专利名称：弹簧垫圈以及包括弹簧垫圈的轴承座的制作方法
技术领域：
本发明涉及弹簧垫圈和根据独立权利要求的前序部分的弹簧座。所述弹簧垫圈用于减摩轴承的轴向预加负荷。该弹簧垫圈包括外环以及与该外环同轴的内环。轴线通过该两个环限定。外环和内环通过多个弹性连接杆连接。
背景技术：
弹簧垫圈用于轴承座的减摩轴承的轴向预加负荷。所述轴承座通常包括固定部件、轴和位于该固定部件与该轴之间的减摩轴承。减摩轴承的外轴承环固定到前述部件上，并且减摩轴承的内轴承环固定到轴上。根据现有技术所公知的是利用弹簧垫圈或传统的盘簧轴向地对减摩轴承预加负 荷。轴向预加负荷在多种应用中是必要的，因为就减摩轴承特别是径向开槽的滚珠轴承来说，在滚珠与外轴承环和内轴承环之间会出现径向间隙。该间隙会导致特别是在高转速下的振动的增加。因此轴承运行不稳定，并且在较长的运行情况下，由于滚珠和轴承环之间的摩擦，可能会出现微动磨损。由于轴向预加负荷因而能够避免该径向间隙，这是因为由于以滚珠的表面和运行轨道之间的预定接触角度轴向预加负荷，使得轴承滚珠与轴承环接触。借助常规的压缩盘簧的轴向预加负荷的缺点在于，压缩盘簧相对较长并且因此需要大的安装空间。因此，被称作为弹簧垫圈的部件已经长时间地用于轴向预加负荷。根据EP0303147A1而公知ー种波纹弹簧垫圈，其被制造为整体的模压弯曲件并且基本上包括两个同心布置的环。内环通过多个连接杆连接到外环上。该内环是平的，而外环是波状的，因此外环在轴向上沿着周边而显示正弦曲线。弾力的产生主要是由于外环的波纹形状。通过轴向施加力的撞击，该波纹外环被压成平的，因此在最大负荷时该环应该是平面状。这些波纹弹簧垫圈的缺点在于，随着时间的经过会出现由于波纹外环的塑性变形而产生的蠕变。这就意味着由于波纹弹簧垫圈产生的弹カ随着时间的经过以相同的变形(deflection)率而減少。CH 240887描述了ー种用于减摩轴承的轴向预加负荷的弹簧垫圏。弹簧垫圈主要包括外环，悬臂杆自该外环向内定向突出，悬臂杆沿着弾簧垫圈的周边均匀地展开。此外，悬臂杆在轴向上向上弯曲并且当经受轴向负荷时被压平到外环的平面上。DE 10214276 Al描述了另ー种弹簧垫圈，其具有与CH 240887中的弹簧垫圈相似的操作原理。然而在这里，连续环位于内部，而内环的弾性悬臂杆向外突出。该弹性杆也轴向地向上弯曲。DE 29801110 Ul展示了ー种弹簧垫圈，其成形为与盘簧类似的锥形螺旋金属带材，该金属带材将外环连接到内环上。因为外环和内环仅通过单ー的螺旋状杆连接，所以外环和内环并不是牢固同心定位的而是容易相互傾斜。使用该弹簧垫圈不可能实现均匀地作用在整个周边的弾力。开始提到的弹簧垫圈类型在DE 102004041074 Al中是完全已知的。其包括同心布置并且通过三个弹性连接杆连接的外环和内环。该外环和内环具有轴向偏移并且因此不在ー个平面上。所述三个弾性连接杆是稍许的螺旋形状以便形成用于达到预期的弾性效果的适当长度。相似的该类型弹簧垫圈在WO 02/092244 Al中描述。为了延伸弹性连接杆的长度，US 4792708建议将连接杆实施为蛇形。每个连接杆以蛇形沿着弾簧垫圈的周边的特定部分在内环和外环之间来回穿过。在开始提到的类型的弹簧垫圈的最新发展中会出现这样的问题，如果尤其是在径向上仅有很小的安装空间可用，那么该弹簧垫圈的内环和外环之间的连接杆的长度不能依据需要纵向地改变以便实现所要求的弹簧效果。根据US 4792708所已知的连接杆的蛇形 方案，例如会导致这样的事实内环不能保持稳定并且不能与外环同心。因此，本发明的目的是改进现有技术的弹簧垫圈，并且特别是指示出可以延长弾性元件的有效长度以便实现要求的弹性效果而不会破坏外环和内环之间的稳定性和同轴连接。此外，本发明的目的是提出ー种弹簧垫圈，其在全变形(full deflection)的情况下具有最小的可能安装空间和较小的弹出特性偏差，这样能够使得制造成本低。
