CN103185078B - 轴承隔离器组件 - Google Patents

Abstract

一种轴承隔离器组件包括内支撑构件、外支撑构件、弹力构件和弹性环。所述内支撑构件与所述外支撑构件之间限定了移动路径。所述弹力构件设置在所述内支撑构件与所述外支撑构件之间并且构造成抵制所述内支撑构件与所述外支撑构件之间在移动路径的第一部分内的压缩。所述外支撑构件限定环形壳层，其中所述弹性环设置在所述环形壳层中。所述内支撑构件限定环形压缩表面，而所述弹性环构造成抵制所述内支撑构件的环形压缩表面与所述外支撑构件的环形压缩表面之间在移动路径的第二部分内的压缩。

Description

轴承隔离器组件

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享有2011年12月30日提交的序号为61／581886的美国临时专利申请的权益。

技术领域

本发明涉及轴承隔离器，并且更具体地涉及下述轴承隔离器：该轴承隔离器包括用于在第一移动范围内提供第一力特性的弹力构件并且包括用于在第二移动范围内提供第二力特性的弹性构件。

背景技术

现有的轴承隔离器组件旨在吸收关联部件的制造公差、为轴承预加载轴向载荷以便消除松动和不期望的轴承噪音并且控制蜗杆移动(worm travel)和减速比率。可以通过调节设置在一对钢杯内的弹性体的量来实现蜗杆和轴承组件的制造公差的吸收，同时限制部件的移动以便弹性体补偿零件之间的尺寸偏差。根据这些方法，杯的形状和弹性体的形状设置为使得当组件被压缩时产生特定的力曲线。通过下述方式来寻求实现轴承的预加载：施加轴向力到内座圈并且抵制外圈上的轴承反向侧上的力。通过限制两个钢杯内的弹性体的量来控制蜗杆移动，并且通过粘合剂的使用来提供对常规组件的保持。

可惜的是，这种常规轴承隔离器在它们提供足够的移动范围以及期望的力的特性方面的能力可能受到限制。这种轴承隔离器可能还缺乏下述能力：被调节以便通过沿蜗杆轴线的必要的移动范围来提供期望的力的特性。相应地，期望获得在增大的移动范围内提供可调节的力的特性的轴承隔离器。

发明内容

在示例性实施方式中，轴承隔离器组件包括内支撑构件、外支撑构件、弹力构件和弹性环。所述外支撑构件构造成与所述内支撑构件相互配合以便限定所述内支撑构件相对于所述外支撑构件的移动路径。所述内支撑构件限定朝向所述外支撑构件的内弹簧座。所述外支撑构件限定朝向所述内支撑构件的外弹簧座。所述弹力构件设置在所述内弹簧座与所述外弹簧座之间。所述弹力构件构造成在该移动路径的第一部分内抵制所述内支撑构件与所述外支撑构件之间的压缩。所述外支撑构件限定环形壳层，其中所述弹性环设置在所述环形壳层中。所述内支撑构件限定朝向所述弹性环的环形压缩表面，而所述弹性环构造成在该移动路径的第二部分内抵制所述内支撑构件的环形压缩表面与所述外支撑构件的环形压缩表面之间的压缩。

通过下面结合附图进行的描述，这些以及其他优点和特征将变得更清楚。

附图说明

被认为是本发明的主题被具体地列举并且在本申请结尾处的权利要求书中清楚地要求保护。本发明的前述以及其他特征和优点将通过下面结合附图进行的详细描述而变得显而易见，附图中：

图1是根据本发明的示例性轴承隔离器组件的一部分的视图；

图2是根据本发明的示例性轴承隔离器组件的剖视图；

图3是根据本发明的示例性轴承隔离器组件的一部分的视图；

图4是示例性轴承隔离器组件的蜗杆轴线行程与隔离器力之间的示例性关系的图表；以及

图5是示例性轴承隔离器组件的蜗杆轴线行程与隔离器力之间的示例性关系的图表。

具体实施方式

现参阅附图，在图中将参阅特定实施方式描述而非限制本发明，轴承隔离器组件100包括内支撑构件102和外支撑构件104。内支撑构件102绕内支撑构件轴线106对称地设置并且限定内弹簧座108和内轴承表面110。内弹簧座108和内轴承表面110沿内支撑构件轴线106朝向大体相反的方向，其中内弹簧座108限定相对于内支撑构件102的内方向112。外支撑构件104绕外支撑构件轴线114对称地设置并且限定外弹簧座116和外轴承表面118。外弹簧座116和外轴承表面118沿外支撑构件轴线114朝向大体相反的方向，其中外弹簧座116限定相对于外支撑构件104的内方向120。

