专利名称：轴向受约束的平衡偏心轴承的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及滚针轴承，特别地涉及将回转运动转换为往复线性运动中用的滚针轴承。
将回转运动(例如可以是电动机产生的回转运动)转换为另一元件的线性运动(例如驱动防锁死制动系统的液压活塞的线性运动)中采用轴承，尤其是采用滚针轴承并非少见。在这种应用实例中，轴承提供一个凸轮表面，而活塞则起凸轮从动件的作用。为了提供所需要的凸轮作用，轴承或者装在一个偏心轴上，或者装在圆轴上装的偏心套上。
当轴承装在由粉末冶金制成的偏心套上时，限制轴承的轴向窜动是一个特别困难的问题。由于粉末冶金受限制的制造允差，以及这种允差的累积，轴承通常只能用滑动配合装在偏心套上。滑动配合比压力配合要“宽松”得多，不能保证轴承足够的轴向约束。
当轴承是以滑动配合装在偏心套上，而偏心套本身是以压力配合装在可回转的轴上时，除了滑动配合的轴承轴向约束问题以外，还有一个回转平衡，即动态平衡的问题。除非质量是正确地平衡过的，偏心安装的轴承的旋转将会产生一转动的不平衡负荷。这可能导致轴承的过早失效。现有的轴承与偏心套的组合难以充分地予以平衡。
以上所述说明了现有装置与方法中存在的诸多缺点。因此，提供一种旨在能克服一种或多种前面提到的缺点的替换结构，显然是有利的。所以，下面提供一种合适的替换结构，包括下面详细公开的特征。
本发明的一个方面，是由提供一个轴向受约束并且是平衡的轴承与套筒组件，包括一个具有适于接纳回转轴的孔的偏心套和一个适于接纳这偏心套的轴承组件来实现的。轴承组件装到偏心套上之后，支座装置可以装到偏心套上以支撑并限制轴承组件。至少在偏心套与支座装置之一上有平衡重装置，用来在轴转动时保持轴承与套筒组件的动态平衡。
本发明的上述方面及其他方面，从下面关于本发明的详细描述并参考附图可以弄明白。
图1是截面图，表明本发明的轴向受约束并平衡的偏心轴承的一种实施方案，还有液压泵往复活塞的局部，例如图中点划线所示;
图2是展开透视图，表明图1实施方案中的偏心套，轴承平衡重及轴向定位装置;
图3表示本发明的轴承平衡重及轴向定位装置的另一种实施方案，包括附加的锁键装置。
在本说明书中，不同实施方案中的同一元件采用同一参考代号。
请参考附图。图1表示装配后的轴承-套筒构件10的剖面图。轴承-套筒构件10包括有偏心套12，其通孔中以压力配合装入轴14。偏心套12上的通孔相对于偏心套12的径向外表面是偏置的，如下面所描述。
偏心套12的一端有和偏心套12整体相连而径向偏心突出的第一凸缘15，用来支撑并约束滚针轴承16的轴向运动。滚针轴承16包括有外圈18、内圈20以及由轴承保持架23限制排列在内、外圈20及18之间的普通针状滚子22。偏心套12的径向外表面的中心线13对于圆轴14的中心线17的偏心距为“E”，如图1所示。
轴承，偏心套与圆轴装配之后，形状及功能都和第一圆凸缘15相似的第二圆凸缘24装到偏心套12上，使滚针轴承16由第一凸缘15、第二凸缘24的径向突出部分得到支撑及轴向的限制，成为一个统一的组件。第二圆凸缘24的装配可以用压力配合或其他方便的方式。虽然在所示较佳实施方案中，第一及第二凸缘15及24是圆形或盘状的，在本发明中凸缘15及24也可以用其他方便的形状，效果相同。
第一、第二凸缘15及24的径向突出部分，除了作为支座以限制滚针轴承16沿中心线13的运动以外，还起平衡重的作用。第一、第二凸缘15及24的质量及位置是预先选定来平衡偏心套12及滚针轴承16的，此外还保证装配后的轴承-套筒构件10的回转平衡亦即动态平衡。使用时，圆轴14绕Z轴在X-Y-Z坐标系内按箭头方向“A”旋转，如图1所示。Z轴与圆轴14的中心线17重合。