发明内容
本发明通过独立权利要求I的特征解決。因此，进一歩地，本发明的目的可以通过如下而创造性地解决，在连接杆之间设置有弾性悬臂杆，所述弹性悬臂杆自两个环中的一个环延伸并且在另ー个环处具有自由端，其中，该悬臂件在轴向上向上弯曲，使得该自由端具有轴向的偏移。本发明使得在非常小的安装空间中延伸弾性元件的有效长度成为可能，而同时保证外环和内环之间的稳定连接尤其是保证两个环的同轴定位。甚至在最大变形或负载的情况下，对于该创造性的弹簧垫圈而言弹出特性的偏移几乎是不可能的。该创造性的弹簧垫圈能够以成本低和简单的方法制造。本发明的有利的实施例以从属权利要求为准。在本发明的优选实施例中，在与弹簧垫圈的轴线垂直的平面上突出的连接杆和/或悬臂杆至少在一部分上是弯曲的。因此对于径向上小尺寸的弹簧垫圈，实现所需要的弹力效果的必要的足够的弹性件的长度也是可能的。优选地，以螺旋形状弯曲连接杆和/或悬臂杆。在本发明的另ー个优选的实施例中，悬臂杆的自由端具有延伸件，该延伸件沿着与自由端邻接的环延伸并且轴向地弯曲回到该环。因此，在自动进给弹簧垫圈的情况下，用于电动机的安装，例如，可以避免弹簧垫圈的互锁。根据另ー个特别优选的实施例，连接杆具有轴向突出的焊珠。由于这些焊珠，如有必要则可限制弹簧轴向上的斜度。特别地，用于制造弹簧垫圈的适当的材料是Pfinodal、铜铍或弹簧钢，特别是Durimphy 或 Durnico0在本发明的另ー个特定的优选实施例中，弹簧垫圈通过冲压弯曲制造。这样使得可以非常简单且成本有效地制造根据本发明的弹簧垫圏。为了使内环和外环稳定连接并且为了最大的对称弹カ效果，连接杆以及悬臂杆均匀分布在弹簧垫圈的周边。相同数量的悬臂杆和连接杆是特别优选的。因此能够全面使用可用的安装空间。如果每个悬臂杆定位在两个弹性连接杆之间，则对于对称的弾力效果是有利的。此外，本发明提供了ー种具有固定部件、轴和定位在该固定部件和该轴之间的减摩轴承的轴承座，其中减摩轴承的外轴承环布置在固定部件上并且减摩轴承的内轴承环布置在轴上，并且其中根据本发明减摩轴承通过创造性的弹簧垫圈预加负荷。根据本发明的优选实施例的用于本发明的减摩轴承是径向开槽的滚珠轴承。创造性的轴承座特别地但不仅是适用于电动机(特别是小型电动机)的轴的轴承。在本发明的特定的优选实施例中，弹簧垫圈的内环固定到轴上，其中悬臂杆自外环延伸并且悬臂件的自由端弾性地邻接内轴承环。由于弹簧垫圈固定到轴上的缘故，弹簧垫圈也起到轴向稳固的作用，而为此在已知的现有技术方案中需要有额外的部件。需要指出的是，悬臂杆的自由端可以直接地以及间接地邻接内轴承环。
在本发明的另ー个特定的优选实施例中，弹簧垫圈的外环固定到固定部件上，其中悬臂杆自外环延伸并且悬臂件的自由端弾性地邻接外轴承环。使用该方案，不再需要用于轴向稳固的额外部件。需要再次指出的是，悬臂杆的自由端可以直接地或者间接地邻接外轴承环。如果连接到轴或者固定部件上的环被焊接、压制或胶粘到轴或固定部件上，则可以实现简单且低成本的组件。
仍然在本发明的另ー个特定的优选实施例中，止推垫圈定位在悬臂杆的自由端和相应的邻接轴承环之间。为此，悬臂杆间接地邻接相应的轴承环。由于设置了止推垫圈，所以可以实现沿着整个周边的最均匀的预加负荷。
在下面的附图中对本发明的实施例进行详细的描述。附图示出了图I是根据本发明的弹簧垫圈的第一实施例的平面图；图2是图I的创造性弹簧垫圈的斜视图；图3是图I和图2的创造性弹簧垫圈的轴向剖视图；图4是具有根据图I至图3的第一实施例的弹簧垫圈的本发明的轴承座；图5是根据本发明的弹簧垫圈的第二实施例的平面图；图6是图5的创造性弹簧垫圈的斜视图；图7是图5和图6的创造性弹簧垫圈的轴向剖视图；图8是具有图5至图7的创造性弹簧垫圈的轴承座。
