CN104870844A - 具有套环的轴承衬套 - Google Patents

Abstract

用于支承一轴的轴承衬套，其具有管形的衬套，该衬套在纵方向上延伸，并且在该衬套的内部布置第一径向轴承，其中，在所述衬套内部以及以在纵方向上与所述第一径向轴承隔开间距的方式布置第二径向轴承，并且，所述衬套在径向上布置在套环之内，其中，在所述衬套和所述套环之间构造环形间隙并且所述套环在纵方向上与两个所述径向轴承隔开间距地与所述衬套连接。

Description

具有套环的轴承衬套

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的轴承衬套。

轴承衬套使用于轴、例如驱动轴的径向的以及可转动的支承。为此，常规的轴承衬套具有在纵方向上延伸的、管形的衬套。为了轴可以在纵方向上插入到轴承衬套中，衬套的至少一个纵向端部敞开地构成。

从现有技术已知，第一径向轴承布置在衬套内部，该第一径向轴承稍后与轴处于接触中。特别是滑动轴承、球轴承、滚动轴承和滚针轴承适合作为径向轴承。在轴和衬套之间大多构造有环形间隙。

在这里，成问题的是，通过这样的轴承衬套对轴的支承受到不同的外部影响。因此，热经常从轴承壳体通过轴承衬套引入径向轴承中。这导致热形变，该热形变引起轴承摩擦的提高，由此经常降低装置的效率。轴承座在壳体中的制造公差也可能通过轴承衬套导致径向轴承上的机械力作用，从而该径向轴承变形。附加地，轴承壳体和/或轴的振动和固有频率导致径向轴承的不均匀负载。这导致轴承衬套、径向轴承和轴的动态变形。后果是提高的轴承摩擦和低效率。此外，壳体的扭曲和/或轴的弯曲引起摩擦现象的增加。各种轴承摩擦伴随着提高的轴承磨损，从而轴承衬套和/或轴的使用寿命短以及维修成本高。

因此，本发明以克服现有技术的缺点和改进轴承衬套的任务为基础，所述轴承衬套在支承轴时具有持久地小的摩擦、可在大的温度范围内使用、耐用并且少维修以及具有小的制造成本和维修成本。针对轴承衬套的多个使用地点，也力求简单的结构类型。

根据本发明，这通过权利要求1的特征来解决。由从属权利要求获知有利的拓展方案。

本发明涉及一种用于支承一轴的轴承衬套，其具有管形的衬套，该衬套在纵方向上延伸，并且在所述衬套的内部布置第一径向轴承，其中，在衬套内部以及以在纵方向上与第一径向轴承隔开间距的方式布置第二径向轴承，并且，衬套在径向上布置在套环之内，其中，在衬套和套环之间构造环形间隙并且套环在纵方向上与两个径向轴承隔开间距地与衬套连接。

在这样的根据本发明的轴承衬套上有利的是，所述轴承衬套能够通过套环固定在轴承座上或者中。因此，轴承座的制造公差作用到套环上。衬套不变形。此外，衬套仅仅间接地通过套环与轴承座热耦合。由此，来自壳体的温度影响仅造成衬套进而径向轴承的小的热学方面的尺寸变化。此外，衬套通过套环在轴承座中/上的间接支承允许轴承衬套的弹性变形，所述弹性的变形抑制振动、尤其谐振和碰撞在轴承座和衬套之间传递。如果例如轴振动，则衬套可以在套环之内与轴相应地随着运动。在此，衬套尤其可以进行相对于套环的纵轴线的角度改变，从而径向轴承始终可轻微运动(leichtlaeufig)。在所述连接的过渡部上应设置角半径(Kehlradien)，以避免由于应力尖引起的可能的疲劳断裂。此外，静态有利的是，衬套和套环之间的连接区域比衬套的其余部分和/或套环的其余部分具有更大的壁厚度。

