压力优选至少为300bar，最好至少为1000bar。
在上述步骤d)期间，至少暂时在熔液的弹性体材料或者橡胶材料内保持后续压力，从而同样可以至少部分消除弹性体材料或者橡胶材料的体积收缩。
在按照上述步骤e)脱模后，弹性体材料或者橡胶材料内优选不存在径向的拉应力。
在注入弹性体材料或者橡胶材料之前，可以在第一套筒件和/或第二套筒件的接触面上利用弹性体材料或者橡胶材料涂覆一种增附剂。因此可以改善弹性体材料或者橡胶材料与套筒件的附着。
第一套筒件的外径在无应力状态下优选为压铸模具内凹槽直径的95％到99.5％之间。
在注入弹性体材料或者橡胶材料之前，将第一套筒件与压铸模具内的凹槽同心地定位。然后可以进一步规定，在压铸模具的凹槽与第一套筒件的外圆周之间的径向间隙在0.1mm到1.0mm之间，优选在0.2mm至0.3mm之间。
依据本发明的轴承装置包括至少一个第一套筒件和与第一套筒件同心设置的第二套筒件，其中两个套筒件之间设置有一个用弹性体材料或者橡胶材料制成的环。依据本发明规定，环的弹性体材料或者橡胶材料在两个套筒件的无应力或无力状态下无径向拉应力。
由两个套筒件连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环组成的单元可以设置在轴承与支承辊之间。
轴承优选为滚动轴承，特别是深沟球轴承。
此外，在轴承的外圈与由两个套筒件连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环组成的单元之间还可以设置中间支架。
支承辊大多设计成至少部分是空心圆柱体。
第一套筒件与支承辊之间优选设置有固定连接，特别是摩擦配合连接或者形状闭合连接。但也可以考虑材料接合的连接，例如钎焊连接或者熔焊连接。
压铸模具的容纳空腔因此优选设计成比第一套筒件的对应几何参数大一定的值。该值根据所要注入的弹性体材料或橡胶材料的收缩体积选择(例如在直径方向为0.5mm)。
在相当高的注塑压力下注入弹性体材料或橡胶材料的熔液时，第一套筒件弹性扩大或膨胀。在所注入的材料随后冷却和硬化时，然后处于切线应力下的第一套筒件跟随由于体积收缩而收缩的弹性体材料或橡胶材料。
作为有利的结果，保持环的弹性体材料或者橡胶材料内的压应力。这一点显然也取决于弹性体材料或橡胶材料内没有端面缩孔。
弹性体材料大多通过传统的注塑加入。在橡胶情形下，在实施需要硬化的硫化过程时，传统的注塑工艺也当然适用。
通过所提出的处理方法，确保弹性体材料或橡胶材料明显更好地附着在套筒件上，也就是说，以往出现的附着问题不复存在。
附图说明
附图示出本发明的实施例。其中：
图1示意示出轴承装置的径向剖面，其中深沟球轴承形式的滚动轴承用于相对轴件地支撑支承辊；
图2类似于图1的A-B剖面，示出了在注入弹性体材料之前装入第一和第二套筒件的注塑模具；
图3在按图2的图示中，示出了弹性体材料注入两个套筒件之间的方法步骤；以及
图4示出在从注塑模具脱模之后由第一和第二套筒件连同设置在其间的用弹性体材料制成的环组成的单元。
具体实施方式
在图1的径向剖面中可以看到轴承装置1，利用其来相对于轴件14支承仅部分示出的支承辊10。
为此使用深沟球轴承形式的轴承9。轴承的内圈15固定在轴件14上。外圈11设置在中间支架12内，该中间支架本身位于由第一套筒件2和第二套筒件3及设置在其间的用弹性体材料制成的环4组成的单元上方。
第一套筒件2与支承辊10固定连接，而第二套筒件3则与中间支架12连接。据此通过用弹性体材料制成的环4形成了支承辊10相对于轴件14的减震支承，正如与本身公知的结构对应的那样。
因此使用由第一套筒件2和第二套筒件3及设置在其间的用弹性体材料制成的环4组成的单元。图4示出用于安装在图1轴承装置1内的该单元。该单元的制造如下进行：
由钢板组成的套筒件2和3在第一方法步骤中在注塑模具5内定位，正如在图2中所看到的那样。注塑模具5具有圆形凹槽6，其限定注塑模具5的空腔。第一套筒件2装入注塑模具5的空腔，而且是与圆形凹槽6同心。如在图2中所看到的那样，第一套筒件2的外圆周8的外径Da略小于凹槽的直径D0(这一点在图2中夸张示出)。因此凹槽6与外圆周8之间存在径向间隙Δr。
第二套筒件3与凹槽6以及与压铸模具5内的第一套筒件2同心定位，并通过芯棒13保持。
因此在两个套筒件2、3之间形成适用于用弹性体材料填充的环形空间7。
该过程在图3中示意示出。可以注塑的弹性体材料或者橡胶材料在高压p下注入环形空间7内。压力p在此选择为，使其扩大第一套筒件2，而且优选是以这种方式，即第一套筒件2的外圆周8贴靠在注塑模具5的凹槽6壁上(图3)。
在注入熔液后弹性体材料的硬化期间，可以保持熔液内的后续压力，以便至少部分补偿弹性体材料的收缩。
如果在弹性体材料硬化后将由套筒件2和3及环4组成的单元从注塑模具5脱模，那么第一套筒件2径向收缩，由此弹性体材料内尽管冷却时体积收缩，仍始终保持径向压应力。
按照这种方式避免了上述附着问题，否则这些附着问题造成轴承装置的薄弱部位。
