CN103782045B - 用于部件的低摩擦轴承的枢转轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于部件的低摩擦支承的枢转轴承，包括圆筒形轴承主体(2,2ˊˊˊ,3)和枢转地设置在圆筒形主体中的轴承部（1），其中，该轴承主体(2,2ˊˊˊ,3)具有大致径向设置的肋（2ˊˊˊ），在该肋上，形成至少一个第一滚动表面(2ˊ)，并且其中，该轴承部（1）具有在尖端处有圆筒形滚动部分的滚动元件，该滚动元件在滚动表面(2ˊ)上滚动。实现了高可负载轴承，该轴承部（1）具有两个部分，即保持部(1ˊ)和连接部(1ˊˊ)，它们设置在肋(2ˊˊˊ)的两侧上。

Description

用于部件的低摩擦轴承的枢转轴承

技术领域

本发明涉及用于部件的低摩擦轴承的枢转轴承，包括圆筒形轴承主体和枢转地设置在圆筒形主体中的轴承部，其中，该轴承主体具有大致径向设置的肋，在该肋上，形成至少一个第一滚动表面，并且其中，该轴承部具有在尖端处有圆筒形滚动部分的滚动体，该滚动部分在滚动表面上滚动。

具体地提供重载枢转轴承，它较佳地在诸如具有大大减少的摩擦力的离心机的高径向负荷下使用。

背景技术

枢转轴承用于轴承机器元件，这些机器元件经受围绕转动轴的转动，并且其转动角度不具有360°的完全转动。这导致围绕转动轴线的摆动运动具有较大或较小的恒定枢转角度和在正负最大值与零之间的不均匀转动速度。

滑动轴承不是特别适用于这样工作条件，因为，由于枢转运动和在轴承螺拴和轴承孔之间的不均匀的相对速度，它几乎不可能建立流体动力润滑油膜。这导致增加的摩擦效应和各自更高的磨损和撕裂和低的运行寿命。径向地指向外部的加速附加地产生在离心机中(离心加速)，这导致如下的结果：润滑剂都在离转动中心最远的轴承孔的边界区域中的圆筒形轴承孔中流动，并在缺少适当的轴承密封的情况下以轴向方向被传递到轴承孔外，以及将通过离心加速从轴承孔的边缘径向地喷出至外部。这导致减少的或几乎不提供流体动力润滑油膜，这是除了从轴承孔漏出的润滑剂增加以及在滑动轴承中的剩余润滑剂容量减少之外的另一个缺点。

滚动轴承通常具有与滑动轴承(由塑料制成)相比的较高的重量，并示出在高离心加速的情况下不利的润滑剂的分配。这助长了磨损和撕裂增加。在滚动轴承组中，滚针轴承示出用于这样的应用的最有利的条件(重量，摩擦……)。在这样的滚动轴承的情况中，具有与轴承直径相比更小的滚动体直径的圆筒形滚子在外环和内环(大部分是轴承螺栓)的运转面之间滚动。在该情况下，轴承摩擦力由滚动体的滚动摩擦力以及外环和内环的运转面的平均半径形成。滚动轴承示出与滑动轴承相比较低的摩擦力。

此外，基于以交叉方式设置的、由塑料或金属制成的弹性可变形的薄壁隔膜的柔性枢转轴承是已知的。在US3,807,029A(TroegerH.,1974)、US3,811,665A(SeligF.,1974)、US3,813,089A(TrgerH.,1974)和US3,825,992A(TroegerH.,1974)中描述了枢转轴承，它们的基本原理是基于以交叉方式设置的弹性元件，其中，圆筒形中间主体以防扭曲的方式插入到轴承孔中，以及相对于第一圆筒形主体可扭曲地设置的第二圆筒形主体连接至将要安装的机器元件。这产生了单侧枢转轴承。在第二个实施例中，刚性地彼此连接的两个圆筒形中空轴借助于相对于以防扭曲方式插入轴承孔中的中间主体交叉设置的隔膜以这样的方式连接：扭矩或转动运动可从一个侧向部向另一个传递。由此，转动运动可通过中间主体从一侧向相对侧传递。这样的枢转轴承以无摩擦的方式运行，但带来了仅可吸收相对低的径向力以及仅可实现低的枢转角度的缺点。典型的最大的枢转角度位于大约+/-30°的范围中(在非常低的径向负载的情况下)，以及仅有少许度数的枢转角度可以在较高的负载下实现。为此，这样的弹性的枢转轴承仅用在诸如在计算机、测量装置等的存储驱动中发生非常低的径向力的场合。从US5505555A(VanKannFrankJ；BuckinghamMichaelJ,1996)可知另外的弹性枢转轴承，它仍示出了上述的限制，并因此仅用于诸如例如加速传感器的特定的测量应用中。

