线性轴承和包含这种线性轴承的螺线管的制作方法
【专利摘要】一种包含多个同心布置的弹簧(2)的线性轴承(3)，每个弹簧(2)设计为具有紧固部分(2a)和布置于中心(Z)的孔(2c)的盘簧。其中每个弹簧(2)具有始于该紧固部分(2a)终止于末端区段(2g)的弹簧臂(2b)。该末端区段(2g)具有该孔(2c)，并且该孔(2c)与该紧固部分(2a)同心。每个弹簧(2)具有走向为垂直于该紧固部分(2a)的运动方向(B)，并且该弹簧(2)在运动方向(B)上前后相继地布置。该弹簧臂(2b)具有与该孔(2c)同心地伸展的弹簧臂区段(2ba)，并且该弹簧臂区段在100度和270度之间的角度范围(γ)内、优选在180度和300度之间的角度范围(γ)内延展。该紧固部分(2a)为至少部分环形，并且该弹簧臂区段(2ba)在关于该孔(2c)的径向方向上具有至少五倍于该弹簧臂(2b)的厚度(2i)的宽度(2k)。该弹簧臂区段(2ba)的宽度(2k)这样设计，即该弹簧臂区段相对于该环形紧固部分(2a)和该末端区段(2g)在形成侧向缝(2d)的情况下伸展。
【专利说明】线性轴承和包含这种线性轴承的螺线管
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的线性轴承。本发明还涉及一种 包含根据权利要求11的前序部分所述的线性轴承的螺线管。
【背景技术】
[0002] 文献US5895033和文献US5522214分别公开了 一种包含多个同心布置的弹簧的线 性轴承，其中每个弹簧设计为盘簧并且其中每个弹簧具有伸展为螺旋形的弹簧臂。这种线 性轴承具有线性导向性能并不令人满意的缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明的任务是给出一种改进的线性轴承以及一种包含改进的线性轴承的螺线 管。
[0004] 该任务由包含权利要求1的特征的线性轴承实现。其从属权利要求2-10涉及其 他有利的实施例。本任务进一步由包含权利要求11的特征的螺线管实现。其从属权利要 求12-14涉及其他有利的实施例。
[0005] 本任务特别地由包含多个同心布置的弹簧的线性轴承实现，其中每个弹簧设计为 具有紧固部分和布置于中心的孔的盘簧，每个弹簧还具有始于该紧固部件终止于末端区段 的弹簧臂，该末端区段具有该孔，并且该孔布置为与该紧固部件同心，其中每个弹簧具有垂 直于该紧固部件的运动方向，并且该弹簧在运动方向上前后相继地布置，该弹簧臂具有与 该孔同心地伸展的弹簧臂区段，该弹簧臂区段在100度和270度之间的角度范围γ内、并 且优选在180度和300度之间的角度范围γ内延展，其中该紧固部分设计为至少部分环 形，该弹簧臂区段在关于该孔的径向方向上具有至少五倍于该弹簧臂的厚度的宽度；并且 该弹簧臂的宽度这样设计，即该弹簧臂区段相对于该环形紧固部分和该末端区段在形成侧 向缝的情况下伸展。
[0006] 本任务还特别地由包含多个同心布置的弹簧的线性轴承实现，其中每个弹簧设计 为具有紧固部分和布置于中心的孔的盘簧，其中每个弹簧此外具有尤其是以螺旋形方式、 始于该紧固部分终止于末端区段伸展的弹簧臂，该末端区段具有该孔，并且其中该孔布置 为与该紧固部分同心；其中每个弹簧具有垂直于该紧固部分的运动方向，并且该弹簧在运 动方向上前后相继地布置，其中该弹簧臂在180度和300度之间的角度范围内延展；并且 其中该弹簧臂具有与该孔2c同心地伸展的弹簧臂区段2ba，该弹簧臂区段在100度和270 度之间的角度范围Y内延展，并且该紧固部分设计为至少部分环形，并且该弹簧臂在关于 该孔的径向方向上具有至少五倍于该弹簧臂的厚度的宽度，并且其中该弹簧臂区段的宽度 这样设计，即该弹簧臂区段相对于该环形紧固部分和该末端区段在形成侧向缝的情况下伸 展。
[0007] 根据本发明的线性轴承具有这样的优点，即该线性轴承在径向方向上相对刚性并 且在径向方向上具有很小的可移动性，相比之下该线性轴承在运动方向上或在上升方向上 具有相对大的可移动性，这造成了这样的优点，例如包含这种线性轴承的螺线管具有精确 的并且安全地安装的螺线管推杆。
