CN103080580B - 用于轴承组件的摩擦装置，包括该摩擦装置的轴承组件和轴承 - Google Patents

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Abstract

一种用于轴承组件（A）的摩擦装置（200），其中它包括限定摩擦表面（206）的环状摩擦模块（204），所述环状摩擦模块绕摩擦装置（200）的旋转轴（X200-X’200）延伸并且适配为倚靠在关于摩擦装置（200）旋转的圆柱型表面（26）上而且在该表面上施加摩擦力矩，并且其中摩擦表面（206）在将所述摩擦装置（200）安装到所述旋转的圆柱形表面（26）之前是圆柱形的。

Description

用于轴承组件的摩擦装置，包括该摩擦装置的轴承组件和轴承
技术领域
本发明涉及用于轴承组件的摩擦装置。本发明也涉及包括该摩擦装置的轴承组件和轴承。
背景技术
在机动车辆中的旋转装配通常配备有轴承和密封。为防止湿气和灰尘进入轴承中，密封的一部分能靠在旋转轴上。与旋转轴的表面的接触通常由密封的一部分的圆形接触线形成。
如果轴承组件安装在车辆的方向盘装配上，为使驾驶人“感受到”车辆的方向并且具有更好的驾驶感受，可能需要对方向盘的旋转提供平滑的阻力。
为带来这种阻力，从WO-2006/030090或EP-B-1058792已知，得益于与控制方向盘旋转的轴承组件联合的密封，在方向盘轴上产生摩擦力矩。为将密封挤压靠在旋转轴的表面上，因此密封可以配备圆形弹簧。
由于摩擦力矩是密封的副作用，它的结构不适配于施加普通的摩擦力矩。密封和旋转表面之间的接触仅由锥形的环形表面形成，接触表面稍微扩大了，但是接触表面最初是条线的事实可能引起密封的损坏。而且，这个薄接触表面不提供足够的摩擦力矩。
发明内容
本发明旨在提出一种容许在旋转部分上施加摩擦力矩的比最初不适配于施加该力矩的简单密封具有更大效率的摩擦装置。
为此，本发明涉及一种用于轴承组件的摩擦装置。该摩擦装置的特征在于，它包括限定摩擦表面的环状摩擦模块，所述环状摩擦模块围绕摩擦装置的旋转轴延伸并且适配为倚靠在关于摩擦装置旋转的圆柱形表面上以及在该圆柱形表面上施加摩擦力矩；并且其中在围绕所述圆柱形表面安装所述摩擦装置之前，所述摩擦表面是圆柱形的。
得益于本发明，施加摩擦力矩的摩擦表面在根据本发明的装置上比在原有技术中通常使用的密封上要宽。这就容许施加更多旋转力矩并且防止在摩擦装置上的损坏。
根据本发明的有利的但非必需的另一方面，该摩擦装置可以加入一个或多个下面的特征：
-摩擦模块包括径向延伸的防尘密封唇。
-它包括环状弹簧，得益于径向力，该环状弹簧适于将摩擦表面挤压倚靠在圆柱形表面上。
-摩擦模块的径向部分包括收缩部，该收缩部限定在摩擦表面和与框架紧固在一起的摩擦模块的主要部分之间的铰链。
-摩擦表面由通过两个表面所限定的部分支撑，所述两个表面相对于径向方向形成角度，其中所述角度的数值在30°以下，优选的是20°。
-支撑摩擦表面的所述部分沿径向方向从摩擦模块的主要部分延伸出磨损层。
-沿摩擦装置的旋转轴，所述磨损层的厚度约等于摩擦表面的宽度的四分之一，最优选的是0.5mm。
-它被适配为安装在内圆柱形表面上，其中摩擦模块朝向摩擦装置的旋转轴施加径向弹性力。
-它被适配为安装在外圆柱形表面上，其中摩擦模块在与摩擦装置的旋转轴相对的方向是施加弹性力。
-沿摩擦装置的旋转轴的摩擦表面的宽度在0.5mm以上，优选地在1mm以上，更加有利的是大约2mm。
-它包括与摩擦模块紧固在一起的环状框架。
本发明也涉及轴承，包括上面所述的与轴承的其中一个环紧固在一起旋转的摩擦装置。
本发明还涉及包括旋转轴和轴承的轴承组件，其特征在于上面所述的摩擦装置安装在轴上。
根据本发明的有利的但非必要的另一方面，该轴承组件可以加入一个或多个下面的特征：
-摩擦装置与轴承的外环紧固在一起旋转并且在轴上施加摩擦力矩。
-摩擦装置与轴承的内环紧固在一起并且在圆柱形表面上施加摩擦力矩，轴承的外环安装在所述圆柱形表面上。
附图说明
本发明根据附图和作为说明性的事例而不限制本发明的目的现将解释如下。
在附图中：
-图1为实施本发明的轴承组件沿旋转轴的截面视图；
-图2为根据本发明的摩擦装置沿旋转轴的截面视图；
-图3为在图2上的细节Ⅱ的更大比例的视图。
具体实施方式
如图1所示，轴承组件A包括沿轴X-X’旋转的轴2。在轴2的一个末端22上，螺纹孔24平行于轴X-X’被钻孔。例如，这些孔24适于接收螺钉用于紧固轴承组件A安装在其中的车辆的方向盘。
所述轴2包括外部中间圆柱形表面26，其在末端22的一侧上的锥形轴肩28和沿轴X-X’在相对于末端22的末端32的一侧上的另一个轴肩30之间延伸。在轴肩30和末端32之间，所述轴2包括圆柱形表面34，它的直径小于圆柱形表面26的直径。所述轴2的末端32包括沿轴X-X’被钻孔的孔36。
所述轴承组件A也包括适于接收轴2的外壳100，轴承B和摩擦装置200。所述轴承B安装在外壳100的内圆柱形表面102上。所述轴承B包括外环150，轴承滚珠152和围绕轴2的圆柱形表面34安装的内环154。
所述轴承B沿轴X-X’的平移被在轴2的末端32一侧上的外壳100的轴肩104和在另一侧的容纳在凹槽108中的弹性环106阻挡。
