CN101338788A - 推力轴承装置 - Google Patents

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Abstract

推力轴承装置包括第一环、第二环、一列安排在两个环之间的滚动元件、用于保持滚动元件的保持架以及用于保持所述环的套筒。保持架和套筒由深拉金属板材制成，套筒包括径向向外延伸的保持部分，保持部分内接于与所述保持架的孔径大致相等的圆内。

Description

推力轴承装置
技术领域
本发明涉及推力轴承领域，特别涉及那些用于在高温状态下工作的推力轴承。本发明涉及例如用作内燃机阀弹簧的支架的推力轴承。
背景技术
这种阀弹簧的支架的使用可能使弹簧的支撑圈可以相对于构件自由转动，其中所述支撑圈在构件上施加轴向力。螺旋弹簧的支撑圈的轴向压缩造成在弹簧圈的两个端部之间产生轻微的相对的角位移。考虑到在包括这种螺旋弹簧的机械组件中减小摩擦以及确保节能，可以在弹簧的一个末端和由弹簧施加轴向力的接受器或支撑元件之间***推力轴承。通常在这种应用中使用的推力轴承为常规的滚珠或滚针推力轴承，而这种推力轴承在生产环节中需要相对较高的经费。
这种类型的推力轴承需要附加额外的保持构件，以确保其在最终安装之前的运输和操作过程中的不可拆卸性。
此外，在悬吊轴承的技术领域，法国专利申请2 630 375公开了一种推力轴承，该推力轴承带有可由弹性材料制造的可分离的套筒轴向保持的两个环。在环装配时套筒被切割。这种类型的推力轴承不适用于在高温下操作，特别不适用于在内燃机内部工作。
发明内容
本发明旨在克服上述缺点。
本发明提出一种制造成本经济的滚动轴承，所述滚动轴承在承受高温时，具有较少数目的部件和较低的意外拆卸的危险性。
滚动轴承装置包括第一环、第二环、一排安排在环之间的滚动元件、用于保持滚动元件的保持架以及用于保持所述环的套筒。保持架和套筒由深拉金属板材制成。套筒包括径向地向外延伸的保持部分。保持部分内接在其直径与所述保持架的孔直径大致相等的圆环内。
保持部分既可以径向地向外延伸也可以不延伸。因此保持架和套筒可以来自于同一块坯件，因而使得减少生产步骤和材料耗损成为可能。金属保持架和套筒能够耐高温，例如高于200℃的高温，200℃的高温在内燃机的隔室中是十分普遍的。
在一个实施方式中，套筒包括装配到一个环中的大致轴向的部分。保持部分配置为径向地保持另一个环。套筒的轴向部分可装配到第一环的轴向部分中。套筒的保持部分可与第二环的大致径向部分相干涉。
在一个实施方式中，第一环包括紧固在套筒上的大致轴向部分，构成轴承座的大致径向部分以及构成滚动元件滚道的圆环部分。大致径向部分可作为放置弹簧例如阀弹簧的轴承座。弹簧可支承在与滚动元件相对的第二环的表面上。
在一个实施方式中，第二环包括构成轴承座的大致径向部分，构成滚动元件轨道的圆环部分以及与套筒保持部分直径方向干涉的大致径向部分。
在一个实施方式中，保持部分包括环形挡圈，所述挡圈的外直径与所述保持架的孔径大致相等。挡圈可以是径向的，倾斜的，圆环的等等。
在一个实施方式中，保持部分大致是径向的。
在另一实施方式中，保持部分是倾斜的。
保持部分还可包括多个突出部、凸起、凸台、裂缝、轴向切断的边缘等。
在一个实施方式中，一种包括上述推力轴承的机械组件，其安排在弹簧的一端和另一元件之间，弹簧向另一元件施加轴向力同时所述弹簧的端部可相对于另一元件旋转。因而弹簧可以被压缩，从而导致其与推力轴承相接触而端部圈可稍微的旋转，同时另一元件保持静止。该机械组件可以包括悬挂构件。
在一个实施方式中，一种包括上述推力轴承的阀安装装置，其安排在弹簧的一端和另一构件之间，弹簧向另一构件施加轴向力同时所述弹簧的端部必须相对于所述另一构件旋转。阀杆可以穿过推力轴承。推力轴承可以具有约40-50mm的直径。
制造推力轴承的方法包括形成共用的金属板套筒/保持架坯件。该共用的坯件包括大致轴向部分，大致径向部分以及设有隔室的倾斜部分。该方法还包括将坯件的大致径向部分环形切割成两部分，外部部分属于保持架，内部部分则属于套筒。
有利地是外部部分形成保持架。
有利地是内部部分形成套筒。切断可以在压机上进行。
在一个实施方式中，保持架安排在其中一个环内，滚动元件安排在保持架的隔室内。然后保持架确保它们延圆周规则的分布，使其可以传递适当分布的轴向力并防止滚动元件之间的摩擦。
在一个实施方式中，另一个环放置在滚动元件上。
在一个实施方式中，套筒被驱动在轴向上运动。套筒的轴向部分穿过另一个环。套筒的轴向部分装配在第一环的轴向部分内。套筒的大致径向的部分形成朝向外侧的挡圈，通过与第一环的小直径的大致径向部分直径方向地干涉而轴向阻挡第二环。
由此形成的推力轴承具有低的意外拆卸的风险。套筒装配在第一环内的长度可以设立为拆卸风险的函数。随后推力轴承可以安排在接受器和弹簧之间。
推力轴承包括由大致相同厚度的金属板材制成的环，套筒和保持架同样可以由相同的金属板材坯件制成。采用共用坯件切断成套筒和保持架证实是特别经济的，并可在一台压力机上实施而没有任何显著的材料损失。
附图说明
通过研究由非限定性实例构成并且在附图中描绘出的一些实施例的详细说明，可以更清楚地理解本发明，其中：
