接触轴承的制作方法

专利名称：接触轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接触轴承，并且更具体地涉及一种延长了使用寿命的滑动接触轴承。
背景技术：
轴承有广泛的应用范围。代表的应用例包括简单的门铰链、内燃机、重型建筑装备以及其它的可以使轴承遭受腐蚀性材料、磨损性颗粒，或者无润滑油环境的应用。在这些应用和其它应用中，轴承支承连接着的机件之间的接触力，同时让这些机件能够彼此相对地运动，不论是经过直线运动、旋转运动，还是其结合。
磨损是经过对轴承持续地使用可发生的退变。磨损经常由磨擦增加引起，所述的磨擦是对机件之间相对运动的阻力。一些起磨损作用的磨擦的原因包括轴承内的松散颗粒犁进(例如切割进)和轴支表面上的粗糙(例如表面不规则)相互作用。
现有技术通过提供比其接触的表面软得多的表面应对犁进现象。用这样的技术，犁进现象主要发生在较软的材料中，产生较小的能耗并且产生的磨擦比采用相对硬的材料时发生的磨擦小。采用较软的材料还可以让松散的颗粒嵌入进较软的表面中，从而基本上从表面之间的界面排除。这还有减少磨擦的作用，因为颗粒不再在轴支表面相互作用。现有技术还通过引入颗粒阱减少犁进，所述颗粒阱通过从轴支表面收集走颗粒而减少轴支表面之间的颗粒量。
现有技术中已经应对了粗糙影响。例如，通过提高轴支表面光洁降低粗糙影响的量和严重性。
对于某些的轴承，犁进和粗糙的影响不成为问题。例如对于液压轴承就不大考虑犁进和粗糙影响，液压轴承在工作中一般不造成相互直接接触。

发明内容
在本发明的一个方面，接触轴承包含带弹性的基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。
在本发明的另一个方面，接触轴承包含基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。同时，多个支承构件每个都包含一个第一区域用于接触对置的轴支表面，以及第二区域用于接合基座，其中第二区域大于第一区域。
在本发明的另一个方面，接触轴承包含基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够运动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。这多个支承构件用阵列状的构形安排。
在本发明的再一个方面，接触轴承包含基座和多个嵌入基座内并且从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。这多个支承构件的每个都包含与对置的轴支表面接合的第一端和嵌入在基座中的第二端。
在本发明的又一个方面，接触轴承包含基座和多个条形的、销钉状的从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。
在本发明的一个补充的方面，接触轴承包含基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。所述支承构件的第一组有第一挠性特征，而所述支承构件的第二组有不同于第一挠性特征的第二挠性特征。
在本发明的另一个方面，接触轴承包含基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。所述支承构件构成和设置为基本上阻止接触轴承与对置的轴支表面之间的第一模式非滑动式的运动，而基本上允许接触轴承与对置的轴支表面之间的第二种模式非滑动式的运动，在此第一模式不同于第二模式。
在本发明的又一个方面，接触轴承包含基座和多个从基座伸出的支承构件。所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。所述多个支承构件第一组构成和设置为基本上允许对置的轴支表面运动得靠近基座，而所述多个支承构件第二组构成和设置为基本上阻止对置的轴支表面运动得靠近基座。
本发明的不同实施方式提供某些优点并且克服现有技术接触轴承的某些缺点。
本发明的实施方式可以不共有同样的优点，而有共同优点的实施方式可不在所有情况下都有同样的优点。这就是说，本发明提供数种优点，包括上述的延长使用寿命的优点和/或提供高工作性能的优点。
下面参照附图详细地说明本发明的其它特征和优点，以及各种实施方式的结构。


现在以举例的方式，参照

本发明的各种实施方式，在附图中图1为根据本发明的一个方面的包括圆柱形轴承的系统的示意性透视图；图2为根据本发明的另一个方面的圆柱形轴承的示意性透视图；图2A为根据本发明的另一个方面的轴承的示意性端视图；图3为根据本发明的再一个方面的圆柱形轴承的透视图；图4为根据本发明的又一个方面的圆柱形轴承的透视图；图5A为在两个对置的轴支表面之间的犁进示意图；图5B为在两个对置的轴支表面之间的粗糙相互作用的示意图；图6为沿图2A的线6-6取的示意性透视图，示出根据本发明的一个方面在轴承上形成的多个支承构件；图7为在轴承上形成的多个支承构件的示意性透视图，同时示出置于支承构件界定的间隙中的材料；图8A至图8D示出形成在轴承上的支承构件的几个实施方式的示意性透视图；
图9是包括根据本发明的一个方面的包含直线轴承的系统的示意性透视图；图10是根据本发明的另一个方面的直线轴承的透视图；图11是根据本发明的一个方面的局部柔顺性的轴承的示意性透视图；图12是根据本发明的另一个方面的圆柱形轴承的透视图；图13是部分地用图12所示的实施方式得到的实验结果的图表；图14是根据本发明的另一个方面的轴承的示意性剖视图；图15是根据本发明的另一个方面的轴承的透视图；图16是根据本发明的另一个方面的轴承的透视图；图17是根据本发明的另一个方面的轴承的透视图；图18是根据本发明的另一个方面的轴承的透视图；图19是根据本发明的另一个方面的轴承的图示；图20是根据本发明的另一个方面的轴承的透视图；图21是用于轴承中的板状结构的透视图；图22A至图22C示出轴与轴承之间的运动的各种模式的模型；以及图23A至图23D示出轴承刚性的代表例。
具体实施例方式
本发明的轴承用于支承对置的轴支表面并且允许其间的相对运动。所述的轴承通过并入可应对许多磨擦和磨损的原因的表面构成为具有长的寿命。
在一个方面，如全文收入本说明书中作为交叉参引的、共同待批的美国专利申请系列号10/167,070中所述，轴承可以包括多个从基座伸出的多个支承构件形成的局部柔顺性的表面。该多个支承构件联合在一起可以支承经对置的轴支表面施加在基座上的负载，且同时允许其间的滑动运动。支承构件可以独立地运动或者挠曲以适应不规则性，譬如位于支承构件与对置轴承之间的粗糙或者松散颗粒。在此意义上，一些轴承的“局部”区域可以考虑为柔顺性的从而适应不规则性。用这样的局部柔顺性的表面适应不规则性可以减少磨损并且对延长轴承寿命起作用。
可以使用多种结构以形成局部柔顺性的轴承。在一些实施方式中用与基座形成整体并且从基座伸出的悬臂梁形成局部柔顺性的轴承。悬臂的特性使支承构件能够挠曲。在其它实施方式中，支承构件从具有弹性的(例如具有相对低的弹性杨氏模量的)基座伸出，通过基座的弹性使支承构件能够挠曲。支承构件还可以嵌入进基座中。另外，增加嵌入的支承构件与基座之间的接触面积可以减少其间的应力，这可以延长轴承的寿命。
所述轴承还允许在轴承一部分处有非滑动式的运动，并且允许该轴承部分和其对置轴支表面相互较靠近运动。在此方面，一组支承构件可以共同运动以辅助在对置轴支表面和支承构件之间分散负载。在此意义上，轴承的一些“全局的”区域可以挠曲以适应负载。该共同或者全局的运动可以降低峰值接触压力。这样的全局柔顺性轴支表面降低峰值压力可以延长轴承寿命。
在另一些方面，轴承的较挠性的部分可允许对置轴支表面有较大的压缩，并且从而允许一定程度的某些非滑动式运动。轴承的其它部分可以有较低的挠性并且允许较小的压缩，从而阻止其它非滑动式运动。在轴承的要求更加有挠性的部分中可以使用较挠性的支承构件、较挠性的弹性基座，或者较少的支承构件。可以设计有可变挠曲程度的轴承以具有用户定做的柔顺性。这样的轴承可以在为之设计的特定应用中利于提高轴承寿命。