内支撑构件102限定沿内方向112延伸的内构件导向表面121和122，所述内方向112与内支撑构件轴线106平行。外支撑构件104限定沿内方向120延伸的外构件导向表面123和124，所述内方向120与外支撑构件轴线114平行。当内支撑构件102与外支撑构件104彼此接合时，内支撑构件轴线106与外支撑构件轴线114大体上对准从而限定蜗杆轴线126，其中内弹簧座108与外弹簧座116大体上朝向彼此面对，并且其中内构件导向表面121和122设置在非常接近相应的外构件导向表面123和124的位置。

在示例性实施方式中，内构件导向表面121和122和外构件导向表面123和124构造成限制内支撑构件102相对于外支撑构件104的相对移动。在示例性实施方式中，外构件导向表面124构造成与内支撑构件102的内构件导向表面122相互配合，从而限定外支撑构件104相对于内支撑构件102沿蜗杆轴线126的移动路径128。

在示例性实施方式中，内构件导向表面121和122的横截面形状是圆形的，以便内支撑构件102可相对于外支撑构件104绕蜗杆轴线126旋转。在示例性实施方式中，内构件导向表面122是柱状的，以便随着内支撑构件102沿蜗杆轴线126相对于外支撑构件104移动，外构件导向表面124大体上保持与内构件导向表面122接合。

在一个示例性实施方式中，内构件导向表面122定向为背离内支撑构件轴线106，而外构件导向表面124定向为朝向外支撑构件轴线114。根据该示例性实施方式，内构件导向表面121设置成半径等于或稍微小于外构件导向表面124的半径。在另一个示例性实施方式中，内构件导向表面122定向为朝向内支撑构件轴线106，而外构件导向表面124定向为背离外支撑构件轴线124。根据该示例性实施方式，内构件导向表面121设置成半径等于或稍微大于外构件导向表面124的半径。

在示例性实施方式中，轴承隔离器组件100包括一个或多个保持和／或对准特征以便帮助将轴承隔离器组件100装配、对准和保持在工作构造中并且进一步限定轴承隔离器组件100的移动路径128。在内构件导向表面122定向为背离内支撑构件轴线106的示例性实施方式中，内支撑构件102包括一个或多个并且优选地是3个翼片130，翼片130在内构件导向表面122的远离内弹簧座108的末端沿径向方向从内构件导向表面122向外延伸。

根据这种实施方式，外支撑构件104构造成在内构件导向表面121与外支撑构件104之间、以及在外构件导向表面123(设置在外支撑构件104沿外支撑构件轴线114远离外弹簧座116的末端)与内支撑构件102之间限定空腔或间隙134。空腔134构造成当内支撑构件102与外支撑构件104设置于限定在移动路径128内的操作位置时提供间隙以避免翼片130与外支撑构件104之间的干涉。因此，外构件导向表面124相对于空腔134限定脚凸缘136，其从外构件导向表面124在径向方向上向外延伸。脚状物136的特征是外支撑构件104的限定外构件导向表面124的区域。翼片130和脚状物136构造成限定操作性位置(即，操作位置)的范围的最大限制，所述操作位置限定在移动路径128内。在内构件导向表面124的远离内弹簧座108的末端，内支撑构件102限定在翼片130之间的一个或多个对应的缺口132（参见附图1），以便选择地在脚状物136和缺口132对齐的时候便于内支撑构件102与外支撑构件104的组装，以及在内支撑构件102组装到外支撑构件104中并且脚状物136相对于缺口132绕蜗杆轴线126旋转的时候形成对移动路径128的最大限制。

应当理解的是，在另一个示例性实施方式中，内构件导向表面122朝向内支撑构件轴线106，而内支撑构件102包括一个或多个并且优选地是3个翼片130，翼片130在内构件导向表面122的远离内弹簧座108的末端从内构件导向表面122向内朝向内支撑构件轴线106延伸。根据该实施方式，在内构件导向表面122的远离内弹簧座108的末端，内支撑构件102限定形成在翼片130中的一个或多个的缺口132，以便在脚状物136与缺口132对准时选择性地便于内支撑构件102到外支撑构件104内的装配，并且在内支撑构件102装配到外支撑构件104内并且翼片130绕蜗杆轴线126相对于缺口132旋转时形成限定在移动路径128内的操作位置的范围的最大限制。

