CN101233334A - 用于转向系统的轴的可径向运动的浮动轴承 - Google Patents

用于转向系统的轴的可径向运动的浮动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于一种转向系统的传动装置(30)的轴(2)的可径向运动的浮动轴承，具有一个轴承套或一个外环(4)，该外环支承在传动装置(3)的支架(6)或外壳的支座(5)中。为了给一种转向系统的传动装置(3)的轴(2)提供这样一种可径向运动的浮动轴承(1)，该浮动轴承在传动装置(3)的整个使用寿命内都可以实现无噪声的运行，建议外环(4)或轴承套通过至少一个嵌入支座(5)和外环(4)之间的间隙(7)中的、由具有弹性体特性的材料制成的支撑元件(8)保持。

Description

用于转向系统的轴的可径向运动的浮动轴承
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于一种转向系统的传动装置的轴的可径向运动的浮动轴承。
背景技术
在转向系统的传动装置中，特别是在齿条式转向传动装置或蜗轮传动装置中，特别是带有驱动轮如小齿轮或蜗杆的轴都被支承在一个固定轴承和一个可径向运动的浮动轴承中。浮动轴承具有一个自由度，依此可借助一个压紧装置使驱动轮无余隙地在从动轮上或齿条上滚动或滚压。此外，该压紧装置还用来补偿驱动轮和从动轮之间或者齿轮之间的相应齿部之间的磨损。为了能够实现对浮动轴承的摩擦小的调节，须要从结构上针对自由度，在浮动轴承的外环和用于传动装置的传动装置外壳中的浮动轴承的一个支座之间设置一个径向间隙。特别在轴的旋转方向变换时，在转向传动装置上在行驶方向变换时，那样会导致产生噪声。
US 2004/0084865A1介绍一种电转向系统，其促动器构成一个具有法兰连接的蜗轮传动装置的电动机。与一个圆柱蜗杆抗扭转地设置在一个传动装置外壳中的轴经过两个作为固定轴承的滚动轴承支承。为了避免在圆柱蜗杆和蜗轮之间的齿部产生噪声，该专利文件建议在轴和圆柱蜗杆之间安置一个弹性的接合层。
上述结构性措施在制造技术上是很复杂的，而且也不能补偿齿部上的磨损。
发明内容
本发明的任务是提供一种可径向运动的浮动轴承，用于一种转向系统的传动装置的轴，这种浮动轴承在传动装置的整个使用寿命内可以实现无噪声运行。
上述任务是利用具有权利要求1中所述特征的一种可径向运动的浮动轴承加以解决。
由于在将可径向运动的浮动轴承朝外封闭的外环或轴承套和传动装置外壳上的支座之间设定了这样一个间隙，在此间隙中嵌入一个由具有弹性体特性的材料制成的支撑元件，所以可径向运动的浮动轴承的外环可以如此地保持在该支座中，使得该外环不是金属性地与传动装置外壳上的支座相接触，而是特别是横向于其自由度只利用传递拉力和压力的、由具有弹性体特性的材料制成的支撑元件支撑和保持。在这里指出的弹性体特性就是橡胶-弹性，这种弹性在不负载的状态中时可使工件保持一种确定的构形，并且在强烈的变形之后工件又可以恢复其确定的构形。
一些优选的实施形式见各项从属权利要求中所述。
最好将支撑元件如此地安置在间隙中，使得它大致横向于可径向运动的浮动轴承的自由度地加以布置，并最好如此形成一个旋转轴承，其回转轴线大致地平行于轴的纵轴线或可径向运动的浮动轴承的纵轴线延伸。用具有弹性体特性的材料制成的支撑元件在此情况下力封闭地或形状封闭地固定在可径向运动的浮动轴承的外环上或轴承套上和支座上。
为了简化用具有弹性体特性的材料制成的支撑元件的安装，该支撑元件可以与一个包围可径向运动的浮动轴承的外环或轴承套的内环一体构成。这样，在安装在传动装置外壳中时，浮动轴承便可同内环和支撑元件一起被引入到支座中。在传动装置的支架或外壳的支座中，也可安置一个支撑环或者安置一个以不同方式成形的支座外套。支撑环最好用一种具有弹性体特性的材料制成，并与支撑元件和内环一体成型为构成一个一体的回转轴承套的部件。浮动轴承被固定在该回转轴承套的内环中。
为了防止具有弹性体特性的材料可能发生的松弛现象，支撑元件和/或内环和/或支撑环可以具有一种结构增强部，例如作为金属格栅增强部，例如作为金属格栅或者优选用合成纤维制成的纤维增强体。
支撑元件的沿轴向延伸的外表面可最好做成凹形的，而且大致在回转轴承套的整个轴向长度上延伸。
回转轴承套的支撑环和/或内环可以在其构形上适配于相关的浮动轴承或传动装置外壳中的相关支座，并且原则上可以具有不同壁厚或卷边和类似的能够实现形封闭的结构特征。回转轴承套的支撑环或者甚至其内环例如可以具有一些较大壁厚的部位，这些部位在内环随同浮动轴承回转时，可以起到抑制噪声的止挡的作用。
为了能够对浮动轴承施加一种径向压紧力，回转轴承套的支撑环和内环至少各自有一个穿孔，该穿孔可以使得一个压力件的压力件端部大体上能够直接地作用于浮动轴承的外环或轴承套。
本发明提出的配有回转轴承套的可径向运动的浮动轴承适用于对蜗轮蜗杆传动装置或齿条传动装置的支承，其中蜗轮蜗杆传动装置可以是一种电助力转向或外力转向系统的电促动器的一个部分。
具有弹性体特性的材料可以是一种热塑性塑料即一种压铸性塑料、一种具有弹性的热固性塑料或一种弹性体。整个回转轴承套可以用上述塑料(也可利用纤维或金属格栅增强)整体地采用压铸法或某种合适的方法加以制造。
作为浮动轴承可以采用任意合适的滑动轴承或滚动轴承的结构形式。
附图说明
下面将参照附图对一个实施例加以说明。附图表示：
图1一种转向系统的传动装置的一个可径向运动的浮动轴承示意横断面图；
图2图1中一个回转轴承套的横断面图。
具体实施方式
图1中以一个通过一个传动装置3的一个支架6或外壳的示意横向剖视图示出一种可径向运动的浮动轴承1，该浮动轴承为了支承一个轴2而承载着构成为蜗轮传动装置的传动装置3的未示出的蜗杆，并且该蜗杆与轴2抗扭转地相连。可径向运动的浮动轴承1安置在传动装置3的一个支座5中，并且由一个部分地在图中示出的压紧装置19，更准确地说由一个压力件21沿径向方向X以一个压紧力F加载。借助压紧力F，将轴承2上的蜗杆压紧到一个未示出的蜗轮的齿部上。
