TW202120763A - 用於一開口機器或運動傳遞系統之軸承、包括此一軸承之綜框運動桿及包括此一桿或此一軸承的開口機器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於開口形成機器或用於將運動傳遞至織機之框架之系統之軸承(25)，該軸承(25)包括內環(72)、外環(74)及滾動元件(76)。內環以主軸(A72)為中心，包括與主軸垂直之兩個側面，並且界定以主軸為中心之圓形外周環(80)。外環(74)界定了內周環(82)，該內周環係圓形的並且以主軸為中心。滾動元件(76)相對於主軸徑向地介於外周環與內周環之間，以引導外環繞主軸相對於內環旋轉。內環(72)包括至少一個槽(90)，該槽(90)在兩個側面上開口，與外周環(80)之一部分相對地延伸，並且在槽與外周環之間形成物料橋(94)。物料橋(94)在內環之角扇區(99)上延伸，該角扇區以軸承之主軸(A72)為中心，並且該角扇區具有之頂角(α1)大於或等於由2個滾動元件(76)佔據之角扇形之頂角(β2)，較佳地大於或等於由5個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β5)，較佳地大於或等於由9個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β9)，更佳地大於或等於由13個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β13)。內環(72)亦包括用於固定軸承(25)之至少一個孔(88)。

Description

用於一開口機器或運動傳遞系統之軸承、包括此一軸承之綜框運動桿及包括此一桿或此一軸承的開口機器
本發明係關於一種用於開口形成機器之軸承或用於將運動傳遞至織機之框架之系統之軸承，亦係關於一種包括該軸承之編織機構桿，並且係關於包括此一桿或此一軸承之開口形成機器。
在編織領域，織機使經紗及緯紗交叉以根據編織式樣來編織織物。開口形成機器藉由安裝在綜框上之綜片來控制經紗之運動。根據待生產之織物之編織複雜性，可提供多個綜框。
已知可藉由機械傳遞系統分別在高位置與低位置之間控制每一綜框，該機械傳遞系統包括牽拉元件，即連桿及桿。一些桿具有輥，此等輥與由旋轉凸輪致動之軸承配合。將凸輪及綜框之其他控制部件組合在一起之開口形成機器被稱為「凸輪機」類型，而連接開口形成機器及位於織機中之綜框之機械傳遞系統被稱為織機框架之「運動傳遞系統」。
EP-A-0225266教示了，例如凸輪機桿結構，該桿包括兩個輥，此兩個輥由包括兩個各自的軌道之旋轉凸輪共同致動。為了減少摩擦，每一輥都包括一個軸承，該軸承由一個內環及與凸輪之各別軌道接觸之一個外環組成，該外環藉由插入在內環與外環之間的滾動元件而相對於滾動軸承之內環可作旋轉運動。內環係實心且係剛性的。承受重複應力之此一軸承之使用壽命有限，因為在局部承受較大且反覆之應力導致材料疲勞。
由於生產率之原因，開口形成機器以較高的頻率運行：凸輪高速旋轉，在其高低兩個位置之間驅動綜框之過程導致在牽拉元件上施加了較大的作用力。特別地，每一輥根據凸輪之輪廓高速運動，並承受特別高的負載，該負載取決於凸輪之軌道與輥之外環之間的接觸，並且與由凸輪輪廓界定之加速度有關。開口形成機器及其輥之運動係交替變化的，輥之軸承在負載區域經受重複的非常局部的力循環，此會導致材料疲勞、零件過早損壞並可能導致輥組件破壞。
由於在輥/凸輪接觸過程中作用在輥上之局部力，軸承之外環被加載並在輥/凸輪負載區域處之向心變形以及與負載區域相鄰之扇區之離心變形之作用下趨於變為橢圓形。但是，軸承之內環係完整且剛性的，變形非常少或完全不變形，此在幾何上會導致負載接觸之損失或滾動元件移至負載區域之外，並增加滾動元件在力之軸線上之負載，此進一步加劇了滾動元件及軌道之材料疲勞之影響。
已知的減少材料疲勞之方法係使用較厚的零件，然而使得零件更重，從而產生更大的慣性效應，導致在滾動元件處產生更大的力，此限制了預期的在減少材料疲勞從而延長軸承壽命方面之益處。此等較厚的部件亦可能在由機器尺寸決定之較小的空間中導致軸承部件之成本及尺寸之問題。
本發明尤其係旨在藉由提供軸承結構來解決此等問題，該軸承結構能在類似的構造空間中降低負載循環期間之材料疲勞。
為此，本發明係關於一種用於開口形成機器或用於將運動傳遞至織機之框架之系統之軸承。軸承由內環、外環及滾動元件組成。內環以主軸為中心，包括垂直於主軸之兩個側面，並且界定了以主軸為中心之外周環。外環界定了內周環之路徑，該內周環為圓形並以主軸為中心。滾動元件相對於主軸徑向地插入於外周環與內周環之間，以引導外環繞主軸相對於內環旋轉。根據本發明，上述內環包括至少一個槽，上述槽在兩個側面上開口，且與外周環之一部分相對地延伸，並且在上述槽與上述外周環之間形成物料橋，上述物料橋在內環之角扇區上延伸，該角扇區以上述內環之主軸為中心，且該角扇區具有之頂角大於或等於由兩個滾動元件佔據之角扇形之頂角，較佳地大於或等於由五個滾動元件佔據之角扇形之頂角，較佳地大於或等於由九個滾動元件佔據之角扇形之頂角，更佳地大於或等於由13個滾動元件佔據之角扇形之頂角，上述內環亦包括用於固定軸承之至少一個孔。
