改进的轴承装置的制作方法

本发明涉及一种用于可旋转地支撑安装设备中的旋转轴的轴承装置，并且更具体地涉及此种轴承装置的新的和有用的改进。

背景技术：

在多种技术领域中，安装设备中的轴(或类似的设备)的可旋转支撑件是必要的。作为一个示例，可旋转轴必须被可旋转地支撑在用于传输系统、车辆的轮和所有类型的发电机、泵和马达的一些类型的壳体或保持装置中。作为一个具体的示例，在泵或马达的领域中，曲柄(在该曲柄上通常设置一些类型的活塞)必须被可旋转地支撑在壳体的安装区域中(其中，作为示例，安装区域能够是盲孔或通孔)。

为了使得设备尽可能的高效和耐用，相应的轴承装置(安装区域中的轴的可旋转支撑件)的摩擦必须尽可能地表现出小的摩擦，当然同时也要考虑经济可行性。

为了提供能够支撑较高负载的低摩擦、耐用且还经济的支撑件，使用不同类型的轴承。如果存在对于低摩擦和/或低磨损的较高需求的话，那么除了不那么有利的滑动轴承之外(由于轴的支撑表面和安装设备的支撑表面之间的空间中的一些润滑油，该滑动轴承通常具有低摩擦)，尤其采用滚珠轴承和滚柱轴承，尤其采用后者。

虽然此种轴承在实践中有效工作，但还表现出一些缺点，尤其是在特定的操作条件下。在实践中，如果安装区域(该安装区域一般地作为一些类型的管状孔(例如，盲孔或通孔))和轴针对于它们的纵向轴线没有完全地彼此对齐，而是表现出了一定的角位移，经常出现有问题状况。尤其是，在滚柱轴承的情况下，即使较小的角度偏差也到能导致滚柱轴承的滚柱的较高磨损。当然了，此种增强的磨损将导致相应的设备的明显的较差耐用性，这确实是不期望的。

为了克服该缺点，有时，建议使用滚珠轴承。然而，与相同尺寸的滚针轴承相比，滚珠轴承一般地表现出较低的负载能力，或者反过来地描述也一样，对于相同的机械负载能力而言，滚珠轴承需要更多的安装空间。当然，这是不利的。此外，即使采用滚珠轴承，它们通常明显地只能用于多至一定的角度偏差。

另一方法是轴和相应的安装孔的直径的“人为加大”，虽然从相应的设备的负载能力的角度考虑，该相应的加大的尺寸是不必要的。也就是，因为当采用大直径的轴时，在与轴承装置间隔开的位置处的径向上的特定偏差(以类似毫米的长度单位测量)将导致更小的角度偏差。显而易见的是：该方法也是不利的，因为该方法导致了相应的部件的安装空间的增大和重量的增大，这通常也导致较低的能效。有时，增大尺寸甚至不能作为一种选项，如果施加特定尺寸的限制的话。

因此，需要一种改进的轴承装置，该轴承装置不易发生由角度偏差造成的磨损。

本发明提供此种有用的轴承装置，该轴承装置是对本领域中已知的轴承装置的改进。

技术实现要素：

因此，建议设计一种轴承装置，所述轴承装置包括具有外周支撑表面的轴以及具有内周支撑表面的安装设备，其中所述安装设备使用轴承部件以可旋转的方式支撑所述轴，使得至少一个可倾斜套管构件被设置在多个支撑表面中的至少一个和所述轴承部件之间。利用此较简单的设计，可能设计轴承装置，使得该轴承装置在不增加所述轴承部件的特定表面部件中的接触负载(该接触负载尤其涉及相应表面上的不平均接触负载)的情况下接收所述轴和所述安装设备的角位移。这是尤其可行的，因为通过套管构件的倾斜(和/或倾角、枢转、摇摆、(内部)挠曲、(内部)弯曲和/或内部(扭曲)能够平衡掉角位移的一些、大部分或甚至(基本上)全部。

本发明的优选实施例和示例的如下说明不试图将本发明限定于这些优选实施例，而是使得本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明。