所述轴承组件A也包括固定于外壳100的传感装置300。所述传感装置300包括插入轴2的孔36中的磁铁302。测量装置300也包括适于测量，例如轴2的旋转角的各种传感器部件304。这些部件安装在印制电路板306上并且被适配于通过电子电缆308将操纵命令传输到车辆的电子控制单元。
所述摩擦装置200安装在外壳100的内表面102上。所述摩擦装置200包括由钢制成的框架202并且被挤压配合到内表面102中。所述摩擦装置200包括由聚合物材料制成的并且通过己知的任何方法固定到框架202的摩擦模块204。所述摩擦装置200沿轴X200-X’200环形地成形，所述轴X200-X’200是装置200的旋转轴。
当摩擦装置200围绕轴2安装在外壳100内时，轴X-X’和X200-X’200是重叠的。
所述摩擦模块204包括摩擦表面206。所述摩擦表面206是沿轴X200-X’200的圆柱形的并且适于紧靠在轴2的圆柱形表面26上。由于表面206的内径D稍小于表面26的外径，因此沿着向心方向由表面26上的摩擦模块204产生关于轴X-X’径向并且向内的弹性力F2。该弹性力F2引发阻挡轴2围绕轴X-X’旋转的摩擦力矩。
所述摩擦模块204由三部分形成。平行于轴X200-X’200延伸的第一轴向部分208固定于框架202上。从所述部分208的一个末端延伸出垂直于所述部分208延伸的第二径向部分210。第三部分212在近似垂直于径向部分210的方向上延伸，摩擦表面206形成在所述第三部分上。
在轴2的附近，所述径向部分210包括径向延伸的防尘密封唇214。所述唇214的尖端216适于与圆柱形表面26形成滑动接触。所述防尘密封唇214防止灰尘和其它颗粒，比如来自于被磨损的金属部件的颗粒，到达摩擦表面206和圆柱形表面26之间的界面区域以及防止损坏这些表面。
所述摩擦模块204的一部分212包括面对轴向部分208并且适于接收环形弹簧180的外围凹槽218。所述弹簧180适配用于施加挤压摩擦表面206在轴2的外表面26上的向心力F1。这个力F1使得由摩擦表面206施加的摩擦力矩更大。
在所述径向部分210和所述部分212之间延伸出收缩区域220，起到两个部分210和212之间的铰链的作用。得益于该铰链220，所述部分212能够沿着垂直于图平面的轴A212关于所述部分210稍微地旋转。因此所述部分212能够吸收轴2的旋转的小的对中缺失以使其不被传到摩擦模块204的其它部分。
对于具有10和40mm之间的内径D的摩擦装置200，摩擦表面206具有超过0.5mm的宽度w206。优选地，宽度w206超过1mm并且更加有利的是等于2mm。
摩擦表面206由关于径向方向Y-Y’有一点角度的两侧表面222限定。
所述表面222和径向方向Y-Y’之间的角度β小于30°并且优选的等于20°。在可选实施例中，侧表面222可以是平行于径向轴Y-Y’。
所述侧表面222从所述部分212延长距离e，该距离可以约等于宽度w206的四分之一，或优选的是0.5mm。所述表面222与摩擦表面206一起限定从所述部分212延伸的磨损层224。这个磨损层224具有等于距离e的厚度并且容许摩擦表面206在一段特定的时间耗损而且在这段时间内施加基本上恒定的摩擦力矩。
如果轴2由驾驶人旋转，摩擦模块204对表面206施加摩擦力矩。摩擦力矩的值可以通过改变摩擦模块204的尺寸特征来修改。例如，为提供更大的摩擦力矩，摩擦表面206的宽度w206可以延长。为了朝向轴X-X’的方向施加更大的弹性力F2从而引发更大的摩擦力矩，圆柱形摩擦表面206的直径D也可以减少。
为改变摩擦力矩的值，也可以使用用于弹簧180的不同的刚度值。为增加摩擦力矩的值可以安装具有更高刚度值的弹簧180。在可替代的并且未被示出的实施方式中，摩擦装置200可以不包括环形弹簧。然后，弹性力F2仅来自摩擦模块204的弹性。
摩擦装置200在此表现为与轴承B的外环150和与外壳100紧固连接在一起旋转。在可替代的且未示出的实施方式中，摩擦装置200可以与轴2和与内环154紧固连接在一起旋转。在那种情况下，摩擦装置200的结构可以倒置，框架202被挤压配合到轴2的外圆柱形表面26上并且摩擦表面206作为外圆柱形表面施加摩擦力矩在外壳100的内表面102上。在那种情况下，弹簧180可以在相对于轴X-X’的向心方向上施加弹性力F1。
所述轴承组件A在此描述为具有内环154，所述内环关于外环150旋转。在可替代的实施方式中，外环150可以关于内环154旋转并且摩擦装置或者与内环154或者与外环150紧固在一起旋转。
关于用来产生摩擦力矩的密封，使用根据本发明的摩擦装置用较不昂贵的装置提供给车辆驾驶人良好的感觉。
另外，摩擦装置200的圆柱形摩擦表面206相比密封提供增加的摩擦力矩和增加的径向紧凑性。
为提供更多通过摩擦装置200施加的摩擦力矩的变化的可能性，圆柱形表面26的特征可以调整。例如，表面26的皱纹可以根据所需的摩擦力矩进行选择。
为了吸收振动，减少噪音和提供给轴承组件A更大的稳定性，在外表面26和摩擦装置的摩擦表面206之间的界面区域可以用油脂润滑。明显地，这样的润滑使得由摩擦模块200所施加的摩擦力矩的减少。
根据可替代的并且未示出的实施方式，摩擦装置200可以不包括框架并且摩擦模块204可以利用任何适配的方式直接地与内表面102紧固连接。

