CN103429465B - 转向柱部分上转向柱杠杆的轴承组件和具有这种轴承组件的机动车辆 - Google Patents

转向柱部分上转向柱杠杆的轴承组件和具有这种轴承组件的机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机动车辆的转向柱部分(1)上的转向柱杠杆的轴承组件(2)，其中转向柱杠杆至少间接地经由轴承(5，9)可枢转地安装在转向柱部分(1)上，所述轴承（5,9）具有主支承点(26、28)，所述主支承点通过主轴承轴颈(4，10)和相应的主轴承套筒(20，21)形成。轴承(5，9)具有额外的轴承轴颈(7，11)，所述额外轴承轴颈(7，11)与主轴承轴颈(4，10)同中心地布置，特别地具有比主轴承轴颈(4，10)小的直径，其中轴承(5，9)的额外的支承点(27，29)通过额外的轴承轴颈(7，11)和相应的额外的轴承套筒(17，23)形成，且其中主支承点(26、28)设计为具有游隙，且额外的支承点(27，29)设计为没有游隙。

Description

转向柱部分上转向柱杠杆的轴承组件和具有这种轴承组件的机动车辆
技术领域
本发明涉及机动车辆转向柱部分上的转向柱杠杆的轴承组件，其中转向柱杠杆在转向柱上经由轴承至少间接地可枢转地安装。轴承具有主支承点，所述主支承点通过主轴承轴颈和相应的主轴承套筒或主轴承壳体形成。本发明还涉及具有这样的轴承组件的机动车辆。
背景技术
用于机动车辆的转向柱杠杆或转向柱切换器的轴承组件是本领域已知的。通常的通用接头被使用，其还被称为万向节。万向节的使用允许转向柱杠杆沿两个枢转方向枢转运动。中间元件用于此目的：首先该中间元件沿第一枢转方向可枢转地安装在转向柱部分，其次实际的转向柱杠杆沿与第一枢转方向垂直的第二方向可枢转地安装在中间元件上。
在轴承组件的开发或轴承的尺寸设定过程中，必须做出一些妥协：轴承必须尺寸设定的足够大且结实，以抵抗在转向柱杠杆促动时作用在支承点上的促动力。最重要的是，在用户"有力地"或大力促动转向柱杠杆时，轴承组件必须能吸收"误用的力"。如果主支承点(主轴承轴颈和相应的主轴承套筒)尺寸充分大，则在主轴承轴颈和相应的主轴承套筒之间必定存在一定程度的游隙，从而转向柱杠杆可容易地且不费很大力地运动。如果在主轴承轴颈和主轴承套筒之间没有游隙，则必须施加相对高的扭矩以便促动转向柱开关。
首先主支承点必须尺寸充分大，使其抵抗相对高的促动力，且因此使轴承不被损坏。其次主支承点必须具有相应的游隙，从而转向柱杠杆可通过合理的力促动。转向柱杠杆因此可能由于公差而摆动。
发明内容
本发明的目的是找到一种方式，在最初所述类型的轴承组件中，首先转向柱杠杆促动时相对高的力(例如误用的力)可被抵抗，因此转向柱杠杆可构造为足够结实，并且其次转向柱杠杆的预期的高质量可被确保。
该目的通过根据本发明第一方面的轴承组件实现，且通过根据本发明第二方面的机动车辆实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、以下描述和附图的主题。
在根据本发明的机动车辆转向柱部分上的转向柱杠杆的轴承组件中，转向柱杠杆经由轴承至少间接地可枢转地安装在转向柱部分上。轴承包括主支承点，所述主支承点通过主轴承轴颈和相应的主轴承套筒形成。根据本发明，轴承还具有额外的轴承轴颈，所述额外的轴承轴颈相对于主轴承轴颈同轴或同中心地布置，且特别地具有比主轴承轴颈小的直径。额外的轴承轴颈和相应的额外的轴承套筒或壳体形成轴承的额外的支承点。所提供的是，主支承点形成为具有游隙，而额外的支承点没有游隙(沿径向和/或轴向方向)。这意味着主轴承轴颈和主轴承套筒相对于彼此具有游隙，而额外的轴承套筒和额外的轴承轴颈布置为相对于彼此没有游隙。
