用于轉(zhuǎn)向柱的滾動(dòng)軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滾子軸承組件裝置(1)，包括內(nèi)圈(3)、外圈(2)、至少一排在內(nèi)圈(3)和外圈(2)之間的滾動(dòng)元件(4)以及安裝在內(nèi)圈(3)的孔中的套筒(6)。套筒(6)包括徑向軸承凸緣(6b)，其下邊緣具有朝向裝置(1)內(nèi)部?jī)A斜的部分(6d)，所述傾斜部(6d)旨在與鎖定墊圈(7)接觸。套筒(6)還包括至少一個(gè)槽(6c)，從徑向軸承凸緣(6b)的下邊緣朝向內(nèi)圈(3)軸向延伸，所述下邊緣布置在內(nèi)圈(3)的相反側(cè)。
【專利說明】用于轉(zhuǎn)向柱的滾動(dòng)軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滾子軸承組件裝置領(lǐng)域，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)子軸承組件。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，轉(zhuǎn)向柱包括一軸，其一端固定至由車輛駕駛員操作的方向盤，且其另一端被固定至意于角度定位車輛車輪的機(jī)械元件。轉(zhuǎn)向柱的軸安裝得使得在管狀殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過兩個(gè)滾子軸承組件裝置的方式，每個(gè)包括一滾子軸承，通常是角接觸球軸承，其相對(duì)著安裝。
[0003]滾子軸承組件通常包括內(nèi)圈、外圈和布置在內(nèi)外圈之間的滾子元件。滾子軸承組件通過其外圈安裝在殼體上，并且直接或通過套筒或已知為公差環(huán)的環(huán)的方式安裝在軸上。套筒提供在軸和滾子軸承的內(nèi)圈之間的接口，并且可以補(bǔ)償可能在這兩部分之間的任何幾何缺陷。套筒允許滾子軸承組件被容易地安裝在軸上而無需初始緊密。
[0004]然而，對(duì)于該組件優(yōu)選的是，在套筒和軸之間具有零間隙，從而確保該裝置被保持在軸上，并且在滾子軸承組件的圈和滾動(dòng)元件之間有永久接觸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]這就是本發(fā)明意圖更特別討論的這些缺點(diǎn)，通過提出一種新的滾子軸承，其特別經(jīng)濟(jì)，易于制造和安裝，并且具有更長(zhǎng)的使用壽命。
[0006]為了這一目的，本發(fā)明涉及一種滾子軸承組件裝置，包括內(nèi)圈、外圈、至少一排在內(nèi)圈和外圈之間的滾動(dòng)元件、以及安裝在內(nèi)圈的孔中的套筒。
[0007]依照本發(fā)明，套筒包括徑向軸承凸緣，其下邊緣具有朝向裝置內(nèi)部?jī)A斜的部分，所述傾斜部意圖與鎖定墊圈接觸。套筒還包括至少一個(gè)槽，從徑向軸承凸緣的下邊緣朝向內(nèi)圖軸向延伸，所述下邊緣布置在與內(nèi)圈的相反側(cè)。
[0008]通過本發(fā)明，鎖定墊圈通過傾斜部向套筒傳遞軸向力。這一傾斜部因而向套筒內(nèi)傳送該力的徑向部分。
[0009]位于套筒中的至少一個(gè)槽給出了特定量的套筒柔韌性，其可以基于傳送的徑向部分而彈性變形。套筒由此在桿安裝在所述套筒的孔中的方向上徑向變形。
[0010]通過本發(fā)明，套筒的圓柱部允許裝置被對(duì)中且在桿上軸向引導(dǎo)，并且在套筒和桿之間的任何徑向運(yùn)動(dòng)被消除了。此外，施加在套筒上的預(yù)負(fù)載通過滾動(dòng)元件的方式被傳送至內(nèi)圈并隨后至外圈，確保了其中的永久接觸。
[0011]最后，滾子軸承組件裝置的大部分被限制，因?yàn)槿吭话ㄔ谕咕壍南逻吘壓屯馊χg。
[0012]依照本發(fā)明的有利但非必須的方面，這一滾子軸承可以包括一個(gè)或多個(gè)下面的特征，以任何技術(shù)上允許的組合:
[0013]-滾動(dòng)元件是球。
