轴承用柔性绝缘衬垫的制作方法

本发明涉及轴承用柔性绝缘衬垫。

背景技术：

已知的轴承典型地包括由硬化钢制成的内外滚道以及多个位于内外滚道之间的滚子元件，如滚珠。因为滚道和滚子元件都是由金属制成的，所以内外滚道之间可以通过滚子元件导电。在一些应用中需要非导电的轴承。已知的非导电轴承可以利用陶瓷滚珠或其它非导电的滚子元件。然而，陶瓷滚珠相对昂贵，并且可能有其他缺陷。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供一种电隔离轴承组件，其包括具有环形外壳以及位于外壳内部的环形内壳的壳组件。内外壳之间形成环形空间。轴承位于该环形空间内部，该轴承包括金属内外滚道以及多个位于金属内外滚道之间的金属滚子元件。该轴承组件进一步包括位于轴承和壳之间的至少一条细长柔性绝缘条带。该绝缘构件或条带包含聚合物或其它合适的非导电材料从而防止通过滚子元件形成导电通路。该绝缘构件或条带有细长基部以及从基部延伸的第一和第二分段的腿部结构，由此该细长柔性构件或条带大体上呈现U形并形成通道用来配置为至少部分地容纳一个轴承滚道。该第一和第二分段的腿部结构各包含多个不相互连接的腿部，从而允许该细长柔性绝缘构件或条带相对于该细长基部弯曲。内外滚道之中的一个的至少一部分被置于该第一和第二分段的腿部结构之间。

根据本发明的另一个方面，提供一种细长柔性绝缘条带来使轴承滚道电绝缘。该绝缘条带包括基部，该基部包括多个由柔性连接部分相互连接的基段，其中的柔性连接部分相对于基段柔性增加。分段的腿部结构包括多个从基部横向延伸的相互分隔的腿部，该连接部分的弯曲会导致相邻腿部之间的尺寸改变。该细长柔性绝缘条带包含非导电的聚合物，其中该细长柔性绝缘条带被配置为可被切割成合适的长度并被弯曲成与环形轴承滚道相适应的环形。

根据本发明的另一个方面，提供一种电隔离轴承的方法，该轴承类型包括导电的内外滚道和位于该内外滚道之间的多个导电滚子元件。该方法包括提供包含非导电材料的细长柔性绝缘条带。该绝缘条带具有细长中心部分、细长的第一和第二相对边缘部分以及至少一个整体成型的腿部，该腿部从相对于中心部分横切的第一相对边缘部分延伸。该方法包括将该绝缘条带切割成合适的尺寸，紧接着将该绝缘条带弯曲成环形。该绝缘条带被置于轴承滚道和壳之间的环形空间内从而使该轴承滚道与该壳电隔离。

参照接下来的说明书、权利要求以及附图，本领域技术人员可以进一步理解和评价本发明的上述以及其他特征、优点和目的。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面的包括轴承组件以及柔性绝缘衬垫条带(“FIL条带”)的CT扫描机的部分立体示意图；

图2是图1所示的CT扫描机沿II-II线的部分断面示意图；

图3是根据本发明的一个方面的轴承组件的立体图；

图4是图3所示的轴承组件的一部分的断面立体图；

图5是图4所示的轴承组件的横截面示意图；

图6是根据本发明的一个方面的FIL条带的侧视图；

图7是图6所示的FIL条带的俯视图；

图8是图7所示的FIL条带沿VIII-VIII线的横截面示意图；

图9是根据本发明的另一个方面的包括一对并排滚珠轴承的轴承组件的部分断面透视图；以及

图10是示出位于轴承滚道和壳构件之间并且与FIL条带接合从而防止轴承滚道相对于壳转动以及防止FIL条带相对于壳和/或轴承滚道转动的抗旋转栓的断面横截面图。

具体实施方式

为描述目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其变形应当参照本发明的图1所指示的方位。然而，应当被理解的是，本发明可以假定多种可选的方位和步骤顺序，除了相反的具体限定。还应被理解的是，在相关图中以及接下来的说明书中被描述的具体设备及过程仅是本发明权利要求限定的发明构思的具体实施例，因此，相关的实施例中公开的具体范围以及其他技术特征不能被作为限定，除非权利要求中进行了清楚表述。

参照图1和图2，CT或CAT扫描机1包括被基座6可转动支撑的转动的环形组件或滚筒4。各种电学组件例如X射线管、探测器等(未示出)被滚筒4支撑。在使用中，旋转滚筒4围绕被置于可移动支撑板10上的病人8转动。滚筒4、基座6以及可移动支撑板10可以包括已知的部件，并且可以被理解的是这些组件都已经以部分示意性的方式在图1和图2中进行了清楚标示。在基座6上，滚筒4通过一个或多个轴承组件15被可转动的支撑。依据下面的具体讨论，该轴承组件15包括一个柔性绝缘衬垫条带或构件(“FIL条带”)40(图4)，该条带40将转动组件4从基座6电隔离从而防止转动组件4与基座6之间的电流(也参见图2)。应当被理解的是FIL条带40可以被用于多种应用，并且本发明也并不局限于CT扫描机的应用。

