CN106468305A - 包括至少一个联接元件的滑动元件 - Google Patents

Abstract

一种用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件，其包括：第一滑动元件部件；第二滑动元件部件；以及至少一个联接元件，其构造为联接至第一滑动元件部件并且构造为联接至第二滑动元件部件以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。至少一个联接元件可以是至少一个弹性紧固件(例如至少一个弹性夹子)。

Description

包括至少一个联接元件的滑动元件

技术领域

本发明涉及一种包括至少一个联接元件的滑动元件。

根据本发明的优选实施例的滑动元件特别适合用作使用在汽车应用中，例如使用在汽车发动机(例如用于支撑曲柄轴)、变速器、泵以及压缩机系统中的凸缘(或者凸缘)轴承、凸缘半轴承以及凸缘轴衬。

背景技术

在内燃机中，每个轴承组件典型地均包括一对保持曲柄轴的半轴承，曲柄轴可以绕轴线旋转。对于曲柄轴轴瓦轴承组件来说，至少一个半轴承可以是凸缘半轴承，凸缘半轴承包括中空的、大致半柱形、半壳轴承，其设置有在每个轴向端部向外延伸(径向)的大致半环形止推垫圈。

汽车零部件的原始设备商，包括发动机以及子组件制造商，典型地规定，组装凸缘轴承供给为主轴承组的部分。这允许易于安装以及保持止推垫圈在发动机的寿命期间处于适当位置。期望组装凸缘轴承具有足够刚性以应付传输以及由操作员和/或机器人处理，以及具有足够柔性以收纳发动机中的机加工容差，并且允许安装至例如发动机缸体的指定空间。凸缘轴承典型地需要设置有一些器件，这些器件用于支撑止推垫圈没有拆下的发动机的转矩负荷，以及抵抗止推垫圈相对于半壳轴承的旋转。

在一些公知的凸缘半轴承中，使用半壳轴承和止推垫圈构成的单件构造。

在其他公知的凸缘半轴承中，诸如在公开的US专利申请US2005223546中描述的凸缘半轴承中，半壳轴承和止推垫圈通过使用结合处理(诸如激光焊接)永久地被组装。该类型布置的劣势包括，焊点会断裂，并且碎片会通过轴瓦和轴承之间的间隙空间，并且得到的组件会非常僵硬，影响利用该组件能够安装至气缸体的方便性。

在另一类型的凸缘半轴承中，止推垫圈通过对应接合特征的变形永久地组装至半壳轴承。

参考图1至图4，在轴向端部用于在半壳轴承的外表面周围机械接合止推垫圈的其他公知特征包括：大致半环形面板，其具有一对从半圆形内边缘向内突出的钩吊耳(或者钳子)。当止推垫圈在半壳轴承的轴向端部连接在外表面周围时，钩吊耳钩进半壳轴承中的对应开口。向内突出的钩吊耳位于轴承的顶点的任一侧，朝向接头面，并且定形为当半壳轴承通过将接头面(周向端部面)捏在一起而弹力地或者弹性变形时，止推垫圈能够组装至半壳轴承。通过该布置，一旦半壳轴承已经返回至松开位置，接合于开口(凹槽)的钩吊耳防止分离，还防止当通过与壳体保持干涉配合将半壳轴承已经稍微捏在一起时在整个轴承组件内的分离。钩吊耳典型地具有统一的厚度，并且被机加工为比止推垫圈的主要半环形面板薄，以能够在半壳轴承中使用(轴向)窄开口。一个或多个稳定吊耳可以在中间提供钩吊耳，从半环形主面板的内边缘向内突出，以加固止推垫圈和半壳轴承之间的连接，以防止磨损而导致止推垫圈和半壳轴承的基本相对旋转。

现有技术包括US专利US4533261和欧洲专利EP2233759，它们提供了凸缘半轴承，其中，止推垫圈使用具有统一厚度的薄的钩吊耳松散地机械接合于半壳轴承，钩吊耳可接收在对应半壳轴承的开口内。

现有技术还包括PCT公开号WO2013/068106，其提供了一种凸缘半轴承330，凸缘半轴承330包括：具有内周的至少一个大致半环形止推垫圈100A、100B，其具有从止推垫圈的内周108突出的横向吊耳104A、104B以及中间稳定吊耳106；以及半柱形半轴瓦半壳轴承220，其具有横向凹槽226A、226B以及中间稳定凹槽228，横向凹槽226A、226B以及中间稳定凹槽228凹陷至半壳轴承的轴向端部面224A、224B并且分别连接至止推垫圈的横向吊耳和稳定吊耳，其中，稳定吊耳106具有从止推垫圈的内周108大致垂直地突出的旋转稳定边缘114，稳定凹槽228构造为用于稳定吊耳的轴向相对移动；以及包括至少一个这种凸缘半轴承330的发动机。

现有技术还包括PCT公开号WO2015/007826，其提供了一种用于凸缘半轴承的止推垫圈100，所述止推垫圈包括：大致半环形面板102，其具有内边缘108和外边缘；以及钩吊耳110，其从面板的内边缘向内突出，其中，钩吊耳具有卡掣边缘118，卡掣边缘118构造为接合在由止推垫圈接收的半壳轴承中的对应开口内，以及构造为防止止推垫圈和半壳轴承断开而不变形半壳轴承，每个钩吊耳具有：钩吊耳内部分104A，其在面板的内边缘周围紧邻止推垫圈的中央部分，用于接合半壳轴承中的开口的边缘；以及钩吊耳外部分104B，其在面板的内边缘周围，远离止推垫圈的中央部分，并且钩吊耳的内部分比钩吊耳的外部分薄。