Claims (18)

1.一种用于转向系统的轴承组件(A)，包括轴承(B)、附接至转向系统方向盘的旋转轴(2)以及围绕所述旋转轴(2)安装的摩擦装置(200)，其中所述摩擦装置(200)包括限定摩擦表面(206)的环状摩擦模块(204)，所述环状摩擦模块围绕摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)延伸并且适于倚靠在关于摩擦装置(200)旋转的圆柱形表面(26)上而且在该圆柱形表面上施加摩擦力矩，并且其中摩擦表面(206)在围绕旋转的所述圆柱形表面(26)安装所述摩擦装置(200)之前是圆柱形的。
2.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中摩擦模块(204)包括径向延伸的防尘密封唇(214)。
3.根据权利要求1至2其中一项所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中它包括环状弹簧(180)，得益于径向力(F1)，所述环状弹簧适于将摩擦表面(206)挤压倚靠在圆柱形表面(26)上。
4.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中摩擦模块(204)的径向部分包括收缩部(220)，所述收缩部限定在摩擦表面(206)和与框架(202)紧固在一起的摩擦模块(204)的主要部分(208，210)之间的铰链。
5.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中摩擦表面(206)由两个表面(222)所限定的部分支撑，所述两个表面相对于径向方向(Y-Y’)形成角度(β)，并且其中所述角度(β)的值小于30°。
6.根据权利要求5所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中所述角度(β)的值是20°。
7.根据权利要求5或6所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中支撑摩擦表面(206)的所述由两个表面(222)所限定的部分沿径向方向(Y-Y’)从摩擦模块(204)的主要部分(208，210，212)延伸出磨损层(224)。
8.根据权利要求7所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中沿着摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的磨损层(224)的厚度(e)等于摩擦表面(206)的宽度(w206)的四分之一。
9.根据权利要求8所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中，沿着摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的磨损层(224)的厚度(e)是0.5mm。
10.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中它被适配用于安装在内圆柱形表面(102)上，并且其中摩擦模块(204)向摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)施加径向弹性力(F2)。
11.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中它被适配用于安装在外圆柱形表面上，并且其中摩擦模块(204)在相对于摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的方向上施加弹性力。
12.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中沿摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的摩擦表面(206)的宽度(w206)超过0.5mm。
13.根据权利要求12所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中沿摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的摩擦表面(206)的宽度(w206)超过1mm。
14.根据权利要求12或13所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中沿摩擦装置(200)的旋转轴(X200-X’200)的摩擦表面(206)的宽度(w206)是2mm。
15.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中它包括与摩擦模块(204)紧固在一起的环状框架(202)。
16.根据权利要求1所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中所述摩擦装置(200)与所述轴承(B)的其中一个环(150，154)紧固在一起。
17.根据权利要求16所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中摩擦装置(200)与轴承(B)的外环(150)紧固在一起旋转并且在旋转轴(2)上施加摩擦力矩。
18.根据权利要求16所述的用于转向系统的轴承组件(A)，其中摩擦装置(200)与轴承(B)的内环(154)紧固在一起旋转并且在圆柱形表面(102)上施加摩擦力矩，轴承(B)的外环(150)安装在所述圆柱形表面上。
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