具体实施例方式在下面的说明中相同的零件总是由相同的附图标记表示。图I至图3示出了创造性弹簧垫圈I的第一实施例。弹簧垫圈I包括同心布置并且通过三个连接杆5连接的外环2和内环3。如图3所示，连接杆5是平面的。两个环(即，外环和内环)为了稳定的原因均形成为短的柱状管部分。此外，外环的外边缘向外弯曲90度，由此进ー步增加了部件的稳定性。所显示的连接杆5沿着弾簧垫圈I的周边均匀地分布并且从内环3到外环2形成稍微的螺旋形状。
在两个固定的连接件5之间另外布置有一个弹性悬臂杆6,弹性悬臂杆6自外环向内延伸并且也是螺旋形状的。在内环3处，悬臂杆6具有自由端7，在自由端7上延伸件8沿着内环3延伸。图3示出弾性悬臂杆6与固定连接杆5不在ー个平面上，而是在轴向上向上弯曲以便它们的自由端7具有相对于连接杆6或两个环的偏移。固定连接杆6以及悬臂杆5有助于实现弹簧垫圈I的弾性效果。于是保证了悬臂杆6的自由端7与内环3之间的弹性效果。进ー步地，在图3中示出了弹簧垫圈I的轴线4。同时，轴线4形成为同心布置的外环2和内环3的轴线。减少弹簧垫圈I的斜度的轴向突出到连接杆6的焊珠(bead)非常接近于内环3铸压。这些焊珠由附图标记9表示。图3还示出沿周边方向的悬臂杆6的自由端7的延伸件8在内环3的方向上轴向地往回弯曲。这些延伸件8防止多个弹簧垫圈I互锁。例如，这对于在组装期间自动进给创造性弹簧垫圈是重要的。图4示出了轴承座16，其中右边轴承通过根据图I至图3的创造性弹簧垫圈I而在轴向上被预加负荷。该轴承座包括固定的、中空柱状部件10以及同轴布置的旋转轴11。例如，所述轴承座用于电动机。借助于固定轴承15，旋转轴11在固定部件10中的左端处枢 转。定位轴承15形成为开槽滚珠轴承。该轴承包括外轴承环和内轴承环，其中，外轴承环固定到固定部件10上而内轴承环固定到轴11上。浮动轴承定位在右端处并且也包括外轴承环12和内轴承环13。外轴承环12固定到固定部件10上,而内轴承环13轴向地浮动布置在轴11上。内轴承环13借助于创造性弹簧垫圈I轴向地预加负荷到左边。为了这个目的，弹簧垫圈I通过内环3固定到轴11上。该连接能够借助例如焊接、胶粘或压制而形成。轴向的弹カ通过悬臂杆6的自由端7作用到内轴承环13，悬臂杆6借助止推垫圈邻接内轴承环13。由于弹簧垫圈I的弹力，左边的固定轴承15的内轴承环也是轴向地预加负荷到右边。在图5至图7中示出了创造性弹簧垫圈I的第二实施例。这里，悬臂杆6没有固定到外环2上，而是固定到内环3上。悬臂杆6的自由端7于是布置在弹簧垫圈I的外环2处。如图7所示，该应用实例中的悬臂杆6也在轴向上向上弯曲，以便它们的自由端7在弹簧垫圈I的压カ释放状态的情况下相对固定连接杆5具有轴向的偏移。在该实施例中，弾性连接杆5和弾性悬臂杆6也稍微形成为螺旋状。图8示出了与图4的轴承座类似的轴承座16，其中，浮动轴承的轴向预加负荷是借助依据图5至图7的实施例的弹簧垫圈而实现。在图8所示出的轴承座16的情况下，右侧浮动轴承的内轴承环13也固定到轴11上，而右侧浮动轴承的外轴承环12在固定部件10的支撑下轴向可浮动。弹簧垫圈I的外环2固定到固定部件10的非特指的凸缘处。优选地所述固定是通过焊接、胶粘或压制实现。弹簧垫圈I的弾力通过悬臂杆6的自由端7作用到右侧浮动轴承的外轴承环12上。在该实施例中，弹簧垫圈I的内环3没有固定到轴11上，而是轴向地相对轴11浮动。为此，在轴11与弹簧垫圈I的内环3之间优选地仅有很少的间隙。根据本发明的弹簧垫圈以及根据本发明的轴承座是优选地，但并非专有地，其适于应用到小型电动机中。
权利要求
