CN105121253B - 用于转向柱支撑的轴承组件 - Google Patents

Abstract

使用在具有外管和轴50的转向柱组件内的径向支撑轴承组件包括限定内滚道的至少一个内圈70、该内圈70相对于轴50轴向地固定，限定外滚道的至少一个外圈30，以及置于至少一个内圈70与至少一个外圈30之间的并且与内滚道和外滚道滚动接触的多个滚子元件60。内圈70与轴50直接接触，并且具有如在平行于轴50的纵向中心轴线的平面内截取的圆形横截面。

Description

用于转向柱支撑的轴承组件

技术领域

本发明通常涉及支撑轴承。更具体地说，本发明涉及一种与转向柱组件一起使用的径向支撑轴承组件。

背景技术

用于支撑转向柱组件内的转向轴的轴承组件是众所周知的。例如，如图1所示，现有技术的转向柱支承轴承1包括限定内滚道的内圈2、限定外滚道的一对外圈6、保持圈8、置于保持圈8与外圈6之间的一对预紧圈7以及置于内滚道与外滚道之间的多个滚子元件5。当安装在相应的转向柱组件中时，内圈2组装在相应的转向轴9上并且压配合，而保持圈8也以压配合的方式置于转向柱2(未示出)内。一些制造商已发现需要增加转向轴的外径，同时保持转向管的外径恒定，这意味着转向轴与将径向支撑轴承放置在其中的转向管之间的径向空间要减小。已知的是减小内圈2的厚度，以减少支撑梁的总厚度。然而，通常希望对内滚道圈进行表面加热处理，以增加圈的轨道表面的使用寿命，但仍保留软芯，以便当压配合在相应的转向轴上时，减小压裂内圈的可能性。减小内圈的厚度可导致芯的无意硬化以及在组装期间内圈损坏的可能性。

本发明认识到并解决现有技术的结构和方法方面的事项。

发明内容

依照本公开，使用在具有外管和轴的转向柱组件内的径向支撑轴承组件的一实施例包括限定内滚道的至少一个内圈、该内圈相对于轴轴向地固定，限定外滚道的至少一个外圈，以及置于至少一个内圈与至少一个外圈之间的并且与内滚道和外滚道滚动接触的多个滚子元件。内圈与轴直接接触，并且具有如在平行于轴的纵向中心轴线的平面内截取的圆形横截面。

依照本公开，使用在具有外管和轴的转向柱组件内的径向支撑轴承组件的另一实施例包括限定内滚道的至少一个内圈，一个内圈置于在轴的外表面上限定的第一环形凹槽中、限定外滚道的一个外圈以及与由一个内圈限定的内滚道和由一个外圈限定的外滚道滚动接触的多个滚子元件。

并入并构成本说明书一部分的所附附图与用于解释本发明原理的描述一起说明了本发明的一个或多个实施例。

附图说明

针对本领域的普通技术人员中的一个，参考所附附图，一个完整并授予权利的包括其最佳模式的本发明的公开在本说明书中阐述，其中

图1是安装在转向柱上的现有技术的支撑轴承的剖面图；

图2是依照本公开的用于转向柱的径向支撑轴承组件的局部剖切透视图；

图3是图2所示的径向支撑轴承组件的内座圈的透视图；

图4是与图2所示的径向支撑轴承组件一起使用的转向柱的透视图；

图5是安装在图4所示的转向柱上的图1所示的径向支撑轴承组件的局部剖视图；

图5A是图5所示的径向支撑轴承组件的一部分的放大视图；

图6是安装在与图4所示的转向柱相似的转向柱上的图1所示的支撑轴承组件的局部剖视图；以及

图7是依照本公开的支撑轴承组件的一替代实施例的局部剖视图。

在本说明书和附图中重复使用的附图标记意在表示相同或类似的根据本公开的发明的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的当前优选的实施例，其中的一个或多个示例在所附附图中示出。每个示例以解释而非限制本发明的方式来提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离其范围和构思的情况下，可以对本发明进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例以产生其它的实施例。因此，本发明涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。

现在参照附图，如图2至图5所示，依照本发明的转向柱支承轴承组件10的实施例包括外部保持器20、限定外滚道32的一对外圈30、一对预紧圈40、限定内滚道的一对内圈70、以及多个滚子元件60，每个预紧圈40置于相应的外圈30与外部保持器20之间，，更具体地，圆形滚子元件可旋转地接收在外滚道32与内滚道72之间并且与其滚动接触。如图4和5所示，示出的优选实施例与转向柱轴50联合，转向柱轴50包括限定在其外圆柱表面中的第一环形凹槽54a和第二环形凹槽54b，其配置成接收支撑轴承组件的相应的内圈70，如在下面更详细地讨论。然而，注意，在替代实施例中，环形凹槽不需要相对于转向柱轴50轴向地固定支撑轴承组件的内圈70。例如，内圈70可以以压配合的方式组装在转向柱轴上。