图1是处于安装状态的推力轴承的轴向截面图；
图2是推力轴承的轴向截面图；
图3是切断之前共用坯件视图；
图4是共用坯件切断后的保持器和套筒；
具体实施方式
如图1中所述，推力轴承1安排在弹簧2和接收器3之间。弹簧2的上部圈2a具有大致平面的上表面2b。弹簧2为螺旋弹簧，并且可以由适合的钢材制成。接收器3为普通环形盘形式并具有径向部分3a和向下延伸并确保推力轴承1定中心和保持在径向位置的轴向外缘3b，径向部分3a设有与推力轴承1接触的下表面。
推力轴承1包括处于较低位置的第一环4和处于较高位置的第二环5，以及一排安排在第一环4和第二环5之间的滚动元件6例如滚珠。推力轴承1还包括确保滚动元件6延圆周方向等间距排列的保持架7，和轴向地保持第一环4和第二环5的套筒8。
第一环4包括大致轴向部分4a，该轴向部分4a与套筒8接触并且安排在弹簧2的上部圈2a内。第一环4还同样地包括大致径向部分4b，该径向部分4b放置在弹簧2上部圈2a的上表面2b上。第一环4还包括圆环部分4c，圆环部分4c设有构成用于滚动元件6的滚道4d的上表面。大致轴向部分4a从径向部分4b的小直径端部向下延伸。圆环部分4c从径向部分4b的大直径边缘向上和向外延伸。
第二环5包括小直径的大致径向部分5a、圆环部分5b以及大直径的大致径向部分5c。圆环部分5b设有构成用于滚动部件的滚道5d的下表面。滚道4d和5d确保倾斜的接触。换句话说，滚道4d和5d分别安排在穿过滚动元件6的中心的假想圆的一侧和另一侧。直径较小的大致径向部分5a从圆环部分5b的内部边缘延伸。半径较大的大致径向部分5c从圆环部分5b的直径较大的上边缘向外延伸。
大致径向部分5c的上表面接触抵靠接受器3的径向部分3a。大致径向部分5c的末端接触抵靠接受器3的凸缘3b的孔。因此，推力轴承1被轴向地和径向地保持在接受器3内。直径较小的大致径向部分5a的孔比第一环4的大致轴向部分4a的孔大。
保持架7包括环形的跟部7a，该跟部7a轴向地安排在第二环5的直径较小的大致径向部分5a和第一环4的大致径向部分4b之间。保持架7还包括多个齿部或舌部7b，齿部或舌部7b位于放置滚动元件6的隔室9之间。跟部7a可以径向地或略微的倾斜。齿部7b倾斜地向外并且向上延伸。保持架7可以由钢或黄铜制成。
套筒8为具有L形横截面的环形的盘状。套筒8包括大致轴向部分8a和从所述大致轴向部分8a的一个端部径向地向外延伸的挡圈8b。挡圈8b是大致径向的。套筒8的大致轴向部分8a装配到第一环4的大致轴向部分4a的孔中。套筒8的大致轴向部分8a具有明显大于第一环4的大致轴向部分4a的长度，这样，在轴向上所述挡圈8b和第一环4的大致径向部分4b之间留有空隙。保持架7的跟部7a和第二环5的较小直径的大致径向部分5a则安排在所述轴向空隙中。挡圈8b可以略微安排在穿过滚动元件中心的平面的上方。
挡圈8b的外直径大致上等于保持架7的孔径。因而，保持架7和套筒8可以由相同的坯件制造。套筒8的挡圈8b的外径大于第二环5的大致径向部分5a的孔径。挡圈8b阻挡任何拆卸第二环5的动作。这就确保了处于图2中所示状态的推力轴承1的不可拆卸性，也就是说，在图1所示的安装在弹簧2和接受器3之前使它有可能毫无困难地处理所述推力轴承。
将推力轴承安装为如图2中所示状态可通过下面的方式实现：将保持架7安排在其中的一个环例如第一环4中，将滚动元件6安排在保持架7的隔室9中，然后将第二环5放置在滚动元件6上并将套筒8装配在第一环4的孔内，同时使套筒8穿过第二环5和保持架7的内侧，第二环5的直径较小的大致径向部分5a轴向地安排在套筒8的挡圈8b和第一环4中的套筒8的装配区域之间，同时挡圈8b与第二环5不接触。
保持架7和套筒8可以按如下步骤制造。如图3中所示，制成一个共用坯件10。共用坯件10可以由金属薄板例如钢板材坯件经过切割和拉深制成。共用坯件10包括大致轴向部分8a，由大致径向部分8b和7a共有的大致径向部分以及齿部7b。隔室9可在压力机上切断前预先形成。
如图4中所示，随后将坯件10切割成二部分，分别形成保持架7和套筒8。由于保持架7的孔径与套筒8的挡圈8b的外径相等，因而可以在压力机上通过利用合适的工具在切断时节省材料的情况下进行。
推力轴承1特别适用于高温的环境。环4和5、滚动元件6、保持架7和套筒8均是金属的。环4和5可以从钢板材经拉深工艺制成，已经证明这是很经济的。金属材质的推力轴承从而可以经受住高达200℃以上的温度。这样的温度在接近内燃机阀门的区域是经常遇到的。这种位于阀门弹簧末端的推力轴承使得降低摩擦和因此而减少发动机热量成为可能。降低摩擦同样使得减少燃料的损耗成为可能。另一方面用途是推力轴承适于与弹簧协同特别用作悬吊推力轴承。
经证明使用与保持架相同的坯件制造套筒是特别经济的，并且使得它能够避免使用复杂的部件来保持推力轴承的两个环在一起或者使用昂贵的而且需要回收的可替换部件。滚珠推力轴承装置制造简单，经济而且高度紧凑、重量轻，从而可以降低惯性和有助于内燃机操作环境的变化。因而本发明可以减轻重量，降低能量的损耗，并减少部件产生的热量，同时使得在装配之前部件丢失的风险降到最小。