应当理解，本发明的容易被本领域的技术人员想到的所有等同应当被包含、落入和公开在本说明书中。此外，所有这些实施例、变体和等同由本申请的范围覆盖，只要它们落在所附的权利要求的范围之下。

尤其是，可能组合当前提议的轴承装置的在本文中说明的特定方面、特征等。本发明尤其涉及当前提议的轴承装置的一般和优选实施例和/或可能当前建议的设备的具体示例的说明的组合。

附图说明

图1是示意剖视图形式的具有轴承装置的根据第一实施例的流体作业机械；

图2是通过根据第一实施例的流体作业机械的轴承装置的一部分的放大剖视图；以及

图3是通过根据优选的第二实施例的流体作业机械的轴承装置的一部分的放大剖视图。

具体实施方式

尤其是，当使用目前建议的可倾斜套管构件时，通常可能的是：直接靠近设置有滚动元件(一般地是滚珠或滚柱)的构建空间的表面能够被设置成“完全地彼此平行”。因此，通常可能的是：在市场上可购得的现成的标准轴承部件能够与目前提议的轴承装置组合使用，然而甚至不易明显地出现角度偏差的轴承装置能够被以节约成本的方式设置。容易理解：可倾斜套管构件的沿着其圆周的特定部件倾斜/倾角量通常必须不同。通过使用一定程度的弹性材料能够容易地提供该效果。因为可倾斜套管构件通常没有必要太大(尤其是，太厚，即其在径向上的尺寸)，为此目的，能够使用金属尤其是类似铜、黄铜、钢、弹簧钢等。然而，不同的材料也是可能的。仅仅举几个例子，类似于塑料、树脂、纤维加固塑料(使用玻璃纤维/碳纤维)等的一些弹性材料也可以被用于该目的。除此之外，剩余部件通常能够是标准的设计(包括轴承部件，如已经提及的)。因此，虽然当前建议的轴承装置存在优点，但是能够使用在市场上容易购得的标准部件，从而轴承装置的总体成本能够非常低。此外，该设计提供一些类型的“嵌入式解决方案”(虽然选择的尺寸可能与“正常”选择的部件的尺寸有很小的不同(即，尤其是，在缺少可倾斜套管构件的情况下)。

根据优选实施例，所述至少一个可倾斜套管构件的至少一个被设置在所述支撑表面中的一个和所述轴承部件之间。第一次试验已经体现将可倾斜套管构件设置在该位置通常获得最好的效果。尤其是，可能提供用于接收轴承部件和/或所述轴承部件的滚柱或滚珠的“基本完全地对齐的”多个表面。以此方式，相应的轴承部件/滚柱/滚柱的磨损通常能够被最小化。

如果所述可倾斜套管构件被设置在所述轴的所述外周支撑表面和所述轴承部件之间，那么能够获得另一优选实施例。第一次试验已经表明：针对于补偿角度偏差和/或降低由于角度偏差造成的轴承部件的磨损而言，该特有位置通常甚至是更加有利的。

通常地，对于轴承装置而言，所述支撑表面的至少一个和/或所述可倾斜套管构件的表面的至少一个和/或所述轴承部件的表面的至少一个被设计为凸起表面，该凸起表面优选地与基本平坦的表面接触。以此方式，通过凸起表面在平坦表面(或另一相邻表面)上的滚动运动能够“实现”该倾斜，或者-如果从反面看的话，通过平坦表面在凸起表面上的滚动运动而实现该倾斜。以此方式，特别简单的设计是可行的，并且也还是非常有效的。凸起表面能够体现出一定的曲率，该曲率基本上是一段圆弧(如果从设备的相应部分的剖切而成的剖视图观察的话)。然而，该曲率的变化也是可能的。尤其是，基本上任何类型的凸起表面的凸起形状都是可能的，虽然一般地一段圆弧是优选的。通常如果设置单个凸起表面，该一段圆弧是足够的。以此方式，轴承装置和/或可倾斜套管构件和/或安装设备和/或轴的制造能够非常简单。在此情况下，剩余表面(即，剩余(圆周)支撑表面和/或轴承部件的剩余表面和/或可倾斜套管构件的剩余表面)通常是平坦表面。这没有必要排除：设置有一些“圆角”，锥形表面等，或者没有必要排除在一些区域中可能的一些凹部或突出部是可以预见的(这些凹部或突出部能够用于设备的简单组装和/或用于提供迷宫密封，在轴向等方向上的移动的限制件)。

