CN109563880A - 用于轴向固定机动车辆的转向装置的旋转轴承的保持环 - Google Patents

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Abstract

一种保持环(17)，该保持环(17)用于将机动车辆的转向装置的旋转轴承(11)轴向固定在可旋转部件(2、23)上，该可旋转部件具有筒形外表面(22、24)，旋转轴承(11)的内轴承壳(12)安装至该筒形外表面上，其中，保持环(17)包括至少一个弹簧舌片(18)，该弹簧舌片沿轴向方向弹性地抵靠内轴承壳(12)，该保持环关于简单的设计和简单的组装过程方面得到了改善，其中保持环(17)包括径向向内突出的弹性固定舌片(21)，该弹性固定舌片在松弛状态下延伸至可旋转部件(2、23)的径向区域中，使得当保持环(17)被推至可旋转部件(2、23)的筒形外表面(22、24)上时，所述固定舌片沿与推动方向相反的轴向方向弹性偏转，并且以径向预载荷力抵靠可旋转部件(2、23)的外表面(22、24)。

Description

用于轴向固定机动车辆的转向装置的旋转轴承的保持环
技术领域
本发明涉及用于将机动车辆的转向装置的旋转轴承轴向固定在可旋转部件上的保持环，该可旋转部件具有筒形外表面，旋转轴承的内轴承壳安装至该筒形外表面上，其中，保持环包括至少一个弹簧舌片，该弹簧舌片沿轴向方向弹性地抵靠内轴承壳。
本发明还涉及用于将机动车辆的转向装置的旋转轴承轴向固定在壳状部件中的保持环，该壳体状部件具有筒形内表面，旋转轴承的外轴承壳插入至该筒形内表面中，其中，保持环包括至少一个弹簧舌片，该弹簧舌片沿轴向方向弹性地抵靠外轴承壳。
背景技术
通过例如JP 5 786 731 B2已知所述类型的保持环。在此，轴承环借助于轴向固定元件固定在转向轴上，该轴向固定元件接合至转向轴的槽中。以这种方式，保持环沿轴向方向支撑在转向轴的槽的侧面上，而保持环的弹簧舌片以轴向弹性的方式压靠在旋转轴承上并将旋转轴承固定在转向轴上。通过JP H 11-171026还已知类似的保持环。在此，保持环也借助于转向轴上的槽固定。已知的布置均具有的缺点在于，为了固定保持环，在每种情况下在可旋转部件上都需要槽，在这种情况下在转向轴上需要槽。
发明内容
本发明的目的是提出引言中所提及类型的改进的保持环，该保持环易于安装并且允许用于制造转向装置的费用较低。
该目的借助于权利要求1和10的特征实现。有利的改进出现在从属权利要求中。
本发明实现了该目的，其中保持环包括径向向内突出的弹性固定舌片，该弹性固定舌片在松弛状态下延伸至可旋转部件的径向区域中，使得当保持环被推至可旋转部件的筒形外表面时，所述固定舌片沿与推动方向相反的轴向方向弹性偏转，并且以径向预加载荷力抵靠可旋转部件的外表面。为了保持环的固定，根据本发明的保持环有利地不需要在可旋转部件上的任何槽，并且所述保持环的固定舌片可以具有比现有技术中已知的固定元件更简单的设计。为了保持环的轴向固定，根据本发明的保持环仅需要可旋转部件的外表面，所述保持环可以在该外表面上紧固在任何期望的轴向位置中。
固定舌片有利地设计成沿离开旋转轴承的方向弯曲。因此，所述固定舌片沿与在推动至可旋转部件上期间发生的弹性变形方向相同的方向塑性变形，因此该变形需要耗费较小的力。此外，借助于固定舌片的弯曲构造，使本发明的另一个实施方式成为可能，其中固定舌片以固定舌片的径向内边缘压靠可旋转部件的筒形外表面并且挖入至可旋转部件的外表面中。特别地，如果固定舌片由比可旋转部件更硬的材料组成并且固定舌片的径向内边缘具有特别尖锐的形状，则固定舌片以特别有效的方式挖入至可旋转部件的外表面中。固定舌片然后在那里像在现有技术中已知的槽一样牢固得固定抵抗沿轴向方向的位移。