根据这种实施方式，外支撑构件104构造成在内构件导向表面121与外支撑构件104之间、以及在外构件导向表面123与内弹簧座102之间限定空腔134。空腔134构造成当内支撑构件102与外支撑构件104设置在操作位置范围内(限定在移动路径128内)时提供间隙以避免翼片130与外支撑构件104之间的干涉。因此，外构件导向表面124相对于空腔134限定脚状物136。翼片130和脚状物136构造成限定移动路径128的最大限制。

弹力构件138设置在内弹簧座108与外弹簧座116之间。弹力构件138构造成吸纳内支撑构件102与外支撑构件104之间在移动路径128的第一部分140内的压缩。弹力构件138可包括盘簧或构造并且布置成抵抗内支撑构件102与外支撑构件104之间沿蜗杆轴线126的压缩的任何其他结构。

在示例性实施方式中，弹力构件138是金属盘簧，随着弹力构件138因内支撑构件102相对于外支撑构件104沿移动路径128的第一部分140的移动而被压缩，所述金属盘簧构造成提供大约2牛顿与大约100牛顿之间的力，其中该第一部分140对应于在大约0mm至大约5mm之间的蜗杆轴线行程(即，移动路径128内的操作范围)。

在另一个示例性实施方式中，弹力构件138构造成随着所述弹力构件138因内支撑构件102相对于外支撑构件104沿着对应于大约0mm至大约2mm之间的蜗杆轴线行程的移动路径128的第一部分140的移动而被压缩来提供大约5牛顿与大约100牛顿之间的力。

在示例性实施方式中，内支撑构件102限定环形压缩表面144，所述环形压缩表面144以绕内支撑构件轴线106的压缩环半径设置在内构件导向表面122的远侧端附近。环形压缩表面144的朝向设置成沿着内支撑构件102的内方向112。外支撑构件104限定外环形座148，所述外环形座148设置成半径大约等于压缩环半径并且朝向沿着外支撑构件104的内方向120。在示例性实施方式中，外环形座148从外弹簧座116径向向内延伸。在示例性实施方式中，外支撑构件104还限定轴向环形压缩壁146。环形压缩壁146可以设置成大体上平行于外支撑构件轴线114、邻近于外环形座148并且垂直于所述外环形座148。外环形座148与轴向环形压缩壁146相互配合来限定环形壳层152。

弹性环150设置在外环形座148上，或者在示例性实施方式中，保持在外支撑构件104的环形壳层152内。当内支撑构件102和外支撑构件104彼此接合时，环形压缩表面144定位成随着内支撑构件102在移动路径128的第二部分154内相对于外支撑构件104沿蜗杆轴线126移动而接触并且在外环形座148与环形压缩表面144之间压缩弹性环150。

在示例性实施方式中，弹性环150是管状弹性体，所述管状弹性体布置成环并且构造成随着所述弹性环150因内支撑构件102相对于外支撑构件104沿移动路径128的第二部分154的移动而被压缩来提供大约0牛顿与大约2000牛顿之间的力，其中该第二部分154对应于从大约5mm至大约5.5mm之间的蜗杆轴线行程。

在示例性实施方式中，移动路径128的第一部分140包括移动路径128的第二部分154，使得由弹性环150产生用来抵制内支撑构件102相对于外支撑构件104沿蜗杆轴线126在移动路径128的第二部分154内的压缩移动的力被弹力构件138在移动路径128的第二部分154内产生的力增强。

弹力构件138被构造并且布置成提供迫使内支撑构件102离开外支撑构件104的第一偏置力特性156。弹性环150被构造并且布置成提供迫使内支撑构件102离开外支撑构件104的第二偏置力特性158。通过第一偏置力特性156与第二偏置力特性158的组合来支撑的轴承隔离器组件的轴向载荷抑制了内支撑构件102与外支撑构件104之间的相对旋转运动。