如果所述可倾斜套管构件优选地在所述可倾斜套管构件的相对侧上包括凸起表面和(基本)平坦表面，那么可以获得另一优选实施例。以此方式，轴承装置的制造过程甚至能够更加简化。尤其是，能够使用“常规零件”的标准部件(常规轴、常规安装孔、常规轴承部件)。换言之，“特定的表面零件”因此能够被限定于可倾斜套管构件，该可倾斜套管构件通常是必须预知的额外零件。以此方式，最终的轴承装置尽可能地接近“嵌入式解决方案”。甚至更新变得是可行的。

尤其是，建议：在所述轴承装置中，所述可倾斜套管构件的所述凸起表面面对支撑表面，同时所述可倾斜套管构件的所述基本平坦表面面对所述轴承部件。第一次试验已经表明该装置是尤其有利的，尤其是在与潜在可达到的高支撑负载的组合的情况下，针对于所涉及的部件的较小磨损是尤其有利的。

如果所述支撑表面等同于所述轴的所述外周支撑表面，那么能够得到又一优选实施例。“所述支撑表面”当前意味着是面对所述可倾斜套管构件的凸起表面的支撑表面。相应的服务的布置已经证明通常对于当前提议的轴承装置是尤其有利的，尤其是针对于降低的磨损。

如果所述轴的所述外周支撑表面包括凸起表面，那么能够实现甚至更加优选的实施例。如果轴承装置和/或轴承装置所用于的设备(例如，流体作业机械)是“重新开始”设计的话(与当前提议的轴承装置用作“嵌入式解决方案”的情况相反)，情况尤其如此。这里，第一评估已经出人意料地体现：如果凸起表面被设置在轴上(即，所述轴的外轴支撑表面被设计为凸起表面)，那么用于轴承装置的总体成本甚至能够更低(并且与凸起表面被设置在可倾斜套管构件的情况相比，可能甚至更低)。因为轴需要一定程度的一些加工，所以该情况可能发生。因此，通常的加工工具(如果用的话)能够被简单地编程从而在轴的特定部分中提供凸起表面(一般地不需要重新调整加工工具中的轴)。这与加工可倾斜套管构件相比，这通常趋于不那么复杂。

提议所述轴的所述凸起表面面对所述可倾斜套管构件的优选地基本平坦表面。以此方式，可倾斜套管构件利用其表面(优选地基本平坦的表面)能够在设置在轴上的凸起表面上滚动，这实现了用于多个表面(轴承部件(尤其是滚柱轴承或滚针轴承)被包围在所述多个表面之间)的“完全对齐”的倾斜。

如果所述可倾斜套管构件包括优选地彼此平行地延伸的两个基本平坦表面，能够实现轴承装置的尤其简单的装置。通常能够通过将管切割成几个环状件而简单地获得此种套筒。轴承装置的该实施例是尤其有用的，如果凸起表面被设置轴上。

尤其是可能以此方式设计轴承装置：所述轴承部件选自如下的组，所述组包括滚针轴承、滚柱轴承、滑动轴承和滚珠轴承。应当理解不仅“基本闭合”类型的轴承是可能的，其中在该闭合类型中，相应的支承元件(滚针、滚柱、滚珠等)被包围在居中设置的环状结构的槽中，以使得支承元件(例如，滚针、滚柱、滚珠)基本上没有表面部件与“外部部件”机械接触。替代地，如下的轴承部件电是可能的：相应的支承元件的一些或延伸部件可以被其他构件(例如，被可倾斜套管构件的表面和/或多个支撑表面的一个表面)“机械地接触到”。作为示例，相应的支承元件能够只通过设置在侧向区域中的元件(当从轴向观察时轴承部件的第一部件和/或最后一个部件)被保持就位，或者能够(基本上)根本不包括支撑元件。