以上所述的一个或多个特征可以体现在轴承中，每个特征独立地或者结合地对延长轴承寿命起作用和/或在整个轴承使用期间降低磨擦力。
现在参见附图，特别是图1至图4，图中示出本发明的一个实施方式和应用。图1示出通过圆柱形轴承24安装在机件22中的轴20。该安排设计用于允许轴与机件之间的滑动式运动，譬如绕轴的中心轴线26旋转或者沿该中心轴线平移。轴承24通过提供降低了磨擦性的负载表面21辅助轴与机件之间的相对运动。在轴支表面21之一损坏或者磨损了以后，轴承24还可以拆卸和更换，这消除了更换整个轴或者配合的机件需要。图1的轴承24可以固定地安装到轴20上、机件22上，也可允许对轴和机件都相对浮动。它可以包含完全的圆柱形截面，或者包含一起形成完整的或者部分的圆柱形截面的多个截面。可以采用一对同轴安排的两个分开的轴承，以第一轴承固定地安装在轴20上而第二轴承固定地安装在机件22上并且与第一轴承对置。变通地，轴和/或机件可以提供对置的轴支表面，所述的对置的轴支表面造成与轴承24的直接接触。
轴承允许以受控制的方式发生滑动接触。这就是说，允许对置的轴支表面之间有某些滑动式运动，同时阻止或者基本上限制其它非滑动式的运动。术语“滑动式运动”在本文中指代对置轴承之间的压缩量，或者等效地说支承构件的运动量，保持基本上恒定的运动。例如，图1的圆柱形轴承24允许轴绕中心轴线26旋转并且允许沿同一个轴线位移。在每个运动方式中支承构件的运动量基本上是保持恒定的。在滑动式运动过程中对置轴支表面一般地沿相互平行的方向运动。如果图1的轴要沿垂直于中轴线的方向运动或者绕中轴线以外的轴线转动，轴表面的部分会运动得较靠近支承构件，或者受支承构件较大的压缩，同时其余的部分会运动得较远离支承构件，或者受支承构件较小的压缩。这些是非滑动式运动的例子。滑动式运动常可与非滑动式运动同时发生。在此方式下，当非滑动式运动与滑动式运动同时发生，术语非滑动式用于描述运动的非滑动的部分。发生非滑动式运动的陈述不表示不能够同时发生滑动运动。另外发生滑动式运动的陈述不表示不能够同时发生非滑动运动。
如图2至图4所示，局部柔顺性表面40可以包含从基座30伸出的支承构件28的阵列性安排或者说阵列。在该实施方式中的支承构件配合形成圆柱形轴承24的内表面32，用于支承圆柱形轴(图中未示)的对置轴支表面。每个支承构件28包含连接到基座的第一端34和用于以滑动接触去接触和支承所述轴的第二端36。这些支承构件28可以独立地运动，以使表面能够适应松散颗粒，并且从而减少否则由于犁进可能发生的损坏。独立的运动还让表面能够减少与表面粗糙或者其它表面不规则性接触招至的损伤。在此意义上，表面32可以支承对置的轴支表面，而支承构件的独立运动在其表面的“局部”点适应不规则性。因此，该表面称为“局部柔顺性的”。在图2和图2A所示实施方式中，支承构件形成在内圆柱形表面32上。在图3实施方式中，支承构件示出在外圆柱形表面46上。在图4实施方式中，支承构件既示出在内圆柱形表面32上也示出在外圆柱形表面46上。
通过允许其它支承构件承载较多的对置轴承之间的负荷，支承构件的独立运动减少了加于对置表面之间的压力和任何不规则性。这防止表面不规则性，诸如粗糙，受到可能把它们从轴支表面上去除并成为松散颗粒的较高压力。这还防止松散颗粒或者表面不规则性，受到可能在从轴支表面上去除之前使它们犁进进轴支表面的较高压力。支承构件被偏压向对置表面，从而一旦支承构件挠曲以适应不规则性后，支承可以移回以直接支承对置表面。
如前所述，局部柔顺性表面应对几个磨损和磨擦的原因。下面更加详细说明一些所述原因，包括由于松散颗粒造成的犁进，和粗糙相互作用造成的轴承损伤。犁进示于图5A中，图中示出两个常规轴承48彼此相对滑动，带有留滞在轴承之间的积聚的颗粒54。两个对置的常规轴承48之间的粗糙44之间的相互作用示于图5B中。
在犁进时，位于对置的轴承之间的颗粒42或者积聚的颗粒54由于对置轴承之间承载的负荷集中在积聚的颗粒周围而产生高的接触压力点。这种高接触压力可以引起颗粒留滞在轴承48中并且造成损伤。由于轴承48继续相对滑动，沿两个轴支表面之一或者两个表面拖曳留滞的颗粒，造成进一步的损伤，最典型地是以犁沟50的形式，其特征是带有隆起的棱的沟槽。除了造成磨损以外，产生犁沟50的过程和犁沟作用留下的粗糙表面增加了轴支表面之间的磨损。
随着颗粒犁进入轴承中，它们可以产生另外的磨损颗粒42，所述另外的颗粒可从轴承脱落。这些新的颗粒可以聚集成较大的、可滞留在轴支表面中的颗粒并且引起进一步的犁进损伤。随着这种现象继续，可以在两个轴支表面之一或者两个表面上发生脱层。脱层是以片样方式从轴支表面之一脱下材料。脱层对轴支表面是破坏性的并且往往导致显著的磨损，增加磨擦，并且地潜在地造成灾害性故障。
在本文提到的粗糙44是可在一定程度在轴承48上存在的一些小的突起，如图5B中所示。当把这些表面置为相互接触以承载负荷时，许多这样的粗糙会受迫接触对置轴支表面的粗糙44。一定程度上发生粗糙相互作用以支承轴支表面之间的接触力，然而较大的粗糙将较大地对轴支表面之间磨擦和磨损起作用。在其相互作用时，粗糙44还可以从表面剥离从而变成松散的颗粒42。大多数粗糙在1至5微米之间，但是可以在0.5至30微米之间甚至以上，这取决于用于制造所述表面的制造工艺。
从表面上剥落并且留在轴承之间的粗糙着它们的相对运动可以聚积成较大的颗粒，并发生犁进现象。聚积的颗粒54尺寸范围可以在5微米至数百微米之间。其它可以引起犁进的异物碎屑，典型的尺寸在20至80微米之间。然而任何可能镶入对置轴支表面之间的颗粒都可以认为是异物碎屑，并且可能引起犁进。
现在返回说明本发明的实施方式，图6示出图2A所示的支承构件的抵近视图。在此局部柔顺性的表面40包含多个从基座30垂直地伸出的端部的支承构件28。在此实施方式中支承构件在截面上是矩形的，其长度约为其宽度的三至十五倍，然而本发明不限于这些几何条件，因为在本发明可以构想其它多种几何条件。这些支承构件间隔开以在其间确定间隙56。在此实施方式中间隙56与支承构件有大致相同的截面尺寸。它们为对置的轴承之间的颗粒提供了易于退出的通道。只要处在间隙56中，颗粒使轴承受损伤的倾向就降低了。如果颗粒不落入间隙中，它们就可以最终从轴承之间退出，可能地经轴承的边缘57退出。
图6示出的实施方式具有设置在每个支承构件28四侧的间隙56。然而在其它实施方式中，间隙可以连续地从轴承的边缘57伸展到轴承的对侧边缘，产生经轴承从一侧到另一侧的直接通道。这样的通道可以为清洁积聚的颗粒的间隙提供方便的通途。图6中所示的实施方式还示出阵列方式安排的支承构件，在支承构件任一侧上都有相似尺寸的间隙。然而其它的实施方式可以具有以任何其它规则地间隔开的阵列构形安排的、甚至是以不规则的阵列安排的支承构件，因为本发明不受限于这个方面。所述间隙还示出基本上由支承构件从其它间隙分离开。然而，所述间隔还可以连续地绕支承构件的所有侧面伸展或者采取其它的形状，因为本发明不受限于这个方面。
在另一个实施方式中，诸如图7中所示，材料58置于由相邻支承构件界定的间隙56中。这种材料还可以存在于一些间隙56中或者所有间隙56中。它可以填充整个间隙或者间隙的部分，因为本发明不受限于这个方面。它可以进一步支持支承构件28，或者它可以简单地包含间隔填充物以防止否则可滞留于其中的松散颗粒积累并且有效地防止支承构件挠曲。这样的填充物可以是高度挠性的材料，该材料不会不利地影响支承构件挠曲。在其它实施方式中，所述材料可以包含可以随着时间加到轴承上的润滑剂。这可以随着支承构件磨损自然地发生，因为在轴承中产生的热引起润滑剂改变粘度并且向轴承迁移，或者通过其它的机构使润滑剂向轴承迁移。在其它实施方式中，一些支承构件(例如每隔五个支承构件)可以采用随着时间推移加在轴承上例如石墨的固体润滑物制造。
