CN102465967B - 滚子推力轴承隔振器 - Google Patents

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Abstract

一种用在支撑结构和滚子推力轴承之间的隔振器，所述滚子推力轴承包括第一滚道、第二滚道、轴承罩和至少一个滚子元件。隔振器包括径向延伸部分，其具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形。环形凸缘从径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸，并且由径向延伸部分的啮合表面限定至少一个凹槽。支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且啮合表面构造成抵靠支撑结构，使得在所述至少一个凹槽和所述支撑结构之间限定空隙。

Description

滚子推力轴承隔振器
本申请要求2010年10月29日递交的系列号No.61/408,224的美国临时申请的优先权，其全部内容通过参考结合于此。
技术领域
本发明总体涉及滚子推力轴承。更特别地，本发明涉及一种与滚子推力轴承联合使用的隔振器。
背景技术
隔振器与滚子推力轴承结合使用是已知的。例如，隔振器通常与设置在内部元件和该内部元件的支撑结构之间的滚子推力轴承结合使用，所述内部元件例如为旋转轴，穿过滚子推力轴承，所述支撑结构例如为外壳。一般的隔振器由适于减缓振动的材料构造而成，所述振动由滚子推力轴承引起或通过其到达支撑结构。对于已知的隔振器，要进一步减少传递到支撑结构的振动就要求隔振器在轴向方向上的宽度增加。可是，滚子推力轴承及相关联的隔振器的轴向和径向空间量是非常有限的。因此，期望滚子推力轴承机器相关联的隔振器在轴向方向上尽可能地紧凑。
本发明认识到并解决了现有构造和方法的一些考虑。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种用在支撑结构和滚子推力轴承之间的隔振器，所述滚子推力轴承包括第一滚道(race)、第二滚道、轴承罩和至少一个滚子元件。隔振器包括径向延伸部分，其具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形。环形凸缘从径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸，并且由径向延伸部分的啮合表面限定至少一个凹槽。支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面构造成抵靠支撑结构，使得在所述至少一个凹槽和所述支撑结构之间限定空隙(void)。
本发明的另一实施例提供一种与支撑结构结合使用的滚子推力轴承组件，其包括具有第一滚道、第二滚道和设置在二者之间的多个滚子元件的滚子推力轴承。隔振器包括径向延伸部分，其具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形。环形凸缘从径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸，并且由径向延伸部分的啮合表面限定至少一个凹槽。支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面构造成抵靠支撑结构，使得在所述至少一个凹槽和所述支撑结构之间限定空隙。
本发明的另一实施例提供一种用在支撑结构和滚子推力轴承之间的隔振器，所述滚子推力轴承包括第一滚道、第二滚道、轴承罩和至少一个滚子元件，所述隔振器包括：径向延伸部分，其具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形；以及，由径向延伸部分的啮合表面限定的至少一个凹槽。支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面构造成抵靠支撑结构，使得在所述至少一个凹槽和所述支撑结构之间限定空隙。
附图结合于本说明书中并构成本说明书的一部分，说明了本发明的一个或多个实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
