專利名稱：球形滑動軸承的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及特別是用于球窩節(jié)的一種球形滑動軸承，該滑動軸承具有一個滑動軸
承外殼，其中該滑動軸承外殼包括一種含有滑動材料的滑動層以及至少一個在尺寸上穩(wěn)定的支撐層。
背景技術(shù)：
在引言中提到的這類球形滑動軸承從現(xiàn)有技術(shù)中已知很長的時間。具體地講它們被用在球窩節(jié)中，這些球窩節(jié)被用在機械工程領域的非常寬的范圍內(nèi)并且具體地是以底盤和轉(zhuǎn)向子組件的連接部件的形式用在機動車輛工程中?；瑒虞S承的外殼被安裝在一個軸承殼體中并且包圍整體地形成在連接銷上的一個球形接頭。原則上，這種幾何形狀允許該連接銷在所有的空間方向上完成旋轉(zhuǎn)的動作。 在一個常規(guī)設計的機動車輛底盤中，例如，這些支撐接頭是處于油脂潤滑的球窩節(jié)的形式。潤滑劑以及軸承的配對件的老化經(jīng)常導致在一個長的停用之后的結(jié)塊現(xiàn)象，并且因此當機動車輛被再次使用時球接頭從軸承外殼"掙脫";這伴隨有獨特的開裂噪音并且是高度軸承磨損的一個清楚的指示。 GB 875， 003描述了在引言中提到類型的球窩節(jié)接頭的一種自動潤滑球形滑動軸
承。這個球形滑動軸承的滑動軸承外殼是由一種金屬材料制成的兩個半球狀的外殼元件形
成。這些外殼元件的內(nèi)側(cè)面(它朝向球接頭)涂覆有一種自潤滑的滑動材料，例如，PTFE與
鉛的一種混合物。這些半球狀的外殼元件的外邊緣(這些邊緣定位為彼此相立)配備有彎
曲的凸緣，一個外部夾圈通過它的徑向地向內(nèi)指向的凸緣接合在這些彎曲的凸緣周圍。多
個橡膠環(huán)首先被安排在該夾圈的這些凸緣之間并且其次在這些外殼元件的外部凸緣之間，
并且其結(jié)果是這些外殼元件以一種橡膠彈性的方式抵靠在所包圍的球狀接頭上。 以上描述的球形滑動軸承的突出之處是一個相對簡單的設計。然而，盡管使用了
彈性體，這種球形滑動軸承依舊達不到令人滿意的振動阻尼。

發(fā)明內(nèi)容
在這個現(xiàn)有技術(shù)的基礎上，本發(fā)明因此是基于的目的是限定在引言中提到的類型的一種自潤滑球形滑動軸承，該滑動軸承的突出之處是一種非常簡單的設計以及與已知的現(xiàn)有技術(shù)相比改進了振動阻尼特性。 根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)專利權(quán)利要求1的前序所述的一種球形滑動軸承實現(xiàn)了這個目的，其中該滑動軸承外殼包括至少一個彈性層。 根據(jù)本發(fā)明的球形滑動軸承的滑動軸承外殼包括具有簡單構(gòu)造的一個分層系統(tǒng)，該分層系統(tǒng)具有一個滑動層、至少一個在尺寸上穩(wěn)定的支撐層以及，根據(jù)本發(fā)明，至少一個彈性層。因為與對應的球形滑動軸承配對件相接觸的滑動層的整個表面區(qū)域是置于根據(jù)本發(fā)明提供的彈性層的下面，實現(xiàn)了最佳的振動阻尼而不用考慮在這兩個軸承配對件之間的相對運動的性質(zhì)和力。此外，被安排在該滑動層之下的彈性層產(chǎn)生了有效的結(jié)構(gòu)傳播的聲音隔絕，并且這使得聲音從一個球形滑動軸承配配對件到另一個上的傳播最小化。如果將根據(jù)本發(fā)明的球形滑動軸承用在一個機動車輛的底盤中，因此這意味著有效的振動阻尼以及隔絕車輛框架結(jié)構(gòu)并且因此使車輛內(nèi)部隔絕噪音，振動和剛性，并且這顯著地增加了駕駛舒適性。在該球形滑動軸承操作過程中在尺寸上穩(wěn)定的支撐層的材料厚度和材料最終選擇的方式為使該滑動軸承外殼具有高度的可成形性，并且因此該球形滑動軸承能夠與大量應用相適配。 根據(jù)本發(fā)明的一個第一改進，在該滑動軸承外殼中的彈性層基本上垂直于該層范圍被預拉伸。