在示出的实施例中，外部保持器20包括基壁22和一对凸缘24，其从基壁22的对置边缘径向地向内悬垂。外部保持器20适于以压配合的方式接收在转向柱组件的柱管(未示出)中。如最好参见图5A，预紧圈40各自接收在相应的外圈30与外部固定器20的相应部分之间。预紧圈40由弹性材料构成，诸如，但不限于丁腈橡胶(NBR)，并且配置成将压力径向和轴向地施加在外圈30上，从而，圆形滚子元件60增强支撑轴承组件的平稳运行。每个外圈30包括从每个外圈的中心部分向外悬垂的轴向延伸凸缘36和径向延伸凸缘38。当组装时，轴向延伸凸缘36与转向柱轴50的外表面52同心，并且各径向延伸凸缘38平行于彼此。每个外环30的中心部分包括限定外滚道32的一半的凹形内表面。

如最好参见图3，每个内圈70是具有裂口74的O形圈，这允许每个内圈70沿转向柱轴50的外表面52滑动，直到接收在相应的第一或第二环形凹槽54a和54b中。优选地，每个内圈70的最内部的直径基本上与接收在其中的相应的环形凹槽的直径相同。这样，当每个内圈70“卡扣”在其相应的环形凹槽中时，内圈将返回到其未偏置的尺寸并且存在于内圈70的裂口74处的任何间隙将是最小的。在裂口74处形成的任何间隙的尺寸的最小化有助于确保由内圈70限定的内滚道72尽可能的平稳。如图所示，每个环形凹槽54a和54b的横截面形状对应于接收在其中的内圈70的部分的横截面形状，即，圆形。然而，在替代实施例中，环形凹槽和内圈的横截面形状不必对应。例如，具有圆形横截面的圆柱形内圈可以接收在具有正方形横截面的环形凹槽中，只要内圈相对于转向柱轴轴向地固定。并且，替换实施例可以包括具有并非圆形，即，三角形、正方形、多边形等截面形状的O形圈。

如最好参见图5A，第一环形凹槽54a和第二环形凹槽54b由小于圆形滚子元件60的直径的轴向距离分离。第一与第二环形凹槽54a与54b之间的轴向距离选择为使得每个滚子元件60与两个内圈70接触，而不与置于第一与第二环形凹槽54a与54b之间的部分转向柱轴的外表面52接触，如由附图标记53所表示的。注意，使用两个独立的内圈70，而并非现有技术的轴承中已知的一个内圈2(图1)，与已知的现有技术的轴承相比，允许本轴承具有减小的厚度，以及减小的总体外径。

现在参照图6，示出了依照本公开的转向柱支撑轴承组件10a的第二实施例。第二实施例基本上类似于第一实施例，同时相似的元件具有相同的附图标记。第二实施例与前面所讨论的第一实施例主要的不同在于，转向柱轴50的外表面52的第一部分56从轴向地相邻于支撑轴承组件的圆柱形外表面52的部分凹进。类似于第一实施例，第一环形凹槽54a和第二环形凹槽54b由小于圆形滚子元件60的直径的轴向距离来分离。然而，将其分离的轴向距离大于将第一实施例的环形凹槽54a和54b分离的轴向距离。这样，在内圈70与圆形滚子元件60之间限定外滚道72的接触点在每个圆形滚子元件60上分开的更远，从而，与内圈70轴向更靠近的第一实施例中的其位置相比，每个滚子元件60能够径向向内移动。当与第一实施例相比较时，这允许进一步减小如由外部保持器20的最大外径限定的支撑轴承组件10a的最大外径。注意，在本实施例中，转向柱轴的外表面的第一部分56必须凹进，以防止圆形滚子元件60与转向柱轴50之间的直接接触。必要的时，对置设置的圆形滚子元件60之间的内径小于转向柱轴的外表面52的外径。

现在参照图7，示出依照本公开的转向柱支撑轴承组件10b的第三实施例。第三实施例基本上类似于第一和第二实施例，同时相似的元件具有相同的附图标记。第三实施例与先前所讨论的实施例的不同之处在于，内环70已经排除。相反，支撑轴承组件10b的内滚道由转向柱轴50的外表面限定的环形凹槽55来限定。总之，圆形滚子元件60与转向柱轴50，而非与如先前实施例中的单独的内圈直接滚动接触。注意，因为公开的第三实施例完全省略了内圈2(图1)，如相对于已知的现有技术的轴承所讨论的，所以，与这些轴承相比，其具有基本上更薄的外形以及减小的总体外径。

