專利名稱：軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸的軸承裝置，特別是徑向軸承裝置。
背景技術(shù)：
例如由專利文獻(xiàn)EP 0 771 957 Bl公開(kāi)了一種用于機(jī)器軸(在此示例中為泵組的 轉(zhuǎn)子軸)的滑動(dòng)軸承。在該滑動(dòng)軸承中，在實(shí)際的軸上設(shè)置有軸承套。在這種軸承裝置中，軸承套由適當(dāng)?shù)妮S承材料(例如銅或陶瓷)制成，而轉(zhuǎn)子軸通 常是常規(guī)的鋼部件。為了能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)矩傳遞到軸承套上并且使軸承套對(duì)中，公知的 是，對(duì)軸進(jìn)行構(gòu)型(profilieren)并在軸承套中形成與軸形狀配合地接合的對(duì)應(yīng)的構(gòu)型。由陶瓷制成的軸承套盡管具有十分耐磨的優(yōu)點(diǎn)，但陶瓷對(duì)拉應(yīng)力(Zugspanrumg) 的反應(yīng)非常敏感。問(wèn)題在于，由鋼制成的軸和陶瓷軸承套的熱膨脹系數(shù)差別很大，這在受熱 時(shí)會(huì)在陶瓷中引起不期望的拉應(yīng)力并由此最終導(dǎo)致陶瓷軸承受損。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這種問(wèn)題，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種改進(jìn)的軸、特別是轉(zhuǎn)子軸的軸承裝 置，其中可減小在軸承套或軸承套筒上產(chǎn)生的張力。本發(fā)明的目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的軸的軸承裝置實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選實(shí)施方式在從 屬權(quán)利要求、隨后的說(shuō)明以及附圖中給出。根據(jù)本發(fā)明的軸承裝置特別優(yōu)選地適用于作為用于轉(zhuǎn)子軸(例如泵組的轉(zhuǎn)子軸) 的徑向軸承。該軸承裝置具有由適當(dāng)?shù)妮S承材料(例如陶瓷)制成的環(huán)形的軸承套。該軸 承套在軸上設(shè)置成，該軸承套與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同心地設(shè)置。為了對(duì)在軸上的軸承套傳遞轉(zhuǎn) 矩以及為了使在軸上的軸承套對(duì)中，至少在軸的其中設(shè)有軸承套的軸向區(qū)域內(nèi)設(shè)有構(gòu)型。 該構(gòu)型平行于軸的縱軸延伸，從而能夠使軸承套沿著構(gòu)型在軸向上移動(dòng)。軸承套的內(nèi)周上 具有至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的接合件。特別優(yōu)選的是，軸承套的內(nèi)周對(duì)應(yīng)于軸的外周形成構(gòu)型。以 此方式，軸承套可以借助其接合件與軸的構(gòu)型形狀配合地接合，從而實(shí)現(xiàn)軸承套在軸上的 周向固定和定心。根據(jù)本發(fā)明，位于軸承套內(nèi)周上的接合件構(gòu)造成，其沿軸的縱軸線的方向僅在軸 承套的長(zhǎng)度的部分上延伸。以此方式，可以減小在軸承套的其中構(gòu)造有接合件的區(qū)域內(nèi)由 外部作用到軸承套上的張力。該區(qū)域特別是軸承套的外部區(qū)域，即軸承套與用于將軸承套 軸向固定在軸上的相鄰部件接觸的區(qū)域。因此，特別地是相鄰的部件不會(huì)直接在接合件上 作用力，所以不會(huì)造成損傷。因此，優(yōu)選的是，至少一個(gè)接合件沿縱軸線的方向與軸承套的軸向端間隔開(kāi)。也 就是說(shuō)，接合件不構(gòu)造在軸承套的與軸向端面或邊棱相鄰的區(qū)域中，由此特別可以使在軸 承套內(nèi)在該區(qū)域中產(chǎn)生的張力減小或消失。該區(qū)域特別敏感，因?yàn)槠渫ǔＥc鋼套或鋼套筒 接觸，該鋼套或鋼套筒將軸承套沿軸線方向固定在軸上并使軸承套與軸承套的軸向端面接 觸。