参考图2，偏心套12的第一、第二凸缘15及24旋转时的匹配是这样保证的，例如，偏心套12上的突舌26设计成与第二凸缘24上对应的槽28相配合。偏心套12、第一凸缘15及第二凸缘24各自的质量的安排要保证当装配好的轴承-套筒构件10(带滚针轴承16)在X-Y平面内绕Z轴线转动时构件动态平衡。
图1中点划线所表示的，装配好的轴承-套筒构件10的位置安排得使液压泵的液压活塞30及32起相当于如凸轮从动件的作用。当轴14绕Z轴线按箭头“A”方向旋转时，液压活塞30及32分别在各自的导轨31及33内(或导孔内)运动，如图中所示意。液压活塞30及32在箭头“B”方向内作直线往复运动。
图3表示本发明的另一种实施方案。偏心套40与图1及2中的偏心套12相似，也有整体相连的径向偏置的第一凸缘42。第一凸缘42起平衡重的作用，同时起限制滚针轴承16(图中未示出)的支座作用，几乎和第一圆凸缘15的作用一样。但第一凸缘42表明偏心盘以外的形状同样可以采用。例如，第一凸缘42是新月形的质量块，位置与偏心套40最厚的部分径向相对。
用与突舌26相似的突舌46和外伸的销48把第二凸缘44装到偏套40上，与第一凸缘42轴向相对。突舌46及外伸的销48和第二凸缘44上对应的槽50及小孔52分别相配，以防止第二凸缘44相对于偏心套40发生转动及轴向移动。在所示实施方案中，突舌46与外伸销48的锁定作用使第二凸缘44紧靠在偏心套40的辐向端面上。用压力配合或者在装配之后把突舌46和/或外伸销48的端部打平或铆住或其他的加紧装置，可以加强这种锁定作用。
第一凸缘42位于偏心套40最厚部分径向相对的位置，与之相似，第二凸缘44有一新月形的质量块54。第一、第二凸缘42及44的质量是这样分布的由偏心套40及滚针轴承16的转动引起的任何动态不平衡都由新月形质量块的平衡重来平衡并抵消。突舌46与外伸销48的锁定作用保证装配组件的平衡关系不会因偏心套40与新月形质量块的平衡重之间的旋转运动而被破坏。
应该指出图中所示的第一凸缘15或42，第二凸缘24或44是对称于与y轴平行的某一直线的。但这并非必要。当特定应用需要时，可以选用不对称的凸缘形状。任何情况下，诸凸缘的形状及材料要选择得使整个装配组件在与凸轮从动件及其他联接器件的协同下，控制并保持在x-y平面内预定的旋转平衡(或不平衡)。
本发明提供一种在同心轴上安装偏心轴承的方便装置，可以消除轴承的轴向窜动并且使轴承-套筒装配组件所希望的动态平衡或不平衡受到控制并保持不变。安装装置中套筒及其他元件可以用粉末冶金成形或其他成形方法经济地制成。这些方法在尺寸精度上受到限制。本发明适用于防锁死制动系统及其他需要凸轮表面的应用场合。
尽管本发明已经特别地用较佳实施例方案加以图示与说明，但对于熟悉此类技术的人不难理解，在不偏离如所附的权利要求所定义的本发明的精神与范围的条件下，上述的及其他在形状上和细节上的变动是可以做到的。例如，大量的其他键及键槽的装置可以用来保证只要第二凸轮24或44一装到偏心套12或40上它们之间就没有相对转动的可能性。
权利要求
1.一种轴向受约束、旋转平衡的轴承及套筒装配组件，包括偏心套，有适于接纳旋转轴的孔；轴承组件，有适于接纳偏心套的孔；支座装置，轴承组件装到偏心套上之后，支座装置装到偏心套上，用来在轴承组件孔的轴向承受推力，并限制轴承组件的轴向位置；平衡重装置，至少在偏心套或支座装置两者之一上有平衡重，用来控制在轴旋转时轴承与套筒组件的动态平衡；以及锁键装置，用来把偏心套与支座装置相互锁住，以防止彼此之间发生相对转动。