参照附图，说明书向本领域技术人员提供包含本发明最佳实施例的本发明完整及能够实现的公开，附图中：
图1是与滚子推力轴承结合使用的隔振器的透视图；
图2是沿图1中线2-2所示的隔振器的局部横截面图；
图3是图1中所示与滚子推力轴承联合使用的隔振器的局部顶视图；
图4是图3中所示隔振器和滚子推力轴承沿线4-4截取的局部横截面图；
图5是图3中所示隔振器和滚子推力轴承关于旋转轴被安装在固定外壳内的侧向横截面图；
图6是隔振器和滚子推力轴承沿图5的线6-6截取的局部横截面图；
图7是根据本发明公开的隔振器的可替换实施例的局部透视横截面图；
图8是根据本发明公开的隔振器的可替换实施例的局部透视横截面图；和
图9A、9B和9C是本发明公开的隔振器的可替换实施例的部分侧向横截面图。
本说明书和附图中的参考标记的重复使用意欲表示公开的本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现详细参照本发明的当前优选实施例，在附图中说明了实施例的一个或多个实例。借助本发明非限制性的说明提供每个实例。事实上，本领域技术人员很容易理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下在本发明中能够进行多种修改和变型。例如，作为一个实施例一部分进行说明和描述的特征可用在另一实施例中以产生又一实施例。因此，本发明意欲覆盖进入所附权利要求及其等同物的范围内的上述修改和变型。
现参照附图，如图1和2所示，本发明的隔振器100的实施例包括大致为盘形的径向延伸部分102和从其轴向延伸的环形凸缘104。径向延伸部分102包括内周边缘106和外周边缘108，并且在所示的优选实施例中，环形凸缘104从外周边缘108轴向延伸。另外，径向延伸部分102包括在内周边缘106和外周边缘108之间延伸的啮合表面110和支承表面111，并且环形凸缘104限定圆柱形内表面118。径向延伸部分102的支承表面111和环形凸缘104的内表面118构造成摩擦地接收部分的相应滚子推力轴承131(图4)，进而将隔振器100固定于滚子推力轴承131。可是，请注意，根据本发明可替换实施例的隔振器可例如通过铆接、铆锁(staking)、粘接等方式被机械地固定于相应的滚子推力轴承而不是借助环形凸缘104被摩擦地保持，这意味着如果需要，环形凸缘104在这些实施例中能够被省略。
如图所示，啮合表面110包括多个凹槽112，每个凹槽是从径向延伸部分102的内周边缘106向外径向延伸至外周边缘108的扫过弧(swept arc)。每对相邻的凹槽112在其之间限定脊114。在所示实施例中，每个脊114具有形成延长峰的大致成角的横截面。啮合表面110构造成邻近固定外壳190(图5)中相应表面进行设置，所述外壳支撑可旋转的内部元件，这将在下文中更详细地讨论。优选地，隔振器110由呈现所需减振特性的弹性材料构成。上述材料的实例包括但不限于弹性体、聚合物、尼龙、特氟龙、polythalamides等。
现参照图3和4，隔振器100被摩擦地固定于滚子推力轴承131，进而形成滚子推力轴承组件130，该滚子推力轴承组件130可以处理为独立的、完全组装的单元。滚子推力轴承131包括内滚道132、外滚道142、多个滚子元件150以及轴承罩160。内滚道132包括径向延伸部分134，从其轴向延伸的环形凸缘136，以及从环形凸缘136的远端向内依靠(depend)的圆周唇边138。类似地，外滚道140包括径向延伸部分144，从其轴向延伸的环形凸缘146，以及从环形凸缘146的远端向内依靠的圆周唇边148。径向延伸部分134和径向延伸部分144的内表面用作滚子元件150的滚路(raceway)。轴承罩160包括第一部分162和第二部分172，其借助分别在相应的径向导向部分166和176之间延伸的成对的互锁环形凸缘168a/168b和178a/178b被固定在一起。每个滚子元件150可旋转地接收在轴承孔164和174中，其分别形成于第一部分162和第二部分172的径向导向部分166和176中。轴承罩160和相应的滚子元件150借助圆周唇边138和148被保持在内滚道132和外滚道142之间。
