CN102822541B - 至少两个部分可相对于彼此旋转的轴承布置 - Google Patents

Abstract

一种轴承布置，其具有至少两个可相对于彼此旋转的部分(10、12)，所述轴承布置的特征在于，所述部分中的一个(10)具有与旋转轴(A)同心的至少一个环状凹槽(14)，而另一个部分(12)具有与所述凹槽(14)互补并啮合于其中的舌片(16)，而且在于，所述部分(10、12)中的每个部分沿分离面分成至少两个区段(10a；12a)，所述分离面穿过所述凹槽(14)和所述舌片(16)，所述舌片(16)延伸越过相应部分(12)的所有区段(12a、12b)。

Description

至少两个部分可相对于彼此旋转的轴承布置

技术领域

本发明涉及至少两个部分可相对于彼此旋转的轴承布置。

背景技术

例如，此些轴承布置用于机械工程中，而且用在两个构成部分将以可相对于彼此旋转的方式彼此堆叠支撑的任何情况下。典型的实例是在轴承座圈中支撑轴杆。

当轴承座圈是一件式形成且封闭时，在组装所述布置时，轴杆只可从一端插入轴承座圈中。这意味着，轴承布置的组装在旋转轴的方向上需要的自由空间比轴承布置的组装一旦完成之后实际需要的自由空间多。在轴承布置必须在窄空间内组装的情形中，上述情形常常是一个缺点。

已知将轴承座圈分成两个半部座圈，使得可先将轴杆放到一个半部座圈中，随后可以通过安装第二个半部座圈以及将这两个半部座圈彼此连接来完成轴承布置。然而，在这种情况下，无法将这两个可旋转部分端对端地连接。两个部分中充当轴承座圈的部分的直径必须始终明显大于轴杆状部分。因此，在这种情况下，在旋转轴的径向方向上需要额外的自由空间。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种轴承布置，所述轴承布置具有紧凑的构造而且甚至在有限的空间条件下仍能进行组装。

为了实现这个目标，两个部分中的一个具有与旋转轴同心的至少一个环状凹槽，而另一个部分具有与所述凹槽互补并啮合于其中的舌片，而且每个部分在分离面处分成至少两个区段，所述分离面穿过凹槽和舌片，所述舌片延伸越过关联部分的所有区段。

无须在旋转轴的方向上将两个部分中的一个部分插入到另一个部分中，也能对这个轴承布置进行组装。但是，这两个部分可能具有相同的外径。在组装过程中，首先，抓取具有凹槽的部分的一个区段以及具有舌片的部分的一个区段，然后使这两个区段中的一个旋转到另一个中，使得舌片插入到凹槽中。随后，以相应的方式组装这两个部分的另外两个区段，而且使这另外两个区段抵靠先组装好的一对区段。如果所述部分分成了两个以上的区段，那么相应地进行处理，直到两个部分都完成为止。随后，所述部分可绕着旋转轴相对于彼此旋转，其中舌片在环状凹槽中移动。

随后，在几乎所有的旋转移动阶段中，单个区段的舌片将延伸越过具有凹槽的部分的两个区段，这样，由于凹槽和舌片的弯曲，这两个部分在垂直于旋转轴的任何方向上都实实在在地固持在一起。只是顺便提一下，例如当再次到达初始旋转位置时，所述部分理论上可能裂成相应区段。然而，在必要时，这种情形可以通过使用任何合适的连接方式将至少一个部分的区段彼此紧固来避免。

在WO 2009/062618 A2中，已描述了一种用于棒型支撑框架的节点和棒的类似组装技术。然而，在其中，棒相对于节点旋转的程度只是令到舌片采取某个位置，在所述位置中，舌片分别将具有凹槽的部分的两个区段固持在一起，使得所有部分实实在在地彼此连接。随后，使棒固定在这个角位置中，使得稳定地维持这实实在在的形状配合。在这个文献中未曾揭示使用此种组装技术来形成轴承组合件的想法，在所述轴承组合件中，一个部分总是保持相对于另一个部分自由旋转。