軸承套的與軸承套的軸向端相鄰的區(qū)域是在外力(特別是徑向力)作用時(shí)產(chǎn)生的 張力和/或變形最大的區(qū)域。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的接合件的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)，接合件不構(gòu)造在 該區(qū)域中，因此其在該區(qū)域內(nèi)不會(huì)造成損傷。特別地，在該區(qū)域內(nèi)減小了在向接合件的過(guò)渡 中由于切口效應(yīng)(Kerbwirkung)導(dǎo)致斷裂的危險(xiǎn)。還優(yōu)選的是，至少一個(gè)接合件沿縱軸線的方向在小于軸承套50%的長(zhǎng)度上延伸。 由此，減小了軸承套的通過(guò)接合件與軸的構(gòu)型形狀配合地接合的區(qū)域，使得軸承套的承受 從與軸的連接處傳遞來(lái)的力的區(qū)域也最小。還優(yōu)選的是，至少一個(gè)接合件沿縱軸線的方向關(guān)于軸承套的中心對(duì)中。也就是說(shuō)， 一個(gè)或多個(gè)接合件與軸承套的兩個(gè)軸向端部(Stirnende)以相同的間距間隔開(kāi)。以此方式 可實(shí)現(xiàn)軸承套的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中可以以相同的方式減小在軸承套的兩個(gè)軸向端部產(chǎn)生的張 力。特別優(yōu)選的是，在軸承套的內(nèi)周上設(shè)置多個(gè)接合件，這些接合件優(yōu)選均勻地分布 在內(nèi)周上。以此方式，接合件特別適用于軸承套在軸上的對(duì)中并且可以實(shí)現(xiàn)從軸到軸承套 的均勻的力傳導(dǎo)或力傳遞。特別優(yōu)選的是，軸的構(gòu)型和至少一個(gè)接合件構(gòu)造為彼此對(duì)應(yīng)的構(gòu)型，特別是楔狀 構(gòu)型(Keilprofile)。這種楔狀構(gòu)型可實(shí)現(xiàn)軸承套在軸上的良好對(duì)中。根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施方式，軸的構(gòu)型可以構(gòu)造為軸具有多邊形截面的形狀 并且至少一個(gè)接合件優(yōu)選限定軸承套的相應(yīng)的多邊形內(nèi)截面。與軸的外截面對(duì)應(yīng)或匹配的 軸承套的內(nèi)截面的構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)軸承套沿徑向在軸上沒(méi)有間隙的設(shè)置，由此通過(guò)該構(gòu)型可以 使在軸上的軸承套對(duì)中。如上述所實(shí)施的，軸承套特別優(yōu)選由陶瓷制成。陶瓷是一種特別耐磨的軸承材料， 其可確保軸承裝置的長(zhǎng)時(shí)間的耐久性。如前所述，軸承套的至少一個(gè)軸向端優(yōu)選貼靠在設(shè)置在軸上的保持套或保持套筒 上以徑向固定。保持套筒沿軸向固定在軸上并由此沿軸向保持軸承套。在此，軸承套的軸 向端面與保持套筒的軸向端面彼此貼靠。保持套筒可以通過(guò)彈簧構(gòu)件沿軸向支撐在軸上， 使得由于受熱產(chǎn)生的膨脹沿軸向可以補(bǔ)償，盡管如此軸承套可以延軸向更可靠地被保持。由于軸承套和保持套筒優(yōu)選由不同的材料制成，所以軸承套和保持套筒具有不同 的熱膨脹系數(shù)。如前所述，軸承套優(yōu)選由陶瓷制成，而保持套筒優(yōu)選由鋼制成。這種不同的 熱膨脹系數(shù)使得徑向力從保持套筒傳遞到接觸區(qū)域中的軸承套上，這使得在軸承套的材料 中產(chǎn)生張力。為了減小恰好在軸承套與保持套筒貼靠的該接觸區(qū)域中的張力，優(yōu)選的是，以 前述方式構(gòu)造軸承套內(nèi)周上的接合件。根據(jù)本發(fā)明，接合件與軸承套的軸向端沿軸向的間 隔開(kāi)或錯(cuò)開(kāi)的距離的大小使得它們恰好不與保持套筒接觸。以此方式，從保持套筒沿徑向 沒(méi)有力傳遞到接合件，因此在此在用于對(duì)中軸上的軸承套的接合件或構(gòu)型中不會(huì)產(chǎn)生不期 望的張力。以此方式可以減小軸承套受損的危險(xiǎn)，特別是它的接合件或構(gòu)型由于外力受損 的危險(xiǎn)。在此，至少一個(gè)保持套筒優(yōu)選構(gòu)造成，其在至少一個(gè)軸向端處，即與軸承套接觸的 軸向端處的壁厚大于該保持套筒的軸向中間區(qū)域的壁厚。這使得在壁厚較大的軸向端處可 以確保與軸承套接觸的足夠大的接觸面。與此同時(shí)，在軸承套的壁厚較小的其他區(qū)域中可 實(shí)現(xiàn)軸承套的較大的彈性或彈簧作用。由此可以使保持套筒在受熱時(shí)產(chǎn)生的尺寸變化由于
