滑动轴承中的编码器的集成功能的制作方法

文档序号:15305145发布日期:2018-08-31 20:52阅读:246来源:国知局

本公开涉及轴承,且更特定地,涉及包含编码元件的滑动轴承。



背景技术:

轴承通常包含沿着移动界面联接在一起的两个或更多个组件。特定来说,滑动轴承包含受刚性组件支撑的滑动层。滑动层在低摩擦界面处会合,这促进两个或更多个部分之间的相对移动。某些应用需要对轴承和联接到其上的组件的相对位置感知。

用到轴承的工业持续需要改进的轴承结构和确定轴承的相对位置以增强性能和编码功能性的方法。

附图说明

实施例通过实例说明并且不打算限于附图。

图1包含根据一实施例的轴承的透视图。

图2包含如沿着线a-a所见的轴承的横截面正视图。

图3包含如第一位置中所见的根据一实施例的轴承的俯视图。

图4包含如第二位置中所见的根据一实施例的轴承的俯视图。

图5包含根据一实施例的轴承的组件的横截面正视图。

图6包含根据一实施例的另一轴承的组件的横截面正视图。

图7包含根据一实施例的另一轴承的组件的横截面正视图。

图8包含如第一位置中所见的根据一实施例的轴承的俯视图。

图9包含如第二位置中所见的根据一实施例的轴承的俯视图。

图10包含如第一位置中所见的根据一实施例的轴承的横截面正视图。

图11包含如第二位置中所见的根据一实施例的轴承的横截面正视图。

图12a到12c包含根据特定实施例的轴承横截面轮廓的横截面正视图。

本领域技术人员应了解,图中的元件仅为简单和清晰起见而进行说明,但不一定按比例绘制。举例来说,图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件而夸大以帮助改进对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

与图结合提供以下描述来帮助理解本文所公开的教示内容。以下论述将集中于教示内容的特定实施方案和实施例上。提供此焦点以帮助描述教示内容,并且其不应被解释为对所述教示内容的范围或适用性的限制。然而,可以基于如本申请中所公开的教示内容来使用其它实施例。

术语“包括(comprises/comprising)”、“包含(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式打算涵盖非独占性包含。举例来说,包括一列特征的方法、物品或设备不一定仅限于那些特征,但可以包含没有明确列出的其它特征或所述方法、物品或设备所固有的其它特征。另外,除非有明确的相反陈述,否则“或”是指包含性的或,而非排它性的或。举例来说,条件a或b通过以下中的任一种来得到满足:a是正确的(或存在的)并且b是错误的(或不存在的)、a是错误的(或不存在的)并且b是正确的(或存在的)以及a和b都是正确的(或存在的)。

此外,“一个(种)(a/an)”是用于描述本文中所描述的元件和组件。这只是为了方便起见且给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况,否则此描述应将包含一个、至少一个或单数个解读为也包含多个,或反过来也一样。举例来说,当本文中描述单个物品时,可以使用一个以上物品来代替单个物品。类似地,在本文中描述一个以上物品时,可以用单个物品取代所述一个以上物品。

除非另外规定,否则本文所使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。材料、方法和实例仅是说明性的并且不欲为限制性的。就本文中未描述的范围来说,关于具体材料和处理行为的许多细节是常规的并且可以见于轴承领域的教科书和其它来源中。

根据本文中所描述的实施例中的一个或多个,轴承通常可包含与外组件可旋转地联接的内组件。内组件和外组件可分别包含用导电的低摩擦材料图案化的外表面和内表面。在一实施例中,导电的低摩擦材料可包含彼此间隔开的多个区域。联接到图案化层中的至少一个的电路可当电路在断开和闭合状态之间转变时检测内组件和外组件相对于彼此的相对位置。也就是说,导电的低摩擦材料和电路可组合以当内组件和外组件处于某些对准的旋转位置时形成闭合电路,且当内组件和外组件处于其它不对准的旋转位置时形成断开电路。所检测的组件位置可用于编码内组件和外组件相对于彼此的增量和绝对旋转位置。

图1和2说明根据一实施例的轴承100。轴承100可包含内组件102和围绕内组件102安置的外组件104。外组件104的内表面106可与内组件102的外表面108形成滑动界面110。内组件102和外组件104可在滑动界面110处相对于彼此移动。在特定例子中,滑动界面110处的移动可在旋转方向上。内组件102和外组件104中的一个或两个可相对于内组件102或外组件104中的另一个旋转。在另一个例子中,如下文更详细地论述,滑动界面110处的移动可在与轴承100的中心轴线112平行的线性方向上发生。线性运动可通过往复运动反复发生。