虽然本发明的一个或多个优选实施例在上面进行了描述，但本领域技术人员应当理解的是，在不偏离其范围和构思的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。例如，替代实施例可以包括由单个O形圈和在相应的转向轴上形成的台肩所限定的内滚道。本发明涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围和构思内的这些修改和变型。

Claims (18)

1.一种使用在具有外管和轴的转向柱组件内的径向支撑轴承组件，包括：

第一环形凹槽，其限定在所述轴的外表面中；

至少一个内圈，其限定内滚道，所述至少一个内圈相对于所述轴轴向地固定，所述至少一个内圈置于所述第一环形凹槽中；

至少一个外圈，其限定外滚道；以及

多个滚子元件，其置于所述至少一个内圈与所述至少一个外圈之间并与所述内滚道和所述外滚道滚动接触，

其中，所述至少一个内圈与所述轴直接接触，并且具有在平行于所述轴的纵向中心轴线的平面内截取的圆形横截面。

2.根据权利要求1所述的径向支撑轴承组件，其中，所述轴还包括限定在其外表面中的第二环形凹槽，所述至少一个内圈还包括第一内圈和第二内圈，并且所述第一内圈置于所述第一环形凹槽中，所述第二内圈置于所述第二环形凹槽中。

3.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，所述多个滚子元件还包括多个圆形滚子元件，并且所述第一内圈和所述第二内圈分开的轴向距离小于所述圆形滚子元件的最大直径。

4.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，所述第一内圈和所述第二内圈从所述轴的外表面径向向外悬垂。

5.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，每个滚子元件的最内部部分由所述轴的最外部表面径向向内设置。

6.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，所述第一内圈和所述第二内圈还包括裂口O形圈。

7.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，所述轴的外表面置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间的部分与所述轴的外表面的最外部部分同心，并且由所述轴的外表面的最外部部分径向向内设置。

8.根据权利要求2所述的径向支撑轴承组件，其中，所述至少一个外圈还包括第一外圈和第二外圈，每个外圈具有限定所述外滚道的部分的环形凹表面。

9.一种使用在具有外管和轴的转向柱组件内的径向支撑轴承组件，包括：

至少一个内圈，其限定内滚道，所述至少一个内圈置于在所述轴的外表面上限定的第一环形凹槽中；

至少一个外圈，其限定外滚道；以及

多个滚子元件，其与由所述至少一个内圈限定的所述内滚道和由所述至少一个外圈限定的所述外滚道滚动接触；

所述内圈具有在平行于所述轴的纵向中心轴线的平面内截取的圆形横截面。

10.根据权利要求9所述的径向支撑轴承组件，其中，所述轴还包括限定在其外表面中的第二环形凹槽，所述至少一个内圈还包括第一内圈和第二内圈，并且所述第一内圈置于所述第一环形凹槽中，所述第二内圈置于所述第二环形凹槽中。

11.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，所述多个滚子元件还包括多个圆形滚子元件，并且所述第一内圈和所述第二内圈分隔的轴向距离小于所述圆形滚子元件的最大直径。

12.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，所述第一内圈和所述第二内圈从所述轴的外表面径向向外悬垂。

13.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，每个滚子元件的最内部部分由所述轴的最外部表面径向向内设置。

14.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，所述第一内圈和所述第二内圈还包括裂口O形圈。

15.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，所述轴的外表面置于所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽之间的部分与所述轴的外表面的最外部部分同心，并且由所述轴的外表面的最外部部分径向向内设置。

16.根据权利要求10所述的径向支撑轴承组件，其中，所述至少一个外圈还包括第一外圈和第二外圈，每个外圈具有限定所述外滚道的部分的环形凹表面。

17.一种使用在具有外管和轴的转向柱组件内的径向支撑轴承组件，包括：

限定内滚道的内圈，所述内圈设置在位于所述轴的外表面中的环形凹槽中；

至少一个外圈，其限定外滚道；以及

多个滚子元件，其与由所述至少一个内圈限定的所述内滚道和由所述至少一个外圈限定的所述外滚道滚动接触，

其中，每个滚子元件的最内部部分由所述轴的最外部表面径向向内设置。

18.根据权利要求17所述的径向支撑轴承组件，其中，所述多个滚子元件还包括多个圆形滚子元件。