根据本发明的效果也可获得，因为连同主支承点，还提供了额外的支承点，所述额外的支承点通过额外的轴承轴颈(特别地，具有较小直径)和相应的额外的轴承套筒形成。主支承点(通过具有主轴承轴颈和主轴承套筒形成)可由此因为具有相对大的直径而抵抗高促动力，从而转向柱开关特别结实，且可抵抗高的误用力。另一方面，额外的支承点(通过额外的轴承轴颈和额外的轴承套筒形成)被设计为没有游隙，且由此确保转向柱开关的预期的高质量。如果额外的支承点形成为具有较小直径，则存在的优势是不需要施加大扭矩需要以促动转向柱杠杆。额外的支承点处的摩擦力矩在这里由于小直径而低至可忽略，且用户可不费很大力地促动转向柱杠杆。轴承力仅通过额外的支承点吸收，直到主支承点中的游隙已经被克服，且主支承点取得支撑功能。通过根据本发明的轴承组件，不管更大的公差，仍可提供始终100％没有游隙的轴承(不影响成本)，这确保转向柱开关的预期的高质量。
由此额外支承点被设计为没有游隙，而主支承点具有游隙。如果额外的轴承轴颈或轴承销具有比主轴承轴颈小的直径，则本发明的优点可完全被利用。首先转向柱杠杆的预期高质量由此得以确保，因为在额外的支承点中没有游隙；其次转向柱杠杆可被特别可靠地且不费很大力地促动(即通过低的扭矩)，因为这里出现的摩擦力矩尤其低(因为小直径)。
已经证明，如果额外的轴承轴颈与额外的轴承套筒弹性地配合则是尤其有利的。由此额外的支承点可以是弹性支承点，其中至少一个轴承配合件的弹性变形被允许。该实施例具有的优势是，促动力仅作用在额外的(小的)支承点上，直到达到相应的扭矩，且主支承点中的游隙已经被克服。随后主支承点取得其实际的支撑功能，且所有促动力可被主支承点吸收。这防止轴承组件损坏，特别在是包括额外轴承轴颈和额外轴承套筒的额外的支承点的损坏。
额外支承点的弹性可以各种方式获得：首先额外的轴承轴颈和/或额外的轴承套筒可具有用弹性材料制造的元件(例如橡胶)，其可在与轴承配合件相互作用时弹性地变形。其次(-另外或替换地)，额外的轴承套筒可被设置有至少一个槽道，所述至少一个槽道形成为朝向面向额外的轴承轴颈的轴承套筒的周边敞开。至少一个槽道可沿径向方向延伸。槽道随后确保额外的轴承套筒的弹性变形。例如两个或三个或四个槽道可设置，其每一个从轴承套筒的周边径向地向外延伸。在具有至少一个槽道的实施例中，额外的轴承套筒可甚至完全地用塑料制造；额外的轴承轴颈也可用塑料制造。
在一个实施例中，额外的轴承轴颈沿轴向方向直接邻近主轴承轴颈。例如额外的轴承轴颈可形成为主轴承轴颈的连续部分。额外的支承点可由此直接地紧邻主支承点。这具有的优势是轴承作为一个整体可尤其紧凑地构造。其次这确保力向主支承点可靠地传递，且额外的支承点被保护而不被损坏。
在尤其稳定的和结实的轴承组件中，主轴承轴颈和额外的轴承轴颈整体地形成且整体地连结在一起。
优选地，转向柱杠杆经由万向节(万向接头)附接到转向柱部分。万向节优选具有中间元件，所述中间元件首先被沿第一枢转方向可枢转地安装在转向柱部分上；其次实际的转向柱杠杆可被枢转地安装在中间元件处，具体地沿垂直于第一方向的第二枢转方向。具体地，万向节的中间元件经由所述轴承可枢转地安装在转向柱部分，所述轴承包括主支承点和额外的支承点。但是另外或替换地，还提供的是，实际的转向柱杠杆经由这样的轴承可枢转地安装在中间元件处，所述轴承具有主支承点和额外支承点。