相应地，在示例性实施方式中，改进的轴承隔离器组件100吸收相邻结构-例如轴承的制造公差同时提供增大的自由高度并且允许更长的加载持续时间。因此，可以有效地减轻诸如噪音和振动的常规缺点。轴承隔离器组件100还能够实现相关轴承的预加载，同时可以根据需要通过改变弹力构件138和弹性环150中的两个或任一个来调节。例如，可以通过将弹力构件138改变成具有更大或更小的弹簧常数来改变轴承预加载量。在该设计中蜗杆轴线126的转动扭矩也是可调节的函数。不仅可以改变弹力构件138的力，还可以改变弹性体的材料特性以及体积和表面特性来满足改变的状况。可以改变／调节图4和图5所示的弹簧力曲线的所有三个阶段来适应蜗杆移动和减速比率。因此，轴承隔离器包括弹力构件138以便在第一移动范围内提供第一力特性并且包括弹性构件以便在第二移动范围内提供第二力特性。

虽然仅结合有限数量的实施方式详细描述了本发明，但是应当容易理解的是，本发明不限于公开的这些实施方式。相反，本发明可被修改为包含任何数量的前面未描述但与本发明的精神和范围相吻合的变型、改变、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施方式，但是应当理解的是，本发明的各个方面可能仅包括所描述的实施方式中的一些。因此，本发明不应被认为受到前面的描述的限制。

Claims (16)

1.一种轴承隔离器组件，包括：

内支撑构件，所述内支撑构件限定沿与内支撑构件轴线平行的方向延伸的内构件导向表面；

外支撑构件，所述外支撑构件构造成与所述内支撑构件相互配合以便限定所述内支撑构件相对于所述外支撑构件的移动路径，所述外支撑构件限定沿与外支撑构件轴线平行的方向延伸的外构件导向表面；

弹力构件；以及

弹性环；

其中所述内支撑构件限定朝向所述外支撑构件的内弹簧座，所述外支撑构件限定朝向所述内支撑构件的外弹簧座，所述弹力构件设置在所述内弹簧座与所述外弹簧座之间，并且所述弹力构件构造成抵制所述内支撑构件与所述外支撑构件之间在所述移动路径的第一部分内的压缩；

其中所述外支撑构件限定环形壳层，所述弹性环设置在所述环形壳层中，所述内支撑构件限定朝向所述弹性环的环形压缩表面，而所述弹性环构造成抵制所述内支撑构件的环形压缩表面与所述外支撑构件的环形压缩表面之间在所述移动路径的第二部分内的压缩；

其中所述内支撑构件包括一个或多个翼片，所述翼片在内构件导向表面的远离内弹簧座的末端从内构件导向表面径向向外延伸，以及形成在所述一个或多个翼片中的至少一个缺口；

其中，所述外支撑构件包括一个或多个脚凸缘，所述脚凸缘在外构件导向表面的远离所述外弹簧座的末端从外构件导向表面径向向内延伸，所述一个或多个脚凸缘的每个脚凸缘配置成插入穿过所述至少一个缺口中的一个缺口，以助于所述内支撑构件和所述外支撑构件的组装；以及

其中所述一个或多个翼片和所述一个或多个脚凸缘配置成相互接合以助于防止所述外支撑构件和所述内支撑构件相互远离的运动。

2.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面与蜗杆轴线平行延伸。

3.如权利要求2所述的轴承隔离器组件，其中所述外构件导向表面构造成与所述内支撑构件的内构件导向表面相互配合以便限定所述外支撑构件相对于所述内支撑构件沿蜗杆轴线的移动路径。

4.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述移动路径的第一部分包括所述移动路径的第二部分。

5.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述弹力构件构造并且布置成提供迫使所述内支撑构件离开所述外支撑构件的第一偏置力特性。

6.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述弹性环构造并且布置成提供迫使所述内支撑构件离开所述外支撑构件的第二偏置力特性。

7.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述弹性环构造并且布置成提供轴向载荷特性，所述轴向载荷特性构造并且施加成当所述环形压缩表面与所述弹性环接触时抵制所述内支撑构件相对于所述外支撑构件绕蜗杆轴线的旋转。

8.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述内支撑构件绕蜗杆轴线大体上对称设置。

9.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述外支撑构件绕蜗杆轴线大体上对称设置。

10.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面定向为背离内支撑构件轴线，而所述外构件导向表面定向为朝向外支撑构件轴线。

11.如权利要求10所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面设置成半径等于或稍微小于所述外构件导向表面的半径。

12.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中内构件导向表面定向为朝向内支撑构件轴线，而外构件导向表面定向为背离外支撑构件轴线。

13.如权利要求12所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面设置成半径等于或稍微大于所述外构件导向表面的半径。

