CN102906431B - 用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置 - Google Patents

用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102906431B
CN102906431B CN201180024960.6A CN201180024960A CN102906431B CN 102906431 B CN102906431 B CN 102906431B CN 201180024960 A CN201180024960 A CN 201180024960A CN 102906431 B CN102906431 B CN 102906431B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball
axial
concave portions
row
outer shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180024960.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102906431A (zh
Inventor
L·费芙瑞
大卫·卡佩拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Original Assignee
ZF Systemes de Direction Nacam SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Systemes de Direction Nacam SAS filed Critical ZF Systemes de Direction Nacam SAS
Publication of CN102906431A publication Critical patent/CN102906431A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102906431B publication Critical patent/CN102906431B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F16C3/03—Shafts; Axles telescopic
    • F16C3/035—Shafts; Axles telescopic with built-in bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/12—Arrangements for adjusting play
    • F16C29/123—Arrangements for adjusting play using elastic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • F16D3/065—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement by means of rolling elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

一种用于耦合内轴(1)和外轴(2)的装置，内轴和外轴沿着它们的公共轴线滑动，球(3)被布置在两个轴之间。所述球(3)被直接地支持在所述外轴(2)的轴向沟槽中，并且在被布置在所述内轴(1)的轴向沟槽中的两个轨道(45)上。两个轨道(45)被支持在具有所述轴向沟槽的弯曲的共轭轮廓的侧翼上，同时围绕所述球枢轴转动，并且由支持在所述轴向沟槽(31)的底部上的弹性构件(70)保持就位。

Description

用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置
本发明涉及用于两个滑动轴沿着它们的公共轴线的可旋转的耦合的装置。通过把其调整至被连接于转向齿轮箱的中间柱部分，或调整至被连接于方向盘的上柱部分，本发明的耦合装置特别适用于机动车辆转向机柱。
在中间轴的更具体的情况下，后者具有在每个端部处的万向节：一个万向节被连接于转向齿轮箱的运动输入部，并且另一个万向节被连接于上柱。为了对目前的机动车辆进行合适的转向，要求中间轴的长度应当是可变的并且适应于交通工具的前齿轮由于路面表层的轮廓和表面条件而引起的振荡。还需要这种特性以帮助向齿条齿轮的组装以及以在交通工具的前部受撞击时吸收运动。
因此中间轴应当首先具有可变的长度，即其应当具有两个轴沿着它们的公共轴线相对于彼此的滑动功能，公共轴线是中间部分的轴线。此外，需要传输在轴之间的旋转运动和操纵转向所必需的转矩的功能。
存在许多滑动轴耦合装置，其通过使用花键给予转矩在两个轴二者之间传递的可能性，花键被设置在两个轴中的每个上，具有共轭轮廓。然而，这种类型的装置在等效于交通工具的使用寿命的负荷循环之后具有间隙，其是在现有的汽车上所需要的。为了延迟这种间隙的发生，在制造期间两个轴的滑动的调整是相对紧的，这需要在线组装时的相对大的轴向力，以及因此在实现这种组装时的较长的组装时间和更多的劳动。
这种调整应当是精确的，从而允许在操作中对轴向运动进行合适的吸收。除了在转矩传递时，轴向力是待被传输的转矩的函数，然后具有与待被传输的转矩相关并且与摩擦系数相关的在滑动力上的提高，并且然后突然的轴向释放，由此发生对保持滑动的合适的调整有害的猛击，具有减小的游隙；并且是对于良好的驾驶印象有害的。
还存在使用在属于阳金属轴和阴金属管的花键部分上的注塑部的耦合装置。这种解决方案对于在显著的转矩作用下吸收轴向运动是有问题的；滑动力随着两个部分之间的摩擦力成比例地增加。此外，注塑部的磨损留下间隙。作为最后一个解决方案，滚动元件和张紧弹簧可以被引入轴和管之间。这种解决方案对于在具有相对低的所需要的轴向力的转矩下的滑动来说是令人满意的，但是其在角刚度的方面有问题，因为角刚度直接与在某个转矩下被压缩的弹簧的强度和预加张力成比例。
