CN103629242B - 特别用于机动车电动转向轴承的滚动轴承保持架 - Google Patents

特别用于机动车电动转向轴承的滚动轴承保持架 Download PDF

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Abstract

滚动轴承保持架旨在提供一排滚动元件的周向间隔，并且包括：用于该排第一滚动元件的第一凹口32，这些凹口设置有用于将该保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置34；用于该排第二滚动元件的第二凹口24，其没有设置有用于将该保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置；以及其间限定第一和第二凹口的分隔部22、30。限定第一凹口之一的每个分隔部30包括切口40，其在所述分隔部的每一侧上轴向打开且径向打开。

Description

特别用于机动车电动转向轴承的滚动轴承保持架
技术领域
本发明涉及滚动轴承领域，特别是在机动车电动助力转向系统中使用的滚动轴承。
更具体地，本发明涉及在滚动轴承的滚动元件之间设置周向间隔的保持架。
背景技术
机动车电动助力转向系统通常包括位于转向柱上或者下部组件上的机电致动器，其包括旨在实现车辆转向轮的角度定位的机械部件。机电致动器包括旋转电动机，其轴由至少一个滚动轴承直接或经由滚珠丝杠系统支撑。
滚动轴承通常包括内环、外环和设置在这些环之间通常为滚珠的一排滚动元件。
由文件FR-A1-2911934可知，滚动轴承的保持架包括用于容纳滚珠的多个凹口，其中的每个由布置在所述保持架的后跟部的相对侧上的两个爪部部分地限定。这样的保持架在很多应用中是完全令人满意的。然而，在涉及低转速的应用中，或者在旋转方向急剧反向的应用中，这种保持架遇到各种困难。具体而言，在滚珠的作用下，保持架可能经受广泛的变形且与内环接触，导致其受到损坏，甚至毁掉。
另外，当负荷施加到轴承的方向变化时，例如，当配备有如上所述的电动助力转向系统的车辆的轮子因驾驶员操作停车时而左转或右转时，保持架同样严重变形，甚至毁掉。而且，可以证明很难在滚珠上装配这样的保持架。
由文件FR-A1-2883941还可知，保持架用于滚动轴承，并且包括用于滚珠的设置有用于将保持架保持在滚珠上的轴向保持爪部的第一凹口以及没有设置有轴向保持爪部且确定尺寸的第二凹口，从而为相关的滚珠提供相对大的自由度，以便它们可以相对于所述第二凹口径向和周向运动。
由于具有这样的保持架，减少了第二凹口中容纳的滚珠和保持架之间的相互作用。另外，滚珠能相对彼此运动，限制了在两个相邻滚珠相反运动的情况下变形的风险。而且，就仅凹口的部分配备有轴向保持爪部来说，更容易将保持架装配在滚珠上。
然而，在装配保持架时将爪部夹持在滚珠上可能导致在所述保持架上出现小裂纹，并且这可能导致在使用中更加迅速的恶化。
发明内容
本发明的一个目的是克服这些缺陷。
更具体而言，本发明旨在提供一种用于滚动轴承的易于装配且提供良好可靠性的保持架。
本发明还旨在提供一种小尺寸、限定重量且在使用中没有很大变形的保持架。
在一个实施例中，旨在提供一排滚动元件的周向间隔的滚动轴承保持架包括：用于该排第一滚动元件的第一凹口，这些凹口设置有用于将保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置；用于该排第二滚动元件的第二凹口，其没有设置有用于将保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置；以及其间限定第一和第二凹口的分隔部。限定第一凹口之一的每个分隔部包括切口，其在所述分隔部的每一侧上轴向打开且径向打开。
最好地，所述切口使连接至相关第一凹口的壁的片保持在所述分隔部。
在一个实施例中，所述切口在凹口的相对侧上轴向打开。
保持架可包括分隔部从其突出的轴向部。分隔部的切口可在轴向保持装置的相对侧上的轴向部的端面的方向上轴向打开。
在一个实施例中，第一凹口包括恒定厚度的球形壁。
限定第一凹口之一的每个分隔部可包括爪部，其朝着相邻分隔部的爪部周向延伸且形成轴向保持装置。