参照图3-5，轴承组件15包括内壳16和外壳18。内壳16和外壳18支撑轴承亚组件20。轴承亚组件20包括内滚道22和外滚道24。多个滚子元件例如滚珠26被置于内外滚道22和24之间，隔圈或隔离件28以已知的方式将滚珠26置于内外滚道22和24之间。内外滚道22和24分别为金属(例如硬化钢)，并且滚珠26优选也为金属(例如硬化钢)。隔圈或隔离件28可以包括聚合物。轴承亚组件20可以包括已知的薄片轴承，该薄片轴承可以从密歇根州马斯基根的开盾公司“轴承部”(Kaydon Corporation，Bearings Division，Muskegon，Michigan)以商业方式获得。

第一夹具包括多个被螺钉紧固件32固定于外壳16上的夹紧段30。一个第二夹具34被多个螺钉紧固件36固定于内壳16。该细长柔性绝缘衬垫条带或构件(“FIL条带”)40围绕外滚道24放置，从而防止通过轴承亚组件20分别从内外壳16和18进行电传导。依据下面的具体讨论，FIL条带40包括模制聚合物，并且包括细长中心部分42和横向延伸的分段的腿部44A和44B。在附图所示的示例中，FIL条带40被置于与外滚道24相邻，从而使外滚道24与外壳18电隔离。然而，该FIL条带40也可以可选择地置于内滚道22和内壳16以及第二夹具34之间来使内滚道22与这些部件电隔离。值得注意的是，FIL条带40可用于对包括可导电的金属内外滚道22和24以及可导电的滚子元件例如钢珠26的常规的轴承亚组件20进行电隔离。

进一步参照图6-8，FIL条带40初始地被模制成细长柔性结构，其具有限定沿FIL条带40长度方向延伸的轴43的细长中心部分42。该细长中心部分42包括多个由更薄的连接部分48相互连接的大体呈矩形盘状的片段46。该连接部分48的厚度相对于片段46要小，因此该连接部分48相对于片段46增加了柔性。该FIL条带40的细长中心部分42包括第一和第二相对端部52和54。多个第一腿部50A从FIL条带40的细长中心部分42的第一端部52横向延伸，多个第二腿部50B从FIL条带40的细长中心部分42的第二端部54延伸。腿部50A之间间隔开从而形成间隙56A，腿部50B之间间隔开从而形成间隙56B。间隙56A和56B允许细长中心部分42弯曲，由此FIL条带40可以被弯曲成与轴承亚组件20的内滚道22或外滚道24形状相适应的环形。单个的腿部50A和50B从侧面看可包括大体呈矩形边界的扁平盘状构件(如图6)。然而，事实上腿部50A和/或50B可以包括任何合适的形状。单个的腿部50A和50B为轴承滚道24(或22)提供并排的支撑，从而保证滚道24相对于第一夹具30和外壳18电隔离。间隙56A和56B可以具有大约0.080英寸的尺寸“X1”，腿部50A和50B可以具有大约0.300英寸的宽度尺寸“X2”。腿部50A和50B可以具有大约0.300英寸的长度“L”以及大约0.078英寸的厚度“T1”(图8)。然而，应当被理解的是，FIL条带40的多个特征的形状和尺寸是可以依据特定应用的需求而改变的。

参照图8，腿部50A具有内表面58A和外表面60A，腿部50B具有内表面58B和外表面60B。腿部50B是腿部50A的镜像。腿部50A和50B是弯曲的，因此内表面58A是凸起的且有相对于轴“C1”的半径R1。轴C1与FIL条带40的轴43平行。外表面60A是凹的且有相对于轴C1的半径R2。腿部50A和50B有基本上相同的厚度“T1”，大约为0.078英寸。半径“R1”优选为大约1.003英寸，半径“R2”优选为大约0.924英寸。

腿部50A和50B的曲率/曲度可随不同组件之间的偏差而适应各种变化。如图5所示，腿部50A被置于外滚道24和第一夹具30之间。当螺钉紧固件32被拧紧时，夹具30推压腿部50A的外表面60A，从而腿部50A的内表面58A与外滚道24接触。外滚道24与第一夹具30之间的空间优选比腿部50A的厚度T1稍大，从而使得当第一夹具30在适当位置夹紧时，腿部50A的弯曲和伸直在一定程度上归因于表面58A和60A的曲率。相似地，第二腿部50A被置于外壳18和外滚道24之间，并且在第一夹具30由于螺钉紧固件32拧紧的作用而夹紧时弯曲。以这种方式，腿部50A和50B的曲率保证了外滚道24在夹具30的夹持作用下被稳固地保持，即使部件的尺寸偏差在一定程度上变化。