在有利的改进方式中，保持环包括至少三个弹簧舌片和/或三个固定舌片。弹簧舌片和/或固定舌片特别优选地布置成均匀地分布在保持环的圆周上。
在本发明的一个实施方式中，设置多个径向向内突出的弹簧舌片，弹簧舌片沿旋转轴承的方向展开。因此，弹簧舌片轴向弹性地抵靠旋转轴承的多个点。如果弹簧舌片相对于与可旋转部件的旋转轴线垂直的平面成15°与45°之间的角度，则获得关于轴向弹性抵接的最佳结果。
本发明的一个改进方式规定，弹簧舌片布置成与固定舌片沿圆周方向以交替的方式分布。借助于这种方式，通过一个弹簧舌片引入的轴向力通过沿圆周方向邻近的固定舌片直接支撑在可旋转部件上，并且由各个弹簧舌片引入的分力在保持环的整个圆周上均匀分布。
在优选的实施方式中，建议保持环由弹簧钢组成。这种材料确保了固定旋转轴承所必需的高弹性变形力的传递。
在本发明的第一优选用途中，可旋转部件设置为转向轴。特别重要的是，转向轴在轴向方向上被刚性地支撑以向驾驶员提供安全感。
根据本发明的解决方案不仅限于可手动调节的转向柱。根据本发明的保持环同样可以用在不可调节的转向柱的情况下或者在可电动调节的转向柱的情况下。同样可以想到并且可能的是，根据本发明的保持环用在转向系统中，其中在方向盘与转向装置之间没有机械连接，即所谓的线控转向的转向系统。
在本发明的第二优选用途中，可旋转部件是电动伺服转向系统的(滚珠螺杆驱动器)的滚珠螺杆驱动螺母。在这里，重要的是滚珠螺杆驱动螺母沿轴向方向被刚性地支撑，因为滚珠螺杆驱动螺母与相关的主轴之间的弹性轴向位移将导致输入转向角的变化，滚珠螺杆驱动器螺母安置在该主轴上。
旋转轴承优选为呈滚动轴承的形式，该滚动轴承包括至少一个滚动本体、内环、外环并且优选地包括保持架。这里可以规定，滚动轴承呈径向深沟球轴承、四点轴承或角接触球轴承的形式。
该目的还借助于保持环来实现，该保持环包括径向向外突出的弹性固定舌片，该弹性固定舌片在松弛状态下延伸至壳体状部件的径向区域中，使得当保持环被推入至壳体状部件的筒形内表面中时，所述固定舌片沿与推入方向相反的轴向方向弹性偏转，并且以径向预加载荷力抵靠壳体状部件的内表面。
壳体状部件应理解为意味着该壳体状部件能够容纳旋转轴承以可旋转地安装可旋转部件。壳体状部件优选呈套管的形式。
优选可能的是，固定舌片以径向外边缘压靠壳体状部件的筒形内表面并且挖入至内表面中。
保持环优选包括多个径向向外突出的弹簧舌片，弹簧舌片沿旋转轴承的方向展开。
在适用的情况下，专利权利要求1的创造性解决方案的所有有利改进可以在没有发明创造性技术的情况下类似地移至专利权利要求10的创造性解决方案。筒形外表面或筒形内表面不仅限于圆筒形外表面或圆筒形内表面。筒形外表面或筒形内表面由筒或空心筒的外壳表面或内壳表面形成，该筒或空心筒包括任何所需的横截面区域或中空的横截面区域。具体地，可以规定，外表面或内表面由中空筒的圆形筒的壳表面限定或者由中空筒或大致矩形的筒或大致方形的筒的壳表面限定。
筒形外表面或筒形内表面优选为圆形筒的形式。
附图说明
下面将基于附图讨论本发明的示例性实施方式。在图中，详细地：
图1是机动车辆的转向系统的示意性立体图；
图2以立体图示出了转向柱的方向盘侧部分；
图3示出了图2的转向柱的局部截面图；
图4示出了图3的转向轴的旋转轴承的放大细节；
图5以立体图示出了根据本发明的保持环；
图6示出了根据本发明的保持环的平面图；
图7以放大图示出了根据本发明的保持环的截面图；
图8示出了连接至齿条的主轴，并且其上布置有可旋转安装的滚珠螺杆驱动螺母；
图9示出了图8的滚珠螺杆驱动螺母的旋转轴承的放大细节；以及
