CN102422035A - 关节轴承 - Google Patents

Abstract

一种关节轴承主要由球形轴承体和轴承壳组成，该轴承壳至少部分地包围轴承体。在轴承体与轴承壳之间可以通过机构和/或预防措施建立间隙配合，该间隙配合允许关节轴承的铰接的自由度。所述一体的轴承壳（2）具有贯通的径向缝隙（12），它具有至少一个形成轮廓的隆起（202a），其中用于建立轴承体与轴承壳之间的间隙配合的机构由至少一个插入部件（200）组成，该部件具有与隆起（202a）对应的局部形状（202）。该插入部件（200）的局部形状（202）相对于缝隙（12）的隆起（202a）具有确定的过尺寸，它表明轴承体与轴承壳之间预定的间隙配合。

Description

关节轴承

技术领域

本发明涉及一个如权利要求1前序部分所述的关节轴承。本发明也涉及如权利要求9所述的用于加工这种关节轴承的方法。此外本发明还涉及关节轴承与形成由链节组成的输送链相结合的应用和使用。

背景技术

关节轴承形成在动态工作的部件的柔性耦联时的重要组成部分。作为示例列举链节的耦联，链节组成输送链。尤其当这种输送链在波动的或者方向交替变化的轨迹上导引的时候，这种关节轴承具有重要的运行意义。

由EP 1 832 532 A2已知一个输送链，其链节通过关节轴承相互耦联。这种现有技术由于涉及关节轴承是特殊的，这个关节轴承由球形轴承体组成，它与轴承壳处于功能连接。

以此为基础由这个文献产生的理论主要由此得到改进，使轴承壳由两个轴承壳部件组成，其中每个轴承壳部件具有分法兰。轴承壳部件的分法兰与连接板的轴承端部借助于公共的固定机构这样固定在一起，使得仅仅通过这个固定机构能够使轴承壳部件固定地包围轴承体，并且使轴承壳部件防止旋转和轴向移动地固定在连接板的轴承端部里面并且使连接板的轴承端部相互间相对固定。

由这个文献还给出，在这里涉及两体的轴承壳，它包围球形的轴承体，两个轴承壳部件通过所谓的固定机构力结合地组装在一起。

此外在这个文献中描述到，这个固定机构在两个轴承壳部件的分界面部位里面具有开孔，它们与相反支承的销子功能连接，通过销子实现球形轴承体的定心。由此使球形轴承体通过两个轴承壳部件夹住，其中轴承壳部件相对于球形轴承体通过所谓的定心部件对准并且力结合地锚接。

在安装期间必需负责使球形轴承体可以满足其原有的铰接功能，为此尤其在组装这种关节轴承时必需注意到，保证相应的轴承间隙，由此保证这个关节轴承符合规定地使用。

在这样构造的关节轴承中要考虑到，尤其在加工轴承壳部件时并且在获得其定心时必需以极其微小的误差保持与球形轴承体的相互关系，要保证关节轴承在每个运行位置、尤其当这个关节轴承在输送链中使用的时候的功能性。

另一在加工关节轴承时不能被低估的精度涉及形成两个内部的轴承壳形状，它们必需与轴承体的球形形状相对应。在这种结构中存在的问题是，哪些措施可以为了调整轴承间隙供该系统使用。

由GB 1,107,880 A1已知一个关节轴承，它主要由球形的部分球体形状的轴承体和轴承壳组成。在这个关节轴承中实现轴承壳（outer ring blank 1）相对于内部的球形轴承体的以前的符合形状的配合，用于保证这种关节轴承的运行特性。为此使这个轴承壳一方面与轴承体功能连接，另一方面通过外环限制轴承壳，由此径向夹住轴承壳。由此实现轴承壳与轴承体之间的间隙调整，使轴承壳、即“outer ring blank”在两侧轴向压缩，直到轴承体圆周与外环内表面之间的距离通过膨胀的轴承壳施加的封闭力搭接。