发明人认识到的是，与公知类型的凸缘半轴承相关存在多个限制或者劣势，诸如在前述现有技术文献中描述的以及在图1至图4中图示的这些限制和劣势。这些限制或者劣势可以包括以下中的一个或多个，尤其：

i、如图1至图4所示，现有技术的凸缘半轴承1使用紧邻止推垫圈6、7的端部的夹子或者‘柄脚’2、3、4、5，用于接合于紧邻半壳轴承12的端部的对应凹口或者凹槽8、9、10、11。这些柄脚典型地仅为这样的部件：其保持止推垫圈接合于半壳轴承。需要高精度地接合柄脚于对应凹口或者凹槽，这可能需要人工操纵止推垫圈和半壳轴承；

ii、现有技术设备中的柄脚会需要半壳轴承的端部被捏住以允许夹子或者‘柄脚’接合于对应凹口或者凹槽；

iii、现有技术设备中的柄脚以及对应凹口的紧容差的形成会导致制造提前期的增加；

iv、现有技术设备中的柄脚会导致组装的凸缘半轴承比预期有更高比例的报废，这是由于止推垫圈未正确地装配至半壳轴承或者在传输以及操纵期间变得从半壳轴承脱开；

v、现有技术中的柄脚和对应凹口或者凹槽仅是这样的部件：其形成自支撑凸缘半轴承，需要使用柄脚和对应凹口或者凹槽之间的紧容差。这会需要使用特定制造处理以及刚性质量控制；

vi、用于紧容差的需要还会要求需要使用后处理操作，诸如在柄脚和/或对应凹口或者凹槽上去毛刺或者移除边缘，这可以得自于初始形成操作，或者机加工一个或多个倒角以利于接合柄脚和对应凹口或者凹槽。这具有引入碎片(例如切屑或者金属微粒)的潜在可能，碎片可能对半壳轴承和/或止推垫圈的性能具有不利影响；

vii、用于额外后处理操作的需要可能增加制造成本，并且可能影响制造提前期。由于后处理操作中的误差，还会比预期导致更高比例废弃的止推垫圈和/或半壳轴承；

viii、现有技术设备中的柄脚会导致得到的凸缘半轴承组件比预期简单有效的安装凸缘半轴承至发动机壳体的凹槽时具有更大坚硬度或者更低柔性；

ix、在一些现有技术设备中使用平头焊接的线路或者线程以永久地结合止推垫圈和半半壳轴承，这会需要使用夹具以在制造期间支撑每个组件。得到的凸缘半轴承还会是比较僵硬的并且具有低柔性，这会是不期望的用于简单有效的安装凸缘半轴承至最终产品，例如发动机壳体；以及

x、使用焊接还对引入杂质和/或碎片(例如焊接粉末)具有潜在可能，这可能对半壳轴承和/或止推垫圈的性能具有不利影响。

发明内容

发明人已经认识到的是，需要改进的滑动元件，其尤其将被用作凸缘半轴承或者凸缘轴承，其比公知类型的滑动元件，特别是公知类型的凸缘半轴承或者凸缘轴承更有效，用于使用在汽车发动机应用中，包括在发动机操作停止-开始计划中，尤其，在其中滑动元件将被用以支撑旋转部件(诸如曲柄轴)。发明人还认识到的是，需要一种滑动元件，其自支撑以及充分刚性用于传输以及操纵，还充分柔性以能够安装至壳体(例如发动机缸体)而不会从半轴承分离止推垫圈。

在以下描述中，术语“联接元件”优选用以指代这样的部件，相比滑动元件的其他部件，其是辅助元件或者单独(即不同的)元件。正如下文讨论的，关于使用辅助或者单独联接元件存在清楚优势。但是，联接元件能够在联接元件之前联接至滑动元件部件的第一部件，然后还联接至滑动元件的第二部件。

本发明限定在附随的独立权利要求中，并且在第一方案中提供了用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件，滑动元件包括：第一滑动元件部件；第二滑动元件部件；以及至少一个联接元件，其构造为联接至第一滑动元件部件并且构造为联接至第二滑动元件部件以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。

在本发明的优选实施例中，滑动元件可以采用凸缘半轴承形式，凸缘半轴承包括半壳轴承和联接至半壳轴承的一对止推垫圈以形成自支撑组件。

本发明的优选实施例特别适合使用在以下中的一个或多个中：汽车发动机；变速器；泵；以及压缩机系统。

发明人认为，本发明的改进的滑动元件可以比现有技术设备具有多个优势，这些优势可以包括以下优势中的一些或者全部，尤其是：

i、使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚以联接半壳轴承和止推垫圈，相比于现有技术设备，这可以降低滑动元件的复杂性，并且能够使其更快速以及更容易组装凸缘半轴承；

ii、为了接合于止推垫圈的柄脚，使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚可以降低或者消除捏住半壳轴承的需要；

iii、由于移除需要高精度的人工操作，使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚可以降低制造提前期；

iv、使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚可以降低或者消除现有技术的凸缘半轴承的丢弃的残片体积，丢弃的残片已经在传输以及操纵期间被不正确地组装或者已经变得被拆开；

