用于滚动轴承或滑动轴承的轴承部件
阅读：5发布：2023-02-10
专利汇可以提供用于滚动轴承或滑动轴承的轴承部件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于 滚动 轴承 (13、14、16)或 滑动轴承 (19)的轴承部件(1a、1b、1、7、9)，其中所述轴承部件(1a、1b、1、7、9)是内环(1a、1)、外环(1b、7)、滚动元件(9)、套圈或导向环其中之一。所述轴承部件(1a、1b、1、7、9)包括第一材料(2)和接合到所述第一材料(2)的第二材料(3)，所述第二材料(3)和所述第一材料(2)通过半固态 金属加工 而接合。，下面是用于滚动轴承或滑动轴承的轴承部件专利的具体信息内容。
1.一种用于滚动轴承(13、14、16)或滑动轴承(19)的轴承部件，其中所述轴承部件是内环(1a、1)、外环(1b、7)、滚动元件(9)、套圈或导向环其中之一，
其中所述轴承部件包括第一材料(2)和接合到所述第一材料(2)的第二材料(3)；
所述第二材料(3)和所述第一材料(2)通过半固态金属加工而接合。
2.如权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，所述半固态金属加工是以下过程任一项：触变成形过程、触变铸造过程、触变锻造过程、触变接合过程、流变成形过程、流变铸造过程、流变锻造过程或流变接合过程。
3.如权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，所述第一材料(2)是以下所述各项至少其中之一：轻质材料、轻质金属材料、铝、钛、铸铁、低碳钢、电绝缘材料、热绝缘材料、减震材料、弹性材料或阻尼材料。
4.如权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，所述第二材料(3)是以下所述各项至少其中之一：钢、轴承钢、不锈钢、硬质金属、烧结碳化物、金属碳化物、陶瓷材料、黄铜、青铜、电绝缘材料或热绝缘材料。
5.如权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，所述轴承部件是环(1a、1b、1、7)，而所述第二材料(3)具有接触表面(4a、4b、4c、4)。
6.如权利要求5所述的轴承部件，其特征在于，所述环(1a、1b、1、7)是内环(1a、1)或外环(1b、7)其中之一。
7.一种包括如权利要求1至6任一项所述的轴承部件的滚动轴承。
8.如权利要求7所述的滚动轴承(13、14、16)，其特征在于，所述滚动轴承(13、14、16)是以下所述各项任一项：滚珠轴承、圆柱辊子轴承、球形辊子轴承、超环辊子轴承、斜辊子轴承、锥形辊子轴承、滚针轴承、止推轴承、轮轴轴承、小齿轮轴承或带凸缘的轴承。
9.一种滑动轴承(19)，包括如权利要求1至6任一项所述的轴承部件。
用于滚动轴承或滑动轴承的轴承部件
技术领域
[0002] 根据第二方面，本发明涉及滚动轴承。
[0003] 根据第三方面，本发明涉及滑动轴承。
背景技术
[0004] 对于更高轴承性能，更低制造成本以及材料成本的追求目前仍在持续。展现良好性能属性例如耐用性、强度、载荷容量、耐磨性、重量轻的轴承材料通常非常昂贵或者难于有效地用于近净形成形技术。另一方面，更为廉价的轴承材料可能无法满足轴承的高性能要求。
发明内容
[0005] 本发明的目标是提供一种轴承部件，它能展现出一种或多种具体的性能属性，同时成本还很低，并且相对容易制造。
[0006] 根据本发明的第一方面，该目标借助用于滚动或滑动轴承的轴承部件来实现，轴承部件是任选的内环、外环、滚动元件、套圈或保持件，或者导向环。轴承部件包括第一材料和接合到第一材料的第二材料。第二材料和第一材料通过半固态金属加工而接合，即第一材料加热到介于其液相平衡和固相平衡温度之间的温度，并且能在存在第二材料的情况下呈现固态，因此实现第二材料和第一材料之间的固结。第二次材料具有接触表面，以允许接触表面和第二轴承部件之间发生相对运动。
[0007] 半固态金属加工(SSM)指的是在液相平衡温度和固相平衡温度之间的温度下形成金属合金的过程。SSM组合了铸造、锻造和拉拔技术的基本原理与优势。此外，SSM加工生产的部件具有空隙性低、裂纹抗性高、缺陷少、精细且更为均一的微观结构、改进的机械属性等特性。其他优势可以是有利于形成复杂部件、因废料少而节省原料、降低成本。此外，SSM允许整合不同的材料，有利于定制产品方案。
