CN111386403A

CN111386403A - 轴承套管和铰链组件

Info

Publication number: CN111386403A
Application number: CN201880062831.8A
Authority: CN
Inventors: 卡特林·赫尼希; 卢卡斯·普利奥斯卡; 汉斯-于尔根·耶格尔
Original assignee: Saint Gobain Performance Plastics Pampus GmbH
Current assignee: Saint Gobain Performance Plastics Pampus GmbH
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: EP3688327A1; CN111386403B; ES2927454T3; PL3688327T3; EP3688327B1; US10941596B2; JP6914431B2; JP2020535361A; US20190093401A1; WO2019063524A1

Abstract

本发明提供了一种轴承，所述轴承包括基底和低摩擦层，其中所述轴承包括环形形状，所述环形形状包括径向轴承部分和轴向轴承部分，所述径向轴承部分呈轴向延伸底座区域的形式，所述轴向轴承部分呈径向延伸凸缘的形式，其中所述轴向轴承部分终止于深拉的轴向延伸唇状部(24)以及径向压印区域(26)或轴向压印区域(16)中的至少一者，其中所述径向压印区域沿所述径向延伸凸缘定位并且形成环形凹陷部，其中所述轴向压印区域沿所述轴向延伸底座区域定位，并且其中所述轴向压印区域变形从而不平行于所述轴承的纵向轴。

Description

轴承套管和铰链组件

技术领域

本发明总体上涉及位于移动零件之间的轴承，并且特别地，涉及用于具有修改后几何结构的轴承的经改良的铰链组件及其制作和使用方法。

轴承控制着相对于彼此移动的零件之间的移动，诸如在用于例如铰链组件的壳体孔中旋转轴。其中一种类型的轴承为平面轴承，该平面轴承位于轴的外表面与孔的内表面之间的间隙中。特定类型的平面轴承为滑动轴承，其中由于部件之间的相对纵向滑动或旋转移动中的任一种而产生滑动摩擦。此轴承可在限制轴在孔内的径向运动或轴向运动的同时仍然允许相对移动。

在常规轴承构造中，寻求所述内部构件与所述外部构件之间的紧密配合。另外，寻求用于提供最小滑动力变化的任一种力。部件之间的紧密配合是期望的，因为它减少了零件之间的相对振动。因此，轴承能够补偿公差或错位、产生扭矩并且可改善其他特性，诸如噪音、振动和声振粗糙度(NVH)特性。

铰链组件通常使用轴承以在零件之间提供旋转。这些铰链组件有时包括涂层，该涂层包括但不限于可通过电泳涂装或其他方法完成的漆涂层。在某些区域中，铰链组件中的轴承和其他部件可包括间隙，这些间隙可导致过量涂布，从而致使铰链组件中出现腐蚀和碎屑/污染。尽管这些解决方案对于某些应用是可行的，但对轴承的改善仍然是令人感兴趣的。

附图简要说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且让本公开的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。

图1示出了根据多个实施例的圆筒轴承的侧视图；

图2示出了根据多个实施例的成形轴承或凸缘轴承的侧视图；

图3示出了根据多个实施例的轴承材料的剖视图；

图4A示出了根据多个实施例的轴承的剖面侧视图；

图4B示出了根据多个实施例的轴承的剖面侧视图；

图4C示出了根据多个实施例的轴承的剖面侧视图；

图4D示出了根据多个实施例的轴承的剖面侧视图；

图5示出了根据多个实施例的铰链组件的剖面侧视图；以及

图6示出了根据多个实施例的铰链组件的未装配状态的剖面视图；

不同附图中使用的相同参考符号指示相似或相同的实施例。

具体实施方式

提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，其他实施例可基于本专利申请中所公开的教导内容而使用。

术语“由…构成”“包括”“包含”“具有”“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包括特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B∶A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。

而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这么做只是为了方便起见和提供对本发明范围的一般认识。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个、至少一个，或单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个实施例时，可使用多于一个实施例来代替单个实施例。类似地，在本文描述了多于一个实施例的情况下，单个实施例可以取代多于一个实施例。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是示例性的而非限制性的。关于本文未述的方面，有关特定材料和加工方法的许多细节是常规的，并可在轴承领域内的教科书和其他来源中找到。