本发明的目的是提出避免上文的缺点的用于滑动轴的耦合装置，即要求不与待被传输的转矩相关的轴向力的装置。因此轴向力应当在待被传输的转矩增加时经历非常小的增加，同时具有传输的强的角刚度。此外，在负荷循环之后应当不具有任何间隙的发生，并且用于耦合两个轴的装置可以被容易地安装在机动车辆的可能的现有的设置中，并且这在放置时具有减小的轴向力。最后，在转矩的传输中应不涉及所使用的弹性装置，以维持传输的强的角刚度。
本发明涉及用于耦合两个轴的装置，所述两个轴为沿着它们的公共轴线的方向滑动入彼此中的内轴和外轴。用于两个轴的所述耦合装置包括球，所述球被布置在所述内轴和所述外轴之间。
在所述耦合装置中，所述球中的每个在一方面被布置在所述内轴的凹形部分中并且在另一方面被布置在所述外轴的凹形部分中。
所述球中的每个沿着被布置在经过所述公共轴线并且通过所述球的中心的正中面的两侧的两个轨道运动。所述两个轨道中的每个与所述两个轴中的一个的所述凹形部分配合并且围绕所述球中的每个进行枢轴转动，每个轨道平行于所述公共轴线。所述两个轨道中的每个由布置在所述凹形部分中并且支撑在所述凹形部分中的弹性元件推动紧贴所述球中的每个；所述球中的每个直接地紧贴另一个轴的所述凹形部分运动。
所述组件被实现为，在静止时，当不具有转矩传输时，以及在操作中，当具有转矩传输时，所述球中的每个始终在所述正中面的两侧上、通过支撑区域与布置在所述两个轴中的一个的所述凹形部分中并且围绕所述球枢轴转动的相应的轨道接触。所述组件还被实现为，所述轨道中的每个始终经过支撑区域与所述凹形部分接触，其被安排为使得补偿所有的游隙并且使得避免所述两个轨道中的每个的逃逸；所述球中的每个始终经过支撑区域与另一个轴的凹形部分接触。
根据本发明，所述轴的接收两个轨道二者的所述凹形部分包括接合布置在所述正中面的两侧并且具有圆形截面的两个侧翼的底部，所述圆形截面的中心以距所述球的中心的微小的距离位于所述正中面中并且与所述球的中心相比更接近于所述底部，从而避免所述两个轨道的逃逸；两个侧翼二者具有在所述轴的滑动面的接合部处的略微的凸出部。
根据本发明，在传输转矩时，在所述轨道和所述相应的侧翼之间传输的力应当被定位在摩擦锥内以避免所述轨道的任何滑动。此外，所述两个轨道中的每个与所述球中的每个球以及与所述凹形部分的两个侧翼中的每个侧翼的支撑面和接触面二者是具有共轭轮廓的面，以避免高接触压力。
为了提高本发明的耦合装置的操作安全性，具有具备某些间隙的共轭轮廓的阳沟槽和阴沟槽被安排在所述内轴上以及在所述外轴上，使得在所述球被丢失的情况下，所述转矩能够仍然在所述内轴和所述外轴之间传输。
可以设想所述耦合装置的多种结构。在一个结构中，弹性构件被布置在所述内轴中。在另一个结构中，所述弹性构件被布置在所述外轴中。在另一个结构中，所述弹性构件中的某些被布置在所述内轴中，而所述弹性构件中的另一些被布置在所述外轴中。
在本发明的特定的布局中，所述耦合装置具有布置在一个或多个轴向行中的球。
对于球的每个行来说，凹形部分被作为轴向沟槽安排在所述外轴中，所述凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面，所述两个凹形面将与所述球接触。
对于球的每个行来说，凹形部分被作为轴向沟槽安排在所述内轴中，所述凹形部分的截面包括底部和两个侧翼，两个侧翼具有圆形截面，所述圆形截面的中心在经过所述公共轴线并且经过所述行的所述球的中心的轴线的所述正中面上；所述中心与所述球的中心相比更接近于所述底部。
对于球的每个行来说，两个轨道被布置在所述正中面的两侧并且与以所述内轴的轴向沟槽的形式的凹形部分配合。每个轨道具有轴向棒的形状，轴向棒的截面具有内部支撑面和外部支撑面。
所述内部支撑面具有确定的凹形形状从而通过共轭轮廓与所述球的相关部分接触。所述外部支撑面具有确定的凸形形状以通过共轭轮廓与凹形形状的相应的侧翼接触。
所述两个轨道中的每个由包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒的弹性构件推动，所述两个轴向棒中的每个支撑在所述底部的近似垂直于所述相应的侧翼的相应的面上，使得所述轨道能够围绕球的所述行进行枢轴转动和旋转。
在本发明的另一个特定的布局中，所述耦合装置具有布置在一个或多个轴向行中的球。
对于球的每个行来说，以轴向沟槽的形式的凹形部分被安排在所述内轴中，所述凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面，所述两个凹形面与所述球接触。
对于球的每个行来说，在所述内轴中设置具有轴向沟槽的形状的凹形部分，所述凹形部分的截面包括底部和两个侧翼，两个侧翼具有圆形截面，所述圆形截面的中心在经过所述公共轴线并且通过所述行的所述球的中心的轴线的正中面上，所述中心与所述球的中心相比更接近于所述底部。
对于球的每个行来说，两个轨道被定位在所述正中面的两侧并且与具有所述外轴的轴向沟槽的形状的凹形部分配合。每个轨道具有轴向棒的形状，轴向棒的截面具有内部支撑面和外部支撑面。所述内部支撑面具有确定的凹形形状从而通过共轭轮廓与所述球的相关部分接触，所述外部支撑面具有确定的凸形形状从而通过共轭轮廓与凹形形状的相应的侧翼接触。
所述两个轨道中的每个被包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒的弹性构件推动，所述两个轴向棒中的每个支撑在所述底部的近似垂直于所述相应的侧翼的相应的面上，使得所述轨道能够围绕球的所述行枢轴转动和旋转。
根据本发明的不同的实施方案，所述弹性构件是金属的并且包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒，每个轴向棒设置有通过支撑在所述底部的相应的面上而推动所述相应的轨道的弹性调整片，每个轴向棒具有在每个轴向端部处的附接构件。
在本发明的其他的实施方案中，所述弹性构件由弹性材料制成并且包括相对于彼此倾斜的两个棒，每个轴向棒设置有通过支撑在所述底部的相应的面上而推动所述相应的轨道的轴向凸出部。