连同上述(第一)轴承，轴承组件还可具有第二轴承，所述第二轴承与第一轴承同轴或同中心地布置。第二轴承还可包括主支承点，所述主支承点通过主轴承轴颈和相应的主轴承套筒或主轴承壳体形成。第二轴承的额外的支承点(如在第一轴承中)可通过额外的轴承轴颈和额外的轴承套筒形成，所述额外的轴承轴颈与主轴承轴颈同轴布置，且具有较小直径。为了将转向柱杠杆安装在转向柱部分上，在该实施例中，可提供两个分开的同轴轴承，它们彼此相对布置，其具体地布置为相互相对，每一个具有所述主支承点和额外的支承点。这使得轴承组件特别稳定。
具有相应的额外的支承点的第二轴承的使用还允许提供沿径向和轴向方向都没有形成游隙的轴承组件。例如第一轴承可确保沿径向方向没有游隙，而第二轴承确保沿轴向方向没有游隙。第一轴承的额外的轴承轴颈可被径向地无游隙地支撑在同一轴承的额外的轴承套筒上，从而第一轴承的额外的支承点和因此整个轴承组件沿径向方向没有形成游隙。对比地，第二轴承的额外的轴承轴颈可被基本上轴向地支撑在第二轴承的额外的轴承套筒上，从而第二轴承的额外的支承点和因此整个轴承组件沿轴向方向没有形成游隙。由此尤其高质量的轴承组件可以形成，其中沿径向或轴向方向根本不存在游隙，且由此不会引起摆动运动。
两个轴承优选相对于彼此布置成额外的轴承轴颈朝向或面向彼此。相应的主轴颈因此朝向彼此。
本发明还涉及具有根据本发明的轴承组件的机动车辆。与根据本发明的轴承组件相关提出的优选实施例和其优点因此适用于根据本发明的机动车辆。
本发明的进一步特征从权利要求、附图和附图说明中给出。上面在描述中所述的所有特征和特征组合以及显示在下面附图说明中和/或仅显示在附图中的特征和特征组合，不仅可用于指定组合，还可用于其他组合或单独使用。
附图说明
现在参考各优选示例性实施例和所附附图在下文详细描述本发明。
附图为：
图1示意性且透视地显示了根据本发明一个实施例的轴承组件的转向柱部分；
图2A和2B示意性且透视地显示了具有安装在其中的万向节的中间元件的转向柱部分；
图3示意性且透视地显示了万向节的中间元件；
图4示意性且透视地显示了轴承的主轴承轴颈和额外的轴承轴颈；和
图5示意性地显示了穿过具有第一轴承和相对的第二轴承的轴承组件的横截面。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据本发明一个实施例的壳体形式的转向柱部分1，其是轴承组件2的一部分。转向柱部分1是例如小汽车的机动车辆转向柱的一部分。转向柱部分1在本文是以壳体的形式形成的，且适于安装万向节的中间元件3(见图2)，其在图1中未示出。
第一轴承5的主轴承轴颈或主轴承销4形成在转向柱部分1上，且可被接收在中间元件3的相应的主轴承套筒或主轴承壳体中。第一轴承5的额外的轴承轴颈7沿轴向方向(箭头6)直接地邻近主轴承轴颈4。额外的轴承轴颈7在本文形成为主轴承轴颈4的轴向延长部分。圆柱形额外的轴承轴颈7具有比主轴承轴颈4小的直径。主轴承轴颈4和同轴的额外轴承轴颈7(从主轴承轴颈4的面轴向突出)两者都是圆柱体或类圆柱体，从而第一轴承5是枢转轴承，或万向节的中间元件3可经由轴承5绕枢转轴线8可枢转地安装在转向柱部分1上。
与第一轴承5相对的是同中心的第二轴承9，所述第二轴承9还具有沿轴向方向朝向第一轴承5的方向的主轴承轴颈10。第二轴承9还包括具有较小直径的额外的轴承轴颈11(图4)，其在图1中未示出。万向节的中间元件3可由此经由两个轴承5和9绕枢转轴线8可动地安装在转向柱部分1的两侧。在中间元件3在图2所示的安装状态下，中间元件3位于第二轴承9的止动件13和第一轴承5的止动件12之间。中间元件3可被保持在接收器14中，所述接收器14形成在转向柱部分1中，即在两个半壳体1a和1b之间。这两个半壳体1a、1b可例如通过螺纹连接而连接在一起，例如通过螺钉15。