由於本發明之設計，內環彈性變形，更確切而言係位於槽與外周環之間的物料橋彈性變形，從而使內環之變形橢圓化，從而相比於已知的軸承而能將負載分配至數量增加之滾動元件上，從而限制了材料疲勞並降低了零件過早損壞及意外破壞之風險。另一方面，由每一滾動元件支撐之負載分佈更加均勻，此可防止應力峰值並進一步減少材料疲勞。
根據本發明之有利但非強制性的態樣，此一軸承可結合以任何技術上可行的組合採用的以下一或多個特徵： 內環之角扇區之頂角大於20°、較佳地大於70°、更佳地大於120°。 上述物料橋以恆定徑向寬度沿著以內環之主軸為中心之圓弧延伸。 上述物料橋之徑向寬度基本等於上述槽之徑向寬度。 上述物料橋之徑向寬度小於內環之外周環之半徑之30%、較佳地小於20%、更佳地小於10%。 上述槽在直徑等於上述槽之寬度之兩個圓形端部之間延伸。 上述滾動元件係滾軸。 上述滾動元件係球。 在上述內環中設置有多個槽。 上述內環包括相對於上述主軸在徑向相對之位置上之兩個槽。 上述內環包括槽及兩個固定孔。
本發明亦係關於具有凸輪機構從動輥之輸出桿，上述輸出桿上安裝有兩個輥，至少一個上述輥具有如上所述之軸承，上述軸承之內環藉由固定元件固定至上述桿之芯部及/或固定至連接於上述桿之凸緣上，上述外環具有圓形輪廓之外周滾動軌道。
本發明亦係關於一種開口形成機器，為凸輪機類型，該開口形成機器包括如上所述之輸出桿。
有利地，輸出桿根據凸輪之輪廓圍繞上述凸輪機之主軸在高位置與低位置之間擺動，上述凸輪之輪廓藉由接觸在一個輥之外周滾動軌道上起作用，上述接觸在與上述內環之角扇區徑向對準之負載區域中進行，上述內環之角扇區中形成有槽。
另一方面，本發明係關於一種開口形成機器，為凸輪機類型或多臂機類型，包括用於將運動傳遞至織機之機械傳遞系統，上述機械傳遞系統設計為具有圍繞彼此平行之軸之多個鉸接處，上述鉸接處中之一者包括如上所述之軸承。
此外，本發明之開口形成機器亦提供了物料橋，其在中心線之每一側上延伸，上述中心線根據上述輥與上述凸輪之間接觸力之最大強度定向，或者根據上述傳遞系統的包括軸承之鉸接頭中之一者上的最大徑向力定向，最大徑向力對應於施加至上述滾動元件上之徑向負載在開口形成週期期間之最大值。
圖1示出了開口形成機器2，為了便於理解，示意性地示出了開口形成機器2。此處開口形成機器2係凸輪機。
開口形成機器2包括框架4、一組主凸輪6及一組輸出桿8。實際上，多個主凸輪6安裝在公共軸7上，並沿著該公共軸7之縱軸A7並列設置。類似地，多個桿8安裝在公共軸9上，並沿該公共軸9之縱軸A9並置。框架4在開口形成機器2使用時係固定的，並且包括各種必要構件以用於置放開口形成機器之其他元件及用於驅動桿8。蓋(未示出)在頂部封閉框架4並且允許桿8通過。在本說明書之其餘部分中，所討論之凸輪6及桿8係圖1中示出之彼等。
凸輪6包括中心部10及外周部12。中心部10具有圓柱形狀，其具有以軸線A7為中心之圓形剖面。穿過中心部10形成孔14，孔14以軸線A7為中心。
外周部12相對於軸線A7徑向地自中心部10延伸，並且界定了兩個軌道16及18，軌道16及18各自具有輪廓，並且如本說明書以下所描述，上述輪廓旨在與其他機械元件接觸，並且具有相對於桿8之平面偏移之徑向表面。
在所示之實例中，凸輪6由單塊金屬製成，軌道16及18藉由機械加工產生。
凸輪6安裝在與孔14相互作用之軸7上，並以軸線A7為中心。因此，凸輪6相對於框架4繞軸線A7可作旋轉運動，由圖1中之箭頭F6表示的凸輪6之旋轉運動由本身已知的驅動裝置(未示出)控制。
輸出桿8包括腹板20、兩個凸緣22及兩個驅動輥23及24。輥23及24分別包括與本發明之第一實施例一致的軸承25。
桿8之腹板20形成為板，較佳地為金屬板，並且包括中央部分26，該中央部分26被圓形孔28橫穿並且以軸線A9為中心。
軸線A9平行於軸線A7，輸出桿8被安裝成藉由與孔28及軸9相互作用之軸承而相對於框架4繞軸線A9樞轉。未示出此等軸承。
桿8之芯部20亦包括兩個延伸部30及臂32。此兩個延伸部30及臂32連接至中央部分26，延伸部30及臂32沿著彼此不同方向而相對於軸線A9徑向延伸。
在所示之實例中，臂32及兩個延伸部30中之一者相對於軸線A9在彼此相反之方向上延伸，而另一延伸部30在與第一延伸部之延伸方向成直角之方向上延伸，直角之頂點位於軸線A9上。
兩個凸緣22藉由固定元件34分別固定在桿8之腹板20之一個側面及另一側面上，並且在平行於軸線A9之方向上觀察，兩個凸緣22之輪廓疊加在各別延伸部30之輪廓上。
在所示之實例中，凸緣22由金屬製成，例如，固定元件34為螺釘螺母對或鉚釘之形式。
每一凸緣22與固定有該凸緣22之延伸部30相互作用，共同界定了一個空間，以容納沿腹板20之兩個側面中之一者定位的兩個驅動輥23或24中之一者。在圖1中，輥23位於比輥24高之位置。
有利地，輥23及24之軸承25具有相同的結構並且以相同的方式進行操作。軸承25之詳細結構在本說明書以下進行描述。
每一驅動輥23或24藉由固定元件36並經由軸承25安裝在輸出桿8上，該固定元件36與凸緣22及桿8之腹板20共同作用。