轴承、铰链组件及其制作和使用方法的实施例在图1至图6中公开。图1示出了根据多个实施例的轴承或套管1。在多个实施例中，轴承可为平面轴承。在多个实施例中，轴承可为滑动轴承。轴承1可在相对于中心轴500在轴向方向上延伸。中心轴500可向下纵穿轴承。轴承1可包括形成环形形状的侧壁104，该环形形状具有第一轴向端或边缘3和第二轴向端或边缘5。轴承可具有第一径向外端或边缘7和第二径向外端或边缘9。在多个实施例中，轴承1可具有非平面形状。轴承1可具有基本上为L形的环形形状。换言之，如图2所示，轴承1可具有在径向方向和轴向方向上延伸的L形轴承横截面。轴承的其他环形形状是可行的。在多个实施例中，如图1所示的轴承1可通过轧制适当尺寸的轴承复合材料件进行生产，该轴承复合材料件初始可作为平整材料存在。轧件材料的相对端可紧固在轴向向下纵穿轴承1的狭缝或间隙处。狭缝以任何非线性方式和/或相对于轴承1的对称轴500倾斜延伸也是可行的。狭缝可焊接或通过其他方式耦接以形成轴承1。仍参考图1，轴承1可包括孔50。孔50可轴向向下纵穿轴承1，并且适于耦接至铰链组件2的另一部件。孔50可平行于中心轴500，或与中心轴500成平面。孔50的形成可包括通过打孔或冲压在片材中形成成形的洞。可通过压印、成形或深拉波形、球形或圆锥形以形成片材型材，从而将几何形态制造成片材。在多个实施例中，可通过深拉工艺实现L形轴承1，该深拉工艺包括将成形轴承2进行冲压(如图2所示)。可通过压延或层压穿过片材中的开孔，在低摩擦材料的片材型材中执行包封步骤。片材可形成为具有径向内表面和径向外表面的基底。低摩擦材料可包封基底，使得轴承的径向内表面和径向外表面中的至少一者可位于低摩擦材料内。

现在参考图2，轴承1可包括径向轴承部分10。径向轴承部分10可呈轴向延伸底座区域12的形式。径向轴承部分10可从第一轴向端3延伸至第二轴向端5。径向轴承部分10可在轴承1的侧壁104上。轴承1可进一步包括轴向轴承部分20。轴向轴承部分20可在轴承1的侧壁104上。轴向轴承部分20可呈径向延伸凸缘22的形式。轴向轴承部分20或径向延伸凸缘22可从第一径向端7延伸至第二径向端9。在多个实施例中，孔50可通过在轴承1内提供限定孔50的边缘的第一径向内端或边缘6和第二径向内端或边缘8，将轴向轴承部分20在径向方向上分开。在多个实施例中，当从中心轴500径向测量时，第一径向外端7或第二径向外端9中的至少一者可形成轴承1的外径OD。在多个实施例中，当从中心轴500径向测量时，第一径向内端6或第二径向内端8中的至少一者可形成轴承1的内径ID。换言之，径向延伸凸缘22的径向宽度W_REF可为外径OD与内径ID的距离差。

在多个实施例中，轴承1可具有厚度T，并且T可≥0.1mm，诸如≥0.25mm、≥0.5mm、≥1mm、≥1.5mm、≥2mm或≥2.5mm。在另一方面，T可≤2.0mm、≤1.5mm、≤1mm、≤0.5mm、≤0.25mm或≤0.1mm。

在多个实施例中，轴承1可具有从第一径向外端7至第二径向外端9的总外径OD，并且OD可≥0.5mm，诸如≥1mm、≥5mm、≥10mm、≥15mm或≥20mm。OD可≤35mm，诸如≤30mm、≤20mm、≤15mm、≤10mm或≤5mm。

在多个实施例中，轴承1可具有从第一径向内端6至第二径向内端8的总内径ID，并且ID可≥1mm，诸如≥5mm、≥7.5mm、≥10mm、≥15mm或≥20mm。ID可≤20mm，诸如≤15mm、≤10mm、≤7.5mm、≤5mm或≤1mm。

在多个实施例中，轴承1可具有从第一轴向端3至第二轴向端5的总长度L，并且L可≥0.5mm、≥0.75mm、≥1mm、≥2mm、≥5mm或≥10mm。L可≤10mm，诸如≤7.5mm、≤5mm、≤2.5mm或≤1mm。

在多个实施例中，如图3所示，轴承1可包括复合材料。在多个实施例中，轴承1可包括基底1119。在多个实施例中，基底可包括金属条带1119。在多个实施例中，轴承1可包括低摩擦层1104。低摩擦层1104可耦接至金属条带1119的至少一部分。在一个具体实施例中，低摩擦层1104可耦接至金属条带1119的表面，以便与另一部件的另一表面形成低摩擦界面。在一个具体实施例中，低摩擦层1104可耦接至金属条带1119的径向内表面，以便与另一部件的另一表面形成低摩擦界面。在一个具体实施例中，低摩擦层1104可耦接至金属条带1119的径向外表面，以便与另一部件(诸如内部构件30或外部构件40)的另一表面形成低摩擦界面。

在一个实施例中，基底或金属条带1119可至少部分地包括金属。所述金属可包括铝、锌、铜、镁、锡、铂、钛、钨、铅、铁、青铜、它们的合金，也可以是另一种类型的金属。更具体地，基底或金属条带1119可至少部分地包括钢，诸如不锈钢或弹簧钢。例如，基底可至少部分地包括301不锈钢。301不锈钢可为退火的、¹/₄硬、¹/₂硬、³/₄硬或全硬。金属条带1119可包括编织网或延展金属网格。替代地，编织网可以是编织聚合物网。在一个替代实施例中，金属条带1119可不包括网或网格。在另一替代实施例中，作为固体部件、编织网或延展金属网格，金属条带1119可嵌入在至少一个粘合剂层1121之间，该至少一个粘合剂层1121包括在低摩擦层1104与金属条带1119之间。在至少一个实施例中，金属条带1119可为在弓形形状中施加载荷下提供弹性行为的任何种类的金属合金。