根据本发明的耦合装置的一个实施方案，所述球被布置在第一轴向行中，所述内轴设置有轴向沟槽，并且所述外轴设置有轴向沟槽；所述装置包括与球的所述第一行在直径上相对的并且被直接地支持在所述内轴的轴向沟槽中以及所述外轴的轴向沟槽中的球的另一个行。
根据本发明的耦合装置的另一个实施方案，所述球被布置在两个在直径上相对的轴向行中；所述内轴设置有两个在直径上相对的轴向沟槽，并且所述外轴设置有两个在直径上相对的轴向沟槽。
根据本发明的耦合装置的另一个实施方案，所述球被布置在彼此成120℃横向地定位的三个轴向行中，所述内轴设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽，并且所述外轴设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽。
根据本发明的耦合装置被应用于机动车辆的转向机柱的中间部分或被应用于机动车辆的转向机柱的上部部分。
因此，根据本发明的用于把两个轴沿着它们的公共轴线耦合的装置具有以下优点，即始终具有用于两个内轴和外轴中的每个以及用于球的每个行的两个支撑区域，其是始终处于接触，即使不具有转矩的传输。
此外，在线组装时所要求的轴向力减小。本发明的耦合装置的精确的调整给予避免在交通工具的驾驶期间的轴向猛击的可能性，并且确保良好的疲劳强度，同时避免耦合间隙的发生。此外，在传递转矩时，因为滚动和滑动接触，轴向力被相当大地减小。在另一方面，在转矩的传输中不涉及弹性装置，故耦合装置不被弹性装置影响，这给予保持传输的强的角刚度的可能性。最后，耦合装置可以容易地被安装在机动车辆转向机柱的现有的设置中。
本发明的其他的特征和优点将在参照相应的附图阅读对作为非限制性的实施例给出的本发明的多个优选的实施方案的以下的描述时变得更清楚地明显，在附图中：
-图1是机动车辆转向系统的示意性的透视图，其中本发明的耦合装置被应用于中间柱部分；
-图2是中间柱部分的轴向透视图；
-图3是图2的分解透视图；
-图4是本发明的实施方案的横截面图，在内轴中具有单行球；
-图5是本发明的另一个实施方案的横截面图，在内轴中具有三行球；
-图6、7、8是图5的一行球的详细的视图，具有两个轨道的不同的位置；
-图9是相应于图5的横截面图，轨道被作为截面示出；
-图10是图9的一行球的详细视图；
-图11是相似于图4的横截面图，在外轴中具有单行球；
-图12、13、14是外轴中的一行球的详细的横截面图，具有两个轨道的不同的位置；
-图15是相应于图12、13、14的本发明的横截面图；
-图16是在图2至15中图示的弹性构件的透视图；
-图17是本发明的另一个实施方案的横截面图，在内轴中具有三行球；
-图18是另一个实施方案的横截面图，在外轴中具有三行球；
-图19是在图17和18中图示的弹性构件的透视图。
本发明涉及用于可旋转地耦合沿着它们的公共轴线在彼此中滑动的两个轴的装置。
本耦合装置特别适用于机动车辆转向系统，如在图1中示意性地图示的一个。
所图示的转向系统包括具有也被称为上柱的上柱部分6和也被称为中间轴的中间柱部分7的转向机柱。
上柱部分6通过其上端部被连接于方向盘5，并且通过其下端部被连接于中间柱部分7。
中间柱部分7通过其上端部被连接于上柱部分6，并且通过其下端部被连接于转向杆9的转向齿轮箱8。
中间柱部分7在其端部中的每个处借助于对于上柱部分6被称为10并且对于转向齿轮箱8也被称为10的万向节铰链来连接。
在下文中，描述涉及被制造在中间柱部分7中的耦合装置，如图2和3中所图示的。本发明的耦合装置可以也被制造在上柱部分6中。
内轴1和外轴2沿着它们的公共轴线4的方向在彼此中滑动，这在图2和3中图示。用于耦合两个轴的装置包括在下文描述的不同的实施方案中的球3。球3被布置在内轴1和外轴2之间。在本发明的耦合装置中，所述球3中的每个在一方面被布置在内轴1的凹形部分中并且在另一方面被布置在外轴2的凹形部分中。
所述球3中的每个在与两个轴中的一个的凹形部分配合的两个轨道上运动，这两个轨道围绕所述球3枢轴转动并且平行于公共轴线4。两个轨道中的每个被弹性构件推动紧贴所述球3中的每个，弹性构件被布置在并且被支持在所述凹形部分中。所述球3中的每个直接地紧贴另一个轴的凹形部分地运动。
根据本发明的耦合装置被安排为使得当在不具有转矩的传输的静止状态时，以及在具有转矩的传输的操作状态中时：每个所述球3始终通过支撑区域在经过球3的中心并且经过公共轴线4的正中面的每个侧与相应的轨道接触。作为本发明的一个基本的特征，所述轨道被布置在两个轴中的一个的凹形部分中并且围绕所述球3枢轴转动。根据本发明的另一个基本的特征，所述轨道中的每个始终通过支撑区域与所述凹形部分接触，凹形部分被布置为使得补偿所有的由制造公差导致的间隙并且使得避免两个轨道中的每个轨道的逃逸；所述球3中的每个始终通过支撑区域与另一个轴的凹形部分接触。
中间部分7的整体在图2中以透视图并且在图3中以分解视图图示。内轴1和外轴2与球3共同地沿着它们的公共轴线4滑动。中间柱部分7通过万向节10被连接于转向齿轮箱8，并且其通过万向节10被连接于上柱部分6。
耦合装置包括被布置在一个或多个轴向行中的球3∶1个轴向行使用图4和11图示，2个轴向行相似地使用相同的图4和11图示，并且3个轴向行在图3、5、9、15、17和18中图示。
在图3中以分解视图并且在图5、9和17中以横截面图图示的耦合装置包括被布置在三个轴向行20中的球。轴向行20彼此成120℃横向地定位。内轴1设置有彼此成120℃横向地定位的三个轴向沟槽31。外轴2设置有彼此成120℃横向地定位的三个轴向沟槽32。
对于球3的每个行20来说，具有轴向沟槽32的形状的凹形部分被制造在外轴2中，凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面33、34，两个凹形面33、34与球3接触。
对于球3的每个行20来说，具有轴向沟槽31的形状的凹形部分被制造在内轴1中，凹形部分的截面包括底部35和两个侧翼36、37。两个侧翼36、37具有圆形截面，圆形截面的中心40在经过公共轴线(4)并且经过所述行20的球3的中心的轴线的正中面30上。所述中心40距球的中心有微小的距离，并且与球3的中心相比，更接近于所述底部35，从而避免两个轨道45的逃逸。此外，每个侧翼36、37包括在内轴1的滑动面21的接合部处的、在每个侧翼36、37外侧的相应的略微的凸出部38、39。
