CN105452086B - 转向柱支撑轴承 - Google Patents

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Abstract

一种用于支撑转向柱管中的转向轴的轴承组件(100)包括限定外滚道(122)的轴承外圈(120)、限定内滚道(132)的轴承内圈(130)、置于内滚道与外滚道之间的多个滚子元件(154)、限定内表面和外表面的支撑锥(160)，该支撑锥由轴承内圈径向向内设置并且与轴承内圈接触，以及设置为与支撑锥的内表面相邻的偏置元件。偏置元件抵靠支撑锥的内表面径向向外施加力。

Description

转向柱支撑轴承
技术领域
本发明通常涉及滚子轴承。更具体地说，本发明涉及一种用于支撑转向系统的转向柱的滚子轴承。
背景技术
用于支撑转向柱组件中的转向轴的滚子轴承是众所周知的。许多现有的这类轴承包括内座圈、外座圈、置于其间的保持架中的多个滚子元件，以及用于将转向轴连接至滚子轴承的推力锥，其反过来压配合在组件的柱管中。通常，通过在内座圈上施加向外的力，这些轴承中的推力锥还用于协助确保内座圈和外座圈诸如用夹具保持固定至轴承的保持架，从而，为了运输和组装的目的，单元化轴承组件的部件。然而，由于，推力椎体施加的向外的径向力不够大，运输和组装期间这些轴承散开的这种情况并不少见。
本发明认识到并解决了现有技术的结构和方法方面的事项。
发明内容
依照本公开的转向柱支撑轴承的一实施例是用于支撑转向柱管中的转向轴的轴承组件，其包括限定外滚道的轴承外圈、限定内滚道的轴承内圈、置于内滚道与外滚道之间的多个滚子元件、限定内表面和外表面的支撑锥，该支撑锥由轴承内圈径向向内设置并且与轴承内圈接触，以及置于与支撑锥的内表面相邻的偏置元件。偏置元件抵靠支撑锥的内表面径向向外施加力。
依照本公开的转向柱支撑轴承的另一实施例是用于支撑转向柱管中的转向轴的轴承组件，其包括限定最内部圆周和外滚道的轴承外圈、限定最内部圆周和内滚道的轴承内圈、置于内滚道与外滚道之间的多个滚子元件、具有限定多个滚子凹穴的中间部分的轴承保持架，每个滚子凹穴接收所述多个滚子元件中的一个，限定内表面和外表面的支撑锥，该支撑锥由轴承内圈径向向内设置并且与轴承内圈接触，以及置于与支撑锥的内表面相邻的偏置元件。偏置元件抵靠支撑锥的内表面径向向外地施加力。
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是依照本公开的转向柱支撑轴承的第一实施例的透视剖视图；
图2是依照本公开的转向柱轴承的第二实施例的透视剖视图；
图3是依照本公开的转向柱轴承的第三实施例的透视剖视图；
图4是如图3所示的转向柱支撑轴承的局部剖视图；
图5是图3所示的转向柱支撑轴承的推力锥和卡环的透视图；
图6是依照本公开的转向柱轴承的第四实施例的透视剖视图；以及
图7是图6所示的转向柱支撑轴承的推力锥和卡环的透视图；
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，本发明涵盖了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1所示，依照本公开的转向柱支撑轴承组件100的一实施例包括限定外滚道122的轴承外圈120、限定内滚道132的轴承内圈130、限定多个滚子凹穴152的保持架140以及多个滚子元件154，每个滚子元件154由相应的滚子凹穴152可旋转地接受。滚子元件154可转动地接收在外滚道122与内滚道132之间并且与外滚道122和内滚道132滚动接触。此外，支撑锥160和相应的弹簧圈180由轴承内圈130径向向内设置并且配置成施加径向向外的偏压力，以协助轴承外圈120、轴承内圈130以及保持架140单元化。
如下面更加详细地讨论，在所示的实施例中，保持架140包括从其径向向外悬垂以将轴承外圈120轴向地保持在保持架140上的多个第一夹具144，以及从保持架140径向向内悬垂以相对于保持架140轴向地保持轴承内圈130的多个第二夹具148。优选地，保持架140由表现弹性的材料构成，例如但不限于，聚甲醛(POM)、聚酰胺、乙缩醛等。因此，第一和第二夹具144和148分别有相似的回弹力。另外，多个第三夹具164从支撑锥160径向向外悬垂，第三夹具164相对于轴承内座圈130和保持架140轴向保持支承锥160。类似于保持架140，支撑锥160由表现弹性的材料构成，例如但不限于，聚甲醛(POM)、聚酰胺、乙缩醛等。因此，多个第三夹具164也是有回弹力的。此外，弹簧圈180接收在由支承锥160的内表面限定的环形凹槽174中。弹簧圈180配置成在支撑锥160的内表面上径向向外地施加偏置力，从而增强支撑锥160与轴承内座圈130的接合，随后，由多个第三夹具164相对于其轴向保持。优选地，弹簧圈180由弹簧钢构成。然而，可以使用替代材料，只要其表现出适当的弹性。