在这个第一操作以后从外环中取出关节轴承、即轴承壳和轴承体，并且转移到一个具有更大孔的装置里面，孔的尺寸允许运行所需的轴承壳与轴承体之间的间隙。然后通过机械干预这样改变轴承壳，使它适应于新的孔。轴承壳的材料要能够良好地变形并且具有良好的滑动特性。

轴承体与轴承壳之间的轴承间隙按照描述这样实现，在轴承壳的缺口中通过一个楔体施加变形，该变形能够表征轴承间隙。

由这个文献中没有给出，如何可以有效地建立轴承体与轴承壳之间可重复的严格限制的间隙配合。在这个文献中仅仅谈及，通过驱动一个楔体在轴承壳的缺口内部显然要达到的那个间隙配合，它对于关节轴承的运行是必需的。在这个文献中既没有公开也没有详细给出，哪些符合规定的支点或基础对于建立这个间隙配合是要规定或者致力的。此外，使用一个楔体建立间隙是经常有问题的。此外该文献在建立间隙配合时许多是不明确的，由此使专业人员不能得到技术处理方面的清楚理论。由该文献尤其不能给出，如何能够得到机械的外部系数和装配期间的未知事件。

发明内容

在这里本发明将实现补救。如同由权利要求表征的那样，本发明的目的是，在上述形式的关节轴承中，该关节轴承主要由球形轴承体和轴承壳组成，不仅在加工时而且在运行中持续地提高功能性。

按照本发明所述球形的轴承体形成用于提供一体的关节轴承的基础。另一基础由此形成，同一个轴承体利用铸造工艺基本在其球形外表面的部位被轴承壳包围。由此使球形轴承体首先充分地夹住在这个一体的轴承壳里面，其中该轴承体通过轴承壳的轴向覆盖负责，使该轴承体的球形部分也在轴向保持形状结合地夹住。

在这种铸造技术的加工时最好规定，所述轴承壳沿着其径向伸展得到穿过壁厚的贯通的缝隙，该缝隙以后用于可靠地调整球形轴承体与包围的轴承壳之间的从属的轴承间隙，必要时可以拉近。

因此本发明的主要优点是，所述轴承壳、尽管上述的贯通的缝隙也不失去其一体的自然性，由此视为一体的，为了形成组装的轴承壳无需其它力结合的部件。

另一主要优点是调整球形轴承体与抱紧的一体的轴承壳之间的轴承间隙。

原则上可以这样调整铸造过程，使得在球形的轴承体与环绕的轴承壳之间存在原始的轴承间隙，即，可以完全放弃事后调整轴承间隙。尽管加工具有缝隙的轴承壳，也不必一定为了调整轴承间隙拉近轴承壳。例如当轴承壳用运行必须的环覆盖的时候是这种情况。

但是如果在特别适合地使用关节轴承时有针对性地调整轴承间隙是运行必需的，则这样设计铸造过程，在轴承体与轴承壳之间实现力结合的配合。对此源于轴承壳中的缝隙，将一个尺寸上严格定义的插入部件插入到缝隙里面，它起到根据轴承间隙固定地在缝隙部位扩展轴承壳的作用。同时插入部件也起到立体集合地搭接缝隙的作用，为此使关节轴承具有外部的定义的轮廓。

本发明的另一主要优点是，按照本发明的关节轴承能够优化球形轴承体与环绕的轴承壳之间的材料，记忆这个事实，完全省去这种关节轴承部件的事后加工。

此外已经证实按照本发明的关节轴承有利的可能性，因此在特殊的运行条件下也能够有针对性地个性化地调整轴承体与轴承壳之间的轴承间隙，通过上述的缝隙可以这样插入相应设计尺寸的插入部件，必要时也可以根据情况扩张轴承壳并由此固定球形轴承体的轴承间隙。