所有这些导致轴的具有较小摩擦的支承，由此轴承衬套是耐用并且少维修的。此外，用于轴的支承的制造成本便宜，因为虽然套环可附加地制造，但是轴承座的配合不必为此那么精准。

本发明的拓展方案设置，套环在纵方向上在两个径向轴承之间与衬套连接。这具有优点：衬套和套环之间的力传导均匀分布地进行。此外，两个径向轴承可以吸收基本上同样大的力。在这里，衬套在没有转矩的情况下在最大程度上保持在轴线位置中，由此轴承摩擦和磨损小。

特别优选本发明的一种拓展方案，在该拓展方案中，衬套和套环之间的连接在纵方向上最大10％偏心地、优选最大百分之5偏离中心并且特别优选在中心处地布置在两个径向轴承之间。由此，由套环作用到衬套上的力仅仅作为非常小的转矩作用到衬套上。因此，轴承摩擦和磨损最小。

一种优选的方式支持这样平衡的力流，其中，环形间隙在纵方向上单侧敞开地构造。然后，套环的从与衬套的连接指离的第一端部构造为自由边，所述侧边在径向上限界环形间隙。固定在敞开的端部或者说自由边上，衬套保持小的自由度以实施补偿运动。在此，两个径向轴承的支承力和套环的支承力尤其通过所述连接作用到衬套上。通过在径向轴承之间将所述连接基本上布置在中间处，衬套在轴线位置中平衡。在振动或碰撞时，衬套的轴线位置和套环的轴线位置在最大程度上平行地移动。此外，在轴弯曲振动时，衬套可以绕径向轴承之间的中点顶多仅微不足道地摆动。在这里，尽管如此，套环可以无相对转动和/或轴向固定地与衬套连接，这是成本便宜、耐用并且少维修的。

根据轴承衬套的一种优选的实施方式，衬套和套环一件式地构造。这在制造技术上可以简单地付诸实施并且造成小的制造成本。适合用于轴承衬套的材料为塑料和金属。尤其在温度高以及径向轴承大的情况下优选金属。浇铸、喷射、烧结和切屑方法适合用于制造轴承衬套。在此，特别优选，衬套和套环由整料的(monolithischen)构件构造。因此，接合方法不是必要的并且能够实现所述连接的非常高的耐磨强度。因此，轴承衬套的重量可以降低到最小。

在轴承衬套的进一步改进中，套环在纵方向上比衬套短。因此，套环局限于在功能上必要的长度。实现小的材料成本和低的制造复杂度。

对于最优的力流来说，轴承套管的一种拓展方案是有利的，在该拓展方案中，套环钟形地构造。由此，套环和衬套之间的力平缓地转向并且避免由于应力尖而引起的损害。

这被证明是特别有利的：套环钟形地向着与衬套的连接的方向径向地缩窄。因此，套环可以在连接的区域中延伸直到衬套，并且套环和衬套之间的力平缓地转向。

为了将轴承衬套固定在轴承座上或者中，在进一步的构型中设置，套环在纵方向上相对于与衬套的连接隔开间距地具有用于将轴承衬套固定在轴承座中的轴承接收部。借此确保，套环不在所述连接的区域中固定在轴承座中。更确切地说，预先给定并且遵循所述接收部到所述连接的间距，从而轴承衬套可以简单和直观地安装。因此，环形间隙在径向方向上定位在轴承接收部和衬套之间。

轴承衬套的发展阶段提出：轴承接收部布置在套环的与衬套和套环之间的连接隔开间距的第一端部上。因此，套环在该端部上没有超出部(Ueberstand)。因此节省材料并且达到套环的最大的固有频率。然后，优选套环的第二端部与衬套连接。然后，该第二端部也没有自由的超出部，这伴随着小的材料使用和高的固有频率。也可以通过衬套勉强超出径向轴承来实现小的固有频率。在此，衬套的两个纵端部应最大10％地超出两个径向轴承不同远。