现在返回参见图2的圆柱形轴承，图中示出的轴承带有局部柔顺性的内表面以允许轴20与另一个机件22之间的滑动式运动。图3和4示出局部柔顺性的圆柱形轴承的其它实施方式。图3的实施方式具有局部柔顺性的外圆柱形表面46。这种轴承可以固定的轴的外表面上，以允许机件22与轴之间的滑动式运动。图4的实施方式在其内和外圆柱形表面上都具有局部柔顺性的表面40。这种轴承可以置于轴20与另一个机件(未示)的内圆柱形表面之间，因为它浮动在轴20与机件22表面之间，可以支持轴20、轴承24与机件之间的相对平移和/或旋转。尽管这些轴承的局部柔顺性表面40设计为接触常规轴承和轴，可以用局部柔顺性表面接触另一个轴承。
不论图3还是图4中的实施方式的外圆柱形表面都具有沿不垂直于基座的方向安排的直线支承构件。图2和图4中的实施方式的内圆柱表面32具有弯折部(“狗腿”形状)的支承构件，它们的第二部分36在一定程度上垂直于基座30。弯折构件的第一部分34具有基本上恒定的截面积，这在接近于基座30的点上截面积较大的支承构件之间产生间隙56。该间隙提供了大量空间以持定从支承构件和对置轴承之间去除的松散颗粒42。尽管这些轴承在图中示出具有特定的、局部柔顺性的表面40，然而本发明不受限于这个方面。
图2、图3和图4示出一些从基座30的同侧(例如外圆柱形表面或者内圆柱形表面)，但是沿不同方向伸出的支承构件28。用这些特殊的构形，向沿不同方向延伸的相邻支承构件弯曲的支承构件28将在弯曲一个短距离以后很可能接触该相邻的支承构件。在其它情况下，当沿其它方向弯曲时，支承构件可运动较大的距离。以此方式，支承构件28可适于沿不同方向不同地运动。通过修改支承构件的截面形状可以得到类似的结果。例如矩形的截面将具有沿不同方向有不同的弯曲特征。当然，本发明不受限于这个方面，因为支承构件可以有任何的挠曲特性或者可以沿相同的方向延伸，或者沿不同方向的任何组合延伸。
图2至图4的实施方式示出与从基座悬臂状伸出且与基座成为一体的支承构件。尽管这些图中示出的支承构件相对地大，但是可优选地具有数个相对小的、包含轴承的局部柔顺性的表面的支承构件。例如在一些实施方式中要求有100平方微米或更小截面积的支承构件。然而，用特定负载要求的应用，或者预期遭遇较大的、松散颗粒的应用可得益于数量较少和/或较大的支承构件。另外与制造数量多的、小的支承构件相关联的成本可使有较少但是较大的支承构件更加优越。在一个实施方式中，支承构件在其第二端具有大约0.4mm乘0.4mm的方形截面积。在另一个实施方式中，支承构件第二端具有1mm乘1mm的截面积。在又一个实施方式中，第二端可具有大约2mm乘2mm的截面积。另外，多数支承构件长宽比为三倍至十五倍。也可以采用其它适当尺寸的支承构件，因为本发明不受限于这个方面。填充密度是局部柔顺性表面的描述性特征，所述填充密度一般地与形成局部柔顺性表面的支承构件的数量和尺寸相关。填充密度定义为支承构件末端与对置轴支表面之间的接触面积除以其支承的对置轴支表面的投影面积。尽管可以有较大或较小的填充密度，多数实施方式具有约50％-60％的填充密度。
如针对图2和图4所讨论的，支承构件可以形成包含第一直线部分34和第二直线部分36的弯折部，这也在图8A中示出。这些直线部分34、36之任一都可以垂直于基座(如图2和图4所示)或者也可以是两个都不垂直于基座的(如图2和图4所示)。弯折部的第一和第二部分的截面积可以是相同长度和相同截面积的，或者在截面积和长度两个方面任一个或者全部中，一个部分可以大于另一个。当支承构件的第二部分36不垂直与基座30时(如图8A中所示)，远端面64的楔形侧66可以帮助在松散颗粒42抵达楔形侧66时把它们导入进间隙56中。在抵达的松散颗粒42变为楔形且在对置轴承与第二端36之间时，与对置轴承呈锐角的端面64的侧边68可以帮助促进支承构件28弯曲。楔形侧66和形成锐角的侧68的构形还可以通过斜削或者斜切支承构件28的侧面，或者通过用不同方式安排支承构件形成，因为本发明不受限于这个方面。
图8B示出沿其长度改变截面积的支承构件。改变截面积可有助于达到特定应用所要求的挠曲特性。当支承构件远端面与对置轴承长期接触磨损时，此方式还可以让支承的远端面64的截面积增大。随着端70的磨损引起支承构件长度缩小，端面的对应面积70增加。当这在数个支承构件上发生时，它会增加柔顺性轴支表面的净面积。这种面积的增加会减少每个支承构件受到的接触压力，这可降低以后受的磨损的速度。在这样的情况下，支承构件还将能够支承对置的表面，尽管它们的长度减少了。通过支承构件抵对对置轴支表面预加载(即初始挠曲)，让支承构件能够随着磨损减少支承构件的长度保持对对置轴支表面相同的接近性，上述目的是可能实现的。
悬臂梁式支承构件28的其它实施方式示于图8C和8D中。图8C示出非对基座30垂直的支承构件，而图8D示出包含弧形72的支承构件。尽管这些支承构件的第二部分或者说远端部分36沿与第一部分34相同的方向延伸，也可以把第二部分36安排得沿其它方向从基座伸出，而不论是否垂直于基座。弧形72可以包含恒定的曲率或者变通的，也可以为适应特定应用包含组合的曲率。本文说明的任何一个实施方式的支承构件28都可以结合其它相同形状的支承构件使用，或者变通地，它们也可以结合由本发明所说明或者构想的支承构件的任何组合使用。尽管图中示出了支承构件形状的各种举例，但是应当理解本发明不受限于这个方面，因为可以采用其它适当形状的支承构件。还有支承构件可以沿任何适当的方向从基座伸出，只要远端可以运动以适应粗糙或者颗粒。从而尽管在某些实施方式中，支承构件对基座有特定的角度θ，然而其可以采用任何角度，只要支承件可以运动，例如朝向或者远离对置表面弯曲或者挠曲。
图9示出根据本发明的另一个方面的直线轴承86的示意图。该特定的轴承86包含U字形截面84，用于引导沿一个方向的平移；然而其它实施方式可以简单地包含平面的轴承，使得机件87、89可以沿多个方向相对平移，因为本发明不受限于这个方面。如同圆柱形轴承24的情况那样，直线轴承86可以固定地安装到机件87、89的任一个上，或者等同地可以允许在两个机件之间浮动。直线轴承86还可以包含一对轴承，每个安装到所述机件之一。直线轴承86可以设计得适应机件87、89之间的连续的接触或者间歇的接触。例如，在间歇地接触的情况下，第一机件可以在通过平移越过第二机件的两边缘之一而完全地离开第二机件的应用中，或者第一机件在垂直地提升离开轴承的应用中。
图中示出所述轴承对置于常规的轴承48，尽管它也可以对置另一个局部柔顺性的表面40。图10中所示的特定轴承可允许滑动式运动，譬如沿平行于其局部柔顺性表面的平移或者旋转。其它的实施方式可以包括限制这种运动或者允许附加的运动的特征。所述的附加的运动可以包括非滑动式的运动，譬如一个轴承86相对另一个倾斜。
与上述实施方式相关联的任何特征都可以合并进直线轴承结构中。本文说明的直线轴承和圆柱形轴承两者的特征都可以合并进既有直线部分也有弧形部分的轴承中。例如，直线轴承可以具有刚性基座的柔顺性表面，该刚性基座包含从其伸出且与其一体的支承构件，该直线轴承还可以有带嵌入于其中的支承构件的弹性体基座，或者是其任何组合，因为本发明不受限于这个方面。
如前文所述，局部柔顺性的轴承的其它实施方式可以包含从有弹性的基座，譬如用弹性体材料形成的基座，伸出的支承构件。在一些这样的实施方式中，仅用基座的弹性就可以让基本上刚性的支承构件28挠曲。在其它实施方式中，支承构件的挠性本身补充于基座的弹性可以允许它们挠曲。这类局部柔顺性的轴承可以与使用整体的、悬臂梁式支承构件提供相同的益处。然而它还可以提供降低支承构件与基座之间的应力的好处。某些具有带弹性的基座的实施方式还表明其易于制造或者较好地适用于特定的应用。
图14示出具有嵌入在基座100中的支承构件的轴承的一个实施方式的截面图。该基座具有弹性。此例中的对置轴支表面包含常规的轴20。该轴承是圆柱形的一部分，并且包括另一个弹性的底座或者壳33，所述的底座或者说壳33对接并且支承弹性的基座100。壳33可以用弹性材料形成，如果连续的铸模弹性体；然而它还可以用基本上刚性的材料形成，因为本发明不受限于这个方面。