图2A显示了轴承组件2，其中万向节的中间元件3处于安装状态。转向柱部分1被从与图1的相同方面显示，其中中间元件3被保持在转向柱部分1的接收器14的中的区域中。如箭头16所示，轴承组件2的区域在图2B中被放大显示。
如上所述，中间元件3具有相应的轴承壳体，即用于接收第一轴承5的主轴承轴颈4的主轴承套筒，和用于接收额外的轴承轴颈7的较小的额外的轴承套筒17。在中间元件3处在安装状态下，额外的轴承轴颈7延伸通过额外的轴承套筒17，且突出到该额外的轴承套筒17以外，从而额外的轴承轴颈7的小的区域或自由端部突出到中间元件3的表面上方。这在图2B中清楚地示出。
进而参考图2A，中间元件3还具有两个轴承壳体18、19，转向柱杠杆或转向柱开关的相应的轴承销(图中未示出)可保持在所述壳体中。转向柱杠杆可由此绕垂直于枢转轴线8(图1)延伸的枢转轴线可枢转地安装在中间元件3上。
万向节的中间元件3详细显示在图3中。它具有作为第一轴承5的一部分的主轴承套筒20和具有属于第二轴承9的又一个主轴承套筒21。相应的主轴承轴颈4和10可被保持在主轴承套筒20、21中，如图1所示。同中心额外的轴承套筒17直接地沿轴向方向邻近主轴承套筒20，且适于接收额外的轴承轴颈7。还在该实施例中，四个槽道22形成在中间元件3中，从额外的轴承套筒17径向地延伸，且整体采取十字的形式。槽道22形成为朝向额外的轴承套筒17敞开。
相应地，邻近第二轴承9的主轴承套筒21的是额外的轴承套筒23，其与主轴承套筒21布置为同中心，且还被四个槽道24围绕。相应的额外轴承轴颈11(图4)可被保持在第二轴承9的额外的轴承套筒23中
图4显示了第二轴承9的主轴承轴颈10和额外的轴承轴颈11。如图4所示，额外的轴承轴颈11具有比主轴承轴颈10小得多的直径。与第一轴承5对比，第二轴承9的主轴承轴颈10具有轴向接收器25，额外的轴承轴颈11布置在该接收器25中。额外的轴承轴颈11延伸通过轴向接收器25，且突出到主轴承轴颈10以外，即沿枢转轴线8(图1)的方向或轴向方向。额外的轴承轴颈11沿轴向方向比主轴承轴颈10延伸得略远。
图5显示了沿图1的枢转轴线8通过轴承组件2的截面视图。这里可以看到第一轴承5和第二轴承9。第一轴承5包括第一支承点26和第二支承点27。第一支承点26首先通过主轴承轴颈4形成，且其次通过中间元件3的主轴承套筒20形成。相应地，额外的支承点27通过额外的轴承轴颈7和中间元件3中的额外的轴承套筒17形成。如图5所示，额外的轴承轴颈7延伸通过额外轴承套筒17，且突出到额外轴承套筒以外，即沿轴向方向向外。然而主支承点26具有游隙，额外的支承点27被设计为没有游隙。额外的轴承轴颈7径向地支撑在额外的轴承套筒27上，从而第一轴承5确保沿径向方向没有游隙的轴承组件2。
对比地，第二轴承9如前所述具有主轴承轴颈10和额外的轴承轴颈11，所述的额外的轴承轴颈11从主轴承轴颈10中的轴向接收器25沿轴向方向突出。第二轴承9还包括主支承点28和额外的支承点29。主支承点28首先通过主轴承轴颈10形成，且其次通过主轴承套筒21形成。该主支承点28在这里具有游隙，类似于第一轴承5的主支承点26。第二轴承9的额外的支承点29通过额外的轴承轴颈11和中间元件3中的额外的轴承套筒23形成。与第一轴承5对比，这里额外的轴承轴颈11非径向地或不仅径向地且轴向地被支撑在额外的轴承套筒23。该额外的支承点还被形成没有游隙，从而第二轴承9确保沿轴向方向没有游隙。