图10示出了在替代实施方式中转向轴的旋转轴承的放大细节。
具体实施方式
图1示出了具有转向柱的机动车辆的转向系统，该转向柱包括多部件的转向轴2、3、4。方向盘5连接至方向盘侧的转向轴2，该转向轴2借助于支撑件6能够紧固至机动车辆的底盘(未示出)。
图2示出了支撑件6，夹紧管7紧固至支撑件6以使夹紧管7竖向可调节且纵向可调节。为了调节，设置夹紧装置8，该夹紧装置8可以借助于致动杠杆9夹紧或释放。在夹紧装置8的夹紧状态下，夹紧管8固定地夹紧套管10。夹紧装置8呈凸轮式行程施加机构的形式。同样能够想到并且可能的是，夹紧装置呈倾斜销式夹紧装置或滚动体式夹紧装置的形式。通常，提供使套管10弹性变形的行程从而夹紧接纳在套管10中的夹紧管7的任何夹紧装置都是合适的。转向轴2可旋转地安装在套管10中，其中，转向轴2在离开方向盘的侧部联接至万向接头200。
如图3中可以最清楚地看出的是，旋转轴承11固定至套管10，该旋转轴承座置在转向轴2上。在图4的放大图中，可以看出的是，旋转轴承设计为滚珠轴承并且包括内轴承壳12、滚珠13和外轴承壳14。外轴承壳14借助于外轴承壳在一侧被支撑在肩部上，并且在另一侧套管10在安装轴承11之后向内凸出而固定至套管10。内轴承壳12固定至转向轴2，为此目的，该转向轴2在内轴承壳12的右手轴向侧部上配备有弹性挡圈15，该弹性挡圈15插入至转向轴2的环绕槽16中。在左手轴向侧部上，内轴承壳12借助于根据本发明的保持环17固定。
如图5至图7中可以最清楚地看出的是，保持环17包括分布在保持环17的圆周上的八个弹簧舌片18，该弹簧舌片从环绕环本体19径向向内突出，并且该弹簧舌片布置成相对于垂直于转向轴2的旋转轴线20的平面成角度。在图6中，所述平面与纸的平面相同。弹簧舌片18成角度以使弹簧舌片18沿旋转轴承11的方向轴向突出并且在保持环17的安装状态下轴向弹性地抵靠旋转轴承11的内轴承壳12，由此所述弹簧舌片沿轴向方向朝向弹性挡圈15挤压内轴承壳12并因此将旋转轴承11固定在转向轴2上。
为了产生弹簧舌片18的弹性预加载荷，保持环17必须支撑在转向轴2上。为此目的，设置八个固定舌片21，固定舌片21从保持环17的环本体19径向向内突出，固定舌片沿向内方向的径向长度略大于弹簧舌片18沿向内方向的径向长度。因此，在松弛状态下，未安装的固定环17的固定舌片21突出至转向轴2的筒形外表面22的径向区域中。此外，固定舌片21设计成在图4中向左沿离开旋转轴承11的方向弯曲，也就是说沿与弹簧舌片17的角度相反的方向从保持环17的环本体19轴向突出。这可以在图7中最清楚地看出。八个弹簧舌片18和八个固定舌片21布置成沿保持环17的圆周方向分布并且彼此交替。
当保持环17在图4中从左到右沿轴向方向被推至转向轴上时，固定舌片21由转向轴2弹性偏转，其中，所述固定舌片首先相反于推动方向轴向偏转，也就是说在图2中向左偏转，并且在这样做的同时径向向外偏转，直到固定舌片打开具有转向轴2的半径的区域，使得转向轴2配装穿过。然后，保持环17沿轴向方向进一步被推在转向轴2的筒形外表面22上直到弹簧舌片18轴向弹性地抵靠旋转轴承11的内轴承壳12。
在保持环17的安装状态下预加载荷的固定舌片21现在牢固地抵靠转向轴2的筒形外表面22，并且以相当大的径向力压靠筒形外表面22，使得保持环17只能通过施加相当大的力来移位。如果弹簧舌片21的轴向预加载荷现在试图将保持环17向左移动，则由于固定舌片21的弯曲形状，固定舌片21将在已经由固定舌片21的弹性预加载荷引起的径向分力增强的情况下作出反应，使得固定舌片21的径向内边缘挖入至转向轴2的筒形外表面22的材料中，并且因此以有效的方式防止了保持环17向左的轴向位移。因为由于保持环的挖入而产生的可靠的锁定支撑，因此保持环17实际上如同固定舌片21将要接合至转向轴2的槽中那样牢固地座置在转向轴2上。