每一固定元件36界定了軸線A36，該軸線A36平行於輸出桿8之軸線A9，並且因此平行於凸輪6之軸線A7。
在所示之實例中，固定元件36係鉚釘。
凸輪6之形狀，特別係軌道16及18之輪廓，以及凸輪6、輸出桿8及驅動輥23及24之相對位置，被設計成確保驅動輥23或24中之每一者與各別軌道16或18之間的永久接觸。
應理解，由箭頭F6表示的凸輪6之連續旋轉運動被轉換成輸出桿8之往復振盪運動。桿8繞主軸A9之振盪運動由圖1中之箭頭F8及F9表示。箭頭F8及F9表示臂32之遠離軸線A9之一端之運動。
凸輪機2亦包括機械傳遞系統38，其將輸出桿8連接至綜框40。在所示之實例中，傳遞系統38包括可調節夾42、具有軸承45之傳遞輥44、驅動桿46、驅動桿48、連桿50及連接至框架40一端之框架附件52。鉸接在驅動桿48上之另一連桿(未示出)將驅動桿48連接至靠近框架40之另一端的另一相同類型之桿(圖中未示出)上。
輥44之軸承45係根據本發明之第二實施例之軸承，本說明書後續將對其進行詳細描述。
使用者藉由調節構件54來調節上述夾42沿著臂32之位置，從而影響框架40之開口幾何參數。輥44固定至夾42。一旦夾42相對於臂32之位置被限定時，傳遞輥44就與臂32連接為一體，即，傳遞輥44跟隨箭頭F8及F9所示出的臂32之振盪運動。
傳遞輥44界定樞轉軸A44，該樞轉軸平行於軸線A9及A7。
驅動桿46具有細長形狀，其界定了縱向軸線A46，並且包括第一端56及與第一端56相對之第二端58。
第一端56安裝在傳遞輥44上以繞樞轉軸線A44旋轉。
可調節夾42、驅動輥44及驅動桿46一起提供繞軸線A44之運動樞轉連接。傳動輥44之結構及其與驅動桿46及夾42形成之組件之結構將在本說明書下文進行詳細描述。
驅動桿48包括主體60，主體60形成為板狀，其包括雙L形擋板形狀，並界定了第一端62以及與第一端62相對之第二端64。第一端62具有孔，其以軸線A62為中心，並且容納連接構件(未示出)，該連接構件能夠確保連桿46相對於桿48而繞軸線A62之旋轉運動。
類似地，第二端64包括以軸線A64為中心之孔(未示出)，並且容納能夠將連桿50之第一端66連接至桿48之第二端64之連接構件，從而允許連桿50相對於桿48而繞軸線A64之旋轉運動。
連桿50亦包括與其第一端66相對之其第二端68，框架附件52固定在其第二端68上。
驅動桿48亦包括中心孔70，該中心孔70與第一端62及第二端64相距一定距離並且以軸線A70為中心。中心孔70容納連接構件，該連接構件一方面與包括框架40之織機支架(未示出)成一體，並且另一方面允許驅動桿48圍繞軸線A70旋轉。
軸線A62、A64及A70彼此平行，並且與軸線A7及A9平行。
應理解，包括圍繞軸線A62、A64及A70之多個鉸接處之機械傳遞系統38使得能夠將箭頭F8及F9表示的輸出桿8之振盪運動傳遞為如箭頭F40及F41所示的綜框40之放大的垂直振盪運動。
綜框40在高與低兩個位置之間振盪，並且甚至於可注意到，桿8本身在高與低兩個位置之間振盪。
在圖1中，示出了凸輪6相對於框架圍繞軸線A7之第一角位置。在圖2中，與圖1所示之角位置不同，示出了凸輪6相對於框架4之第二角位置。當凸輪6繞軸線A7旋轉完整一周時，開口形成機器2執行所謂「開口形成」週期
輥23藉由沿箭頭F6之方向自圖1之組態過渡至圖2之組態而接近軸線A7，此導致桿8圍繞軸線A9在箭頭F8之方向上之樞轉運動。當凸輪6沿箭頭F6之方向繼續旋轉時，與驅動輥23及24共同相互作用之軌道16及18之輪廓連續地產生沿箭頭F8及F9之方向之往復振盪運動。該運動被機械傳遞系統38接收以用於沿箭頭F40及F41之方向交替地移動框架40。
圖3以剖視圖示出了凸輪6及輥23，輥23作為軛安裝在延伸部30中之一者與藉由固定元件36固定至桿8上之凸緣22中之一者之間。
輥23之輥軸承25包括內環72、外環74及滾動元件76。
該軸承25亦在圖4及圖7中示出，而在圖5中以透視圖單獨地示出了內環72。
內環72形成為板，較佳地為金屬板，並且具有以主軸A72為中心之圓形外形。內環72具有相互平行並且在主軸A72徑向上延伸之兩個側面78，並且界定了外周環80，該外周環80具有圓柱形狀，該圓柱具有以主軸A72為中心之圓底並且具有半徑R80。
外環74由金屬板製成且具有環形形狀，並且界定了內周環82，該內周環具有圓柱形狀，其具有以軸線A72為中心之圓底，並且與內環72之外周環80相對。如圖3所示，外環74具有梯形徑向剖面，其具有平行或幾乎平行之環部以及在相對於軸線A72之離心方向上趨於會聚之延伸部。
內周環82及外周環80在它們之間界定了用於容納滾動元件76之空間。換言之，滾動元件76相對於主軸A72徑向地介於外周環80與內周環82之間。滾動元件76設計成引導外環74相對於內環72繞主軸A72旋轉。
在所示之實例中，滾動元件76係圓柱滾軸，其軸線平行於主軸A72。
在未示出之變型中，該組滾動元件76中之滾動元件可係球或圓錐滾軸，但是此等實例不係限制性的。