[0008] 在一种实施方式中，第一材料是加热到液相平衡温度与固相平衡温度之间的温度的材料。
[0010] 在一种实施方式中，第一材料是轻质材料，这种材料减轻了轴承部件的重量。在一种实施方式中，第一材料是轻质材料，这种材料减轻了轴承部件的重量。在一种实施方式中，第一材料是铝或者铝合金，这种材料减轻了轴承部件的重量。在一种实施方式中，第一材料是钛或钛合金，这种材料减轻了轴承部件的重量。
[0011] 在一种实施方式中，第一材料是减震材料、弹性材料或者阻尼材料。这样减小了轴承或使用轴承或轴承部件的应用场合或设备中不希望的振动或者噪音。
[0015] 在一种实施方式中，第一材料是热绝缘材料。在一些应用场合中，希望保护轴承或轴承部件本身免受冷热影响。在一些应用场合中，希望保护连接轴承或轴承部件的其他部件或设备免受冷热影响。
[0017] 在一种实施方式中，第二材料是硬质金属，这种材料赋予了轴承部件较高的耐磨性。
[0018] 在一种实施方式中，第二材料是烧结碳化物，这种材料赋予了轴承部件较高的耐磨性。
[0019] 在一种实施方式中，第二材料是金属碳化物，这种材料赋予了轴承部件较高的耐磨性。
[0020] 在一种实施方式中，第二材料是陶瓷材料，这种材料赋予了轴承部件较高的耐磨性。其他优势是电绝缘性或抗性和热绝缘性或抗性、重量轻等。
[0022] 在一种实施方式中，第二材料是黄铜，这种材料赋予了轴承部件良好的滑动属性、较小的摩擦和较低的成本。
[0023] 在一种实施方式中，第二材料是电绝缘材料。在一些应用场合中，希望保护轴承或轴承部件免受电流或电击影响。在一些应用场合中，希望保护连接轴承或轴承部件的其他部件或设备免受电流或电击影响。
[0024] 在一种实施方式中，第二材料是热绝缘材料。在一些应用场合中，希望保护轴承或轴承部件本身免受冷热影响。在一些应用场合中，希望保护连接轴承或轴承部件的其他部件或设备免受冷热影响。
[0025] 选择不同的第一材料和第二材料，可以实现轴承部件或者轴承的不同属性。例如，使用轻质材料作为第一材料，轴承钢作为第二材料，轴承部件或轴承将具有较轻的重量，同时仍然具有良好的性能属性，诸如承载能力、较长的使用寿命等。
[0026] 在一种实施方式中，第二材料具有接触表面，允许该接触表面与第二轴承部件之间发生相对运动。
[0027] 在一种实施方式中，轴承部件为环，第二材料具有接触表面。接触表面可以构成座圈、滑动表面、导向凸缘的至少一部分或者内环的类似部件。
[0028] 在一种实施方式中，所述环是内环和外环其中之一。
[0029] 在一种实施方式中，轴承部件是滚动元件，例如辊子。辊子可以是圆柱辊子、滚筒形辊子、球形辊子、超环辊子、辊针、斜辊子、锥形辊子或者任何其他形式。在一种实施方式中，第二材料具有接触表面，该接触表面至少覆盖经由相对运动来接触其他轴承部件的滚动元件的区域。其他轴承部件可以是轴承内环或外环、轴承内环或外环的导向凸缘或类似部分、滚动元件、套圈或导向环。
[0030] 根据本发明第二方面，公开了一种滚动轴承。该滚动轴承至少包括内环、外环和多个滚动元件，另外包括符合本发明第一方面的轴承元件。本发明第一方面的全部特征和实施方式适用于本发明的第二方面，反之亦然。
[0031] 在符合这一方面的实施方式中，接触表面是座圈。
[0032] 在一种实施方式中，包括所述轴承部件的滚动轴承包括滚珠作为滚动元件。
[0033] 在一种实施方式中，轴承部件的第二材料的厚度至少为滚珠直径的5％。
[0034] 在一种实施方式中，轴承部件的第二材料的厚度至少为滚珠直径的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、70％、80％、90％或95％。
[0035] 在一种实施方式中，包括轴承部件的滚动轴承以辊子作为滚动元件。
[0036] 在一种实施方式中，第二材料的厚度至少为辊子直径的5％。
[0037] 在一种实施方式中，轴承部件的第二材料的厚度至少为辊子直径的10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、70％、80％、90％或95％。