可径向运动的浮动轴承构成为滚动轴承20，其中滚动轴承20的一个外环4被保持在回转轴承套14(参看图2)的一个用具有弹性体特性的材料制成的内环12中。内环12经过一个唯一的支撑元件8与一个包围内环12的支撑环13相连。在图1和2中所示的实施例中，内环12、支撑元件8和支撑环13是整体地用一种压铸塑料制成的。内环12可以围绕一个穿过支撑元件8的回转轴线11在支撑环13和内环12之间的一个间隙7内活动。支撑元件8这样就形成一个用于可径向运动的浮动轴承1的旋转轴承9。
支撑元件8用于支承横向力，该横向力横向于以箭头X表示的可径向运动的浮动轴承1的自由度，特别是在轴2和固定在该轴上的蜗杆的旋转方向变换的情况下。支撑元件8如此地传递拉力和压力，使得不会产生噪声。支撑元件8上的回转轴线11平行于轴2的纵轴线10延伸。支撑元件8具有凹形的外表面15，这些凹形的外表面可防止裂纹形成。压力件21在一个穿孔18中以径向余隙穿过回转轴承套14的支撑环13和内环12。该压力件21也可以支承在内环12上，使得在此情况下只有支撑环13被穿过。在支撑环13的与支撑元件8对置的一边上，在支撑环13的一个圆周部位16内的壁厚被加大了。该部位形成用于内环12在支撑环13上的止挡17。
附图标记清单
1可径向运动的浮动轴承
2轴
3传动装置
4外环
5支座
6支架
7间隙
8支撑元件
9旋转轴承
10纵轴线
11回转轴线
12内环
13支撑环
14回转轴承套
15外表面
16部位
17止挡
18穿孔
19压紧装置
20滚动轴承
21压力件
X箭头
F力
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 用于一种转向系统的传动装置(30)的轴(2)的可径向运动的浮动轴承，该可径向运动的浮动轴承具有一个轴承套或一个外环(4)，该轴承套或外环支承在传动装置(3)的支架(6)或外壳的支座(5)中，其中外环(4)或轴承套通过一个嵌入支座(5)和外环(4)之间的间隙(7)中的、由具有弹性体特性的材料制成的支撑元件(8)保持，其特征在于：支撑元件(8)构成为旋转轴承(9)，该旋转轴承具有一个大致平行于轴(2)的纵轴线(10)延伸的回转轴线(11)。
2. 按权利要求1所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：可径向运动的浮动轴承(1)的外环(4)或轴承套大致横向于其自由度地被支撑元件(8)保持。
3. 按权利要求1或2之一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：内环(12)和/或支撑环(13)具有一个沿可径向运动的浮动轴承(1)的径向方向的穿孔(18)。
4. 按权利要求3所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：该穿孔(18)用于容纳一个用于轴(2)的压紧装置(19)。
5. 按权利要求1至4中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)与一个固定在可径向运动的浮动轴承(1)的外环(4)或轴承套上的内环(12)由具有弹性体特性的材料一体构成。
6. 按权利要求1至5中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：在传动装置(3)的支架(6)或外壳的支座(5)中固定一个由具有弹性体特性的材料制成的支撑环(13)，其中支撑元件(8)支承在该支撑环(13)上。
7. 按权利要求5或6之一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：内环(12)、支撑元件(8)和支撑环(13)由具有弹性体特性的材料一体构成，并且构成一个用于可径向运动的浮动轴承(1)的一体的回转轴承套(14)。
8. 按权利要求1至7中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)和/或内环(12)和/或支撑环(13)都具有一种结构增强部。
9. 按权利要求8所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：结构增强部由一种金属格栅或合成纤维构成。
10. 按权利要求1至9中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)具有凹形的外表面(15)。
11. 按权利要求7至10中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)大致在回转轴承套(14)的整个轴向长度上延伸。
12. 按权利要求6至11中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑环(13)和/或内环(12)具有不同的壁厚。
13. 按权利要求12所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑环(13)或内环(12)上较大壁厚的部位(16)用作用于内环(12)的止挡(17)。
14. 按权利要求1至13中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：具有弹性体特性的材料是一种热塑性塑料或一种热固性塑料或一种弹性体。
15. 按权利要求1至14中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：可径向运动的浮动轴承(1)具有一个滑动轴承或滚动轴承(2)。
16. 按权利要求1至15中任一项所述的可径向运动的浮动轴承应用在一构成为蜗轮蜗杆传动装置的传动装置(3)中。
17. 按权利要求1至16中任一项所述的可径向运动的浮动轴承用于支承一个构成为转向促动器的主动轴的轴(2)。
18. 按权利要求1至15中任一项所述的可径向运动的浮动轴承应用在一种构成为齿条传动装置的传动装置(3)中，其中轴(2)是一个配有小齿轮的转向轴，该小齿轮与一个齿条相啮合。