这些插入部件可以径向或者也可以轴向插入到缝隙里面。该插入部件在所有情况下都具有一个形状，它能够容易地这样插入到轴承壳在缝隙部位中的互补的对应形状里面，使得导致两个部件的形状结合和力结合，它附加地保证轴承壳的一体性。

由此也保证，可以仅仅产生唯一的轴承间隙，它只具有给定的间隙配合。在此这些插入部件按照形状这样实现，使它们既不相切球形轴承壳内表面也不相切轴承体本身。此外能够规定，所述插入部件也由两个全等的部分组成，它们可以相互等同地插入到缝隙里面，这尤其在轴向相互等同地插入它们时导致轴承壳的质量可靠的形状稳定性。

因此所述插入部件具有底面的、确定轴承壳缝隙的窄筋，并且具有顶面的加宽，其形状对应于轴承壳上部的对应形状。因此最好这样构成插入部件的几何形状，使这个部件在顶面由基本半圆直到圆形的销状的形状组成并且在底面具有基本矩形的、对应于缝隙在轴承壳里面的宽度的筋。所述插入部件的上部可以容易地具有其它的几何形状，即代替圆形大致梯形地构成。当然也必需使轴承壳中的对应形状相应地构成。

按照本发明的解决方案的有利和适宜的改进方案在从属权利要求中表征。

下面借助于附图详细解释本发明的实施例。省去所有对于理解本发明不重要的特征。在不同的附图中的相同的部件配有相同的标记符号。

附图说明

附图中：

图1示出由球形轴承体和轴承壳组成的关节轴承，

图2示出按照图1的关节轴承的组装状态，

图3a-d示出关节轴承的不同视图，

图4示出关节轴承，没有安装的插入部件，

图5示出关节轴承，具有安装的插入部件，

图6以立体图示出插入部件，

图7以立体图示出在装配形成间隙的可相向插入的插入部件前的关节轴承，

图8以立体图示出通过插入部件完整的关节轴承。

具体实施方式

在输送链的两个链节之间的铰接连接一般通过关节轴承建立，如同由图1简示的那样（也见图3a-d）。在这里所示的关节轴承（它有时也称为球形关节轴承）主要由球形轴承体1和球壳段2（简称轴承壳）组成，其中两个部件1,2相互间处于紧密的功能连接。因此球形的轴承体1具有球形的局部表面1a，它在轴承体1的整个宽度上延伸。这个轴承体1具有贯通的孔6，它用于耦联在这里未示出的部件，由此使它们对应于轴承体1的球形自由度保持铰接。所述轴承体1轴向限制在两个对置的端面3,4之间，其中这些端面3,4与轴承体1的轴线5成直角或犹如成直角。在图1中极其夸大尺寸地示出轴承间隙7。在实践中这个轴承间隙在滑动配合的误差边界内部变化。安装的铰接的部件在运行中施加径向或犹如径向的力在轴承壳2上，它在理想情况下对准球形轴承体1的几何中心点8。因此要考虑，轴承间隙7由于这个力的强度可能变形，必需相应地考虑这个轴承间隙7的原始规定或调整。

所述轴承体1和轴承壳2的材料形成在确定轴承间隙7时的另一基础。按照目前的认识能够使用塑料材料，它保证一定的弹性抵抗由于在运行中产生的力的强度引起的变形，不必因此放弃微小的滑动摩擦效应。所述轴承体1可以通过不同的铸造技术的加工方法通过轴承壳2围铸，例如能够通过压铸工艺实现。

图2示出球形关节轴承的组装状态。在这个视图中轴承体1和轴承壳2穿过插入部位10。该插入部位10通过轴承体1可旋转地支承在轴承壳2上，由此使输送链的第一链节通过插入部位10与第二链节的容纳部位11相关地相对于轴线5可摆动地支承。在这种结构中也能够实现插入部位10相对于轴承体1的球形摆动的运动，尤其当另一部件的在轴线5以外的力作用于轴承体1上时起到有利的作用。这种摆动运动在轴承体与轴承壳的关系方面的特性例如由图3给出。

