轴承中的或有关轴承的改进的制作方法

专利名称：轴承中的或有关轴承的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴承，更具体而言涉及自润滑球面轴承的制造。
为了使特定轴承有效运转，必须在轴承构件和其中坐落该轴承构件的轴承箱之间提供某种形式的润滑，以尽可能避免由于摩擦力而引起的轴承构件和轴承箱的逐渐磨损和/或损害。
众所周知，在轴承构件和轴承箱的接触表面之间提供润滑脂形式的液体润滑剂。然而，使用润滑脂有几个缺点，包括需要在轴承的整个寿命期内定期地补充润滑剂以避免过度磨损，采用“自动”补充还需要配备与轴承构件和轴承箱之间的轴承面流体连通的黄油集贮区。此外，在某些应用中，轴承的运行环境可能对诸如润滑脂之类的液体润滑剂的性能有不利的影响。例如，在轴承在浸入流体中的环境中运行的情况下，由于润滑脂和周围流体之间的相互作用，可能存在令人不满的润滑脂退化。
为了克服上述问题，优选采用放置于轴承面和轴承箱之间的自润滑衬里形式的固体润滑剂，该自润滑衬里是用金属丝网材料构成的，该金属丝网材料经诸如TeflonTM、CrossflonTM或类似材料的低摩擦材料浸渗。在所谓的“自润滑”轴承中使用这种自润滑衬里是众所周知的。按照常规，形成衬里的一种方法是生成若干经浸渗的衬里材料所构成的薄条，这些薄条被应用于轴承箱内的轴承面，以形成衬里材料构成的半球。虽然已证明这样的方法是有成本效益的，但其确实存在某些技术缺陷；最显著的缺陷是，难以将薄条弯曲成半球而不在衬里表面中产生不期望的波纹、皱痕以及皱纹或不在衬里条之间产生间隙，所有这些都趋于损害轴承性能。
一项用于形成球面轴承但并非最适合于形成有衬里的轴承的技术如下提供具有大体半球形杯体的可变形轴承箱，在轴承箱内放置一个具有适当尺寸的球体，接着用旋锻工具工使轴承箱围绕该球体变形以形成最终轴承。典型地，供在这项技术中使用的可变形轴承箱包括大体环形的环，该环围绕一中心轴线显示出大体环形对称。该环的内表面包括半球形杯体形式的对应面部分(counterface portion)，该部分被成形以容纳和紧密地配合位于轴承箱内的球体的表面，该环的内表面还包括基本上垂直于中心轴线的直立壁部，该直立壁部使得在轴承箱变形之前球体在轴承箱内的位置能保持。杯体的半球形状使得对应面部分能倚靠球体的下半部，最高至且包括球体在垂直于中心轴线并且通过球体的中心的平面内的圆周。
上述方法并不最适合采用常规“带”形成的衬里形成自润滑、有衬里的轴承，因为除了最初应用带将产生的任何波纹或褶皱外，当使用旋锻工具使轴承箱变形时，在旋锻过程中作用于轴承面的各种压力和张力将会使自润滑衬里的带趋于拉紧、起褶痕或起皱。事实上，使用上面所述的常规衬里，起褶痕和起皱的程度或衬里材料的带之间产生的间隙使得衬里的润滑性能令人不满地被损害了。
已经开发了一种方法，试图减轻将衬里材料应用于轴承箱的轴承面时以及旋锻过程中自润滑衬里的波纹和重叠问题，该方法包括制造平面网形式的自润滑衬里，其包含若干襟翼(flap)部分和缝褶(dart)。设计该网，尽可能使之能够被弯曲或折迭成三维衬里，该衬里具有与待加衬里的给定轴承箱的轴承面精密一致的表面。然而，应该理解，将平坦的衬里材料块映射到弯曲的轴承面经常只能通过使用一个很复杂的用于衬里的网来实现，该网包括若干复杂的襟翼、缝褶和角边。这种复杂的网的制造是很困难的，而且事实上，实践证明，当按三维构造网时，制造与给定轴承箱的轴承面精密一致的网是很困难的。结果，当按三维构造该网且所得到的三维衬里被置于给定轴承箱内时，不可避免地存在若干缝隙(由包括在初始网中的缝褶的位置和/或角度的不精确引起)和很多衬里起皱或衬里厚度“折叠”的区域(这是由于初始衬里网中的一个或多个襟翼的尺寸和位置不精确而引起的)。所述缝隙、皱折和厚度“折叠”的区域导致轴承性能令人不满地被损害了。
常规旋锻技术的另一缺点是，当采用旋锻工具围绕轴承旋锻壁部时，杯体和壁部接合处的内表面部分，以及球套的内表面的其他部分，过紧地挤压球体的表面，因此“箍缩”该球体并可能使球体变形，结果限制了球的运动，导致完工的轴承中有不可预知的转矩。