在一个实施例中，限定第二凹口的分隔部别包括凹处，其在凹口的相对侧上轴向打开且朝着内部径向打开。作为选择，或作为结合，所述分隔部别包括凹处，其在凹口的相对侧上轴向打开且朝着外部径向打开。
在另一个实施例中，限定第二凹口之一的每个分隔部包括凹处，其在凹口的相对侧上轴向打开且在所述分隔部的每一侧上径向打开。
限定第二凹口之一的每个分隔部可包括切口，其在与凹口的相同侧上轴向打开，并且在所述分隔部的每一侧上径向打开。第二凹口可具有基本上呈圆柱形的侧壁。
例如，保持架可以以合成材料制成单件，优选的是采用聚合物材料。
本发明的第二方面涉及一种滚动轴承，其包括外环、内环、设置在这些环之间的至少一排滚动元件、以及如上文所定义的保持架。
本发明的第三方面涉及一种机动车电动助力转向系统，其包括如上文所定义的至少一个滚动轴承。
附图说明
通过详读以非限定性示例给出且由附图示出的具体实施例的详细说明，可以更好地理解本发明及其优点，其中：
-图1是根据本发明第一示例的滚动轴承的透视图，
-图2和3是图1的轴承的保持架的透视图，以及
-图4至6是根据本发明第二、第三和第四示范性示例的保持架的透视图。
具体实施方式
在图1中可以看出，滚动轴承10包括外环12、内环14、多个滚动元件16以及保持架18，多个滚动元件16在这里被制成滚珠的形式，保持架18保持滚动元件的均匀周向间隔。外环12和内环14是实心的。“实心环”是指这样的环，也就是其形状是通过机械加工从管子、棒料、铸造和/或轧制的毛坯中去除切削物（车削、磨削）而获得的。
外环12在其孔区域中包括在横截面上具有与滚动元件16匹配的凹形内轮廓的深凹槽滚道，所述滚道面朝径向向内。内环14在其圆柱形外表面中也包括在横截面上具有与滚动元件16匹配的凹形内轮廓的深凹槽滚道，所述滚道面朝径向向外。保持架18径向地设置在内环14的外表面和外环12的孔之间。
如图2和3更加明显地所示，保持架18包括设计成轴向地布置在滚动元件的一侧上且形成后跟部的环形轴向部20，和从在所述部分的径向端面20a的相对侧上的轴向部20轴向延伸的分隔部22或分隔指件。分隔部22与轴向部20为一件，并且在它们之间限定有切口24，滚动元件布置在这些切口中。
分隔部22采用从轴向部20轴向突出的销钉的形式，所述部分由与轴向部20的孔对齐的内表面和由与所述轴向部的外表面对齐的外表面径向限定。分隔部22通过限定了切口24的基本上圆柱形的轴向侧壁而被限定在圆周方向上。限定每个切口24的壁的圆柱直径大于滚动元件的直径，从而可给所述滚动元件提供一些间隙以相对于切口24在径向和周向上运动。每个切口24朝着内部且朝着外部径向打开，并且在轴向部20的相对侧上轴向打开，以便允许保持架18被装配。切口24具有设置有圆柱边缘或壁的轴向开口，从而减小摩擦所述保持架的滚动元件的摩擦。
每个分隔部22包括形成在其自由端且在轴向部20的相对侧上轴向打开的切口26。切口26朝着保持架的内侧和外侧径向打开。换言之，每个切口26在相关分隔部22的每一侧上径向打开。每个切口26在相关分隔部22上限定基本上为圆柱形状的两个轴向凸部28，其轴向地位于轴向部20的相对侧上，且轴向地延伸所述分隔部的侧壁。凸部28不适合提供保持架的轴向保持力于滚动元件上。切口24不设置有这样的轴向保持装置。
保持架18还包括混合分隔部30，其限定设置有轴向保持装置的切口32，用于将所述保持架保持在滚动元件上。如下面所描述，混合分隔部30具有中空结构以提高切口32的柔性。
在所示的实施例中，保持架18包括六个混合分隔部30，其成对地限定三个切口32，而切口24的数量是九，并且分隔部22的数量是六。切口32具有往往包围相关滚动元件的球形总体形状。切口32均匀地分布在圆周方向上，以便提供保持架18的均匀轴向保持力于滚动元件上。
混合分隔部30采取指件或销钉的形式，从轴向部20轴向突出且由与所述轴向部20的孔和外表面分别对齐的内外表面径向限定。每个混合分隔指件30在圆周方向的一侧上具有基本上为圆柱形的侧壁，从而它与相邻分隔部22一起形成相邻于切口32的切口24之一，并且在另一侧上具有球形壁，其与相邻混合分隔部30的球形壁连接以适当地形成实际的切口32。每个切口32的壁是球形的并且形成恒定厚度的杯体以容纳相关的滚动元件。这意味着可获得提供良好柔性的切口32。