尽管示出了恒定曲率的弧形，在该实施方式或者其它实施方式中曲率也可以变化，因为本发明不受限于这个方面。在此特定的实施方式中，支承构件不与壳33发生直接接触，而是通过部分的弹性基座100与壳分隔开。通过支承构件相对于基座100的枢转或平移(直线)，具有弹性基座的实施方式能够提供具有局部柔顺性表面的支承构件较小的独立运动，然而通过压迫或弯曲支承构件28，具有大致刚性基座的实施方式可以一般地完成这些运动。枢转和径向平移运动的例子在图14中分别地用线X和Y示出。当支承构件枢转时，其近端35基本上保持相同的位置而其第二部分运动。在径向平移时，整个支承构件沿其自身的纵轴51运动。当然，在某些实施方式中枢转和直线平移可以同时地发生。
当与基座成一体的悬臂梁式支承构件处于弯曲的模式中时，支承构件与基座之间的大部分应力集中在基座与支承构件的过渡区域中。当支承构件在有弹性的基座中枢转和/或平移时，支承构件与基座之间的负荷多数分布在基座与支承构件之间的全部接触表面29上。在整体悬臂梁支承构件实施方式的情况下，这些接触表面大都包含比基座与支承构件之间的过渡相邻的那些区域大的面积。结果相似的负荷可以分布在较大的面积上，从而在带有弹性的基座的轴承中产生较低的应力。例如，支承构件28连接到在基座100上的区域的面积可以是支承构件28的周长乘以嵌入的支承构件28的长度。这个面积一般地比支承构件与基座之间的过渡的面积大得多，后者可以大约等于支承构件的截面积。
图15示出接触轴承的另一个实施方式，在此每个圆柱形的、销钉状的支承构件的近端35完全地插入弹性基座100中，从而近端35可以与基座100的外表面104平齐，所述外表面104接触支持外壳(未示)。在此实施方式中，支承构件的径向平移相当地减少了，因为支承构件与弹性的壳33直接接触。在带有刚性的壳33的结合使用的相似实施方式中甚至可以防止径向平移。然而，在这样的实施方式中，支承构件可以通过独立地枢转运动以适应不规则性，或者如果支承构件有一些程度的挠性也可以通过自身弯曲去适应不规则性。尽管图15的实施方式示出支承构件的近端35与基座100的外圆柱形表面一致，还可以把它们倒圆以有利于对壳33的内圆柱形表面枢转。另外，在壳的内圆柱形表面中可以形成袋或者其它零件容纳支承构件的端35以得于枢转或者甚至允许某种径向运动。
图16示出包含第一弹性体基座101和第二弹性体基座102的基座的本发明的实施方式。该特定的实施方式与图15中所示的实施方式相似，不同的是附加了位于第一弹性体基座101与壳33之间的弹性体基座102，该壳33可以是刚性的也可以是弹性的。第二基座102可以提供壳33与支承构件28的近端35之间的分隔，且还支承端35。这种分隔和支承可以允许支承构件除了在弹性体的基座内枢转之外独立地沿径向平移。第一和第二基座可以由具有不同的弹性或者相同的弹性的材料构成，因为本发明不受限于这个方面。允许支承构件进行的枢转和径向平移的量可以通过改变不同基座的尺寸或者弹性(或者其它特性)，或者改变壳的弹性来调节。如同其它实施方式的情况一样，支承构件可以连接到两个壳之一或者全部。另外，第一和第二基座101、102可以相互连接和/或连接到壳33本身。
通过提供每个支承构件的近端35与基座100的外圆柱形表面104之间的间距37，图17所示的实施方式允许支承构件径向平移(即沿其纵轴51运动)。与其它实施方式相似，可以提供刚性或者弹性壳33包绕和支承弹性体的基座。变通地，该实施方式和其它实施方式可以直接用于下述应用中，该应用中当轴承在使用时，现有基座或者壳包绕和支承经弹性体基座100传递的力。当支承构件运动以适应不规则物时，在支承构件28与壳之间的间距37为每个支承构件单独地或者结合枢转动作的平移提供空间。在该实施方式和其它实施方式中，支承构件可以连接到或者以其它方式固定到弹性的基座上。这使它们能够较好地支承沿径向(即沿纵轴方向)的径向负荷，因为它防止支承构件以不限制的方式在基座内滑动。
在图18所示的实施方式中，支承构件经第一弹性体基座101的任一侧伸出。第二弹性体基座(未示)可以绕第一基座布置并且联结到支承构件28的近端部分39。如在图15中实施方式，第二弹性基座102的外圆柱形表面104可以与支承构件的近端35平齐，或者它们也可以从该表面凹陷进如在图17中的实施方式。联结支承构件和两个基座之间的所有接触区域可以辅助在基座与支承构件之间传递负荷。然而其它实施方式可以只有一个基座联结到或者没有基座联结到支承构件，因为本发明不受限于这个方面。
某些支承构件28可以设有嵌入在基座101内的向外扩张的近端35，以对径向的支承构件运动提供较大的阻力。图19示出包含第一和第二基座(第二基座未示出)的实施方式。这的扩张的末端在需要非常高强度的系统应用中可以是特别有利的。在其它实施方式中，支承构件的凸缘末端可以置于与壳(未示)直接接触，而不论是否设置第二基座。这样的实施方式会限制径向(即沿纵轴线)方向的运动。变通的，具有扩张的末端可以在第二基座中应用较软的材料，并且可以提供较大的挠性。
图20示出一个具有从基座伸出沿非垂直的方向的销钉状圆柱形支承构件28的实施方式变例。在这样的实施方式中，在近端35与弹性体基座100的外表面104之间的间隔对支承构件的挠曲特性有较少的影响，这是因为支承构件的非垂直的安排把它们预置为枢转而不是径向地平移。图中示出尽管支承构件以相似的角度沿相似的方向伸出，其它实施方式可以具有沿任何方向从基座伸出的支承构件，因为本发明不受限于这个方面。
尽管图15至图19示出具有嵌入有弹性的基座中的带有圆柱形的、销钉状支承构件的接触轴承，然而可以结合本发明的这些实施方式或者其它实施方式使用其它任何支承构件形状或者构形。另外，支承构件可以具有任何截面形状、角度方位，或者图8A至图8D中所示的或者本文揭示的其它变例，因为本发明不受限于这个方面。
如同在用与基座形成一体的支承构件的轴承中那样，在采用弹性的基座的实施方式中，具有数个小截面积支承构件可能是有利的。例如某些应用可以使用数个较硬的却较细的线作支承构件，此线的截面积大约是一平方毫米。其它实施方式可设计用于适应大得多的不规则物。某些实施方式可以通过具有显著的大截面积的，和/或能够去除较大颗粒42的较大间隙56的支承构件达到这个作用。其它实施方式可以通过允许几个少得多的支承构件运动以适应较大的颗粒达到类似的作用。总之，对于多数应用，支承构件的尺寸设计为具有基本上与预期会在轴承应用中发现的聚积的颗粒或异物颗粒的截面积相同的截面积。
支承构件典型地设计为从弹性基座的表面106只伸到避免压弯支承构件的距离。该距离将大体上取决于用于形成支承构件的材料，以及支承构件的截面几何条件。在某些实施方式中采取支承构件不延伸过其平均的截面尺度的三倍的准则，以避免压弯的问题。这些实施方式同样为支承构件提供足够的空间移动和适应不规则。然而本发明不受限于这个方面，因为支承构件的压弯可以通过调节其它设计因素避免，举例如支承构件和/或基座材料，和支承构件截面形状。
具有弹性基座100的所有的所示实施方式在图中都示出带有基本上伸入基座中的支承构件。然而其它实施方式可以只伸入基座额定的距离。还有，其它实施方式可以具有只联结到基座表面的支承构件。这些实施方式的支承构件一般具有较大的截面积并且从基座伸出较短的距离，以提供更稳定的支承构件结构。这些实施方式中，支承构件主要沿弹性体基座允许的径向方向运动。
弹性体基座或者通过支承构件的本身的弯曲运动提供的对支承构件的阻力可以设计为随着支承构件运动用不同的方式增加。例如所述阻力可以随着支承构件28在特定的运动范围内运动线性地增加，或者所述力可以在其运动中的特定点急剧地增加。可以通过选择用于形成弹性体基座的材料或者制造工艺、支承构件的形状、支承构件在基座中的特定安排，或者通过现在公知的或者将来发展的其它因素确定不同的力和运动关系。可以利用阻力与支承构件运动的关系控制特定轴承中或者轴承部分中的限局性柔顺性，或者甚至控制轴承中将允许的非滑动接触模式的量或者类型。