14.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面和所述外构件导向表面与蜗杆轴线平行延伸。

15.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述内构件导向表面的横截面形状是圆形的，以便所述内支撑构件可相对于所述外支撑构件绕蜗杆轴线旋转，同时所述内构件导向表面大体上保持与所述外构件导向表面接合。

16.如权利要求1所述的轴承隔离器组件，其中所述外支撑构件限定轴向环形压缩壁，所述轴向环形压缩壁设置成大体上平行于外支撑构件轴线、邻近于由所述外支撑构件限定的外环形座并且垂直于所述外环形座。

17. 一种轴承隔离器组件，包括：

内支撑构件，其与中心轴线同轴，所述内支撑构件限定内弹簧座和平行于所述中心轴线从内弹簧座延伸的第一环形凸缘，其中第一环形凸缘的外直径限定了内构件导向表面；

外支撑构件，其与所述中心轴线同轴，所述外支撑构件限定第二环形凸缘以及朝向所述内弹簧座的外弹簧座，所述第二环形凸缘从所述外弹簧座向内弹簧座延伸，其中第二环形凸缘定向为从所述第一环形凸缘径向向外，其中所述第二环形凸缘的内直径限定了外构件导向表面；

弹力构件，所述弹力构件设置在所述内弹簧座与所述外弹簧座之间并且与所述内弹簧座与所述外弹簧座接触，其中所述弹力构件定向成从所述第二环形凸缘径向向外；

弹性环，其在所述第二环形凸缘的径向向内位置容纳在所述外支撑构件内，其中所述弹性环配置成与环压缩表面相接合，所述环压缩表面限定在所述第一环形凸缘的远离所述内弹簧座的端部表面上；

其中所述内支撑构件包括一个或多个翼片，所述翼片在所述内构件导向表面的远离所述内弹簧座的末端从内构件导向表面径向向外延伸，以及形成在所述一个或多个翼片中的至少一个缺口；

其中，所述外支撑构件包括一个或多个脚凸缘，所述脚凸缘在所述外构件导向表面的远离所述外弹簧座的末端从所述外构件导向表面径向向内延伸，所述一个或多个脚凸缘的每个脚凸缘配置成插入穿过所述至少一个缺口中的一个缺口，以助于所述内支撑构件和所述外支撑构件的组装；以及

其中所述一个或多个翼片和所述一个或多个脚凸缘配置成相互接合以助于防止所述外支撑构件和所述内支撑构件相互远离的运动。

18. 一种轴承隔离器组件，包括：

内支撑构件，所述内支撑构件限定沿与内支撑构件轴线平行的方向延伸的内构件导向表面；

外支撑构件，所述外支撑构件构造成与所述内支撑构件相互配合以便限定所述内支撑构件相对于所述外支撑构件的移动路径，所述外支撑构件限定沿与外支撑构件轴线平行的方向延伸的外构件导向表面；

弹力构件；以及

弹性环；

其中所述内支撑构件限定朝向所述外支撑构件的内弹簧座，所述外支撑构件限定朝向所述内支撑构件的外弹簧座，所述弹力构件设置在所述内弹簧座与所述外弹簧座之间，并且所述弹力构件构造成抵制所述内支撑构件与所述外支撑构件之间在所述移动路径的第一部分内的压缩；

其中所述外支撑构件限定环形壳层，所述弹性环设置在所述环形壳层中，所述内支撑构件限定朝向所述弹性环的环形压缩表面，而所述弹性环构造成抵制所述内支撑构件的环形压缩表面与所述外支撑构件的环形压缩表面之间在所述移动路径的第二部分内的压缩；

其中所述内支撑构件包括一个或多个翼片，所述翼片在内构件导向表面的远离内弹簧座的末端从内构件导向表面径向向内延伸，以及形成在所述一个或多个翼片中的至少一个缺口；

其中，所述外支撑构件包括一个或多个脚凸缘，所述脚凸缘在外构件导向表面的远离所述外弹簧座的末端从外构件导向表面径向向外延伸，所述一个或多个脚凸缘的每个脚凸缘配置成插入穿过所述至少一个缺口中的一个缺口，以助于所述内支撑构件和所述外支撑构件的组装；以及

其中所述一个或多个翼片和所述一个或多个脚凸缘配置成相互接合以助于防止所述外支撑构件和所述内支撑构件相互远离的运动。