虽然套环的第二端部也可以与所述连接相对置地布置并且在这里具有用于轴承座的第二轴承接收部。轴承衬套可以因此较刚性和对称地设计。然而，优选，第一端部上的轴承接收部为单一的轴承接收部。由此，轴承衬套静态确定地支承并且轴承座的结构更简单。

当轴承接收部为径向环绕的凸肩、特别优选突缘时，得出轴承接收部的结构简单和成本便宜的构造。因此，轴承接收部的准确制造局限在凸肩上。此外，突缘有助于，获得绕剩余套环的径向自由空间，由此所述套环可以实施补偿运动。

另一种构型设置，套环具有垂直于纵方向取向的、平的第一止挡面。这在制造技术上可以最简单地实施，从而不但准确地遵循轴承衬套的形状公差并且准确地遵循轴承座的形状公差。得出轴承衬套相对于轴承座的准确定位并且轴承座和轴承接收部之间的磨损由于平的贴靠面而非常小。

在本发明的具体结构中，衬套在纵方向上不超出套环的平的第一止挡面。因此，轴套可以容易地装入到具有平的底的开口中，所述底构成用于套环的止挡面的止挡。

优选，衬套也具有垂直于纵方向取向的、平的第二止挡面。这样的衬套可以浮动地支承在平的面上，从而轴承衬套的稳定通过在纵方向上封锁衬套来进行。一种组合在结构上是有利的，在该组合中，套环的第一止挡面和衬套的第二止挡面处于共同的平面内。因此，这些止挡面和相应的平面可以分别在一道工序中制造或者说加工。

在轴承衬套的一种变型中达到热流的最优化，在该变型中，衬套的壁厚度在径向轴承的区域中基本上是均匀的。为此，衬套的壁厚度在径向轴承的区域中应最大百分之20、优选最大10％并且特别优选最大百分之5地变化。因此，在运行时尽可能均匀地加热衬套的壁。

衬套和轴的不均匀的加热可通过补充方案来实现，在该补充方案中，衬套的横截面积分别在径向轴承的区域中与径向轴承的接收部横截面积相差最大10％。在此，接收部横截面积基本上涉及在径向轴承的区域中稍后待接收的轴的横截面积。

此外，一种拓展方案设置，在套环中构造至少一个第一纵向缝隙。通过这样的缝隙，环形间隙径向敞开地构造并且可能进行空气交换。因此，位于内部的衬套不被空气垫隔离，并且，即使在衬套的端侧浮动地支承的情况下，衬套也可以由来自衬套内部的空气冷却。此外，固定器件可以穿过纵向缝隙，该固定器件可以有利于径向轴承在衬套中的固定。附加地，存在这样的选择：在套环中设置至少一个第二纵向缝隙。为了轴承衬套在径向上均匀的负荷能力，纵向缝隙应在套环的圆周上均匀分布地布置。此外，优选在端侧闭合地构造的纵向缝隙。所述纵向缝隙获得稳定性并且允许材料节省和重量降低。

此外，一种结构变型是有利的，在该结构变型中，第一径向轴承和/或第二径向轴承至少通过三个在衬套的圆周上均匀地分布地布置的固定螺钉固定，所述固定螺钉从外部旋入衬套中。为此，优选在衬套中加工用于所述固定螺钉的螺纹孔。固定螺钉可以分别以所旋入的螺钉端部嵌入到构造在径向轴承的外周上的凹部中。

为了简单和无损坏地将轴插入衬套中，在衬套的纵向端部上优选设置在内侧环绕的插入倾斜部。当套环在第一端部上具有在外侧环绕的插入倾斜部时，特别简单地实现将套环引入到轴承座中。

更确切地说，根据本发明的轴承衬套能够通过套环、尤其通过轴承接收部固定在轴承壳体的轴承座中或者上。围绕套环和衬套其余部分应保持径向的自由空间，借此，这两者可以实施根据本发明所想要的补偿运动。

