CN104937293B - 用于滚动轴承特别是用于机动车辆电动转向轴承的保持架 - Google Patents

Abstract

一种用于滚动轴承的保持架，旨在确保成排滚动元件的周向间距，并且包括用于所述滚动元件的凹处(12、14)和分别连接两个连续凹处的连接部(16)。至少一个凹部(18)形成在至少一个所述突出部的厚度中。

Description

用于滚动轴承特别是用于机动车辆电动转向轴承的保持架

技术领域

本发明涉及滚动轴承特别是用于机动车电动转向装置的滚动轴承的领域。

更具体地说，本发明涉及一种确保滚动轴承的滚动元件之间的周向间距的保持架。

背景技术

机动车电动转向装置通常包括位于转向柱上或下部组件上的机电致动器，下部组件包括的机械部件旨在确保车辆转向轮的角度定位。机电致动器包括旋转电动马达，其轴或直接地或经由滚珠丝杠系统支撑在至少一个滚动轴承中。滚动轴承通常包括内圈、外圈、以及布置在这些圈之间的成排滚动元件(通常为滚珠)。

根据文献FR-A1-2911934，已知的滚动轴承保持架包括容纳滚珠的多个凹处，其中的每个由相对于所述保持架的脚跟部布置的两个爪部分地限定。这种保持架在许多应用中完全令人满意。然而，在涉及低转速的应用中或者在旋转方向急剧反转的应用中，这种保持架会遇到各种困难。具体地，在滚珠作用下，保持架可能遭受大范围变形并且与内圈接触，导致其被损坏甚至摧毁。

此外，当负载被施加到滚动轴承的方向变化时，例如当配备有如上所述的电动转向系统的车辆的车轮随着驾驶员在停车时操纵向左和向右转向时，所述保持架同样严重变形甚至被毁坏。

根据文献FR-A1-2883941，同样已知的是，滚动轴承的保持架包括设置有用于保持架轴向保持在滚珠上的轴向保持爪的第一凹处和没有轴向保持爪的第二凹处。

在涉及高轴向和径向载荷以及低旋转速度例如速度在100和300rpm之间的应用中，滚动轴承受到大范围变形。这样的保持架不提供相对彼此足够自由的滚珠，这意味着如果两个相邻的滚珠沿相反的方向运动则保持架同样严重变形。这可能会导致保持架被毁坏。

发明内容

本发明的目的是克服这些缺点。

更具体地，本发明的目的是提供一种具有良好可靠性的滚动轴承保持架。

本发明的另一目的是提供一种可以以有限风险损坏而变形的保持架。

本发明的另一目的是提供一种体积小、重量有限且易于装配的保持架。

在一实施例中，一种用于滚动轴承的保持架，该保持架用于确保成排滚动元件的周向间距，并且包括用于所述滚动元件的凹处(pocket)和分别连接两个连续凹处的连接突出部，至少一个凹部形成在至少一个所述突出部的厚度中。

所述连接突出部可以在两个相关的凹处之间沿周向延伸。有利地，所述连接突出部相对于凹处的开放自由端朝向所述保持架的内侧轴向偏移并且相对于所述凹处的底部朝向外侧轴向偏移。

所述凹部可以沿第一方向从所述连接突出部的一个边缘朝向相对边缘延伸，以便在该突出部上留下厚度减小的区域。所述凹部可以沿与所述第一方向不同的第二方向在连接突出部的每一侧上开放。

在一实施例中，所述凹部沿径向延伸，并且在连接突出部的每一侧上沿轴向开放。所述凹部可以在保持架的内侧或外侧上沿径向开放。

在另一实施例中，所述凹部轴向或倾斜地延伸，并且在连接突出部的每一侧上沿径向开放。所述凹部可以在与凹处的同一侧上或者在与凹处的相反侧上沿轴向开放。

优选地，所述连接突出部中的每个包括形成在所述突出部的厚度中的至少一个凹部。有利地，每个凹部可以形成槽。

在一实施例中，所述保持架包括用于成排的第一滚动元件的第一凹处和用于成排的第二滚动元件的第二凹处，所述第一凹处设置有用于将保持架轴向保持在所述滚动元件上的轴向保持装置，所述第二凹处没有轴向保持装置。