再次参照图8，FIL条带40的细长中心部分42的片段46包括内表面62和外表面64。表面62和64优选以基本上相同的距离“T2”间隔，大约为0.079英寸。内表面62具有凹形，限定了相对于轴“C2”的半径“R3”，外表面64具有凸形，限定了相对于轴C2的半径R4。轴C2与FIL条带40的轴43平行。半径R3优选为大约2.831英寸，半径R4优选为大约2.910英寸。

再次参照图5，当进行组装时，FIL条带40的细长中心部分42被置于外壳18和外滚道24之间，内表面62接触外滚道24，外表面64接触外壳18。弯曲的表面62和64保证外滚道24相对于外壳18牢固地放置，即使组件间的尺寸偏差导致外滚道24与外壳18之间的环形空间比FIL条带40的厚度T2稍大。

再次参照图8，FIL条带40优选地在细长中心部分42和腿部50A、50B之间的过渡区域包括外斜面66A、66B和内径68A、68B。第一对沟槽70A和70B分别形成于表面62和64，限定了沿FIL条带40纵向延伸的第一切线72(也参见图7)。第二对沟槽74A和74B分别形成于表面62和64，限定了沿FIL条带40纵向延伸的第二切线76。如图8所示，FIL条带40在横截面上大体呈U形，从而限定了通道38用以容纳轴承滚道22和/或24。然而，如下所讨论的，FIL条带40可以沿第一切线72或第二切线76切割来提供只有单排腿部50A或单排腿部50B的L形FIL条带。

进一步参照图9，轴承组件15A包括内表面16A和外表面18A，其被配置成用于支撑以并排方式配置的一对轴承组件20A和20B。一对细长FIL条带40以沿着从第一和第二切线72和76中选择的一条切线进行切割的方式被改进成一对L形FIL条带40A和40B。该细长FIL条带40A和40B分别与轴承组件20A和20B的外滚道24A和24B相接合。夹具30A和34A与外壳18A和内壳16A相接合，分别用于夹持和固定轴承组件20A和20B。再次参照图8，第一切线72与腿部50A之间的距离可以比第二切线76与腿部50B之间的距离大，从而允许FIL条带40的尺寸根据需要可变/可选择，通过沿切线72和74之中选择的一条来切割从而适应不同尺寸的轴承组件。

进一步参照图10，第一表面凹陷78可以形成于外壳18的内表面80，第二表面凹陷82可以形成于外滚道24的外表面84。凹陷78和82可以大体呈圆柱形。非导电的锚状元件如栓86可以被置于外壳18与外滚道24之间，分别与第一和第二凹陷78和82接触。栓86可以由纤维增强的聚合物材料或其它合适的材料制成。栓86可以被配置成与表面78和82紧密结合来提供过盈配合。细长FIL条带40可以有端部表面88A和88B与栓86直接相邻放置。栓86可以防止外滚道24相对于外壳18运动，也可以防止FIL条带40相对于外壳18和外滚道24转动。

细长FIL条带40(图6和7)开始时由尼龙或其它合适的聚合物材料以连续的过程模制成一条细长柔性条带。该细长条带可以被绕到一个卷轴(未示出)上以用于运输、处理和存储。在组装轴承组件15(图3)时，FIL条带40首先被切割成适当的长度。不同尺寸的轴承组件20可以被利用，细长FIL条带40可以被切割成需要的长度来延伸/卷绕到外滚道24。该FIL条带40优选地被切割成适合外滚道24周长的长度，从而单条FIL条带40可以在其相对端部之间几乎不留空隙地缠绕到外滚道24。可选择地，多个较短的FIL条带可以被切割并缠绕到外滚道24。因为FIL条带40可以被切割到合适的长度，所以该FIL条带40可以被存储到一个卷轴上，多条FIL条带40可以根据不同尺寸的轴承的需要被切割到合适的长度。同时，片段46之间的柔性连接部分48(图6和图7)以及腿部50A和50B之间的间隙56A和56B各自都能允许FIL条带40被弯曲以适应直径范围很宽的轴承。

在上述描述的实施例中，FIL条带40被置于外壳18和外滚道24之间。然而，应当被理解的是，该FIL条带40也可以，可选择地，被置于内滚道22和内壳16以及夹具34之间。参照图5，应当被理解的是，内壳16和夹具34可以被配置为提供环形空间用于容纳FIL条带40。同时，应当被理解的是，FIL条带40可以被用于多种应用的多种轴承，并且本发明也不局限于这里所描述的具体的薄片轴承组件。进一步地，除了附图1和图2中的CT扫描机1以外，该FIL条带40还可被用于多种应用。

应当被理解的是，在不违反本发明的原理的基础上，可以对前述的结构进行变形和改进。进一步应当被理解的是，这些原理会被包含于接下来的权利要求中，除非这些权利要求本身清楚表述了其他方面。