本发明的更多有用细节在于，所述的轴承布置中所述两个部分凹槽和所述舌片外部的区域中以轴承表面来彼此啮合，所述轴承表面垂直于所述旋转轴延伸。其中所述分离面是平面的，所述两个部分中的每个部分正好分成两个区段，其中所述两个部分经由多对同心的凹槽和舌片而彼此啮合。所述凹槽和所述舌片具有底切剖面。有利的是，滚柱体布置在所述凹槽中，其中所述滚柱体固持在各自的笼中，所述笼的长度分别对应于所述相应区段中所述凹槽的节段。

在根据本发明的轴承布置中，各部分的区段的数目、这些部分的形状以及凹槽和舌片的构造可以在宽范围内变化。

大体上，每个部分将只分成两个区段(半圆)，但是分成三个、四个或更多个相同或不同大小的部分也是可能的。

各区段之间的分离面必须分别穿过凹槽和舌片，且应配置成使得区段可通过只发生在垂直于旋转轴的平面中的移动而彼此抵靠。然而，为此，分离面无需为平面的，而是也可能任选地为弯曲的。不同部分的分离面也无需具有相同的形状，而是可能(例如)延伸，使得在每个旋转位置中，一个部分的至少一个区段与另一个部分的至少两个区段重叠，这样也将会改善区段的结合。

各部分的轴承表面(即，各部分中形成有舌片和凹槽的那些表面)也分别无需为平面的。每个凹槽和舌片是环状的便已足够了，其中舌片无须为连续的，而是也可能分成之间设有间隙的区段。当凹槽在至多与旋转方向形成小角度的方向上打开时，便实现了具有根据本发明的轴承布置的特别紧凑的构造。在大多数的实际情况中，轴承表面将是平面的，且垂直于旋转轴延伸，使得凹槽在完全与旋转轴平行的方向上打开。随后，可以使用轴承布置来将外径大致相等的两个部分端对端地接合，其中凹槽和舌片的侧腹充当径向轴承。

另一方面，轴承布置的两个部分无需为棒形的，而是大体上可能具有任意形状。实际上，具有圆盘形部分的轴承布置尤具吸引力，所述圆盘形部分在旋转轴的方向上具有特别小的尺寸。

当径向轴承中需要吸收大的径向力时，由凹槽和舌片形成的多个环可以同心地布置在各部分上，包含凹槽和舌片交替地在一个部分和另一个部分上形成的可能性在内。由于舌片只可以插入到凹槽中的有限深度处，因此轴承布置也可以作为轴向轴承，其可吸收倾向于将两个部分向彼此逼近的轴向力。同样，当必须吸收张力(即，在相反方向上的轴向力)时，有可能凹槽形成有底切且舌片形成有相应的互补形状。

任选地，所述轴承布置可形成为滑动轴承、滚柱轴承、静压或空气轴承、流体动态轴承、磁轴承或静电轴承。在滚柱轴承的情况下，舌片将啮合到凹槽中，其间具有一定程度的游隙，且滚柱体可容纳在凹槽与舌片之间的间隙中，优选地固持在延伸越过舌片的长度的笼中。可以按照与常规轴承相同的方式进行润滑。

所述轴承布置也可用作液压切换式联轴器。当两个部分中的一个部分偏置另一个部分以使得具有凹槽和舌片的轴承表面彼此稳固地啮合时，可获得摩擦联轴器的效果。这个效果可以通过凹槽和舌片的楔形构造来增强。另一方面，当可同时充当润滑剂的压力流体引入到两个轴承表面之间的间隙中时，所述轴承表面因从外部作用于其上的偏置力而被压开，使得耦合被释放，且这两个部分可以在摩擦较少的情况下相对于彼此旋转。当凹槽和舌片成形为(例如)鸠尾时，可以实现相反的效果，即，当各部分因液压而被拉开或被压开时，各部分彼此摩擦耦合，而当这两个部分在轴向上被压缩时，所述耦合被释放。当舌片具有弹性时，耦合效果也可以通过用液压使舌片在径向方向上偏转以及将其压在凹槽的侧腹上来实现。