任选地，轴承1可包括至少一个粘合剂层1121，该至少一个粘合剂层1121可将低摩擦层1104耦接至金属条带1119。粘合剂层1121可包括在环领域常用的任何已知的粘合剂材料，其中包括但不限于含氟聚合物、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚/聚酰胺共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯四氟乙烯(ETFE)、ETFE共聚物、全氟烷氧基(PFA)或它们的任意组合。另外，粘合剂可包括至少一个选自-C＝O、-C-O-R、-COH、-COOH、-COOR、-CF₂＝CF-OR或它们的任意组合的官能团，其中R为含有1至20个碳原子的环状或直链有机基团。另外，粘合剂可包括共聚物。在一个实施例中，热熔融粘合剂可具有不大于250℃诸如不大于220℃的熔融温度。在另一个实施例中，粘合剂可在200℃以上诸如220℃以上分解。在又一个实施例中，热熔融粘合剂的熔融温度可高于250℃或甚至高于300℃。粘合剂层1121可具有约1至50微米诸如约7至15微米的厚度。

任选地，金属条带1119可涂覆有防腐蚀层1704和1705，以防止轴承1在加工之前发生腐蚀。另外，可在层1704上方施加防腐蚀层1708。层1704、1705和1708中的每一个可具有约1至50微米，诸如约7至15微米的厚度。层1704和1705可包含锌、铁、锰或其任意组合的磷酸盐，或者纳米陶瓷层。此外，层1704和1705可包括功能性硅烷、基于纳米级硅烷的底漆、水解硅烷、有机硅烷粘合促进剂、基于溶剂/水的硅烷底漆、氯化聚烯烃、钝化表面、可商购的锌(机械的/电镀的)或锌镍涂层或其任意组合。层1708可包括功能性硅烷、基于纳米级硅烷的底漆、水解硅烷、有机硅烷粘合促进剂、基于溶剂/水的硅烷底漆。可在加工期间除去或保留防腐蚀层1704、1706和1708。

任选地，轴承1可进一步包括耐腐蚀涂层1125。耐腐蚀涂层1125可具有约1至50微米，诸如约5至20微米，以及诸如约7至15微米的厚度。耐腐蚀涂层可包括粘合促进剂层127和环氧层129。粘合促进剂层1127可包括锌、铁、锰、锡或其任意组合的磷酸盐，或者纳米陶瓷层。粘合促进剂层1127可包括功能性硅烷、基于纳米级硅烷的底漆、水解硅烷、有机硅烷粘合促进剂、基于溶剂/水的硅烷底漆、氯化聚烯烃、钝化表面、可商购的锌(机械的/电镀的)或锌镍涂层或其任意组合。环氧树脂层1129可以是热固化环氧树脂、UV固化环氧树脂、IR固化环氧树脂、电子束固化环氧树脂、辐射固化环氧树脂或空气固化环氧树脂。此外，环氧树脂可包括聚缩水甘油醚、二缩水甘油醚、双酚A、双酚F、环氧乙烷、氧杂环丙烷、环氧乙烷、1，2-环氧丙烷、2-甲基环氧乙烷、9，10-环氧-9，10-二氢蒽或其任意组合。环氧树脂层1129可进一步包括硬化剂。所述硬化剂可包括胺、酸酐、苯酚酚醛树脂硬化剂诸如苯酚酚醛树脂聚[N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺](PHPMI)、甲阶酚醛树脂苯酚甲醛、脂肪胺化合物、聚碳酸酐、聚丙烯酸酯、异氰酸酯、包封的聚异氰酸酯、三氟化硼胺络合物、铬基硬化剂、聚酰胺或其任意组合。一般来讲，酸酐可符合式R-C＝O-O-C＝O-R’，其中R如上所述为可为C_XH_YX_ZA_U。胺可包括：脂肪族胺，诸如单乙胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等；脂环族胺；芳香族胺，诸如环状脂族胺、环脂族胺、酰胺基胺、聚酰胺、双氰胺、咪唑衍生物等，或其任意组合。