对于球3的每个行20来说，具有两个轨道45，其被布置在正中面30的两侧。轨道45与具有内轴1的轴向沟槽31的形状的凹形部分配合。
每个轨道45具有轴向棒的形状，轴向棒的截面具有内部支撑面46和外部支撑面47。
内部支撑面46具有凹形形状并且被确定为使得与所述球3的相关部分接触。内部支撑面46具有与所述球3的相关部分的共轭轮廓。外部支撑面47具有凸形形状并且被确定为使得与凹形形状的相应的侧翼36、37接触。外部支撑面47和相应的侧翼36、37具有共轭轮廓。轨道45的与球3和侧翼36、37的部分的共轭轮廓给予具有减小的接触压力的可能性。此外，在转矩的传输期间，被在轨道45和相应的侧翼36、37之间传输的力被定位在接触面的摩擦锥内部，这避免轨道45的任何滑动，如在图10中图示的。
两个轨道45中的每个被弹性构件70(图16)或80(图19)推动。弹性构件70、80包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒71、72或81、82。轴向棒71、72或81、82中的每个支撑在底部35的相应的面41、42上，相应的面41、42近似垂直于相应的侧翼36、37，使得轨道45可以围绕球3的行20枢轴转动和旋转，以补偿所有的由制造公差导致的间隙。各种位置在图6至8中图示：图6是在组装期间，并且图7和8用于极限位置中的每个。
根据图11、15和18作为横截面图图示的耦合装置包括被布置在三个轴向行20中的球3。轴向行20彼此成120℃横向地定位。内轴1设置有彼此成120℃横向地定位的三个轴向沟槽51。外轴2设置有彼此成120℃横向地定位的三个轴向沟槽52。
对于球3的每个行20来说，具有轴向沟槽51的形状的凹形部分被安排在内轴1中，凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面53、54，两个凹形面53、54与球3接触。
对于球3的每个行20来说，具有轴向沟槽52的形状的凹形部分被安排在外轴2中，凹形部分的截面包括底部55和两个侧翼56、57。两个侧翼56、57具有圆形截面，圆形截面的中心60在经过公共轴线4并且经过所述行20的球3的中心的轴线的正中面30上。所述中心60距球3的中心有微小的距离，并且与球3的中心相比，更接近于所述底部55，从而避免两个轨道65的逃逸。此外，每个侧翼56、57包括在外轴2的滑动面22的接合部处的、在每个侧翼56、57外侧的相应的略微的凸出部58、59。
对于球3的每个行20来说，具有两个轨道65，其被布置在正中面30的两侧。轨道65与具有外轴2的轴向沟槽52的形状的凹形部分配合。
每个轨道65具有轴向棒的形状，轴向棒的截面具有内部支撑面66和外部支撑面67。
内部支撑面66具有凹形形状并且被确定为使得与所述球3的相关部分接触。内部支撑面66具有与所述球3的相关部分的共轭轮廓。外部支撑面67具有凸形形状并且被确定为使得与凹形形状的相应的侧翼56、57接触。相应的外部支撑面67和侧翼56、57具有共轭轮廓。轨道65的与球3和侧翼56、57的部分的共轭轮廓给予具有减小的接触压力的可能性。此外，在转矩的传输期间，被在轨道65和相应的侧翼56、57之间传输的力被定位在接触面的摩擦锥内部，这避免轨道65的任何滑动，如在图10中图示的。
两个轨道65中的每个被弹性构件70(图16)或80(图19)推动。弹性构件70、80包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒71、72或81、82。轴向棒71、72或81、82中的每个支撑在底部55的相应的面61、62上，相应的面61、62近似垂直于相应的侧翼56、57，使得轨道65可以围绕球3的行20枢轴转动和旋转，以补偿所有的由制造公差导致的间隙。各种位置在图12、13和14中图示，图12是在安装期间，图13用于极限位置，并且图14用于平均位置。
无论哪个附图中图示的实施方案，两个轨道45或65中的每个可以被弹性构件70或80推动。弹性构件70在图16中图示，是金属的，并且包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒71和72。每个轴向棒71或72设置有推动轨道45或65的弹性调整片73。每个轴向棒71或72设置有相应于每个轴向端部的附接构件74和75，并且附接构件74和75支撑在底部35或55的相应的面41、42或61、62上，如在图3至16中图示的。
在图19中图示的弹性构件80由弹性材料构成，并且包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒81和82。每个轴向棒81或82设置有推动轨道45或65的相应的轴向凸出部或凸起部83或84，并且其支撑在底部35或55的相应的面41、42或61、62上，如在图17、18和19中图示的。
如在图4、5、11和15中显著地图示的，内轴1具有随阳沟槽23设置的滑动面21并且外轴2具有随阴沟槽24设置的滑动面22。内轴1的滑动面21相应于所述内轴1的外部面并且外轴2的滑动面22相应于所述轴2的内部面。阳沟槽23和阴沟槽24具备具有一定游隙的共轭轮廓，使得在球3被丢失的情况下，转矩可以仍然被在内轴1和外轴2之间传输。
如在图4和11中图示的，球3被放置在第一轴向行20中，具有设置有轴向沟槽31或51的内轴1以及设置有轴向沟槽32或52的外轴2。第二轴向球3行19是与球3的第一轴向行20在直径上相对的，并且其被直接地支持在外轴2的轴向沟槽32中。
在附图中未示出但是以图4和11开始的本发明的另一个实施方案中，球被放置在两个在直径上相对的行20中。内轴1设置有两个在直径上相对的轴向沟槽31、51并且外轴2设置有两个在直径上相对的轴向沟槽32、52。
在图3、5、9、15、17和18中图示的本发明的另一个实施方案中，球3被放置在彼此成120℃横向地布置的三个轴向行20中。
内轴1设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽31、51。
