铆接式点轴承.pdf

本发明提供一种相互嵌合的两件式轴承组件，所述轴承组件的每个元件与各块板材独立地连接，使得两块板材被连接在一起但由相互嵌合的支承表面来控制其旋转，藉此实现两块板材之间可旋转的连接。所述相互嵌合的部分包括内套圈和外套圈，该对套圈可与板材上的对齐孔重合地设置在一起。板材的旋转连接在单一挤压操作中就可实现，其中每个套圈同时被压入其中一块板材，所述板材之间存在一间隙。

1.  一种旋转地连接两块板材的轴承组件，所述轴承组件包括：
上平板材，所述上平板材具有第一孔；
外套圈，所述外套圈位于所述第一孔内，并且具有轴向孔和用于接收来自与其刚性连接的所述上平板材的金属冷流的装置；
下平板材，所述下平板材与所述上平板材以面对面的关系设置，并且具有与所述第一孔绕一轴线轴向对齐的第二孔；
内套圈，所述内套圈至少部分位于所述外套圈的所述轴向孔内并且至少轴向延伸到一点，使得它部分位于所述第二孔内，所述内套圈具有用于刚性地把它固定在所述下平板材的圆周铆接固定装置；以及
所述内套圈包括一直径逐渐增大的头部，所述增大的直径比所述外套圈的轴向孔的直径大，由此使所述上平板材与所述下平板材固定在一起，所述内套圈和外套圈的尺寸做得非常接近，以把所述上平板材与所述下平板材绕所述轴线旋转地连接在一起。

2.  如权利要求1所述的轴承组件，其特征在于：所述内套圈的头部包括倾斜的外侧壁。

3.  如权利要求2所述的轴承组件，其特征在于：所述外套圈包括倾斜的内侧壁，所述内侧壁紧密地接纳所述头部的外侧壁。

4.  如权利要求3所述的轴承组件，所述轴承组件还包括围绕所述内套圈的一杆部并位于所述上平板材与所述下平板材之间的弹簧，所述弹簧的两端与所述两块板材抵接，并且使所述两块板材弹性地偏置分开。

5.  如权利要求4所述的轴承组件，所述轴承组件还包括多个滚珠轴承，所述滚珠轴承径向地位于所述内套圈和外套圈之间，并且与所述内套圈和外套圈相互滚动地接触。

6.  如权利要求4所述的轴承组件，其特征在于：所述的弹簧为盘簧。

7.  如权利要求4所述的轴承组件，其特征在于：所述外套圈的内侧壁和所述内套圈的外侧壁是对应的弧形表面。

8.  如权利要求3所述的轴承组件，所述轴承组件还包括一间隙，所述间隙位于所述内套圈的外侧壁上任何一点与所述外套圈的内侧壁上任何一点之间。

9.  一种旋转地连接两块材板的方法，所述方法包括：
提供由相互嵌合的外套圈和内套圈组成的两件式轴承组件；
提供具有冲头以及砧块的冲床；
将所述内套圈放置在所述外套圈内；
将所述内套圈和外套圈放入所述的两块板材上，即上板材和下板材，所述两块板材具有通孔并且设置成所述通孔与所述内套圈和外套圈轴向对齐；以及
用所述冲头的单一冲程将所述两个套圈压入所述板材，所述外套圈铆入所述上板材与所述内套圈铆入所述下板材同时进行，从而实现旋转地连接所述两块板材。