附图标记
1轴承装置
2第一套筒件
3第二套筒件
4用弹性体材料或者橡胶材料制成的环
5注塑模具
6凹槽
7环形空间
8外圆周
9轴承(滚动轴承)
10支承辊
11外圈
12中间支架
13芯棒
14轴件
15内圈
D0直径
Da外径
p压力
Δr径向间隙
Claims (15)
1.一种用于制造轴承装置(1)的方法，所述轴承装置包括至少一个第一套筒件(2)和与第一套筒件(2)同心设置的第二套筒件(3)，其中，两个套筒件(2、3)之间设置有一个用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)，其特征在于如下方法步骤：
a)将第一套筒件(2)在压铸模具(5)内定位，其中，压铸模具(5)具有用于容纳第一套筒件(2)、有直径(D0)的圆柱体凹槽(6)，以及其中，第一套筒件(2)的外径(Da)小于凹槽(6)的直径(D0)；
b)将第二套筒件(3)与压铸模具(5)内的第一套筒件(2)同心地定位；
c)将弹性体材料或者橡胶材料以熔液状态在压力(p)下注入两个套筒件(2、3)之间的环形空间(7)内，从而使第一套筒件(2)的外径(Da)扩大；
d)让弹性体材料或者橡胶材料在两个套筒件(2、3)之间的环形空间(7)内凝固或硬化；
e)将由两个套筒件(2、3)连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)组成的单元从压铸模具(5)中脱模。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，依据权利要求1所述的步骤c)注入弹性体材料或者橡胶材料时的压力(p)选择为，使所述第一套筒件(2)的外圆周(8)贴靠在所述压铸模具(5)的圆柱体凹槽(6)上。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，依据权利要求1所述的步骤c)注入弹性体材料或者橡胶材料时的压力(p)至少为300bar。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在权利要求1的步骤d)期间至少暂时在熔液状的弹性体材料或者橡胶材料内保持后续压力。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据权利要求1所述的步骤e)脱模后，在弹性体材料或者橡胶材料内不存在径向的拉应力。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据权利要求1的步骤c)注入弹性体材料或者橡胶材料之前，在所述第一套筒件(2)和/或所述第二套筒件(3)的接触面上利用弹性体材料或者橡胶材料涂覆一种增附剂。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一套筒件(2)的外径(Da)在无应力状态下为所述压铸模具(5)内凹槽(6)的直径(D0)的95％到99.5％之间。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据权利要求1的步骤c)注入弹性体材料或者橡胶材料之前，将所述第一套筒件(2)与所述压铸模具(5)内的凹槽(6)同心地定位。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，所述压铸模具(5)的凹槽(6)与所述第一套筒件(2)的外圆周(8)之间的径向间隙(Δr)在0.1mm到1.0mm之间。
10.一种轴承装置(1)，包括至少一个第一套筒件(2)和与第一套筒件(2)同心设置的第二套筒件(3)，其中，两个套筒件(2、3)之间设置有一个用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)，其中，该轴承装置按权利要求1至9之一所述的方法制造，其特征在于，环(4)的弹性体材料或者橡胶材料在两个套筒件(2、3)的无力状态下无径向拉应力。
11.按权利要求10所述的轴承装置，其特征在于，由两个套筒件(2、3)连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)组成的单元设置在轴承(9)与支承辊(10)之间。
12.按权利要求11所述的轴承装置，其特征在于，所述轴承(9)为滚动轴承。
13.按权利要求11或12所述的轴承装置，其特征在于，在所述轴承(9)的外圈(11)与由两个套筒件(2、3)连同用弹性体材料或者橡胶材料制成的环(4)组成的单元之间设置一个中间支架(12)。
14.按权利要求11所述的轴承装置，其特征在于，所述支承辊(10)至少部分空心圆柱体地设计。
15.按权利要求11所述的轴承装置，其特征在于，所述第一套筒件(2)与所述支承辊(10)之间存在固定连接。
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