附图示出本发明的实施例。附图示出：

图1具有支承在轴承衬套中的轴的纵截面，所述轴承衬套又固定在轴承座中，和

图2根据图1的轴承衬套的横截面。

在图1中可看到具有轴100的纵截面，该轴支承在轴承衬套1中。轴承衬套又固定在轴承壳体200的轴承座201中。附加地，在图2中看到根据图1的轴承衬套1的横截面B-B。相同的构件在图1和2中相同地标记。

根据图1，轴承衬套1具有在纵方向L上延伸(也参照图2)的、管形的衬套10。衬套10和轴100在该图示中具有重合的纵轴线A。在衬套10内部I中布置有第一径向轴承11和在纵方向L上隔开间距的第二径向轴承12。径向轴承11，12分别通过在衬套10的圆周上均匀分布地布置的固定螺钉111，112，121，122固紧，所述固定螺钉分别从外部旋入衬套10中。在衬套10中构造有螺纹孔用于固定螺钉111，112，121，122。通过被旋入的螺钉端部S1，S2，S3，S4或者说通过端面板，固定螺钉111，112，121，122分别嵌入到凹部15，16中，所述凹部在径向轴承11，12的外周上构成。根据图2中的截面B-B看到，尤其，第一径向轴承11通过两个另外的、然而在图1中不可见的固定螺钉113，114固定。

根据图1，衬套10在其纵端部13，14上敞开地构成并且在这里分别具有在内侧环绕的插入倾斜部17，18。轴100被插入到衬套的内部I中并且在纵方向L上穿过两个径向轴承11，12伸出。在轴100和衬套10之间构造有环形间隙。因此，轴100仅仅通过径向轴承11，12与轴承衬套1处于连接中。

衬套10的壁厚度W(也参照图2)在径向轴承11，12的区域中基本上是均匀的。此外，衬套10的分别在径向轴承11，12的区域中的横截面积A1a，A1b(也参照图2)相对于径向轴承11，12的接收部横截面积A2a，A2b相差最大10％，其中，接收部横截面积A2a，A2b相应于轴100的横截面积(也参照图2)。附加地，衬套10的两个纵端部13，14勉强(knapp)保持并且超出两个径向轴承11，12同样远。

衬套10在径向R上布置在套环20的内部(也参照图2)。套环20的纵轴线在图1中也与轴100的纵轴线L重合。在衬套10和套环20之间保留环形间隙30。在纵方向L上与两个径向轴承11，12隔开间距地，套环20与衬套10连接V。在此，连接V在纵方向L上处于两个径向轴承11，12之间的中间处。可看到，衬套10和套环20一件式地、尤其整料地构成。因此，套环20和衬套10无相对转动并且轴向固定地相互连接。套环20在纵方向L上比衬套10短并且具有钟形的基本形状。尤其，套环20向连接V的方向钟形地缩窄。由此，套环20的从与衬套10的连接V指离的第一端部22构造为自由边。该自由边在径向方向R上包围环形间隙30。相应地，环形间隙30在纵方向L上单侧敞开地构成。套环20的第二端部23与衬套10连接。在这里构造在衬套10和套环20之间的连接区域V具有比衬套10的其余部分和套环20的其余部分大的壁厚度。此外，连接区域V具有带有角半径的、平缓的过渡部。

另外的可识别的特征是两个构造在套环20中的纵向缝隙25，26。在图2的截面B-B中可见六个另外的纵向缝隙27。不但根据图1而且根据图2，纵向缝隙25，26，27在套环20的圆周上均匀分布地布置。此外，它们在端侧闭合地构成。分别穿过纵向缝隙25，26，27中的一个可触及或者说可操作固定螺钉111，112，113。