试图减轻“箍缩”问题的公知技术依赖于形成轴承箱，使得壁部比杯体区域更容易变形，以致杯体区域不受压。例如，已知的是，给围绕杯体区域附近的轴承箱外表面的材料留有附加厚度，以加强这部分轴承箱。替代地，已知的是，从壁部附近的轴承箱外表面移除材料，从而使壁部的坚固性变差且更易于变形。然而，这些技术的缺陷在于，或者使轴承箱不必要地笨重、庞大并因此增加花费，或者削弱了一部分轴承箱，导致轴承损坏或失效的可能性增大。在通常采用球轴颈接头形式的轴承的悬挂系统中，这种过于庞大和可能失效的缺点尤为严重，因为这些系统经常既要求轻又要求耐磨，例如在机动车悬架系统的情况下。
由于在有衬里的自润滑轴承的制造中使用旋锻技术的缺点，已倾向于通过加工独特的、相互协作的轴承箱和轴承构件来制造这种轴承，该轴承构件通过适当配置的制动件保持在轴承箱中，该制动件通常是通过用桩撑住轴承箱边缘的部分而保持在轴承箱内凹槽的入口处的适当位置的环形挡圈的形式，以便轴承构件被稳固地保持在轴承箱内。制造诸如环形挡圈形式的制动件之类的分离构件的需要以及将制动件固定到适当位置所需的额外步骤不可避免地增加了轴承的制造成本。
本发明的一个目的是力图提供一种改良的轴承和一种改良的制造轴承的方法。
相应地，本发明的一方面提供了一种预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里，该衬里供嵌入待旋锻的轴承箱中，该衬里包括杯形部分和从杯形部分向上延伸的圆周壁部，使得在轴承箱被旋锻后，该杯形部分和该壁部一起与轴承的轴承面精密地一致并且一起限定连续的衬里表面。
本发明的另一方面提供了一种形成用于给定轴承的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬的方法，该方法包括提供由润滑材料形成的开口的锥形构件；模塑该构件以便该构件与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面精密一致。
本发明的另一方面提供了一种形成用于轴承的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬的方法，该方法包括提供由网状材料形成的开口的锥形构件；提供由润滑材料形成的开口的锥形构件；将一个锥形构件至少部分地放置于另一个锥形构件内；使所述构件受到足以使它们互相紧压的压力，使得所述润滑材料浸透所述网状材料；以及模塑所述构件以便所述构件与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面精密一致。
本发明的另一方面提供了一种制造轴承的方法，该方法包括提供其中包括凹槽的轴承箱，该凹槽包括被成形以容纳轴承构件的部分的杯形部分和从杯形部分延伸并且结合凹槽的开口端的一致部分，该一致部分和杯形部分在过渡边界处相交；通过开口端嵌入一种预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里以使衬里位于凹槽中，选择衬里以使衬里在被嵌入凹槽中时与凹槽的初始形状近似一致；通过开口端将轴承构件嵌入凹槽中，使得衬里位于轴承构件的表面和凹槽的表面之间；以这样的方式旋锻轴承箱，即使得，凹槽和衬里各与轴承构件的形状一致，并且凹槽的开口端的面积尺寸减小以防止在轴承的正常使用过程中轴承构件从轴承箱中移出。
本发明的另一方面提供了一种自润滑轴承，该轴承包括包含于其中形成的凹槽的轴承箱；位于该凹槽内的轴承构件；以及放置于轴承构件和轴承箱之间的预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里，其中凹槽和衬里与轴承构件的形状以这样的方式精密一致，即以致防止轴承构件从凹槽中移出。
本发明参照说明书和附图提供了一种如权利要求所限定的预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里和一种形成该衬里的方法。
本发明参照说明书和附图提供了一种如权利要求所限定的轴承和制造轴承的方法。
为了使本发明可被更容易地理解，现在参照附图举例描述本发明的实施方案，其中