2.按照权利要求1所述的轴向受约束、转动时平衡的轴承与套筒组件，其特征在于轴承组件含有在内、外圈之间的环形空间内有滚针的滚针轴承。
3.按照权利要求1所述的轴向受约束而转动时平衡的轴承与套筒组件，其特征在于所说的锁键装置在套筒上含有一弓形的突舌，与支座装置上的弓形槽相配。
4.按照权利要求1所述的轴向受约束而转动时平衡的轴承与套筒组件，其特征在于所说的锁键装置含有在偏心套上的突起，与支座装置中的孔相配。
5.轴向受约束而转动时平衡的轴承与套筒组件包括套筒，上面有可以用压力配合接纳转轴的孔，套筒的质量在孔轴线周围偏心分布;轴承组件，有内、外圈，内圈的内径适于用滑动配合装到套筒上;平衡重，可以在轴承组件已经用滑动配合装到套筒上之后，以压力配合装到套筒上，平衡重的质量分布使轴转动时轴承与套筒组件达到动态平衡;还有锁键装置，使套筒与平衡重互相锁住，以防止套筒与平衡重之间的相对转动。
6.按照权利要求5所述的轴向受约束而转动平衡的轴承与套筒组件，其特征在于，轴承组件含有滚针轴承。
7.按照权利要求5所述的轴向受约束而转动平衡的轴承与套筒组件，其特征在于，所说的锁键装置在套筒上含有一弓形突舌，与平衡重上的弓形槽相配。
8.按照权利要求5所述的轴向受约束而转动平衡的轴承与套筒组件，其特征在于，所说的锁键装置在套筒上含有一突起，与平衡重上的孔相配。
9.一种平衡轴承与套筒组件，并在套筒上轴向约束轴承的方法，这方法包括在偏心套上使轴承组件定位，轴承组件有接纳偏心套的孔;轴承组件在偏心套上已经定位之后，把平衡重安装到偏心套上，使轴承组件在轴承组件孔的轴向受到约束，而动态平衡得到控制;还有将平衡重锁定到偏心套上，以防止偏心套与平衡重之间的相对转动。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，锁定步骤包括将偏心套上的弓形突舌配装到平衡重上形成的弓形槽里。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，锁定步骤包括将偏心套上的突起配装到平衡重上形成的孔里。
12.一种平衡轴承与偏心套组件，并在偏心套上轴向约束轴承的方法，这方法包括偏心套用压力配合装到可转动的轴上;轴承组件用滑动配合装到偏心套上;轴承组件已经以滑动配合装到偏心套上之后，平衡重以压力配合装到套筒上;平衡重锁定在偏心套上，以防止偏心筒与平衡重之间相对转动。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，锁定步骤包括将套筒上的弓形突舌配装到平衡重上成形的弓形槽里。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，锁定步骤包括将偏心套上的突起和平衡重上的小孔相配。
全文摘要
轴承组件装在偏心套上，偏心套有适于接纳转动轴的孔。在轴承组件装到偏心套上之后，平衡重凸缘装到偏心套上以支靠轴承组件，并控制轴承与套筒组件的动态平衡，限制轴承组件沿轴孔轴线的运动。偏心套与平衡重凸缘锁定在一起以防止其间的相对转动。
文档编号F16C19/46GK1089693SQ9311915
公开日1994年7月20日 申请日期1993年10月22日 优先权日1992年10月26日
发明者D·A·迪格兰斯, P·J·德雷帕, S·C·桑特尔曼, R·F·默菲 申请人:托林顿公司