GB146,119A描述了接头设置，在该接头设置中张力通过有轮廓的表面传递。在压力的情况下，接头设置以具有相应缺点的滑动轴承的方式起作用。

发明目的

本发明的目的在于提供用于较大枢转角度的重型枢转轴承，由于该较大枢转角度的重型枢转轴承，可充分减少离心机中的重型滑动轴承的缺点、滚动轴承的缺点和弹性枢转轴承的缺点。具体地，可靠地吸收在任何方向上的力是可能的。

根据本发明以这样的方式实现这些目的：轴承部具有两个部分，即保持部和连接部，它们设置在肋的两侧。这具体意味着：滚动体以可滚动的方式设置在刚性滚动表面上，该刚性滚动表面大致沿枢转轴承的中心轴线设置，并且所述滚动体是可枢转的轴承部的固定部件。滚动部分典型地具有显著小于枢转轴承的轴承主体的直径。根据本发明，枢转运动主要由滚动体的滚动运动产生，从而基本上防止了滑动摩擦力。通过连接部可实现尤其高的机械稳定性。

不允许的活动尤其可以这样的方式被防止：轴承部包括具有大致以圆的扇形段的方式成形的横截面的保持部。在以扇形段的方式成形的保持部的横截面中的相关方面是：平行于滚动表面的保持部的切线在滚动运动过程中保持不变。如果滚动体具有非圆形的横截面，保持部的横截面从以圆形扇段的方式成形的结构偏离，从而获得“环形曲线”(orbiformcurve)，这再次包括恒定的上部切线。

它以尤其有利的方式提供的是：轴承主体包括大致以半圆筒方式设置的定中心部。定中心部大致确定轴承部的自由度。

轴承部的不允许的运动以这样的方式来防止：定中心部具有与滚动表面相对的滑动表面。轴承部通常在它的运动过程中搁置在滑动表面上，或者在负载过程中稍微远离滑动表面。在任何情况下，以这样的方式防止在所有位置中的不允许的活动。

另外的尤其有利的实施例提供了：定中心部包括在肋区域中的定中心表面。定中心表面限定了轴承部的可能的横向运动。

当轴承主体各自地包括在肋的两侧上的半圆筒形的保持肋的壳体时，实现枢转轴承的尤其紧凑的设置。

当滚动表面相对于枢转轴承的中心点凹陷时，枢转轴承的运动学是尤其有利的。这意味着中心点位于肋的外部。此外，如果滚动体的中心点距枢转轴承的中心点的距离小于滚动体的半径的话，也是尤其有利的。如果肋因此位于枢转轴承的中心点的下方的话，滚动轴承的中心点位于所述中心点的上方。

如果连接部具有大致以圆扇形段的方式成形的横截面的话，是尤其有利的。以这种方式可以实现最佳的负载横截面。

附图说明

参考在示意图中所示的实施例在下面更加详细地阐释本发明，其中：

图1示出枢转轴承的总体侧视图；

图2示出图1的轴承的轴侧投影视图；

图3示出图1的轴承在轴向视图中的分解图；

图4示出放大比例的轴向视图；

图5示出图4的枢转轴承的轴侧投影视图；

图6示出根据图4的枢转轴承在另一个位置中的视图，以及

图7示出图6的细节。

具体实施方式

图1示出根据本发明的枢转轴承结构的侧视图。枢转轴承结构包括可枢转的轴承部1，该可枢转的轴承部插入圆筒形轴承主体2、2”'、3中，该圆筒形轴承主体以防扭曲的方式设置在诸如离心机的机器元件7(未更加详细地示出)的轴承孔中。可枢转轴承部1相对于固定的圆筒形轴承主体2、2”'、3以枢转方向5可枢转。连接部1”用于机械稳定，因为以这样的方式，轴承部的可负载横截面可以充分增加。具体地，变形由增加的弯曲刚度来防止，否则这将导致在配合区域中的几何特性上的改变，这将导致在运行寿命上的相当大的减少。

