專利名稱：裝有扭矩測量裝置的旋轉軸的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裝有扭矩測量裝置的旋轉軸。
本發(fā)明尤其涉及例如文獻FR-2692986中所描述的裝有扭矩測量裝置的旋轉軸。所述扭矩測量裝置包括兩個磁場檢測器和兩個磁場發(fā)生器，兩個磁場發(fā)生器和第一支承件相連，位于軸的一個橫截面的平面上；兩個磁場檢測器和第二支承件相連，固定在所述軸的另一個橫截面的平面上。這種測量裝置可直接安裝在旋轉軸上，由于其隨角偏移的靈敏度，無需預先局部降低所述軸的硬度。然而，事實上，軸的直徑稍有縮小，以便軸向確定軸扭轉變形的位置。在任何情況下，該軸都能承受全部控制扭矩，無需附加扭轉變形限制件。在某些使用情況下，軸上可用于安裝這樣的扭矩測量裝置的長度有限，在汽車轉向器殼中尤其如此。在汽車轉向器殼中，在一端由轉向器傳動軸的嚙合槽而另一端由齒條齒輪限定的安裝長度上，旋轉軸須裝配一個扭矩測量裝置和一個滾珠軸承。因為軸上裝配支承件的支撐點相互分開的越遠，測量裝置測量的扭轉精度越高，所以，在所述安裝長度的末端保留一個裝配滾動軸承的位置的同時，最好盡可能地將所述支承件推向安裝長度的末端。因此，第一個方案是由兩個支承件中的一個支承件構成滾動軸承內座圈的延長件，所述座圈壓裝在扭力軸上，由卡環(huán)類軸向固定裝置固定。滾動軸承的外座圈卡緊在硬的固定座中。在該裝配方案中，不僅軸向固定的測量裝置占據一定的軸向位置，而且，施加在扭力軸上的軸向和徑向力通過滾動軸承從扭力軸向固定殼傳遞。在某些負載情況下，扭力軸相對于滾動軸承內座圈的固定可能顯得不夠緊，這在考慮制造公差而偶爾組裝緊度很小時更為突出。這在工作時會造成磁場發(fā)生器相對于扭力軸位移，從而造成磁場發(fā)生器相對于磁場檢測器工作時的相對位移。初始調整位置被改變，那么，扭矩檢測器失調而給出錯誤信號。另一個方案是將滾動軸承的內座圈圍繞著支承件之一在軸上的支點安裝。但這須增加滾動軸承的外直徑，因而造成其外部尺寸與所述軸承的硬的座不兼容，從更廣泛的角度看，與所留的安裝空間不兼容。
本發(fā)明提出的軸為上述的組裝困難提供了一個解決辦法。為此，本發(fā)明涉及配有扭矩測量裝置的旋轉軸，扭矩測量裝置包括兩個磁場檢測件和兩個磁場發(fā)生器，兩個磁場檢測件相對于軸對稱布置，安裝在固定于所述軸的軸線的第一點的第一支承件上，兩個磁場發(fā)生器相對于軸對稱布置，安裝在固定于所述軸的軸線的第二點的第二支承件上，第一點和第二點軸向錯開。該軸的特征是第一滾動軸承的內座圈在支承件中稱為主支承件的固定點處的軸的周邊上加工。
這種配置可使檢測件和磁場發(fā)生器的支承件的固定點最大限度地分開，不會損害所述支承件在軸上的固定質量。
根據本發(fā)明的又一特征，內座圈在軸肩的周邊上加工，主支承件固定在與另一個支承件相對的所述軸肩的凸肩上。
該特征可使支承件在第一軸承的內座圈上簡單方便地固定。
根據本發(fā)明的又一特征，第一軸承的外座圈具有一個固定法蘭盤。
該特征可使軸不求助于具有良好機械性能的外殼而固定。
根據本發(fā)明的又一特征，軸在支承件的兩個固定點之間直徑減小。
該特征便于軸向確定扭轉變形的位置。
根據本發(fā)明的又一特征，在第一支承件和第二支承件的固定點之外，軸由主支承件一側的齒條齒輪和另一側的花鍵延長。
根據本發(fā)明的又一特征，齒條齒輪由一個軸頸延長，后者加工成第二滾動軸承的內座圈。
根據本發(fā)明的又一特征，第一軸承是滾珠軸承，第二軸承是滾針軸承。
根據本發(fā)明的又一特征，主支承件由第二支承件構成。
該特征可使第一支承件比第二支承件便于拆卸，裝在第一支承件上的磁場檢測件比一般由簡單的磁鐵構成的發(fā)生器易損。
本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點通過對照附圖的一個扭矩測量裝置的實施例的說明得以體現，附圖中
-

圖1為本發(fā)明的配有扭矩測量裝置和滾珠軸承的軸的縱向半剖視圖，-圖2為本發(fā)明的軸的縱向半剖視圖，-圖3為本發(fā)明的配有滾珠軸承的軸的立體圖。
圖1和圖3所示的軸1，根據本發(fā)明的一個實施例，用于在轉向系統內實現齒條和轉向柱的傳動軸(未示出)之間的連接。為此，軸1在其左端設有鍵槽2，使其能和轉向柱的傳動軸相連。右端裝有齒條齒輪3。直接位于齒條齒輪3的左邊的軸1具有一個構成軸肩4的大直徑的部分，在軸肩4的周邊上加工有用于裝滾動體、尤其是滾珠5的滾動軸承滾道，滾珠5固定在外座圈6中以構成第一軸承7。因此，該軸承的內座圈由軸肩4構成。齒條齒輪3在其右邊由構成第二滾針軸承內座圈的小橫截面的軸頸8延長。