图1A、1B和1C示出了在根据本发明的制造轴承的方法的不同阶段根据本发明的轴承的横截面；图2示出了供在根据本发明的制造轴承的方法中使用的、优选形式的轴承箱的局部横截面图；图3示出了按照根据本发明的制造自润滑衬里的方法中的初始步骤形成的、网构成的大体杯形部分的示意立体图；图4示出了由图3中杯形部分形成的杯形网状构件的示意立体图；图5示出了按照根据本发明的形成自润滑衬里的方法形成的、浸渗材料构成的管的示意图，部分为横截面图部分是部分剖视图；图6示出了由图5的管切削而来的锥形构件的横截面图；图7示出了图解在阳模部分上伸展且被置于图4所示的杯形构件中的、图6的锥形构件的示意横截面图8是图解模塑之前模具中的锥形构件和杯形构件的示意横截面图；图9示出了在模塑锥形构件和杯形构件期间对应于图8的示意横截面图；图10示出了通过根据本发明的制造自润滑衬里的方法而形成的自润滑衬里的横截面；以及图11示出了图解模塑之前模具中的另一个实施方案的锥形构件的示意横截面图。
图1A、1B和1C示出了对制造体现本发明的自润滑轴承的方法的一般概述。具体参照图1A，提供了一个包含凹槽2的轴承箱1，凹槽2包括一被成形以容纳轴承构件的一部分的杯形部分3、一个从杯形部分延伸并结合凹槽2的开口端5的呈圆周壁形式的一致部分4以及一个跨越杯形部分3的底部的圆柱槽15。
一种预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里6被布置于凹槽2中，衬里6已被成形为与凹槽2的杯形部分3和一致部分4的初始形状一致。在图1A所示的实施例中，显示自润滑衬里6与凹槽2的内表面非常精密地一致；但是应该理解，不必有这种精密程度的一致，只要自润滑衬里6与凹槽2的内表面近似一致。在任何情况下，应注意，衬里具有一个不跨过槽15的开口端，原因在下文中描述。
在图1A所示的实施例中，轴承箱1包含一个整体臂状物7，在该特定实施例中，该臂状物7向远离轴承箱1的包含凹槽2的部分的方向延伸，该臂状物7可以用来在运行过程中安装轴承箱。
轴承箱1优选由诸如钢之类的金属形成，并且可以使用常规技术加工，如本领域的普通技术人员易于理解的。优选地，该轴承箱包含围绕凹槽2的开口端5的边缘的凸出部分8，其功能在下文中描述。
现在转至图1B，该图示出了制造过程的一个中间阶段，可以看出，在该情况下呈球轴颈9的形式的轴承构件已经通过凹槽2的开口端5被嵌入并被安置于凹槽2中，以便将衬里6夹在球轴颈9的球体10和凹槽2的内表面之间。应该理解，由于球体部分10和凹槽2的相对几何形状，在球体10和轴承箱1的一致部分4之间会存在一环形空间，该环形空间用11表示。此外，还应理解，球体10和槽15的壁之间存在间隙。应注意，将球体10安置于凹槽2中的步骤将起使衬里6的形状与凹槽2的形状更精密地一致的作用。
图1C示出了轴承箱被旋锻后轴承的最终结构。可以看出，对轴承箱1的一致部分4的旋锻已经使空间11(图1B)封闭，使得衬里6和一致部分4中的每个现在都与球轴颈9的球体部分10的形状精密地一致。此外，应该理解，一致部分4和衬里6的变形使凹槽2的开口端5的面积(见图1A)减小，结果是，至少在轴承正常运行的过程中，防止球体10，从而防止整个球轴颈9，从凹槽2的开口端移出。
将罩套或密封装置12装配到轴承箱和球轴颈9的直立部分(standportion)13，以防止轴承面被污染——这可能损害轴承的运行性能。在本实施例中，用优选为橡胶的弹性材料构成罩套12，该弹性材料以摩擦配合抓牢柄部(stem)13和一致部分4。凸出部分8以及位于柄部13上的凸缘部分14帮助保持罩套12。
从图1A到1C应理解，轴承箱的主要变形区出现在球体部分10的中纬线(equator)上方；也就是说，变形主要出现在轴承箱的一致部分4内而不是杯形部分3内。杯形部分3本身不必也不应进行旋锻，因为一方面，甚至在轴承构件(即球轴颈9)被嵌入之前衬里6已经被预成形以便与凹槽的初始形状近似一致，而另一方面，杯形部分没有延伸到球体部分10的中纬线以上，使得为了使球体部分10保持在凹槽2内不需要旋锻杯形部分3。
此外，虽然由于旋锻过程，一致部分的变形不可避免地会出现，但是应注意到，一致部分4仅代表凹槽2的一小部分，因此仅对应于球体部分10和凹槽2之间的轴承面的一个小区域，因此在衬里6的接近一致部分4的区域内产生的任何波纹、褶皱或起皱现象仅限于轴承面非常小的部分。
在任何情况下，应该理解，因为衬里为整体、预成形衬里的形式，所以在轴承箱1的一致部分4上的衬里内不会存在缝隙。
图2示出了轴承箱的另一个实施方案，该轴承箱可以代替轴承箱1，并解决在旋锻过程中由轴承箱导致的轴承构件的“箍缩”问题。
参照图2，替代轴承箱16大体为环形(与轴承箱1在同样意义上)，并且关于其中心轴线17具有至少近似环形对称。