在另一例子中,轴承可包含沿着滑动界面相对于彼此移动的第一和第二组件。本文中所描述的轴承的大小和形状可设定成沿着所述第一和第二组件配合。在一实施例中,内组件102可为轴且外组件104可为壳体。本公开不意图限于包含同心或大体同心的组件的轴承(例如,安置于壳体中的内组件具有相同形状或相同中心轴线)。在特定实施例中,第一和第二组件中的至少一个可包含u形横截面轮廓、长方形横截面轮廓或平面表面。轴承和其相关联部分可与所述第一和第二组件集成以准许本文中阐述的编码功能性。

在一实施例中,内组件102可包含联接到衬底116的低摩擦材料114。低摩擦材料114可通过粘附剂、机械变形、带螺纹或不带螺纹的紧固件、另一适合的连接方法、或其任何组合附接到衬底116。在特定实施例中,低摩擦材料114可通过粘附剂层合到所述衬底116。示范性粘附剂包含热熔性粘附剂。适合粘附剂的其它实例包含含氟聚合物、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚/聚酰胺共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、乙烯四氟乙烯(etfe)、etfe共聚物、全氟烷氧基(pfa)、或其任何组合。另外,粘附剂可包含选自-c=o、-c-o-r、-coh、-cooh、-coor、-cf2=cf-or或其任何组合的至少一个官能基,其中r是含有介于1和20个之间的碳原子的循环或线性有机基团。另外,粘附剂可包含共聚物。在一实施例中,粘附剂可具有不超过250℃例如不超过220℃的熔融温度。在另一实施例中,粘附剂可高于200℃例如高于220℃分解。在另外的实施例中,粘附剂的熔融温度可高于250℃,或高于300℃。

可辊压、热压、冷压、冲压、或以其它方式作用于低摩擦材料114以与衬底116接合。在一实施例中,可在小于低摩擦材料114和衬底116中的任一个或两个的熔融温度的温度下执行低摩擦材料114与衬底116之间的附接。在另一实施例中,可将低摩擦材料114或衬底116中的至少一个加热到熔融或接近熔融状态,之后与低摩擦材料114或衬底116中的另一个附接。

在一实施例中,低摩擦材料114包含具有相对高点和相对低点的图案化层。在另一实施例中,低摩擦材料114包含彼此间隔开的多个区域。举例来说,低摩擦材料114可包含至少2个区域、至少3个区域、至少4个区域、至少5个区域、至少10个区域、或甚至至少20个区域。在一实施例中,低摩擦材料114可包含不超过1000个区域,不超过100个区域,或不超过50个区域。所述区域可例如通过切口或非导电材料(下文更详细地描述)彼此间隔开。邻近区域可通过相同距离或不同距离间隔开。在一实施例中,至少两个邻近区域之间的距离可相差至少10%、至少25%、至少50%、至少100%、或至少1000%。也就是说,邻近区域之间的距离的差可根据一实施例大幅变化。

在特定例子中,内组件102的区域可间隔开旋转角度ai,且外组件104的区域可间隔开旋转角度ao。在一实施例中,ai可与ao相同。在另一实施例中,ai可不同于ao。ai和ao中的至少一个可为至少1°、至少2°、至少3°、至少4°、至少5°、至少25°、至少50°、至少60°、至少90°、或至少180°。ai和ao中的至少一个不超过359°,或不超过270°。

低摩擦材料114可覆盖的面积分别不超过外组件104或内组件102的内表面106或外表面108的表面积的99.9%。在一实施例中,低摩擦材料114可覆盖的面积不超过所述表面积的99%,不超过所述表面积的95%,不超过所述表面积的90%,不超过所述表面积的75%,不超过所述表面积的50%,或不超过所述表面积的25%。在另一实施例中,低摩擦材料114可覆盖所述表面积的至少1%,所述表面积的至少5%,或所述表面积的至少10%。在一实施例中,低摩擦材料114可完全跨越轴承100延伸。举例来说,在一实施例中,低摩擦材料114可沿着内组件102或外组件104中的至少一个(例如两个)的整个轴向长度延伸。在另一实施例中,低摩擦材料可沿着内组件102和外组件104中的至少一个(例如两个)的整个周向长度延伸。

在某些实施例中,轴承100可包含大体圆柱形主体。内组件102可例如使用冲模或模板塑形为大体圆柱形主体。可围绕模具或模板推动大体圆柱形主体的圆周端直到所述圆周端接触为止。所述圆周端接着可例如通过焊接、粘附、机械锁定例如拼图(puzzle)锁定、另一适合连接方法、或其任何组合附接到一起。