如图所示，轴承外圈120的外表面配置成使得轴承外圈120可滑动地接收在相应的转向柱管(未示出)中，而轴承外圈的内表面的部分限定外滚道122，外滚道122终止于轴承外圈的最内部的圆周126。先前所讨论的保持架140的多个第一夹具144从保持架140的前壁142径向向外悬垂，并且每个第一夹具144的最外部部分向外延伸超出轴承外圈120的最内部圆周126。优选地，保持架140的前壁142由多个半圆柱壁片段形成，多个半圆柱壁片段由置于其间的轴向延伸间隙来分离。因此，保持架140的前壁142轴向推动穿过轴承外圈120的最内部圆周126限定的孔，前壁142的每个片段径向向内偏置，因为每个相应的第一夹具144通过与最内部圆周126接合来向内凸。一旦多个第一夹具144轴向移动超出轴承外圈120的最内部圆周126，保持架的前壁142的每个相应片段返回到其原始、无偏置的位置，使得保持架140相对于轴承外圈120由多个第一夹具144来轴向地保持。
如图所示，内滚道132从最内部圆周134延伸至轴承内圈130的最外部圆周136，其外表面138同样的延伸。先前所讨论的保持架140的多个第二夹具148从保持架140的后壁146径向向内悬垂，并且每个第二夹具148的最内部部分向内延伸超出轴承内圈130的最外部圆周136。类似于前壁142，后壁146可以由多个半圆柱壁片段形成，多个半圆柱壁片段由置于其间的轴向延伸间隙来分离。因此，轴承内圈130轴向接收在保持架140的后壁部分中，后壁146的每个片段径向向外偏置，因为每个相应的第二夹具148通过与轴承内圈130的最外部圆周136的接合来向外凸。一旦最外部圆周136轴向移动超出多个第二夹具148，保持架的后壁146的每个相应片段返回到其原始、无偏置的位置，由此相对于保持架140轴向保持轴承内圈130。
如先前所提到的，多个第三夹具164从支撑锥160的前壁162径向向外悬垂。每个第三夹具164的最外部部分向外延伸超出轴承内圈130的最内部圆周134。类似于保持架140的前壁和后壁，支撑锥160的前壁162由多个半圆柱壁片段形成，多个半圆柱壁片段由置于其间的轴向延伸间隙来分离。因此，支撑锥160的前壁162轴向推动穿过由轴承内圈130的最内部圆周136限定的孔，前壁162的每个片段径向向内偏置，因为每个相应的第三夹具164由轴承内圈的最内部圆周136来向内凸。一旦多个第三夹具164轴向移动超出最内部圆周136，支撑锥的前壁162的每个相应片段返回到其原始、无偏置的位置。因此，支撑锥160相对于轴承内圈130轴向地保持，轴承内圈130相对于保持架140轴向地保持，而保持架140反过来轴向地保持轴承外圈120，这意味着轴承组件的所有部件成为一个整体。
另外，虽然没有示出，但本支撑锥160包括与图6所示的支撑锥360的间隙378相似的间隙，该间隙沿其长度轴向延伸。该间隙使支撑锥的整个周长减小，同时将其前壁162插入由轴承内圈130的最内部圆周134限定的孔中，从而便于轴承组件的组装。而且，在安装期间，间隙便于由轴承支撑的转向轴的插入。一旦支撑锥160的外表面上的向内的力被释放，锥形弹簧向外返回到其无偏置的位置，从而重新形成间隙。
如图所示，支撑锥160的本实施例还包括由环形面166连接至前壁162的圆柱后壁170，环形面166位于横过支撑锥160的纵向中心轴线的平面中。后壁170的外表面包括截头圆锥表面172，其配置成邻接轴承内圈130的外表面138，并且后壁170的内表面限定环形凹槽174，其配置成接收弹簧圈180。优选地，环形凹槽174包括与图5所示的定向装置376相似的定向装置(未示出)，其由在弹簧圈180的对置端部部分之间形成的间隙来接收。定向装置置于环形凹槽174中，使得由弹簧圈180限定的间隙与延伸支撑锥160的轴向长度的间隙异相180°。弹簧圈180在支撑锥160的后壁170上径向向外地施加力，从而增强了轴承组件部件的单元化。
现在参照图2，示出了依照本公开的支撑轴承组件200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似的附图标记，每个附图标记仅第一个数字是不同的。第二实施例与先前所讨论的第一实施例仅有的不同之处在于，支撑锥260的后壁270不限定用于接收弹簧圈280的其内表面上的环形凹槽。相反，第二实施例的弹簧圈280相邻于支撑锥260的环形面266来接收，使得其抵靠支撑锥的前壁262的各个片段的基体径向向外地施加力。注意，定向设备268从环形面266向外悬垂，并且配置成接收在弹簧圈280的两个对置端部部分之间限定的间隙(未示出)中。如前所述，防旋转特征部268确保弹簧圈280中的间隙与沿支撑锥260的长度延伸的间隙是异相的间隙(未示出)。此外，多个凸片267从支撑锥的前壁262的相应片段向内延伸，以轴向保持弹簧圈280相邻于环形面266。注意，图1所示的第一实施例包括这些相同的特征部，其允许弹簧圈定位在一个或两个位置中。
