CN102365468B - 一种惰轮和轴承装置以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

该装置包括轴承单元(10)，所述轴承单元(10)具有外(11)和内(12)环和塑料材料的外轮(20)，所述外轮(20)过模制在外轴承环上并且适于通过传动带结合。套筒单元(30)与内轴承环(12)一体。套筒单元包括一个或者多个刚性管状隔套(31、32)和中心的，塑料的管状芯部(33)。隔套(31、32)与所述内轴承环(12)轴向对齐并且邻接抵靠一个或者两个所述内轴承环(12)的相对侧(14、15)。所述中心管状芯部(33)沿着所述内轴承环(12)和管状隔套(31、32)两者的径向内圆柱表面(16、34、35)轴向延伸并过模制于此。

Description

一种惰轮和轴承装置以及制造方法
技术领域
本发明涉及一种惰轮和轴承装置，该类型的惰轮和轴承装置包括过模制在外轴承环上用于随其旋转的由塑料材料制成的外轮主体。
背景技术
已知的是利用上述类型的皮带轮，尤其是作为机动车引擎的皮带张紧装置的应用。例如在US6241257B1中所提出的。
发明内容
本发明的目的是提供一种惰轮和轴承装置，其能够以最小的改进灵活地适于配合机器和引擎的不同设计，并考虑到惰轮必须采用的特定轴向位置以使得与驱动带对齐。本发明的另一个目的是提供这样一种装置，其允许显著降低制造各种惰轮的成本，其中该惰轮覆盖了在惰轮支撑轴和驱动带之间的不同相对轴位置的范围。还有另外一个目标是提供这样的惰轮和轴承装置，其精确地限定由驱动带结合的外表面的位置。本发明的进一步的目标是提供一种惰轮轴承装置，其可以作为单个装置***作，传输和安装。
为了实现这些以及额外的目标和优点，本发明提供一种如权利要求1所限定的惰轮轴承装置。根据另一方面，本发明提出一种包含如权利要求10所述步骤的制造方法。
附图说明
现在将描述一些优选的，但是非限制性的本发明的实施例，参考以下附图，其中：
图1是根据本发明第一实施例的惰轮和轴承装置的轴向横截面图；
图2是根据本发明第二实施例的惰轮和轴承装置的透视、局部截面图；
图3是图2所示装置的轴向横截面图；以及
图4是根据本发明第三实施例的装置的轴向横截面图。
具体实施方式
参照图1至图3，惰轮轴承装置包括整体用附图标记10表示的轴承单元，塑料材料制成的外轮主体20，塑料材料优选是聚合物，其过模制在外轴承环11上以及适于接收轴(未示出)的中心套筒单元30，如接下来所描述的那样，其通过模制到内轴承环12被固定。贯穿本说明书和权利要求书，指示位置和方向的术语和表达，如“里面”、“外面”、“径向”，“轴向”视为参照轴承单元的旋转的中心轴，轴承单元在本例子中是深沟球轴承单元(DGBB)。
外轮20设置在使用中适于通过驱动带(未示出)结合的径向最外圆柱表面21。最外圆柱表面可以是如图1中光滑的或者如那些在图2和图3中所示的具有突出的侧面边缘。偏心于旋转轴的沟13优选形成在外轴承环的外圆柱表面中，以使得该沟在过模制的塑料轮20中制造一个互补的凸出部23，用于阻止塑料轮和外轴承环之间的相对转动。呈径向向内突出环形边缘形式的两个侧肩24优选形成在外轴承环的任一侧以使得进一步在轴向方向稳定地安装所述轮到所述轴承。
在图1-3的实施例中，中心套筒单元30包括两个由刚性材料制成的管状隔套31、32，刚性材料优选为金属，管状隔套31、32邻接内轴承环12的相对径向侧面表面14、15。两个隔套31、32和内环12通过过模制到内轴承环12和隔套31、32的径向内圆柱表面16、34、35且沿着内环和隔套轴向延伸的塑料材料的中心管状芯部33固定到一块。
当已经组装时，管状芯部33和外轮20过模制到轴承单元10。优选地，尤其是如果芯部和轮由同样的塑料成分制成，它们可以方便地在相同的单一的模制步骤中模制。
根据需要，在可替代的实施例中，隔套31，32可以由相对刚性的塑料材料代替金属制成。
隔套的轴向长度和数量可以根据要安装惰轮和轴承装置的具体应用而变化。因此，如图2和3的实施例所示，隔套可以关于轴承的中平面P轴向对称并且具有相同的长度，或者如图1中所示，可以关于轴承的中平面P不对称并且具有不同的轴向长度。在本发明的进一步实施例中，如图4中所示，甚至可以仅设置一个管状隔套31而不是两个。
可以理解的是，相同的轴承单元和相同的外轮设计可以通过不时简单地选择隔套的合适长度，容易地和灵活地适用于许多不同的应用。
如圆环状沟36、37的凹槽优选形成在管状隔套的径向内圆柱表面34、35，因此形成中心芯部33的塑料材料的过模制会产生与沟36、37互补的塑料凸出部38，39。因此提供了一种连接形式，该连接形式改进了在整个套筒单元30和固定于此的内轴承环12之间的锁定。
在一些例子中，需要实现外轮关于中心轴(未示出)的特别地精确地同心，从芯部33的最里面的圆柱形腔41径向向外延伸形成一个或者多个直的轴向沟槽40(图2)。轴向沟槽40留下内轴承环未覆盖的部分17，以使得中心支承轴的对应径向突出键(未示出)提供轴的金属主体和轴承之间的直接的和精确的接触。轴向沟槽的径向深度和轴向长度根据需要可以变化。例如，沟槽40可以延伸仅部分地穿过芯部33，从芯部的两个轴向相对端部之一到达内环12。为了保证芯部的周边的连续性，隔套31，32的内直径优选超过内轴承环12的内直径。以这种方式，塑料的薄部分42覆盖了隔套的内表面，在那里也形成轴向沟槽40。该沟槽不应该从一端到另一端延伸完全穿过装置，仅位于这些沟槽的侧面上和围绕它们的隔套可以具有更大的内直径，而隔套在其它侧面上可以具有与内轴承环内直径相等的内直径。
应当理解的是，整个装置的轴向位置由邻接抵靠钢轴承环的隔套的刚性材料精确保证，刚性材料优选为金属。
通过已经描述的优选实施例，明显的是能够在不背离所属权利要求限定的本发明的范围的前提下作出多种改进。例如，虽然仅一个隔套环显示在轴承的每一侧，可以理解的是，在可替代实施例中，两个或者多个隔套可以位于轴承的一或两侧以使得构成轴向更长的隔套。

