CN104937294A - 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

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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部(12、14)和分别连接两个连续凹部的连接部(16)。所述连接部(16)中的至少一个至少在圆周方向上是可弹性变形的，以便允许两个相关的凹部在所述圆周方向上相对于彼此运动。

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，其轴由至少一个滚动轴承或直接地或经由滚珠丝杠系统支撑。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部，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或向右转向时，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部和没有轴向保持爪的第二凹部。
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劣化而变形的保持架。
本发明的另一目的是提供一种体积小且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部和分别连接两个连续凹部的连接部。所述连接部中的至少一个至少在圆周方向上是弹性变形的，以便允许两个相关的凹部在所述圆周方向上相对彼此运动。
有利地，所述连接部包括接合在一起并形成弹簧的至少两个弹性突出部。由所述突出部形成的弹簧可以具有至少一个起伏。每个突出部可以包括连接到相关凹部的连接部分和连接到另一突出部的接合部分的接合部分，所述接合部分相对于所述连接部分横向偏移。
在一实施例中，所述连接部径向延伸。可替代地，所述连接部可以轴向或倾斜地延伸。
优选地，所述连接部沿周向限制在两个相关的凹部之间，至少两个凹口横向地位于所述部的每一侧上。
在一实施例中，所述连接部中的每个至少在圆周方向上是可弹性变形的。
所述凹部可以分别具有大致恒定厚度的壁。
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部和用于成排的第二滚动元件的第二凹部，所述第一凹部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，所述第二凹部没有轴向保持装置。
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是图4的V-V的剖视图，
-图6是根据本发明第三实施例的保持架的详细视图，以及
-图7是图6的VII-VII的剖视图。
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使得能够确保内外圈之间的滚珠的均匀的周向间距。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)。
整体环形形状的保持架10包括多个凹部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，其中每个都将两个连续凹部接合在一起。如将在后面更详细地描述，每个连接部16被设计成允许两个相邻的相关凹部相对于彼此在圆周方向上运动。
每个凹部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，凹部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，并且凹部12未设置有这样的保持装置。在该例子中，有以成对紧邻凹部布置的八个凹部12。成对的凹部12由凹部14分离。在该例子中，有四个凹部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，每个凹部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。限定每个凹部12的侧壁12a、12b的柱体的直径大于滚珠的直径，使得所述滚珠可以提供一些间隙，其中以相对于凹部12沿径向和周向运动。侧壁12a、12b无法提供保持架轴向保持在滚珠上。凹部12未设置有这样的轴向保持装置。
每个凹部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。每个凹部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延伸以限制相关的凹部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部中的滚珠上，凹部的爪14b、14c能够轴向地保持保持架10。
在所示的实施例中，连接部16彼此相同，并且朝向凹部之间的保持架的外侧径向延伸。每个连接部16沿周向位于两个相邻的凹部之间。保持架的每个连接部16配置成允许两个相关的凹部沿圆周方向相对运动。每个连接部16是柔性的并且在圆周方向上可弹性变形，以允许一个凹部相对于另一个凹部沿周向运动。
每个连接部16设置有第一弹性弯曲突出部16a和第二弹性弯曲突出部16b，第一弹性弯曲突出部从第一相关凹部的壁朝向外侧径向延伸，第二弹性弯曲突出部16b径向向内延伸所述第一突出部并连接到第二凹部的壁。第一和第二突出部16a、16b在圆周方向上是平坦、连续且柔性的。突出部16a、16b围绕连接部16的径向中平面彼此对称。
每个突出部16a、16b包括连接到相关凹部的连接部分和连接到另一突出部的接合部分的接合部分。两个突出部16a、16b的接合部分相对于连接到两个凹部的连接部分向外沿横向即沿径向偏移。突出部16a、16b的连接部分由与保持架10的孔对准的内表面沿径向限制，且所述突出部的接合部分由与所述保持架的外表面对准的外表面沿径向限制。突出部16a、16b形成的弹簧能够在圆周方向上施加返回力。所述弹簧包括起伏，在该例子中它的横截面为整体形状的V。
每个连接部16连接凹部12和凹部14或两个凹部12。对于连接两个凹部12的每个连接部16来说，所述连接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部的侧壁12a或12b。对于连接凹部12和凹部14的每个连接部16来说，所述连接部首先连接到凹部12的侧壁12b，然后在与由每个凹部限定的开口的相反侧上沿周向连接到凹部14的球形壁14a。对于每个连接部16来说，每个突出部的连接部分沿周向连接到沿周向在与由所述凹部限定的开口的相反侧上相关凹部12或14的壁。
每个连接部16限定的凹口18在保持架的内侧上沿径向开放并且在所述部的每一侧上沿轴向开放。凹口18沿轴向穿过连接部16的厚度。凹口18径向延伸超出突出部16a、16b的连接部。凹口18由突出部16a、16b限制在圆周方向上，并且位于连接部16的径向中平面。每个连接部16还限制两个凹口20、22，它们在保持架的外侧上沿径向开放并且在所述部的每一侧上沿轴向开放。凹口20、22轴向穿过连接部16的厚度。凹口20、22关于连接部16的径向中平面是对称的。每个凹口20、22径向向内延伸。凹口20由突出部16a和相邻的凹部限制在圆周方向上，凹口22由突出部16b和相邻的凹部限制在圆周方向上。
在操作中，如果容纳在两个相邻凹部中的两个滚珠沿相反方向运动，则连接两个凹部的连接部16可以在圆周方向上弹性挠曲，以允许滚珠和凹部的相对圆周运动，并且然后当滚珠再次以相同的方式运动时可以返回到其初始位置。在操作中，连接部16因此能够变形，并且这大大降低了保持架10损坏的风险。凹口18、20和22促使连接部16在圆周方向上变形。此外，这些凹口形成的凹部通过减少使用的材料量来减轻保持架10。可以根据突出部16a、16b的厚度和/或根据凹口18至22的径向尺寸和/或根据保持架材料的性质来修改每个连接部16的弹性。
在所示的实施例中，保持架的连接部16朝向外侧径向延伸。可替代地，可以提供朝向保持架内侧径向延伸的连接部。在图4和5所示的另一实施例中，其中相同的元件带有相同的附图标记，保持架包括的连接部26与之前所描述的类型相同，它们是柔性的并且可弹性变形，以便允许凹部12、14沿圆周方向相对运动。
在本实施例中，连接部26仅在它们定向及其减少的厚度方面不同。这里的连接部26在凹部12、14之间轴向延伸。每个连接部26分别设置有第一弹性弯曲突出部26a和第二弹性弯曲突出部26b，第一弹性弯曲突出部26a在与所述凹部的开口的相同侧上沿轴向从第一相关凹部的壁延伸，第二弹性弯曲突出部26b在相反侧上轴向延伸所述第一突出部并且连接到第二相关凹部的壁。突出部26a、26b的接合部分相对于连接到凹部的连接部分朝向外侧轴向偏移。第一和第二突出部26a、26b关于连接部16的轴向中平面彼此对称。突出部26a、26b形成的圆周弹簧所包括的起伏的横截面具有整体形状的U。
每个连接部26限制的凹口28在与凹部12的相反侧上沿轴向开放，并且在所述部的每一侧上沿径向开放。凹口28由突出部26a、26b限制在圆周方向上，并且位于连接部16的轴向中平面。每个连接部16还限制两个凹口30、32，它们在与凹部12、14的相同侧上沿轴向开放并且在所述部的每一侧上沿径向开放。凹口30、32关于连接部16的轴向中平面是对称的。凹口30由突出部26a和紧密相邻的凹部限制在圆周方向上，凹口32由突出部26b和紧密相邻的凹部限制在圆周方向上。
在所示的本实施例中，保持架的连接部26在与凹部12、14的开口的相同侧上朝向外侧轴向延伸。可替代地，可以提供朝向内侧轴向延伸的连接部。在图6和7所示的另一实施例中，其中相同的元件带有相同的附图标记，保持架的连接部26朝向保持架的外侧倾斜延伸。可替代地，甚至可以提供朝向保持架的内侧倾斜延伸的连接部。
在所示的实施例中，每个柔性连接部包括形成圆周弹簧的成对突出部。可替代地，对于一个或每个连接部来说，可以提供更多个成对突出部，以便得到的弹簧包括多个起伏，因此增加保持架沿圆周方向变形的能力。在另一替代形式的实施例中，还可以提供一种包括可变形的连接部和在圆周方向上不可变形的连接部的保持架。
在所示的实施例中，各个连接部或径向或轴向或倾斜地延伸。可替代地，可以将所示的各个连接部组合在同一个保持架中。例如，可以提供一种包括径向延伸的第一连接部和轴向或倾斜延伸的第二连接部的保持架，或者提供一种包括轴向延伸的第一连接部和倾斜延伸的第二连接部的保持架，或者可替代地提供一种包括径向延伸的第一连接部、轴向延伸的第二连接部、以及倾斜延伸的第三连接部的保持架。
在所示的实施例中，保持架包括设置有轴向保持装置的凹部和没有这种保持装置的凹部。可替代地，保持架可只包括一种类型的凹部。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周向间距的保持架。
通过本发明，容纳滚动元件的凹部能够在圆周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在圆周方向上相对于彼此运动。