如果所述轴承部件是滚针轴承，能够得到尤其有利的实施例。在该情况下，当前提议的轴承装置的固有优点和特征能够尤其好地被实现。

还建议以如下的方式设计轴承装置：所述可倾斜套管构件的长度等于所述轴承部件的长度。至于“长度”，一般地意味着轴向上的尺寸。使用该设计，不仅能够减小安装空间，还能够降低轴相对于安装区域的轴向移动而造成的磨损。

如果所述轴和所述可倾斜套管构件的所述凸起表面的回退部之间的间隙被选择为使得所述可倾斜套管构件的所述凸起表面和所述轴的所述支撑表面之间的接触负载保持在材料的承载能力之下，那么能够实现另一优选实施例。以此，能够实现尤其长时间的轴承装置。

如果所述轴承装置被设计为用于流体作业机械的轴承装置能够实现又一优选实施例。这里，当前提议的轴承装置的设计特征能够尤其好地体现它们内在的特征和优点。

尤其是，所述轴承装置被设计为用于流体作业机械的轴承装置。

尤其是，所述轴承装置能够被设计为在不增加所述轴承部件的特定表面部件中的接触负载的情况下接收所述轴和所述安装设备的角位移。通过单独地和/或组合地使用之前说明的设计特征的一些，尤其能够实现上述的特征。

此外，提议了一种流体作业机械，该流体作业机械包括至少一个目前提议类型的轴承装置。

在图1中，以示意剖视图的形式部分地示出了流体作业机械1。该流体作业机械1包括壳体3，在该壳体3中以使得曲柄2能够相对于壳体3旋转的方式设置曲柄2。曲柄2包括两个支承点4、5，其中曲柄2被壳体3可旋转地支撑。在当前描述的实施例中，图1中的左侧的支承点4包括滚针轴承23，同时在图1的右侧示出的支承点5包括滚珠轴承(其中，滚珠轴承是当前的本领域中的众所周知的标准类型)。

此外，曲柄2示出了偏心件6，在该偏心件6上设置活塞7，该活塞以如下的方式滑动：当曲柄2转动时，活塞7在腔体8中体现出前后移动。活塞7和腔体8的前后移动能够被用于将液压油泵送到高压储存器中，例如。为了简化的目的，当前没有示出泵送功能的细节，但是该泵送功能在本领域中是众所周知的并且容易由本领域的技术人员实现。

曲柄2的延伸到壳体3的外部的一部分示出了齿状部9，该齿状部9用于与其他部件(未示出)的抗扭矩连接。

由于使用的部件的公差，曲柄2的中心轴线10和壳体3的中心轴线11一般地表现出角度偏差，从而在它们之间存在角度12。如果使用的部件(尤其是，壳体3，也是曲柄2和其他部件)以较高精度加工，那么角度12能够被制造地较小。然而，以较高精度加大是更加高代价的并且因此是不利的。此外，除了加工公差之外，由于由活塞7施加在曲柄2上的机械负载，也能够产生曲柄2的角度偏差12，该负载将导致曲柄2的弯曲。因为机械负载根据当前的操作状况而改变，所以曲柄2的弯曲以及因此角度12的大小根据操作状况以不可预测的方式改变。不幸地，如果在两个中心轴线10、11之间存在一定程度较大的角度12，那么发生可旋转地支撑曲柄2的支承点4的加大磨损(以及可能支承点5的加大磨损)。这能够是流体作业机械1的使用寿命的限制因素。

轴承的较早失效将导致代价高的维修并且通常在长期运行上是客户所无法容忍的。尤其是，如果发生两个中心轴线10、11之间的角度偏差12，那么滚柱轴承和/或滚针轴承(如当前采用的用于图1的支承点4的轴承)将易于发生加大的磨损。应当注意，为了感知的谜底，示出的角度偏差12被夸大地描绘。在实践中，通常不会发生此种高的角度偏差12。此外，可倾斜套筒15的凸起表面20(根据轴承装置14的当前描述的第一实施例)的曲率和曲柄35的凸起表面32(根据轴承装置31的当前描述的第二实施例)的曲率(这两者在后文中将详细讨论)为了感知的目的也被夸大。通常地，曲率是较小的。