4其本身的彈性或彈簧作用而被吸收。由此減小了由于在受熱時(shí)可能產(chǎn)生的材料膨脹而傳遞 到軸承套上的徑向力。優(yōu)選的是，軸承套的兩個(gè)軸向端的壁厚大于位于所述軸向端之間的軸向中間區(qū)域 的壁厚。以此方式，使得與其他部件接觸的軸向端的接觸面盡可能大。位于所述軸向端之 間的中間區(qū)域構(gòu)造為較薄或減薄的，使得在該區(qū)域中可實(shí)現(xiàn)期望的彈性或彈簧作用。保持 套筒的一個(gè)軸向端與軸承套貼靠。保持套筒的相對(duì)軸向端與安全構(gòu)件(例如彈簧環(huán)或安全 環(huán))相貼靠，保持套筒通過(guò)該安全構(gòu)件沿軸向支撐在軸上。還優(yōu)選的是，保持套筒的至少一個(gè)軸向端具有徑向向內(nèi)和/或徑向向外對(duì)準(zhǔn)的周 向凸緣。由此得到較大的壁厚或構(gòu)成接觸面的沿徑向較寬的軸向端面，保持套筒通過(guò)該接 觸面與軸承套或安全構(gòu)件相接觸。保持套筒優(yōu)選由金屬，例如鋼或鈦制成。由鈦制成的優(yōu)點(diǎn)在于，可減小在受熱時(shí)的 膨脹，因?yàn)殁伒臒崤蛎浵禂?shù)比鋼小。由此可減小在受熱時(shí)陶瓷軸承套與保持套筒之間的尺 寸變化的差異，從而也可以減小在部件中產(chǎn)生的力和張力。


以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示例性說(shuō)明。在附圖中圖1示出本發(fā)明所基于的軸承裝置的基本結(jié)構(gòu)的示意性截面圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明的軸承套的示意性立體圖，圖3a至圖3c是在三中不同實(shí)施方式中的保持套筒的示意性截面圖，圖4a至圖4c是保持套筒的其他三個(gè)實(shí)施方式的截面圖，圖5a是其上設(shè)置有保持套筒的軸承套的立體圖，圖5b是圖5的設(shè)置的俯視圖，以及圖6a至圖6d是四種不同的可能的軸的構(gòu)型。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了軸的軸承裝置，其如由現(xiàn)有技術(shù)所公知的并且本發(fā)明由此出 發(fā)。在這種軸承裝置中，在軸2上設(shè)置有陶瓷的軸承套4。軸承套4環(huán)形地環(huán)繞軸2并且相 對(duì)于軸2的縱軸線X同心地對(duì)準(zhǔn)或?qū)χ?。為此，軸承套4與軸2通過(guò)在此處未詳細(xì)示出的 構(gòu)型形狀配合地接合。軸承套4沿軸向通過(guò)兩個(gè)保持套筒6固定在軸2上，保持套筒6例 如在安全環(huán)(此處未示出)處沿軸向支撐在軸2上。在此，至少一個(gè)保持套筒6可以沿軸 向通過(guò)彈簧構(gòu)件支撐在軸2上，以便能夠在溫度變化時(shí)補(bǔ)償因此產(chǎn)生的保持套筒6以及可 能的軸承套4的長(zhǎng)度變化。如圖1示意性示出的，為了軸向固定，軸承套4的軸向端面8、10 分別貼靠在保持套筒6上。軸承套4的與保持套筒6接觸的軸向端部區(qū)域由于軸承套4與 保持套筒6之間不同的熱膨脹系數(shù)而承受產(chǎn)生的特別的張力并由此特別地遭受磨損。保持 套筒6通常由鋼或其他適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。圖2示出了優(yōu)選的軸承套的示意性實(shí)施方式。該軸承套4的內(nèi)周上具有接合件 12。這些接合件12在此示例中構(gòu)造為楔形。重要的是，接合件12構(gòu)造為對(duì)應(yīng)于軸2的構(gòu) 型，從而能夠與軸2形狀配合地接合，以使軸2上的軸承套4對(duì)中并實(shí)現(xiàn)軸2與軸承套4之 間的轉(zhuǎn)矩傳遞。接合件12構(gòu)造成，其沿縱軸線X的方向具有不變的截面，從而使軸承套4能夠沿軸向在軸2上的相應(yīng)的構(gòu)型中移動(dòng)。重要的是，接合件12不是沿軸承套4的縱軸線 X的方向在整個(gè)軸向長(zhǎng)度上延伸。在示出的示例中，接合件12在軸向上僅構(gòu)造在中間區(qū)域 中，使得接合件12的軸向端與軸承套4的端面8和10間隔開(kāi)。以此方式可以確保，沒(méi)有徑 向力由相鄰的保持套筒6傳遞到接合件12上。由此防止由保持套筒6傳遞的徑向力在接 合件12中引發(fā)會(huì)導(dǎo)致接合件12受損的不期望的張力。參照?qǐng)D3和圖4對(duì)根據(jù)本發(fā)明的保持套筒6的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。