1.一种用于减摩轴承的轴向预加负荷的弹簧垫圈(I)，弹簧垫圈(I)具有外环(2)，相对于外环⑵同轴布置的内环⑶，以及由两个环限定的轴线(4)，其中，外环⑵和内环(3)通过多个弹性连接杆(5)连接，并且其中外环(2)和内环(3)形成为短的柱状管部分， 其特征在于， 在连接杆(5)之间设置有弹性悬臂杆(6)，弹性悬臂件(6)从两个环中的一个环延伸并且在另一个环处具有自由端(7)，其中，悬臂杆(6)在轴向上向上弯曲，以便自由端(7)具有轴向偏移。
2.根据权利要求I所述的弹簧垫圈(I)，其特征在于，在与轴线(4)垂直的平面上突出的连接杆(5)和/或悬臂杆(6)至少在一部分上是弯曲的。
3.根据权利要求I或2所述的弹簧垫圈(I)，其特征在于，悬臂杆(6)的自由端(7)具有延伸件(8)，延伸件⑶沿着与自由端(7)邻接的环延伸并且轴向地弯曲回到所述环。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的弹簧垫圈(I)，其特征在于，连接杆(5)装备有轴向突出的焊珠(9)。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的弹簧垫圈(I)，其特征在于，弹簧垫圈(I)由Pfinodal、铜铍或弹簧钢制成,特别是由Durimphy或Durnico制成。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的弹簧垫圈(I)，其特征在于，弹簧垫圈(I)是通过冲压弯曲制造的。
7.一种轴承座(16)，其具有固定部件(10)、轴(11)和在固定部件(10)和轴(11)之间的减摩轴承，其中减摩轴承的外轴承环(12)布置在固定部件(10)上，并且减摩轴承的内轴承环(13)布置在轴(11)上，并且其中减摩轴承通过尤其是根据权利要求I至6中任一项的弹簧垫圈(I)来预加负荷，其中，弹簧垫圈(I)具有外环(2)，相对于外环(2)同轴布置的内环(3)，以及由两个环限定的轴线(4)，其中，外环⑵和内环(3)通过多个弹性连接杆(5)连接， 其特征在于， 在连接杆(5)之间还设置有弹性悬臂杆￠)，弹性悬臂件(6)从两个环中的其中一个环延伸并且在另一个环处具有自由端(7)，其中，悬臂杆(6)在轴向上向上弯曲，以便自由端(7)具有轴向偏移，并且其中连接杆(5)以及悬臂杆(6)均有助于预加负荷。
8.根据权利要求7所述的轴承座(16)，其特征在于，弹簧垫圈(I)的内环(3)固定到轴(11)上，其中悬臂杆(6)自外环⑵延伸并且悬臂杆(6)的自由端(7)弹性地邻接内轴承环(13)。
9.根据权利要求7所述的轴承座(16)，其特征在于，弹簧垫圈(I)的外环(2)固定到固定部件(10)上，其中悬臂杆(6)自内环(3)延伸并且悬臂杆(6)的自由端(7)弹性地邻接外轴承环(12)。
10.根据权利要求8或9所述的轴承座(16)，其特征在于，固定到轴(11)或者固定部件(10)上的环被焊接、压制或胶粘到轴(11)或固定部件(10)上。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的轴承座(16)，其特征在于，止推垫圈(14)定位在悬臂杆￠)的自由端(7)和相应的邻接轴承环之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于减摩轴承的轴向预加负荷的弹簧垫圈。该弹簧垫圈包括外环，相对于外环同轴布置的内环。两个环限定轴线。外环和内环通过多个弹性连接杆连接。根据本发明，在连接杆之间设置有弹性悬臂杆，该弹性悬臂从两个环中的其中一个环延伸并且在另一个环处具有自由端。因此，悬臂杆在轴向上向上弯曲以便自由端具有轴向的偏移。
文档编号F16C25/08GK102734321SQ20121007654
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者阿诺德·泰梅尔 申请人:麦克森发电机股份公司