v、使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚可以降低或者消除柄脚和对应凹口或者凹槽之间的紧容差的需要，这可以简化制造处理以及降低相关成本；

vi、使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚可以降低或者消除用于端口-处理操作的需要，包括在柄脚和/或对应凹口或者凹槽上去毛刺或者移除边缘，这可以得自于初始形成操作。这可以进一步简化制造处理并且降低相关成本。还可以降低或者消除碎片(例如切屑或者金属微粒)的引入，碎片可以以其他方式对半壳轴承和/或止推垫圈的性能具有不利影响；

vii、使用至少一个联接元件代替一些现有技术设备中的柄脚或者焊接可以降低坚硬度并且增加得到的凸缘半轴承的柔性。这可以利于安装凸缘半轴承至最终产品，例如发动机壳体。还可以相比于现有技术设备降低残片的比例，现有技术设备可能太具有刚性以及不充分的柔性而不能安装至发动机壳体；

viii、使用至少一个联接元件代替使用在一些现有技术设备中的焊接可以降低或者消除相关碎片(例如焊接粉末)，相关碎片会以其他方式对半壳轴承和/或止推垫圈的性能具有不利影响；

ix、至少一个联接元件可以由塑料材料制成。优选地，在使用凸缘轴承期间将没有至少一个联接元件的任何退化或者溶解。但是，使用至少一个联接元件取代使用在一些现有技术设备中的焊接可以意味着，如果存在至少一个联接元件的任何微小的退化或者溶解，得到的碎片会比金属碎片更柔软，因此可能更易于穿过轴承间隙而不破坏止推垫圈和/或半壳轴承的运行表面或者不影响凸缘半轴承的性能，金属碎片通常关联于进行焊接的现有技术设备；以及

x、至少一个联接元件可以用来联接用任何选择的材料制成或者涂覆的滑动元件部件。例如，至少一个联接元件可以用来联接包括聚合物运行层的滑动元件部件，并且不考虑是否其包含任何添加剂或者微粒材料。

对本发明来说，发明人已经降低了具有紧容差柄脚的现有技术设备的制造复杂性，并且已经采用替换柄脚的反直觉步骤，柄脚与滑动元件的其他部件利用单独联接元件一体地形成。发明人已经采用了来自凸缘半轴承的公知开发路径的步骤并且进行了改进，相比于使用公知的凸缘半轴承，该改进具有多个明显优势。

发明人已经认识到的是，选择联接元件的材料以及属性是得到的滑动元件的性能中的重要因素。优选地，联接元件将具有以下属性中的一些或者所有属性，尤其：

i、提供得到的滑动元件的坚硬度以及柔性之间合适的平衡，使得其在操纵以及传输期间保持完整，而且能够更易于对准并且定位至壳体；

ii、在存在润滑剂(诸如发动机油)时提供良好的耐退化性；

iii、当经受汽车发动机的操作温度时提供良好的耐退化性；以及

iv、提供一些耐转矩负荷性。但是，正如下文讨论的关于本发明的优选实施例，由于存在其他接合特征(例如垂片以及对应凹口)，转矩负荷能力不需要特别高。

在从属权利要求中陈述了本发明的一些优选特征，现在将参考从属权利要求。

优选地，滑动元件用于支撑曲柄轴和/或凸轮轴。优选地，滑动元件用于支撑用于汽车应用的发动机的曲柄轴。

优选地，第一滑动元件部件包括至少一个第一接合特征，第二滑动元件部件包括至少一个第二接合特征，至少一个第一接合特征接合于至少第二接合特征，至少一个联接元件构造为联接至至少一个第一接合特征并且构造为联接至至少一个第二接合特征以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。

优选地，第一接合特征包括至少一个垂片，第二接合特征包括至少一个凹口，至少一个垂片接合于至少一个凹口，至少一个联接元件构造为联接至至少一个垂片并且构造为联接至至少一个凹口以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。至少一个垂片和至少一个凹口可以防止止推垫圈在使用凸缘半轴承期间相对于半壳轴承旋转，或者至少防止止推垫圈旋转超出特定数量的旋转度，旋转度对应于至少一个垂片和至少一个凹口之间的容差。

优选地，至少一个联接元件包括至少一个弹性(或者弹性偏置)部分。

优选地，至少一个联接元件包括至少一个弹性(或者弹性偏置的)紧固件。

优选地，至少一个联接元件包括至少一个弹性(或者弹性偏置的)夹子。例如，联接元件可以是弹簧夹。

优选地，至少一个联接元件由不同于第一滑动元件部件的材料以及第二滑动元件部件材料的材料制成。这使得使用辅助或者单独的(即不同的)联接元件特别有利，这是由于其能够由给予其最期望属性的任何材料(或者复合材料)制成。例如，其可以由塑料材料制成，同时第一和第二滑动元件部件可以由金属或者合金制成，或者涂覆有金属或者合金。

至少一个联接元件可以由塑料材料制成。优选地，材料能够抵抗操作温度和典型地使用在用于汽车应用的发动机中的润滑剂。合适的塑料材料包括聚醚醚酮(PEEK)或者聚邻苯二甲酰胺(PPA)。塑料材料的联接元件可以使用注射成型或者注射挤出处理而产生。