在一实施例中,衬底116可在低摩擦材料114的附接之前塑形为大体圆柱形主体。在另一实施例中,低摩擦材料114可在衬底116的附接之前塑形为大体圆柱形主体。在又另一实施例中,低摩擦材料114和衬底116可共同地从平面或大体平面的薄片塑形为大体圆柱形主体。如本文中所使用,“大体圆柱形主体”是指具有安置于最佳配合的完全圆柱体内的侧壁的形状,其中所述侧壁(包含平面端区段)占据完全圆柱体的至少90%体积,完全圆柱体的至少92%体积,完全圆柱体的至少94%体积,完全圆柱体的至少95%体积,完全圆柱体的至少96%体积,完全圆柱体的至少97%体积,完全圆柱体的至少98%体积,或完全圆柱体的至少99%体积。在特定实施例中,轴承100可具有圆柱形主体,其中所述侧壁占据完全圆柱体的至少99.9%体积,例如完全圆柱体的100%体积。

示范性衬底材料包含金属、合金、陶瓷、聚合物、复合物、其它回弹性材料、以及其组合。在特定实施例中,衬底主要由金属例如钢组成。衬底116可例如通过研磨或模压过程被以机械方式被处理,或例如通过一个或多个蚀刻或抗腐蚀涂布过程以化学方式被处理。

低摩擦材料114可包含例如聚四氟乙烯(ptfe)、氟化乙烯-丙烯(fep)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯四氟乙烯(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、伸乙基氯三氟乙烯(ectfe)、全氟烷氧基烷(pfa)、聚缩醛(pom)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚酰亚胺(pi)、聚醚酰亚胺(pei)、聚醚醚酮(peek)、聚乙烯(pe)、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)、聚砜、聚酰胺(pa)、聚苯醚(ppe)、聚苯硫醚(pps)、聚胺酯(pu)、聚酯、尼龙、类似材料、或其任何组合。低摩擦材料114可另外包含一种或多种填料。示范性填料包含玻璃纤维、碳纤维、硅、peek、芳香族聚酯、碳颗粒、青铜、含氟聚合物、热塑性填料、氧化铝、聚酰胺亚胺(pai)、pps、聚苯砜(ppso2)、液晶聚合物(lcp)、芳香族聚酯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、石墨烯、膨胀石墨、氮化硼、滑石、氟化钙、或其任何组合。另外,填料可包含氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氟化钙、氮化硼、云母、硅灰石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、碳黑、颜料、或其任何组合。

在一实施例中,低摩擦材料114具有如对照抛光钢所测量的不超过0.75、不超过0.5、不超过0.25、不超过0.1或不超过0.05的静摩擦系数μs。在另一实施例中,低摩擦材料114具有至少0.001的静摩擦系数μs。低摩擦材料114的静摩擦系数μs也可在介于0.001与0.75之间且包含0.001和0.75的范围内,介于0.01与0.2之间且包含0.01和0.2的范围内,或更特定地介于0.05与0.1之间且包含0.05和0.1的范围内。

低摩擦材料114的导电性可准许编码功能性。在这点上,低摩擦材料114可包含固有地导电的低摩擦材料或包含导电性质的一种或多种填料。如本文中所使用,“导电”和“电导性”材料是指呈现如在20℃下沿着正被测试的材料的体积的至少1%(例如,低摩擦材料114的体积的至少1%)的区域所测量的大于0西门子/米(s/m)、例如至少1.0s/m、至少1×102s/m、至少1×103s/m、至少1×104s/m、至少1×105s/m、或至少1×106s/m的平均电导率σavg。

在特定实施例中,导电填料可均匀分布于低摩擦材料114内。导电填料可包含一种填充材料、两种填充材料、三种填充材料、或任何其它数目种适合填充材料。在另一实施例中,导电填料可不均匀地分布例如于低摩擦材料114内的预布置图案或层中。举例来说,导电填料可呈现沿着暴露表面的较高浓度。替代地,导电填料可形成具有向外朝向其暴露表面延伸的尖齿的低摩擦材料114的核心。

在另一方面中,衬底116可为电导性的且低摩擦材料114可为电阻性的。在一实施例中,衬底116可朝向滑动界面110径向延伸。衬底116可径向凹入使得沿着滑动界面110的最佳配合圆仅接触低摩擦材料114(图12c)。替代地,衬底116可沿着最佳配合圆(图12b)放置。在特定实施例中,衬底116可包含通过低摩擦材料114的区间隔开的多个径向暴露区域(图12a)。

