專(zhuān)利名稱(chēng)：用于轉(zhuǎn)向柱的滾動(dòng)軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承領(lǐng)域，特別地在機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱中使用的滾動(dòng)軸承。
背景技術(shù)：
通常，轉(zhuǎn)向柱滾動(dòng)軸承包括外座圈，內(nèi)座圈，每個(gè)座圈包括喇叭口形滾道，以及一列滾動(dòng)元件，諸如滾珠，以與滾道接觸的方式設(shè)置在該兩個(gè)滾道之間。保持架設(shè)置在軸承中以保持滾珠之間的平均的圓周間隔。保持架通常由模制的合成材料制成。外軸承座圈固定至轉(zhuǎn)向柱的外管(tube)，內(nèi)座圈通過(guò)配合公差環(huán)(tolerance ring)或者套筒安裝在柱軸上，配合公差環(huán)或者套筒使得可以易于在軸上安裝軸承而不用初始夾緊且接著執(zhí)行內(nèi)座圈和軸之間的連接，甚至當(dāng)軸和內(nèi)座圈的截面具有不同的輪廓時(shí)。為此，配合公差環(huán)設(shè)置有徑向可變形彈性元件。配合公差環(huán)優(yōu)選由彈性傳導(dǎo)材料制成，該彈性傳導(dǎo)材料允許在其它東西中的低強(qiáng)度電流經(jīng)由外座圈、滾珠和內(nèi)座圈通過(guò)柱的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間。例如，這可以用于操作桿控件的電連接，所述控件經(jīng)常位于操作輪的轉(zhuǎn)動(dòng)部分上。德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 103 00 725-A1公開(kāi)了這樣的一種滾動(dòng)軸承，其包括允許軸承安裝在轉(zhuǎn)向柱軸上的金屬套筒。也安裝在軸上的鎖緊墊圈具有某種徑向彈性，其允許通過(guò)在內(nèi)座圈中的套筒的圓錐形部分的楔入效應(yīng)把它在軸上夾緊。引起在軸上的套筒的有效夾緊所必需的軸向力相對(duì)高且它的強(qiáng)度難于控制。此外，在套筒設(shè)在組裝好的軸承上之后，鎖緊墊圈的布置構(gòu)成額外的操作，因此增加了成本。歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP 1 988 002，在該申請(qǐng)的名字中也公開(kāi)了一種用于轉(zhuǎn)向軸柱的滾動(dòng)軸承，其中，金屬套筒放置在內(nèi)座圈中且包括楔片，其能夠通過(guò)楔入效應(yīng)與內(nèi)座圈徑向向內(nèi)夾緊以使得以轉(zhuǎn)動(dòng)方式連接內(nèi)座圈和軸而不用使用鎖緊墊圈。然而，該套筒具有難于制造的相對(duì)復(fù)雜的形狀。這因此導(dǎo)致了成本的增加且因此增加了滾動(dòng)軸承的總成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)因此是通過(guò)提出一種滾動(dòng)軸承減輕上述的缺陷，特別地適合用于機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱，其具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)且能夠以合理的成本價(jià)格制造。本發(fā)明的主題也是滾動(dòng)軸承，其保證了能夠以轉(zhuǎn)動(dòng)方式固定連接內(nèi)座圈至轉(zhuǎn)向柱軸的充分的預(yù)加載荷。在一個(gè)實(shí)施例中，滾動(dòng)軸承裝置，特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱，包括外座圈、內(nèi)座圈和位于外座圈和內(nèi)座圈之間的滾動(dòng)元件。該內(nèi)座圈包括多個(gè)徑向向內(nèi)定向的保持楔片，適合用于與轉(zhuǎn)向柱管或者軸進(jìn)行接觸。優(yōu)選地，滾動(dòng)軸承還包括用于保持滾動(dòng)元件的保持架，裝配有相對(duì)于外座圈用于軸向保持保持架的至少一個(gè)第一鉤狀物。保持架可以裝配有相對(duì)于內(nèi)座圈用于軸向保持保持架的至少一個(gè)第二鉤狀物。保持架可以具有在其中第一鉤狀物得以制作的第一軸向環(huán)形部分，以及與第一軸向相對(duì)的第二環(huán)形部分，在第二環(huán)形部分中，第二鉤狀物得以制作。