在多个实施例中，轴承1的低摩擦层1104可包括以下材料，其包括例如聚合物，诸如聚酮、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚砜、聚苯砜，聚酰胺酰亚胺、超高分子量聚乙烯、含氟聚合物、聚酰胺、聚苯并咪唑或它们的组合。在一个实例中，低摩擦层1104包括聚酮、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯砜、含氟聚合物、聚苯并咪唑、其衍生物或他们的组合。在一个具体实例中，低摩擦/耐磨层包括聚合物，诸如聚酮、热塑性聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚砜、聚酰胺酰亚胺、其衍生物或它们的组合。在又一个实例中，低摩擦/耐磨层包括聚酮，诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮、其衍生物或它们的组合。在另一个实例中，低摩擦/耐磨层可为超高分子量聚乙烯。示例性含氟聚合物包括氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷氧基(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯三元共聚物(THV)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯(PE)、聚砜、聚酰胺(PA)、聚苯醚、聚苯硫醚(PPS)、聚氯酯、聚酯、液晶聚合物(LCP)或它们的任意组合。低摩擦层1104可包括固态材料，该固态材料包括锂皂、石墨、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、聚四氟乙烯、氮化碳、碳化钨或类金刚石碳、金属(诸如铝、锌、铜、镁、锡、铂、钛、钨、铅、铁、青铜、钢、弹簧钢、不锈钢)、金属合金(包括所列的金属)、阳极化金属(包括所列的金属)或它们的任意组合。根据特定实施例，可使用含氟聚合物。如本文所用，“低摩擦材料”可为一种具有相较于钢而测得的干燥静态摩擦系数的材料，该干燥静态摩擦系数小于0.5，诸如小于0.4、小于0.3或甚至小于0.2。“高摩擦材料”可为一种具有相较于钢而测得的干燥静态摩擦系数的材料，该干燥静态摩擦系数大于0.6，诸如大于0.7、大于0.8、大于0.9或甚至大于1.0。

在多个实施例中，低摩擦层1104可进一步包括填料，该填料包括玻璃纤维、碳纤维、硅、PEEK、芳族聚酯、碳颗粒、青铜、含氟聚合物、热塑性填料、氧化铝、聚酰胺酰亚胺(PAI)、PPS、聚苯砜(PPSO2)、LCP、芳族聚酯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、石墨烯、膨胀石墨、氮化硼、滑石、氟化钙或它们的任意组合。另外，填料可包括氧化铝、硅石、二氧化钛、氟化钙、氮化硼、云母、硅灰石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、炭黑、颜料或其任何组合。填料可以是珠、纤维、粉末、网或其任意组合的形式。

在一个实施例中，低摩擦层1104可具有在0.01mm至1.5mm范围内的厚度T_FL，诸如在0.15mm至1.35mm的范围内或甚至在0.2mm至1.25mm的范围内。在一个实施例中，低摩擦层1104的厚度可为均匀的，即低摩擦层1104的第一位置处的厚度可等于沿其第二位置处的厚度。在一个实施例中，轴承1可包括金属条带1119，该金属条带1119可在侧壁104的外侧109处形成有低摩擦层1104。在一个实施例中，轴承1可包括金属条带1119，该金属条带1119可在侧壁104的内侧107上形成有低摩擦层1104。在多个实施例中，金属条带1119可至少部分地沿轴承1的长度延伸。金属条带1119可至少部分地由低摩擦层1104包封。即，低摩擦层1104可覆盖金属条带1119的至少一部分。金属条带1119的轴向端可从低摩擦层1104中暴露或不暴露。在一个具体实施例中，金属条带1119可完全包封在低摩擦层1104中，使得金属条带1119在视觉上不可察觉。在另一实施例中，金属条带1119可包括开孔，该开孔至少部分地延伸至低摩擦层1104中。开孔一般可减小轴承1的刚度，从而实现特定的工程刚度分布。

在一个实施例中，如上所述，轴承1上的任一层可分别设置成卷状并且从其上剥离，以在加压、高温下(热压或冷压或者热轧或冷轧)、通过粘合剂或通过它们的任意组合将这些层连接在一起。在多个实施例中，如上所述，轴承1中的任一层可层压在一起，使得它们至少部分地彼此重叠。在多个实施例中，如上所述，轴承1上的任一层可使用涂布技术(诸如物理或气相沉积、喷涂、电镀、粉末涂布)、或通过其他化学或电化学技术施加在一起。在一个具体实施例中，低摩擦层1104可通过辊到辊涂布工艺(包括例如挤压涂布)来施加。低摩擦层1104可加热至熔融或半熔融状态，并通过狭缝式挤压涂布挤出至金属条带1119的主表面上。在另一个实施例中，低摩擦层1104可铸造或模制。

在其他实施例中，如上所述，轴承1上的任一层可通过涂布技术(诸如物理或气相沉积、喷涂、电镀、粉末涂布)、或通过其他化学或电化学技术进行施加。在一个具体实施例中，低摩擦层1104可通过辊到辊涂布工艺(包括例如挤压涂布)来施加。低摩擦层1104可加热至熔融或半熔融状态，并通过狭缝式挤压涂布挤出至基底或金属条带1119的主表面上。在另一个实施例中，低摩擦层1104可铸造或模制。

通过非限制性的实例，轴承1可在夹具中成形。如上所述，在这方面，弹性材料条带可在期望的位置处在夹具上弯曲，以形成弯曲部分。弹性材料条带可包括基底1119，该基底1119包括金属(诸如铝、锌、铜、镁、锡、铂、钛、钨、铅、铁、青铜、钢、弹簧钢、不锈钢)、金属合金(包括所列的金属)、阳极化金属(包括所列的金属)或它们的任意组合。在非限制性实施例中，弹性材料条带可额外或另选地包括低摩擦层1104，该低摩擦层1104包括设置在弹性材料或基底上的聚合物或聚合物涂层。在多个实施例中，可沿轴承1的圆周使用替代材料。换言之，屈曲区域35、未成形区域119和波结构区域130可分别在周向、径向、轴向围绕轴承1的各个位置处包括上述所列的不同材料或这些材料的组合物。