可替换地，至少一个联接元件可以由金属制成。例如，其可以由中碳钢或者高碳钢(弹簧钢)制成或者由金属丝形成。对技术人员来说，用于从金属制造联接元件的合适的处理是公知的。

可替换地，至少一个联接元件可由形状记忆材料(例如形状记忆合金或者形状记忆聚合物)制成。这可以给予滑动元件取决于其经受的温度可变程度的柔性。例如，在低温(例如在组件温度)下，联接元件可以允许第一滑动元件部件(例如止推垫圈)和第二滑动元件部件(例如半壳轴承)之间较大的相对移动，而在更高温度(例如在汽车发动机环境中在操作滑动元件期间)下，联接元件可以仅允许第一滑动元件部件和第二滑动元件部件之间较小的或更受限制的相对移动。这主要是由于形状内存材料在更高温度下的膨胀。

优选地，至少一个凹口设置有至少一个壁特征，用于抵抗至少一个联接元件从至少一个凹口射出。

优选地，至少一个壁特征包括至少一个凹口的至少一个壁的至少一个倾斜部分。

可替换地，至少一个壁特征包括从至少一个凹口的至少一个壁突出的至少一个突起。这可以形成凹口或者肩部的变窄的开口。

滑动元件可以包括多个联接元件，每个联接元件构造为联接至第一滑动元件部件并且构造为联接至第二滑动元件部件以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。

在将使用多个垂片、凹口以及夹子的地方，优选它们每个将是相同的。但是，不需要完全是这样。例如，一个或多个垂片或者凹口可以具有与其他垂片或者凹口不同的尺寸，夹子可以相应地定尺寸。一个或多个夹子可以由不同的材料制成，或者可以向其他夹子提供不同程度的弹性。

优选地，第一滑动元件部件包括轴承元件(例如半壳轴承)。半壳轴承可以是简单的公知类型的半壳轴承，诸如典型地使用在用于汽车发动机应用中的凸缘半轴承构造的金属或者双金属半壳轴承。可替换地，例如，轴承可以包括具有合适材料的聚合物运行层或者烧结涂层。

优选地，第二滑动元件部件包括至少一个止推垫圈。更优选地，第二滑动元件部件包括一对止推垫圈。止推垫圈可以相同或者不同于彼此。止推垫圈可以是简单的公知类型的止推垫圈，诸如典型地使用在用于汽车发动机应用中的凸缘半轴承构造的金属或者双金属止推垫圈。可替换地，例如，轴承可以包括具有合适材料的聚合物运行层或者烧结涂层。

例如，特别合适的止推垫圈包括，公开的国际专利申请WO2014/091206中描述的类型的改进的止推垫圈，其提供了一种止推垫圈，其包括剖面厚度的聚合物层，或者提供了具有英国专利申请1507205.1中描述的类型的止推垫圈，其包括具有纹理表面的聚合物运行层。但是，根据本发明这些止推垫圈可能需要一些修改。

优选地，第一滑动元件部件(例如半壳轴承)在半壳轴承的每侧包括单个凹槽或者开孔，单个凹槽或者开孔定位于或者靠近半壳轴承的顶点。优选地，第二滑动元件部件(例如止推垫圈)包括单个垂片，单个垂片在每个止推垫圈的顶点或者靠近每个止推垫圈的顶点在垂直于切线的方向上延伸至止推垫圈的弯曲的外表面。换句话说，单个垂片优选朝向止推垫圈的曲率的中心延伸。优选地，垂片接合于凹槽以便联锁第一和第二滑动元件部件并且约束它们彼此，以便防止第一和第二滑动元件部件的任何显著的相对旋转。

可替换地，第一滑动元件部件(例如半壳轴承)可以包括单个垂片，第二滑动元件部件(例如止推垫圈)可以包括单个凹槽或者开孔(即上述布置的背面)。

使用在第一滑动元件部件(例如半壳轴承)的顶点或者靠近该顶点处的凹槽的优势，以及使用在第二滑动元件部件(例如止推垫圈)的顶点或者靠近该顶点延伸的垂片的优势为，当第一和第二滑动元件部件由板材材料形成为毛坯时，这些接合特征可以在初始形成操作(例如通过冲压、激光切割或者另一合适处理)期间形成。部件(特别是止推垫圈)在原材料板材上布置的联锁或者交叉性质，使得由原材料形成的垂片可以以其他方式作为残片被丢弃。

第一滑动元件部件(例如半壳轴承)的凹槽和第二滑动元件部件(例如止推垫圈)的垂片可以与第一滑动元件部件和第二滑动元件部件的顶点隔开，以便提供错误预防(或者‘差错预防’)设备，以辅助制造线上的操作员识别止推垫圈相对于半壳轴承的正确方位。

优选地，半壳轴承和止推垫圈中的一个或者这两者均包括聚合物运行层。还可以使用其他运行层材料，包括具有合适材料的烧结涂层。根据本发明的优选实施例，滑动元件的另一优势在于包括一种联接元件，这种联接元件不同于一些公知的机加工的凸缘轴承，不同的材料能够用于轴承以及止推垫圈运行表面或者运行层。例如，这些材料中的一种可以具有聚合物运行层，其他可以具有由不同材料(例如金属或者合金)制成的运行层或者表面。

