CN1068099C - 在金属板上固定不可焊接材料轴承的方法及其制成的轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在一个金属装配板(1)的孔(2)中固定一个由不可焊接材料、特别是烧结金属轴承衬套(3)的方法，即在轴承衬套(3)的外壁(3a)上牢固地压装一个由可与金属装配板(1)焊接的材料制成的金属制成的套筒(4)，把带有压装金属套筒(4)的轴承衬套(3)装入金属装配板(1)的孔(2)中并锁定在所需的轴向位置上，并把金属套筒(4)焊接在金属装配板(1)上。

Description

在金属板上固定不可焊接材料轴承的方法及其制成的轴承

本发明涉及一种在金属装配板的孔中固定一个由不可焊接材料、特别是烧结金属制成的轴承衬套的方法。

已知可以用铆接法将这类轴承衬套安装在一个金属装配板的孔中。在所述的方法中，借助一个管形的铆钉把轴承衬套固定在金属装配板中。为此目的，首先把轴承衬套插入中空的铆钉体中，然后把其中插有轴承衬套的铆钉体导入金属装配板的孔中。此后，利用一个沿环形路线绕铆钉体的边缘运动的铆接工具把铆钉体上突出到金属装配板表面之外的部分成形为一个封闭头。在盒式磁带装置中，这种轴承衬套用于以轴颈支承主动轮，所述主动轮与橡胶压辊一起将磁带送过盒式磁带装置的磁头。为使盒式磁带装置能够正确工作，使磁带的磁道相对于磁头的磁头缝隙总能精确地定位是十分重要的。为保证这样，主动轮必须十分精确地位于并保持在一个相对盒式磁带装置的装置底盘的给定的轴向位置上。用轴颈支承主动轮的轴承衬套同样必须十分精确地位于并保持在一个相对于装置底盘的给定轴向位置上。利用上述的铆接方法，轴承衬套的这种相对于装置底盘的精确轴向位置可能受到在铆接工具绕铆钉体边缘作圆周运动时作用在轴承衬套上的径向干扰力的影响。

还可以用粘结的方法在一个金属装配板中固定轴承衬套。但是，这种粘结结合常常不够可靠，特别是在温度急剧波动的情况下。粘结方法的另一个不利之处是需要比较长的处理时间，这是因为在施用粘结剂之后，必须经过一段给定时间使其固化。

DE4328211A1号专利申请中描述了一种在金属装配板的孔中固定一个装置部件、特别是一个轴或一个轴承衬套的方法。这种基板的表面上有一层保护层。利用激光把孔和部件邻接的周边区域相互熔接在一起。利用这种方法，在熔接之前，通过机械变形把基板在溶接区的保护层破坏或除去，以便在熔接区暴露出裸露的金属。

本发明的目的是要提供一种方法，利用这种方法可以把一个不可焊接材料的轴承衬套快速和可靠地固定在一个金属装配板的孔中的精确的轴向位置上。

根据本发明，这一目的是通过以下步骤实现的：在轴承衬套的外壁上牢固地压装一个由可焊接在金属装配板上的材料制成的金属套筒，将带有压装金属套筒的轴承衬套置入金属装配板的孔中，并固定在所需的轴向位置上，将金属套筒焊接在金属装配板上。

通过压入用可与金属装配板焊接的金属材料制成的金属套筒，就可以使用焊接的方法。金属套筒可以用例如机加工或深冲压成形的方法制造。当把金属套筒焊接到金属装配板上时，没有或只有很小的干扰力作用在轴承衬套上。焊接并不影响轴线的对准。与用粘结工艺将轴承衬套固定在金属装配板的孔中的方法相比，本发明的方法的优点在于：焊接连接比粘结结合可靠得多，特别是在温度大幅度波动的情况下。与粘结方法相比的另一个优点是：焊接加工所用的时间短。焊接之后焊接结合处所需的冷却时间一般短于使用粘结材料之后粘结结合处所需的固化时间。