本发明的各种实施方式可以通过任何适当的方法制造。可以使用任何方法制造通过结合不同支承构件几何状态、不同支承构件材料和支承构件之间的不同间距得到的特定特征或者其它特征的局部柔顺性的表面。例如在图2至图4、图10和图11中所示的实施方式中，多个薄的、垫片状圆盘或者板74相继层叠形成包括支承构件的轴承。单个并有弹性基座的垫片状圆盘示于图21中。由薄板74的叠层82形成轴承是一种提供特定优点的途径。例如可以方便地调节用叠层的板制造的轴承构形。设计人员可以方便地通过安排预制的薄板结构74的结构方便地配置轴承。对于要求一定的轴承长度或者其它尺度的特定应用，设计人员可以只须确定需要多少薄板74适应特定的长度，以及所述板应当有什么类型的支承构件28。
尽管图2至图4、图10和图11的实施方式在图中示出包含薄板的叠层，每个带有从之伸出的支承构件28，其它的实施方式可以包括相邻板之间的垫片板(未示)。用通过其它技术由简单地在每个支承构件所有侧面上产生间距制造的实施方式也可以达到相同的效果。另外，具有与基座成为整体并且从之伸出的支承构件的板可以与类似图21中所示的、包含配合弹性基座的支承构件的板混合。变通可以采用多个包含配合弹性基座的支承构件的板形成构筑轴承。
构成轴承的板可以使用任何适当的技术相互连接。在一个实施方式中，如图10中所示的实施方式中，每个板74中的孔88可以容纳一个榫钉、铆钉或者螺丝把所述板对齐并/或者锁定在一起。可以使用其它的特征方式，诸如键、薄板边缘上的凹槽、处于薄板侧面上的突起，或者甚至是胶合、焊接，或者打栓等等把所述板固定在一起，因为本发明不受限于这个方面。尽管图中所示的板74具有可以用于把它们固定在一起的锁定零件，其它的应用可以不需要板74彼此相对地固定。一些应用中甚至允许板74在操作中彼此相对运动。还有，其它应用可以包含由单件材料形成的局部柔顺性的表面，从而消除了把板固定在一起的需要，本发明不受限于这个方面。
已经说明了用叠层的板、与基座成为整体的支承构件和与弹性体的基座配合的支承构件制造的轴承的实施方式。任何这些实施方式，或者任何其它实施方式可以通过数种技术制造。一些这样的技术包括通过，例如机加工、线EDM、剪切、激光切割或者水切割等从单体结构去除材料，在整体上或者部分上制造局部柔顺性的表面。通过其它制造方法，可以通过材料添加工艺，譬如立体光刻印刷、三维印刷，或者铸造等，就地形成局部柔顺性的表面。其它实施方式也可以通过冲压或者弯曲材料形成。所说明的和本发明设想的各种实施方式还可以包含通过组装确定局部柔顺性表面的元件，譬如薄板结构。在用组装元件形成局部柔顺性表面的实施方式中，可以通过任何适合的工序把分开的元件连接在一起。例如当基座为模制时可以把支承构件连接到基座上。基座形成时可以把基座固定到壳上。在其它实施方式中可以在基座形成后把支承构件嵌入在基座中。另一些实施方式可以具有宽松地安排在基座内的支承构件。一些可以用于形成总成的各个部分或者甚至总成的工艺包括，但是不限于浇模、注模、挤压成型、铸造等。尽管讨论了一些制造工艺，也可以使用其它的制造工艺，因为本发明不受限于这个方面。
图12示出用与其它图中所示不同的方法制造的一个轴承的例子。该轴承24没有多个叠层的板74，或者弹性的基座，而是有一个实心的、单体的材料，在其中成形多个支承构件28以产生局部柔顺性的表面。该轴承的局部柔顺性的表面通过切割出数个平行于圆柱形的中轴线的沟槽构成。垂直于圆柱形的中轴线的多个层片94与所述沟槽相交并且产生多个从基座30向内伸的支承构件28。在此特定的实施方式中，局部柔顺性的表面40不包含全部内表面32，而是只包含其一部分。其它的实施方式可以做得包含整个内表面、外表面46的任何部分或者所需要的其它类型的任何表面。该特定的轴承实施方式可以用在只沿一个方向施加负荷的应用中。在此情况下，轴承的对置内侧96具有没有对之施加的显著的力的常规轴支表面。该实施方式的外圆柱形表面46包含一个键槽98，用于锁定轴承相对安装于其中的机件的方位。该键槽、或达到同样效果的其它特征可以并入本发明的其它实施方式中，因为本发明不受限于这个方面。
尽管讨论了特定的材料，本文所讨论的支承构件和/或基座可以用很大范围的材料或材料组合或合金制造，包括但是不限于诸如铝、铜、青铜、钢、弹簧钢钛、镍之类的金属；或者聚合体、弹性体、橡胶、尼龙之类的非金属，或者甚至复合物，因为本发明不受限于这个方面，只要材料提供所要求挠曲特征即可。另外，不同材料制造的支承构件可以用在同一轴承中。可以通过用诸如橡胶之类的弹性体材料制造基座使基座具有弹性，甚至可以通过在支承构件本身之间布置弹簧产生弹性，因为本发明也不受限于这个方面。
如上文刚才简短地说明过，根据本发明的另一个方面，接触轴承可以允许非滑动式的运动，并且从而减少否则就会产生的高应力接触区域。例如，如果图1的轴试图绕非中心长轴弯曲，对置轴支表面的某些部分将会向支承构件运动。位于这些部分中的支承构件会比轴承的其它部分中的支承构件更加挠曲。在此意义上，轴承的某些“总体”局域(相对或者补充于“局部”区域)可以响应这种弯曲以较好地分布接触压力。更加挠曲的支承构件让否则会较高的接触压力能够分布在较大量的支承构件上。这可以导致比常规轴承中出现的峰值接触压力低的峰值接触压力。较低的接触压力降低了与导致磨损和磨擦的犁进和粗糙相互作用相关联的问题的严重性，粗糙从而延长了轴承的寿命。
如上文刚才简短地说明过，根据本发明的另一个方面，可以把接触轴承设计得柔顺性的表面的不同区域具有不同挠曲特性。这可以使轴承用于允许甚至期望非滑动式运动的特殊应用设计。可以安排具有较大挠曲特性的区域，以允许其对置的轴支表面更大压缩或者运动缩进这些轴承区域。还可以安排具有较小挠曲特性的区域，以期望其对置轴支表面保持基本上固定的距离的位置，或基本上连续的压缩程度的位置。以此方式，可以用轴承的柔顺性的表面提供带有特殊的“定制的柔顺性”的轴承。
图22A示出位于带有柔顺性的表面，譬如局部柔顺性的内圆柱形表面32，的圆柱形轴承中的轴20的模型。在此，柔顺性的表面的各个区域的挠曲特性由弹簧43代表。每个弹簧的挠曲特性可以与弹簧常数“k”相关，该弹簧常数“k”代表弹簧(或者等效地，其所代表一个或者多个组的支承构件28)在给定距离位移下弹簧提供的阻力大小。某些弹簧常数可以在一个运动范围内保持大致恒定，而其它的弹簧常数可以在弹簧的运动范围上变化。
总体上，弹簧常数“k”是弹性体基座材料、厚度、支承构件长度、支承构件截面轮廓、支承构件间距、悬臂梁角度和弹性基座的成分以及其它可以用于特定实施方式中的特征的函数。下面的公式总体上代表不同的弹簧(或者等效地，弹簧代表的轴承的不同区域的挠曲特性)如何共同抵抗引入局部柔顺性的表面中的横向力，或绕不同于中轴线的轴线施加的力矩。
F=∫-∞∞keff·δ·dy]]>式中
F＝力keff＝有效弹簧刚度δ＝弹簧移行的距离y＝沿轴支表面的位置T=∫-∞∞y·keff·δ(y)·dy]]>式中T＝力矩y＝沿轴支表面取的，对旋转轴线的距离keff＝有效弹簧刚度δ(y)＝弹簧移行的距离(也是y的函数)图22B示出与图22A相同的实施方式；然而图22B中的轴22以非滑动式运动与局部柔顺性的表面40接合。具体的，该轴绕非轴20的中心轴线26的轴线弯曲。这导致第一区域59中的弹簧43(或者说对应的一个或者多个支承构件)要压缩较大的量以补偿施于其上的较大的负荷。这种较大的压缩在第一区域59中产生较大的压力；然而支承构件的柔顺性让该较大的压力能够分布在整个表面区域上。当轴运动离开第二区域时，轴20与对置的柔顺性表面第二区域61之间的压力减少。在此图中，示出弹簧(等效的一个或者多个支承构件)运动脱离与轴的接触。这种分开可以发生在一些实施方式中，而在其它的实施方式中，支承构件可以保持与轴或者对置的轴支表面接触。分开发生与否和/或发生分开的程度都可以通过构造进轴承的支承构件的预加载的量、通过支承构件能够进行的运动量以及通过其它的设计因素加以控制，本发明不受限于这个方面。还有，尽管图中没有示出，区域59b也可以压缩。