优选地，聚合物运行层通过喷射或者丝网印刷工艺形成在半壳轴承和/或止推垫圈基板上。

聚合物运行层可以直接应用至止推垫圈基板和/或半壳轴承基板。可替换地，聚合物运行层可以应用至中间层，中间层应用至止推垫圈基板和/或半壳轴承基板。止推垫圈基板和/或半壳轴承基板可以是金属或者双金属基板。中间层还可以是金属或者双金属层。

聚合物运行层可以通过沉积多个聚合物子层而形成。多个聚合物子层可以包括具有相同或者不同厚度的子层。随后的聚合物运行层可以具有不同地图案，以建立具有非统一厚度的聚合物运行层的剖面。使用子层可以对剖面聚合物运行层的厚度提供较大控制。

本发明进一步限定在附随的独立权利要求中，并且在第二方案中提供了一种包括本发明的第一方案的滑动元件的凸缘半轴承。

本发明是进一步限定在附随的独立权利要求中，并且在第三方案中提供了一种包括本发明的第一方案的滑动元件的凸缘轴衬。

本发明是进一步限定在附随的独立权利要求中，并且在第四方案中提供了一种包括本发明的第一方案的滑动元件的发动机，或者包括本发明的的第二方案的凸缘半壳轴承的发动机，或者包括本发明的的第三方案的凸缘轴衬的发动机。

本发明是进一步限定在附随的独立权利要求中，并且在第五方案提供了一种组装用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件的方法，该方法包括这些步骤：提供第一滑动元件部件；提供第二滑动元件部件；提供至少一个联接部件；定位第一滑动元件部件和第二滑动元件部件紧邻彼此；以及联接至少一个联接元件至第一滑动元件部件并且联接至少一个联接元件至第二滑动元件以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。

本发明是进一步限定在附随的独立权利要求中，并且在第六方案中提供了一种套件，该套件用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件的部分，该套件包括：第一滑动元件部件；第二滑动元件部件；以及至少一个联接元件；其中，至少一个联接元件能够联接至第一滑动元件部件，至少一个联接元件能够联接至第二滑动元件部件以便可释放地联接第一滑动元件部件和第二滑动元件部件以形成滑动元件。

每个止推垫圈的轴向面可以设置有一个或多个油分配凹槽，其运行在止推垫圈的内边缘和外边缘之间。优选地，油分配凹槽以连续布置方式延伸越过止推垫圈从内边缘到达外边缘，从而油能够穿过。聚合物运行层的轴向面因此可以包括多个断开部分，断开部分被一个或多个油分配凹槽分离。在止推垫圈的轴向面中设置油分配凹槽可以增强止推垫圈和轴之间的油膜的质量。在使用中，润滑油可以被泵入对应半壳轴承以及旋转的曲柄轴轴瓦之间的轴承间隙，并且泄漏进止推垫圈和旋转的曲柄轴网的配合端面之间的另一间隙。

止推垫圈和/或半壳轴承可以在一个端部或者在这两端部处设置有接头面减轻部分。

虽然各种附图和相关说明书示出了凸缘半轴承(即凸缘半环形轴承)，但是本发明同样也可以应用至凸缘轴承(即凸缘环形轴承)。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的一些示例实施例，其中：

图1是现有技术的滑动元件的立体图，其呈凸缘半轴承组件的形式，包括半壳轴承和一对止推垫圈；

图2是图1的现有技术的滑动元件的分解立体图；

图3是另一现有技术的滑动元件的立体图，其呈凸缘半轴承组件的形式，包括半壳轴承和一对止推垫圈；

图4是图3的现有技术的滑动元件的分解立体图；

图5是根据本发明的第一示例实施例的滑动元件的立体图，所述滑动元件呈凸缘半轴承组件的形式，包括半壳轴承、一对止推垫圈以及联接元件；

图6是图5的滑动元件的另一立体图；

图7是图5的滑动元件的侧视图；

图8是图5的滑动元件的分解立体图；

图9是图5的滑动元件的顶视图，示出一个止推垫圈和联接元件正在接合半壳轴承；

图10是根据第二本发明的示例实施例的滑动元件的立体图，所述滑动元件呈凸缘半轴承组件的形式，包括半壳轴承、一对止推垫圈以及三个联接元件；

图11是图10的滑动元件的另一立体图；

图12是图10的滑动元件的侧视图；

图13是图10的滑动元件的分解顶视图，其中，一个止推垫圈接合半壳轴承并且利用三个联接元件联接至半壳轴承；

图14是图10的滑动元件的分解立体，示出了联接至止推垫圈以及联接至半壳轴承的一个止推垫圈、半壳轴承和三个联接元件；

图15是图10的滑动元件的分解立体图，示出第一例子类型的一个止推垫圈、半壳轴承和三个联接元件，当止推垫圈和半壳轴承接合时，联接元件已经联接至(或者预接合)止推垫圈的垂片，用于接合于半壳轴承的凹口；

图16是根据本发明的第三示例实施例的可替换滑动元件的分解立体图，所述可替换滑动元件呈凸缘半轴承组件的形式，所述凸缘半轴承组件包括具有第二例子类型的半壳轴承、一对止推垫圈以及三个联接元件，示出一个止推垫圈、半壳轴承和三个联接元件，其中，当止推垫圈和半壳轴承接合时，联接元件已经联接(或者预接合)至半壳轴承的凹口，用于接合止推垫圈的垂片；

图17A是图5和图10的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域的特写视图，示出了第一例子壁特征，用于联接元件的对置射出；