为了提供轴承装置14(也参见图2，在图2中，示出了图1中的设置在“左侧”的支承点4处的轴承装置14的一部分的放大示意剖视图)，选择具有额外的可倾斜套筒15的特定装置。以此，虽然选择通常非常敏感的滚针轴承装置23(对由角度偏差12造成的加大的机械磨损较敏感)，但是形成的轴承装置14在没有过度增大的磨损的情况下也能够忍受甚至较大的角度偏差12。

在支承点4，可旋转曲柄2设置有外周面16，该外周面16根据轴承装置14的当前示出的第一实施例被加工为平坦表面(即，在轴向上观察时不存在凹面或凸面，当然，由于外周面16的圆筒形状，当沿着周向观察时相应的表面是凸面的)。此外，在外周面16的一侧，使用曲柄2的具有增大的半径的部分17以防止可倾斜套筒15在轴向上“朝向右侧”移动。类似地，在外周面16的相对的一侧，设置槽18，在该槽18中能够设置开口环19(或类似设备)。该开口环19避免可倾斜套管15进行“朝向左侧”的移动。

外周面16被可倾斜套管15包围。可倾斜套管15在一侧具有凸起表面20并且在另一侧具有平坦表面21(根据当前示出的第一实施例)。在当前示出的实施例中，凸起表面20指向外周面16(即，指向可倾斜套管15的内侧)，同时平坦表面21指向可倾斜套管15的外侧，从而面对滚针轴承23的滚针22。

滚针轴承23被设计为局部开放的滚针轴承。因此，滚针22与可倾斜套管15的平坦表面21直接机械接触。为了将滚针22保持在它们的适当位置中，设置环绕型外环24。环绕型外环24被设置在滚针22和壳体3的被设置在流体作业机械1的支承点4处的内周面25之间。当前，滚针轴承23的环绕型外环24的两个表面(径向地定位的外表面和内表面)以及内周面25被设计为平坦表面。此外，滚针轴承23的滚针22被设计为“平坦圆柱”，即它们没有体现出锥形形状。仅仅为了完整性，应当注意滚针22能够包括一些轴向突出部26(当前情况正是如此)，该突出部26接触滚针轴承23的环绕型外环24。尤其是，孔被设置在环绕型外环24中，从而滚针22能够被保持在它们的适当位置中，同时该滚针22还是可以旋转的。此种设计对于本领域的技术人员是明显地可获知的，并且出于简化的目的，其进一步的细节现在将不再说明。

与槽18类似，其中插入在该槽中的开口环19被用于与曲柄2连接，壳体3在支承点4的附近具有两个槽18，其中开口环19(以及类似设备)被插入在这两个槽18中以防止滚针轴承23的轴向移动。

尤其从图2中可以看出，壳体3的内周面25的“轴向长度”(轴向尺寸)，曲柄2的外周面16的“轴向长度”(轴向尺寸)，滚针轴承23的“轴向长度”(轴向尺寸)和/或可倾斜套管15(体现为环状结构，所以其可以被理解为可倾斜套管环或可倾斜环)的“轴向长度”(轴向尺寸)基本是相同的。因此，曲柄2相对于壳体3基本没有轴向移动是可以预见的和/或可能的。

然而，可倾斜套管15的凸起表面20和曲柄2的(平坦)外周面16之间的力支撑区域27是较小的(与此相反，可倾斜套管15、滚针22、环绕型外环24、滚针轴承23和/或壳体3的内表面25之间的力支撑区域/接触区域的尺寸基本上彼此对应，和/或基本上对应于支承点4的轴向长度)。在力支撑区域27的外侧(可倾斜套管15和曲柄2的外周面16之间的接触区域)，在力支撑区域27的两侧存在间隙28。

如果曲柄2和壳体3的中心轴线10、11之间的角度12出现，那么该角度偏差12能够借助于可倾斜套管15被补偿。尤其是，可倾斜套管15将利用其凸起表面20沿着曲柄2的外周面16在轴向上滚动。以此方式，可倾斜套管15的平坦表面21和滚针轴承23的滚针22的表面能够彼此平行地保持为“完全地对齐”(当然，在实际情况下，通常存在一些较小的公差)。如果凸起表面20沿着曲柄2的外周面16滚动，那么力支撑区域27相应地将移动到左侧或右侧(图2的视图)。结果，在力支撑区域27的左侧和右侧的间隙28的尺寸(高度和/或长度)也将改变。