图22C示出一种不同的非滑动式的运动，在此轴横向地运动进局部柔顺性的轴承的一侧65。在此运动方式中，轴承的整个侧面65受到压缩。如同图22B中所示的方式那样，尽管在其它实施方式中其也可以与轴以较低的压力下保持接触，图中示出轴承的对置侧面63与轴分开。尽管图22A至图22C示出位于圆柱形轴承中的轴承模型，类似的非滑动运动方式和其它运动方式可以发生在本发明的不同实施方式中。
图23A至图23D示出可以如何安排圆柱形轴承的不同区域的挠曲特性，以基本上允许特定的非滑动运动方式，并且基本上对抗其它的非滑动运动方式。在这些图中，箭头67的长度代表弹簧常数“k”的强度或者说刚度，并且从而代表柔顺性表面对应区域的挠曲特性的强度。较长的箭头指代较强或者较刚性的弹簧常数，从而代表较大的对该区域中支承构件的集体运动的阻力。具体的，图23A示出在其整个表面上有基本上一致的挠曲特性的柔顺性表面40。在此整个表面上的净、有效弹簧刚度可以增加或者减少以允许或多或少的非滑动式运动。也可以增到足够高以防止横向的、非滑动式运动。这样的在其整个表面上有基本上一致的挠曲特性的轴承一般地不允许旋转的、非滑动式运动。然而在此图中未示出的其它设计可以允许或者防止某些旋转的、非滑动的运动方式发生。例如，有较大长度的轴承可以用于阻止旋转的、非滑动式运动。另外，在其它的实施方式中，如图所示的带有一致的挠曲特性的柔顺性表面可以与其它的带有一致的不同数值的挠曲特性的柔顺性表面相邻或者对置。这样的表面组合可以允许一个方向的横向式运动，同时阻止沿另一个方向的横向式运动。可以结合类似的特征以允许和/或阻止特定方向的旋转的、非滑动的运动方式。
图23B示出一个基本上阻止旋转式运动的实施方式。在此，对挠曲有较大阻力的区域(较大的弹簧刚度)置于轴承的外边缘附近，而有较少阻力的区域位于中心附近。整个轴支表面上的净刚度可能与图23A中所示的相同，这可以使该轴承能够以许多类似于图23A的方式对对置的轴支表面支持滑动式运动。然而，在此实施方式中，由于在轴承边缘相对大的弹簧刚度，在此实施方式中将比图23A的实施方式更加阻抗旋转的运动方式。如果在整个轴支表面上净的、有效弹簧刚度相似，会以与图23A的实施方式相同的程度阻抗或者允许横向的、非滑动的运动方式。然而如图23A和23B中所示的实施方式也可以有不同于图23A所示实施方式不同的净有效弹簧刚度并且不同地阻抗或者允许横向的、非滑动的运动方式，因为本发明不受限于这个方面。图23C示出另一个实施方式，在此由于轴承边缘附近相对较低的弹簧刚度，该实施方式比图23A和23B的实施方式更加允许旋转的、非滑动的运动方式。取决于整个轴支表面上净的、有效弹簧刚度，该实施方式可允许也可不允许一些横向的、非滑动的运动方式。图23D中所示的实施方式中基本上在过度点69上方允许对置轴支表面旋转的，或枢转的运动。在此轴承中，过度点69上方的挠曲特性相对地低于该点下方的挠曲特性，该点下方的挠曲特性是基本上恒定的。
通过具有带不同的挠曲特性允许一定的非滑动式运动的轴承可以用各种不同的方式实现。例如在图中所示的各种实施方式中，如同其它图中那样，可以混合使用变化厚度的板74、不同材料制造的板74和/或带有不同类型或形状的支承构件28的板，以提供轴承的特定区域中的不同挠曲特性。把有刚性的板置于圆柱形轴承的外边缘附近可以提供类似于图23B中所示的设置。用多个板的构造之外的方式构造的柔顺性的轴承可以达到相同的效果。可以调节某些其它的特征以使轴承的区域有不同的挠曲特性，包括支承构件间距、支承构件长度、支承构件截面、支承构件和/或基座材料不一而足，本发明不受限于这个方面。
图11示出可以结合进本发明的轴承的又一个特征。此图中示出接触轴承24带有布置于柔顺性表面29上的沟槽90，所述的沟槽可以是螺旋形的。这些沟槽起颗粒阱的作用，所述的颗粒阱可以帮助从轴支表面之间的去除松散的颗粒42(未示)。在轴20(未示)相对柔顺性的表面29旋转时，可以让任何颗粒42落入沟槽90中，并且然后这此颗粒将会被抓住或者被推出轴承24的一个侧面而被去除。这样的沟槽有助于去除大得不能够进入支承构件28之间的间隙56的异物颗粒42。尽管图中示出所述沟槽在从一侧连续地伸向另一侧的螺旋中，它不限于这种构形。沟槽90还可以是直线的或者具有任何起去除处在轴承中的颗粒42的其它形状，因为本发明不受限任何特定形状。而且，所述沟槽90不必要完全地从轴承一侧伸向另一侧。例如沟槽90可以在中点附近开始而只伸向一个横侧，或者也可以有多个从该表面的中部附近伸向轴承相对两侧的沟槽。尽管图中示出沟槽90与圆形轴承24相关联，它还可以用在参照前面图9和图10说明的直线轴承86中，或者其它轴承结构中，因为本发明不受限于这个方面。
图13示出在带有与图12中所示类型相似的柔顺性表面的样品轴承，和在常规的轴承上进行的试验的结果。样品轴承和常规的轴承两者都用相同的铝-青铜合金材料制造。通过分别在两个轴承中旋转的每根硬化的1060号钢制造的轴，对每个轴承施加500牛顿的额定负荷。在试验的进程中测量与磨擦相关联的力矩。图13中示出与每个轴承关联的力矩随着进行试验的时间改变。与图12的轴承相关联的磨擦力矩值在每个试样中都基本在时间上保持恒定。然而与常规轴承相关联的磨擦力矩在相对短的时段以后急剧地上升。这种上升与过度磨损、粗糙相互作用或者其它的不规则物相关并且最终与常规轴承的失效相关。进行了进一步的试验，在常规和样品轴承轴瓦中都添加了直径小于0.4毫米的颗粒的砂混合物。在此试验(其结果未示出)中图12的轴承受到的磨擦力矩确实增加了，但是在试验过程中轴承没有失效。常规型轴承在把砂混合物引入后不久就卡住停止了。
本发明的其它实施方式可以包括用于滚支接触轴承的柔顺性表面。尽管这样的轴承主要设计用于滚支接触，但是它们确有滑动的磨擦分量并且在微米的量级磨损。柔顺性表面的适当应用在滚支接触轴承上可以减少磨损和磨擦，另外还使系统更加结实和更加耐受冲击负荷。
尽管详细地说明本发明的几个实施方式，然而领域内普通技术人员可以方便地进行各种修改和提高。这样的修改和提高应落入本发明的精神和范畴内。进一步的，实施方式中说明的轴承的任何特征都可以单独地或者以适当组合地使用，因为本发明不受限于这个方面。因此以上的说明只是示例性的而不是限制性的。本发明只由以下权利要求书以及其等同文意限制。
权利要求
1.一种接触轴承，包含一个带弹性的基座；以及多个从所述基座伸出的支承构件，所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。
2.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，还具有一个基本上刚性的壳，所述基座置于所述壳和所述对置的轴承表面之间。
3.如权利要求2所述的接触轴承，其特征在于，所述壳直接接触所述基座。
4.如权利要求2所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组具有与所述壳直接接触的末端的支承构件。
5.如权利要求4所述的接触轴承，其特征在于，所述组中与所述壳直接接触的每个支承构件的末端是倒圆的。
6.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述基座包含具有第一弹性的一个第一材料和具有第二弹性的一个第二材料。
7.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个弧中的支承构件，以支承一个对置的、弧形表面。
8.如权利要求7所述的接触轴承，其特征在于，所述远端界定一个圆柱形表面的一部分。
9.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个平面中的支承构件，以支承一个对置的、直线的轴支表面。
10.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个支承构件具有支承在所述基座内的凸缘末端。