图3a-c以不同的视图示出安装的球形关节轴承。尤其由图3c看出轴承体1的球形结构和其相对于轴承壳2的球形摆动性。这种摆动性允许上述的摆动运动。在所有图3a-d中都清楚地看出开缝的轴承壳12。该缝隙12在顶面最好具有中心圆形的插入形状，在其中可以侧面插入未示出的对应成形的插入部件，为此严格定义地扩张轴承壳2。如果插入插入部件，则由此产生相对于轴承壳2力结合和形状结合的连接。为了避免不必要的重复有关插入部件请参阅“发明内容”中的倒数第三段。此外在图3d中示出轴承体和轴承壳的未安装状态。

图4示出图3a的细节图。在这里也涉及在轴承体1与轴承壳2之间的安装状态。该球形关节轴承100具有在圆周上分布的许多凸出的筋102，它们形成在按照图2的安装状态中的锚接。此外所述轴承壳2具有径向突出的具有顶面封闭面204a的凸起101，径向穿过壁厚的缝隙12位于凸起里面。这个径向缝隙12略微锥形地从上向下延伸并且还具有在横截面中基本圆形的隆起202a。该隆起最好在轴承壳2的整个宽度上构成。当然这个隆起202a不必一定具有在这里所示的圆形轮廓。也能够实现其它的几何轮廓。因为它们按照规定必须与插入部件的局部形状（见图6）在几何形状上相对应，因此选择容易插入的轮廓，如同在图4中所建议的那样。顶面的封闭面204a作为安装状态的封闭，具有插入部件对应表面。对此请参阅图6-8。

由图5给出已经安装的球形关节轴承100，其中已经安置插入部件200。因此由这个图5给出缝隙12横截面形状之间相对于插入部件外形的相互依赖性。在这里通过缝隙12的圆形隆起202相对于插入部件200的对应外形202的初始不足尺寸形成力结合。这个圆形的隆起202立体地看形成销子状的圆形。插入部件200的对应外形202的过尺寸负责使插入部件在缝隙12里面的安装状态引起轴承壳的最小扩张，它这样作用于轴承体1的初始力结合，使得得到相对于轴承壳2的间隙配合。

这个通过扩张实现的间隙配合由于球形关节轴承的加工工艺能够非常准确地提前确定，并且以相同的尺寸适用于球形关节轴承的整个加工。在缝隙12与插入部件200之间的在力结合的轮廓以上和以下的其余横截面具有滑动误差，并且主要用于轴承体1防止脏污的密封。

图6以立体图示出插入部件200。插入部件的外形按照图4和5的缝隙横截面确定。该插入部件200在底面具有窄的基本矩形的筋201，它用于轴承壳2的底面的轴承体侧的缝隙12相对于轴承体1的封闭。所述插入部件200在顶面具有加宽203，其底面204形成相对于突出的凸起101的顶面的封闭面204a（见图4和5）的对应面。此外在这里看出插入部件200的局部形状202的圆形轮廓，它对应于缝隙12中的对应形状（见图5）。在顶面加宽203还具有形成沟槽的表面，它易于安装和取出插入部件200。因此最好这样构成插入部件200的几何形状，使得它一方面足以与缝隙沿着轴承壳2的整个壁厚的横截面形状互补，其标准是，使得圆形局部形状202通过其相对于缝隙12的隆起202a的过尺寸在装配插入部件200时起到最小扩张轴承壳2的作用，这个扩张负责轴承体1与轴承壳2之间的间隙配合。当然也能够规定其它的缝隙12横截面形状，其中主要要保证缝隙12相对于插入部件200外形的全等轮廓。这在几何形状上是严格适用的，除了那个对于轴承体与轴承壳之间的间隙配合是基础的配合形状以外。在这里如上所述规定轴承壳2相对于插入部件200的静止状态的尺寸差。