所述保持架例如可以由合成材料优选的是聚合物材料制成为单件。

根据第二方面，本发明涉及一种滚动轴承，包括内圈、外圈、布置在所述圈之间的至少一排滚动元件、以及如上文所限定的保持架。

根据第三方面，本发明涉及一种机动车电动转向装置，包括至少一个如上文所限定的滚动轴承。

附图说明

通过阅读一些实施例的详细描述，本发明将得到更好地理解，实施例通过完全非限制性的示例给出并且由附图示出，其中：

-图1是根据本发明第一实施例的滚动轴承保持架的透视图，

-图2是图1的详细视图，

-图3是图2的III-III的剖视图，

-图4是根据本发明第二实施例的保持架的详细视图，

-图5是根据本发明第三实施例的保持架的详细视图，

-图6是图5的VI-VI的剖视图，

-图7是根据本发明第四实施例的保持架的详细视图，

-图8是根据本发明第五实施例的保持架的详细视图，

-图9是图8的IX-IX的剖视图，

-图10是根据本发明第六实施例的保持架的详细视图，以及

-图11是根据本发明第七实施例的保持架的详细视图。

具体实施方式

图1示出的保持架10设计成用于这种类型的滚动轴承，其包括外圈、内圈、以及以滚珠形式制成并安装在所述圈之间的多个滚动元件。保持架10使得能够维持外圈和内圈之间的滚珠的均匀周向间距。有利地，保持架10可以通过模制聚合物材料而被制成单件，例如聚酰胺特别是PA66或PA46或者可替代的是聚醚醚酮(PEEK)。

环形整体形状的保持架10包括多个凹处12、14，它们均匀地分布在圆周方向上并且被设计成容纳滚珠，并且包括接合或连接部16，其中每个连接部都将两个连续凹处连接在一起。如将在后面更详细地描述，每个连接部16被设计成允许在两个相邻的相关凹处之间相对运动。

每个凹处12、14仅在一侧上沿轴向开放，并且朝内及朝外沿径向开放，以便允许保持架10被安装和装配在滚珠上。在所示的实施例中，凹处14设置有轴向保持装置，用于将保持架轴向保持在滚珠上，如下文所述，并且凹处12没有这样的保持装置。在该例子中，有成对的紧邻凹处布置的八个凹处12。成对的凹处12由凹处14分离。在该例子中，有四个凹处14，它们均匀地分布在圆周方向上，以确保保持架10均匀地轴向保持在滚珠上。

如图2和3更明显地示出，每个凹处12包括在圆周方向上间隔开的两个大致圆柱形的侧壁12a、12b和连接侧壁12a、12b的底壁12c。所述壁12a、12b和12c具有不变的厚度。限定每个凹处12的侧壁12a、12b的柱体的直径大于滚珠的直径，使得可以提供一些间隙给所述滚珠，其中滚珠相对于凹处12沿径向和周向运动。侧壁12a、12b无法确保将保持架轴向保持在滚珠上。凹处12没有这样的轴向保持装置。

每个凹处14包括球形壁14a，其趋向于包围相关的滚珠，并且形成恒定厚度的杯以容纳所述滚珠。每个凹处14还包括两个相对的爪14b、14c，其中的每个延伸球形壁14a的一端。爪14b沿圆周方向朝向相对的爪14c延伸来限制相关的凹处14。爪14b、14c的自由端间隔开的距离小于滚珠的直径。通过夹紧到布置在所述凹处中的滚珠上，凹处的爪14b、14c能够轴向地保持保持架10。

连接突出部16彼此相同，沿周向在两个相邻的凹处之间延伸。在所示的实施例中，突出部16还沿径向延伸，并且与凹处12、14的轴向尺寸相比具有减小的轴向厚度。每个突出部16沿周向从两个相关凹处之一的壁延伸并且连接到在圆周方向上与其相反且属于另一凹处的壁。每个突出部16连接凹处12和凹处14或者连接两个凹处12。对于连接两个凹处12的每个突出部16来说，所述突出部在每一侧上沿周向连接到在与设置成用于滚珠的开口的相反侧上相关凹处的侧壁12a或12b。对于连接凹处12和凹处14的每个突出部16来说，所述突出部一方面连接到凹处12的侧壁12b，另一方面在沿周向与由限定用于每个凹处的开口的相反侧上连接到凹处14的球形壁14a。