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部(12、14)和分别连接两个连续凹部的连接部(16；26)，其特征在于，所述连接部中的至少一个至少在圆周方向上是弹性变形的，以便允许两个相关的凹部在所述圆周方向上相对于彼此运动。
2.根据权利要求1所述的保持架，其中，所述连接部包括接合在一起并形成弹簧的至少两个弹性突出部(16a、16b；26a、26b)。
3.根据权利要求2所述的保持架，其中，所述弹簧包括至少一个起伏。
4.根据权利要求2或3所述的保持架，其中，每个突出部(16a、16b；26a、26b)包括连接到相关凹部的连接部分和连接到另一突出部的接合部分的接合部分，所述接合部分相对于所述连接部分横向偏移。
5.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，其中，所述连接部(16；26)径向或轴向或倾斜地延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，其中，所述连接部(16；26)沿周向限制在两个相关的凹部之间，至少两个凹口(18、20；28、30)横向地位于所述部的每一侧上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，其中，所述连接部(16；26)中的每个至少在圆周方向上是可弹性变形的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，其中，所述凹部(12、14)分别具有大致恒定厚度的壁。
9.根据前述权利要求中任一项所述的保持架，包括用于成排第一滚动元件的第一凹部(14)和用于成排第二滚动元件的第二凹部(12)，所述第一凹部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)，所述第二凹部没有轴向保持装置。
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。
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