在所示实施例中，隔振器100被固定于外滚道142，使得支承表面111与外滚道的径向延伸部分144的外表面相邻并且环形凸缘104的内118表面与外滚道的环形凸缘146的外表面相邻。请注意，隔振器100的啮合表面110优选是坚固、平坦的表面以便最大化由外滚道142的径向延伸部分144的内表面所形成的滚路的支撑。如图3中最佳所示，每个凹槽112在其从啮合表面110的内周边缘106向外径向延伸至外周边缘108时沿顺时针方向扫过。因此，凹槽112或相应的脊114都不与滚子元件150的纵向中心轴对准。这导致每个滚子元件150的至少一部分与相应的脊114相对地连续设置，使其在被安装到固定外壳190中时能够由隔振器110整个轴宽度支撑。优选地，由啮合表面110限定的凹槽112的数量不是相关联的滚子推力轴承131的滚子元件150数量的倍数。
另外，相应脊114之间的距离在外周边缘108处比在内周边缘106处大。请注意，在可替换实施例的隔振器中，凹槽在向外径向延伸时具有均匀的宽度，而脊在啮合表面的外周边缘处相比于在内周边缘处具有较大的宽度。同样地，可替换实施例的隔振器包括这样的凹槽，其在向外径向延伸时沿逆时针方向扫过或向外径向延伸时不扫过。
现参照图5，图3和4中所示的滚子推力轴承组件130被安装在固定外壳190和支撑于其中的旋转轴180之间。如图所示，滚子推力轴承组件130安装成隔振器100的啮合表面110邻近固定外壳190的径向延伸表面192进行设置，并且内滚道132的径向延伸部分的外表面邻近旋转轴180的径向延伸表面182进行设置。如图6中最佳所示，在该构造中，啮合表面110的脊114在径向延伸表面192上支撑滚子推力轴承131，由此凹槽112与径向延伸表面192形成空隙115。如空隙115中设置的箭头所示，空隙115帮助分散通过滚子推动轴承131的或由滚子推动轴承131引起的振动，而不是将振动传入固定外壳190。
因此，相比于具有相同轴向宽度的隔振器，凹槽112能够加大振动的减少，而不必增加没有把隔振器100的上述凹槽包括在内的轴向宽度。类似地，对于所需级别的振动减少，相比于不包括凹槽的隔振器，凹槽112允许隔振器100的轴向宽度被减少而不会不利地影响振动减少的级别。请注意，尽管示出了隔振器在固定外壳190的径向延伸表面192的附近，但隔振器100能够可替换地被设置在旋转轴180的径向延伸表面182附近。同样地，隔振器100可位于滚子推力轴承的每侧上使得隔振器与旋转轴180和固定外壳190都邻近。
现参照图7，示出了根据本发明公开的可替换实施例的隔振器100a。隔振器100a与图1A和2中所示的隔振器100基本相似，差别仅在于这些元件接受了可替换的参考标记。如图所示，隔振器100a与之前讨论的隔振器100的主要差别在于设置在邻近凹槽112a之间的每个脊114a的最外部分具有大致圆的横截面轮廓，使得可替换凹槽112a和脊114a给啮合表面110a赋予了波形轮廓，如在内周表面106处最佳所示。另外参照图8，示出了另一可替换实施例的隔振器100b。隔振器100b与图7中所示隔振器100a主要区别在于每个脊114b的最外部分由大致平的表面所限定，其大致平行于平坦的支承表面111b，如沿内周边缘106处啮合表面110b轮廓中最佳所示。
现参照图9A、9B和9C，示出了另外的可替换实施例的隔振器100c、100d和100e，其中凹槽112c、112d和112e的截面轮廓分别是三角形，半圆形和梯形。请注意，隔振器的凹槽和相应脊的截面轮廓可被构造成适于隔振器的指定目的之任意形状。
虽然以上描述了本发明的一个或多个优选实施例，但本领域技术人员应当理解在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明能够进行多种修改和变型。例如，凹槽的截面形状可以具有适于指定目的之任意形状。另外，隔振器可由适于指定目的之任意材料构成。本发明意欲覆盖处于所附权利要求及其等同物的范围和精神内的这些修改和变型。

Claims (18)

1.一种用在支撑结构和滚子推力轴承之间的隔振器，所述滚子推力轴承包括第一滚道、第二滚道、轴承罩和至少一个滚子元件，隔振器包括：
径向延伸部分，具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形；
环形凸缘，从所述径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸；和
由所述径向延伸部分的啮合表面限定的多个脊和多个凹槽，每个凹槽设置于相邻的脊之间，每个脊沿着其长度具有大致成角的横截面，从而沿着每个脊的最外部形成尖角峰；