在加入轴承体1的条件下加工轴承壳2时的铸造方法首先在两个部件之间实现一个刚性的造型，它只有通过使用插入部件200用于达到间隙配合时才断耦联，其中保证铸造工艺的重复性，即，使插入部件外形的设计尺寸保持相同。但是本发明的特征也在于，通过相应地设计插入部件的外形尺寸可以灵活地构成间隙配合。

图7以立体图示出球形关节轴承100，该立体图表示插入部件200的插入操作。在此设有两个相同的插入部件，它们相互等同地插入到缝隙12里面。特别清楚地看出插入部件200的销子状的配合形状以及矩形筋的底面形状，其中底面的形状对应于轴承体1的球形表面。

最后在图8中示出组装的球形关节轴承。

Claims (13)

1. 一种关节轴承，主要由球形轴承体和轴承壳组成，其中该轴承壳至少部分地包围轴承体，其中在轴承体与轴承壳之间可以通过机构和/或预防措施建立间隙配合，该间隙配合允许关节轴承的铰接的自由度，其特征在于，所述一体的轴承壳（2）具有以轴承壳壁厚为基准的具有至少一个形成轮廓的隆起（202a）的径向缝隙（12），用于建立轴承体与轴承壳之间的间隙配合的机构由至少一个插入部件（200）组成，该部件具有与隆起（202a）对应的局部形状（202），该插入部件（200）的局部形状（202）相对于缝隙（12）的隆起（202a）具有确定的过尺寸，它表明轴承体与轴承壳之间预定的间隙配合。

2. 如权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，所述轴承体（1）具有球形的外部形状。

3. 如权利要求1所述的关节轴承，其特征在于，在轴承壳（2）中贯通的径向缝隙（12）的隆起（202a）具有圆形的轮廓，它在径向上设置在轴承壳（2）的外表面与内表面之间的中间。

4. 如权利要求1或2所述的关节轴承，其特征在于，所述插入部件（200）具有外部形状，该外部形状符合缝隙（12）横截面的形状。

5. 如权利要求1至4中任一项所述的关节轴承，其特征在于，所述轴承体（1）在轴承壳（2）内部具有符合球形形状的自由度。

6. 如权利要求1和5所述的关节轴承，其特征在于，所述轴承体（1）相对于轴承壳的轴线执行在球形范围内的摆动运动。

7. 如权利要求1至6中任一项所述的关节轴承，其特征在于，使轴承壳里面的缝隙横截面与插入部件的外部形状功能连接，所述插入部件根据轴承间隙实现轴承壳相对于轴承体的固定，所述插入部件可以径向或轴向插入到缝隙里面，并且所述插入部件至少由一个部件组成。

8. 如权利要求1至7中任一项所述的关节轴承，其特征在于，通过装配的插入部件得到的轴承壳固定在轴承体与轴承壳之间建立至少一个形状结合，并且该形状结合建立轴承体与轴承间隙之间的最大间隙配合。

9. 一种用于加工关节轴承的方法，该关节轴承主要由用于容纳轴承体的轴承壳组成，其中该轴承体在铸造工艺中与一体的轴承壳这样围铸，使得在轴承体与轴承壳之间产生形状结合的连接。

10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轴承体相对于轴承壳这样围铸，使得建立具有原始的间隙配合的形状结合的连接。

11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轴承体相对于轴承壳这样围铸，使得建立具有力结合的形状结合的连接，其中通过以后的操作建立轴承体与轴承壳之间的间隙配合，其方法是通过加入作用于轴承壳上的部件进行操作。

12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述轴承壳在同一铸造工艺中在径向上同时加工以轴承壳壁厚为基准的贯通成形的缝隙，这个缝隙的至少一部分形状被加工成与加入的部件的至少一部分形状一致。

13. 应用和使用如权利要求1-12中任一项所述的关节轴承，其特征在于，在形成输送链时使用所述关节轴承，其中所述关节轴承建立紧接着设置的链节的连接，其中每两个相邻的链节通过关节轴承全面地铰接。

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