现在参照图5至图3，示出了依照本公开的支撑轴承组件300的第三实施例。第三实施例具有与先前所描述的实施例同样的各元件。这些元件具有类似的附图标记，每个附图标记仅第一个数字是不同的。支承轴承组件300的第三实施例与前两个实施例的主要不同之处在于，弹簧圈380包括多个向外悬垂的保持特征部，或弯曲部分382，其起的作用为将支撑锥360轴向地保持在轴承内圈330上。更具体地，最好参见图4，弹簧圈380相邻支承锥360的前壁362的内表面来接收，使得每个弯曲部分382向外延伸穿过由相应保持凸片限定的相应槽369。每个弯曲部分382径向向外延伸超出轴承内圈330的最内部圆周334。因此，弯曲部分382轴向地保持支撑锥360而并非从支撑锥的前壁362向外悬垂的多个第三夹具364，如在前述实施例中所描述的。因此，多个第三夹具364不是必须的并且如果需要可以省略。总之，现在，支撑锥360通过多个弯曲部分382与轴承内圈330的金属至金属的接合轴向地保持。最好参见图5，弹簧圈380包括定向装置376，其接收在弹簧圈的对置端部部分386与388之间限定的间隙384中，这类似于先前所讨论的实施例。
现在参照图6和图7，示出了依照本公开的支撑轴承组件400的第四实施例。第四实施例具有与先前所描述的实施例同样的各元件。这些元件具有类似的附图标记，每个附图标记仅第一个数字是不同的。类似于第三实施例，支撑轴承组件400的第四实施例包括弹簧圈480，其具有多个向外悬垂的保持特征部，或弯曲部分482。然而，并非将支撑锥460轴向保持在轴承内圈430上，而是弹簧圈480的弯曲部分482将支撑锥460轴向地保持在轴承外圈420。更具体地说，最好参见图6，弹簧圈480相邻支撑锥460的前壁462的内表面接收，使得每个弯曲部分482向外延伸穿过相应保持凸片467中限定的相应槽469。然而，注意，与先前所描述的第三实施例不同，每个槽469置于前壁462上，使得当支撑锥460完全接收在轴承组件中时，每个槽469轴向地定位成超出轴承外圈420的前边缘，其反过来又限定了最内部圆周426。另外，每个弯曲部分482径向向外延伸超出轴承外圈420的最内部圆周426。因此，弯曲部分482轴向地保持支撑锥460，而并非是从支撑锥的前壁462向外悬垂的多个第三夹具464。因此，多个第三夹具464不是必须的并且如果需要可以省略。
另外，注意，在本实施例中，轴承内圈430、保持架440以及滚子元件454轴向地保持在外滚道422与支撑锥的后壁470的截头圆锥表面472之间。由于弹簧圈的弯曲部分482相对于轴承外圈420轴向地保持支撑锥460，轴承保持架的轴向保持特征部，更具体地，前面所描述的多个第一和第二夹具不是必需的并且如果需要可以省略。总之，轴承组件中的所有元件通过多个弯曲部分482与轴承外圈420的金属至金属的接合来轴向地保持。最好参见图7，类似于先前所描述的实施例，弹簧圈480还包括定位装置476，其接收在弹簧圈的对置端部部分486与488之间限定的间隙484中。
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。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样的修改和变型。

Claims (20)

1.一种用于支撑转向柱管中的转向轴的轴承组件，包括：
轴承外圈，其限定外滚道；
轴承内圈，其限定内滚道；
多个滚子元件，其置于所述内滚道与所述外滚道之间；
支撑锥，其限定内表面和外表面，所述支撑锥的内表面限定环形凹槽，所述支撑锥由所述轴承内圈径向向内设置并且与所述轴承内圈接触；以及
弹簧圈，其设置在由所述支撑锥的内表面限定的环形凹槽中，
其中，所述弹簧圈抵靠所述支撑锥的内表面径向向外地施加力。
2.根据权利要求1所述的轴承组件，还包括轴承保持架，其限定多个滚子凹穴，每个滚子凹穴接收所述多个滚子元件中的一个，所述轴承保持架置于所述轴承内圈与轴承外圈之间。
3.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈由弹簧钢构成。