其中，所述支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面的所述尖角峰构造成抵靠所述支撑结构，使得在所述多个凹槽和所述支撑结构之间限定多个空隙，并且每个脊从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
2.如权利要求1所述的隔振器，其中，每个凹槽从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
3.如权利要求2所述的隔振器，其中，每个凹槽相对于所述至少一个滚子元件的纵向中心轴是弯曲的。
4.如权利要求2所述的隔振器，其中，所述环形凸缘是连续的。
5.如权利要求2所述的隔振器，其中，所述隔振器由弹性材料构成。
6.如权利要求2所述的隔振器，其中，所述环形凸缘从所述径向延伸部分的内周边缘轴向延伸。
7.如权利要求2所述的隔振器，其中，所述环形凸缘从所述径向延伸部分的外周边缘轴向延伸。
8.如权利要求2所述的隔振器，其中，每个凹槽在所述径向延伸部分的外周边缘处的第一宽度大于每个凹槽在所述径向延伸部分的内周边缘处的第二宽度。
9.如权利要求1所述的隔振器，其中，每个脊进一步包括大致平的表面。
10.一种与支撑结构结合使用的滚子推力轴承组件，包括：
滚子推力轴承，具有第一滚道、第二滚道和设置在二者之间的多个滚子元件；
隔振器，该隔振器包括：
径向延伸部分，具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形；
环形凸缘，从所述径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸；和
由所述径向延伸部分的啮合表面限定的多个脊和多个凹槽，每个凹槽设置于相邻的脊之间，每个脊沿着其长度具有大致成圆的横截面，从而沿着每个脊的最外部形成圆角峰；
其中，所述支承表面构造成抵靠所述滚子推力轴承的第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面的所述圆角峰构造成抵靠所述支撑结构，使得在所述多个凹槽和所述支撑结构之间限定多个空隙，并且每个脊从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
11.如权利要求10所述的滚子推力轴承组件，其中，每个凹槽从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
12.如权利要求11所述的滚子推力轴承组件，其中，每个凹槽相对于所述多个滚子元件的纵向中心轴是弯曲的。
13.如权利要求11所述的滚子推力轴承组件，其中，所述环形凸缘从隔振器的所述径向延伸部分的外周边缘轴向延伸。
14.如权利要求10所述的滚子推力轴承组件，其中，当每个滚子元件经过第一滚道和第二滚道之一时，所述多个脊中至少一个的一部分总是置于每个滚子元件和所述支撑结构之间。
15.一种用在支撑结构和滚子推力轴承之间的隔振器，所述滚子推力轴承包括第一滚道、第二滚道、轴承罩和至少一个滚子元件，所述隔振器包括：
径向延伸部分，具有啮合表面、支承表面、内周边缘和外周边缘，该径向延伸部分大致为盘形；以及
由所述径向延伸部分的啮合表面限定的多个脊和多个凹槽，每个凹槽设置于相邻的脊之间，每个脊沿着其长度具有大致成圆的横截面，从而沿着每个脊的最外部形成圆角峰；
其中，所述支承表面构造成抵靠第一滚道和第二滚道之一，并且所述啮合表面的所述圆角峰构造成抵靠所述支撑结构，使得在所述多个凹槽和所述支撑结构之间限定多个空隙，并且每个脊从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
16.如权利要求15所述的隔振器，其中，每个凹槽从所述径向延伸部分的内周边缘向外径向延伸至外周边缘。
17.如权利要求16所述的隔振器，其中，每个凹槽相对于所述至少一个滚子元件的纵向中心轴是弯曲的。
18.如权利要求15所述的隔振器，进一步包括环形凸缘，该环形凸缘从所述径向延伸部分的内周边缘和外周边缘之一轴向延伸。
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