[0008] 该线性轴承的弹簧这样设计，即该弹簧具有弹簧臂区段，该弹簧臂区段与中心孔 同心地伸展，其中该弹簧臂区段在100度和270度之间的角度范围内并且优选在180度和 300度之间的角度范围内延展。有利地，该弹簧臂区段具有恒定的宽度。这种设计具有这样 的优点，即在该线性轴承在运动方向上或在上升方向上的形变增加时，该弹簧臂区段显示 出增加的斜度，并且通过该弹簧起作用的反作用力优选随增加的形变而线性增大。此外，在 发生该形变的过程中在径向方向上不发生运动或发生可忽略不计的小的运动，也就是说， 在发生该形变的过程中该弹簧使该末端区段或与该末端区段相连的部件比如推杆不发生 旋转或发生最好是可忽略不计的小的旋转。该线性轴承的弹簧常数通过该弹簧臂区段的相 应的设计可在其他范围中变化，尤其还可能构型为运转特别平稳的线性轴承。该线性轴承 的弹簧常数可被影响而在大范围内发生变化，例如其被该弹簧臂区段的长度、宽度和/或 厚度，和/或被用于该弹簧的材料和/或用于线性轴承的弹簧的数量影响。在预先确定磁 力的情况下，最大可能上升距离也通过该弹簧常数确定。
[0009] 随后将借助于实施例来介绍本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 用于讲解实施例所使用的众附图示出了：
[0011] 图1示出穿过螺线管的纵剖面图；
[0012] 图2示出根据图1的该螺线管的俯视图；
[0013] 图3示出根据图1的该螺线管的侧视图；
[0014] 图4示出弹簧元件的俯视图；
[0015] 图5示出线性轴承的透视图；
[0016] 图6示出穿过该线性轴承的剖面；
[0017] 图7示出发生形变的弹簧元件的侧视图；
[0018] 图8示出弹簧元件的另一实施例的俯视图；
[0019] 图9示出弹簧元件的另一实施例的俯视图。
[0020] 原则上在附图中相同的部分赋予相同的参考标号。
【具体实施方式】
[0021] 图1以纵剖面图示出螺线管1，其包含壳体5,两个具有弹簧2的、以一定距离间隔 开的线性轴承3,在纵向方向L上延伸的、相对于该壳体5沿运动方向B可移动地安置在该 线性轴承3上的螺线管推杆4,与该螺线管推杆4相连的锚固件8,以及具有与该壳体相连 的电磁铁7。该壳体5包含下壳体部分5a以及上壳体部分5b，该壳体部分通过螺栓5c以 及螺纹5d相互连接。在该壳体5中布置有相对于该壳体5紧固的、具有缝11a的静止的铁 芯11。与之相比该锚固件8与该螺线管推杆4固定连接。该螺线管推杆4通过紧固部分10 和螺母6以及通过该两个紧固部分9a，9b与该下线性轴承或上线性轴承3连接。该电磁铁 7被隔离件12包围。该螺线管1这样构型，即流经该电磁铁7的电流产生向下牵引该锚固 件8并且由此牵引该螺线管推杆4的力，其中该线性轴承3具有回位力，以至于关闭该电磁 铁7后该螺线管推杆4又朝所示的位置返回运动。
[0022] 图2示出了在图1中所示的螺线管1的俯视图。可见包含环形紧固部分2a、弹簧 部分2b以及末端区段2g的弹簧2。其中该螺线管推杆4通过该紧固部分9a与末端区段 2g连接。该紧固部分2a借助固定件13固定在该壳体5上。此外在图2中部分可见该上壳 体部分5b以及具有缝8a的该锚固件8。
[0023] 图3示出在图1和2中所示的该螺线管1的侧视图。
[0024] 图4以俯视图示出单一的弹簧2的结构。该弹簧2设计为具有紧固部分2a和布 置于中心Z的孔2c的盘簧，其中该弹簧2具有弹簧臂2b，该弹簧臂始于该紧固部分2a终 止于末端区段2g，其中该末端区段2g具有该孔2c。该孔2c布置为与该紧固部分2a同心 的。该紧固部分2a设计为环形，延伸覆盖360度的角度，并且具有多个在圆周方向上间隔 的孔2e。该孔2e优选均匀间隔，例如以统一的角度α间隔，以便相邻而置的弹簧2可以布 置成相互旋转了角度α或该角度α的倍数。该紧固部分2a也可例如只覆盖部分角度延 伸或设计为只有部分环形，并且例如在20度和350度之间的角度范围延伸。该弹簧臂2b 在180度和300度之间的角度范围内延展，其中该弹簧臂2b具有在相对于该孔2c的径向 方向上的宽度2k，该宽度至少五倍于该螺旋形走向的弹簧臂2b的厚度2i。该弹簧臂2b的 宽度2k是这样设计的，即该弹簧臂相对于该环形紧固部分2a和该末端区段2g在形成侧向 缝2d的情况下伸展。该缝2d是这样设计的，即该弹簧臂区段2ba不侧向接触该末端区段 2g和该紧固部分2a，其中该缝2d优选具有至少0. 5毫米的宽度。该弹簧臂2b沿角度范围 2f与该环形紧固部分2a连接。