本方法的一种有利的变化的特征在于：为了在轴向方向上对准，轴承衬套使用校准销，并且通过把轴承衬套相对于校准销校准得到轴承衬套相对于金属装配板的所需支承方向。

校准销是一个使轴承衬套相对于金属装配板达到所需轴向位置的工具。因此，可以使用例如计算机控制的定位设备，该设备调准校准销，由此也就使轴承衬套获得相对于金属装配板的所需轴向位置。此外，也可以用手工进行简单校准。在装入轴承衬套时，校准销可以是已经对准了的，或者它可以在此之后与轴承衬套一同校准。

本方法的另一种有利的变化的特征在于：金属装配板的表面，除了孔壁之外，提供有一层保护层，孔的周围区域经变形成为凹座形，这种形式下，当导入带有压装金属套筒的轴承衬套时，没有保护层的孔壁的几个部分邻接于金属套筒。

保护层限制了金属装配板与金属套筒的完美焊接。为了使焊接方法能够同样地使用，以如下的方式使孔的周围区域变形，例如用冷挤压的方法，使没有保护层的孔壁的几个部分在装入带有压装金属套筒的轴承衬套时与金属套筒邻接。

本方法的一种优选的变化的特征在于：利用激光束简便而可靠地进行焊接。

利用本发明的方法制成的轴承，其特征在于：所述轴承具有一个金属套筒，它牢固地压装在一个由不可焊接材料、特别是烧结金属制成的轴承衬套的外壁上，所述带有金属套筒的轴承衬套位于一金属装配板的一个孔中，与被焊接在金属装配板上的金属套筒达到所需的轴向对正程度。

参考附图1至附图7对本发明技术主题的几个实施例进行详细的说明。在附图中：

图1是一个带孔的金属装配板的局部剖视图，孔中将要固定一个由不可焊接材料制成的轴承衬套；

图2是一个金属装配板的剖视图，在它的孔中焊接着一个带有金属套筒的轴承衬套；

图3是一个图2所示的金属装配板的底视平面图；

图4是一个图2所示的金属装配板的剖视图，它带有用于校准目的并导入轴承衬套中的校准销；

图5显示了另一个实施例的剖视图，金属装配板带有一层保护层，装配板的孔的周围几个区域被部分变形为凹座形式；

图6是图5所示金属装配板的底视平面图；

图7是图5所示金属装配板的剖视图，带有金属套筒的轴承衬套焊接在它的孔中，孔周围的区域被部分变形为凹座形式。

图1显示了金属装配板的一部分，其有两个主要表面1a和1b、一个直径为d的孔2、孔壁2a和一个中心轴2b。这个金属装配板1可以是例如一个盒式磁带装置的盖板。如图2所示，由不可焊接材料、特别是一种烧结金属制造的中空轴承衬套3固定在孔2中，以使轴承衬套3的中心轴7获得相对于X,Y和Z方向的精确定位方向和相对于金属装配板的精确角度位置。X和Y各自沿平行于金属装配板1的表面的方向沿伸，Z沿垂直于金属装配板1的方向沿伸。在盒式磁带装置中，这个轴承衬套3用于主动轮的轴颈支承，未在图中表示。为了盒式磁带装置的正确运行，将主动轮和为主动轮提供轴颈支承的轴承衬套中心线对正，并且精确地固定在金属装配板1的孔2中的规定轴向位置是十分重要的。为固定它们，最好是采用焊接方法，因为这是一种快速、干净和可靠的方法，其中被焊接在一起的各部件仅受很小的应力。但是，由于轴承衬套3是由不可焊接材料、特别是一种烧结金属制成的，因此不可能直接焊接在金属装配板1上。根据本发明，不可焊接材料的轴承衬套3被压装在一个金属套筒4中。金属套筒4可以是用车削、或最好是由深冲压方法制造的。图2所示的金属套筒4是由深冲压方法制造的，因此它有一个环形的凸缘4a。根据本发明，压装金属套筒4使带有该金属套筒4的轴承衬套3能够焊接在金属装配板1上。为此目的，将带有金属套筒4的轴承衬套3装入金属装配板1的孔2中，并进行恰当的轴向校准，金属套筒4的凸缘4a并不与金属装配板1的表面1a直接接触。在金属装配板1的另一侧1b，至少在三个点8a-8c(见图3)上，金属套筒4与金属装配板1焊接在一起。