根據(jù)另一實(shí)施例，保持架具有環(huán)形牙爪，為了軸向保持內(nèi)座圈，該環(huán)形牙爪徑向向內(nèi)定向且與制作在內(nèi)座圈上的至少一個(gè)保持楔片相互作用。保持架可以具有軸向環(huán)形部分，在其中第一鉤狀物得以制作。內(nèi)座圈可以具有軸向環(huán)形部分，在其中保持楔片得以制作。內(nèi)座圈優(yōu)選由電傳導(dǎo)材料制成且可以通過(guò)沖壓薄金屬板的側(cè)面得到。包括內(nèi)管或者軸和外管的機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱可以裝配至少一個(gè)上述滾動(dòng)軸承裝置，該滾動(dòng)軸承裝置安裝在所述內(nèi)管或者軸和所述外管之間。有利地，轉(zhuǎn)向柱的內(nèi)管或者軸可以具有能夠與滾動(dòng)軸承裝置的內(nèi)座圈的保持楔片相互作用的周向凹槽。


通過(guò)閱讀作為例子給出的多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明會(huì)更好的理解，該多個(gè)實(shí)施例是以非限制的方式且在附圖中示出。圖1是沿著根據(jù)第一實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的圖2的I-I的截面圖；圖2是圖1的軸承的立面的正視圖；圖3是沿著根據(jù)第一實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的圖2的III-III的截面圖；圖4是類(lèi)似于圖1的沿著根據(jù)第二實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的圖5的IV-IV的截面圖；圖5是圖4的軸承的立面的正視圖；圖6是類(lèi)似于圖3的沿著根據(jù)第二實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的圖5的VI-VI的截面圖；圖7是由兩個(gè)滾動(dòng)軸承支撐的轉(zhuǎn)向柱軸的一部分的部分切掉的縱向截面圖。
具體實(shí)施例方式如圖1至3所示，滾動(dòng)軸承1的例子包括外座圈2和內(nèi)座圈3，在外座圈2和內(nèi)座圈3之間，安裝有以滾珠4的實(shí)例存在的一列滾動(dòng)元件。滾珠4通過(guò)保持架5以規(guī)則的圓周間隔保持。外座圈2和內(nèi)座圈3由薄板的大致恒定厚度的電傳導(dǎo)材料，例如通過(guò)沖壓制成。外座圈2包括喇叭口形部分加，軸向部分2b和徑向周緣2c。該軸向部分2b布置在喇叭形部分加和徑向周緣2c之間。在軸向截面中，喇叭形部分加具有凹入的內(nèi)表面， 其形成用于滾珠4的滾道2d。該喇叭形部分加可以在45°至90°的順序的角度部分上延伸。軸向部分2b具有小臺(tái)肩加，其把軸向部分2b分為位于喇叭形部分加的延伸中的小直徑部分和位于徑向周緣2c側(cè)的較大直徑部分。該徑向周緣2c自軸向部分2b徑向向外定向。該喇叭形部分加自軸向部分2b徑向向內(nèi)定向。內(nèi)座圈3包括喇叭形部分3a和圓柱部分北。喇叭形部分3a在軸向截面中的它的凹入外表面上形成用于滾動(dòng)元件4的滾道3d。滾道2d放置在一側(cè)上，滾道3d在穿過(guò)滾動(dòng)元件4的中心的徑向平面的另一側(cè)上。內(nèi)座圈3的軸向部分北放置在所述徑向平面的與外座圈2的喇叭形部分加相同的一側(cè)。內(nèi)座圈3的喇叭形部分3a和外座圈2的軸向部分2b 放置在所述徑向平面的相同側(cè)。滾動(dòng)軸承1因此提供對(duì)于滾動(dòng)元件4的傾斜接觸，其給出了在一個(gè)方向吸收軸向載荷和徑向載荷的能力。優(yōu)選地，內(nèi)座圈3是芯部硬化(hardened)的以使得足夠的柔性。軸向部分北可以具有小臺(tái)肩:3e，其把軸向部分北分為在軸向部分北的自由端一側(cè)上的小直徑部分和在喇叭形部分3a —側(cè)上的較大直徑部分。多個(gè)剪切部分(CUt-OUt)S布置在內(nèi)座圈3的軸向部分北中且平均地圓周分布。 剪切部分8通常具有U形，其底部放置在臺(tái)肩3e的側(cè)面上。剪切部分8允許連續(xù)的環(huán)形區(qū) 3f保持在軸向部分北的自由端的側(cè)面上。剪切部分8限定了保持楔片6。楔片6包括與環(huán)形區(qū)3f連接的底座部分6a和徑向向內(nèi)定向的端部分6b。