外组件104可包含先前针对内组件102描述的特征或特性的任何组合。举例来说,外组件104可包含联接到衬底120的低摩擦材料118。低摩擦材料118可包含固有导电材料或一种或多种导电填料。替代地,低摩擦材料118可为电阻性且通过衬底的朝向滑动界面110延伸的区域相互间隔开。在特定例子中,低摩擦材料118可与低摩擦材料114相同或大致相同。在另一例子中,低摩擦材料118可不同于低摩擦材料114。在另一实施例中,衬底120可与衬底116相同或大致相同。在又一实施例中,衬底120可不同于衬底116。

可沿着滑动界面110安置一种或多种润滑剂以减小内组件102和外组件104之间的滑动阻力。使用电导性湿润滑剂、电导性干润滑剂或其组合可增强内组件102和外组件104的导电部分之间的电接触,从而可能增加某些系统中的轴承100的编码性能。

图3说明独立于衬底116和120的低摩擦材料114和118。虽然可操作的轴承100可仅包含低摩擦材料114和118而无衬底116和120,但图3中将其省略是为了清楚起见且不应被视为限制公开内容的范围。在一实施例中,外组件104的低摩擦材料118包含导电区域302和非导电区域304。在特定实施例中,非导电区域304可包含非导电空间,例如导电性比导电区域302低的区域。在另一特定实施例中,非导电区域304可包含间隙(例如,空气间隙)使得导电区域302不围绕轴承100的整个圆周延伸。第二非导电区域304a可沿着外组件104定位。在一实施例中,第二非导电区域304a与非导电区域304相对。在另一实施例中,第二非导电区域304a可定位于沿着外组件104的任何其它位置处。内组件102的低摩擦材料114可包含通过非导电区域308间隔开的导电区域306。

在一实施例中,导电区域302和306可包含低摩擦材料,而非导电区域304和308包含衬底。在另一实施例中,导电区域302和306可包含衬底,而非导电区域304和308包含低摩擦材料。在又另一实施例中,导电区域302或306中的一个可包含低摩擦材料,而非导电区域304或308中的一个包含衬底。

电路310可与导电区域302或306中的一个电连通。在一实施例中,电路310可在两个或更多个位置处与外组件104的导电区域302电连通,其中非导电区域304安置于两个或更多个连接点之间。以此方式,外组件104的非导电区域304可在外组件104的非导电区域304与内组件102的非导电区域308对准时中断通过电路310的电流的流动。电路310可包含电源和适用于检测电路310何时处于断开和闭合状态的检测元件。在另一实施例中,电路310可与内组件102的一个或多个导电区域306电连通且包含如先前描述的类似布置。

如图3中所说明,电路断开。也就是说,外组件104的非导电区域304与内组件102的非导电区域308对准。因此,阻止电流通过电路310的流动,且内组件102相对于外组件104的相对旋转位置是已知的,因为所述相对旋转位置与内组件102和外组件104的初始相对位置有关。也就是说,内组件102相对于外组件104的相对位置可以借助于所述内组件与所述外组件之间的起始位置来检测。

在一实施例中,电路310(或一个或多个其它检测元件)可另外通过感测由导电区域302和306之间的改变的表面积界面所导致的改变的电阻,区分内组件102和外组件104相对于彼此的位置。随着内组件102和外组件104相对于彼此移动,导电区域302和306之间的表面积界面改变。也就是说,导电区域302和306之间的表面积界面增加直到达到最大面积,接着是表面积界面减小。在某些实施例中,可通过测量电阻、电导率、其它合适的方法、或其任何组合检测到表面积界面的此改变。举例来说,随着电阻减小,导电区域302和306可更大地覆盖彼此,使得其间的表面积界面增加。此增加的表面积可导致更大的电流流动面积。使用此信息,可计算内组件102和外组件104之间的相对定位的更准确的度量。

在特定例子中,电路310可沿着轴承100的轴向端联接到导电区域302。举例来说,导电线可延伸到导电区域302的轴向暴露表面。在另一例子中,电路310可通过衬底116联接到导电区域302。导电线可延伸穿过衬底116,被任选的绝缘涂料或层环绕。在另一例子中,可存在一体式连接协议,形成到导电区域302的通口或其它外部入口。电路310和导电区域302之间的连接协议不打算被限制为这些连接方法的任何组合或可使用替代的连接方法,只要电路310可感测到内组件102和外组件104之间的移动即可。

在一实施例中,非导电区域304可具有小于非导电区域308的周向宽度的周向宽度,因此在恰当旋转对准后不让电路310闭合。举例来说,非导电区域304的周向宽度可小于非导电区域308的周向宽度的99%,小于非导电区域308的周向宽度的95%,小于非导电区域308的周向宽度的90%,小于非导电区域308的周向宽度的80%,小于非导电区域308的周向宽度的70%,小于非导电区域308的周向宽度的60%,小于非导电区域308的周向宽度的50%,或小于非导电区域308的周向宽度的25%。在一实施例中,非导电区域304的周向宽度可为非导电区域308的周向宽度的至少1%。如下文所描述,这可准许电流在恰当旋转对准后流动通过内组件102和外组件104。