軸承25亦包括兩個凸緣84，其位於內環之側面78之兩側，並且每一凸緣相對於軸線A72徑向地延伸，以便將滾動元件76相對於軸線A72軸向地保持在由外周環80及內周環82界定之體積空間之內部。凸緣84在圖3中可見，並且藉由與滾動元件76之端部相互作用而具有在軸向上將滾動元件76引導及容納在環80及82之間形成之容納空間中的作用，並且亦具有在軸承25之外環74之表面與桿8之凸緣22之表面之間界定偏移空間的作用，以便上述表面繞軸線A72自由旋轉。
冠部74亦具有外軌道86，該外軌道86係具有以主軸A72為中心之圓形截面之圓柱表面。
軸承25亦包括固定孔88，該固定孔88形成在內環72中並且與固定元件36相互作用以將輥23安裝在桿8上。在所示之實例中，孔88以主軸A72為中心
內環72由此固定至輸出桿8，而外環74相對於輸出桿8而繞主軸A72可作旋轉運動。
應理解，外環74經由外軌道86與凸輪6之軌道16或18接觸，在各別軌道16或18上「滾動」，此減少了零件之摩擦及磨損。在此意義上，外軌道86係外環74之外周滾動軌道。
因此，無論凸輪6之角位置如何以及凸輪6與外環74之外軌道86之間的接觸位置如何，由軌道16或18在輥23上之接觸產生之力都沿主軸A72之徑向取向。
內環72亦包括槽90。槽90形成於內環72之厚度中並且在兩個側面78上開口。槽90相對於主軸A72徑向地將物料橋94與內環72之中心區域92分開，物料橋94形成外周環80之一部分。換言之，槽90面向外周環80之一部分延伸。「面向」係指槽90以相似的方式靠近外周環80延伸，或者槽90沿著外周環80延伸，或者槽90之輪廓之一部分接近外周環80之輪廓之一部分。
槽90具有內邊緣96及外邊緣98，內邊緣96及外邊緣98藉由構成槽90之圓形端部之兩個連接段100而互連。
在所示之實例中，內邊緣96及外邊緣98之形狀係以主軸A72為中心之圓柱形之一部分，而連接段100之形狀亦係具有圓形截面之圓柱形之一部分，且均以各自的軸線A100為中心，軸線A100平行於主軸A72。特別地，內邊緣96與外邊緣98之間的間隔係恆定的。
內邊緣96及外邊緣98在它們之間界定槽90之徑向寬度L90，該徑向寬度L90係相對於軸線A72徑向地量測的。類似地，物料橋94之徑向寬度L94係被界定為在槽90之外邊緣98與外環74之外軌道86之間的相對於主軸A72徑向地量測之寬度。
角扇區99被界定為以軸線A72為中心並且其側面穿過連接段100之軸線A100之二面體。角扇區99在圖4中以灰色表示。吾人將在主軸A72處由分別連接至兩個連接段100之軸線A100之射線所夾的角度表示為α1。因此，內環72之角扇區99之頂點α1處之角度共同表示槽90之角度範圍以及物料橋94之角度範圍。
吾人將平面P1界定為穿過凸輪6之軸線A7及軸承25之軸線A72之平面。吾人亦將負載角β界定為在軸承25之主軸A72處量測之在平面P1與軸承25之外環74及凸輪6之間的接觸位置法向平面之間的角度。在圖1中，負載角β為非零。在圖2中，凸輪6處於與圖1不同的位置，其中負載角β為零。
更一般地，應理解，在開口形成週期中，輥23與凸輪6之間的接觸力之強度及施加位置週期性變化。
該接觸位置在平面P1之兩側上交替地移動，並且負載角β在兩個極限值之間交替地取值為正值或負值，上述兩個極限值界定了軸承25之徑向負載區域。因此，凸輪6在輥上施加之力具有週期性變化之方向及強度。特別地，在開口形成週期中，滾動元件76承受之力具有最大值。
在所示之實例中，平面P1係軸承25之內環72之對稱平面，換言之，平面P1係軸承25之槽90之對稱平面。
圖6示出了對包括內環72'、外環74'及滾動元件76'之先前技術之軸承之效能進行數值模擬的結果。根據先前技術之軸承25'具有與根據本發明之第一實施例之軸承25類似的結構，但是差別之一在於，軸承25'不包括上述槽90類型之槽，亦不包括上述物料橋94類型之物料橋。圖7表示根據本發明之第一實施例的圖3至圖5及圖7之軸承25之效能之數值模擬的結果。
在圖6及圖7中，軸承25或25'經受相同強度及方向之力，該力由指向軸承主軸A72之箭頭F1表示。該力來自凸輪軸之抵抗框架40及牽拉元件之力之驅動扭矩，其在運動中作用並作用在所涉及之軸承25或25'上。在圖6及圖7中之每一者中以放大的方式示出了在力F1之作用下部件之變形，以展示圖7中之本發明之效果。由在每一滾動元件76之水平處之接觸力產生之反作用力之方向及強度由箭頭表示，箭頭之方向係由滾動元件之接觸力產生之反作用力之方向，並且其長度與上述反作用力之強度成比例。
在圖6中，外環74'在與箭頭F1之方向正交之方向上係橢圓形的，而內環72'沒有任何變形。此外，僅15個滾動元件76'接觸外環74'。在圖6中最長的箭頭表示為F6，即軸承25在負載下之最大接觸力。
如圖7所示，外環74具有與根據先前技術之輥之外環74'相似的變形，但是內環72自身在輥力F1之作用下彈性變形。另一方面，19個滾動元件76受到力。內環72之彈性變形，藉由槽90之壓扁而被誇大地表示，允許更多數量之滾動元件76產生反作用力來抵抗所施加之力F1。代表軸承在負載下之最大接觸力之箭頭在圖7中標記為F7。