轴承箱16的内表面18包括杯形部分19，杯形部分19上每个点至少近似地位于距中心点20一距离R的位置，该距离R对应于待嵌入轴承箱16中的轴承构件的半径。与图1A至1C中所示的轴承箱1相比，轴承箱16的杯形部分19没有延伸到远至垂直于中心轴线17并通过中心点20的平面(即被嵌入轴承箱中的轴承构件的中纬线平面(equatorial plane))的地方。相反，杯形部分19终止于过渡边界21(应该理解，这个过渡边界形成围绕轴承箱凹槽的内表面的连续环)，使得轴承箱16的杯形部分19相比图1A-1C的轴承箱1的对应杯形部分3，接触置于轴承箱中的轴承构件较少的表面。在过渡边界上方，轴承箱16包括一个一致部分22，一致部分22的内表面位于距中心点20的距离大于R的地方。
从图2应该理解，当具有半径R的轴承构件被嵌入轴承箱16中时，在紧邻过渡边界的轴承构件与一致部分22之间会存在净空间隙(clearance gap)，该净空间隙大于杯形部分19和轴承构件间的任何间隙。
在过渡边界上方，所述一致部分的内表面在朝着中心轴线17向终点24回弯之前形成光滑的弧，该弧延伸到远点23，一致部分22的内表面在该远点处距中心轴17的距离是最大的。这条光滑的弧在过渡边界21处以杯形部分19的半径的切线与杯形部分19相交，以便轴承箱16的整个内表面18由一系列弧组成，而这些弧的半径之间有光滑过渡以便这些弧基本上无不连续。终点24距中心轴线17的距离优选基本上等于R，应该理解，这种布置允许具有半径R的球体被嵌入旋锻前的轴承箱16中。
当具有半径R的球体被嵌入轴承箱16中并且使用旋锻工具使轴承箱16围绕该球体变形时，发现轴承箱16的内表面18的结构基本上减少或消除了轴承即轴承箱16的“箍缩”。
应该理解，尽管在所示出的优选实施方案中，一致部分23呈现了一个连续凹入轴承面，但是一致部分23所呈现的轴承面的实际形状可以许多方式变化，只要如上文中所述的，(当轴承构件已被嵌入轴承箱16中时)在紧邻过渡边界21的一致部分与轴承构件之间存在净空间隙。
应理解，在本发明的方法中轴承箱16与轴承箱1可容易地互换，仅模塑预成形、自润滑、连续的衬里使得其与弯曲内表面18精密地一致是必需的。此外，应理解，轴承箱16可以包含一个类似于槽箱部分15(见图1A、1B和1C)的槽。
除了上面所述的优点外，应理解，在旋锻轴承箱1或16后，在使用过程中不需要单独的制动件将轴承构件保持在轴承箱内，该保持作用通过轴承箱的被旋锻的一致部分以及引起的轴承箱开口端面积的减小预先形成。因此，完工的轴承内独立部件的数目较先前描述的传统轴承有所减少，结果使体现本发明的轴承的制造成本较常规加工方法趋于减少。
现在转至图3至图10，下面将说明预先形成自润滑、自撑式的、连续的衬里6的方法。
图3至图10显示了预先形成体现本发明的自润滑、自撑式的、连续的衬里的方法的非常简单的示意表示。
参照图3，一片网状材料25，例如，诸如磷青铜或不锈钢，首先被冲压或者以其他方式模塑以形成初步的杯形部分26，该杯形部分26从平面凸缘部分27延伸，然后该网状材料接着被进一步冲压以在杯形部分26的上部形成孔28并除去平面凸缘部分27(见图4)。如此，由该网状材料形成一个开口的杯形构件29，该杯形构件包括与开口端30相对的孔38。
除了形成上面提及的杯形网状构件29外，还用浸渗材料形成单独的、开口的锥形构件31(见图6)，该浸渗材料例如是诸如PTFE，特别是CrossflonTM，之类的材料。
参照图5，锥形构件31通过如下方式形成首先以常规方式准备所需组成的浸渗材料，然后接着形成浸渗材料管32，该管包括限定环形顶面34和环形底面35的圆周壁33。该管38可以采用任意常规方式形成，特别是可以在合适的压力和温度条件下通过喷模法形成。
如在图5中示意性显示的，以常规方式安装管32以使其绕其纵轴线A旋转，所述常规方式例如，诸如通过在一端或两端安装在旋转支承板上(未示出)。
为了形成锥形构件31的锥形表面36(见图6)，常规切削机(未示出)的刀刃44被推进穿过管32的壁33，使得该刀刃以锐角α切断管32的壁33的外圆周表面45和内圆周表面46，如图5所示。应该立即意识到，管32绕轴线A的旋转和刀刃44与轴线A成α角的切削操作相结合会导致刀刃44沿一个锥形切削表面行进，该锥形切削表面也就是限定锥体的至少一部分的切削表面，在该情况下，为以旋转轴线A为中心并且与外圆周表面45和内圆周表面46以α角相交的截头锥体表面。