图17B是图5和图10的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域特写视图，示出了第二例子壁特征，用于联接元件的对置射出；

图17C是图5和图10的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域的特写视图，示出了第三例子壁特征，用于联接元件的对置射出；

图18A是图16的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域的特写视图，示出了第一例子壁特征，用于联接元件的对置射出；

图18B是图16的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域的特写视图，示出了第二例子壁特征，用于联接元件的对置射出；以及

图18C是图16的实施例的每个止推垫圈的垂片以及滑动元件的半壳轴承的对应凹口之间的接合区域的特写视图，示出了第三例子壁特征，用于联接元件的对置射出。

具体实施方式

图5至图9图示了根据本发明的第一示例实施例的滑动元件20，在本发明的第一示例实施例中，滑动元件采用凸缘半轴承的形式，所述凸缘半轴承包括半壳轴承21和一对止推垫圈22、23。

半环形半壳轴承21在轴承的后面的每侧上包括位于顶点或靠近顶点处的凹口24、25(或者凹槽或者开孔或者狭槽)。每个半环形止推垫圈22、23包括朝向止推垫圈的曲率中心延伸的垂片(或者翼片或者突起)26、27。

半壳轴承的凹口24、25构造为接收止推垫圈的垂片26、27，使得当止推垫圈的垂片接收在凹口内时，每个止推垫圈的连接环形侧面(即如图所示每个止推的下表面)的一面将邻接半壳轴承的背侧(即图5示出的半壳轴承的上表面)。

正如下文将进一步讨论的，代替一些现有技术的凸缘半轴承的紧容差柄脚，使用联接元件来联接半壳轴承和止推垫圈的一个重要优势在于，垂片和凹口不需要精确机加工，仅需要相当宽松的容差。换句话说，垂片仅需要在凹口内具有比公知的包括柄脚的凸缘半轴承的装配较宽松的装配。

当止推垫圈和半壳轴承如图8和图9所示组装以形成图5的凸缘半轴承20时，止推垫圈22、23由半壳轴承21支撑。换句话说，止推垫圈从半壳轴承的相反两侧悬挂。

联接元件28用来联接每个止推垫圈至半壳轴承。这可以提供自支撑凸缘半轴承组件。更具体来说，联接元件联接至每个止推垫圈的垂片并且还联接至半壳轴承的每侧的凹口，以便联接每个止推垫圈至半壳轴承。

联接元件28优选是弹性(或者弹性偏置的)联接元件。优选联接元件是弹性紧固件，诸如夹子。夹子的弹性性质确保凸缘半轴承组件具有一些柔性，这使得凸缘半轴承组件更容易对准壳体(例如发动机缸体的一部分)并且更容易插入其，这是由于其允许止推垫圈和半壳轴承之间较小量的相对移动。

图5至图9示出的弹性夹子28的优选形式具有中央U形部分29和从中央部分突出的一对倾斜臂30、31。将理解的是，夹子可以具有不同构造。例如，臂可以具有不同形状和/或以不同的角度或者从不同的位置(例如中央U形部分的壁上方的部分)从中央部分突出。夹子的中央部分可以是直的或者弯曲的，使得当插入凹口时其跟随止推垫圈的弯曲侧面。

优选地，每个凹口的壁形成有至少一个特征：抵抗或者对抗收缩或者从凹口的开口(或者口部)射出夹子。例如，如图17A至图17C所示，凹口可以具有朝向口部汇聚的倾斜侧壁32、33，或者可以具有紧邻口部的倾斜部分34、35。可替换地，突起或者肩部36、37可以紧邻口部形成，从而形成凹口宽度的局部降低。这些特征用作防止通过止推垫圈和半壳轴承的相对横向或者轴向移动而射出夹子。但是，仍然能够通过止推垫圈和半壳轴承的相对径向移动从凹口移除夹子以允许拆除组件。对技术人员来说，用于抵抗或者对抗收缩或者夹子从凹口射出的其他这种器件，至少在轴向或者横向方向上，将显而易见。优选地，相同侧壁特征将用于每个凹口，但是，如果需要，其将显而易见于图17A至图17C示出的特征32、33、34、35、36、37的组合，或者可以使用任何其他合适的方式。

正如在图10至图14所示的关于本发明的第二示例实施例中，止推垫圈22、23可以优选设置有多个垂片(在该例子中三个垂片)，用于接合半壳轴承上对应数量的凹口，并且提供了相等数量的夹子38、39、40。具有三个以及七个之间的垂片以及凹口以及用于每个凸缘半轴承组件的相等夹子是有益的，虽然如果需要，可以提供更多或者更少数量。

在该实施例中，垂片可以都大致朝向每个止推垫圈的曲率中心(即垂直于每个止推垫圈的内弯曲表面的切线)延伸，或者可以大致彼此平行(即与每个止推垫圈的内弯曲表面的切线成可变角度)延伸。先前的构造可以使其更容易插入夹子，但是后者可以使其更容易接合垂片于它们的对应凹口。

每个止推垫圈22、23可以包括止推垫圈基板，止推垫圈基板可以是双金属止推垫圈基板以及滑动层，通常称为‘运行层’、‘滑动层’或者‘覆盖层’，应用至止推垫圈基板。每个止推垫圈的运行层优选聚合物运行层。