在實例中，箭頭F7之長度比箭頭F6短一半。換言之，根據本發明之軸承25之滾動元件76所承受之最大力大約小於根據先前技術之軸承25'之滾動元件76'所承受之最大力的一半，此對於減少材料疲勞特別有利。
如上所述，在平面P1之任一側上操作期間，負載角β在兩個極限值之間連續變化。因此，槽90之角扇區99必須足夠大，以使得在頂點處之角度α1必須足夠大，從而不論負載角β之值如何，內環72之彈性變形都係足夠的。
根據實例，負載區域與槽90之角扇區99對準。根據其他實例，槽90在根據軸承25與凸輪6之間的接觸力之最大強度而定向之中心線之每一側上延伸。根據其他實例，槽相對於中間平面對稱，該中間平面本身作為在整個開口成形週期期間的凸輪12與輥23、24之間的滾動接觸區域之範圍之對稱平面。
實際上，槽90在內環72之角扇區99上延伸，該角扇區之頂角α1大於20°。較佳地，頂角α1大於70°、更佳地大於120°。相反，可理解，太大的頂角α1可能在各別物料橋94之範圍內削弱內環72，此與期望的效果相反。實際上，特別係若物料橋94之厚度受到限制，則頂角α1之值小於160°。
由於驅動輥23所承受之力分佈在滾動元件76上，因此角扇區99之頂角α1亦可表示為負載所分佈之滾動元件76之數量的函數。
在圖4中，將β2界定為內環72之角扇區之頂點處對應於由兩個連續之滾動元件76佔據之角扇形之角度。類似地，將在頂點處之角度β5、β9及β13界定為係分別對應於由5個、9個及13個連續滾動元件76所佔據之角扇形之環72之角扇區之角度大小。
因此，槽90在其頂角α1大於或等於上述頂角β2之角扇區99上延伸。較佳地，角扇區99之頂角α1大於或等於上述頂角β5。更佳地，角扇區99之頂角α1大於或等於上述頂角β9。甚至更佳地，角扇區99之頂角α1大於或等於上述頂角β13。
當軸承25受到接觸力時，槽90之徑向寬度L90應足夠大以防止內邊緣96及外邊緣98在施加至輥23之負載之作用下彼此接觸。
因此，槽之寬度L90必須大於或等於外周路徑80之半徑R80之5%。較佳地，寬度L90大於半徑R80之10%。更佳地，寬度L90大於半徑R80之20%。
在負載之作用下，物料橋94彈性變形。相反，具有過大的徑向寬度L94之物料橋94將過於剛性並且在負載下不會變形。因此，物料橋94之徑向寬度L94小於內環72之外周環80之半徑R80之30%，較佳地小於20%，更佳地小於10%。
相反地，應理解，若物料橋94之徑向寬度L94過小，則物料橋94有被削弱或者甚至係塑性變形之風險，此並不係所期望的。此係實際上寬度L94大於半徑R80之20%的原因。當然，熟習此項技術者應知道如何特別係根據槽90之幾何形狀、軸承25所承受之負載循環以及內環72之材料來判定徑向寬度L94之可接受的極限。
在所示之實例中，物料橋94之徑向寬度L94基本等於槽90之徑向寬度L90。「基本等於」係指徑向寬度L90及L94在50%、較佳地在20%之誤差範圍以內彼此相等。
分別在圖8及圖9至圖11中示出了根據本發明之軸承之第二及第三實施例，其中與第一實施例類似的元件具有相同的附圖標記並且以相同的方式操作。以下，主要說明了第二實施方案、第三實施方案與第一實施方案之不同點。
圖8中示出了根據本發明之第二實施例之軸承102。
軸承102包括內環172，該內環172為以軸線A172為中心之盤之形式，並且具有兩個側面78且界定了外周環180。內環172藉由插入在其外周環180與外環174之內周環82之間的滾動元件176而相對於外環174繞軸線A172旋轉。
內環172包括第一半盤104及與第一半盤104互補之第二半盤106。
穿過第二半盤104形成兩個固定孔188。在實例中，兩個孔188形成在位於軸線A172與外周環180之間的中間部分中，並且對稱地配置在由圖8中之垂直線示出的第一半盤104之對稱平面之兩側。有利地，根據本實施例之內環在輸出桿上之固定使得固定軸線A36更靠近桿8之軸線A9，此使得可能減小桿8之尺寸，並且，總體上減少機器之結構體積，此有益於其部件之重量及機械約束。
在內環172中形成有槽190，該槽190在其兩個側面78上開口。參照圖8之實例中，槽190基本形成在第二半盤106中。
槽190具有盤之一部分之形狀，具有呈圓弧形之外邊緣198及由兩個平面108形成之內邊緣196。平面108藉由以軸線A172為中心之圓柱形連接段彼此連接，該連接段相對於軸線A172而與上述外邊緣198相對。外邊緣198藉由各自的連接段110連接至各別平面108。上述連接段110之形狀係圓柱形之一部分，該圓柱形之中心在平行於主軸A172之各別軸線上。槽190在以主軸A172為中心之角扇區199上延伸，而該角扇區199之頂角由圍繞軸線A172而在兩個上述連接段110之軸線之方向之間測得的角度α2表示。
在實例中，角扇區199之頂角α2基本等於120°，並且等於由18個滾動元件176佔據之角扇形之頂角，因此大於第一實施例中界定之角β2、β5、β9及β13。
槽190在外周環180之一部分下方延伸並在其外表面198與外周環180之間形成物料橋194。在實例中，物料橋194沿著以主軸A172為中心之圓弧延伸並具有恆定徑向寬度L194。