Claims (12)

1.一种惰轮和轴承装置，包括：
具有径向外环(11)和径向内环(12)的轴承单元(10)；以及
在外轴承环(11)上过模制的塑料材料的外轮主体(20)并且所述外轮主体(20)具有适于通过驱动带结合的外圆柱表面(21)；
其特征在于：
所述装置进一步包括与所述内轴承环(12)一体的套筒单元(30)，所述套筒单元包括：
至少一个刚性材料的管状隔套(31、32)，与所述内轴承环(12)轴向地对齐并且邻接抵靠所述内轴承环(12)的径向延伸的、轴向相对侧(14、15)的至少其中之一，以及
塑料材料的中心管状芯部(33)，其沿着所述内轴承环(12)和所述至少一个管状隔套(31、32)两者的径向内圆柱表面(16、34、35)轴向延伸并且过模制于此。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述套筒单元(30)包括两个刚性材料的管状隔套(31、32)，所述管状隔套(31、32)轴向对齐所述内轴承环(12)并且分别邻接抵靠所述内轴承环(12)的径向延伸的、轴向相对侧(14、15)，其中所述中心管状芯部(33)沿着所述内轴承环(12)和所述两个管状隔套(34、35)的所述径向内圆柱表面(16、34、35)轴向延伸并且过模制于此。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述两个隔套(31、32)，位于所述内轴承环(12)的相对侧上，具有相同的轴向长度。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述两个隔套(31、32)设置为关于所述轴承单元(10)的中平面(P)轴向对称。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：位于所述内轴承环(12)的相对侧上的所述两个隔套(31、32)具有不同的轴向长度并且设置为关于所述轴承单元(10)的中平面(P)轴向不对称。
6.根据前述权利要求任一所述的装置，其特征在于：凹槽(36、37)形成在所述管状隔套(31、32)的所述径向内圆柱表面(34、35)中，借助于此，形成所述中心芯部(33)的所述塑料材料的过模制产生与所述凹槽互补的塑料凸起，因此改进了所述隔套(31、32)和所述塑料芯部(33)的机械互锁。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述管状隔套(31、32)由金属制成。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一个或者多个轴向沟槽(40)自所述管状芯部(33)的所述内圆柱形腔(41)径向地向外延伸形成，所述轴向沟槽轴向延伸从而留下所述内轴承环(12)的所述径向内圆柱表面(16)的未覆盖部分(17)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：围绕具有所述轴向沟槽(40)的所述芯部(33)的一部分的所述管状隔套(31、32)具有内圆柱表面(34)，所述内圆柱表面(34)的直径超过所述内轴承环(12)的所述内圆柱表面(16)的直径，借助于此所述芯部的所述塑料材料(42)覆盖了所述隔套的所述内圆柱表面。
10.一种制造惰轮和轴承装置的方法，该方法包括以下步骤：
a)预装配具有径向外环(11)和径向内环(12)的轴承单元(10)；
b)放置至少一个刚性材料的管状隔套(31、32)，与所述内轴承环(12)轴向对齐，并且邻接抵靠所述内轴承环的径向延伸的、轴向相对侧(14、15)的至少其中之一；
c1)在所述外轴承环(11)上过模制塑料材料的外轮主体(20)从而提供适于由驱动带结合的外圆柱表面(21)；
c2)过模制塑料材料的中心管状芯部(33)于所述内轴承环和所述至少一个管状隔套两者的径向内圆柱表面(16、34、35)，因此形成与所述内轴承环一体的套筒单元(30)，所述套筒单元包括沿着所述径向内圆柱表面轴向延伸的所述管状芯部(33)和所述至少一个管状隔套(31、32)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述模制步骤c1)和c2)是同步的。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中步骤b)包括以下步骤：
放置两个刚性材料的管状隔套(31、32)与所述内轴承环(12)轴向对齐并且分别邻接抵靠所述内轴承环的径向延伸的、轴向相对侧(14、15)；
以及其中步骤c2)包括以下步骤：
过模制所述塑料材料的中心管状芯部(33)于所述内轴承环(12)和管状隔套(31、32)两者的径向内圆柱表面(16、34、35)。
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