圖1所示的軸1裝配有一個扭矩測量裝置，其功能在文獻FR-2692986中有所描述。軸1裝有基本管狀的第一支承件9，后者由一個環(huán)形部件10徑向延長，環(huán)形部件上裝有兩個相對于軸1的軸線對稱布置的磁場檢測件11，檢測件11之一在圖1的半剖視圖上看不見。軸1上還裝有固定在軸肩4的凸肩4a上、朝向第一支承件9、基本管狀的第二支承件12。第二支承件12上裝有兩個相對于軸1的軸線對稱布置與檢測件11相對的磁場發(fā)生器13，發(fā)生器13之一在圖1的半剖視圖上看不見。第二支承件12可采用本領域技術人員了解的任何方法固定在軸肩4的凸肩4a上，例如，通過膠粘或如圖所示用螺釘擰緊。這種配置可如圖所示，使分別位于第一支承件9和第二支承件12的固定點處的軸1的軸線上的點A、B最大限度地分開。因為，為了獲得最佳扭矩測量精度，在鍵槽2和齒條齒輪3之間的空間內，最好最大限度地分開上述A、B兩點。此外，在這同一空間內，須確保滾動軸承7固定。上述配置可滿足這兩個要求。另外，由軸肩4構成的裝有第二支承件12的內座圈為軸1的一部分，因此，它不會相對于軸1移動，從而不會象內座圈裝有第二支承件12的獨立滾動軸承那樣造成測量不精確。因為，在這種情況下，是通過第二支承件傳遞滾動軸承7傳遞的力，這與本發(fā)明軸1的情況不同。再則，由于第二支承件12側向固定在構成所述軸承7的內座圈的軸肩4上，所以根據本發(fā)明進行組裝不會使?jié)L動軸承7的直徑加大。軸承7可具有一個或多個密封件14，其外座圈6如圖3所示在轉向器殼處組裝有軸1的固定法蘭盤15。外座圈6可以例如用鍛造的毛坯制造。
為了軸向確定軸1在第一支承件9和第二支承件12之間扭轉變形的位置，軸1在所述支承件9和12之間直徑減小。通過固定在軸承7的外座圈6上的罩17可在轉向器殼中形成一個旋轉通道16，罩17相對于軸1的密封性通過密封墊18保證。該罩17不再承擔現在由所述軸承7的外座圈6的法蘭盤15承擔的軸承7的機械固定功能，所以，它可以用沖壓薄鋼板制造。
當然，本發(fā)明不限于所示出的實施例。特別是，本發(fā)明可適用于所有需要在軸的有限的長度上加裝扭矩測量裝置和軸承的軸。
權利要求
1．配有扭矩測量裝置的旋轉軸(1)，所述扭矩測量裝置包括兩個磁場檢測件(11)和兩個磁場發(fā)生器(13)，兩個磁場檢測件(11)相對于軸(1)對稱布置，安裝在固定于所述軸(1)的軸線的第一點(A)的第一支承件(9)上，兩個磁場發(fā)生器(13)相對于軸(1)對稱布置，安裝在固定于所述軸(1)的軸線的第二點(B)的第二支承件(12)上，第一點(A)和第二點(B)軸向錯開，其特征是第一滾動軸承(7)的內座圈(4)在支承件(9,12)中稱為主支承件(12)的固定點(B)處的軸(1)的周邊上加工。
2．根據權利要求1所述的旋轉軸(1)，其特征是內座圈(4)在軸(1)的軸肩(4)的周邊上加工，主支承件(12)固定在與另一個支承件(9)相對的所述軸肩(4)的凸肩(4a)上。
3．根據前述權利要求之一所述的旋轉軸(1)，其特征是第一軸承(7)的外座圈(6)具有一個固定法蘭盤(15)。
4．根據前述權利要求之一所述的旋轉軸(1)，其特征是所述軸(1)在支承件(9,12)的兩個固定點(A,B)之間的直徑減小。
5．根據前述權利要求之一所述的旋轉軸(1)，其特征是在第一支承件(9)和第二支承件(12)的固定點(A,B)的兩邊，軸在主支承件(12)一側終止于齒條齒輪(3)，在另一側終止于鍵槽(2)。
6．根據權利要求5所述的旋轉軸(1)，其特征是齒條齒輪(3)由加工成第二滾動軸承的內座圈的軸頸(8)延長。
7．根據權利要求6所述的旋轉軸(1)，其特征是第一軸承(7)是滾珠軸承，第二軸承是滾針軸承。
8．根據前述權利要求之一所述的旋轉軸(1)，其特征是主支承件由第二支承件(12)構成。
全文摘要
本發(fā)明涉及配有扭矩測量裝置的旋轉軸(1),扭矩測量裝置包括兩個磁場檢測件(11)和兩個磁場發(fā)生器(13),兩個磁場檢測件(11)相對于軸(1)對稱布置,安裝在固定于軸(1)軸線的第一點(A)的第一支承件(9,10)上,兩個磁場發(fā)生器(13)相對于軸(1)對稱布置,安裝在固定于軸(1)軸線的第二點(B)的第二支承件(12)上,第一點(A)和第二點(B)軸向錯開,其特征是:第一滾動軸承(7)的內座圈(4)在支承件(9,10,12)中的主支承件(12)的固定點(B)處的軸(1)周邊上加工。
文檔編號G01L5/22GK1217058SQ9719421
公開日1999年5月19日 申請日期1997年6月13日 優(yōu)先權日1996年6月21日
發(fā)明者克里斯托夫·尼科 申請人:Snr軸承公司