外轴2设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽32、52。
在附图中未示出的实施方案中，在其中一些实施方案中，弹性构件70或80被布置在内轴1中，在其中的其他实施方案中，弹性构件70或80被布置在外轴2中；所述弹性构件70、80推动两个相应的轨道45或65，两个相应的轨道45或65与相关的轴1、2配合。
装置以以下的方式操作：
为了安装系统并且如在图6中图示的，轨道45用于压缩弹簧70，产生在球3和轨道45之间的游隙。
一旦它们被安装，那么轨道45被释放，并且轨道45被弹簧70推动，系统被设置就位，由此允许补偿由制造公差导致的游隙，图7、8示出了系统的极限位置。如在图5中图示的，轨道45围绕相应于球3的中心的旋转轴线枢轴转动，该轴线平行于轴1和2二者的公共轴线4。
轨道45在它们借助球3而与安排在轴2中的表面接触时被设置就位。
在该步骤中，轴1和2二者可以通过球3相对于彼此滑动，这给予获得相对弱的滑动力的可能性。
如在图10中图示的，在围绕公共轴线4的转矩14向轴1以及向管子2的传输期间，被虚构的杠杆臂16给予的切向力11产生在轴2和球3之间的法向力12。
该法向力12进而借助球和轨道的接触而产生在轨道45和轴1之间的力13。
为了允许系统具有转矩传输而没有任何运动，力13必须被包括在来源于轴和轨道之间的接触的摩擦锥15中。
在交通工具的使用寿命期间，弹簧的疲劳将几乎不具有对现有的系统的影响，因为其在转矩的传输期间不被考虑在内，据此耦合装置的强度将几乎不损失强度。

Claims (18)

1.一种用于耦合两个轴的耦合装置，所述两个轴为沿着它们的公共轴线(4)的方向在彼此中滑动的内轴(1)和外轴(2)，所述用于耦合两个轴的耦合装置包括被布置在所述内轴(1)和所述外轴(2)之间的球(3)，所述球(3)中的每个在一方面被布置在所述内轴(1)的凹形部分中并且在另一方面被布置在所述外轴(2)的凹形部分中，其特征在于：
-所述球(3)中的每个在被布置在经过所述公共轴线(4)并且通过所述球(3)的中心的正中面(30)的两侧的两个轨道(45、65)上运动；
-所述两个轨道(45、65)中的每个与所述两个轴(1、2)中的一个轴的凹形部分配合并且围绕所述球(3)中的每个进行枢轴转动，每个轨道(45、65)平行于所述公共轴线(4)；
-所述两个轨道(45、65)中的每个被弹性构件(70、80)推动紧贴所述球(3)中的每个；被布置在并且被支持在所述凹形部分中；
-所述球(3)中的每个直接地紧贴另一个轴(2、1)的凹形部分运动，使得：
-在静止时，当不具有转矩传输时，以及在操作中，当具有转矩传输时，
-所述球(3)中的每个始终在所述正中面(30)的每侧上通过支撑区域与被布置在所述两个轴(1、2)中的一个的凹形部分中并且围绕所述球(3)进行枢轴转动的相应的轨道(45、65)接触；
-所述轨道(45、65)中的每个始终通过支撑区域与所述凹形部分接触，所述凹形部分被安排为补偿所有的游隙并且避免所述两个轨道(45、65)中的每个的逃逸，
-所述球(3)中的每个始终通过支撑区域与另一个轴(2、1)的凹形部分接触。
2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述轴(1、2)的接收两个轨道(45、65)的凹形部分包括接合被定位在所述正中面(30)的两侧的两个侧翼(36、37-56、57)的底部(35、55)，两个侧翼(36、37-56、57)具有圆形截面，所述圆形截面的中心(40、60)以距所述球(3)的中心的微小的距离位于所述正中面(30)上并且与所述球(3)的中心相比更接近于所述底部(35、55)，从而避免两个轨道(45、65)的逃逸。
3.根据权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，在所述转矩的传输期间，在所述轨道(45、65)和相应的侧翼(36、37-56、57)之间传输的力被定位在摩擦锥内，以避免所述轨道(45、65)的任何滑动。
4.根据权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，所述两个轨道(45、65)中的每个的与所述球(3)中的每个接触并且与所述凹形部分的所述两个侧翼(36、37-56、57)中的每个接触的两个支撑面是具有共轭轮廓的面以避免高接触压力。
5.根据权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，所述轴(1、2)的所述凹形部分的所述两个侧翼(36、37-56、57)中的每个包括在所述轴(1、2)的滑动面(21、22)的接合部处的、在所述两个侧翼(36、37-56、57)外侧的略微的凸出部。
6.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，具有具备某些游隙的共轭轮廓的阳沟槽(23)和阴沟槽(24)被安排在所述内轴(1)上以及在所述外轴(2)上，使得在所述球(3)的故障的情况下，所述转矩能够仍然在所述内轴(1)和所述外轴(2)之间传输。
7.根据前述权利要求中任一项所述的耦合装置，其特征在于，所述弹性构件(70、80)被布置在所述内轴(1)中并且推动与所述内轴(1)配合的两个轨道(45)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的耦合装置，其特征在于，所述弹性构件(70、80)被布置在所述外轴(2)中并且推动与所述外轴(2)配合的两个轨道(65)。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的耦合装置，其特征在于，所述弹性构件(70、80)中的一些布置在所述内轴(1)中，而所述弹性构件(70、80)中的另一些布置在所述外轴(2)中，所述弹性构件(70、80)推动两个相应的轨道(45、65)，所述两个相应的轨道(45、65)与相关的轴(1、2)配合。
10.根据权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，所述球(3)被布置在一个或多个轴向行(20)中：