每个分隔指件30包括爪部34，其在与轴向部20的相对侧上轴向延伸并且其自由端在圆周方向上朝着相邻混合分隔部30的相对爪部34延伸以限定相同的切口32。每个爪部34的凹形内表面形成切口32的球形壁的部分。与切口32相关的两个爪部34朝向彼此延伸，它们的自由端分隔开的距离小于滚动元件的直径。通过咬合在布置在所述切口中的滚动元件上，切口的爪部34能轴向地保持所述保持架18。保持架18由爪部34轴向地保持在一排滚动元件上。
每个混合分隔部30还包括在与轴向部20相反的方向上轴向延伸的圆柱形状的轴向凸部36。每个混合分隔部30的凸部36与相邻分隔部22的凸部28一起部分地限定未设置有轴向保持装置的切口24之一。每个凸部36不能相对于布置在与切口32相邻的切口24中的滚动元件提供保持架的轴向保持力。
每个混合分隔部30的爪部34和凸部36在圆周方向上由凹处38分开，从而爪部34具有相对小的圆周厚度和一定程度的柔性，其在轴向推力沿所述滚动元件的方向被施加在保持架的轴向部20上时允许保持架18经由爪部34的圆周部分被夹在滚动元件上。每个凹处38形成在相关混合分隔部30的自由端处，并且在轴向部20的相对侧上轴向打开。每个凹处38朝着端面20a轴向延伸且朝着保持架的内外部径向打开。换言之，每个凹处38在相关混合分隔部30的每一侧上径向打开。每个切口32朝着该内外部径向打开，并且也在轴向部20的相对侧上轴向打开，从而允许保持架18被安装。
每个混合分隔部30还包括从所述轴向部的端面20a轴向延伸的切口40。切口40轴向延伸直至靠近在爪部34和凸部36之间形成的凹处38，使得小厚度的连接到相关切口32的球形壁的片42轴向地保持在它们之间。总体上矩形形状的切口40轴向地位于凹处38的延长部分上。切口40在切口24、32的相对侧上轴向打开。切口40在相关分隔部30的每一侧上径向打开。切口40在保持架的轴向部20的孔中朝着内部径向打开，并且在分隔指件的外表面朝着外部径向打开。开口端的切口40穿过分隔部30的厚度。切口40在圆周方向上由混合分隔部30以及凹口32的球形壁限定。切口40在圆周方向上位于凹口32和相邻凹口24之间。
其间限定凹口32之一的相邻混合分隔部30在所述凹口的每一侧上包括朝着所述轴向部的端面20a轴向打开且在所述内外部上径向打开的两个切口40和由所述切口限定的两个柔性片42。每个凹口32相对于爪部34朝着轴向部的端面20a轴向偏移。切口40在保持架18上形成其中局部弱化所述保持架的机械强度的区域，以促进片42在轴向部20的侧面上轴向变形以及凹口32的柔性。此外，切口40通过减少所用的材料量而形成使保持架18变轻的凹处。通过模制聚合物材料比如聚酰胺，例如特别是PA66或PA46，或者聚醚醚铜（PEEK），保持架18优选地被制成单件。
图4中相同的元件具有相同的附图标记，在该图中所示的另一形式的实施例区别仅在于保持架的每个分隔部22在其内表面上包括从轴向部的端面20a轴向延伸进入切口26附近的凹处50。凹处50在凹口24和32的相对侧上朝着端面20a轴向打开，朝着内部径向打开进入保持架的轴向部的孔中，并且朝着外部由分隔部22径向限定。每个凹处50总体上呈矩形形状。
作为选择，如图5所示，其中相同的元件具有相同的附图标记，保持架的每个分隔部22在其外表面上包括从轴向部的端面20a轴向延伸进入切口26附近的凹处52。凹处52在凹口24和32的相对侧上轴向打开，朝着外部径向打开，并且朝着内部由分隔部22径向限定。每个凹处52总体上呈矩形形状。
在图6所示的另一形式的实施例中，其中相同的元件具有相同的附图标记，保持架的每个分隔部22包括从轴向部的端面20a轴向延伸进入切口26附近的凹处54。凹处54在凹槽24和32的相对侧上轴向打开，朝着内部径向打开进入保持架的轴向部20的孔中，并且在分隔指件的外表面的区域中朝着外部径向打开。每个凹处54总体上呈矩形形状。
通过本发明，配备有在其上有保持力的装置或夹持在滚动元件上的装置的保持架凹口在轴向方向上具有较大的柔性，使得可以在保持架通过轴向推力被装配到滚动元件上时避免裂纹的出现。切口允许保持架的柔性被局部增加。