每个突出部16沿轴向位于相关凹处的底壁12c与侧壁12a或12b的自由端之间，大致在所述自由端与所述底壁之间的中间。换句话说，每个突出部16相对于凹处12、14的开放自由端朝向内侧轴向偏移并且相对于所述凹处的底部朝向外侧轴向偏移。每个突出部16由与保持架的孔对准的内部边缘并且由与所述保持架的外表面对准的相反外部边缘沿径向限制。每个突出部16是平的。

每个突出部16包括槽18，其从所述突出部的内部边缘朝向外部边缘沿径向延伸。槽18延伸越过突出部16的大部分至外部边缘的附近，从而在所述外部边缘留下小径向厚度材料的区域。槽18在内侧上沿径向开放，未在外侧上沿径向开放。槽18在突出部16的每一侧上沿轴向开放。槽18沿轴向穿过突出部16的厚度。所示实施例中的槽18是U形的，并且位于突出部的轴向中平面。

在操作中，如果容纳在两个相邻凹处中的两个滚珠沿相反方向运动，则连接两个凹处并包括槽18的突出部16可以在径向和/或轴向方向上弹性挠曲，以允许滚珠和凹处相对运动，并且然后当滚珠再次以相同的方式运动时返回到其初始位置。在操作中，突出部16因此能够变形，并且这大大降低了保持架10损坏的风险。突出部的小厚度促使这种弯曲或变形。槽18在每个突出部16上形成其中机械强度局部削弱的区域，进一步促使所述突出部变形并且使两个相关的凹处运动。此外，提供小厚度的突出部16且每个都包括槽18可以更容易地通过轴向推压将保持架安装在滚珠上。具体地，突出部16和槽18允许局部增加保持架的柔性，以防止在安装时出现裂纹。此外，槽18形成的凹部通过减少使用的材料量来减轻保持架10。

在所示的实施例中，突出部16的槽18在保持架的内侧上沿径向开放。可替代地，如图4中的实施例所示，其中相同的元件具有相同的附图标记，每个突出部16包括槽20，其在保持架的外侧上沿径向开放并且穿过所述突出部的厚度在每一侧上沿轴向开放。每个槽20从所述突出部的外部边缘沿径向延伸到内部边缘的附近，从而留下小径向厚度材料的区域，并且在突出部的每一侧上沿轴向开放。

图5和6所示的实施例，其中相同的元件带有相同的附图标记，与先前描述的实施例的不同之处在于，保持架10包括在两个相邻的凹处之间沿周向且沿轴向延伸的突出部22。每个突出部22沿周向从两个相关凹处之一的壁延伸并且连接到在圆周方向上与其相反且属于沿周向在与由每个凹处限定的开口的相反侧上的另一凹处的壁。与凹处12、14的轴向尺寸相比，每个突出部22具有减小的轴向尺寸。每个突出部22相对于凹处12、14的开放自由端朝向保持架的内侧轴向偏移并且相对于所述凹处的底部朝向外侧轴向偏移。与凹处12、14的径向厚度相比，每个突出部22同样具有减小的径向厚度。每个突出部22沿径向位于凹处12、14的内部边缘与外部边缘之间，并分别与孔对准且在保持架的外表面上。

每个突出部22包括的槽24在与凹处12、14的相反侧上沿轴向延伸。每个槽24从位于与凹处12、14的底部的同一侧上的径向端部边缘朝向相反的径向端边缘轴向延伸。所述边缘轴向限定突出部。槽24延伸越过突出部22的大部分。槽24在与凹处12、14的相反侧上沿轴向开放，而不在与所述凹处的同一侧上沿轴向开放。槽24在突出部22的每一侧上沿径向开放。槽24沿径向穿过突出部22的厚度。该实施例中的槽24是U形的，并且位于突出部的轴向中平面。

在所示的本实施例中，突出部22的槽24在与凹处12、14的相反侧上沿轴向开放。可替代地，如图7的实施例所示，其中相同的元件具有相同的附图标记，每个突出部22包括的槽26在与凹处12、14的同一侧上沿轴向开放，并且穿过所述突出部的厚度在每一侧上沿径向开放。