在 圖3a至圖3c和圖4a至圖4c中示出的保持套筒全部構(gòu)造成，它們?cè)谄漭S向長(zhǎng)度上沿縱軸 線X的方向的壁厚不是恒定的。因此，根據(jù)圖3a至圖3c的保持套筒在其各自的軸向端14、 16在徑向上變厚地構(gòu)造。在位于所述軸向端之間的中間區(qū)域18內(nèi)，壁厚構(gòu)造為減薄的或較 小的。為了實(shí)現(xiàn)此目的，在根據(jù)圖3的實(shí)施方式中在軸向端14和16處的保持套筒6的壁 徑向向外變厚，即具有軸向徑向向外對(duì)準(zhǔn)的凸起或肩部。在圖3b的實(shí)施方式中，軸向端14 和16處的增厚部既徑向向外又徑向向內(nèi)延伸。在根據(jù)圖3c的實(shí)施方式中，僅通過(guò)在軸向 端14和16處徑向向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的增厚部或凸起構(gòu)造保持套筒6的周壁的增厚部。通過(guò)在軸向 端14和16處的增厚部在此可以實(shí)現(xiàn)端側(cè)增大的接觸面，保持套筒例如通過(guò)該接觸面與軸 承套4的軸向端面8和10貼靠。由此，保持套筒6在軸向端14和16處可以具有通常相應(yīng) 于保持套筒的壁厚。減薄的中間區(qū)域18實(shí)現(xiàn)了保持套筒6的增大的彈性或彈簧作用，這可 以補(bǔ)償受熱時(shí)的材料膨脹。以此方式，在該保持套筒中可減小在軸向端14和16處的徑向 膨脹并由此減小在此處傳遞到接觸的軸承套4上的徑向力。根據(jù)圖4a至圖4c的實(shí)施方式基本上與參照?qǐng)D3a至圖3c所描述的實(shí)施方式相同， 不同之處在于，在根據(jù)圖4的實(shí)施方式中僅軸向端16具有前述的增厚部。也就是說(shuō)，軸向 端14的壁厚等于中間區(qū)域18的壁厚。僅在根據(jù)圖4b的實(shí)施例中在軸向端14處也設(shè)有徑 向向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的增厚部或徑向向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的凸起。然而，在此處沒(méi)有設(shè)置如在軸向端16處的徑 向向外對(duì)準(zhǔn)的凸起。應(yīng)該理解，所有根據(jù)圖3和圖4的保持套筒6都可以具有在其內(nèi)部的接合件或構(gòu) 型，該接合件或構(gòu)型在此處未示出但用于與軸2的外周上的對(duì)應(yīng)構(gòu)型形成接合。圖5示出了如前所述的具有兩個(gè)貼靠在軸承套4上的保持套筒6的軸承套4的設(shè) 置。在此可見(jiàn)，第一保持套筒6的軸向端16貼靠在軸承套4的軸向端面8上，而第二保持 套筒6的軸向端14貼靠在軸承套4的相對(duì)端面10上。也就是說(shuō)，軸承套4沿軸向X被夾 持在兩個(gè)保持套筒6之間。圖6示出了軸的外周的不同構(gòu)型，在此應(yīng)該理解的是，軸承套4內(nèi)周上的接合件或 構(gòu)型以及保持套筒6內(nèi)周的接合件或構(gòu)型始終對(duì)應(yīng)地構(gòu)造，使得它們能夠與軸2形狀配合 地接合。在根據(jù)圖6a的構(gòu)型中，沿縱向延伸的凸部和槽交替地構(gòu)造在軸表面上。對(duì)于根據(jù) 圖6b的軸而言，軸2具有六角形的截面。根據(jù)圖6c的軸2的截面為具有突出的側(cè)面的三角 形。根據(jù)圖6d的軸2具有兩個(gè)在直徑上相對(duì)置的、位于周面的、平行于縱軸線X延伸的槽， 軸承套4內(nèi)周上的接合件12以及保持套筒內(nèi)周上的相應(yīng)的接合件可以接合在所述槽中。原則上應(yīng)該理解的是，軸的構(gòu)型可以以多種其他方式構(gòu)造，其中軸承套4內(nèi)周上 和保持套筒6內(nèi)周上的對(duì)應(yīng)的接合件也相應(yīng)地構(gòu)造。附圖標(biāo)記列表2-軸
4-軸承套
6-保持套筒
8，10-軸向端面
12-接合件
14，16-軸向端
18-中間區(qū)域
χ-縱軸線
權(quán)利要求