-对于球(3)的每个行(20)来说，具有轴向沟槽的形状的凹形部分被安排在所述外轴(2)中，具有轴向沟槽的形状的所述凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面(33、34)，所述两个凹形面(33、34)与所述球(3)接触，
-对于球(3)的每个行来说，具有轴向沟槽的形状的凹形部分被安排在所述内轴(1)中，具有轴向沟槽的形状的所述凹形部分的截面包括底部(35)和两个侧翼(36、37)，两个侧翼(36、37)具有圆形截面，该圆形截面的中心(40)在经过所述公共轴线(4)并且经过所述行(20)的所述球(3)的中心的轴线的正中面(30)上；所述中心(40)与所述球(3)的中心相比更接近于所述底部(35)；
-对于球(3)的每个行(20)来说，两个轨道(45)被布置在所述正中面(30)的两侧并且与具有所述内轴(1)的轴向沟槽的形状的所述凹形部分配合，每个轨道(45)具有轴向棒的形状，所述轴向棒的截面具有
·具有确定的凹形形状的内部支撑面(46)，其用于通过共轭轮廓与所述球(3)的相关部分接触；
·具有确定的凸形形状的外部支撑面(47)，其用于通过共轭轮廓与凹形形状的相应的侧翼(36、37)接触；
-所述两个轨道(45)中的每个被包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒(71、72-81、82)的弹性构件(70、80)推动，所述两个轴向棒(71、72-81、82)中的每个支撑在所述底部(35)的近似垂直于所述相应的侧翼(36、37)的相应的面(41、42)上，使得所述轨道(45)能够围绕球(3)的所述行(20)的轴线枢轴转动和旋转。
11.根据权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，所述球被布置在一个或多个轴向行(20)中：
-对于球(3)的每个行(20)来说，具有轴向沟槽的形状的凹形部分被安排在所述内轴(1)中，具有轴向沟槽的形状的所述凹形部分的截面包括相对于彼此倾斜的两个凹形面(53、54)，所述两个凹形面(53、54)与所述球(3)接触，
-对于球(3)的每个行(20)来说，具有轴向沟槽的形状的凹形部分被安排在所述外轴(2)中，具有轴向沟槽的形状的所述凹形部分的截面包括底部(55)和两个侧翼(56、57)，两个侧翼(56、57)具有圆形截面，该圆形截面的中心(60)在经过所述公共轴线(4)并且通过所述行(20)的所述球(3)的中心的轴线的正中面(30)上，所述中心(60)与所述球(3)的中心相比更接近于所述底部(55)；
-对于球(3)的每个行(20)来说，两个轨道(65)被布置在所述正中面(30)的两侧并且与具有所述外轴(2)的轴向沟槽的形状的凹形部分配合，每个轨道(65)具有轴向棒的形状，所述轴向棒的截面具有：
·具有确定的凹形形状的内部支撑面(66)，其用于通过共轭轮廓与所述球(3)的相关部分接触；
·具有确定的凸形形状的外部支撑面(67)，其用于通过共轭轮廓与凹形形状的相应的侧翼(56、57)接触；
-所述两个轨道(65)中的每个被包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒(71、72-81、82)的弹性构件(70、80)推动，所述两个轴向棒(71、72-81、82)中的每个支撑在所述底部(55)的近似垂直于所述相应的侧翼(56、57)的相应的面(61、62)上，使得所述轨道(65)能够围绕球(3)的所述行(20)枢轴转动或旋转。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的耦合装置，其特征在于，所述弹性构件(70)是金属的并且包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒(71、72)，每个轴向棒(71、72)：
·设置有推动所述相应的轨道(45、65)的弹性调整片(73)，
·具有在每个轴向端部处的附接构件(74、75)，
·并且支撑在所述底部(35、55)的相应的面(41、42-61、62)上。
13.根据权利要求10和11中任一项所述的耦合装置，其特征在于，所述弹性构件(80)由弹性材料构成并且包括相对于彼此倾斜的两个轴向棒(81、82)，每个轴向棒(81、82)：
·设置有推动所述相应的轨道(45、65)的轴向凸出部或凸起部，
·并且支撑在所述底部(35、55)的相应的面(41、42-61、62)上。
14.根据权利要求10至11中任一项所述的耦合装置，其特征在于：
-所述球(3)被布置在第一轴向行(20)中，所述内轴(1)设置有轴向沟槽，并且所述外轴(2)设置有轴向沟槽；
-球(3)的另一个轴向行(19)是与球的所述第一轴向行(20)在直径上相对的并且被直接地支持在所述内轴(1)的轴向沟槽中以及所述外轴(2)的轴向沟槽中。
15.根据权利要求10至11中任一项所述的耦合装置，其特征在于：
-所述球(3)被布置在两个在直径上相对的轴向行(20)中；
-所述内轴(1)设置有两个在直径上相对的轴向沟槽；
-所述外轴(2)设置有两个在直径上相对的轴向沟槽。
16.根据权利要求10至11中任一项所述的耦合装置，其特征在于：
-所述球(3)被布置在彼此成120℃横向地布置的三个轴向行(20)中；
-所述内轴(1)设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽；
-所述外轴(2)设置有彼此成120℃横向地布置的三个轴向沟槽。
17.根据权利要求10至11中任一项所述的耦合装置，其特征在于，其被应用于机动车辆转向机柱的中间部分(7)。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的耦合装置，其特征在于，其被应用于机动车辆转向机柱的上部部分(6)。
CN201180024960.6A 2010-05-20 2011-05-19 用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置 Active CN102906431B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1053929 2010-05-20