Claims (10)

1.滚动轴承保持架，旨在提供一排滚动元件的周向间隔，并且包括：用于该排第一滚动元件的第一凹口(32)，这些凹口设置有用于将所述保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置(34)；用于该排第二滚动元件的第二凹口(24)，其没有设置有用于将所述保持架保持在所述滚动元件上的轴向保持装置；限定第一凹口(32)的第一分隔部(30)，以及限定第二凹口(24)的第二分隔部(22)，每个第二分隔部(22)包括在与第一凹口(32)和第二凹口(24)相同侧上轴向打开的并且在第二分隔部(22)的每一侧上径向打开的切口(26)，所述滚动轴承保持架还包括形成跟部的环形轴向部(20)，并且所述第一分隔部(30)和第二分隔部(22)从该跟部突出，其特征在于，每个第一分隔部(30)包括切口(40)，该切口在所述第一凹口(32)和所述第二凹口(24)的相对侧上轴向打开并且在所述第一分隔部的每一侧上径向打开，所述切口(40)从所述环形轴向部(20)的端面(20a)轴向地延伸。
2.根据权利要求1所述的保持架，其中所述第一分隔部(30)的切口(40)使连接至相关第一凹口(32)的壁的片(42)保持在所述第一分隔部。
3.根据权利要求1或2所述的保持架，其中所述第一分隔部的切口(40)在轴向保持装置(34)的相对侧上的轴向部的端面(20a)的方向上轴向打开。
4.根据权利要求1所述的保持架，其中第一凹口(32)包括恒定厚度的球形壁。
5.根据权利要求1所述的保持架，其中限定第二凹口的分隔部(22)分别包括凹处(50)，其在凹口(24、32)的相对侧上轴向打开且朝着内部径向打开。
6.根据权利要求1所述的保持架，其中限定第二凹口的分隔部(22)分别包括凹处(52)，其在凹口(24、32)的相对侧上轴向打开且朝着外部径向打开。
7.根据权利要求1所述的保持架，其中限定第二凹口之一的每个分隔部(22)包括凹处(54)，其在凹口(24、32)的相对侧上轴向打开且在所述分隔部的每一侧上径向打开。
8.根据权利要求1所述的保持架，其中第二凹口(24)具有基本上为圆柱形的侧壁。
9.滚动轴承，包括内环、外环、设置在所述环之间的至少一排滚动元件、以及根据前述权利要求中任一项所述的保持架。
10.用于机动车的电动助力转向系统，包括至少一个根据权利要求9所述的滚动轴承。
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