[0014]-滾動(dòng)元件與內(nèi)圈和外圈角接觸。
[0015]-滾動(dòng)元件通過支架被有規(guī)律地圓周間隔地保持，其可被提供有至少一個(gè)軸向部分，徑向地位于內(nèi)圈和外圈之間。
[0016]-套筒包括軸向圓柱部，其下端通過徑向軸承凸緣而朝向裝置的外側(cè)徑向延伸。
[0017]-至少一個(gè)支架的軸向部包括軸向保持裝置，其與內(nèi)圈和/或外圈的至少一者接入口 ο
[0018]-內(nèi)圈包括軸向圓柱部，直接支承抵靠著套筒的圓柱部。
[0019]-內(nèi)圈包括曲面部，在軸向截面上凹的其外表面上，形成了用于滾動(dòng)元件的滾道，所述曲面部直接支承抵靠彈性元件。
[0020]-外圈包括軸向圓柱部，其通過徑向定向的曲面部的方式朝向滾子軸承組件裝置的內(nèi)部延伸，所述曲面部在其軸向截面上凹的內(nèi)表面上，形成用于滾動(dòng)元件的滾道。
[0021]-外圈包括徑向邊緣，其從軸向圓柱部朝向裝置的外側(cè)軸向延伸，從而與管狀殼體接合且軸向保持該組件。
[0022]-套筒的徑向軸承凸緣與內(nèi)圈直接接觸。
[0023]-套筒的徑向軸承凸緣包括第二部，其朝向該裝置的內(nèi)部?jī)A斜，并且與內(nèi)圈成角度接觸，從而向滾子軸承上傳送角度預(yù)負(fù)載。
[0024]環(huán)狀彈性元件軸向安裝在套筒的徑向軸承凸緣和內(nèi)圈之間，彈性元件包括內(nèi)孔，其能夠支承抵靠套筒的外表面。
[0025]-彈性元件與內(nèi)圈直接接觸。
[0026]-彈性元件與套筒直接接觸。
[0027]-彈性元件包括內(nèi)孔，其能夠支承抵靠套筒的軸向圓柱部的外表面。
[0028]-彈性元件是環(huán)狀的，并且在自由狀態(tài)中，具有圓形的、平行四邊形或三角形的截面。
[0029]-彈性元件是與套筒分離的彈性O(shè)環(huán)。
[0030]-彈性元件是在套筒的內(nèi)圈或外表面上過度模制的。
[0031]-彈性元件由合成材料制成，例如基于合成橡膠，例如丁腈橡膠、聚亞安酯、三元乙丙橡膠(EPDM)或基于苯乙烯(TPS)或聚氨酯(TPU)的熱塑性橡膠(TPE)。
[0032]-在套筒的圓柱部的外圓周上制得槽，所述槽與彈性元件的形狀近似一致。
[0033]-套筒包括獨(dú)立槽，形成開口且軸向經(jīng)過套筒。
[0034]-套筒包括至少兩個(gè)槽，其圓周地規(guī)律地間隔。
[0035]-在套筒中的至少一個(gè)槽具有在1°至20°之間、有利地在1°至5°之間的圓周延伸。
[0036]-套筒的軸承凸緣的外圓柱表面的直徑大于或等于自由狀態(tài)中的彈性元件的外側(cè)直徑。
[0037]-軸承凸緣的下邊緣的傾斜部具有曲面凹形。
[0038]本發(fā)明還涉及一種轉(zhuǎn)向柱，包括殼體、軸、以及至少一個(gè)依照前述實(shí)施方式任一所述的軸承組件裝置，安裝在殼體和軸之間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]在下文依照本發(fā)明的原則的滾子軸承組件裝置的一個(gè)實(shí)施方式的描述，將更好理解本發(fā)明，并且其中的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)將變得更為清晰，該描述僅通過示例的方式且參考附圖給出，附圖中:
[0040]-附圖1a是依照本發(fā)明的第一實(shí)施方式的滾子軸承組件裝置的軸向截面中的視圖；
[0041]-附圖1b是依照本發(fā)明的第一實(shí)施方式的套筒的透視圖；
[0042]-附圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施方式的滾子軸承組件裝置的軸向截面中的視圖；
[0043]-附圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施方式的滾子軸承組件裝置的軸向截面中的視圖；