更一般地，應理解，在軸承102之設計期間判定槽190之幾何形狀及位置以及固定孔180之數量及位置，以藉由內環172上之固定元件定位及尺寸以及由於內環172之彈性變形而帶來的滾動元件176承受之負載之良好分佈來確保軸承102固定牢固。
第三實施例之軸承45包括以輥44之軸線A44為中心之內環272。軸線A44亦係內環272之主軸。內環272界定外周環280並且藉由插入在其外周環280與外環74之內周環282之間的滾動元件276而相對於環274繞軸線A44可作旋轉運動。
可調節夾42包括軛202及頭部204。軛202包括兩個腿206，上述腿206係狹長形的並沿著其長度方向平行於卡鉗軛202之軸線A202延伸。兩個腿206位於輸出桿8之臂32之兩側並且分別連接至頭部204。在實例中，頭部204焊接至腿206。由於具有調節構件54，操作者可調節夾42沿著桿8之臂32之位置，而在凸輪機2之正常操作期間，頭部204與輸出桿8係一體的，即連續接觸而沒有遊隙並且在此等部件之間沒有相對運動的可能。
頭部204具有中心孔，軸承45容納在該中心孔中。更精確地，軸承45之外環274無遊隙地容納在夾42之頭部204之中心孔中。以非限制性之方式，頭部204具有中心孔，軸承45例如藉由收縮或焊接而組裝至夾42。
驅動桿46包括在第一端56之延伸部中之兩個固定凸緣208。每一凸緣208具有孔210，孔210彼此相對地定位，凸緣208之壁在孔210附近朝彼此會聚。凸緣208與孔288相互作用以固定內環272，孔210容納固定元件212，固定元件212能夠將凸緣208至內環272之組裝予以固定。在實例中，固定元件212係螺桿-螺母對。
因此，驅動桿46與內環272成一體，而外環74經由夾42之頭部204而與輸出桿8成一體。
內環272包括兩個槽290及291，特別係在圖11中可見。在此，每一槽290及291與第一實施例之軸承25之槽90相似。兩個槽290及291在內環272之兩個側面78上開口，並且在此相對於主軸A44而沿直徑方向相對設置。更精確地，槽290及291對稱地配置在橫向平面P2之兩側上，該橫向平面P2正交於卡鉗軛202之軸線A202並且包含輥44之軸線A44。在圖中，槽290比槽291更靠近輸出桿8。
槽290界定了具有頂角α3之角扇區299，而槽291界定了具有頂角α4之角扇區300。在實例中，角扇區299及300分別覆蓋由4個滾動元件276佔據之角扇形，並且它們各自的頂角α3及α4基本等於70°，因此，角度α3及α4大於第一實施例中界定為β2之角度。
在實例中，槽290及291具有相同的形狀，並且角扇區α3及α4彼此相等。
在開口形成週期中，當輸出桿8沿箭頭F9之方向移動時，驅動桿46被桿8推回，並且內環272在槽290側受壓。相似地，當輸出桿8沿箭頭F8之方向移動時，驅動桿46被桿8拉動，並且內環272在槽291側受壓。應理解，在第三實施例中，軸承45，特別係與內環272之每一槽290或291相關聯之物料橋294或295，在橫向平面P2之一側或另一側被交替地推壓。
每一槽290或291允許在驅動桿46之壓縮或牽拉之重複循環期間將力分佈在滾動元件276上。
更一般地，由於內環272受到主要在兩個不同方向(界定了兩個不同負載區域)上定向之循環壓縮力，槽290及291圍繞軸線A44配置並且各自與各別負載區域對準，從而促進在上述力之方向上在上述一組滾動元件76之滾動元件上的力之分佈。
根據本發明之變型(未示出)，槽290及291各自在中心線之兩側上延伸，該中心線根據由傳遞系統38施加在軸承45上之徑向力之最大強度而定向。
根據另一變型(未示出)，槽相對於中間平面對稱，該中間平面自身作為由輸出桿8施加在內環272上之徑向負載區域之範圍之對稱平面。
在一種變型(未示出)中，內環272可包括上述槽290及291類型之兩個以上槽，以便分配由各組滾動元件276之滾動元件所承受之力。
更一般地，在實例中，軸承25包括單一槽90及固定孔88。在變型(未示出)中，上述軸承25類型之軸承可包括與上述軸承102之孔相似的兩個固定孔，或者其他不同配置之固定孔。根據另一種變型，上述軸承25類型之軸承可包括兩個或更多個槽，類似於第三實施例之槽290或291。
類似地，在一種變型(未示出)中，輥44之軸承102可僅包括單一槽，該槽為上述槽94或194之類型。
在所有實施例中，可在內環72、172或272之設計期間將角扇區99、199、299或300之頂角α1、α2、α3或α4以及上述槽90類型之槽之徑向寬度L90界定為負載角β及軸承25、102或45在開口形成週期期間所承受之力之強度的函數。類似地，在設計及製造期間，可根據力之類型及使用期間預期的力之分佈來調節由槽90或其等效物界定的物料橋94或其等效物之徑向寬度L94。
上述槽90或290及291類型之槽沿著以內環之主軸為中心之圓弧延伸，如同上述槽90以內環72之軸線A72為中心一樣。在一種變型(未示出)中，槽可沿著自軸線A72偏移之軸線為中心之圓弧延伸。根據又一變型，槽不具有恆定曲率，但是可具有連續變化的曲率。
根據另一變型(未示出)，在內環上形成之孔88被一或多個凹部代替，上述一或多個凹部在軸承之內環之單一面上開出並且能夠與輸出桿8相互作用以用於其組裝。