在根据本发明的保持环的另一种类型的使用中，可旋转部件是电动伺服转向系统的滚珠螺杆驱动器的滚珠螺杆驱动螺母23，该滚珠螺杆驱动螺母23在图8和图9中示出。滚珠螺杆驱动螺母23同样包括筒形外表面24，在该筒形外表面上布置有由内轴承壳12、滚珠13和外轴承壳14组成的旋转轴承11。正如在转向轴2的情况下，筒形外表面24配备有环绕槽25，弹性挡圈26插入至该环绕槽25中。布置在内轴承壳12的左手轴向侧部上的弹性挡圈26沿轴向方向支撑内轴承壳12。
保持环17从右向左地轴向推至滚珠螺杆驱动螺母23的筒形外表面24上，直到弹簧舌片18抵靠内轴承壳12的右手轴向表面。固定舌片21在在滚珠螺杆驱动螺母23的筒形外表面24上的固定以如上述具有转向轴2的示例性实施方式相同的方式来实现。
对于转向驱动，滚珠螺杆驱动螺母23在滚珠螺杆驱动螺母23的左手轴向侧部上包括带轮27，该带轮27借助于齿形带28(在图1中可见)连接至电动机30的轴上的齿轮29。当电动机30旋转时，齿形带28驱动滚珠螺杆驱动螺母23的带轮27，该带轮27因此同样地旋转。滚珠螺杆驱动螺母23座置在主轴31上，该主轴31转而连接至齿条32。齿条32转而连接至轨道杆33上，借助于该轨道杆33能够枢转可转向车轮。在主轴31的与齿条32相反的侧部上，主轴31连接至另一个轨道杆34，该轨道杆34枢转另一个可转向车轮333。由于滚珠螺杆驱动螺母23借助于旋转轴承11沿轴向方向固定，滚珠螺杆驱动螺母23的旋转具有下述效果：主轴31沿轴向方向移位并且通过轨道杆33、34引起转向车轮333的转向。
图10示出了在保持环170的替代实施方式中转向轴2的旋转轴承11的放大细节。保持环170用于将旋转轴承11轴向固定在外壳单元10中，该外壳单元10设计为壳体状部件并且该外壳单元10包括筒形内表面111，旋转轴承11的外轴承壳14插入至该筒形内表面111，其中，保持环170包括弹簧舌片18，该弹簧舌片18沿轴向方向弹性地抵靠外轴承壳12。保持环170还包括径向向外突出的弹性固定舌片21，该弹性固定舌片21在松弛状态下延伸至壳体状部件10的径向区域中，使得当保持环170推至套管10的筒形内表面111时，所述固定舌片沿与推入方向相反的轴向方向弹性偏转，并且在径向预加载荷力下抵靠壳体状部件10的内表面111。
在保持环170的安装状态下预加载荷的固定舌片21现在牢固地抵靠套管10的筒形内表面111，并且以径向力压靠筒形内表面111，使得只能通过施加相当大的力来移位保持环170。
根据本发明的保持环17、170可以在不需要相应的可旋转部件配备有用于固定保持环17、170的槽的情况下，以被推动或推入的简单的方式不可移动地牢固地安装在例如转向轴2、滚珠螺杆驱动螺母23或套管10的相应的可旋转部件上或设计用于安装可旋转部件的壳体中。以这种方式，简化了相应的可旋转部件的生产并且节省了生产成本。
在适用的情况下，在各个示例性实施方式中呈现的所有各个特征和有利改进可以在不脱离本发明的范围的情况下彼此组合并且/或者彼此互换并且/或者从一个示例性实施方式近似地移至另一个示例性实施方式。
附图标记的清单
1 转向柱
2 转向轴
3 转向轴
4 转向轴
5 方向盘
6 支撑件
7 夹紧管
8 夹紧装置
9 致动杠杆
10 套管
11 旋转轴承
12 内轴承壳
13 滚珠
14 外轴承壳
15 弹性挡圈
16 槽
17、170 保持环
18 弹簧舌片
19 环本体
20 旋转轴线
21 固定舌片
22 筒形外表面