該端部分6b被設(shè)計(jì)為能夠與轉(zhuǎn)向柱管或者軸7的外表面7b進(jìn)行接觸，如圖7所示。保持架5可以由合成材料制成，例如由礦物填充料可選擇地加強(qiáng)的聚酰胺。保持架5包括在外座圈2的喇叭形部分加的自由端和內(nèi)座圈3的軸向部分北的外表面之間穿過(guò)的小直徑的軸向環(huán)形部分5a。保持架5還包括放置在相對(duì)側(cè)，換句話說(shuō)，在內(nèi)座圈3的喇叭形部分3a的自由端和外座圈2的軸向部分2b的孔之間穿過(guò)的大直徑軸向環(huán)形部分5b。 軸向環(huán)形部分fe和恥延伸超過(guò)內(nèi)座圈3的軸向端部。保持架5還包括傾斜中心部分5c，其中布置有用于滾動(dòng)元件4的槽5d，且具有截頭圓錐形的內(nèi)表面和具有截頭圓錐形的外表面。傾斜部分5c的一個(gè)端部與軸向環(huán)形部分 5a連接，而另一個(gè)端部與部分恥連接。小直徑的環(huán)形部分fe裝配有剪切部分9，剪切部分9自它的自由端軸向取向和延伸。剪切部分9限定了每一個(gè)在它們的外表面上裝配有鉤狀物11的柔性爪10。該鉤狀物 11在它的自由狀態(tài)具有大于外座圈2的最小直徑的外直徑。鉤狀物11因此形成用于軸向保持保持架5在外座圈2上的裝置。鉤狀物11可以裝配有為了接合在外座圈2中的目的的傾斜表面Ila且裝配有為了保持在外座圈2上的目的的大致徑向表面lib。根據(jù)圖1至3中說(shuō)明的第一實(shí)施例，保持架5的大直徑環(huán)形部分恥裝配有剪切部分12，剪切部分12自它的自由端軸向取向和延伸。剪切部分12限定了每一個(gè)在它們的外表面上裝配有鉤狀物14的柔性爪13。該鉤狀物14在它的自由狀態(tài)具有比內(nèi)座圈3的最大直徑小的直徑。鉤狀物14因此形成用于軸向保持保持架5在內(nèi)座圈3上的裝置。鉤狀物 14可以裝配有為了接合在內(nèi)座圈3中的目的的傾斜表面1 且裝配有為了保持在內(nèi)座圈3 上的目的的大致徑向表面14b。軸承1的組件可以以如下方式執(zhí)行。滾動(dòng)元件4放置在保持架5的槽5d中，接著外座圈2通過(guò)施加軸向壓力被引入，以使得保持架5的鉤狀物11向內(nèi)移動(dòng)到旁邊且穿過(guò)外座圈2的小直徑端部。因此由外座圈2、滾動(dòng)元件4和保持架5形成次組件。內(nèi)座圈3接著被引入。保持架5的鉤狀物14徑向向外移動(dòng)到旁邊且穿過(guò)內(nèi)座圈3的大直徑端部。內(nèi)座圈3因此得以保持，因此確保滾動(dòng)軸承1不能被移除。在圖4至6中所述的第二實(shí)施例中，類(lèi)似元件的引用已經(jīng)得以保持。該實(shí)施例不同于前述實(shí)施例在于保持架5不再包括保持它在內(nèi)座圈3上的裝配有鉤狀物14的環(huán)形部分W。其替代為，保持架5具有環(huán)形牙爪15，其定向?yàn)閺较蛳騼?nèi)，軸向大致與鉤狀物11在相同高度，或者甚至更稍接近滾動(dòng)元件4。徑向環(huán)形牙爪15具有兩個(gè)相對(duì)的徑向表面，一個(gè)表面15a面對(duì)內(nèi)座圈3的臺(tái)肩3e，另一個(gè)表面15b面對(duì)制作在內(nèi)座圈3上的保持楔片。作為變型，環(huán)形牙爪15可以采用在楔片16的高度處被打斷的環(huán)形肋條節(jié)段的形式。限定了楔片16的U形剪切部分17布置在內(nèi)座圈3的軸向部分北的自由端的側(cè)上，在連續(xù)的環(huán)形區(qū)3f中，且圓周平均分布。剪切部分17具有與軸向部分北的剪切部分 8相同的形狀，U形的底部也放置在臺(tái)肩3e的一側(cè)。楔片16包括連接至環(huán)形區(qū)3f的自由端的底座部分16a和徑向向外定向的端部分16b。端部分16b設(shè)計(jì)為與環(huán)形牙爪15的徑向表面1 接觸以使得相對(duì)于內(nèi)座圈3軸向保持保持架5。第二實(shí)施例使得減少保持架5的軸向尺寸成為可能，因?yàn)橐瞥h(huán)形部分恥以使得釋放在軸承后面的空間，以便允許安裝鎖緊墊圈(未示出)，鎖緊墊圈一方面與轉(zhuǎn)向柱的軸 7的外表面7b進(jìn)行接觸，另一方面與內(nèi)座圈3進(jìn)行接觸。特別地，在這種情況下，在軸承的一側(cè)，保持架5相對(duì)于內(nèi)座圈3的自由端軸向設(shè)置向后。根據(jù)該實(shí)施例，軸承可以以如下方式組裝。