具有套環的軸承襯套的制作方法
【專利說明】具有套環的軸承襯套
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的軸承襯套。
[0002]軸承襯套使用于軸、例如驅動軸的徑向的以及可轉動的支承。為此，常規的軸承襯套具有在縱方向上延伸的、管形的襯套。為了軸可以在縱方向上插入到軸承襯套中，襯套的至少一個縱向端部敞開地構成。
[0003]從現有技術已知，第一徑向軸承布置在襯套內部，該第一徑向軸承稍后與軸處于接觸中。特別是滑動軸承、球軸承、滾動軸承和滾針軸承適合作為徑向軸承。在軸和襯套之間大多構造有環形間隙。
[0004]在這里，成問題的是，通過這樣的軸承襯套對軸的支承受到不同的外部影響。因此，熱經常從軸承殼體通過軸承襯套引入徑向軸承中。這導致熱形變，該熱形變引起軸承摩擦的提高，由此經常降低裝置的效率。軸承座在殼體中的制造公差也可能通過軸承襯套導致徑向軸承上的機械力作用，從而該徑向軸承變形。附加地，軸承殼體和/或軸的振動和固有頻率導致徑向軸承的不均勻負載。這導致軸承襯套、徑向軸承和軸的動態變形。后果是提高的軸承摩擦和低效率。此外，殼體的扭曲和/或軸的彎曲引起摩擦現象的增加。各種軸承摩擦伴隨著提高的軸承磨損，從而軸承襯套和/或軸的使用壽命短以及維修成本高。
[0005]因此，本發明以克服現有技術的缺點和改進軸承襯套的任務為基礎，所述軸承襯套在支承軸時具有持久地小的摩擦、可在大的溫度范圍內使用、耐用并且少維修以及具有小的制造成本和維修成本。針對軸承襯套的多個使用地點，也力求簡單的結構類型。
[0006]根據本發明，這通過權利要求1的特征來解決。由從屬權利要求獲知有利的拓展方案。
[0007]本發明涉及一種用于支承一軸的軸承襯套，其具有管形的襯套，該襯套在縱方向上延伸，并且在所述襯套的內部布置第一徑向軸承，其中，在襯套內部以及以在縱方向上與第一徑向軸承隔開間距的方式布置第二徑向軸承，并且，襯套在徑向上布置在套環之內，其中，在襯套和套環之間構造環形間隙并且套環在縱方向上與兩個徑向軸承隔開間距地與襯套連接。
[0008]在這樣的根據本發明的軸承襯套上有利的是，所述軸承襯套能夠通過套環固定在軸承座上或者中。因此，軸承座的制造公差作用到套環上。襯套不變形。此外，襯套僅僅間接地通過套環與軸承座熱耦合。由此，來自殼體的溫度影響僅造成襯套進而徑向軸承的小的熱學方面的尺寸變化。此外，襯套通過套環在軸承座中/上的間接支承允許軸承襯套的彈性變形，所述彈性的變形抑制振動、尤其諧振和碰撞在軸承座和襯套之間傳遞。如果例如軸振動，則襯套可以在套環之內與軸相應地隨著運動。在此，襯套尤其可以進行相對于套環的縱軸線的角度改變，從而徑向軸承始終可輕微運動(Ieichtlaeufig)。在所述連接的過渡部上應設置角半徑(Kehlradien)，以避免由于應力尖引起的可能的疲勞斷裂。此外，靜態有利的是，襯套和套環之間的連接區域比襯套的其余部分和/或套環的其余部分具有更大的壁厚度。
[0009]所有這些導致軸的具有較小摩擦的支承，由此軸承襯套是耐用并且少維修的。此夕卜，用于軸的支承的制造成本便宜，因為雖然套環可附加地制造，但是軸承座的配合不必為此那么精準。
[0010]本發明的拓展方案設置，套環在縱方向上在兩個徑向軸承之間與襯套連接。這具有優點:襯套和套環之間的力傳導均勻分布地進行。此外，兩個徑向軸承可以吸收基本上同樣大的力。在這里，襯套在沒有轉矩的情況下在最大程度上保持在軸線位置中，由此軸承摩擦和磨損小。
[0011]特別優選本發明的一種拓展方案，在該拓展方案中，襯套和套環之間的連接在縱方向上最大10%偏心地、優選最大百分之5偏離中心并且特別優選在中心處地布置在兩個徑向軸承之間。由此，由套環作用到襯套上的力僅僅作為非常小的轉矩作用到襯套上。因此，軸承摩擦和磨損最小。
[0012]一種優選的方式支持這樣平衡的力流，其中，環形間隙在縱方向上單側敞開地構造。然后，套環的從與襯套的連接指離的第一端部構造為自由邊，所述側邊在徑向上限界環形間隙。固定在敞開的端部或者說自由邊上，襯套保持小的自由度以實施補償運動。在此，兩個徑向軸承的支承力和套環的支承力尤其通過所述連接作用到襯套上。通過在徑向軸承之間將所述連接基本上布置在中間處，襯套在軸線位置中平衡。在振動或碰撞時，襯套的軸線位置和套環的軸線位置在最大程度上平行地移動。此外，在軸彎曲振動時，襯套可以繞徑向軸承之間的中點頂多僅微不足道地擺動。在這里，盡管如此，套環可以無相對轉動和/或軸向固定地與襯套連接，這是成本便宜、耐用并且少維修的。
