[发明专利]公差环

说明书

披露的领域

本披露涉及用于在一个内部部件与一个外部部件之间组装的公差环、以及制造并且预组装此类环的方法。

背景

典型地，一种公差环包括一个弹性材料(例如一种金属像弹簧钢)条，将该条卷起这样使得这些末端朝向彼此以形成一个穿过其圆周的环缝隙。该缝隙可以允许该环在组装的过程中、并且在某些情况下在使用中符合该轴和/或孔的形状。在该环的周围可以形成多个凸起的一个或多个行，这些凸起从该环径向地向内和/或向外延伸。这些凸起可以是多种构造的，如波纹、脊、波形、凹痕、或者弹簧夹。

在使用中，这些凸起可以被压缩在该轴与孔的这些壁之间。每个凸起可以如弹簧一样起作用并且对这些部件施加一个径向的力，由此在它们之间提供一种过盈配合。

公差环可以有助于组装，因为它们可以对在该轴和或孔上的制造公差进行补偿。它们还可以具有其他益处，如对由具有不同的热膨胀特性的孔和轴材料引起的形状和/或尺寸改变进行补偿。此外，公差环可以补偿该轴和孔的有角的以及径向的失调，并且可以用于减少或控制振动或共振效应。当将一个过度的扭矩施加到该轴上时，一个公差环还可以允许可预测的和可重复的滑差发生。

然而，缝隙环公差环可以是难以储藏、运输、并且触摸松散的，因为它们趋于变成互锁的并且缠结在一起，如附图的图1中所展示的。这对于可能要用手将这些环分开的最终用户可能是一个问题。

概述

在一个实施方案中，一个缝隙环公差环至少在运输和储藏的过程中可以将其自由端实体地连接以形成一个闭合的环路。因此，在储藏和运输的过程中这些自由端的分离以及相因而生的互锁和缠结的风险可以被避免。

在一个第一方面，一个公差环可以包括一个弯曲的材料条，该材料条具有在其中形成的多个凸起，该条的自由端被实体地连接以形成一个闭合的环路。

因此，可以使一个材料条的相对的末端朝向彼此，这样该条形成了一个曲线形或开放的环路。可以通过任何适合的手段将该条的末端实体地连接在一起，这样使得由该条形成的开放的环路是闭合的。因此，当将根据该第一方面的多个公差环在一个容器中松散地一起储存或者运输时，这些公差环可以不变得互锁以及缠结。因此这些环可以由最终用户恢复并且容易地进行处理。具体地讲，最终用户不需要在这些公差环处用力拉而将它们分开，并且因此可以存在相因而生的、损坏这些环的减少的风险。

该条的这些自由端可以由一个空隙分开或者可以在一个末端部分处彼此重叠。该条可以由一种弹性材料制成，如碳钢、不锈钢、铬镍铁合金、蒙乃尔合金、incalloy、phynox、铜-铍、或任何其他适合的材料。这些凸起可以在该条中通过一个压制工具形成并且可以是多种构造的，如波纹、脊、波形、凹痕、或者弹簧夹。

在一个实施方案中，在该条的这些自由端之间的实体连接可以被适配为在该环的径向膨胀或者收缩的过程中是可断裂的。即，该实体连接可以是暂时的或非永久的。这种径向(以及圆周的)膨胀或收缩例如在该公差环预组装到一个轴上或者预组装在一个孔中时可以发生。例如，当该环的预组装内径小于该轴的外径时，可以引起该环的径向膨胀以及相因而生的、跨过该条的自由端之间的实体连接的张力。

这种径向膨胀或收缩可以在闭合的环路的周围引起拉伸或压缩应力，而该应力又可以引起该实体连断裂，这样使得该条的自由末端被分开。以此方式，该公差环可以按与一种已知的公差环相同的方式来操作，其中这些自由端朝向或远离彼此移动以便允许该环在组装和/或在服役过程中径向的膨胀和收缩。

在一个替代实施方案中，该实体连接可以在使用中保留。为了在安装过程中容许径向膨胀/收缩，该条可以包括一个膨胀区域。该膨胀区域可以充当一个膨胀接头；它可以变形以提供与在安装过程中引起的该环的径向膨胀或收缩相对应的圆周膨胀或收缩。以此方式，该膨胀区域可以起到在该条的这些自由末端之间的空隙或重叠在已知的公差环中所起到的作用：它可以使该公差环的圆周能够增长或者缩减，这样使得它可以符合一个轴或孔的形状。