图2示出根据本发明的枢转轴承结构的斜视图，其具有较佳的负载方向6和枢转方向5。

图3示出根据本发明的枢转轴承结构的分解图以及沿着图1中的横断线B-B剖视图。定中心部3相对于安装状态中的肋2”'和保持部2整体地连接，并一起被保持在轴承孔中。刚性地连接至可枢转轴承部1的滚动体4在枢转运动的过程中在肋2”'上滚动。肋2”'大致沿着由保持部2和定中心部3所跨越的圆筒形空间延伸。

图4示出根据本发明的处于安装状态的枢转轴承结构沿着图1中的横断线B-B的剖视图。圆筒形轴承主体2,2”',3以防扭曲的方式插入至机器元件7的轴承孔7'中，并且该刚性地连接至滚动体4的可枢转轴承部1根据枢转运动5运动，其中滚动体4的滚动运动发生在滚动表面2'上。

可枢转轴承部1具有设置成在保持部1'的外部轮廓中的定中心部3的长度上的“环形曲线”的轮廓，从而在枢转运动5的过程中，可枢转轴承部1借助滑动表面3”引导，并借助定中心表面3'以实际上中心的方式被保持在两个端部位置中。

在根据箭头6的负载下，可枢转轴承部1的保持部1'的外部轮廓作为弹性变形的结果相对于定中心表面3'释放，并且在相关的运动下保持无摩擦。为了实现大致中心的枢转运动，滚动表面2'相对于轴承的中心点偏置数量2”(d2)。

滚动体4的中心点M1离枢转轴承的中心点M具有距离d1。所述的距离d1小于滚动体4的半径R1，例如是R1的80％。

图5示出根据本发明的枢转轴承沿着图1中的横断线B-B横断的斜视图。

图6示出根据本发明的枢转轴承沿着图1中的横断线B-B的剖视图以及枢转/滚动过程。滚动体4在枢转运动的过程中在滚动表面2'上滚动数量5’，并且滚动体4的中心点平行于滚动表面2'偏离数量6。作为相对于枢转轴承的直径是小的的滚动体4的直径的结果(比率大约是1：5至1：20)，偏离运动还是低的，并且大约是枢转轴承直径的0.5％至5％。

图7示出图6的细节视图。滚动体4在滚动表面2'上滚动，并具有半径R17和接触点8。

Claims (10)

1.一种用于部件的低摩擦轴承的枢转轴承，包括圆筒形轴承主体(2,2”',3)和枢转地设置在圆筒形轴承主体中的轴承部(1)，其中，所述圆筒形轴承主体(2,2”',3)具有大致径向设置的肋(2”')，在所述肋上，形成至少一个第一滚动表面(2')，并且其中，所述轴承部(1)具有在尖端处的有圆筒形滚动部分的滚动体(4)，其特征在于：所述轴承部(1)具有两个部分，即保持部(1')和连接部(1”)，它们设置在所述肋(2”')的两侧上。

2.如权利要求1所述的枢转轴承，其特征在于，所述轴承部(1)包括保持部(1')，所述保持部具有大致有圆形扇段形状的横截面。

3.如权利要求1所述的枢转轴承，其特征在于所述圆筒形轴承主体(2,2”',3)具有定中心部(3)，所述定中心部大致以半圆筒形的方式设置。

4.如权利要求3所述的枢转轴承，其特征在于所述定中心部(3)具有与所述第一滚动表面(2')相对的滑动表面(3”)。

5.如权利要求3所述的枢转轴承，其特征在于所述定中心部(3)包括在所述肋(2”')的区域中的定中心表面(3')。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的枢转轴承，其特征在于，所述圆筒形轴承主体(2,2”',3)各自包括在所述肋(2”')的两侧上的保持所述肋(2”')的半圆筒形壳体(2，3)。

7.如权利要求1至5中的任一项所述的枢转轴承，其特征在于，所述第一滚动表面(2')相对于所述枢转轴承的中心点(M)凹陷。

8.如权利要求1至5中的任一项所述的枢转轴承，其特征在于，所述滚动体(4)的中心点(M1)具有离开所述枢转轴承的所述中心点(M)的距离(d1)，所述距离小于所述滚动体(4)的半径(R1)。

9.如权利要求1至5中的任一项所述的枢转轴承，其特征在于，所述肋(2”')大致沿着轴承孔的直径延伸。

10.如权利要求1至5中的任一项所述的枢转轴承，其特征在于，所述连接部(1”)具有大致以圆扇形段的方式成形的横截面。