CN107532646A - 用于制造关节轴承的方法及所属的关节轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造关节轴承(10、12、16)的方法，关节轴承包括具有凸状拱曲的球形滑动面(5)的内圈(1)和包围内圈(1)的外圈(4)，方法具有如下步骤：制造由金属材料构成的内圈(1)；制造由聚合物复合材料构成的一件式或两件式的滑动体(2、3、13、14、17)；制造由金属材料构成的圆柱形的外圈(4)；并且将内圈(1)和滑动体(2、3、13、14、17)置入外圈(4)中并且对外圈(4)进行压合或卷边。

Description

用于制造关节轴承的方法及所属的关节轴承
技术领域
本发明涉及一种用于制造关节轴承的方法，关节轴承包括具有凸状拱曲的球形滑动面的内圈和包围内圈的外圈。
背景技术
当轴承必须实施枢转运动，或者当两个利用关节轴承联接的部件未精确对齐时，应用到关节轴承。传统的关节轴承大多由内圈和外圈构成，它们由钢合金制成。替选地，轴承圈例如也可以由青铜或烧结青铜制成。构造在内圈与外圈之间的球形滑动接触面可以具有滑动衬层或者通过表面处理制成。外圈和内圈根据直径要么由管状的半成品制成要么通过锻造法制成。
由于包括一整系列的单个步骤的制造方法是复杂的，使得即使在额定直径较小时也无法使制造成本显著降低。
发明内容
因而，本发明的任务在于，说明一种用于制造关节轴承的方法，在其中，减少了制造成本。
为了解决该任务开头所述类型的方法设有如下步骤：
-制造由金属材料构成的内圈；
-制造由聚合物复合材料构成的一件式或两件式的滑动体；
-制造由金属材料构成的圆柱形的外圈；以及
-将内圈和滑动体置入外圈中并且对外圈进行压合或卷边。
本发明基于这样的认知，即，关节轴承可以通过如下方式来更少的成本制成，即，代替通常通过车削制成的常规的外圈地，使用一件式或两件式的滑动体，其由聚合物复合材料制成并且将其置入到可简单制造的圆柱形的外圈中。由此取消了对金属的外圈通过车削或锻造进行的昂贵的制造。根据本发明，关节轴承的部件可以积木式地组合在一起，以便高效地制造关节轴承的各种各样的变体。尤其当外圈是薄的、经深冲的外圈时，外圈可以具有侧缘。侧缘于是直接在深冲过程中产生。替选地，也可以使用形式为经镦锻的管件的更厚的外圈，其在置入部件之后在端部被压合。
根据本发明的制造方法特别好地适用于大批量件数，这是因为可简单且廉价地制造对于关节轴承来说是必需的部件。
在根据本发明的方法中特别优选的是，使用径向或轴向分开的滑动体。将滑动体分开可以实现对部件的简单安装，尤其是将凸状拱曲的内圈与外圈简单安装。分开的滑动体优选包括两个相同大小的部分，然而原则上其也可以不对称地分开。替选地，可以使用一件式的开缝的滑动体，其为了安装，也就是为了置入内圈可以弹性变形。
在根据本发明的方法中优选的是，滑动体与外圈粘接。在安装部件时，滑动体的两个部分与外圈粘接，由此形成外圈，其类同于传统的、通过车削或锻造制成的外圈。在根据本发明的方法中，滑动体优选通过注塑成型制成。以该方式使特别廉价地且适用于大批量件数的制造成为可能。
在本发明的范围内也可以设置的是，外圈在其内侧上被压花或用喷射介质进行喷丸处理。以该方式增大充当粘合面的表面并改善了附着能力。外圈的内侧例如可以经喷砂处理，接着可以将粘合剂施布到经喷砂处理的面上，以便将两件式的滑动体与外圈粘接。
在根据本发明方法中可以压注聚合物材料或聚合物复合材料，以便获得免受污物和湿气影响的密封效果。在滑动体中优选可以产生至少一个针对润滑剂的凹槽，优选在注塑成型中产生。两件式的滑动体的外直径优选如下这样地选择，即，其具有可以补偿尺寸公差的并能够实现与外圈粘接的表面结构。因而，在两件式的滑动体与外圈在相应的将待粘接的部件相互定位的装置上或借助该装置进行粘接时可以补偿外圈的和两件式的滑动体的公差。
此外，本发明还涉及一种关节轴承，其包括具有凸状拱曲的球形滑动面的内圈和包围内圈的外圈。根据本发明的关节轴承的特征在于，其具有由聚合物复合材料制成的两件式的滑动体，滑动体置入到圆柱形的外圈中。