11.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组基本上刚性的支承构件。
12.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述基座的弹性随着至少一个所述支承构件在所述基座中的活动而变化。
13.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述每个支承构件都具有一个最大的截面尺度，并且每个支承构件从所述基座伸出不超过其各自最大截面尺度的三倍。
14.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组沿不垂直的方向从所述基座伸出的支承构件。
15.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，结合从一个第二基座伸出的另一群多个支承构件，所述另一群多个支承构件每个都用于支承所述对置的轴支表面，并且每个都具有一个支承在所述第二基座中的第二区域。
16.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个都联结到所述基座上。
17.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各具有一个小于一平方毫米的截面积。
18.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，一种填充密度定义为所述多个支承构件与所述对置的轴支表面之间的接触面积除以所述支承构件的数目要支承的所述对置轴支表面的投影面积，所述填充密度在0.5至0.6之间。
19.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各包含一个第一区域用于接触所述对置的轴支表面和一个第二区域用于接合所述基座，其中所述第二区域大于所述第一区域。
20.如权利要求19所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各有一部分嵌入所述基座中。
21.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件设置成一个阵列状的构形。
22.如权利要求1所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含多个条形的、销钉状的支承构件。
23.如权利要求22所述的接触轴承，其特征在于，所述多个条形的、销钉状的支承构件各具有一个圆形的截面。
24.一种接触轴承，包含一个基座；和多个从所述基座伸出的支承构件，所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面，其中所述多个支承构件各包含一个第一区域用于接触所述对置的轴支表面，以及一个第二区域用于接合所述基座，其中所述第二区域大于所述第一区域。
25.如权利要求24所述的接触轴承，其特征在于，还包含一个基本上刚性的壳，所述基座置于所述壳和所述对置的轴承表面之间。
26.如权利要求25所述的接触轴承，其特征在于，所述壳直接接触所述基座。
27.如权利要求24所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组具有与所述壳直接接触的末端的支承构件。
28.如权利要求24所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个弧中的支承构件，以支承一个对置的、弧形表面。
29.如权利要求27所述的接触轴承，其特征在于，所述远端界定一个圆柱形表面的一部分。
30.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个平面中的支承构件，以支承一个对置的、直线的轴支表面。
31.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组基本上刚性的支承构件。
32.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，每个所述多个支承构件都具有一个最大的截面尺度，并且每个支承构件从所述基座伸出不超过其各自最大截面尺度的三倍。
33.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组从所述基座伸出沿不垂直的方向的支承构件。
34.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，结合从一个第二基座伸出的另一群多个支承构件，所述另一群多个支承构件各用于支承所述对置的轴支表面，并且每个都具有一个支承在所述第二基座中的第二区域。
35.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件都联结到所述基座上。
36.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个都具有一个小于一平方毫米的截面积。
37.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，一种填充密度定义为所述多个支承构件与所述对置的轴支表面之间的接触面积除以所述支承构件的数目构成和设置支承的所述对置轴支表面的投影面积，所述填充密度在0.5至0.6之间。
38.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件设置成阵列状的构形。
39.如权利要求23所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含多个条形的、销钉状的支承构件。
40.如权利要求38所述的接触轴承，其特征在于，所述多个条形的、销钉状的支承构件各具有一个圆形的截面。
41.一种接触轴承，包含一个基座；和多个从所述基座伸出的支承构件，所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面，其中所述多个支承构件用一个阵列状的构形设置。
42.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，还具有一个基本上刚性的壳，所述基座置于所述壳和所述对置的轴承表面之间。
43.如权利要求41所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组具有与所述壳直接接触的末端的支承构件。
44.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个弧中的支承构件，以支承一个对置的、弧形表面。
45.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述远端界定一个圆柱形表面的一部分。
46.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个平面中的支承构件，以支承一个对置的、直线的轴支表面。
47.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组基本上刚性的支承构件。
48.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各具有一个最大的截面尺度，并且每个支承构件从所述基座伸出不超过其各自最大截面尺度的三倍。
49.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，多个支承构件包含一组从所述基座伸出沿不垂直的方向的支承构件。