一種軸(2)的軸承裝置，其中在所述軸(2)上設(shè)置有環(huán)形的軸承套(4)，其中所述軸(2)至少在其中設(shè)置有所述軸承套(4)的軸向區(qū)域內(nèi)具有平行于軸(2)的縱軸線(X)延伸的構(gòu)型，所述軸承套(4)的內(nèi)周上至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的接合件(12)形狀配合地接合在該構(gòu)型中，其特征在于，所述至少一個(gè)接合件(12)在沿所述軸(2)的縱軸線(X)的方向上僅在所述軸承套(4)的長(zhǎng)度的部分上延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的軸承裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)接合件(12)在沿所述縱 軸線⑴的方向上與所述軸承套⑷的軸向端(8，10)間隔開(kāi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸承裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)接合件(12)在沿所 述縱軸線(X)的方向上在小于所述軸承套(4) 50%的長(zhǎng)度上延伸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)接合件(12) 在沿所述縱軸線(X)的方向上關(guān)于所述軸承套(4)的中心對(duì)中。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，在所述軸承套(4)的內(nèi)周 上設(shè)置多個(gè)接合件(12)，這些接合件(12)優(yōu)選均勻地分布在內(nèi)周上。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述軸(2)的構(gòu)型和所述 至少一個(gè)接合件(12)構(gòu)造為彼此對(duì)應(yīng)的楔狀構(gòu)型。
7.如前述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述軸(2)的構(gòu)型構(gòu) 造為所述軸(2)具有多邊形截面的形式并且所述至少一個(gè)接合件(12)優(yōu)選限定所述軸承 套(4)的相應(yīng)的多邊形內(nèi)截面。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述軸承套(4)由陶瓷制成。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述軸承套(4)的至少一 個(gè)軸向端(8，10)貼靠在設(shè)置于所述軸(2)上的保持套筒(6)上，以徑向固定。
10.如權(quán)利要求9所述的軸承裝置，其中所述軸承套(4)的兩個(gè)軸向端(8，10)分別貼 靠在設(shè)置在所述軸(2)上的保持套筒(6)上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的軸承裝置，其特征在于，所述保持套筒(6)的至少一個(gè)軸 向端(8，10)處的壁厚大于該保持套筒(6)的軸向中間區(qū)域(18)的壁厚。
12.如權(quán)利要求11所述的軸承裝置，其特征在于，所述保持套筒(6)的兩個(gè)軸向端 (14，16)的壁厚大于該保持套筒(6)的位于該兩個(gè)軸向端之間的軸向中間區(qū)域(18)的壁 厚。
13.如權(quán)利要求11或12所述的軸承裝置，其特征在于，所述保持套筒(6)的至少一個(gè) 軸向端(14，16)具有徑向向內(nèi)和/或徑向向外對(duì)準(zhǔn)的周向凸緣。
14.如前述權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的軸承裝置，其特征在于，所述保持套筒(6) 由金屬制成，優(yōu)選由鋼或鈦制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸(2)的軸承裝置，其中在軸(2)上設(shè)置有環(huán)形的軸承套(4)，其中軸(2)至少在其中設(shè)置有軸承套(4)的軸向區(qū)域內(nèi)具有平行于軸(2)的縱軸線(X)延伸的構(gòu)型，軸承套(4)內(nèi)周上至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的接合件(12)形狀配合地接合在所述構(gòu)型中，其中，該至少一個(gè)接合件(12)沿所述軸(2)的縱軸線(X)的方向僅在所述軸承套(4)的長(zhǎng)度的部分上延伸。
文檔編號(hào)F16C17/22GK101910654SQ200880124298
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者佩爾·弗雷斯特·韋德斯泰德, 布里安·倫斯泰德·波爾森, 黑爾格·格蘭 申請(qǐng)人:格倫德福斯管理聯(lián)合股份公司