該彈性層的這種預拉伸的結(jié)果是，在該球形滑動軸承的使用壽命過程中該滑動層中的材料的逐步脫失可以通過該預拉伸的彈性層的對應的伸展而得到補償，并且這確保了在該球形滑動軸承的使用壽命期間在該滑動軸承外殼中的軸承配對件的無間隙導向。由此，通過借助該滑動層自動調(diào)整有效地使該軸承被推出的風險最小化，該滑動層根據(jù)材料的脫失而松弛。 該滑動軸承外殼的分層結(jié)構(gòu)可以是不同的；在這種情況下，應該理解與該軸承配對件直接接觸的外層總是由滑動層形成。根據(jù)本發(fā)明的一個有利的改進，例如，有可能將支撐層安排在滑動層和彈性層之間。在這種情況下，可以另外提供的是在該彈性層的遠離該支撐層的一側(cè)上安排另一個支撐層。在這種情況下，該滑動軸承外殼可以簡單地被壓進一個軸承殼體中，而沒有多個層被剝落的可能性。該支撐層和該滑動層優(yōu)選借助一個粘合劑層而彼此粘合。在這種情況下所使用的粘合劑材料優(yōu)選是至少一種氟聚合物，具體是全氟烷氧基聚合物(PFA)、全氟代(甲基乙烯基醚)(MFA)，乙烯-四氟乙烯(ETFE)，聚氯三氟乙烯(PCTFE)，聚偏乙烯氟化物(PVDF)，全氟乙烯共聚物(FEP)，四氟乙烯、六氟丙稀和亞乙烯基氟化物的三聚物(THV)，固化的粘合劑類，具體是環(huán)氧粘合劑類、聚酰亞胺粘合劑類和/或低溫熱熔粘合劑類，具體是乙烯_乙酸乙烯酯以及聚醚_聚酰胺的共聚物類，或合適的熱塑性塑料類，和/或它的混合物。 作為上面提到的方案的一個代替方案，還可以提供的是將該彈性層安排在滑動層和支撐層之間。在這個結(jié)構(gòu)中，有可能將該滑動軸承外殼壓進一個軸承殼體中而沒有任何問題。在這種情況下，該滑動層優(yōu)選地是通過一種助黏附劑層粘合在該彈性層上。同樣，該彈性層優(yōu)選地是通過一種助黏附劑層粘合在該支撐層上。所使用的助黏附劑層具體是至少一種反應性聚合物，具體是一種以硅烷為基礎的反應性聚合物，和/或在一個溶劑中，具體是在甲基異丁基酮(MIBK)中、在二甲苯中、在乙醇和水中或在乙醇和甲基乙基酮(MEK)中的多種顏料。 根據(jù)本發(fā)明提供的彈性層可以由具有適當彈性的不同的材料形成。它優(yōu)選地包含一個彈性體，具體是丁腈橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、一種烯屬彈性體、一種苯乙烯彈性體、一種熱塑彈性體、一種交聯(lián)的彈性體、一種聚醚-聚酯彈性體、一種乙烯-丙烯彈性體、乙烯_丙烯酸酯橡膠和/或一種氟彈性體。多種開口孔的材料，例如泡沫(如果它們具有合適的彈性)也是合適的。根據(jù)所希望的對潤滑劑、溶劑和/或溫度的耐受性，還有可能使用一種不同的彈性體，適當時添加合適的填充劑。 存在于該滑動層中的滑動材料(對于它的部分)包含不同的材料。該滑動材料優(yōu)選地包含一種塑料，優(yōu)選一種高溫塑料，具體是選自下組，其構(gòu)成為氟聚合物類，具體是聚四氟乙烯(PTFE)、氟化的乙烯-丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯(ECTFE)以及全氟烷氧基的聚合物(PFA)、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰亞胺類、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯、聚砜、具體是聚醚砜、聚酰胺、聚苯硫醚、聚氨酯、聚酯、聚苯醚、以及它們的混合物。給予特別優(yōu)選是使用聚四氟乙烯(PTFE)，這歸因于它的優(yōu)異的滑動特性。 該滑動層優(yōu)選地包含多種潤滑劑和/或填充劑，具體是玻璃和/或碳纖維、硅酮、石墨、聚醚醚酮、二硫化鉬、芳香族聚酯、碳顆粒、青銅、氟聚合物、熱塑性填充劑類，例如，聚酰亞胺(PI)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚亞苯基砜(PPS02)或液晶聚合物類(LCP)、無機填充劑類，例如，硅灰石或硫酸鋇(BaS04)、或它們的組合。 這些單獨的層的厚度可以進行不同的選擇。