50.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，结合从一个第二基座伸出的另一群多个支承构件，每个所述另一群多个支承构件都用于支承所述对置的轴支表面，并且每个都具有一个支承在所述第二基座中的第二区域。
51.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各联结到所述基座上。
52.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各具有一个小于一平方毫米的截面积。
53.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，一种填充密度定义为所述多个支承构件与所述对置的轴支表面之间的接触面积除以所述支承构件的数目构成和设置支承的所述对置轴支表面的投影面积，所述填充密度在0.5至0.6之间。
54.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含多个条形的、销钉状的支承构件。
55.如权利要求53所述的接触轴承，其特征在于，每个所述多个条形的、销钉状的支承构件都具有一个圆形的截面。
56.一种接触轴承，包含一个基座；和多个从所述基座伸出的支承构件，所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面，其中所述多个支承构件各具有一个可与所述对置的轴支表面接合的第一端和一个嵌入在所述基座中的第二端。
57.如权利要求40所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个弧中的支承构件，以支承一个对置的、弧形表面。
58.如权利要求57所述的接触轴承，其特征在于，所述远端界定一个圆柱形表面的一部分。
59.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个平面中的支承构件，以支承一个对置的、直线的轴支表面。
60.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各具有一个最大的截面尺度，并且支承构件每个从所述基座伸出不超过其各自最大截面尺度的三倍。
61.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组从所述基座伸出沿不垂直的方向的支承构件。
62.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，结合从一个第二基座伸出的另一群多个支承构件，所述另一群多个支承构件各用于支承所述对置的轴支表面，并且每个都有一个支承在所述第二基座中的第二区域。
63.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个都联结到所述基座上。
64.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个都有一个小于一平方毫米的截面积。
65.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，一种填充密度定义为所述多个支承构件与所述对置的轴支表面之间的接触面积除以所述支承构件的数目构成和设置支承的所述对置轴支表面的投影面积，所述填充密度在0.5至0.6之间。
66.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含多个条形的、销钉状的支承构件。
67.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述多个条形的、销钉状的支承构件各具有一个圆形的截面。
68.一种接触轴承，包含一个基座；和多个条形的、销钉状的从所述基座伸出的支承构件，所述多个支承构件构成和设置为支承一个对置的轴支表面，所述基座的弹性使所述多个支承构件至少之一能够活动以适应处于所述对置的轴支表面与所述多个支承构件的至少之一之间的粗糙或碎屑，而至少一个邻接的支承构件保持至少部分支承所述对置的轴支表面。
69.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，其还具有一个基本上刚性的壳，所述基座置于所述壳和所述对置的轴承表面之间。
70.如权利要求69所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组具有与所述壳直接接触的末端的支承构件。
71.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个弧中的支承构件，以支承一个对置的、弧形表面。
72.如权利要求69所述的接触轴承，其特征在于，所述远端界定一个圆柱形表面的一部分。
73.如权利要求69所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含其远端基本处于一个平面中的支承构件，以支承一个对置的、直线的轴支表面。
74.如权利要求69所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组基本上刚性的支承构件。
75.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各具有一个最大的截面尺度，并且每个支承构件从所述基座伸出不超过其各自最大截面尺度的三倍。
76.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件包含一组从所述基座伸出沿不垂直的方向的支承构件。
77.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，结合从一个第二基座伸出的另一群多个支承构件，所述另一群多个支承构件各用于支承所述对置的轴支表面，并且每个都有一个支承在所述第二基座中的第二区域。
78.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件的每个都联结到所述基座上。
79.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个支承构件各有一个小于一平方毫米的截面积。
80.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，一种填充密度定义为所述多个支承构件与所述对置的轴支表面之间的接触面积除以所述多个支承构件的数目构成和设置支承的所述对置轴支表面的投影面积，所述填充密度在0.5至0.6之间。
81.如权利要求68所述的接触轴承，其特征在于，所述多个条形的、销钉状的支承构件各具有一个圆形的截面。
82.如权利要求56所述的接触轴承，其特征在于，所述弹性的基座是围绕所述支承构件模制的。
全文摘要
一种轴承(24、86)用于支承和使之能够有受控制的相对对置的轴支表面的运动。通过并入可以应对摩擦和磨损的许多原因的表面，所述轴承构成得具有长的寿命。轴承(24、86)包括多个从基座伸出的支承构件(28)。配合在一起，所述多个支承构件(28)可以支承经对置的轴支表面施加在基座上的负荷。另外，多个支承构件(28)允许对置的轴支表面之间的滑动式运动。这些支承构件(28)可以独立地运动以适应位于支承构件(28)与对置轴承之间的不规则，从而减少犁进，并且最小化对轴承的磨损。所述的支承构件(28)还可以构成得允许对置的轴支表面之间的特定的非滑动式运动，同时对抗其它的非滑动式运动。
文档编号F16C29/02GK1623047SQ02828512
公开日2005年6月1日 申请日期2002年12月5日 优先权日2002年3月12日
发明者纳姆·P·舒赫, 马修·斯威特兰 申请人:特里博泰克有限公司