参照图6，锥形构件31由锥形表面36(对应于切削过程中刀刃44所沿着行进的截头锥体切削表面)、外圆周表面45、内圆周表面46以及底面35限定。
应理解，锥形构件31的最终形式取决于圆周壁32的厚度以及角度α和底面35与刀刃44通过外圆周表面45的切入点之间的距离B(见图5)。因此，通过精密地控制管32的几何形状和刀刃44的切削位置，锥形构件45的特定几何形状可以被精确地控制并可任意改变。特别地，通过使用非常有限的中心孔形成管32，也就是内圆周表面46的直径比外圆周表面45的直径小得多时，锥形表面36可被成形为非常密切地近似“真正的”锥形表面(与截头锥体表面不同)。
形成锥形构件31后，使其在一阳模部分上伸展，在优选实施方案中该阳模部分采用第一弹性可变形心轴(mandrel)47(见图7)的形式。该心轴47具有一个与杯形构件29精密地一致的杯形模制表面48，使得锥形构件31在心轴47的模制表面48上伸展后，锥形构件31的外表面也与杯形网状构件29精密地一致，如图7所示。在本优选实施方案中——其中锥形表面36是截头锥体表面，锥形构件31将不完全覆盖心轴47的模制表面48，而是在模制表面48的底部处将存在一个间隙49，该间隙49与杯形网状构件29中的孔28的位置相符。应理解，通过如上所述地改变锥形构件31的精确形状，以及改变孔28的尺寸，可以使间隙49与轴承箱1的槽15(见图1A、1B和1C)的宽度一致。此外，通过以上述的方式精确地控制锥形构件31的形状，确保(伸展后的)锥形构件1和心轴47之间良好的配合是可能的。
心轴47还设有轴向凹槽，该凹槽优选采用向下延伸贯穿心轴47的截头锥体凹槽50的形式。
现在参照图8，杯形网状构件29、伸展后的锥形构件31和心轴47全都被放置到阴模部分51中，该阴模部分51具有与待加衬里的特定轴承箱的轴承面精密一致的模制表面52(在图8所示的实施例中为图1A中凹槽2的内表面)。第二心轴53在凹槽50的正上方对准并被设置进行如图8中箭头指示的向下推进运动。配置心轴53，使得在没有凹槽50的壁的弹性扩张的情况下心轴53将因太大而不能被放入凹槽50。
如图9所示，当心轴53被向下推进到凹槽50中时，它向外挤压凹槽50的壁，(由于心轴53的尺寸之故)从而引起凹槽30的弹性扩张并因此使第一弹性心轴47的模制表面48朝向杯形构件29和阴模部分51弹性地倾向锥形构件31，从而在锥形构件31和杯形网状构件29上施加压力P(如图9中箭头所指示的)。具体选择凹槽50和第二心轴53的相对尺寸，使得偏置压力P高至足以引起形成锥形构件31的浸渗材料浸透杯形构件29的网孔的孔隙空间，如图9中示意性表示的。同时，心轴47的弹性偏压作用起将锥形构件31和杯形构件29夹在心轴47和阴模部分51的模制表面52之间的作用，从而将锥形构件和网状构件模塑成模制表面52的形状。
从图9应理解，随着锥形构件31浸透杯形网状构件29，最终所得到的复合构件的有效宽度将逐渐减小。但是，只要选择心轴53和凹槽50的合适尺寸，心轴47向阴模部分51的弹性偏压作用将确保复合构件保持被夹在心轴47和阴模部分51之间，导致网状构件29被持续浸透和模塑。
锥形构件31充分地浸透网状构件29后，可以从心轴47中取出心轴53，如图9中箭头所指示的，然后可以从模具中取出心轴47以使心轴47脱离所得到的衬里6(见图9)。
具体参照图10，以横截面示出了衬里6的最终结构。如此，衬里6是用被浸渗的网状材料形成的，且包括杯形部分53和从杯形部分53向上延伸的圆周壁部54，使得杯形部分和壁部一起与轴承箱1的轴承面精密地一致，并且一起限定一个连续的衬里表面55。衬里表面在下述意义上是连续的，即衬里表面不包含在该衬里表面中的任何缝隙或衬里在其本身上的任何显著叠加——这样的不连续可能表现为衬里表面厚度的急剧变化或者衬里实际上完全不存在。在最终的衬里中可能有某种程度的重叠，但重叠的程度远不及先前讨论的常规带形成的衬里的情形下重叠的程度。如图9所示，所浸渗的润滑材料，例如CrossflonTM，浸透杯形网状构件29的网状材料到深度C，在优选的实施方案中，该深度C相当于约为最终衬里的2/3的深度。