當該彈性層的厚度是該滑動層的厚度大約十倍時，在根據(jù)本發(fā)明的球形滑動軸承的情況下實現(xiàn)了特別良好的阻尼和結(jié)構(gòu)傳播聲音的隔離特性。確切地說，該彈性層的厚度可以是大約0. 1-1. 0mm，優(yōu)選從0. 3-0. 6mm。該滑動層的厚度相應地優(yōu)選為0. 05-1. 0mm，優(yōu)選從0. 1_0. 2mm。該尺寸上穩(wěn)定的支撐層的厚度優(yōu)選是從0. 2mm至1. Omm，優(yōu)選從0. 2mm至0. 5mm。 該支撐層的材料優(yōu)選地是一種金屬材料，具體是鋼、不銹鋼、銅、鈦、青銅、鋁、它的一種合金、由從一種編織金屬結(jié)構(gòu)和PTFE制成的一個軸承箔片、或由從一個
PTFE(Norglide MP)薄膜與一種青銅展開的金屬(Norglide SM)制成的一種復合材料。 本發(fā)明還基于以下目的，S卩限定一種球窩節(jié)，該球窩節(jié)具有一個簡單的設計并且
確保有效的振動阻尼和結(jié)構(gòu)傳播聲音的隔離。 根據(jù)本發(fā)明，這個目的是通過一個球窩節(jié)來實現(xiàn)的，該球窩節(jié)包括一個球狀的接頭和一個球形滑動軸承，其中該球形滑動軸承被設計為如權(quán)利要求1至14之一所述。


在下文中，將通過參考附圖來更加詳細地說明本發(fā)明，這些附圖展示了一個示例性的實施方案，并且在附圖中 圖1示出了一個球窩節(jié)，該球窩節(jié)具有一個軸承殼體、一個球形滑動軸承和一個球狀接頭，并且 圖2示出了按照圖1中的細節(jié)I I的球形滑動軸承的滑動軸承外殼的分層系統(tǒng)。
具體實施例方式
如在圖l中示出的根據(jù)本發(fā)明的球窩節(jié)包括一個自潤滑球形滑動軸承l(wèi)和一個球狀接頭2，該球狀接頭無游隙地安裝在球形滑動軸承1中并且其上整體地形成了一個軸承銷2a。球形滑動軸承1被安裝在一個軸承殼體3中并且通過一個環(huán)形元件3a被固定在這個位置中，該環(huán)形元件是該軸承殼體3的一個組成部分。 球形滑動軸承1包括兩個球形的滑動軸承外殼la、 lb，上部滑動軸承外殼la包括一個中心開口 la氣整體地形成在球狀接頭2上的軸承銷2a穿過該中心開口伸出該球窩節(jié)之外。開口 laA確定的尺寸的方式為允許軸承銷2a完成相對于球形滑動軸承1的所希望的運動。兩個滑動軸承外殼la、lb各自在它們的彼此相對的環(huán)形邊緣上具有一個環(huán)形的、徑向地向外指向的凸緣la' 、lb'。在兩個凸緣la' 、lb'之間形成一個環(huán)形的間隙4，并
6且這個間隙用來精細地調(diào)整與球狀接頭2有關(guān)的軸承外殼la、lb的定位，該球狀接頭被安裝在這些軸承外殼中。這確保球狀接頭2無游隙地安裝在這些軸承外殼la、lb中。此外，它有可能通過適當?shù)卦O置用于球狀接頭2的間隙4來補償制造公差。 圖2詳細地示出了圖1中所示的球窩節(jié)的球形滑動軸承1的滑動軸承外殼lb的分層結(jié)構(gòu)，滑動軸承外殼la具有一個相同的設計。 一個滑動層5直接面向球狀接頭2。存在于這個層中的滑動材料優(yōu)選是聚四氟乙烯(PTFE)。原則上有可能在這里使用很多種滑動
材料，例如由本申請人在商標Norglide⑧下銷售的那些材料。 滑動層5通過一個粘合劑層6粘合在一個在下面的、在尺寸上穩(wěn)定的支撐層7上。這個支撐層優(yōu)選由具有O. 2mm至0. 5mm的厚度的鋼構(gòu)成。對于它的部分，在尺寸上穩(wěn)定的支撐層7通過一種助黏附劑層8粘合在一個彈性層9上，該彈性層是根據(jù)本發(fā)明提供的。該彈性層優(yōu)選地包含一種彈性體，具體是腈橡膠。在根據(jù)本發(fā)明的球窩節(jié)中，彈性層9提供優(yōu)異的振動阻尼。彈性層9同樣有效地隔離了在軸承殼體3和球狀接頭2之間的結(jié)構(gòu)傳播的聲音，該彈性層被置于滑動軸承外殼la、lb的滑動層5的整個表面區(qū)域的下面。