如图4中所示，利用一个校准销11来校准轴承衬套3相对于金属装配板1的位置可能是有利的。为此目的，首先把校准销11以最小的间隙装配到带有金属套筒的轴承衬套3中。此时利用一个横向作用在轴承衬套3上的力进行校准，使其平行于校准销。接下来把校准销和靠正压力或摩擦力锁定在销上的轴承衬套3相对于金属装配板1对准。为此目的，校准销11可以例如与一个计算机控制的定位设备(未在图中表示)协同工作。但是，校准销11也允许用手工进行简单的校准。此外，还可以用一个已经相对于金属装配板1预先校准了的固定校准销11，并用一个横向作用于轴承衬套3的力校准轴承衬套3，使其平行于这个预先校准了的校准销11。

图1中所示的金属装配板1上提供有一层由不可焊接材料、例如锌制成的保护层9。尽管如此，为了使金属装配板1能够焊接在金属套筒4上，孔2的周围区域进行了变形处理，例如用冷挤压方法。在本例中，这一处理导致在金属装配板1的孔2的周围区域产生了沿圆周均匀间隔的三个凹槽1d和三个凸起1e。图6显示了凸起1e和凹槽1d沿孔2的圆周边缘的可能排列形式的一个例子。凸起1e具有边缘12，作为用冷挤压加工使孔2的周围区域变形的结果，边缘12上的保护层9已经被除去。此时把带有金属套筒4的轴承衬套3装配到金属装配板1的孔2中并校准。然后把金属套筒4焊接到金属装配板1的凸起1e的裸露边缘12上，例如，图6所示的13a至13c三个焊点上。

Claims (8)

1．一种在一个金属装配板(1)的孔(2)中固定一个由不可焊接材料、特别是烧结金属制成的轴承衬套(3)的方法，其特征在于，把一个由可与金属装配板(1)焊接的材料制成的金属套筒(4)牢固地压装在轴承衬套(3)的外壁(3a)上，将带有压装金属套筒(4)的轴承衬套(3)装入金属装配板(1)的孔(2)中并锁定在所需的轴向位置上，并把金属套筒(4)焊接在金属装配板(1)上。

2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，把一个校准销(11)装入轴承衬套(3)中，用于在轴向(7)上校准，轴承衬套(3)相对于金属装配板(1)的所需支承方向是通过将轴承衬套(3)相对于校准销(11)校准而实现的。

3．一种如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在金属装配板(1)的表面除了孔壁(2a)以外的地方提供有保护层(9)，并且将孔(2)周围的几个区域变形，形成凹座的形式，使得在装入带有压装的金属套筒(4)的轴承衬套(3)时，没有保护层的孔壁(2a)的几个部分与金属套筒(4)邻接。

4．一种如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，用激光束进行焊接。

5．一种用如权利要求1至4之一所述的方法制成的轴承，其特征在于，所述轴承具有一个金属套筒(4)，它牢固地压装在一个由不可焊接材料、特别是烧结金属制成的轴承衬套(3)的外壁(3a)上，所述带有金属套筒(4)的轴承衬套(3)位于一金属装配板(1)的一个孔(2)中，与被焊接在金属装配板(1)上的金属套筒(4)达到所需轴向对正程度。

6．一种如权利要求5所述的轴承，其特征在于，压装的金属套筒(4)是由高级钢构成的。

7．一种如权利要求5或6所述的轴承，其特征在于，金属装配板(1)是由钢构成的，并且其表面提供有一层保护层(9)。

8．一种如权利要求5至7之一所述的轴承，其特征在于，轴承衬套(3)是由烧结青铜构成的。

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