图4A至图4D示出了根据多个实施例的轴承1。在多个实施例中，轴向轴承部分20或径向延伸凸缘22可终止于至少一个深拉的轴向延伸唇状部24。深拉的轴向延伸唇状部24可围绕轴承1的径向外端7、9的整体进行设置，或换言之，沿轴向轴承部分20或径向延伸凸缘22的圆周延伸。轴向延伸唇状部24可具有长度L_AEL。长度L_AEL可与轴承1的长度L具有关系，使得L_AEL≥0.3L，诸如≥0.25L、≥0.20L、≥0.15L、≥0.10L或≥0.05L。在另一方面，长度L_AEL可≤0.5L，诸如≤0.45L、≤0.40L、≤0.35L、≤0.30L、≤0.25L、≤0.20L、≤0.15L、≤0.10L或≤0.05L。轴向延伸唇状部24的长度L_AEL可沿围绕中心轴500的轴承1的圆周变化。

在多个实施例中，如图4A至图4D所示，轴向轴承部分20或径向轴承部分10可包括可在轴向方向上定向的至少一个径向压印区域26。该至少一个径向压印区域26可为轴向轴承部分20或径向轴承部分10提供更多的刚度。在多个实施例中，径向压印区域26可适于在内部构件30与外部构件40之间提供弹性力。在多个实施例中，径向压印区域26可为轴向轴承部分20或径向轴承部分10中的至少一者提供径向公差补偿，或可通过内部构件30或外部构件40中的至少一者固定轴承1。径向压印区域26可在径向方向上包括至少一个起伏部、凹陷部、槽部、谷部、台部或突出部。径向压印区域26可具有圆形、多边形、卵形或半圆形的横截面形状。在一个实施例中，径向压印区域26可呈轴向方向上的“U”形。在多个实施例中，径向压印区域26可位于径向延伸凸缘22上。在多个实施例中，径向压印区域26在径向延伸凸缘22中形成环形凹陷部。径向压印区域26可设置在轴承1的轴向轴承部分20或径向延伸凸缘22的径向内端6、8与径向外端7、9中的至少一者之间的径向距离内。换言之，径向压印区域26可沿轴向轴承部分20或径向延伸凸缘22的圆周延伸至任何地方。径向压印区域26可具有长度L_RCR。长度L_RCR可与轴承1的长度L具有关系，使得L_AEL≥0.75L，诸如≥0.5L、≥0.25L、≥0.20L、≥0.15L、≥0.10L或≥0.05L。在另一方面，长度L_AEL可≤1L，诸如≤0.75L、≤0.5L、≤0.45L、≤0.40L、≤0.35L、≤0.30L、≤0.25L、≤0.20L、≤0.15L、≤0.10L或≤0.05L。径向压印区域26的长度L_RCR可沿围绕中心轴500的轴承1的圆周变化。径向压印区域26可具有宽度W_RCR。宽度W_RCR可与轴承1的宽度W_REF具有关系，使得宽度W_RCR≥1W_REF，诸如≥0.75W_REF、≥0.5W_REF、≥0.25W_REF、≥0.20W_REF、≥0.15W_REF、≥0.10W_REF或≥0.05W_REF。在另一方面，宽度W_RCR可≤1W_REF，诸如≤0.75W_REF、≤0.5W_REF、≤0.45W_REF、≤0.40W_REF、≤0.35W_REF、≤0.30W_REF、≤0.25W_REF、≤0.20W_REF、≤0.15W_REF、≤0.10W_REF或≤0.05W_REF。径向压印区域26的宽度W_RCR可沿围绕中心轴500的轴承1的圆周变化。在多个实施例中，径向压印区域26可由具有不大于200GPa诸如不大于100GPa、不大于50GPa、不大于25GPa、不大于10GPa、不大于1GPa或甚至不大于0.5Gpa的杨氏模量的材料制成。在多个实施例中，径向压印区域26可由具有不小于0.5GPa诸如不小于1GPa、不小于10GPa、不小于25GPa、不小于50GPa、不小于100GPa或甚至不小于200GPa的杨氏模量的材料制成。在多个实施例中，径向压印区域26可适于为轴向轴承部分20提供上述值的杨氏模量。