根據另一變型(未示出)，由槽90與外周環80形成之物料橋94之寬度L94在相對於軸線A72之徑向上在外邊緣98與路徑80之間量測，該寬度L94不係恆定而係連續變化的，例如為了適應輥所承受之力，該力根據負載角β而變化。因此，取決於開口形成機器2之循環所施加之局部應力，可藉由增加徑向厚度L94來使物料橋之某些部分變硬，而藉由減小徑向厚度L94來使其他部分軟化。
在圖1至圖5所示之實例中，開口形成機器2包括凸輪機，該凸輪機具有輥23及24，每一輥包括根據本發明之第一實施例之軸承25。
更一般地，該凸輪機之輥可包括上述軸承25、102或45類型之軸承，此可降低軸承失效之風險並提高凸輪機之生產率，上述生產率之提高例如藉由延長維護間隔及/或藉由增加開口形成機器2之速度及/或藉由修改凸輪輪廓6以施加更大的加速度來實現。
根據本發明之未示出之變型，開口形成機器係多臂機類型的，並且包括類似於上述傳遞系統38之機械運動傳遞系統，該機械運動傳遞系統包括上述軸承45類型之軸承。例如，軸線A62或軸線A64可界定具有本發明類型之軸承之鉸接處。
上述實施例及變型可彼此組合以產生本發明之新實施例。
2:開口形成機器 4:框架 6:主凸輪 7:公共軸 8:輸出桿 9:公共軸 10:中心部 12:外周部 14:孔 16:軌道 18:軌道 20:腹板 22:凸緣 23:驅動輥 24:驅動輥 25:軸承 25':軸承 26:中央部分 28:圓形孔 30:延伸部 32:臂 36:固定元件 38:機械傳遞系統 40:框架 42:可調節夾 44:傳遞輥 45:軸承 46:驅動桿 48:驅動桿 50:連桿 52:框架附件 54:調節構件 56:第一端 58:第二端 62:第一端 64:第二端 66:第一端 68:第二端 70:中心孔 72:內環 72':內環 74:外環 74':外環 76:滾動元件 76':滾動元件 78:側面 80:外周環 82:內周環 84:凸緣 86:外軌道 88:固定孔 90:槽 92:中心區域 94:物料橋 96:內邊緣 98:外邊緣 99:角扇區 100:連接段 102:軸承 104:第一半盤 106:第二半盤 108:平面 110:連接段 172:內環 174:外環 176:滾動元件 180:外周環 188:固定孔 190:槽 194:物料橋 198:外邊緣 199:角扇區 202:卡鉗軛 204:頭部 206:腿 208:固定凸緣 210:孔 212:固定元件 272:內環 274:外環 276:滾動元件 280:外周環 282:內周環 288:孔 290:槽 291:槽 294:物料橋 295:物料橋 299:角扇區 300:角扇區 A7:縱軸 A9:縱軸 A36:軸線 A44:樞轉軸線 A46:縱向軸線 A62:軸線 A64:軸線 A70:軸線 A72:主軸 A100:軸線 A172:軸線 A202:軸線 F1:箭頭 F6:箭頭 F7:箭頭 F8:箭頭 F9:箭頭 F40:箭頭 F41:箭頭 L90:徑向寬度 L94:徑向寬度 L194:徑向寬度 L290:寬度 L291:寬度 L294:徑向寬度 L295:徑向寬度 P1:平面 P2:橫向平面 R80:半徑 α1:角度/頂角 α2:角度/頂角 α3:角度/頂角 α4:角度/頂角 β:負載角 β2:角度/頂角 β5:角度/頂角 β9:角度/頂角 β13:角度/頂角
參照以下描述之根據本發明之軸承之三個實施例、根據本發明之具有從動輥之輸出桿、以及根據本發明之開口形成機器，將更好地理解本發明，並且其他優點將變得更加明顯，上述描述僅以實例之方式結合附圖給出，其中： 圖1係開口形成機器的示意圖，該開口形成機器包括根據本發明之第一及第三實施例之軸承，該開口形成機器以第一組態示出。 圖2係圖1之開口形成機器之一部分的視圖，該開口形成機器以第二組態示出； 圖3係沿圖1所示之A-A平面的局部剖視圖。 圖4係圖3中剖視之軸承的主視圖。 圖5係圖4中之軸承之內環的透視圖； 圖6係先前技術中類似於圖4之軸承的主視圖，示出了該軸承在負載作用下之效能。 圖7係圖3中之軸承的主視圖，示出了在類似於圖6之負載之作用下軸承之效能； 圖8係根據本發明第二實施例之軸承之類似於圖4的主視圖； 圖9係圖1之IX處細節之局部放大的主視圖，示出了包括根據本發明之第三實施例之軸承之運動傳遞構件。 圖10係沿圖9所示之平面B-B的剖視圖；及 圖11係圖10之軸承的主視圖。
25:軸承
72:內環
74:外環
76:滾動元件
80:外周環
82:內周環
86:外軌道
88:固定孔
90:槽
92:中心區域
94:物料橋
99:角扇區
A72:主軸
A100:軸線
R80:半徑
α1:角度/頂角
β2:角度/頂角
β5:角度/頂角
β9:角度/頂角
β13:角度/頂角

Claims (16)