Claims (19)

1.用于一种转向系统的传动装置(30)的轴(2)的可径向运动的浮动轴承，具有一个轴承套或一个外环(4)，该外环支承在传动装置(3)的支架(6)或外壳的支座(5)中，其特征在于：外环(4)或轴承套通过至少一个嵌入支座(5)和外环(4)之间的间隙(7)中的、由具有弹性体特性的材料制成的支撑元件(8)保持。
2.按权利要求1所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：可径向运动的浮动轴承(1)的外环(4)或轴承套大致横向于其自由度地通过支撑元件(8)保持。
3.按权利要求1或2之一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)构成为旋转轴承(9)，其具有一个大致平行于轴(2)的纵轴线(10)延伸的回转轴线(11)。
4.按权利要求1至3中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)与一个固定在可径向运动的浮动轴承(1)的外环(4)或轴承套上的内环(12)由具有弹性体特性的材料一体构成。
5.按权利要求1至4中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：在传动装置(3)的支架(6)或外壳的支座(5)中固定一个由具有弹性体特性的材料制成的支撑环(13)，其中支撑元件(8)支承在该支撑环(13)上。
6.按权利要求4或5所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：内环(12)、支撑元件(8)和支撑环(13)由具有弹性体特性的材料一体构成，并且构成一个用于可径向运动的浮动轴承(1)的一体的回转轴承套(14)。
7.按权利要求1至6中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)和/或内环(12)和/或支撑环(13)都具有一结构增强部。
8.按权利要求7所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：结构增强部由一种金属格栅或合成纤维构成。
9.按权利要求1至8中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)具有凹形的外表面(15)。
10.按权利要求6至9中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑元件(8)大致在回转轴承套(14)的整个轴向长度上延伸。
11.按权利要求5至10中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑环(13)和/或内环(12)具有不同的壁厚。
12.按权利要求11所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：支撑环(13)或内环(12)上较大壁厚的部位(16)用作用于内环(12)的止挡(17)。
13.按权利要求4至12中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：内环(12)和/或支撑环(13)具有一个沿可径向运动的浮动轴承(1)的径向方向的穿孔(18)。
14.按权利要求13所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：穿孔(18)用于容纳一个用于轴(2)的压紧装置(19)。
15.按权利要求1至14中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：传动装置(3)是一蜗轮蜗杆传动装置。
16.按权利要求14所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：轴(2)是转向促动器的一个主动轴，并且抗扭转地与一个蜗杆连接。
17.按权利要求1至14中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：传动装置(3)是一种齿条传动装置，其中轴(2)是一个配有小齿轮的转向摆臂轴，该小齿轴与一齿条相啮合。
18.按权利要求1至17中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：具有弹性体特性的材料是一种热塑性塑料或一种热固性塑料或一种弹性体。
19.按权利要求1至18中任一项所述的可径向运动的浮动轴承，其特征在于：可径向运动的浮动轴承(1)具有一个滑动轴承或滚动轴承(20)。
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