23 滚珠螺杆驱动螺母
24 筒形外表面
25 槽
26 弹性挡圈
27 带轮
28 齿形带
29 齿轮
30 电动机
31 主轴
32 齿条
33 轨道杆
34 轨道杆

Claims (10)

1.一种保持环，所述保持环用于将机动车辆的转向装置的旋转轴承(11)轴向固定在可旋转部件(2、23)上，所述可旋转部件(2、23)具有筒形外表面(22、24)，所述旋转轴承(11)的内轴承壳(12)安装至所述筒形外表面(22、24)上，其中，所述保持环(17)包括至少一个弹簧舌片(18)，所述弹簧舌片(18)沿轴向方向弹性地抵靠所述内轴承壳(12)，其特征在于，所述保持环(17)包括径向向内突出的弹性的固定舌片(21)，所述固定舌片(21)在松弛状态下延伸至所述可旋转部件(2、23)的径向区域中，使得当所述保持环(17)被推至所述可旋转部件(2、23)的筒形外表面(22、24)上时，所述固定舌片沿与推动方向相反的轴向方向弹性偏转，并且以径向预加载荷力抵靠所述可旋转部件(2、23)的外表面(22、24)。
2.根据权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述固定舌片(21)设计成沿离开所述旋转轴承(11)的方向弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的保持环，其特征在于，所述固定舌片(21)以径向内边缘压靠所述可旋转部件(2、23)的筒形外表面(22、24)并且挖入至所述外表面(22、24)中。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的保持环，其特征在于，设置多个径向向内突出的弹簧舌片(18)，所述弹簧舌片沿所述旋转轴承(11)的方向展开。
5.根据权利要求4所述的保持环，其特征在于，所述弹簧舌片(18)相对于与所述可旋转部件(2、23)的旋转轴线垂直的平面成15°与45°之间的角度。
6.根据权利要求4或5所述的保持环，其特征在于，所述弹簧舌片(18)布置成与所述固定舌片(21)沿圆周方向以交替的方式分布。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的保持环，其特征在于，所述保持环由弹簧钢组成。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的保持环，其特征在于，所述可旋转部件是转向轴(2)。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的保持环，其特征在于，所述可旋转部件是电动伺服转向系统的滚珠螺杆驱动螺母(23)。
10.一种保持环，所述保持环用于将机动车辆的转向装置的旋转轴承(11)轴向固定在壳体状部件(10)中，所述壳体状部件(10)具有筒形内表面(111)，所述旋转轴承(11)的外轴承壳(14)插入至所述筒形内表面(111)中，其中，所述保持环(170)包括至少一个弹簧舌片(18)，所述弹簧舌片沿轴向方向弹性地抵靠所述外轴承壳(12)，其特征在于，所述保持环(170)包括径向向外突出的弹性的固定舌片(21)，所述固定舌片(21)在松弛状态下延伸至所述壳体状部件(10)的径向区域中，使得当所述保持环(170)被推至所述壳体状部件(10)的筒形内表面(111)时，所述固定舌片沿与推入方向相反的轴向方向弹性偏转，并且以径向预加载荷力抵靠所述壳体状部件(10)的内表面(111)。
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