尽管在本实施方案中，配置阴模部分51来制造与轴承箱1的轴承面一致的衬里6，但仍应理解的是，仅通过适当地配置阴模部分51的模制表面，衬里的最终形式可以被改变以适合待加衬里的给定轴承箱。具体而言，应理解，通过改变阴模部分51的模制表面，可以制造包括本身凹入的壁部的衬里，使得壁部和杯形部分一起与轴承箱16的内表面18一致。
尽管使用本方法制造与待加衬里的给定轴承箱精密一致的衬里是可能的，但设想在另一个优选的实施方案中，可最后修整衬里，特别是衬里的壁部，以确保与待加衬里的轴承箱的轴承面的更紧配合。
可选择地，在使用粘合剂将衬里粘接到轴承箱且该粘合剂被施加于衬里的外表面的情况下，可在衬里的外表面上对衬里进行蚀刻，以帮助在衬里与轴承箱之间形成更好的结合。
在另一个实施方案中，可以形成不带槽15的轴承箱1，在该情况下必须形成锥形构件31，使得锥形表面36非常接近“真正的”锥形，从而避免锥形构件31在心轴47上伸展时形成开口48。尽管在本方法中，在下述两者之间存在不可避免的“折衷选择”即形成近似“真正的”锥形表面36(与截头锥体表面相对)；和另一方面，确保锥形构件31的开口端(由圆周表面46的直径限定)大得足以使锥形构件3能在心轴47上伸展，但本领域的普通技术人员应迅速理解的是，仍然可能在这些因素间实现充分的“平衡”，以便使衬里内任何这种开口的尺寸能够减小，从而轴承性能不会被过度地损害。
虽然在上面描述的实施例中，网状构件29被描述成以杯形形状提供，但网状构件也可能以与形成锥形润滑构件的方式很相似的方式被形成为锥形构件。
在一种制造根据该实施方案的上述衬里的方法中，锥形润滑构件31在阳模部分47上伸展。接着锥形网状构件再在已经装到阳模部分47上的润滑构件上伸展。同前面一样，然后模具部分47被推进到阴模部分51中以形成自润滑连续衬里。应理解，润滑构件到网状构件的浸渗将以与前文所述的当网状构件为杯形时完全相同的方式发生。
在本发明的另一个实施例中，自润滑、连续的轴承衬仅包括润滑构件，也就是不设置网状构件。
形成不含网状构件的衬里的方法基本上与前文所述的用于润滑和网状构件的复合衬里的方法相同。也就是说，参照图11，开口的锥形润滑构件31如图5和图6所示(并且如在说明书的附随段落中所描述的)被形成。然后如前文所述的，锥形润滑构件31在阳模部分47上伸展。然后同前面一样，阳模部分47和伸展后的锥形润滑构件31被放入阴模部分51中。
然后第二心轴33在阳模部分57的凹槽50的正上方对准，并被设置进行如图11中所示的向下推进运动。
当第二心轴33被推进到凹槽50中时，衬里被模塑以与模制表面52的形状一致。
这个实施例，即不含网状构件的实施例，在某些情况下特别有利，因为它需要更少的部件和较不复杂的制造方法。该实施例特别适合于轴承退化相对慢的应用。然而，对于更重载的应用，网和润滑构件复合衬里可能更合适。
在任何情况下，应理解，前文所述的体现本发明的所有方法均方便地提供了用于给定轴承的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬。重要的是，在本发明的所有实施例中，衬里表面在下述意义上是连续的，即衬里表面不包含在该衬里表面中的任何缝隙或衬里在其本身上的任何显著叠加——这样的不连续可能表现为衬里表面厚度的急剧变化或者衬里实际上完全不存在。在最终的衬里上可能有某种程度的重叠，但重叠的程度远不及先前讨论的常规带形成的衬里的情况下重叠的程度。
同样重要的是，在本发明的所有实施方案中，衬里是自撑式的。所谓自撑式的指的是衬里无需该衬里以外的支撑装置就可保持其形状和结构。因此，即使在衬里未被嵌入轴承箱中时(在轴承箱中衬里将倚靠并由轴承箱的轴承面支撑)，孤立的衬里仍然会支撑它本身，并且包括杯形部分和从杯形部分向上延伸的圆周壁部。
术语“包括(comprise)”和“包括(comprising)”及其变化形式在本说明书和权利要求书中被使用时，意味着包括指定的特征、步骤或整体。所述术语不应被解释成排除其他特征、步骤或部件的存在。
在前述说明书或后面的权利要求或附图中公开的特征，以其特定形式表示的特征，或用执行所公开的功能的装置或者获得所公开的结果的方法或过程表示的特征，可以适当地单独使用或以它们的任意组合使用，来以本发明的多种形式实现本发明。
权利要求