在根据本发明的关节轴承中，两件式的滑动体可以径向或轴向分开。
根据本发明的关节轴承的聚合物复合材料优选具有来自以下组的至少一种填料：玻璃纤维、碳素纤维(碳纤维)、芳族聚酰胺纤维、大麻纤维、亚麻纤维、棉纤维。通过至少一种填料提高了聚合物复合材料的强度。各个所使用的纤维的长度和份额如下这样地选择，即，以注塑成型方法来制造由聚合物复合材料构成的滑动体成为可能。
具有特别优点地，根据本发明的关节轴承可以设置的是，聚合物复合材料具有来自以下组的至少一种填料：MoS2、滑石粉、TiO2、石墨、PTFE(聚四氟乙烯)、硅酸、硅油、陶瓷。所选的一种或多种填料促使摩擦和磨损减少并提供了也能够转移至关节轴承内圈上的活性表面。聚合物复合材料优选可以具有梯度结构。
在本发明的范围内的还有，根据本发明的关节轴承的两件式的滑动体具有至少一个用于润滑剂的凹槽。填充以润滑剂的凹槽确保了润滑剂在关节轴承运动时的分布。然而，凹槽是一项可选的特征，其优选在所谓的需维护的关节轴承的情况下设置。在免维护的关节轴承中可以取消凹槽。
在根据本发明的关节轴承中优选的是，外圈通过对管件的深冲或镦锻制成，并且在其内侧上进行压花或者具有用喷射介质进行喷丸处理的表面。
附图说明
以下根据实施例结合附图阐述本发明。附图是示意图并且其中：
图1示出安装前的根据本发明的关节轴承的部件；
图2示出已安装的关节轴承的剖开的视图；
图3示出安装前的根据第二实施例的根据本发明的关节轴承的各个部件；
图4以剖开的视图示出安装后的关节轴承；
图5示出安装前的根据第三实施例的根据本发明的关节轴承的部件；以及
图6示出安装后的在图5中所示的关节轴承。
具体实施方式
图1示出了关节轴承10的各个部件，其包括内圈1、两件式的滑动体2、3和外圈4。内圈1具有凸状拱曲的球形滑动面5，在内侧，其设有圆柱形的孔6。内圈1根据传统的制造方法通过车削制成。
外圈4被构造成圆柱形的套筒并且由薄壁的钢管通过深冲制成。在一侧上，外圈4具有侧缘7，该侧缘在深冲时形成。两件式的滑动体2、3的两个部分由聚合物复合材料制成。在所示的实施例中是聚酰胺(PA66)，其为了提高强度利用玻璃纤维来增强。两件式的滑动体2、3以注塑成型法制成。其附加地包括PTFE(聚四氟乙烯)作为填料，由此减小了摩擦。两件式的滑动体2、3具有内部面8、9，其对应凸状拱曲的球形滑动面5等同地成形。通过如下方式进行对在图2中以剖开的视图示出的关节轴承10的安装，即，将径向分开的滑动体2、3和内圈1按照图1中所示的顺序置入到被构造成套筒的外圈4中。随后，将外圈的自由端部11卷边，由此得到在图2中所示的侧缘15。在安装之前，两件式的滑动体2、3设有润滑剂。在该实施例中，在将滑动体2、3置入到外圈4中之前，外圈的经压花的内部面8、9设有粘合剂，从而两件式的滑动体2、3在安装时与外圈4粘接。借助适当的装置实现安装，从而使全部的部件彼此对准。
通过外圈4或滑动体2、3的弹性变形而可以有针对性地调节关节轴承10的有效的轴承间隙。通过关节轴承10的紧接安装之后的热处理可以将必要时所存在的不利的轴承间隙通过滑动体2、3的塑性变形而改变为限定的有利的轴承间隙。
图3和图4示出了关节轴承12的第二实施例，其类似于图1和图2所示的关节轴承10地构建。与第一实施例一致之处在于，关节轴承12具有内圈1和外圈4。不同之处在于，关节轴承12具有轴向分开的两件式的滑动体13、14。因而，这两个滑动体13、14被构造成半圈，它们分别在半圆上延伸。这两个滑动体13、14由聚合物复合材料构成，在该实施例中是用玻璃纤维增强的聚酰胺。聚合物复合材料附加地包括PTFE作为减少摩擦和表面活性的填料。
为了安装，内圈1在外侧用两件式的、轴向分开的滑动体13、14的两个部分包围，然后，将该预安装的系统置入到被构造成套筒的外圈4中。类似于第一实施例地，在内圈1置入之后将外圈4卷边，从而得到侧缘15。