[0044]-附圖4a是依照本發(fā)明的第四實(shí)施方式的滾子軸承組件裝置的軸向截面中的視圖；
[0045]-附圖4b是依照本發(fā)明的第四實(shí)施方式的套筒的透視圖；
[0046]在附圖1a至4中其整體以I表示的是中心軸xl的滾子軸承組件裝置，意于安裝在電動(dòng)車的轉(zhuǎn)向柱中，特別是在包括孔的中心軸XA的管狀殼體A和旋轉(zhuǎn)軸(未示出)之間。在正常操作中，xl和XA同軸。

【具體實(shí)施方式】
[0047]如在附圖1中所示，滾子軸承組件裝置I包括內(nèi)圈2、外圈3、一排在這一情形中是球的滾動(dòng)元件4、用于保持滾動(dòng)元件4的圓周間隔的支架5以及安裝在內(nèi)圈3上的套筒6或公差環(huán)。
[0048]在這個(gè)以及下面的實(shí)施方式中，形容詞“軸向的”和“徑向的”以及副詞“軸向地”相對(duì)于滾子軸承I的中心軸Xl而定義，其是內(nèi)圈2和3的相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸。因此，軸向部分或部件平行于軸XI，同時(shí)徑向部件或部分垂直于這一軸且圍繞它。
[0049]外圈2包括曲面部2a、軸向部2b和徑向輪緣2c。曲面部2a從軸向部2b朝向裝置I的內(nèi)側(cè)徑向定向。曲面部2b具有內(nèi)表面，其在軸向部中是凹的且形成了用于滾動(dòng)元件4的滾道。徑向輪緣2c從軸向部2b朝向裝置I的外側(cè)徑向定向，從而與管狀殼體A接合且軸向地保持組件。
[0050]內(nèi)圈3包括曲面部3a以及軸向圓柱部3b。曲面部3b在其在軸向部中是凹的外表面上，形成了用于滾動(dòng)元件4的滾道。內(nèi)圈3和外圈2的滾道布置在經(jīng)過滾動(dòng)元件中心的徑向平面的兩側(cè)上。滾子軸承組件裝置給予滾動(dòng)元件4的角接觸，因而提供抵抗在一個(gè)方向中的軸向負(fù)載和徑向負(fù)載的能力。
[0051]內(nèi)圈3和外圈2可由管的一部分或由一層片狀金屬制作，例如通過剪切和壓制。
[0052]支架5包括小直徑的軸向環(huán)狀部5a，其經(jīng)過外圈2的曲面部2a的自由端和內(nèi)圈3的軸向圓柱部3b的外表面之間。軸向環(huán)狀部5a軸向延伸超過內(nèi)圈3的軸向端部，并且提供有多個(gè)徑向突起5c，其朝向套筒6延伸，從而軸向保持制成滾子軸承的元件。
[0053]支架5還包括大直徑的軸向環(huán)狀部5b，其布置在相反側(cè)，并且經(jīng)過內(nèi)圈3的曲面部3a的自由端和外圈2的軸向圓柱部2b的內(nèi)表面之間。
[0054]支架5由合成材料制得，例如可能使用礦物填充物加強(qiáng)的聚酰胺。
[0055]套筒6的中心軸x6，在正常操作期間，與軸xl和xA同軸，并且包括軸向圓柱部6a和徑向軸承凸緣6b。
[0056]軸向圓柱部6a布置在且直接支承抵靠?jī)?nèi)圈3的軸向圓柱部3b的孔。軸向圓柱部6a還在其內(nèi)孔中圍繞驅(qū)動(dòng)軸布置，因而相對(duì)于套筒6而軸向地對(duì)中滾子軸承和軸。
[0057]徑向軸承凸緣6b包括外圓柱表面6g,并且從軸向圓柱部6a的一端朝向裝置I的外表面徑向延伸。
[0058]套筒6的徑向軸承凸緣6b通過部分6h與內(nèi)圈3直接接觸，該部分朝向裝置I的內(nèi)部?jī)A斜，并且與內(nèi)圈3成角度接觸，從而向滾子軸承上傳送角度預(yù)負(fù)載。
[0059]套筒6制造成單件，優(yōu)選地由彈性材料制得。
[0060]依照本發(fā)明，套筒的軸承凸緣6b包括下邊緣，其具有部分6d，朝向裝置I的內(nèi)側(cè)傾斜，并且支承抵靠向套筒6上傳送軸向力的鎖定墊圈7。這一鎖定墊圈7軸向地保持滾子軸承組件裝置I且包括環(huán)狀部7a，其在軸向截面中具有凹形，并且其上外表面支承抵靠套筒6的下邊緣6d。鎖定墊圈7具有多個(gè)搭片7b，其從環(huán)狀部7a朝向內(nèi)側(cè)徑向延伸。搭片7b近似地傾斜并且意圖當(dāng)鎖定墊圈7被固定至軸上時(shí)彈性彎曲，并且經(jīng)過抵靠該軸的支撐，防止鎖定墊圈7沿著軸在與其固定方向相反的方向中的任何軸向移動(dòng)。