FR1053929A FR2960273B1 (fr) 2010-05-20 2010-05-20 Dispositif d'accouplement a billes a maintien pivotant de deux arbres coulissants
PCT/EP2011/058214 WO2011144715A1 (fr) 2010-05-20 2011-05-19 Dispositif d'accouplement à billes à maintien pivotant de deux arbres coulissants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102906431A CN102906431A (zh) 2013-01-30
CN102906431B true CN102906431B (zh) 2015-02-25

Family

ID=43382481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180024960.6A Active CN102906431B (zh) 2010-05-20 2011-05-19 用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8678939B2 (zh)
EP (1) EP2572113B1 (zh)
KR (1) KR101822519B1 (zh)
CN (1) CN102906431B (zh)
BR (1) BR112012029365A2 (zh)
FR (1) FR2960273B1 (zh)
WO (1) WO2011144715A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103625592A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 天心工业股份有限公司 调整数个高度位置的座垫支架
US8894025B2 (en) * 2012-08-30 2014-11-25 Tien Hsin Industries Co., Ltd. Multi-position adjustable height seat post
CA2959649C (en) * 2014-08-26 2023-09-26 Nine Point Eight Inc. Systems and methods for supporting telescoping elements
DE102015102183B4 (de) * 2015-02-16 2018-03-01 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug
DE102015110457A1 (de) * 2015-06-30 2017-01-05 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Lenkzwischenwelle für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer lenkzwischenwelle für ein kraftfahrzeug
DE102016123742A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-14 Robert Bosch Gmbh Lenkzwischenwelle für ein Kraftfahrzeug
DE102017201709A1 (de) * 2017-02-02 2018-08-02 Thyssenkrupp Ag Längsverstellbare Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug und Profilhülse für eine Lenkwelle
FR3088889B1 (fr) * 2018-11-23 2020-11-27 Robert Bosch Automotive Steering Vendome Dispositif d’accouplement entre deux arbres coaxiaux, notamment pour une colonne de direction de véhicule automobile
CN109296639B (zh) * 2018-12-06 2023-03-31 株洲易力达机电有限公司 新型滑动副总成
CN111661136B (zh) * 2019-03-08 2024-08-06 舍弗勒技术股份两合公司 车辆的转向中间轴和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3730393A1 (de) * 1987-09-10 1989-03-23 Lemfoerder Metallwaren Ag Drehmomentuebertragende verbindung fuer axial ineinander verschiebliche wellenteile, insbesondere der lenkwelle von kraftfahrzeugen
FR2795787A1 (fr) * 1999-06-30 2001-01-05 Nacam Dispositif d'accouplement a billes de deux arbres coulissants
EP1167790A1 (fr) * 2000-06-28 2002-01-02 Nadella Module de coulisse à billes et ensemble correspondant
CN1732104A (zh) * 2002-11-29 2006-02-08 日本精工株式会社 车辆转向用伸缩轴