1.一种预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里，供嵌入待旋锻的轴承箱中，该衬里包括杯形部分和从杯形部分向上延伸的圆周壁部，使得在轴承箱被旋锻后，该杯形部分和该壁部一起与轴承的轴承面精密地一致并且一起限定连续的衬里表面。
2.根据权利要求1所述的衬里，其中所述衬里由润滑材料形成。
3.根据前述任一权利要求所述的衬里，其中所述衬里由网状材料形成。
4.根据权利要求3所述的衬里，其中所述网状材料由所述润滑材料浸渗。
5.一种形成用于给定轴承的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬的方法，该方法包括提供由润滑材料形成的开口的锥形构件；模塑该构件以便该构件与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面精密一致。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括提供包括阴模部分和阳模部分的模具，该阴模部分具有与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面精密一致的模制表面；在所述阳模的模制表面上伸展所述锥形构件；将所述阳模部分的模制表面压向所述阴模部分的模制表面，从而模塑所述锥形构件。
7.一种形成用于轴承的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬的方法，该方法包括提供由网状材料形成的开口的锥形构件；提供由润滑材料形成的开口的锥形构件；将一个锥形构件至少部分地放置于另一个锥形构件内；使所述构件受到足以使它们互相紧压的压力，使得所述润滑材料浸透所述网状材料；以及模塑所述构件以便所述构件与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面精密一致。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括提供包括阴模部分和阳模部分的模具，该阴模部分具有与待加衬里的轴承箱的轴承面精密一致的模制表面；在将锥形润滑构件放入锥形网状构件内之前，在所述阳模部分的模制表面上伸展该锥形润滑构件；将所述阳模部分的模制表面压向所述阴模部分的模制表面，从而模塑它们之间的所述锥形构件，并使所述构件受到足够的压力以引起所述浸透。
9.根据权利要求7或8中任意一项所述的方法，其中所述锥形网状构件由网状材料片经机械冲压以单片的形式形成。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在冲压后，所述锥形网状构件还被机械修整。
11.根据权利要求7至10所述的方法，其中使所述构件受到足以使网的浸透深度最高达网厚度的三分之二的压力。
12.根据权利要求7至11中任意一项所述的方法，其中所述锥形网状构件是杯形的。
13.根据权利要求5至12中任意一项所述的方法，其中所述锥形润滑构件通过机械切削所述润滑材料构成的管形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述锥形构件的锥形表面通过以下步骤形成将刀刃与所述管的轴线成锐角地推进穿过所述管的壁，使刀刃切断管壁的内、外圆周表面；以及使所述管绕其轴线旋转，使得刀刃沿以旋转轴线为中心并与管壁的内、外圆周表面相交的锥形切削表面行进。
15.根据权利要求6或8至14中任意一项所述的方法，其中所述阳模部分为第一弹性可变形心轴的形式，该第一弹性可变形心轴包括轴向凹槽且具有被成形得与待加衬里的未旋锻轴承箱的轴承面一致的模制表面，还有第二心轴被提供，供推进到所述凹槽中以便向外挤压所述凹槽的壁并弹性地扩张所述凹槽，从而使所述第一心轴的模制表面弹性地倾向所述阴模部分。
16.根据权利要求5至15中任意一项所述的方法，其中所述锥形构件或至少一个锥形构件是在两端开口的截头锥体构件的形式。
17.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中机械修整所得到的结构到规定的尺寸。
18.根据前述任意一项权利要求所述的衬里或方法，其中所述润滑材料为PTFE。
19.根据权利要求3或7至18中任意一项所述的衬里或方法，其中所述网由磷青铜形成。