  1. 一種軸承(25、102、45)，用於開口形成機器或用於將運動傳遞至織機框架之系統，包括內環(72、172、272)、外環(74、174、274)及滾動元件(76、176、276)，其中， 內環以主軸(A72、A172、A44)為中心，包括垂直於主軸之兩個側面(78)，並且界定了以主軸為中心之外周環(80、180、280)， 外環(74、174、274)界定了內周環(82)，該內周環為圓形並以主軸為中心， 滾動元件(76、176、276)相對於主軸徑向地插入於上述外周環與上述內周環之間，以引導外環繞主軸相對於內環旋轉， 其特徵在於， 上述內環(72、172、272)包括至少一個槽(90、190、290、291)，上述槽在兩個上述側面(78)上開口，且與外周環(80、180、280)之一部分路徑相對地延伸，並且在上述槽與上述外周環之間形成物料橋(94、194、294，295)， 上述物料橋(94、194、294、295)在內環之角扇區(99、199、299、300)上延伸，該角扇區以上述軸承之主軸(A72、A172、A44)為中心，且該角扇區具有之頂角(α1、α2、α3、α4)大於或等於由2個滾動元件(76；176；276)佔據之角扇形之頂角(β2)，較佳地大於或等於由5個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β5)，較佳地大於或等於由9個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β9)，更佳地大於或等於由13個滾動元件佔據之角扇形之頂角(β13)，且 上述內環(72；172；272)亦包括至少一個孔(88；188；288)，用於固定軸承(25；102；45)。
  2. 如請求項1之軸承(25；102；45)，其中， 上述內環(72；172；272)之角扇區(99；199；299；300)之頂角(α1；α2；α3；α4)大於20°、較佳地大於70°、更佳地大於120°。
  3. 如請求項1或2之軸承(25；102；45)，其中， 上述物料橋(94；194；294；295)以恆定徑向寬度(L94；L194；L294，L295)沿著以內環(72；172；272)之主軸(A72；A172；A44)為中心之圓弧延伸。
  4. 如請求項3之軸承(25)，其中， 上述物料橋之徑向寬度(L94)基本等於上述槽(90)之徑向寬度(L90)。
  5. 如請求項4之軸承(25)，其中， 上述物料橋(94)之徑向寬度(L94)小於內環(72)之外周環(80)之半徑(R80)之30%、較佳地小於20%、更佳地小於10%。
  6. 如請求項1或2之軸承(25；45)，其中， 上述槽(90；290；292)在直徑等於上述槽之寬度(L90；L290；L291)之兩個圓形端部(100)之間延伸。
  7. 如請求項1或2之軸承(24；102；45)，其中， 上述滾動元件(76；176；276)係滾軸。
  8. 如請求項1或2之軸承(25；102；45)，其中， 上述滾動元件(76；176；276)係球。
  9. 如請求項1或2之軸承(45)，其中， 在上述內環(272)中設置有多個槽(290、291)。
  10. 如請求項9之軸承(45)，其中， 上述內環包括相對於上述主軸(A44)在徑向相對之位置上之兩個槽(290、291)。
  11. 如請求項1或2之軸承(102)，其中， 上述內環(172)包括槽(190)及兩個固定孔(188)。
  12. 一種具有凸輪機構從動輥之輸出桿(8)，上述輸出桿上安裝有兩個輥(23、24)，其特徵在於， 至少一個上述輥包括如請求項1或2之軸承(25；102)，上述軸承之內環(72；172)藉由固定元件(36)固定至上述桿之芯部(20)及/或固定至連接於上述桿之凸緣(22)上，上述外環(74；174)具有圓形輪廓之外周滾動軌道(86)。
  13. 一種開口形成機器(2)，為凸輪機類型，其特徵在於， 上述開口形成機器(2)包括如請求項12之輸出桿(8)。
  14. 如請求項13之開口形成機器(2)，其中， 上述輸出桿(8)根據凸輪(6)之輪廓(16、18)圍繞上述凸輪機之主軸(A9)在高位置與低位置之間擺動，上述凸輪(6)之輪廓(16、18)藉由接觸在一個輥(23、24)之外周滾動軌道(86)上而起作用，上述接觸在與上述內環(72；172)之角扇區(99、199)徑向對準之負載區域中進行，上述內環之角扇區中形成有槽(90；190)。
  15. 如請求項14之開口形成機器(2)，其中， 上述物料橋(94；194；294；295)在中心線之每一側上延伸，上述中心線根據上述輥(23、24)與上述凸輪(6)之間接觸力之最大強度定向，或者根據上述傳遞系統(38)的包括軸承(45)之鉸接頭中之一者上的最大徑向力定向，最大徑向力對應於施加至上述滾動元件(76；176；276)上之徑向負載在開口形成週期期間之最大值。
  16. 一種開口形成機器(2)，為凸輪機類型或多臂機類型，包括用於將運動傳遞至織機之機械傳遞系統(38)，上述機械傳遞系統設計為具有圍繞彼此平行之軸(A62，A64，A70)之多個鉸接處，其特徵在於， 上述鉸接處中之一者包括如請求項1或2之軸承(45)。
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