图8和9所示的实施例，其中相同的元件带有相同的附图标记，与第三实施例的不同之处仅在于，保持架包括在两个相邻的凹处之间沿周向且倾斜地延伸的突出部28。每个突出部28朝向保持架的内侧倾斜地延伸。每个突出部22沿径向位于凹处12、14的内部边缘与外部边缘之间，并分别与孔对准且在保持架的外表面上。每个突出部28相对于凹处12、14的开放自由端朝向保持架的内侧轴向偏移并且相对于所述凹处的底部朝向外侧轴向偏移。槽30以与第三实施例的突出部22的槽24完全相同的方式形成在每个突出部28上。在本实施例中，槽30在与凹处12、14的相反侧上沿轴向开放，并且穿过所述突出部的厚度在每一侧上沿径向开放。可替代地，如图10的实施例所示，其中相同的元件具有相同的附图标记，每个突出部28包括的槽32在凹处12、14的侧上沿轴向开放，并且在保持架的内侧以及外侧上沿径向开放。

在所有示出的实施例中，每个突出部包括单个槽。可替代地，对于一个或对于每个突出部来说，可以提供多个槽例如两个，以便进一步提高保持架的柔性。这样的槽可以由突出部的同一个边缘形成或者由如图11的实施例(其对应于第一和第二实施例的组合)所示的两个相对的边缘形成。在本实施例中，对于每个突出部16来说，保持架包括从所述突出部的内部边缘延伸的槽18和从外部边缘延伸的槽20。这里的槽18、20定位成彼此面对。同样地，可以组合第三和第四实施例的槽，甚至组合第五和第六实施例的槽。

在所示的实施例中，槽形成凹部于突出部中。可替代地，可以提供其它类型的凹部，作为替代或组合，例如凹口、切口等。在另一替代形式的实施例中，还可以提供一种包括设置有凹部的突出部和未设置有凹部的突出部的保持架。

在所示的实施例中，突出部或径向或轴向或倾斜地延伸。可替代地，可以将不同的突出部定向以及槽在所述突出部上的不同的定向组合在同一个保持架中。

在所示的实施例中，保持架包括设置有轴向保持装置的凹处和没有这种保持装置的凹处。可替代地，保持架可只包括一种类型的凹处。在另一替代形式的实施例中，甚至可以提供一种允许其它类型的滚动元件例如滚子的周向间距的保持架。

通过本发明，容纳滚动元件的凹处能够在径向和/或轴向方向上相对彼此运动。因此，如果两个相邻的滚动元件沿相反方向运动时保持架损坏的风险得以大大降低，前提是只要这些滚动元件能够相对彼此运动。

Claims (11)

1.一种用于滚动轴承的保持架，该保持架用于确保成排滚动元件的周向间距，并且包括用于所述滚动元件的凹处(12、14)，以及分别连接两个连续凹处的连接突出部(16；22；28)，其特征在于，所述连接突出部(16；22；28)相对于凹处的开放自由端朝向所述保持架的内侧轴向偏移并且相对于所述凹处的底部朝向外侧轴向偏移，至少一个贯穿凹部(18；20；24；26；30；32)形成在至少一个所述突出部的厚度中，从而在所述突出部上形成具有机械强度局部削弱的区域，以允许与所述连接突出部相关的两个连续凹处之间的相对运动。

2.根据权利要求1所述的保持架，其中，所述连接突出部(16；22；28)在两个相关的凹处之间沿周向延伸。

3.根据前述权利要求1所述的保持架，其中，所述凹部(18；20；24；26；30；32)沿第一方向从所述连接突出部的一个边缘朝向相对边缘延伸，以便在该突出部上留下厚度减小的区域。

4.根据权利要求3所述的保持架，其中，所述凹部沿与所述第一方向不同的第二方向在连接突出部的每一侧上开放。

5.根据权利要求4所述的保持架，其中，所述凹部(18；20)沿径向延伸，并且在连接突出部的每一侧上沿轴向开放。

6.根据权利要求4所述的保持架，其中，所述凹部(24；26；30；32)轴向或倾斜地延伸，并且在连接突出部的每一侧上沿径向开放。

7.根据前述权利要求1所述的保持架，其中，所述连接突出部(16；22；28)中的每个包括形成在所述突出部的厚度中的至少一个凹部。

8.根据前述权利要求1所述的保持架，其中，每个凹部形成槽。

9.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，包括用于成排的第一滚动元件的第一凹处(14)和用于成排的第二滚动元件的第二凹处(12)，所述第一凹处设置有用于将保持架轴向保持在所述滚动元件上的轴向保持装置(14b、14c)，所述第二凹处没有轴向保持装置。

10.一种滚动轴承，包括内圈、外圈、布置在所述内圈和外圈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。

11.一种机动车电动转向装置，包括至少一个根据权利要求10所述的滚动轴承。