在多个实施例中，如图4A至图4D，轴向轴承部分20或径向轴承部分10可包括可在径向方向上定向的至少一个轴向压印区域16。该至少一个轴向压印区域16可为轴向轴承部分20或径向轴承部分10提供更多的刚度。在多个实施例中，轴向压印区域16可适于在内部构件30与外部构件40之间提供压缩力。在多个实施例中，轴向压印区域16可为轴向轴承部分20或径向轴承部分10中的至少一者提供轴向公差补偿和刚度支撑。轴向压印区域16可在轴向方向上包括至少一个起伏部、凹陷部、槽部、谷部、台部、斜坡部、突出部或变形部。轴向压印区域16可具有圆形、多边形、卵形或半圆形的横截面形状。在多个实施例中，轴向压印区域16可位于径向轴承部分10上。在多个实施例中，轴向压印区域16可设置在第一轴向端3与第二轴向端5之间的轴向距离内。换言之，轴向压印区域16可沿径向轴承部分10的圆周延伸至任何地方。在一个实施例中，轴向压印区域16可在径向方向上呈变形部的形状，使得侧壁104可非平行于如图4C至图4D所示的轴承1的纵向轴或中心轴500。如图4C所示，轴向压印区域16可从平行于纵向轴或中心轴500的直线径向向外变形。如图4D所示，轴向压印区域16可从平行于纵向轴或中心轴500的直线径向向内变形。径向压印区域26可具有长度L_ACR。长度L_ACR可与轴承1的长度L具有关系，使得L_ACR≥0.3L，诸如≥0.25L、≥0.20L、≥0.15L、≥0.10L或≥0.05L。在另一方面，长度L_ACR可≤0.5L，诸如≤0.45L、≤0.40L、≤0.35L、≤0.30L、≤0.25L、≤0.20L、≤0.15L、≤0.10L或≤0.05L。轴向压印区域16的长度L_ACR可沿围绕中心轴500的轴承1的圆周变化。在多个实施例中，轴向压印区域16可由具有不大于200GPa诸如不大于100GPa、不大于50GPa、不大于25GPa、不大于10GPa、不大于1GPa或甚至不大于0.5GPa的杨氏模量的材料制成。在多个实施例中，轴向压印区域16可由具有不小于0.5GPa诸如不小于1GPa、不小于10GPa、不小于25GPa、不小于50GPa、不小于100GPa或甚至不小于200GPa的杨氏模量的材料制成。在多个实施例中，轴向压印区域16可适于为径向轴承部分10提供上述值的杨氏模量。

图5示出了根据多个实施例的铰链组件2。在多个实施例中，轴承1可包括在铰链组件2中。在多个实施例中，多个轴承1可包括在铰链组件2中，该铰链组件2包括第一轴承1和第二轴承1′。在多个实施例中，多个L形轴承1、1’可在不同方向上定向。如图5所示，多个L形轴承1、1′可沿它们的共用孔50彼此相对定向，以便在径向方向和轴向方向上成镜像。如图5的铰链组件2所示，所得组合轴承1、1′可形成环形形状的“U”轴承横截面，该“U”轴承横截面在径向方向和轴向方向上延伸。在多个实施例中，铰链组件2可包括内部构件30。在多个实施例中，内部构件30可为例如铰链主体零件。在多个实施例中，铰链组件2可包括外部构件40。在多个实施例中，外部构件40可为例如铰链门零件。在多个实施例中，内部构件30可相对于外部构件40移动。在多个实施例中，外部构件40可相对于内部构件30移动。在多个实施例中，铰链组件2可包括铆钉或铆钉头60。在多个实施例中，铆钉60可设置在轴承1的孔50内。在多个实施例中，铆钉60可将内部构件30与外部构件40桥接。在多个变型中，铆钉60可通过定位螺钉70与内部构件30相拧紧，并且通过垫圈80与外部构件40固定到位。在多个实施例中，垫圈80或铆钉60中的至少一者可分别根据轴承领域的已知技术形成和制造。在多个实施例中，垫圈80或铆钉60中的至少一者可由金属或聚合材料形成。

图6描绘了铰链组件2的实施例的非限制性实例，其中包括拆开的汽车门铰链零件，零件中包括如图1至图2描绘的轴承1。图6为型材铰链的实例。冲压铰链还可用作使用铰链组件2的实施例。轴承1可插入铰链门零件306中。铆钉308将铰链门零件306与铰链主体零件310桥接。铆钉308可通过定位螺钉312与铰链主体零件310相拧紧，并且通过垫圈302与铰链门零件306固定到位。

在多个实施例中，如上所述，第一轴承1或第二轴承1′中的至少一者可包括基底1119和低摩擦层1104。在多个实施例中，如上所述，低摩擦层1104可为电绝缘的。电绝缘在本文中可限定为具有至少1x10⁸Ohm/cm²或更高的电阻。在多个实施例中，再次参考图5，第一轴承1或第二轴承1′中的至少一者可包括呈轴向延伸底座区域12的形式的径向轴承部分10以及呈径向延伸凸缘22的形式的轴向轴承部分20。在多个实施例中，第一轴承1或第二轴承1′中的至少一者可包括所示的径向压印区域26或轴向压印区域16。在多个实施例中，如图5所示，第一轴承1或第二轴承1′中的至少一者可包括适于在内部构件30与外部构件40之间和/或在外部构件40与垫圈80之间提供固定轴向间隙90、90′的深拉的轴向延伸唇状部24。在多个实施例中，深拉的轴向延伸唇状部24上的低摩擦层1104可提供的径向外表面可为电绝缘的。因此，在铰链组件2的涂布工艺过程中不会发生固定轴向间隙90、90′的过量涂布，从而减少了固定轴向间隙90、90′中的碎屑/污染和/或腐蚀。在多个实施例中，深拉的轴向延伸唇状部24上的低摩擦层1104可完全填满外部构件40与内部构件30之间的间隙。