此外，尤其在图1(辅助地，也参照图2)中看到，套环20在纵方向L上相对于与衬套10的连接V隔开间距地具有用于将轴承衬套1固定在轴承座201中的轴承接收部21。尤其，轴承接收部21在纵方向L上处于套环20的第一端部22上。借此，环形间隙30在径向方向R上定位在轴承接收部21和衬套10之间。所标记的轴承接收部21为单一的轴承接收部。在其他部位上，衬套10和套环20被径向的自由空间F包围。

轴承接收部21构型为在径向R上环绕的凸肩28或者说突缘，其具有圆柱形的外表面和垂直于纵方向L取向的、平的第一止挡面29。衬套10在纵方向L上不超出套环20的平的第一止挡面29。衬套10尤其具有垂直于纵方向L取向的、平的第二止挡面19。在此，套环20的第一止挡面29和衬套10的第二止挡面19处于共同的平面E内。

轴承衬套1通过轴承接收部21置入到轴承壳体200的轴承座201中。轴承座201具有圆柱形的、径向的轴承座包围部(Lagersitzeinfassung)202和垂直于轴承座包围部布置的、平的、轴向的轴承座面202，该轴承座面构成轴承座201的底。为了能够被简单地插入到轴承座201中，套环20在第一端部22上具有在外侧环绕的插入倾斜部24。

在轴承衬套1的所示出的、被插入的位置中，轴承接收部21的圆柱形的外表面和轴承座包围部202相互贴靠。为此，两者具有配合一致的圆柱直径。附加地，套环20的第一止挡面29和衬套10的第二止挡面19靠放在轴承座201的轴承座面202上。由此，套环20的通过轴承接收部21在轴承座201中的配合在径向上和在纵方向L上固定。相反地，衬套21可以以其第二止挡面19在平面E内在径向上绕纵轴线A浮动。

Claims (13)

1.用于支承一轴(100)的轴承衬套(1)，其具有管形的衬套(10)，所述衬套在纵方向(L)上延伸，并且在所述衬套的内部(I)布置有第一径向轴承(11)，

其特征在于，在所述衬套(10)的内部(I)以及以在纵方向(L)上与所述第一径向轴承(11)隔开间距的方式布置有第二径向轴承(12)，并且，所述衬套(10)在径向(R)上布置在套环(20)的内部，其中，在所述衬套(10)和所述套环(20)之间构造有环形间隙(30)，并且所述套环(20)在纵方向(L)上与两个所述径向轴承(11，12)都隔开间距地与所述衬套(10)连接(V)。

2.根据权利要求1所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)在纵方向(L)上在两个所述径向轴承(11，12)之间与所述衬套(10)连接(V)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述衬套(10)和所述套环(20)之间的所述连接(V)布置成在纵方向(L)上在两个所述径向轴承(11，12)之间最大偏心10％。

4.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述衬套(10)和所述套环(20)一件式地构成。

5.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)在纵方向(L)上比所述衬套(10)短。

6.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)钟形地构成。

7.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)钟形地向着与所述衬套(10)的连接(V)的方向径向(R)地缩窄。

8.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)在纵方向(L)上相对于与所述衬套(10)的连接(V)隔开间距地具有用于将所述轴承衬套(1)固定在轴承座(201)中的轴承接收部(21)。

9.根据权利要求8所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述轴承接收部(21)布置在所述套环(20)的与所述衬套(10)和所述套环(20)之间的所述连接(V)隔开间距的第一端部(22)上。

10.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述套环(20)具有垂直于所述纵方向(L)取向的、平的第一止挡面(29)。

11.根据权利要求10所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述衬套(10)在纵方向(L)上不超出所述套环(20)的平的第一止挡面(29)。

12.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述衬套(10)的壁厚度(W)在所述径向轴承(10，20)的区域中基本上是均匀的。

13.根据以上权利要求中任一项所述的轴承衬套(1)，

其特征在于，所述衬套(10)的横截面积(A1a，A1b)分别在所述径向轴承(11，12)的区域中相对于所述径向轴承(11，12)的接收部横截面积(A2a，A2b)相差最大10％。