铆接式点轴承
相关申请
本专利申请涉及于2006年4月28日提交的名称为“铆接式点轴承(Clinch Spot Bearing)”的美国临时专利申请第60/745,897号，并且要求该申请的优先权。
技术领域
本发明涉及一种将两块板材连接在一起的紧固件，该紧固件可容许两块板材相对旋转。更具体地说，本发明涉及一种铆接式两件式紧固件，所述紧固件在单一挤压组装操作中可旋转地连接两块板材。
背景技术
已公认，紧固件技术领域需求一种紧固件，它能够旋转地连接两块相对薄的金属板。这些紧固件通常被称为枢转轴承或推力轴承。例如，Davis的美国专利第4,582,435号，发明名称为“枢转轴承”示出了这种结构的例子。Lenac等的美国专利第5,860,780号描述了另一种装置。这两种结构采用了一种铆接方法使其中一块板材向外扩张开，或者采用了Lenac等的美国专利所描述的一种铆接式紧固件。这些系统各有其缺点，包括不能在板材之间提供弹性分离，或者不能做到接纳轴向变形而又不削弱板材之间的相对旋转。再者，在板材中安装Lenac的紧固件是很复杂的。除此之外，在这两种结构中，其中一个支承表面必然是板材本身。这可导致出现过度磨损、维修问题以及无法连接。它还限制了板材及其表面状况。解决该问题的接头组件是相当复杂的三件式系统。
因此，本技术领域需求一种以有效经济的方式连接两块相对薄的金属板，既容许金属板相对旋转，又容许在板与板之间的轴向变形和弹性分离。本技术领域还需求一种用于金属薄板的简单旋转接头组件，其中薄板不需要用作摩擦支承表面。
发明内容
为了满足本领域的上述需要，本发明提供一种相互嵌合的两件式轴承组件，所述轴承组件设有与每一块板材刚性连接的单独组件，使得两块板材连接在一起但由该相互嵌合的支承表面来控制其旋转，藉此实现两块板材之间可旋转的连接。所述两个相互嵌合的部分包括内套圈和外套圈，该对套圈在单一挤压操作中被压入板材之前可与待连接的板材上的对齐孔重合地设置在一起。轴承组件的材料可根据特定用途所需要的摩擦及负载特性来选择。替换实施例包括在套圈之间加入滚珠轴承，或者另一种情况是，在具有弧形支承表面的板材之间使用偏置弹簧以容许所述板材转动和/或角向偏转。
更具体地说，本发明包括一种旋转地连接两块板材的轴承组件，具有第一孔的上板材和具有第二孔的下板材，所述上板材和下板材以面对面方式设置并且所述第一孔与所述第二孔绕一轴线对准。一外套圈位于所述上板材的孔内并且具有一中心孔，在所述外套圈的圆周设有用于接收来自与其刚性连接的上板材的金属冷流的装置。一内套圈有一部分位于所述外套圈内，有一部分位于所述下板材内，通过周向铆接固定装置与所述下板材固定。内套圈还包括一直径逐渐增大的头部，所述增大的直径比外套圈的孔的直径大，由此在组装后使上板材与下板材固定在一起。所述内套圈和外套圈的尺寸做得非常接近，以致于两块板材连接后其中一块板材相对于另一块板材绕轴线旋转。
对此，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解的是，本发明的应用并不限于以下描述或附图所示的详细结构以及元件设置。本发明还可以包括其他的实施例，可以利用各种方式来实施和完成。还应当理解的是，本发明所采用的措词和术语只作说明之用，不能认为是对本发明的限制。
因此，本领域的普通技人员应当明白，在本发明揭示的内容的基础上，可容易地利用本发明的构思来设计其他结构、方法和系统，以实现本发明多个目的。因此，重要的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的权利要求应当被认为包括等同结构。
附图说明
图1为本发明组件的右仰视立体图；
图2A和图2B为本发明组件的依次安装的侧剖视图；
图3为使用分隔弹簧和弧形支承表面的替换实施例的侧剖视图；以及
图4为使用滚珠轴承的替换实施例的侧剖视图。
具体实施方式
如图1所示，图中示出了本发明最基本的四个元件。内套圈11和外套圈13组装在板材15和17中，使得板材15和17连接在一起但能够在组装元件11和13后自由地旋转。元件11是内套圈，嵌合在外套圈13内。如图2A和图2B所示的单一挤压操作中，内套圈11安装在下板材17中，外套圈13被铆入上板材15。这些套圈的安装可分别通过上板材和下板材的对齐孔16和18来实现。
图2A和图2B示出了通过在冲头21与砧块23之间进行挤压操作来装配本发明的元件。上板材15和下板材17的孔对齐并置于挤压机中。如图2A所示，内套圈11和外套圈13放在一起并且置于板材上，其中板材上的孔轴向对齐。然后挤压，结果板材连接在一起，套圈有些部分被压铆入板材中，如图2B所示。由于这些部分被压入板材，围绕外套圈圆周的圆周切口31接收上板材的金属冷流，类似地，内套圈的圆周切口33接收下板材的金属冷流。这可使外套圈刚性地固定在上板材，内套圈刚性地固定在下板材。这些部分的大小能产生间隙或空隙35，控制这些部分之间的相对移动并容许它们自由地旋转。
图3所示为本发明的一实施例，内套圈11具有细长的杆部41，该细长的杆部使得板材15和17之间存在比较大的间距。内套圈11和外套圈13按图2A和图2B所示的相同方式被铆入上板材和下板材，但内套圈的杆部41套有一弹簧43。如图所示，该弹簧使板材弹性地偏置分开，容许板材产生角向偏转。本实施例容许被铆入的部分之间有摇摆运动和旋转运动。为了便于角向偏转，内外套圈分别使用可兼容的弧形表面44和45。本实施例提供了一种球窝式齐平铆接轴承，但安装时需要两步挤压操作。首先将外套圈压入板材中，然后通过上板材和弹簧安装内套圈，内套圈用第二挤压操作被铆入下板材。
图4所示为本发明旋转地连接板材15和17的另一实施例，其中内套圈11和外套圈13采用滚珠轴承46以减小摩擦力。安装过程中在两块板材之使用垫片(图中未示)可进一步减小摩擦力，这样，在后来移走所述垫片后能确保板材在旋转时保持非接触状态。
因此，上述仅仅是对本发明的原理的示范性描述。其它各种变化或者改型对本领域的技术人员来说是显而易见的。本发明不应被限制于与以上的描述和附图完全相同的结构和操作。所有适当的变化和等同物均应落入本发明的范围之内。