4.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈还包括至少一个保持特征部，所述保持特征部径向向外延伸超出所述支撑锥的外表面，所述保持特征部径向向外延伸超出所述轴承内圈的最内部圆周，使得所述支撑锥在轴向方向上固定于所述轴承内圈。
5.根据权利要求4所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部向外延伸穿过由所述支撑锥限定的槽，所述槽从其内表面延伸至其外表面。
6.根据权利要求4所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部还包括由所述弹簧圈的一部分形成的向外悬垂的弯曲部分。
7.根据权利要求1所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈还包括至少一个保持特征部，所述保持特征部径向向外延伸超出所述支撑锥的外表面，所述保持特征部径向向外延伸超出所述轴承外圈的最内部圆周，使得所述支撑锥在轴向方向上固定至所述轴承外圈。
8.根据权利要求7所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部向外延伸穿过由所述支撑锥限定的槽，所述槽从其内表面延伸至其外表面。
9.根据权利要求7所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部还包括由所述弹簧圈的一部分形成的向外悬垂的弯曲部分。
10.一种用于支撑转向柱管中的转向轴的轴承组件，包括：
轴承外圈，其限定最内部圆周和外滚道；
轴承内圈，其限定最内部圆周和内滚道；
多个滚子元件，其置于所述内滚道与所述外滚道之间；
轴承保持架，其具有限定多个滚子凹穴的中间部分，每个滚子凹穴接收所述多个滚子元件中的一个；
支撑锥，其限定内表面、外表面、前壁、后壁以及环形面，所述环形面横过所述支撑锥的纵向中心轴线并且置于所述前壁与所述后壁之间，所述支撑锥由所述轴承内圈径向向内设置并且与所述轴承内圈接触；以及
弹簧圈，其设置为与所述支撑锥的环形面相邻，
其中，所述环形面抵靠所述支撑锥的内表面径向向外地施加力。
11.根据权利要求10所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈由弹簧钢构成。
12.根据权利要求10所述的轴承组件，其中，所述保持架还包括：前壁，其具有从其径向向外延伸的至少一个保持凸片；以及后壁，其具有从其径向向内延伸的至少一个保持凸片，其中，所述前壁的至少一个保持凸片向外延伸超出所述轴承外圈的最内部圆周，并且所述后壁的所述保持凸片向内延伸超出所述轴承内圈的最外部圆周。
13.根据权利要求10所述的轴承组件，所述支撑锥还包括从所述前壁径向向内延伸的至少一个突出部，其中，所述弹簧圈的一部分置于所述环形面与所述突出部之间，使得所述弹簧圈相对于所述支撑锥轴向地保持。
14.根据权利要求10所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈还包括至少一个保持特征部，所述保持特征部径向向外延伸超出所述支撑锥的外表面，所述保持特征部径向向外延伸超出所述轴承内圈的最内部圆周，使得所述支撑锥在轴向方向上固定于所述轴承内圈。
15.根据权利要求14所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部向外延伸穿过由所述支撑锥限定的槽，所述槽从其内表面延伸至其外表面。
16.根据权利要求14所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部还包括由所述弹簧圈的一部分形成的向外悬垂的弯曲部分。
17.根据权利要求10所述的轴承组件，其中，所述弹簧圈还包括至少一个保持特征部，所述保持特征部径向向外延伸超出所述支撑锥的外表面，所述保持特征部径向向外延伸超出所述轴承外圈的最内部圆周，使得所述支撑锥在轴向方向上固定至所述轴承外圈。
18.根据权利要求17所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部向外延伸穿过由所述支撑锥限定的槽，所述槽从其内表面延伸至其外表面。
19.根据权利要求17所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部还包括由所述弹簧圈的一部分形成的向外悬垂的弯曲部分。
20.根据权利要求14所述的轴承组件，其中，所述至少一个保持特征部相对于彼此轴向地固定所述轴承外圈、所述轴承内圈、所述轴承保持架、所述多个滚子元件，以及所述支撑锥。
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