Claims (9)

1、一种推力轴承装置(1)，其包括第一环(4)、第二环(5)、安排在环之间的一排滚动元件(6)、用于保持滚动元件(6)的保持架(7)、以及用于保持所述环的套筒(8)，保持架(7)和套筒(8)由深拉金属板材制成，套筒(8)包括径向地向外延伸的保持部分(8b)，其特征在于，所述保持部分(8b)内接于与所述保持架(7)的孔直径大致相等的圆内。
2、如权利要求1中所述的装置，其中，所述套筒(8)包括装配到第一环(4)内的轴向部分(8a)，保持部分(8b)被配置为轴向保持第二环(5)。
3、如权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一环(4)包括紧固到套筒(8)上的轴向部分(4a)、构成轴承座的径向部分(4b)以及构成滚道的圆环部分(4c)。
4、如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二环(5)包括构成轴承座的大致径向部分(5c)、构成滚动元件的滚道的圆环部分(5b)以及与套筒(8)的保持部分(8b)直径地干涉的大致径向部分(5a)。
5、如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述保持部分(8b)包括环形挡圈，所述环形挡圈的外直径大致等于所述保持架(7)的孔径。
6、如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述保持部分(8b)是大致径向的。
7、包括按照前述权利要求中任一项所述推力轴承装置(1)的机械组件，其安排在弹簧(2)的一端和另一元件(3)之间，弹簧向另一元件施加轴向力并且所述弹簧的端部可相对于另一元件旋转。
8、包括如权利要求1-6中任一项所述的推力轴承装置(1)的阀安装装置，其安排在弹簧(2)的一端和另一元件(3)之间，弹簧向另一元件施加轴向力并且所述弹簧的端部可相对于另一元件旋转。
9、一种制造推力轴承的方法，其特征在于：
形成共用金属板套筒/保持架的坯件，该共用坯件包括轴向部分、大致径向部分以及设有隔室的倾斜部分；
将坯件的大致径向部分环形地切割成两个部分，外部部分用于形成保持架和内部部分用于形成套筒；
将由此形成的保持架安排在其中一个环内，将滚动元件安排在保持架的隔室内；
将另一个环放置在滚动元件上；
将由此形成的套筒驱动为在轴向上运动，套筒的轴向部分穿过另一个环并且装配到第一环的轴向部分中，套筒的大致径向部分轴向地阻挡第二环。
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