在另一实施例中,非导电区域304可具有小于导电区域306的周向宽度的周向宽度。举例来说,导电区域306的周向宽度小于导电区域306的周向宽度的99%,小于导电区域306的周向宽度的95%,小于导电区域306的周向宽度的90%,小于导电区域306的周向宽度的80%,小于导电区域306的周向宽度的70%,小于导电区域306的周向宽度的60%,小于导电区域306的周向宽度的50%,或小于导电区域306的周向宽度的25%。在一实施例中,非导电区域304的周向宽度可为导电区域306的周向宽度的至少1%。

导电区域306和非导电区域308的数目可不同于如图3中所说明的数目。举例来说,在一实施例中,内组件102可包含一个导电区域306。在其它实施例中,内组件102可包含至少两个导电区域,至少三个导电区域,至少四个导电区域,至少五个导电区域,至少十个导电区域,至少二十个导电区域,至少三十个导电区域,至少四十个导电区域,或至少五十个导电区域。在又另一实施例中,内组件102可包含不超过10000个导电区域,不超过1000个导电区域,或不超过100个导电区域。导电区域306可彼此间隔开。以此方式,每一导电区域306可与邻近或附近导电区域306电隔离。在一实施例中,邻近导电区域可间隔开轴承100的周长的至少0.01%,所述周长的至少0.1%,所述周长的至少1%,所述周长的至少5%,所述周长的至少10%,或所述周长的至少25%。在另一实施例中,邻近导电区域间隔开的距离不超过轴承100的周长的99%,不超过所述周长的75%,或不超过所述周长的50%。虽然非导电区域308(即,邻近导电区域306之间的距离)可全部具有彼此相同的相对大小,但在某些实施例中,非导电区域308中的至少两个的大小可彼此不同。

由于内组件102或外组件104相对于另一个旋转,因此在两个邻近非导电区域308之间,外组件的非导电区域304可与导电区域306对准。在此情况下,如例如图4中所说明,电路310可闭合。也就是说,导电区域306在非导电区域304的两侧与导电区域302电连通,因此准许沿着连续路径312通过电路310的电流。随着轴承100继续旋转(即,内组件102和外组件104中的一个相对于另一个旋转),电路310再次断开(图3),指示内组件102和外组件104相对于彼此的相对旋转移动。

虽然以上描述论述电路310到外组件104的连接,但有可能倒置所描述的轴承100使得电路310改为连接到内组件102。类似地,可切换低摩擦材料114和118使得内组件102仅包含一个非导电区域304和一个第二非导电区域304a,而外组件104包含多个非导电区域308。

现参考图5,说明内组件102或外组件104的示范性横截面正视图,包含低摩擦材料502联接到衬底510。如所说明,低摩擦材料502可包含联接到中间层506的低摩擦层504。中间层506可附接到衬底510,从而将低摩擦层504连结到所述衬底上。

中间层506可包含聚合物、金属、合金、陶瓷、另一类似材料、或其组合。在特定实施例中,中间层506可包含电阻性材料,使低摩擦层504与衬底510绝缘。示范性材料包含etfe、ptfe、fep、pvdf、pctfe、pi、pei、ppe、uhmwpe、包含列出聚合物的改性组合物,其它合适的材料,以及其组合。中间层506可通过粘附剂、机械变形、带螺纹的或不带螺纹的紧固件、另一适合方法或其组合联接到衬底510和低摩擦层504中的一个或两个。

在一实施例中,中间层506可包含多个层。所述多个层全部可安置于衬底510和低摩擦层504之间的区域内。在特定例子中,中间层506可包含至少两个层,至少三个层,至少四个层,至少五个层,或至少十个层。在另一例子中,中间层506可包含小于100层,小于50层,或小于25个层。中间层506可相对于衬底510与低摩擦层504相继或同时沉积。

在特定例子中,中间层506可图案化有一个或多个开口、脊线、凸块、凹陷部、类似特征、或其组合以提供衬底510与低摩擦层504之间或内组件102与外组件104之间的所要电交互。

在一实施例中,可使用例如磷化熔液的处理过程将衬底510修改为具有电绝缘性质。衬底510可为经过包含反应性水溶液或分散液和形成配体的有机聚合物的磷化浴液处理的第一表面。金属磷酸盐或金属酸式磷酸盐可与衬底510反应,从而沿着其产生保护性反应涂层。接着冲洗衬底510且可适用于与低摩擦材料502联接。在其它实施例中,可有可能使用反应性过程以其它方式处理衬底510以沿着衬底510的暴露表面形成绝缘屏障。低摩擦层504接着可直接附接到衬底510。