[0025] 该弹簧臂2b包含与该孔2c同心地延伸的弹簧臂区段2ba，该弹簧臂区段在100度 和270度之间的角度范围γ内延展。在所示的实施例中不仅该弹簧臂区段2ba的中线2bd 而且外侧边界2bb以及内侧边界2bc与该中心Z或与该孔2c同心地延伸。该弹簧臂区段 2ba具有在相对于该中心Z的径向方向上恒定的宽度2k。该末端区段2g优选包含连接区 段2h，其中该连接区段2h有利地在相对于该中心Z的径向方向上延伸并且与该弹簧臂区段 2ba固定连接。该弹簧2 -体成型。在另一有利的实施例中该弹簧臂区段2ba延展覆盖的 范围也可在180度和300度之间的角度γ。
[0026] 该弹簧2具有走向为垂直于该紧固部分2a的运动方向B。在按本发明的线性轴 承3中多个弹簧2前后相继地布置在运动方向B上。有利地，各个弹簧2布置为在该环形 紧固部分2a的圆周方向上彼此错位，其中各个弹簧2有利地布置为以相同的角度在圆周方 向上相互错位。该弹簧2有利地由金属制成，其中各弹簧2优选在运动方向B上具有范围 在0. 1毫米至5毫米的厚度。
[0027] 线性轴承优选包含至少四个弹簧2并且优选包含达到十个弹簧2。
[0028] 图5以透视图示出包含四个弹簧2的线性轴承3,其中该弹簧布置成在圆周方向上 相互旋转了 90度。该线性轴承3与该上壳体部分5b连接。该螺线管推杆4与该弹簧2的 末端区段2g连接，以使该螺线管推杆4在运动方向B上可移动地安置。
[0029] 图6示出沿图2中所示的截面线A-A的截面。图6示出该弹簧2的众环形紧固部 分2a，在该紧固部分之间分别布置有隔离环14。
[0030] 图7示出在该螺线管推杆4在纵向方向L上移动距离L1时该弹簧2的状态。该 变形的弹簧2以侧视图以及以展开图示出。该弹簧2通过该环形紧固部分2a与该壳体5 连接并且通过该末端区段2g与该螺线管推杆4连接，因此在根据图7的图示中该紧固部分 2a以及该末端区段2g相互平行地伸展。布置在该紧固部分和末端区段之间的弹簧臂区段 2ba相对于走向为垂直于该纵向方向L的方向R具有角度为β的斜度。该弹簧臂区段2ba 优选具有恒定的斜度。
[0031] 该螺线管1有利地具有在0. 4毫米和5毫米之间的最大上升距离B，其中该弹簧2 优选这样设计和布置，即该弹簧臂区段2ba在最大上升距离B时在该弹簧臂区段的伸展方 向上具有小于15度的斜度β，该斜度是相对于走向为垂直于该螺线管推杆4的伸展方向L 的方向R而言的。
[0032] 图8以俯视图示出弹簧元件2的另一实施例，有别于在图4中所示的实施例，该弹 簧元件的紧固部分2a设计为仅部分环形，以至于该紧固部分2a仅延及约90度的这一部分 角度。该紧固部分2a可这样设计，即该紧固部分2a在圆周方向上沿范围在20度和350度 之间的角度延展。该紧固部分2a也可如在图4中所示延及360度的范围，以使该紧固部分 2a设计为环形。
[0033] 图9以俯视图示出弹簧元件2的另一实施例。该弹簧臂2b仍旧包含与该孔2c同 心地或与该中心Z同心地伸展的弹簧臂区段2ba，其中该"同心地延伸的"理解为至少该弹 簧臂区段2ba的中线2bd相对于该孔2c同心地或相对于该中心Z同心地伸展。在图4和8 中示出的实施例具有外侧边界2bb和内侧边界2bc，该外侧边界和内侧边界相对于该中心Z 同心地伸展，以至于该弹簧臂区段2ba在相对于该中心Z的径向方向上具有恒定的宽度2k。 有别于在图8中示出的实施例，在图9中示出的弹簧臂区段2ba这样设计，即该弹簧臂区段 的中线2bd仍然相对于该中心Z同心地伸展，不同与此，该外侧和内侧边界2bb，2bc这样伸 展，即该弹簧臂区段2ba的宽度2k，如在图9中所示，沿着朝该末端区段2g或该连接区段 2h的方向减小，并且优选持续地减小。然而该弹簧臂区段2ba也可这样设计，即其宽度2k 沿着朝该连接区段2h的方向增大，并且优选持续地增大。然而该弹簧臂区段2ba也可这样 设计，即其宽度2k沿着朝该连接区段2h的方向变化，并且逐段地增加和逐段地减小。这样 的设计使该弹簧臂区段2ba能够构型为具有沿弹簧臂区段2ba变化的、特别是递增或递减 的弹簧常数。
【权利要求】