显然，部分的数目不限于两个。例如，有可能形成具有三个或更多个部分的夹层式轴承布置，其中每个内部部分具有分别与两个相邻部分中的一个协作的两个轴承表面。随后，在需要时，这些内部部分两侧都可以具有凹槽或两侧都可以具有舌片，或者一侧具有凹槽而另一侧具有舌片。

在三个或更多个部分的情况下，凹槽和舌片的环状布置也无需相对于同一个旋转轴为同心的，而是旋转轴可相对于彼此平行且偏移或可甚至彼此形成角度。在旋转轴相对于彼此平行且偏移时，有可能(例如)形成活塞杆轴承。

附图说明

现在将结合附图更详细地解释简单的实施例实例，其中：

图1是第一组装步骤中根据本发明的轴承布置的各部分的轴向视图；

图2所示为沿图1中的线II-II截取的截面；

图3是后续的组装步骤中所述轴承布置的视图；

图4是沿图3中的线IV-IV截取的截面；

图5是在另一个组装步骤中所述轴承布置的轴向视图；

图6是在图5中的箭头VI-VI的方向上的视图；

图7是在又一个组装步骤中所述轴承布置的轴向视图；

图8是沿图7中的线VIII-VIII截取的截面；

图9是完全组装好的轴承布置的轴向视图；

图10是沿图9中的线X-X截取的截面；以及

图11是根据本发明的轴承布置的轴承表面的放大截面图。

具体实施方式

在图式中，通过轴承布置的实例来对本发明进行图示，所述轴承布置由呈圆盘形式的两个部分组成，这两个部分在端面处彼此啮合且可绕着旋转轴A相对于彼此旋转。这些部分中的每个部分分成两个半圆形区段。

图1图示第一组装步骤，在第一组装步骤中，第一部分10的第一区段10a与第二部分12的第一区段12a是按照某构造彼此靠在一起，使得其轮廓一起形成了完整的圆。然而，如可在图2的截面图中看出，在垂直于图1中的图纸平面的方向上，各部分相对于彼此偏移。在图1中看不到的背面上，部分10具有两个环状凹槽14，这两个环状凹槽14定中心到旋转轴A上且在横截面中以鸠尾构造进行底切。在这些凹槽中，区段10a只容纳半圆形节段。

在面向第一部分10的侧面上，第二部分12具有两个环状舌片16，这两个环状舌片16具有与凹槽14的剖面互补的鸠尾剖面且以半圆形的形式在第一区段12a的表面上延伸。

图3和图4图示一个组装步骤，在所述组装步骤中，第二部分12的区段12a绕着轴承布置的旋转轴A相对于第一部分10旋转，使得舌片16进入凹槽14中。

在图5和图6中，两个区段中的一个已旋转进另一个中，使得其完全适配。在此构造中，区段以实实在在的形状配合由凹槽14和舌片16固持在一起，使得其只可相对于彼此旋转而不可相对于彼此进行任何其他移动。

随后，第一部分10的第二区段10b和第二部分12的第二区段12b中的一个区段以相应的方式旋转到另一个区段中，且以图7和图8中所示的方式来抵靠区段10a和12a。如可在图8中看出，凹槽14和舌片16也以半圆形延伸越过区段10b和12b，使得它们彼此补充成完整的圆，如图7中所示。

两个部分10、12现在完成，且彼此在轴承表面18(图8)处啮合，轴承表面18垂直于旋转轴A延伸。此外，每个部分10、12沿着分离面20分别分成两个区段10a、10b以及12a、12b，分离面20穿过旋转轴A。在这种条件下，第一部分的区段10a、10b以及相应地第二部分12的区段12a、12b可在机械上彼此连接，例如通过胶合、焊接或以任何其他合适的方式。在所示的实例中，每个部分10、12都具有通孔22，通孔22与分离面20成直角延伸，且拉紧螺栓可插入其中，通过所述拉紧螺栓可将两个区段彼此拉紧。在必要时，可设置两个平行的通孔，以便区段保持彼此齐平的构造。为实现同样的目的，可在分离面20处设置凹槽舌片连接。