低摩擦层504中的切口508是沿着低摩擦材料502形成非导电区域的一种可能方法。如上文所描述,插入于低摩擦材料502的邻近区域之间的非导电区域准许编码功能性。沿着路径312的电导性的中断(图4)允许检测旋转移动。可在内组件102和外组件104中的至少一个的低摩擦材料502的至少一个层(例如低摩擦层504)中形成切口508,使得在切口508与另一非导电区域(例如,另一切口)对准后,即刻断开电路。如所说明,切口508可具有锥形化横截面轮廓。所述锥形可包含沿着直线放置的锥形表面。替代地,所述锥形可包含沿着弓形线放置的锥形表面。在又另一实施例中,所述锥形可包含沿着具有弓形段和直线段的线放置的锥形表面。

在一实施例中,切口508可延伸到低摩擦材料502中达如暴露表面512所测量de等于低摩擦层504的厚度de深度。在另一实施例中,切口508可延伸到低摩擦材料502中达小于低摩擦层504的厚度tlfl的深度dc。举例来说,dc可小于0.99tlfl,小于0.95tlfl,小于0.9tlfl,小于0.8tlfl,小于0.7tlfl,小于0.6tlfl,或小于0.5tlfl。在特定例子中,切口508可延伸至少0.01tlfl,至少0.05tlfl或至少0.1tlfl的深度dc。在又一实施例中,切口508可延伸穿过低摩擦层504和中间层506的至少一部分。

在一实施例中,切口508可至少部分地沿着与轴承100的中心轴线112平行的延伸。在另一实施例中,切口508的至少一部分可沿着从中心轴线112成角度地偏移的直线放置。在另一实施例中,切口508的至少一部分可沿着大体盘旋(例如,螺旋)线。在又另一实施例中,切口508可包含直线段、弓形段、对角线段或其组合。形成于轴承100中的多个切口508可各自具有彼此相同的形状、大小、深度、其它类似特性,或其组合。切口508可围绕轴承100的周长均匀地交错或不均匀地分布使得某些邻近切口与其它邻近切口相比更靠近在一起。不规则间隔开的切口可准许较大编码功能性,潜在地准许通过包含单一电路起作用的绝对编码。

参考图6,在另一实施例中,内组件102或外组件104可包含低摩擦材料602,其包含低摩擦层604和安置于衬底610上的任选中间层606。代替如上文所描述使用切口508形成非导电区域,低摩擦层614可替代地包含定位于低摩擦层604的导电区域616之间的非导电区域614。非导电区域614可从暴露表面612延伸小于、等于或大于低摩擦层604的厚度的深度。在一实施例中,非导电区域614可包含非导电材料(例如,电阻性材料)。在另一实施例中,非导电区域614可包含具有小于低摩擦层604的导电区域的电导率的电导率的材料。也就是说,在所有实施例中不需要非导电区域614的绝对电阻。

图7说明包含衬底702和低摩擦材料704的内组件102或外组件104的另一实施例。衬底702可包含通过非导电区域708彼此间隔开的电导性区域706(例如,电极)。低摩擦材料704适用于接触第二组件(未说明)的低摩擦材料。由于导电区域706接近第二组件的导电区域,因此导电区域706行为类似于电容器,从而允许积累电流以流动通过电路(未说明)。因此,第一组件和第二组件的电导性元件之间不必要直接接触。在特定实施例中,低摩擦材料704可充当电介质层,使导电区域706免于与第二组件的导电区域直接接触。虽然以上描述是特定参考轴承的第一组件102和第二组件104上的组件做出,但有可能开关第一组件102和第二组件104之间的所描述组件使得电导性区域706仅在第二组件104上或第一组件102和第二组件104两者上。另外,有可能以任何组合方式(包含旋转、交替或调整导电区域和非导电区域的布置)组合图5-7中所说明的结构。

图8和9说明具有不同于轴承100的布置的轴承800。虽然先前描述的轴承100可适用于增量旋转编码,但轴承800可适用于增量和绝对旋转编码功能性两者。类似于轴承100,轴承800可包含内组件802和外组件804。如所说明,内组件802和外组件804分别包含低摩擦材料806和808。本公开不打算限于如所说明的布置。具体地说,低摩擦材料806和808可以与如先前所描述的一个或多个衬底或中间层结合使用。