1. 一种线性轴承（3)，其包含多个同心布置的弹簧（2)，其中每个弹簧（2)设计为具有 紧固部分（2a)和布置于中心（Z)的孔（2c)的盘簧，每个弹簧（2)还具有始于该紧固部分 (2a)终止于末端区段（2g)的弹簧臂（2b)，该末端区段（2g)具有该孔（2c)，并且该孔（2c) 布置为与该紧固部分（2a)同心，每个弹簧（2)具有走向为垂直于该紧固部分（2a)的运动 方向（B)，并且众弹簧（2)在运动方向（B)上前后相继地布置，其特征在于，该弹簧臂（2b) 具有与该孔（2c)同心地伸展的弹簧臂区段（2ba)，该弹簧臂区段在100度和270度之间的 角度范围（Y)内、并且优选在180度和300度之间的角度范围（γ)内延展；该紧固部分 (2a)设计为至少部分环形；该弹簧臂区段（2ba)在关于该孔（2c)的径向方向上具有至少 五倍于该弹簧臂（2b)的厚度（2i)的宽度（2k);并且该弹簧臂区段（2ba)的宽度（2k)这样 设计，即该弹簧臂区段相对于该环形紧固部分（2a)和该末端区段（2g)在形成侧向缝（2d) 的情况下伸展。
2. 根据权利要求1所述的线性轴承，其特征在于，该弹簧臂区段（2ba)具有恒定的宽度 (2k)。
3. 根据权利要求1所述的线性轴承，其特征在于，该弹簧臂区段（2ba)具有沿该角度范 围（Y)递减的宽度（2k)。
4. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，该末端区段（2g)在该弹 簧臂（2b)和该孔（2c)之间具有在关于该中心⑵的径向方向上伸展的连接区段（2h)。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，在两个于运动方向（B) 上相邻布置的弹簧（2)的两个环形紧固部分（2a)之间布置有隔离环（14)。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，各个弹簧（2)布置成在 该环形紧固部分（2a)的圆周方向上相互错位。
7. 根据权利要求6所述的线性轴承，其特征在于，所说弹簧（2)中每一个布置成以相同 的角度在该圆周方向上相互错位。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，每个弹簧（2)由金属制 成；并且该弹簧（2)在运动方向（B)上具有范围在0. 1毫米至5毫米之间的厚度。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，该线性轴承至少包含四 个弹簧（2)并且优选包含十个弹簧（2)。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承，其特征在于，该紧固部分（2a)设计 为环形并且延展覆盖360度。
11. 一种包含根据上述权利要求中任一项所述的线性轴承（3)的螺线管（1)。
12. 根据权利要求11所述的螺线管（1)，该螺线管包含壳体（5)以及两个于运动方向 (B)上相互间隔地布置的线性轴承（3)，该线性轴承与该壳体（5)相连，以及包含延伸穿过 孔（2c)的并且与两个线性轴承（3)相连的螺线管推杆（4)，其中锚固件（8)与该螺线管推 杆（4)相连，并且在该壳体（5)内关于该锚固件（8)这样布置电磁铁（7)，即该电磁铁（7) 通电时吸住该锚固件（8)。
13. 根据权利要求11或12中任一项所述的螺线管，其特征在于，该螺线管具有在0. 4 毫米和5毫米之间的最大上升距离（B)，并且该弹簧（2)这样设计及布置，即该弹簧臂区段 (2ba)在最大上升距离（B)时，在该弹簧臂区段的运动方向上相对于垂直该螺线管推杆（4) 运动方向（U延伸的方向（R)具有小于15度的斜度。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的螺线管，其特征在于，至少一个该线性轴承 (3)在运动方向（B)上预张紧布置。
【文档编号】F16F1/10GK104067020SQ201380005506
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】R·爱格纳 申请人:伯克哈特压缩机股份公司