应当注意，由于几何尺寸的考虑，可倾斜套管15(相对于外周面16)的必要倾斜角度沿着可倾斜套管15的外周和曲柄2分别改变。因此，力支撑区域27通常不形成沿着曲柄2的外周面16的直线型环。替代地，该力支撑区域27沿着其圆周在轴向上体现了轴向弯曲。因此，可倾斜套管15当沿着其圆周时其自身是扭曲的。因此，对于可倾斜套管15，材料必须被选择为在足够的扭曲能力和抵抗机械力的足够的稳定性之间体现出很好的折中，由于施加在轴承装置14上的机械负载而产生该机械力。第一次试验已经表明，钢，尤其是工具钢和/或弹簧钢，能够同时很好地满足这两个需求。再次应当注意中心轴线10、11之间的角度12一般地较小，从而用于扭曲可倾斜套管15所需要的能力不需要特别大。

对于本领域的技术人员显而易见的是：凸起表面20能够多样地选择。在当前示出的示例中，凸起表面20仿形为一段圆弧(虽然原则上其他凸起形状是同样可行的)。此外，凸起表面被设置成其相对于可倾斜套管15的中间表面是镜像对称的(在不变形的状态下)。然而，凸起表面20的非对称形状同样可以采用并且甚至趋于更加有利的，尤其是对于特定的操作条件而言。

类似地，设置凸起表面20(多个凸起表面20)的地方(多个地方)能够与轴承装置14的当前描述的第一实施例不同。

为此，示出了根据如图3所示的轴承装置31的第二实施例的示例。此种轴承装置31示出为通过轴承装置31的剖面的放大剖视图。轴承装置31被用于支承点30(根据第二实施例)，该支承点30例如能够替代如图1和2所示(并且如前所述)的支承点4。

图2和图3示出了基本相同的视图。此外，涉及的大多数零件是基本相同的或者至少彼此类似的。为了提高理解度，类似的(或者甚至相同的)零件以相同的附图标记表示。应当理解相同的附图标记没有必要暗示采用完全相同的零件。替代地，可以发生小的改变。一般地，相应的零件的目的类似或相同，如果使用相同的附图标记的话。即使使用不同的附图标记，相应的零件可以具有一定程度上类似的特征部。

根据轴承装置31的第二实施例，作为与轴承装置14的第一实施例的主要不同在于：轴承装置31的凸起表面32被设置在曲柄35的外周面33上(在沿着定位有轴承装置31的曲柄35的轴向的剖面中)。该设计能够趋于是优选的实施例，如果流体作业机械1是“重新开始”设计的话(即，没有必要使用之前设计和/或之前制造的零件)。应当注意，曲柄35(或者根据第一实施例的曲柄2的加工)在任何情况下(大多数情况下)是必要的。在该加工中，通常在曲柄35的定位有轴承装置31的部分中设置凸起表面32通常不是很成问题。通常地，对此，只需要修改加工工具的程序。然而，应当理解(至少一定程度上)“之前使用的部件”不再被使用，因为零件的至少一些的尺寸和/或设计必须被修改获得根据第二实施例的流体作业机械。

对应于沿着曲柄35的外周面33设置的凸起表面32，可倾斜套管34现在表现为彼此平行地(以及彼此相对地)设置的两个平坦表面21。换言之，可倾斜套管34具有圆柱筒(具有有限的厚度)的设计。此种圆柱筒通常非常容易生产。通常地，在不需要很多的加工的情况下，管能够被简单地切割成多个环。

虽然是“逆向设计”(针对于被定位在曲柄35上的凸起表面32与可倾斜套管34的平坦表面21接触的装置)，可倾斜套管34还能够沿着凸起表面32滚动，因此提供了包围滚针轴承23(或类似的轴承部件)的多个平坦表面的“完全平行的”对齐。这具有如前所述的优点。

虽然已经参考特定的实施例示出和描述了本公开，但是本领域的技术人员应当理解在不脱离本公开的精神和范围的基础上可以对本公开作出多种修改。