在多个实施例中，涂布工艺可包括涂装工艺，诸如电泳涂装工艺。涂布工艺可提供涂层95，该涂层95设置在铰链组件2的至少一个部件(例如轴承1、内部构件30、外部构件40、铆钉60、定位螺钉70、垫圈80)的外表面上。在多个实施例中，带有低摩擦层1104的深拉的轴向延伸唇状部24可使铰链组件2的每个径向侧上的固定轴向间隙90、90′中的内部构件30与外部构件40之间无涂漆粘着，如此它就不会粘着到深拉的轴向延伸唇状部24上的低摩擦层1104。

在多个实施例中，轴承1的径向轴承部分10或轴向轴承部分20中的至少一者可包括至少一个凹口区域115。凹口区域115可没有低摩擦层1104。换言之，凹口区域115可仅包括基底1119或金属条带。凹口区域115可使轴承1与铰链组件2的其他部件中的一者之间有导电性。这可在没有涂漆桥接的情况下，在固定轴向间隙90、90′上方提供更优的涂层95覆盖性。在某些实施例中，凹口区域115可为轴承1中的间隙、边缘、开孔或槽部。凹口区域115可位于轴承1上的任何位置。

在又一个实施例中，形成轴承1的方法包括提供由金属材料或基底1119形成的片材；接触低摩擦材料1104的片材型材；并且将片材型材形成为环形形状以形成轴承1。方法可进一步包括相对于内部构件30和外部构件40设置轴承1以形成铰链组件2。

在一个实施例中，可通过相对于内部构件或外部构件在纵向方向上的至少10N的组装力来安装或组装组件1，诸如至少50N、至少100N、至少500N、至少1,000N、至少5,000N或甚至至少10,000N。在另一个实施例中，可通过相对于内部构件或外部构件在纵向方向上的不大于10,000N的组装力来安装或组装扭矩组件1，诸如不大于5,000N、不大于1,000N、不大于500N、不大于100N、不大于50N或甚至不大于10N。

本文公开的各种实施例相对于常规的解决方案可具有显著优点。特别地，使用铰链组件2内的轴承1可减小或消除间隙区域或涂漆桥接中的涂漆过量涂布现象，以及铰链组件2的这些间隙区域中可导致腐蚀的碎屑/污染。此外，在轴承1上使用低摩擦层(和/或其电绝缘特性)可显著去耦两个匹配构件，该匹配构件可通过轴承1连接，而不会降低其他区域的性能。此外，轴向压印区域16和/或径向压印区域26可为铰链组件2内的轴承1提供轴向或径向公差补偿和刚度支撑。因此，这些设计可显著降低噪音、振动和声振粗糙度(NVH)特性。

当用于匹配部件之间时，各个实施例的轴承可进一步提供滑动力控制(例如轴向或旋转)。此外，通过这种设计还能将轴承设计为在滑动轴承应用中以更高的扭矩水平进行操作，并且在间隙更宽时，相较于常规轴承，在操作中其径向载荷强度更高而滑动力更低。

此类实施例的应用包括例如用于便携式电子设备诸如手提电脑和移动电话的铰链组件2。此外，使用轴承1或铰链组件2可在若干应用中提供增强的益处，该应用诸如但不限于运载工具尾门、门框、座椅组件或其他类型的应用。这些应用需要铰链机构，该铰链机构在产品的生命周期内以良好限定的扭矩提供低固位力。传统轴承可提供在期望范围内的初始固位力和初始扭矩。然而，根据本文所述的实施例，可在产品的生命周期内保持扭矩值。

该书面描述使用包括最佳模式的实例，并且还使本领域的普通技术人员能够实现和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。这些其他实例，如果它们具有与权利要求书的书面语言并无差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的书面语言并无实质性区别的等价结构元件，则它们意图在权利要求书的范围内。

许多不同的方面和实施例都是可能的。以下描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，那些方面和实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。

实施例1.一种轴承，包括：基底和低摩擦层，其中该轴承包括环形形状，该环形形状包括：径向轴承部分和轴向轴承部分，该径向轴承部分呈轴向延伸底座区域的形式，该轴向轴承部分呈径向延伸凸缘的形式，其中该轴向轴承部分终止于深拉的轴向延伸唇状部以及径向压印区域或轴向压印区域中的至少一者，其中该径向压印区域沿该径向延伸凸缘定位并且形成环形凹陷部，其中该轴向压印区域沿该轴向延伸底座区域定位，并且其中该轴向压印区域变形从而不平行于该轴承的纵向轴。

实施例2.一种铰链组件，包括：内部构件；至少一个外部构件；以及第一轴承或第二轴承中的至少一者，该第一轴承或第二轴承中的至少一者包括：基底和低摩擦层，其中该轴承包括环形形状，该环形形状包括：径向轴承部分和轴向轴承部分，该径向轴承部分呈轴向延伸底座区域的形式，该轴向轴承部分呈径向延伸凸缘的形式，其中该轴向轴承部分终止于深拉的轴向延伸唇状部，该深拉的轴向延伸唇状部适于在该内部构件与该外部构件之间提供固定轴向间隙，其中该唇状部包括电绝缘的径向外表面。