半壳轴承21可以包括轴承基板，轴承基板可以是双金属基板以及应用至轴承基板的滑动层。运行层优选聚合物运行层。

止推垫圈和/或半壳轴承的聚合物运行层由运行层材料形成，并且形成在下方的止推垫圈基板上以给予止推垫圈期望的特性(例如期望的负荷承载容量以及耐磨性)。运行层材料(其大致提供了最高体积百分比的运行层材料)的基体由聚合材料形成。合适聚合材料的例子包括：交联黏结剂；热固性塑料；高熔点热塑性塑料；包括基质至少一种高熔点热塑性材料的基体材料；纤维增强塑料；这些材料的任何组合。可以想到其他合适的材料，并且对技术人员来说是显而易见的。特别合适的聚合材料包括：PAI(聚酰胺酰亚胺)；PI(聚酰亚胺)；环氧基树脂；环氧树脂；酚醛树脂；硅树脂；聚醚醚酮或者任何这些材料的组合。这些材料的特征在于耐高温以及良好的耐介质性(诸如化学耐润滑剂性)。根据本发明的优选实施例用于止推垫圈的一种特别优选的聚合材料是聚酰胺酰亚胺(PAI)。

运行层材料可以包括塑料聚合物基体与一种或多种微粒的复合材料。例如，运行层材料可以包括硬微粒以提供改进的耐磨性(例如陶瓷粉末、硅石以及金属粉末诸如铝薄片)。可以想到其他合适的材料并且对技术人员来说将是显而易见的。

运行层材料可以可选地包括至少一种软微粒，例如固体润滑剂。合适的固体润滑剂包括：具有层状结构的金属硫化物；石墨；六角氮化硼(h-BN)；二硫化钼(MoS₂)；二硫化钨(WS₂)；含氟聚合物诸如PTFE；或者任何这些材料的组合。可以想到其他合适的材料并且对技术人员来说将是显而易见的。

运行层材料可以包括聚酰胺酰亚胺塑料聚合物材料的基体，并且在整个基体中分布包括：大约5体积百分比至大约15体积百分比之间的金属粉末；分别在大约1体积百分比至大约15体积百分比之间的含氟聚合物，剩下的是聚酰胺酰亚胺树脂(除了附带的杂质)

运行层材料可以可选地包括一种或多种额外材料或者微粒以修改其属性至特定应用，正如对技术人员来将说显而易见的。

可选地，每个止推垫圈基板和/或轴承基板可以包括中间层，中间层可以提供用于粘接聚合物运行层的改进的表面，并且当使用特定支撑材料时是有利的。用于可选中间层的合适的材料包括镍、银、铜，和/或者包括一种或多种这种材料的铁或者合金。可选中间层可以包括两种或多种或者这种材料/合金的组合。中间层还可以包括助粘剂和/或经受预处理，例如磷化、铬化或者硅化处理。可以想到其他合适的材料并且对技术人员来说将是显而易见的。

夹子28可以由金属(例如弹簧钢)制成或者由金属丝形成。可替换地，夹子可以由塑料材料制成，例如由聚醚醚酮(PEEK)或者聚邻苯二甲酰胺(PPA)制成。可以想到其他合适的材料并且对技术人员来说将是显而易见的。

最靠近每个止推垫圈的顶点的垂片可以与顶点距离较短距离，并且与对置的止推垫圈位于相同方向，以确保它们可以仅装配在正确的方位(即为了提供防错法)。

每个半壳轴承可以在每个端部包括接头面减轻部分以收纳变速器盖。

每个止推垫圈可以包括一个或多个油分配凹槽41、42，用于允许经过油的流动进入止推垫圈和曲柄轴之间的配合端面。每个止推垫圈还可以包括沿着外边缘的倒角43。

正如图8、图9、图13和图14所示，组装凸缘半轴承的外部涉及使止推垫圈22、23接合半壳轴承，直到止推垫圈上的垂片26、27接合半壳轴承中的凹槽24、25以形成图5至图7的布置。一旦接合，弹性夹子可以插入凹口，使得夹子的臂定位于垂片以及对应凹口之间。

将理解的是，夹子可以以多种不同方式中的任何一种方式插入。例如，夹子可以沿轴向或者横向(即通过凹口的开口(或者口部))或者径向(即通过滑动其越过垂片的自由端部以及沿着垂片进入至凹口)插入。在任一插入方法中，会需要相对中央部分捏住夹子的臂，以便匹配凹口的宽度。当夹子轴向或者横向插入凹口时，还需要通过侧壁特征。

如图15所示，夹子可以首先联接至(或者预接合)每个止推垫圈的垂片，然后止推垫圈接合半壳轴承以便接合夹子于半壳轴承上的凹口。夹子可以永久地联接至每个止推垫圈的垂片(例如使用压接工艺或者粘着剂)，然后每个止推垫圈接合半壳轴承以便接合夹子于半壳轴承上的对应凹口。

正如关于本发明的第三示例实施例的图16、图18A至图18所示的，可以具有不同于上述第一和第二实施例的夹子的形状的夹子，其可以首先联接(或者预接合)至半壳轴承上的凹口，然后每个止推垫圈接合半壳轴承以便接合每个止推垫圈的垂片于定位成在凹口中的夹子。本说明书中其他地方讨论的图5至图15的实施例的夹子以及图17A和图17C的壁特征还应用至图16的实施例的夹子以及图18A和图18C的壁特征。将理解的是，可以使用图5至图15的实施例的一个或多个夹子与图16的实施例的一个或多个夹子的组合。