在本發(fā)明的球窩節(jié)的情況下，在滑動軸承外殼la、lb中的彈性層9垂直該層的范圍(即，在該球窩節(jié)的徑向方向上)被預拉伸。這具有的效果是，在球形滑動軸承1的使用壽命的過程中，例如在滑動層5中的材料的逐步脫失通過伸展該預拉伸的彈性層9而得到補償。這確保了在該球窩節(jié)的整個使用壽命期間無游隙地在球形滑動軸承1中引導球狀接頭2。 為了獲得最佳的阻尼特性，在本發(fā)明的球窩節(jié)中的彈性層9的厚度優(yōu)選是該滑動層的厚度的十倍。在本發(fā)明的情況中，該滑動層的厚度是大約O. lmm并且該彈性層的厚度是大約0. 4mm。
權(quán)利要求
一種球形滑動軸承(1)，特別地用于一個球窩節(jié)，該球窩節(jié)具有一個滑動軸承外殼(1a，1b)，其中該滑動軸承外殼(1a，1b)包括一種含有滑動材料的滑動層(5)以及至少一個在尺寸上穩(wěn)定的支撐層(7)，其特征在于該滑動軸承外殼(1a，1b)包括至少一個彈性層(9)。
2. 如權(quán)利要求1所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于在該滑動軸承外殼(la，lb)中的該彈性層(9)基本上垂直該層范圍被預拉伸。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該支撐層(7)被安排在該滑動層(5)與該彈性層(9)之間。
4. 如權(quán)利要求3所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于另外一個支撐層(7)被提供在該彈性層(9)的遠離該支撐層(7)的那一側(cè)。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該滑動層(5)通過一個粘合劑層(6)粘合在該支撐層(7)上。
6. 如權(quán)利要求5所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于在該粘合劑層中存在的粘合劑至少是一種氟聚合物，具體是全氟烷氧基聚合物，全氟 代(甲基乙烯基醚)，乙烯-四氟乙烯，聚氯三氟乙烯，聚偏氟乙烯，全氟乙烯共聚物，四氟乙 烯、六氟丙稀和亞乙烯基氟化物的三聚物，固化的粘合劑類，具體是環(huán)氧粘合劑類、聚酰亞 胺粘合劑類和/或低溫熱熔粘合劑類，具體是乙烯_乙酸乙烯酯以及聚醚_聚酰胺的共聚 物類，或合適的熱塑性塑料類，和/或它的一個混合物。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該彈性層(9)被安排在該滑動層(5)和該支撐層(7)之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該滑動層(5)是通過一種助黏附劑層(8)被粘合在該彈性層(9)上。
9. 如權(quán)利要求1至7之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該彈性層(9)是通過一種助黏附劑層(8)被粘合在該支撐層(7)上。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該助黏附劑層包含至少一個反應性聚合物，具體是一個基于硅烷的反應性聚合物，和/ 或在一個溶劑中，具體是在甲基異丁基酮中、在二甲苯中、在乙醇和水中或在乙醇和甲基乙 基酮中的多種顏料。
11. 如權(quán)利要求1至10之一所述的球形滑動軸承(1)，其特征在于該彈性層(9)包含一種彈性體，具體是丁腈橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、一種烯屬彈性體、 一種苯乙烯彈性體、一種熱塑彈性體、一種交聯(lián)的彈性體、一種聚醚-聚酯彈性體、一種乙 烯_丙烯彈性體、乙烯_丙烯酸酯橡膠和/或一種氟彈性體。