[0038] 在一种实施方式中，包括所述轴承部件的滚动轴承是任意的滚珠轴承、圆柱辊子轴承、球形辊子轴承、超环辊子轴承、斜辊子轴承、锥形辊子轴承、滚针轴承、止推轴承、轮轴轴承、轮毂轴承、小齿轮轴承或带凸缘的轴承。
[0039] 根据本发明的第三方面，公开了一种滑动轴承。该滑动轴承包括符合本发明第一方面的轴承部件。本发明第一方面的全部特征和实施方式适合于本发明第三方面的全部特征和实施方式，反之亦然。
[0040] 在符合这一方面的实施方式中，接触表面是滑动表面。
[0041] 在一种实施方式中，滑动轴承包括轴承部件，并且第二材料的厚度为1毫米。
[0042] 在一种实施方式中，轴承部件第二材料的厚度至少为2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200毫米附图说明
[0043] 图1a是符合本发明实施方式的轴承内环的截面图；
[0044] 图1b是以截面图示出的符合本发明实施方式的轴承内环；
[0045] 图2是以截面图示出的符合本发明实施方式的轴承内环；
[0046] 图3是符合本发明实施方式带凸缘的轴承外环的截面图；
[0047] 图4是符合本发明实施方式的轮毂外环的截面图；
[0048] 图5是符合本发明实施方式的球形辊子的截面图；
[0049] 图6是符合本发明实施方式的滚珠轴承的截面图；
[0050] 图7是符合本发明实施方式的圆柱辊子轴承的截面图；
[0051] 图8是符合本发明实施方式的轮毂的截面图；
[0052] 图9是符合本发明实施方式的球形滑动轴承的截面图。
具体实施方式
[0053] 在图1a中，示出了符合本发明实施方式的轴承内环截面图。内环1包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第二材料2。第二材料3和第一材料2借助半固态金属加工而接合，正如上述。第二材料3具有接触表面4，允许接触表面4和第二轴承部件(未示出)之间发生相对移动。接触表面4至少对应于内环的座圈5。在一种实施方式中，第二轴承部件可以是外环、滚动元件、套圈或导向环。第二材料3的接触表面4还可以在座圈5外侧延伸，并且覆盖内环1的其他部分，诸如导向凸缘或内环的外周边。
[0054] 在图1b中，以截面图示出了符合本发明实施方式的一部分轴承内环。内环1包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工接合，如上所述。
[0055] 第二材料3具有接触表面4a、4b，允许接触表面4a、4b与第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。接触表面4a至少对应于内环的座圈5。在一种实施方式中，第二轴承部件可以是外环、滚动元件、套圈或导向环。在一种实施方式中，内环1在其每个轴向端具有凸缘6。凸缘6另外存在轴向内断面6a和径向外端面6b。第二材料3让第二接触表面4b基本上对应于导向凸缘的轴向内端面6a，并且进一步允许接触表面4b和第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。第二材料3还具有与凸缘6外径向表面6b对应的第三接触表面。
[0056] 在图2中，以截面图示出了符合本发明的轴承内环一部分。这一部分内环1a包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第二材料2通过半固态金属加工而接合，如上所述。
[0057] 在一种实施方式中，第一材料2是电绝缘材料，第二材料3是轴承钢。一部分座圈5由第二材料3形成在内环1a的外周边上。座圈5存在接触表面4，以允许接触表面4和第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。在一种实施方式中，第二轴承部件可以是外座圈、滚动元件、套圈或导向环。
[0058] 在图3中，示出了符合本发明实施方式的带凸缘的轴承外环的截面图。外环7具有凸缘8，该凸缘例如可以用于将外环7固定到机械元件、壳体等(未示出)。外环7包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3与第一材料2通过半固态金属加工而接合，正如上述。