通过导电元件、非导电元件和电路的恰当布置,可检测到轴承100的ni绝对位置,其中n是每一电路的不同状态的数目且i是电路的数目。

图8说明第一旋转位置中的轴承800。内组件802的导电区域810在第一电路814处与外组件804的导电区域812对准。因此,电流可沿着路径818流动以使第一电路814闭合。然而,导电区域810不在第二电路816处与导电区域812对准。电路逻辑的组合(即,当每一电路814和816断开和闭合时)可用于轴承800的编码功能性。图9说明第二旋转位置中的轴承800。不同于第一位置,在第二位置中,导电区域810不在第一电路814处与导电区域812对准,而是替代地在第二电路816处对准。因此,电流可沿着路径820流动以使第二电路816闭合。

根据本文所描述的实施例的编码轴承结构也可用于往复(纵向)移动。参考图10和11,轴承1000可包含安置于外组件1004内的内组件1002。内组件1002和外组件1004可各自分别包含分别联接到衬底1010和1012的低摩擦材料1006和1008。如先前所描述,低摩擦材料1006和1008可包含固有地电导性材料或具有一个或多个电导性填料的材料。低摩擦材料1006和1008可分别包含导电区域1016和1018,且分别包含非导电区域1020和1022。

如图10中所说明,轴承1000在第一纵向位置。也就是说,安置于轴承1000中的内部部件1014(例如轴杆、棒或插销)在第一纵向位置。在第一位置中,邻近导电区域1018彼此电隔离,从而使电路1024电断开。图11说明第二纵向位置中的轴承1000。如所说明,邻近导电区域1018通过导电区域1016电连接在一起,因此使电路1024电闭合。以此方式,可检测到用于编码功能性的内构件1014的相对纵向位置。

多个不同的方面和实施例是可能的。下文描述那些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书后,本领域技术人员将了解到,那些方面和实施例仅仅是说明性的,并且不限制本发明的范围。实施例可根据如下所列实施例中的任何一个或多个。

实施例1.一种滑动轴承,包括:

内组件,其具有外表面;和

外组件,其围绕所述内组件安置且具有内表面,

其中所述内表面和外表面在滑动界面处会合,且其中所述内表面和外表面各自包括图案化的导电低摩擦材料。

实施例2.一种滑动轴承,包括:

内组件,其包含外表面,所述外表面具有包括导电低摩擦材料的图案化层;

外组件,其包含内表面,所述内表面具有包括导电低摩擦材料的图案化层;和

电路,其联接到所述图案化层中的至少一个,

其中:

所述内组件和外组件能够相对于彼此移动,

所述内组件的所述外表面和所述外组件的所述内表面彼此接触,且

所述电路适用于检测所述内组件相对于所述外组件的相对位置。

实施例3.一种用于滑动轴承的组件,包括:

大体圆柱形主体,其具有内表面和外表面,其中所述大体圆柱形主体包括:

衬底;和

导电低摩擦材料,其联接到所述衬底,

其中所述导电低摩擦材料沿着所述大体圆柱形主体的所述内表面或外表面安置。

实施例4.根据前述实施例中的任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述导电低摩擦材料覆盖的面积不超过所述内表面或外表面的表面积的99.9%,不超过所述表面积的99%,不超过所述表面积的95%,不超过所述表面积的90%,不超过所述表面积的75%,不超过所述表面积的50%,或不超过所述表面积的25%。

实施例5.根据前述实施例中的任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述内组件和外组件中的至少一个的所述导电低摩擦材料包括图案化层,其中所述内组件和外组件中的至少一个的所述导电低摩擦材料包括多个区域,其中所述多个区域彼此间隔开,其中所述内组件和外组件中的至少一个的所述多个区域均等地间隔开,其中所述内组件和外组件的所述多个区域均等地间隔开。

实施例6.根据实施例5所述的滑动轴承或组件,其中所述多个区域中的至少一个沿着所述内组件或外组件的整个轴向或周向长度延伸。

实施例7.根据实施例5和6中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述多个区域包括至少2个区域,至少3个区域,至少4个区域,至少5个区域,至少10个区域,或至少20个区域,其中所述多个区域包括不超过1000区域,不超过100个区域,或不超过50个区域。

实施例8.根据实施例5到7中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述内组件的区域间隔开角度ai,其中所述外组件的区域间隔开角度ao,且其中ai不同于ao,或其中ai与ao相同。

实施例9.根据实施例8所述的滑动轴承或组件,其中ai和ao中的至少一个是至少1°,至少5°,至少25°,至少60°,至少90°,至少180°,其中ai和ao中的至少一个不超过359°,或不超过270°。

实施例100.根据实施例5到9中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述区域通过非导电空间彼此间隔开,其中所述非导电空间包括非导电材料或具有比所述区域低的导电性的材料,或其中所述非导电空间包括间隙。