图5和图6示出了关节轴承16的第三实施例，其中，图5以剖开的视图示出了在安装之前的各个部件，图6示出了安装之后的关节轴承16。
关节轴承16包括内圈1、外圈4并且(与前述实施例不同地)还包括一件式的、被开缝的滑动体17。因而，滑动体17被构造成被开缝的圈，在附图中，缝隙通过未划影线的下半部分示意性地示出。缝隙沿圆周方向(切线方向)的延伸度如下这样地选择，即，使滑动体17能弹性变形以便使内圈1置入，在内圈1置入之后，一件式的滑动体17又处于其初始形状。随后，将由内圈1和一件式的滑动体17构成的预安装的结构组件置入到外圈4中。随后，进行对外圈4的外部的端部的卷边，从而形成侧缘15。在其它实施例中(在其中，代替图5和图6中所示的薄的外圈4地使用镦锻的管件)，在置入内圈和滑动体之后，压合管件的自由的端部。
图5和图6中所示的实施例具有的优点是，降低了所需的部件的数量。经开缝的滑动体17可以廉价地通过注塑成型制成。因为是免维护的关节轴承，所以滑动体17没有用于润滑介质的凹槽。
利用所述的用于制造关节轴承10、12、16的方法可以廉价制造大批量件数。
附图标记列表
1 内圈
2、3 滑动体
4 外圈
5 滑动面
6 孔
7 侧缘
8、9 内面
10 关节轴承
11 端部
12 关节轴承
13、14 滑动体
15 侧缘
16 关节轴承
17 滑动体

Claims (10)

1.一种用于制造关节轴承(10、12、16)的方法，所述关节轴承包括具有凸状拱曲的球形滑动面(5)的内圈(1)和包围所述内圈(1)的外圈(4)，其特征在于具有如下步骤：
-制造由金属材料构成的内圈(1)；
-制造由聚合物复合材料构成的一件式或两件式的滑动体(2、3、13、14、17)；
-制造由金属材料构成的柱形的外圈(4)；以及
-将所述内圈(1)和所述滑动体(2、3、13、14、17)置入所述外圈(4)中并且对所述外圈(4)进行压合或卷边。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用径向或轴向分开的两件式的滑动体(2、3、13、14)或一件式的经开缝的滑动体(17)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述滑动体(2、3、13、14、17)与所述外圈(4)粘接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述外圈(4)在其内侧上压花或用喷射介质进行喷丸处理。
5.一种关节轴承(10，12，16)，其包括具有凸状拱曲的球形滑动面(5)的内圈(1)和包围所述内圈(1)的外圈(4)，其特征在于，所述关节轴承具有由聚合物复合材料构成的一件式或两件式的滑动体(2、3、13、14、17)，所述滑动体置入到柱形的外圈(4)中。
6.根据权利要求5所述的关节轴承，其特征在于，两件式的滑动体(2、3、13、14)轴向或径向分开，或者一件式的滑动体(17)是被开缝的。
7.根据权利要求5或6所述的关节轴承，其特征在于，所述聚合物复合材料具有来自以下组的至少一种填料：玻璃纤维、碳纤维(碳素纤维)、芳族聚酰胺纤维、大麻纤维、亚麻纤维、棉纤维。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的关节轴承，其特征在于，所述聚合物复合材料具有来自以下组的至少一种填料：MoS2、滑石粉、TiO2、石墨、PTFE(聚四氟乙烯)、硅酸、硅油、陶瓷。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的关节轴承，其特征在于，所述滑动体(2、3、13、14、17)具有至少一个用于润滑剂的凹槽。
10.根据权利要求5至9中任一项所述关节轴承，其特征在于，所述外圈(4)通过对管件的深冲或镦锻制成，并且在所述外圈的内侧上进行压花或者具有用喷丸介质进行喷砂处理的表面。
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