[0059] 第二材料3具有接触表面4，以允许接触表面4和第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。接触表面4至少对应于外环7内周边上的座圈5。在一种实施方式中，第二轴承部件可以是内环、滚动元件、套圈或导向环。第二材料3的接触表面4还可以延伸到座圈5的外侧，并且覆盖外环7的其他部分，诸如导向凸缘或者外环7的外周边。
[0060] 在图4中，示出了符合本发明实施方式的轮毂外环。外环7具有凸缘8，该凸缘例如可以用于将外环7固定到车侧配件，或者用于安装车轮。外环7包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，正如上述。
[0061] 第二材料3具有接触表面4，以允许接触表面4与第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。接触表面4至少对应于外环7内周边上的座圈5。在一种实施方式中，外环7具有两个座圈，并且第二轴承部件可以是滚动元件、套圈或导向环。第二材料3的接触表面4还可以延伸到座圈5的外侧，而且覆盖外环7的其他部分，诸如导向凸缘或者外环7的外周边。
[0062] 在图5中，示出了符合本发明实施方式的球形辊子的截面图。球形辊子9包括第一材料和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合。第二材料具有接触表面4，以允许接触表面4和第二轴承部件(未示出)之间发生相对运动。在一种实施方式中，第二轴承部件可以是内环、外环、套圈、滚动元件或者导向环。在一种实施方式中，球形辊子9的轴向端面10的至少一部分存在表面11，表面11包括第一材料2。
[0063] 在图6中，示出了符合本发明实施方式的滚珠轴承的截面图。滚珠轴承13至少包括内环1a，内环的外周边上带有座圈5；外环1b，外环内周边上带有座圈5；和多个位于内环1a和外环1b之间的滚珠12。滚珠轴承还可以包括其他轴承部件诸如套圈、密封件、传感器、编码器、润滑剂等。
[0064] 在一种实施方式中，滚珠轴承13具有两个轴承部件，1a和1b，符合本发明。内环1a和外环1b两者都包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，正如上述。第二材料3具有接触表面4，其基本上对应于内环1a和外环1b上的座圈5，并且允许接触表面4和滚珠12之间发生相对运动。所述相对运动例如可以是滚动、滑动或者两者的组合。
[0065] 在一种实施方式中，第二材料3的厚度优选至少为滚珠12直径D的5％。
[0066] 即使在一种实施方式中说明了滚珠轴承具有两个符合本发明的轴承部件，但是也可以是仅内环和外环其中之一为符合本发明的轴承部件的滚珠轴承。此外，符合本发明的轴承部件除了表现为轴承环的形式之外，轴承部件可以是套圈或导向环。滚珠轴承还可以包括符合本发明的不同轴承部件的组合。
[0068] 在图7中，示出了符合本发明实施方式的圆柱辊子轴承。圆柱辊子轴承14至少包括内环1a，内环在其外周边上带有座圈5；外环1b，外环在其内周边上带有座圈5；和多个位于内环1a和外环1b之间的圆柱辊子15。内环1a在其每个轴向端存在凸缘6。每个凸缘6存在面对圆柱辊子15端面15b的内轴向表面6a；和外径向表面6b。圆柱辊子轴承还可以包括其他轴承部件，诸如套圈、密封件、传感器、编码器、润滑剂等。
[0069] 在一种实施方式中，圆柱辊子轴承14具有两个符合本发明的轴承部件1a和1b。外圈1b包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，正如上述。第二材料3至少具有第一接触表面4a，该第一接触表面基本上对应于外圈1a上的座圈5，并允许接触表面4a和辊子15之间发生相对运动。所述相对运动例如可以是滚动、滑动或者两者的结合。
[0070] 内环1a包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，正如上述。
[0071] 第二材料3至少具有第一接触表面4a，该第一接触表面4a基本上对应于内环1a上的座圈5，并允许接触表面4a和辊子15之间发生相对运动。所述相对运动例如可以是滚动、滑动或者两者的组合。第二材料进一步具有第二接触表面4b，该第二接触表面基本上对应于导向凸缘6的内轴向表面6a，并允许接触表面4b和圆柱辊子15的端面15b之间发生相对运动。所述相对运动在这种情况下是滑动。