实施例3.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该轴承包括径向压印区域。

实施例4.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该轴承包括轴向压印区域。

实施例5.根据实施例4所述的轴承或铰链组件，其中该轴向压印区域径向向外变形。

实施例6.根据实施例4所述的轴承或铰链组件，其中该轴向压印区域径向向内变形。

实施例7.根据实施例2所述的铰链组件，其中该径向压印区域适于在该内部构件与该外部构件之间提供轴向压缩力。

实施例8.根据实施例2所述的铰链组件，其中该轴向压印区域适于在该内部构件与该外部构件之间提供弹性力。

实施例9.根据实施例2所述的铰链组件，进一步包括与该轴承的表面相接合的垫圈。

实施例10.根据实施例2所述的铰链组件，进一步包括与该轴承的表面相接合的铆钉。

实施例11.根据实施例10所述的铰链组件，进一步包括与该铆钉相接合的定位螺钉。

实施例12.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该轴承环形形状基本上为L形。

实施例13.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该低摩擦层包括聚合物。

实施例14.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该低摩擦层包括含氟聚合物。

实施例15.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该低摩擦层具有至少1x10⁸Ohm/cm²的电阻。

实施例16.根据前述实施例中任一项所述的轴承或铰链组件，其中该径向轴承部分或该轴向轴承部分中的至少一者包括无该低摩擦层的凹口区域。

实施例17.根据实施例2所述的铰链组件，其中该径向压印区域适于为轴向轴承部分提供介于约0.5与200GPa之间的杨氏模量。

实施例18.根据实施例2所述的铰链组件，其中该轴向压印区域适于为径向轴承部分提供介于约0.5与200GPa之间的杨氏模量。

实施例19.根据实施例2所述的铰链组件，其中该铰链组件为运载工具的部件。

实施例20.根据实施例2所述的铰链组件，其中低摩擦层具有约0.1至约1.5mm的厚度。

需注意，并非需要上述所有特征，可能不需要特定特征的一部分，并且除了所描述的特征之外，还可提供一个或多个特征。此外，描述特征的顺序不一定是安装特征的顺序。

为清楚起见，本文中在单独的实施例的上下文中描述的某些特征，也可在单个实施例中以组合的方式来提供。相反地，为简明起见，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供或以任何子组合的方式来提供。

上文已经参考特定实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可使任何益处、优点或解决方案出现或变得更加显著的任何特征都不应理解为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。

本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供，或以任何子组合的方式来提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不偏离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或任何改变。因此，本公开应被视为例示性的而非限制性的。

Claims

1.一种轴承，包括：

基底和低摩擦层，其中所述轴承包括环形形状，所述环形形状包括：

径向轴承部分，所述径向轴承部分呈轴向延伸底座区域的形式，以及

轴向轴承部分，所述轴向轴承部分呈径向延伸凸缘的形式，其中所述轴向轴承部分终止于深拉的轴向延伸唇状部以及径向压印区域或轴向压印区域中的至少一者，其中所述径向压印区域沿所述径向延伸凸缘定位并且形成环形凹陷部，其中所述轴向压印区域沿所述轴向延伸底座区域定位，并且其中所述轴向压印区域变形从而不平行于所述轴承的纵向轴。

2.一种铰链组件，包括：

内部构件；

至少一个外部构件；以及

第一轴承或第二轴承中的至少一者，所述第一轴承或第二轴承中的至少一者包括：

轴向轴承部分，所述轴向轴承部分呈径向延伸凸缘的形式，其中所述轴向轴承部分终止于深拉的轴向延伸唇状部，所述深拉的轴向延伸唇状部适于在所述内部构件与所述外部构件之间提供固定轴向间隙，其中所述唇状部包括电绝缘的径向外表面。

3.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述轴承包括径向压印区域。

4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述轴承包括轴向压印区域。

5.根据权利要求4所述的轴承或铰链组件，其中所述轴向压印区域径向向外变形。

6.根据权利要求4所述的轴承或铰链组件，其中所述轴向压印区域径向向内变形。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的铰链组件，其中所述径向压印区域适于在所述内部构件与所述外部构件之间提供轴向压缩力。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的铰链组件，其中所述轴向压印区域适于在所述内部构件与所述外部构件之间提供弹性力。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的铰链组件，进一步包括与所述轴承的表面相接合的垫圈。

10.根据权利要求2至8中任一项所述的铰链组件，进一步包括与所述轴承的表面相接合的铆钉。

11.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述轴承环形形状基本上为L形。

12.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述低摩擦层包括聚合物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述低摩擦层包括含氟聚合物。

14.根据前述权利要求中任一项所述的轴承或铰链组件，其中所述径向轴承部分或所述轴向轴承部分中的至少一者包括无所述低摩擦层的凹口区域。

15.根据权利要求2至14中任一项所述的铰链组件，其中所述低摩擦层具有约0.1至约1.5mm的厚度。