滾動(dòng)元件4放置在保持架5的槽5d中， 接著外座圈2當(dāng)施加軸向壓力時(shí)被引入，，以使得保持架5的鉤狀物11向內(nèi)移動(dòng)到旁邊且穿過(guò)外座圈2的小直徑端部。子組件因此由外座圈2、滾動(dòng)元件4和保持架5形成。內(nèi)座圈 3被接著引入。內(nèi)座圈3的楔片16徑向向內(nèi)移動(dòng)到旁邊且穿過(guò)保持架5的環(huán)形牙爪15的端部；楔片16接著恢復(fù)到它們的靜止位置。當(dāng)它們與楔片16接觸時(shí)，保持架5的一個(gè)或多個(gè)牙爪15可以徑向向外移動(dòng)，因此，限制了楔片16的向內(nèi)變形。為了限制保持架的變形， 優(yōu)選制造楔片16以使得它們與內(nèi)座圈3的環(huán)形區(qū)3f接合的區(qū)是足夠柔性的，所有的變形優(yōu)選是彈性的。內(nèi)座圈3因此得以保持，因此確保了滾動(dòng)軸承不能被移除。如圖7中所說(shuō)明的，用于機(jī)動(dòng)車(chē)的轉(zhuǎn)向柱包括內(nèi)中空管狀軸7，在其上，轉(zhuǎn)向輪(未示出)可以安裝在軸7的更小直徑部分7a上。軸7與圍繞內(nèi)軸7同軸定位的外管17相關(guān)聯(lián)。外管17通過(guò)兩個(gè)滾動(dòng)軸承1和1'得以支撐在內(nèi)軸7上，接近于部分7a的一個(gè)具有在第一實(shí)施例的圖1至3中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，在部分7a的相對(duì)側(cè)上的另一個(gè)具有不同結(jié)構(gòu)。外管17包括孔17a和徑向側(cè)表面17b。軸承1的外座圈2的軸向部分2b被安裝在孔17a中，特別在它的位于小臺(tái)肩2e和徑向邊緣2c之間的大直徑部分中。徑向邊緣2c 與側(cè)表面17b進(jìn)行接觸，其使得可能精確限定滾動(dòng)軸承1的軸向位置。小臺(tái)肩2e使其能在外座圈2和的孔17a之間在滾動(dòng)元件4處留下小的徑向環(huán)形間隔18。當(dāng)軸承1安裝在內(nèi)軸7上時(shí)，由外座圈2、滾動(dòng)元件4和保持架5構(gòu)成的次組件定位在軸7和外管17之間。它接著足夠軸向推動(dòng)內(nèi)座圈3，內(nèi)座圈3的楔片6的端部分6a接著通過(guò)從它們的底座彎曲和夾緊它們自己抵靠在軸7的外表面7b上徑向向外變形，因此允許軸承1相對(duì)于內(nèi)軸7的良好軸向連接?？梢栽O(shè)想的是在內(nèi)軸7的外表面上設(shè)置周向凹槽(未示出)，以為了與滾動(dòng)軸承1 的內(nèi)座圈3的保持楔片6相互作用以使得增加它們的傾斜且因此增加在軸7上保持軸承1 的效果。滾動(dòng)軸承1'包括內(nèi)座圈19、外座圈20、滾動(dòng)元件21、保持架22和折皺且平坦的保持元件23，通過(guò)該保持元件，軸承1'保持在軸7上的適當(dāng)位置。在滾動(dòng)軸承1'安裝在軸7上以前，制作在保持元件23上的楔片23a軸向保持內(nèi)座圈19。滾動(dòng)軸承1'通過(guò)鎖緊墊圈18接著軸向按壓抵靠外管17，鎖緊墊圈18包括軸向部分18a和大致圓錐形部分18b，大致圓錐形部分18b具有與內(nèi)軸7的外表面7b接觸的多個(gè)楔片18c。通過(guò)向著外管17的內(nèi)部施加軸向力，鎖緊墊圈18借助于大致徑向表面18d能夠與滾動(dòng)軸承1 ‘的保持元件23進(jìn)行接觸以使得徑向地按壓楔片23a抵靠?jī)?nèi)軸7且因此保持滾動(dòng)軸承1'在內(nèi)軸7和外管17之間的適合位置。
本發(fā)明提供了具有有限數(shù)量部件和低成本制造的相對(duì)簡(jiǎn)單形狀的滾動(dòng)軸承的益處。特別地，該軸承包括內(nèi)座圈和保持架，該內(nèi)座圈裝配有能夠與轉(zhuǎn)向柱的內(nèi)軸進(jìn)行直接接觸的楔片，該保持架包括相對(duì)于內(nèi)座圈用于軸向保持保持架的裝置。內(nèi)和外座圈可以通過(guò)沖壓薄金屬板的側(cè)面制造以使得允許低強(qiáng)度電流通過(guò)，特別為了防止能夠促發(fā)氣囊系統(tǒng)的電弧的產(chǎn)生。滾動(dòng)軸承可以形成整體組件，特別借助于保持架與內(nèi)座圈的相互作用，滾動(dòng)軸承還包括能夠以低成本大量生產(chǎn)的簡(jiǎn)單形狀的部件。