20.根据权利要求3或7至18中任意一项所述的方法，其中所述网由不锈钢形成。
21.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一心轴由PEEK形成。
22.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中最终的预成形、自润滑、自撑式的、连续的轴承衬包括杯形部分和从杯形部分向上延伸的圆周壁部。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述壁部限定衬里表面的基本竖直的部分。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述壁部限定凹入的衬里表面部分。
25.一种制造轴承的方法，包括提供其中包括凹槽的轴承箱，该凹槽包括被成形以容纳轴承构件的部分的杯形部分和从杯形部分延伸并且结合凹槽的开口端的一致部分，该一致部分和杯形部分在过渡边界处相交；通过开口端嵌入一种预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里以使衬里位于凹槽中，选择衬里以使衬里在被嵌入凹槽中时与凹槽的初始形状近似一致；通过开口端将轴承构件嵌入凹槽中，使得衬里位于轴承构件的表面和凹槽的表面之间；以这样的方式旋锻轴承箱，即使得，凹槽和衬里各与轴承构件的形状一致，并且凹槽的开口端的面积尺寸减小以防止在轴承的正常使用过程中轴承构件从轴承箱中移出。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述轴承构件是给定球轴颈的球体部分。
27.根据权利要求25或26任意一项所述的方法，其中使所述一致部分成形，使得当轴承构件被嵌入凹槽中时，在紧邻过渡边界的轴承构件和一致构件之间存在净空间隙，该净空间隙大于杯形部分和轴承构件间的任何间隙，借此在轴承箱变形后，一致部分与紧邻过渡边界的球体部分精密一致。
28.根据权利要求25至27中任意一项所述的方法，其中所述一致部分的内表面是凹入的。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述杯形部分为半径为R的球截体的形式。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述一致部分的弧半径大于R。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述一致部分的弧半径至少是R的两倍。
32.一种轴承，包括包含于其中形成的凹槽的轴承箱；位于该凹槽内的轴承构件；以及放置于轴承构件和轴承箱之间的预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里，其中凹槽和衬里与轴承构件的形状以这样的方式精密一致，即以致防止轴承构件从凹槽中移出。
33.根据权利要求32所述的轴承，其中所述轴承构件是球轴颈。
34.一种如在此参照附图描述的预成形、自润滑、自撑式的、连续的衬里。
35.一种形成如在此参照附图描述的自润滑、自撑式的、连续的轴承衬的方法。
36.一种制造如在此参照附图描述的轴承的方法。
37.一种如在此参照附图描述的轴承。
38.上文中描述的内容的组合构成的任何新主题。
全文摘要
根据本发明的一方面，提供了一种制造轴承的方法，该方法包括如下步骤提供其中包括凹槽的轴承箱，该凹槽包括被成形以容纳轴承构件的部分的杯形部分和从杯形部分延伸并且结合凹槽的开口端的一致部分，该一致部分和杯形部分在过渡边界处相交；通过开口端嵌入一种预成形、连续的衬里以使衬里位于凹槽中，选择衬里以使衬里在被嵌入凹槽中时与凹槽的初始形状近似一致；通过开口端将轴承构件嵌入凹槽中，使得衬里位于轴承构件的表面和凹槽的表面之间；以这样的方式使轴承箱变形，即使得凹槽和衬里各与轴承构件的形状一致，并且凹槽的开口端的面积尺寸减小以防止在轴承的正常使用过程中轴承构件从轴承箱中移出。
文档编号F16C33/14GK101057083SQ200580038801
公开日2007年10月17日 申请日期2005年11月7日 优先权日2004年11月12日
发明者P·R·史密斯, G·A·理查森, T·格林伍德 申请人:美蓓亚株式会社, 贝尔德姆克罗斯里有限公司