第一轴承的额外的支承点27和第二轴承9的额外的支承点29形成为弹性支承点。由此至少一个轴承的配合件(partner)，即额外的轴承轴颈7、11和/或额外的轴承套筒17、23的弹性变形被允许。原则上，这里可提供的是，额外的轴承轴颈7、11和/或额外的轴承套筒17、23至少在一些区域用弹性材料制成，例如橡胶。替换地，额外的轴承轴颈7、11和/或额外的轴承套筒17、23可完全用塑料或另外的坚固材料制造；在该情况下，额外的支承点27、29的弹性通过十字形状的槽道22或24确保。
总的来说，提供了转向柱部分1上转向柱杠杆的轴承组件2，其首先具有特别高的质量，其次还很结实。主支承点26、28可抵抗高促动力；其次较小的额外的支承点27、29确保无游隙安装布置2，且因此确保转向柱开关的预期的高质量。

Claims (9)

1.一种机动车辆的转向柱部分上的转向柱杠杆的轴承组件(2)，其中转向柱杠杆至少间接地经由轴承(5，9)可枢转地安装在转向柱部分(1)上，所述轴承(5，9)具有主支承点(26、28)，所述主支承点(26、28)由主轴承轴颈(4，10)和相应的主轴承套筒(20，21)形成，其特征在于，轴承(5，9)具有额外的支承点(27，29)，所述额外的支承点(27，29)布置为相对于主支承点(26、28)同中心，且由额外的轴承轴颈(7，11)和相应的额外的轴承套筒(17，23)形成，其中主支承点(26、28)形成为具有游隙，而额外的支承点(27，29)形成为没有游隙。
2.如权利要求1所述的轴承组件(2)，其特征在于，额外的轴承轴颈(7，11)具有比主轴承轴颈(4，10)小的直径。
3.如权利要求1或2所述的轴承组件(2)，其特征在于，额外的轴承轴颈(7，11)与额外的轴承套筒(17，23)弹性地配合。
4.如权利要求1或2所述的轴承组件(2)，其特征在于，额外的轴承轴颈(7，11)沿轴向方向直接邻近主轴承轴颈(4，10)。
5.如权利要求1或2所述的轴承组件(2)，其特征在于，主轴承轴颈(4，10)和额外的轴承轴颈(7，11)整体地形成。
6.如权利要求1或2所述的轴承组件(2)，其特征在于，转向柱杠杆经由万向节可枢转地安装在转向柱部分(1)上，其中万向节的中间元件(3)经由轴承(5，9)安装在转向柱部分(1)上。
7.如权利要求1或2所述的轴承组件(2)，其特征在于，第二轴承(5，9)，所述第二轴承(5，9)与第一轴承(5，9)同中心地布置，且具有主支承点(26、28)和额外的支承点(27，29)，该主支承点(26、28)由主轴承轴颈(4，10)和相应的主轴承套筒(20，21)形成，该所述额外的支承点(27，29)由额外的轴承轴颈(7，11)和相应的额外轴承套筒(17，23)形成，该额外的轴承轴颈(7，11)与该主轴承轴颈(4，10)同轴布置，且具有比该主轴承轴颈(4，10)小的直径。
8.如权利要求7所述的轴承组件(2)，其特征在于
-第一轴承(5)的额外的轴承轴颈(7)被径向地支撑在第一轴承(5)的额外的轴承套筒(17)上，且由此第一轴承(5)的额外的支承点(27)沿径向方向形成为没有游隙，和
-第二轴承(9)的额外的轴承轴颈(11)被轴向地支撑在第二轴承(9)的额外的轴承套筒(23)上，且由此第二轴承(9)的额外的支承点(29)沿轴向方向形成为没有游隙。
9.一种机动车辆，具有如前述任何一项权利要求所述的轴承组件(2)。
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