[0061 ] 依照本發(fā)明，套筒6還包括槽6c，其從下邊緣6d朝向內(nèi)圈3軸向延伸，布置在軸承凸緣6b的內(nèi)圈2的相反側(cè)，直到軸向圓柱部6a的徑向邊緣6f。所述槽6c徑向地穿過軸承凸緣6b和套筒6的軸向圓柱部6a的一部分。這一槽6c為套筒6給出了特定量的柔韌性，其可以基于徑向負(fù)載而彈性變形。
[0062]在附圖1和2中示出的示例中，套筒6包括三個(gè)槽6c，其規(guī)律地圓周間隔，并且具有5°的圓周延伸。
[0063]當(dāng)裝置I被預(yù)負(fù)載時(shí)，通過其與徑向軸承凸緣6b的下邊緣的傾斜部6d的支承接觸，鎖定墊圈7在套筒6上施加力。通過這一形式,朝向下邊緣6d的內(nèi)側(cè)傾斜,徑向部件成分被直接傳送至徑向軸承凸緣6b，因而朝向裝置I的內(nèi)側(cè)彈性地使其變形。
[0064]通過套筒6的柔韌性，這一柔韌性通過槽6c而獲得，所述套筒6在由鎖定墊圈7傳送至套筒6的傾斜部6d的徑向部分下彈性變形。套筒6因而在軸安裝在所述套筒6的孔中的方向中徑向變形，因而可防止在套筒和軸之間的任何徑向運(yùn)動(dòng)，并且軸向地將裝置I保持在軸上。
[0065]在附圖2中示出了第二實(shí)施方式，其中相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記，不同于第一實(shí)施方式之處僅在于套筒6的軸承凸緣6b的下邊緣的傾斜部6d的形狀。
[0066]傾斜部6d具有曲面凹形，與鎖定墊圈7的環(huán)狀部7a的形狀近似一致，從而確保力更好地圓周分布，同時(shí)確保鎖定墊圈7和套筒6之間的持久接觸。
[0067]在附圖3中示出了第三實(shí)施方式，其中相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記，不同于第一實(shí)施方式之處在于，滾子軸承組件裝置I還包括與套筒6分離的彈性元件8，并且能夠施加被傳送至內(nèi)圈3的軸向預(yù)負(fù)載力。
[0068]彈性元件8是環(huán)形的，并且軸向地安裝在套筒6的徑向軸承凸緣6b和內(nèi)圈3的曲面部3a之間。彈性元件8持續(xù)地圍繞其全部邊緣支承抵靠套筒6的徑向軸承凸緣6b。
[0069]在這一實(shí)施方式中，套筒6還包括在軸向圓柱部6a的外圓周上的槽6e,所述槽6e與彈性元件3的形狀一致，從而圍繞套筒6軸向地保持。彈性元件8包括內(nèi)孔，其圍繞它全部的圓周上持續(xù)地支承抵靠在套筒6的軸向圓柱部6b中的槽6e的底部。
[0070]在附圖3示出的示例中，彈性元件8是環(huán)狀的、曲面的且具有在自由狀態(tài)中的圓形橫截面。在自由狀態(tài)中的彈性元件8的外直徑等于套筒6的軸承凸緣6b的外圓柱表面6g的直徑。彈性元件8由合成材料制成，例如基于橡膠的，例如丁腈橡膠、聚亞安酯、三元乙丙橡膠(EPDM)或基于苯乙烯(TPS)或聚氨酯(TPU)的熱塑性橡膠(TPE)。
[0071]當(dāng)彈性元件8通過鎖定墊圈7和套筒6的凸緣6b承受軸向負(fù)載時(shí)，其向內(nèi)圈3的曲面部3a傳送角向力。這一角向力基本上朝向滾動(dòng)元件4和外圈2傳送，因而預(yù)負(fù)載滾子軸承組件1，并且防止任何內(nèi)部作用且確保元件之間的持續(xù)接觸。
[0072]基于這一力，彈性元件8通過徑向軸承凸緣6b和內(nèi)圈3之間的壓縮、導(dǎo)致其軸向尺寸的降低而軸向變形，且通過其縱向尺寸的增加而縱向變形。彈性元件8的徑向膨脹允許施加在彈性元件8上的力的徑向部分朝向支承抵靠它的套筒6的軸向圓柱部6a的傳送。
[0073]由彈性元件8的變形施加的徑向力和通過傾斜部6d直接傳送至套筒6的徑向力的合力，允許套筒被更有效地保持在桿上。