12. 如權(quán)利要求1至11之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該滑動材料是一種塑料，優(yōu)選一種高溫塑料，具體是選自下組，其構(gòu)成為氟聚合物類， 具體是聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯、聚偏氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯和全 氟烷氧基的聚合物、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、聚酰亞胺類、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、聚 乙烯、聚砜、具體是聚醚砜、聚酰胺、聚苯硫醚、聚氨酯、聚酯、聚苯醚、以及它們的混合物。
13. 如權(quán)利要求1至12之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該滑動層包含多種潤滑劑和/或填充劑，具體是玻璃和/或碳纖維、硅酮、石墨、聚醚醚 酮、二硫化鉬、芳香族聚酯、碳顆粒、青銅、氟聚合物、熱塑性填充劑類，例如，聚酰亞胺、聚酰 胺酰亞胺、聚苯硫醚、聚亞苯基砜或液晶聚合物類、無機填充劑類，例如，硅灰石或硫酸鋇、 或它們的組合。
14. 如權(quán)利要求1至13之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該彈性層(9)的該厚度是從大約0. 1至1. 0mm，優(yōu)選從0. 3至0. 6mm。
15. 如權(quán)利要求1至14之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該滑動層(5)的該厚度是從大約0. 05至1. 0mm，優(yōu)選從0. 1至0. 2mm。
16. 如權(quán)利要求1至15之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該在尺寸上穩(wěn)定的支撐層(7)的厚度是從大約O. 2mm至1. Omm，優(yōu)選從O. 2mm至0. 5mm。
17. 如權(quán)利要求1至16之一所述的球形滑動軸承(1)， 其特征在于該支撐層(7)由金屬構(gòu)成，具體是鋼、不銹鋼、銅、鈦、青銅、鋁、它的一種合金，該支撐 層由從一種編織金屬結(jié)構(gòu)和PTFE制成的一個軸承箔片構(gòu)成或由從一個PTFE薄膜和一種青 銅展開的金屬制成的一種復合材料構(gòu)成。
18. —個球窩節(jié)包括一個球狀的節(jié)頭(2)和一個球形滑動軸承(l)，其中該球形滑動軸 承(1)被設計為如權(quán)利要求1至17之一所述。
19. 如權(quán)利要求1至17之一所述的一種球形滑動軸承(1)在一個球窩節(jié)中，優(yōu)選在一 個機動車輛中，具體是在一個機動車輛底盤中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種球形滑動軸承(1)，具體是用于一個球窩節(jié)，該球窩節(jié)帶有一個滑動軸承半軸瓦(1a，1b)，其中該滑動軸承半軸瓦(1a，1b)包括包含一種潤滑劑的一個滑動層(5)及至少一個在尺寸上穩(wěn)定的支撐層(7)。根據(jù)本發(fā)明，該球形滑動軸承(1)的特征在于該滑動軸承半軸瓦(1a，1b)包括至少一個彈性層(9)。本發(fā)明進一步包括一個球窩節(jié)，該球窩節(jié)包括一個球形的樞軸頭(2)以及一個球形滑動軸承(1)，以及根據(jù)本發(fā)明的球形滑動軸承(1)的一種有益的用途。
文檔編號F16C11/06GK101715519SQ200880015732
公開日2010年5月26日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者A·馬庫斯 申請人:圣戈班性能塑料帕姆普斯有限公司