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005225458A (ja) 2004-02-16 2005-08-25 Ntn Corp ステアリング装置
FR2875279B1 (fr) 2004-09-14 2006-11-24 Nacam France Sas Dispositif d'accouplement a billes a maintien articule de deux arbres coulissants
JP2006213299A (ja) 2005-02-07 2006-08-17 Nsk Ltd ステアリング装置
CN102066792A (zh) 2008-06-20 2011-05-18 采埃孚转向机系统纳凯姆联合股份公司 用于两个滑动轴的带有铰链连接的球联接装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3730393A1 (de) * 1987-09-10 1989-03-23 Lemfoerder Metallwaren Ag Drehmomentuebertragende verbindung fuer axial ineinander verschiebliche wellenteile, insbesondere der lenkwelle von kraftfahrzeugen
FR2795787A1 (fr) * 1999-06-30 2001-01-05 Nacam Dispositif d'accouplement a billes de deux arbres coulissants
EP1167790A1 (fr) * 2000-06-28 2002-01-02 Nadella Module de coulisse à billes et ensemble correspondant
CN1732104A (zh) * 2002-11-29 2006-02-08 日本精工株式会社 车辆转向用伸缩轴

Also Published As

Publication number Publication date
KR101822519B1 (ko) 2018-01-26
FR2960273A1 (fr) 2011-11-25
US8678939B2 (en) 2014-03-25
WO2011144715A1 (fr) 2011-11-24
EP2572113B1 (fr) 2015-08-12
BR112012029365A2 (pt) 2016-07-26
FR2960273B1 (fr) 2012-07-13
EP2572113A1 (fr) 2013-03-27
US20130079165A1 (en) 2013-03-28
CN102906431A (zh) 2013-01-30
KR20130081232A (ko) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102906431B (zh) 用于利用枢转支撑耦合两个滑动轴的球型耦合装置
US7526978B2 (en) Ball coupling device for keeping two sliding shafts articulated
CN102066792A (zh) 用于两个滑动轴的带有铰链连接的球联接装置
JP4385286B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2007100730A (ja) 伸縮自在シャフトおよび車両操舵用伸縮自在シャフト
JP2002013548A (ja) ボールスプライン継手及びステアリング装置の中間軸
KR101209326B1 (ko) 탄성지지체 및 이를 구비한 자동차 조향장치의 랙바 지지장치
CN114684246B (zh) 车辆转向系统和具有其的车辆
JP2009500219A (ja) ステアバイワイヤ形式の自動車操舵システムに使用し、力をパッシブなステアリングホイールに伝える力伝達装置
KR101379566B1 (ko) 자동차 조향장치의 랙바 지지장치 및 그를 구비하는 자동차 조향장치
CN203753220U (zh) 一种汽车转向器的小齿轮轴与转向传动轴的连接结构
KR101141486B1 (ko) 조향장치의 유니버설 조인트
US20110192250A1 (en) Rack bar supporting device of steering apparatus for vehicle
JP2007024122A (ja) 伸縮自在シャフト
KR101304872B1 (ko) 전동식 파워 스티어링용 웜샤프트 댐퍼구조체
CN108556869B (zh) 一种基于万向节的防摩擦火车车厢连接机构
KR20130080123A (ko) 랙 피니언 방식 조향장치의 타이로드
KR101254378B1 (ko) 자동차 조향장치의 유니버설 조인트
KR101450332B1 (ko) 자동차 조향장치의 랙바 지지장치
CN200995705Y (zh) 汽车转向系统
CN103982559A (zh) 用于两个滑动轴的带有铰链连接的球联接装置
KR100695448B1 (ko) 유격 보상 구조를 구비한 슬립 조인트
JP2019007534A (ja) ウォーム減速機
KR101033452B1 (ko) 슬립 조인트를 포함하는 조향장치
RU2142893C1 (ru) Рулевое управление "rzao" (варианты)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: French theater

Patentee after: ZF SYSTEMES DE DIRECTION NACAM S A S

Address before: French theater

Patentee before: ZF Systemes de Direction Nacam