图16示出的实施例的夹子具有一对臂，这对臂从夹子的中央部分的自由端部以某一角度延伸。在可替换形式的夹子(未示出)中，臂可以从夹子的中央部分的拐角延伸(即在图16示出的夹子的臂的对置对角线方向上延伸)，这可以简化当使用特定凹槽剖面时夹子的插入。

组装过程可能需要使用夹具或者卡件(未示出)以保持在夹子插入的同时止推垫圈接合半壳轴承。

可以提供工具(未示出)，用于插入夹子，以便联接它们至垂片以及联接它们至对应凹口。该工具可以构造为接收夹子的钉仓，能够使操作员或者敷料器单元快速应用一个或多个夹子至多个滑动元件。

在使用凸缘半轴承时，曲柄轴上的转矩负荷主要被凹槽以及垂片接收，这可以具有宽松的容差，由于它们在操纵以及安装期间不需要将凸缘半轴承组件保持于一起。弹性夹子提供给凸缘半轴承组件足够柔性以能够对准组件与对应壳体。优选地，夹子还是充分弹性，以在使用凸缘半轴承组件期间提供一些阻力至周向负荷(即对止推垫圈在负荷下相对于半壳轴承旋转的趋势提供一些阻力，例如当曲柄轴旋转时)，并且防止止推垫圈在传输以及操纵期间与半壳轴承分离。

在另一可替换实施例(未示出)中，可以使用用于联接止推垫圈以及半壳轴承的器件的组合。例如，可以使用紧邻每个止推垫圈的顶点的上述一个或多个弹性夹子，以及可以使用紧邻每个止推垫圈的端部的一个或多个柄脚，诸如使用在一些现有技术凸缘半轴承中的柄脚。相比于仅具有一个联接元件或者仅具有柄脚的凸缘半轴承，这可以提供一种具有额外坚硬度的凸缘半轴承。这还能够使柄脚具有比使用在现有技术中的凸缘半轴承的容差更低的容差(即较宽松的装配)。

Claims (19)

1.一种用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件，包括：-

第一滑动元件部件；

第二滑动元件部件；以及

至少一个联接元件，其构造为联接至所述第一滑动元件部件并且构造为联接至所述第二滑动元件部件，以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

2.根据权利要求1所述的滑动元件，其中，所述第一滑动元件部件包括至少一个第一接合特征，所述第二滑动元件部件包括至少一个第二接合特征，至少一个所述第一接合特征接合于至少一个所述第二接合特征，至少一个所述联接元件构造为联接至至少一个所述第一接合特征并且构造为联接至至少一个所述第二接合特征以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

3.根据权利要求1或2所述的滑动元件，其中，所述第一接合特征包括至少一个垂片，所述第二接合特征包括至少一个凹口，至少一个所述垂片接合于至少一个所述凹口，至少一个所述联接元件构造为联接至至少一个所述垂片并且构造为联接至至少一个所述凹口以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滑动元件，其中，至少一个所述联接元件包括至少一个弹性紧固件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滑动元件，其中，至少一个所述联接元件包括至少一个弹性夹子。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滑动元件，其中，至少一个所述联接元件由不同于所述第一滑动元件部件的材料以及所述第二滑动元件部件材料的材料制成。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的滑动元件，其中，至少一个所述凹口设置有至少一个壁特征，所述壁特征用于抵抗至少一个所述联接元件从至少一个所述凹口射出。

8.根据权利要求7所述的滑动元件，其中，至少一个所述壁特征包括至少一个所述凹口的至少一个壁的至少一个倾斜部分。

9.根据权利要求7或者8所述的滑动元件，其中，至少一个所述壁特征包括从至少一个所述凹口的至少一个壁突出的至少一个突起。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滑动元件，其包括多个联接元件，每个所述联接元件构造为联接至所述第一滑动元件部件并且构造为联接至所述第二滑动元件部件以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

11.一种根据前述权利要求中任一项所述的凸缘半轴承组件。

12.一种根据权利要求1至10中任一项所述的凸缘轴衬。

13.一种包括根据权利要求1至10中任一项所述的滑动元件的发动机，或者一种包括根据权利要求11所述的凸缘半轴承的发动机，或者一种包括根据权利要求12所述的凸缘轴衬的发动机。

14.一种组装用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件的方法，所述方法包括这些步骤：

提供第一滑动元件部件；

提供第二滑动元件部件；

提供至少一个联接部件；

定位所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件紧邻彼此；以及

联接至少一个所述联接元件至第一滑动元件部件并且联接至少一个所述联接元件至第二滑动元件，以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

15.一种用于可滑动地支撑旋转轴的滑动元件的部分的套件，其包括：

第一滑动元件部件；

第二滑动元件部件；以及

至少一个联接元件；

其中，至少一个所述联接元件能够联接至所述第一滑动元件部件，至少一个所述联接元件能够联接至所述第二滑动元件部件以便可释放地联接所述第一滑动元件部件和所述第二滑动元件部件以形成所述滑动元件。

16.一种参考附图大致与上文描述的一样的滑动元件。

17.一种参考附图大致与上文描述的一样的凸缘半轴承组件。

18.一种参考附图大致与上文描述的一样的组装滑动元件的方法。

19.一种参考附图大致与上文描述的一样的用于滑动元件的部分的套件。