[0074]通過套筒6的柔韌性，這一柔韌性通過槽6c而獲得，所述套筒6在由預(yù)負(fù)載的彈性元件8和套筒6的傾斜部6d傳送的徑向部分下彈性變形，。套筒6因而在桿安裝在所述套筒6的孔中的方向中徑向變形，因而可能防止在套筒和桿之間的任何徑向運(yùn)動(dòng)，并且確保將裝置I軸向地保持在桿上。
[0075]在附圖4a和4b中示出了第四實(shí)施例，其中，相同元件具有相同附圖標(biāo)記，不同于上述實(shí)施方式之處在于，套筒6具有單一槽6c。
[0076]單一槽6c在套筒6中形成了開口，軸向且徑向地經(jīng)過在給定角位置中的套筒。這一單一槽6c使得可無需在前述實(shí)施方式中描述的多個(gè)槽而實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過其本身確保套筒6的彈性變形。
[0077]多個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征和上文設(shè)想的變形可相互結(jié)合。
【權(quán)利要求】
1.一種滾子軸承組件裝置，包括內(nèi)圈(3)、外圈(2)、至少一排在該內(nèi)圈(3)和該外圈(2)之間的滾動(dòng)元件(4)、以及安裝在該內(nèi)圈(3)的孔中的套筒(6)， 其特征在于，該套筒(6)包括徑向軸承凸緣(6b)，其下邊緣具有朝向該裝置(I)內(nèi)部?jī)A斜的部分(6d)，所述傾斜部(6d)旨在與鎖定墊圈(7)接觸，并且 該套筒(6)還包括至少一個(gè)槽(6c)，從該徑向軸承凸緣^b)的該下邊緣朝向該內(nèi)圈(3)軸向延伸，所述下邊緣設(shè)置在該內(nèi)圈(3)的相反側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)槽(6c)形成軸向經(jīng)過該套筒(6)的開口。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該套筒(6)包括圓周上規(guī)則分隔的至少兩個(gè)槽(6c)。
4.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該套筒(6)中的該至少一個(gè)槽(6c)具有在1°和20。之間的圓周延伸。
5.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該套筒(6)的該徑向軸承凸緣(6b)與該內(nèi)圈(3)直接接觸，并且包括第二部(6h)，其朝向該裝置(I)的內(nèi)部?jī)A斜，且與該內(nèi)圈(3)成角度地接觸。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該環(huán)狀彈性元件(8)軸向安裝在該套筒出)的該徑向軸承凸緣^b)和該內(nèi)圈(3)之間，該彈性元件(8)包括能支承抵靠該套筒(6)的外表面的內(nèi)孔。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，該彈性元件(8)能支承抵靠該套筒(6)的軸向圓柱部(6a) ο
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，該彈性元件(8)是與該套筒(6)分離的彈性O(shè)形環(huán)。
9.如權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該彈性元件(8)在該套筒(6)的外表面上或在該內(nèi)圈(3)上二次成型。
10.一種轉(zhuǎn)向柱，包括殼體(A)、軸、以及安裝在殼體(A)和軸之間的至少一個(gè)依照前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的滾子軸承組件裝置(I)。
【文檔編號(hào)】F16C19/16GK104154111SQ201410288805
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】S·布希特, D·詹森, T·朱利安, T·勒派恩, B·蒙特布夫 申請(qǐng)人:Skf公司