[0072] 在一种实施方式中，第二材料3的厚度优选至少为辊子15直径D的5％。
[0073] 即使在该实施方式中，辊子轴承描述为具有两个符合发明的轴承部件。但是也可以是仅内环和外环其中之一为符合本发明的轴承部件的圆柱辊子轴承。此外，符合本发明的轴承部件除了表现为轴承环的形式之外，轴承部件还可以是套圈、导向环或辊子。圆柱辊子轴承还可以包括符合本发明的不同轴承部件的组合。
[0074] 应该理解，本发明并不限于如图7所示的圆柱辊子轴承，而是可以适用于其他类型的辊子轴承。非限制性的示例包括球形辊子轴承、自动对准辊子轴承、斜辊子轴承、圆锥辊子轴承、滚针轴承、超环辊子轴承、球形辊子止推轴承、圆柱辊子止推轴承、斜辊子止推轴承。
[0075] 在图8中，示出了符合本发明的实施方式的轮毂的截面图。轮毂16包括内环1、外环7和多个插置在内环1和外环7之间的滚动元件12。在该实施方式中，滚动元件12是滚珠，但是还可以是斜辊子或圆柱辊子。轮毂还可以包括其他轴承部件，诸如套圈、密封件、传感器、编码器、润滑剂等。
[0076] 在一种实施方式中，轮毂16具有两个符合本发明的轴承部件1和7。内环1具有凸缘17，该凸缘在本实施方式中用来将轮配合到轮毂上。内环1进一步具有位于其外周边上的第一座圈5b和第二座圈5c。在一种实施方式中，第二座圈5c形成在压力配合到轮毂内环1上的单独内环18上。外环7具有形成在外环7外周边上的凸缘8，该凸缘在本实施方式中用来将轮毂连接到车侧配件，例如关节件。外环7进一步具有位于其内周边上的双排座圈5a，它们相对着内环1上的第一和第二座圈5b和5c。
[0077] 内环1和外环7包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工接合，如上所述。
[0078] 第二材料3在内环1和外环7之间具有至少3个接触表面4a、4b、4c，允许接触表面4a、4b、4c和滚珠12之间发生相对运动。接触表面4a、4b、4c至少对应于内环1和外环7上的座圈5a、5b、5c。相对运动例如可以是滚动、滑动或者两者的结合。第二材料3的接触表面4a、4b、4c也可以延伸到座圈5a、5b、5c外侧，还可以覆盖内环1和外环7的其他部分。
[0079] 在一种实施方式中，第二材料3的厚度优选至少为滚珠12直径的5％。
[0080] 即使轮毂在本实施方式中描述为具有两个符合本发明的轴承部件，但是也可以是仅有内环和外环之一是符合本发明的轴承部件的轮毂。此外，符合本发明的轴承部件除了可以为轴承环形式，轴承部件还可以是套圈、导向环或辊子。轮毂还可以包括符合本发明的不同轴承部件的组合。
[0081] 应该理解，本发明并不限于图8所示的轮毂，而是还可以适用于其他轮毂和轮轴承设计。
[0082] 在图9中，示出了符合本发明实施方式的球形滑动轴承的截面图。球形滑动轴承19至少包括内环1a，内环带有位于其外周边的座圈5a；和外环1b，外环带有形成在其内周边的座圈5b。在一种实施方式中，球形滑动轴承19具有两个符合本发明的轴承部件1a和
1b。内环1a和外环1b包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，如上所述。
1b。内环1a和外环1b包括第一材料2和第二材料3。第二材料3接合到第一材料2。第二材料3和第一材料2通过半固态金属加工而接合，如上所述。
[0083] 第二材料3在内环1a和外环1b上具有至少两个接触表面4a、4b，所述接触表面基本上对应于座圈5a和5b，并允许接触表面4a、4b之间发生相对运动。相对运动在本实施方式中为滑动。
[0084] 在一种实施方式中，第二材料3的厚度优选为1毫米。
[0085] 即使本实施方式中的滑动轴承描述为具有两个符合本发明的轴承部件，但是还可以是仅有内环和外环其中之一是符合本发明的轴承部件的滑动轴承。
[0086] 应该理解，本发明并不限于图9所示的滑动轴承，而是可以适用于其他类型的滑动轴承、普通轴承或套筒轴承，正如本领与技术人员所理解。
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