轴承布置现在完成，而且两个部分10和12可绕着旋转轴A相对于彼此旋转。

在图9和图10中，两个部分10、12已相对于彼此旋转了90°的角度，使得部分12的两个区段12a和12b在图10中可见。此处，截面图的平面沿着部分10的分离面20延伸。因此，部分12的通孔22在图10的纵截面上示出。

为了减少摩擦，轴承布置也可配置成滚柱轴承，如图11中所举例说明。此处，具有滚柱体26的笼24布置在部分10的一个凹槽14的底部上。所述笼可具有对应于部分10的相应区段中凹槽14的轨迹的半圆形形状，而且可在组装轴承布置时旋转进凹槽14中。例如，首先，可在图3到图6中图示的组装步骤中将笼引入到区段10a的凹槽14中，随后，可将笼旋转90°的角度，然后再将舌片16旋转进凹槽中。当滚柱体在凹槽的底部和舌片的顶部上滚动时，笼24的速度是区段12a的旋转速度的一半，这样，当已达到图5和图6所示的条件时，笼24将齐平地容纳在这些区段中。

笼24可以作为承受轴向力的推力轴承，所述轴向力倾向于将两个部分10和12压到一起。

相反，在部分10的另一个凹槽14中，具有滚柱体30的笼28布置在凹槽的侧腹处。这些笼和滚柱体形成了径向轴承，而且，由于舌片16的鸠尾剖面，也形成了张力轴承，所述张力轴承承受倾向于将部分10和12拉开的轴向力。笼28也以半圆形形状在各自的区段中延伸，但是具有对应于凹槽14的侧腹的倾斜的圆锥形构造。在高负荷的大直径轴承中，可能具有以下消极效果，即，固持在同一个笼28中的滚柱体30行进了不同的距离，这是因为在滚柱体30只在轴承表面上滚动而不滑动时其轨迹的半径稍有不同。在必要时，这种消极效果可以通过使用直径稍有不同的滚柱体以及通过相应地调适凹槽14的侧腹与舌片16的壁之间的间隙的宽度来进行补偿。

Claims (8)

1.一种轴承布置，其具有至少两个可相对于彼此旋转的部分(10、12)，所述轴承布置的特征在于，所述部分中的一个(10)具有与旋转轴(A)同心的至少一个环状凹槽(14)，而另一个部分(12)具有与所述凹槽(14)互补并啮合于其中的舌片(16)，而且在于，所述部分(10、12)中的每个部分沿分离面(20)分成至少两个区段(10a、10b；12a、12b)，所述分离面穿过所述凹槽(14)和所述舌片(16)，所述舌片(16)延伸越过相应所述另一部分(12)的所有区段(12a、12b)。

2.根据权利要求1所述的轴承布置，其中所述部分(10、12)在所述凹槽(14)和所述舌片(16)外部的区域中以轴承表面(18)来彼此啮合，所述轴承表面垂直于所述旋转轴(A)延伸。

3.根据权利要求1或2所述的轴承布置，其中所述分离面(20)是平面的。

4.根据前述权利要求1所述的轴承布置，其中所述部分(10、12)中的每个部分正好分成两个区段(10a、10b；12a、12b)。

5.根据前述权利要求1所述的轴承布置，其中所述部分(10、12)经由多对同心的凹槽(14)和舌片(16)而彼此啮合。

6.根据前述权利要求1所述的轴承布置，其中所述凹槽(14)和所述舌片(16)具有底切剖面。

7.根据前述权利要求1所述的轴承布置，其中滚柱体(26、30)布置在所述凹槽(14)中。

8.根据权利要求7所述的轴承布置，其中所述滚柱体(26；30)固持在各自的笼(24；28)中，所述笼的长度分别对应于所述相应区段(10a、10b)中所述凹槽(14)的节段。