实施例11.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件,另外包括电路,其中所述电路联接到内组件和外组件中的至少一个,其中所述电路联接到内组件和外组件中的至少一个的导电低摩擦材料。

实施例12.根据实施例11所述的滑动轴承或组件,其中所述电路包括:

电源;和

检测元件,其适用于检测所述电路何时处于断开状态和闭合状态。

实施例13.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述滑动轴承适用于编码所述内组件和外组件相对于彼此的增量位置和绝对位置中的至少一个,其中所述滑动轴承适用于编码增量旋转或纵向位置、绝对旋转或纵向位置,或其组合。

实施例14.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述内组件和外组件中的至少一个的所述导电低摩擦材料联接到衬底,其中所述衬底包括金属,其中所述导电低摩擦材料通过中间层与衬底间隔开,其中所述中间层将所述导电低摩擦材料与衬底电隔离。

实施例15.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件,其中所述导电低摩擦材料包括聚合物,例如含氟聚合物,其中所述导电低摩擦材料包括一种或多种填料,例如金属或碳纤维。

实施例16.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件,另外包括:

第二电路,其联接到所述内组件和外组件中的至少一个。

实施例17.一种组合件,包括:

第一元件;和

第二元件,其通过根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承或组件可旋转地或线性地联接到所述第一元件。

实施例18.根据实施例17所述的组合件,其中所述组合件包括手套箱、轴传动系统、可调整座椅、门、遮阳板、径向轴承或轴向轴承。

实施例19.一种检测两个可旋转地联接的元件之间的旋转移动或两个往复元件之间的纵向移动的方法,包括:

提供包含第一元件和第二元件的组合件,所述第二元件通过包括内表面和外表面的滑动轴承界面联接到所述第一元件,其中所述内表面和外表面各自包括图案化的导电低摩擦材料且所述内表面和外表面中的至少一个包括至少一个电路;和

检测在第一表面和第二表面相对于彼此平移时至少一个电路何时处于闭合位置和断开位置。

实施例20.根据实施例19所述的方法,另外包括:

分析所述所检测电路信息以确定所述第一元件相对于所述第二元件的位置。

实施例21.一种形成滑动轴承的组件的方法,包括:

提供衬底;

沿着所述衬底图案化多个导电低摩擦区域以形成轴承片材;和

使所述轴承片材成型以形成环形结构。

实施例22.根据实施例21所述的方法,其中所述多个导电低摩擦区域彼此间隔开。

实施例23.根据实施例21和22中任一项所述的方法,其中所述多个导电低摩擦区域通过粘附剂、机械变形、带螺纹或不带螺纹的紧固件、任何其它合适的附接机构、或其组合附接到衬底。

实施例24.根据实施例21到23中任一项所述的方法,其中通过将轴承片材的相对边缘朝向彼此靠拢来使轴承成型。

实施例25.根据实施例21到24中任一项所述的方法,另外包括:

使所述环形结构的圆周边缘附接在一起形成闭合轴承。

实施例26.根据实施例25所述的方法,其中通过焊接、粘附过程、拼图锁定、另一适合附接方法、或其组合来附接圆周端。

实施例27.根据前述实施例中任一项所述的滑动轴承、组件或方法,其中所述滑动轴承适用于提供检测旋转或轴向位置的编码功能,其中所述编码功能在执行时不会产生显著磁化或极性场。

应注意,并非在上文一般描述或实例中所描述的所有活动都是需要的,一部分具体活动可能是不需要的,并且可以执行除所述活动之外的一或多种其它活动。又另外,所列的活动次序未必是所述活动的执行次序。

出于清楚起见,在本文中在单独实施例的上下文中所描述的某些特征也可以组合的形式提供于单个实施例中。相反,为了简洁起见,在单个实施例的上下文中所描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合形式提供。另外,以范围形式所陈述的参考值包括那个范围内的每一个值。

上文已关于特定实施例描述了益处、其它优势和对问题的解决方案。然而,这些益处、优势、问题的解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更显著的任何特征不应被理解为任何或所有权利要求的重要、必要或基本的特征。

本文所描述的说明书和对实施例的说明意图提供对各种实施例的结构的一般理解。所述说明书和说明并不打算充当使用本文所描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的详尽且全面的描述。单独的实施例还可组合地提供于单个实施例中,且相反,为简洁起见,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可分别地或以任何子组合来提供。另外,以范围形式所陈述的参考值包括那个范围内的每一个值。本领域技术人员仅在阅读本说明书之后就可以清楚许多其它实施例。可使用其它实施例且所述实施例可从本发明导出,使得在不脱离本发明的范围的情况下,可进行结构替代、逻辑替代或另一变化。因此,本发明应被视为说明性的而非限制性的。

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