[0013]根據軸承襯套的一種優選的實施方式，襯套和套環一件式地構造。這在制造技術上可以簡單地付諸實施并且造成小的制造成本。適合用于軸承襯套的材料為塑料和金屬。尤其在溫度高以及徑向軸承大的情況下優選金屬。澆鑄、噴射、燒結和切肩方法適合用于制造軸承襯套。在此，特別優選，襯套和套環由整料的(monolithischen)構件構造。因此，接合方法不是必要的并且能夠實現所述連接的非常高的耐磨強度。因此，軸承襯套的重量可以降低到最小。
[0014]在軸承襯套的進一步改進中，套環在縱方向上比襯套短。因此，套環局限于在功能上必要的長度。實現小的材料成本和低的制造復雜度。
[0015]對于最優的力流來說，軸承套管的一種拓展方案是有利的，在該拓展方案中，套環鐘形地構造。由此，套環和襯套之間的力平緩地轉向并且避免由于應力尖而引起的損害。
[0016]這被證明是特別有利的:套環鐘形地向著與襯套的連接的方向徑向地縮窄。因此，套環可以在連接的區域中延伸直到襯套，并且套環和襯套之間的力平緩地轉向。
[0017]為了將軸承襯套固定在軸承座上或者中，在進一步的構型中設置，套環在縱方向上相對于與襯套的連接隔開間距地具有用于將軸承襯套固定在軸承座中的軸承接收部。借此確保，套環不在所述連接的區域中固定在軸承座中。更確切地說，預先給定并且遵循所述接收部到所述連接的間距，從而軸承襯套可以簡單和直觀地安裝。因此，環形間隙在徑向方向上定位在軸承接收部和襯套之間。
[0018]軸承襯套的發展階段提出:軸承接收部布置在套環的與襯套和套環之間的連接隔開間距的第一端部上。因此，套環在該端部上沒有超出部(Ueberstand)。因此節省材料并且達到套環的最大的固有頻率。然后，優選套環的第二端部與襯套連接。然后，該第二端部也沒有自由的超出部，這伴隨著小的材料使用和高的固有頻率。也可以通過襯套勉強超出徑向軸承來實現小的固有頻率。在此，襯套的兩個縱端部應最大10%地超出兩個徑向軸承不同遠。
[0019]雖然套環的第二端部也可以與所述連接相對置地布置并且在這里具有用于軸承座的第二軸承接收部。軸承襯套可以因此較剛性和對稱地設計。然而，優選，第一端部上的軸承接收部為單一的軸承接收部。由此，軸承襯套靜態確定地支承并且軸承座的結構更簡單。
[0020]當軸承接收部為徑向環繞的凸肩、特別優選突緣時，得出軸承接收部的結構簡單和成本便宜的構造。因此，軸承接收部的準確制造局限在凸肩上。此外，突緣有助于，獲得繞剩余套環的徑向自由空間，由此所述套環可以實施補償運動。
[0021]另一種構型設置，套環具有垂直于縱方向取向的、平的第一止擋面。這在制造技術上可以最簡單地實施，從而不但準確地遵循軸承襯套的形狀公差并且準確地遵循軸承座的形狀公差。得出軸承襯套相對于軸承座的準確定位并且軸承座和軸承接收部之間的磨損由于平的貼靠面而非常小。
[0022]在本發明的具體結構中，襯套在縱方向上不超出套環的平的第一止擋面。因此，軸套可以容易地裝入到具有平的底的開口中，所述底構成用于套環的止擋面的止擋。
[0023]優選，襯套也具有垂直于縱方向取向的、平的第二止擋面。這樣的襯套可以浮動地支承在平的面上，從而軸承襯套的穩定通過在縱方向上封鎖襯套來進行。一種組合在結構上是有利的，在該組合中，套環的第一止擋面和襯套的第二止擋面處于共同的平面內。因此，這些止擋面和相應的平面可以分別在一道工序中制造或者說加工。
[0024]在軸承襯套的一種變型中達到熱流的最優化，在該變型中，襯套的壁厚度在徑向軸承的區域中基本上是均勻的。為此，襯套的壁厚度在徑向軸承的區域中應最大百分之20、優選最大10%并且特別優選最大百分之5地變化。因此，在運行時盡可能均勻地加熱襯套的壁。
[0025]襯套和軸的不均勻的加熱可通過補充方案來實現，在該補充方案中，襯套的橫截面積分別在徑向軸承的區域中與徑向軸承的接收部橫截面積相差最大10%。在此，接收部橫截面積基本上涉及在徑向軸承的區域中稍后待接收的軸的橫截面積。
[0026]此外，一種拓展方案設置，在套環中構造至少一個第一縱向縫隙。通過這樣的縫隙，環形間隙徑向敞開地構造并且可能進行空氣交換。因此，位于內部的襯套不被空氣墊隔離，并且，即使在襯套的端側浮動地支承的情況下，襯套也可以由來自襯套內部的空氣冷卻。此外，固定器件可以穿過縱向縫隙，該固定器件可以有利于徑向軸承在襯套中的固定。附加地，存在這樣的選擇:在套環中設置至少一個第二縱向縫隙。為了軸承襯套在徑向上均勻的負荷能力，縱向縫隙應在套環的圓周上均勻分布地布置。此外，優選在端側閉合地構造的縱向縫隙。所述縱向縫隙獲得穩定性并且允許材料節省和重量降低。
[0027]此外，一種結構變型是有利的，在該結構變型中，第一徑向軸承和/或第二徑向軸承至少通過三個在襯套的圓周上均勻地分布地布置的固定螺釘固定，所述固定螺釘從外部旋入襯套中。為此，優選在襯套中加工用于所述固定螺釘的螺紋孔。固定螺釘可以分別以所旋入的螺釘端部嵌入到構造在徑向軸承的外周上的凹部中。
[0028]為了簡單和無損壞地將軸插入襯套中，在襯套的縱向端部上優選設置在內側環繞的插