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承裝置(1)，特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱，包括具有喇叭口形部分Oa)的外座圈O)、具有喇叭口形部分(3a)的內(nèi)座圈(3)、位于所述外座圈⑵和所述內(nèi)座圈(3)的各自的所述喇叭口形部分之間的滾動(dòng)元件G)，所述內(nèi)座圈包括多個(gè)徑向向內(nèi)定向、適合用于與管或者軸(7)進(jìn)行接觸的保持楔片(6)，其特征在于所述保持楔片(6)由布置在所述內(nèi)座圈(3)的軸向部分(3b)中的剪切部分(8)限定，所述軸向部分(3b)放置在穿過(guò)所述滾動(dòng)元件⑷的中心的徑向平面的與所述外座圈⑵的所述喇叭口形部分Oa)的相同側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于保持所述滾動(dòng)元件(4)的保持架(5)，裝配有相對(duì)于所述外座圈(2)用于軸向保持所述保持架的至少一個(gè)第一鉤狀物(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述保持架裝配有相對(duì)于所述內(nèi)座圈(3)用于軸向保持所述保持架(5)的至少一個(gè)第二鉤狀物(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述保持架( 具有在其中所述第一鉤狀物(11) 得以制作的第一軸向環(huán)形部分( )，以及與所述第一軸向環(huán)形部分(5a)軸向相對(duì)的第二環(huán)形部分(恥)，在所述第二環(huán)形部分(5b)中，所述第二鉤狀物(14)得以制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述保持架( 具有環(huán)形牙爪(15)，為了軸向保持所述內(nèi)座圈(3)，所述環(huán)形牙爪徑向向內(nèi)定向且與制作在所述內(nèi)座圈( 上的至少一個(gè)保持楔片(16)相互作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述保持架( 具有軸向環(huán)形部分( ),在其中所述第一鉤狀物(11)得以制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其中所述內(nèi)座圈( 具有軸向環(huán)形部分C3b)，在其中所述保持楔片(16)得以制作。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一所述的裝置，其中所述內(nèi)座圈(3)由電傳導(dǎo)材料制成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一所述的裝置，其中所述內(nèi)座圈(3)已經(jīng)通過(guò)沖壓薄金屬板的側(cè)面獲得。
10.一種機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱，包括內(nèi)管或者軸(7)和外管(17)，具有至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一所述的滾動(dòng)軸承裝置(1)，所述滾動(dòng)軸承裝置(1)安裝在所述內(nèi)管或者軸(7) 和所述外管(17)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)向柱，其中所述內(nèi)管或者軸(7)具有能夠與所述滾動(dòng)軸承裝置的所述內(nèi)座圈(3)的所述保持楔片(6)相互作用的周向凹槽。
全文摘要
用于轉(zhuǎn)向柱的滾動(dòng)軸承裝置，該滾動(dòng)軸承裝置(1)，特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向柱，包括外座圈(2)、內(nèi)座圈(3)和位于外座圈(2)和內(nèi)座圈(3)之間的滾動(dòng)元件(4)。該內(nèi)座圈包括多個(gè)徑向向內(nèi)的保持楔片(6)，適合用于與管或者軸(7)進(jìn)行接觸。
文檔編號(hào)B62D1/16GK102596687SQ201080048187
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者B.蒙特波夫, J.德羅斯 申請(qǐng)人:Skf公司