CN110520639B - 止动盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将零件轴向地固定在圆柱形空腔内或者圆柱形轴上的止动盘(7,8),其中,止动盘(7,8)具有带有端面(750,850)的突出的止动区段(71,81),其中,端面(750,850)通过外边缘(75,85)和内边缘(78,88)限定,其中,外边缘(75,85)内接在具有第一中心点(M1)的外圆(AK)中,并且在内边缘(78,88)内部内接具有第二中心点(M2)的内圆(IK),其中,第一中心点(M1)和第二中心点(M2)位于轴(A)上,其中,止动区段(71,81)至少在端面(750,850)的区域内倾斜于该轴(A)。为了在改善的功能性的同时实现可靠的装配,根据本发明提出,外边缘(75,85)和/或内边缘(78,88)在投影到垂直于或平行于轴(A)的投影平面(P1,P2)中时在外圆(AK)和内圆(IK)之间波纹形地延伸。

Description

止动盘
技术领域
本发明涉及一种止动盘,其用于将零件轴向地固定在圆柱形空腔内或圆柱形的轴上,其中,止动盘具有带有端面的突出的止动区段,其中,端面通过外边缘和内边缘限定,其中,外边缘内接在具有第一中心点的外圆中,并且在内边缘内部内接具有第二中心点的内圆,其中,第一中心点和第二中心点位于一个轴上,其中,止动区段至少在端面的区域内倾斜于该轴。
背景技术
也称作锁止盘的此种止动盘用于将例如轴承结构或类似的零件沿着纵轴的方向固定并轴向支撑在空腔、例如轴承壳的圆柱形开口中,或者将例如轴承结构或类似的零件沿着纵轴方向固定并轴向支撑在圆柱形的轴或转轴上。
用于将零件固定在圆柱形开口内的止动盘在其外轮廓的径向的外部区域内具有止动区段,该止动区段带有至少一个、通常多个止动元件,其在其径向的自由外边缘上分别具有刀刃型的止动边缘、在此情况下为外边缘,其在圆周的部分区段内沿着外轮廓延伸。在放松状态下的止动盘的对应于上述外圆直径的外径相比于空腔的圆柱开口的自由内径具有超量,从而止动盘在同轴地插入时沿径向弹性地张紧,由此,设置在圆周上的止动边缘借助张紧力径向由内部压抵圆柱形空腔的内壁并陷入其中,也就是说,产生塑性的压痕并因此用于止动盘和由其固定的部件的形状配合的轴向固定。通过使止动边缘、在此情况下为外边缘反向于插入方向在止动盘上倾斜于纵轴布置,也就是说,以夹角放置,构成倒钩状的结构,从而反向于插入方向作用在止动元件上的轴向支撑力用于使止动边缘更强烈地沿径向压抵内壁并相应地固定地抠住,从而产生尤其牢固的止动作用。
用于将零件固定在圆柱形的轴上的止动盘在其内轮廓的径向的内部区域中具有止动区段,该止动区段具有至少一个、通常多个止动元件,其在其径向的自由内边缘上分别具有刀刃型的止动边缘、在此情况下为内边缘,其在圆周的部分区段内沿着内轮廓延伸。在放松状态下的止动盘的对应于上述内圆直径的内径尺寸小于轴或转轴的自由外径,从而止动盘在同轴地推上时沿径向弹性地张紧,由此,设置在圆周上的止动边缘借助张紧力径向由外部压抵轴或转轴的外表面并陷入其中,也就是说,产生塑性的压痕并因此用于止动盘和由其固定的部件的形状配合的轴向固定。通过使止动边缘、在此情况下为内边缘反向于安装方向在止动盘上倾斜于纵轴布置,也就是说,以夹角放置,构成倒钩状的结构,从而反向于安装方向作用在止动元件上的轴向支撑力用于使止动边缘更强烈地沿径向压抵外表面并相应地固定地抠住,从而产生尤其牢固的止动作用。
止动盘反向于其插入方向或安装方向施加其轴向的支撑作用,在下文中因此将插入方向或安装方向定义为沿着空腔或者轴或转轴纵轴方向的轴向,止动盘沿着该方向向着待固定的零件插入空腔中或在轴或转轴上安装,并且将支撑方向定义为与轴向相反的方向,零件沿着该方向向外支撑在止动盘上。
此种止动盘例如由DE 103 33 754 B4已知。其具有带有多个止动元件的止动区段,止动元件构造为径向向外突出的舌片,并且通过止动区段内的向着外边缘开放的缺口沿着圆周方向彼此分割。通过该缺口,能够设计止动元件的尺寸以匹配于施加到止动边缘上的径向支撑力。然而缺点在于,舌片在其向缺口的过渡区域内的侧向边缘处为尖棱的。因此,该尖锐的边缘可能在安装时、当舌片沿着圆柱孔的内壁在其上推动时产生切屑,其可能影响功能和寿命,或者必须在装配之后再麻烦地去除。
此外,由DE 296 10 021 U1已知一种止动盘,其可用于将零件固定在轴或转轴上。止动盘具有带有多个止动元件的止动区段,止动元件构造为径向向内突出的舌片。缺点在于,舌片在其向缺口的过渡区域内的侧向边缘处为尖棱的。因此,该尖锐的边缘可能当在轴上推动时、当舌片沿着轴的外径在其上推动时产生切屑,其可能影响功能和寿命,或者必须在装配之后再麻烦地去除。
此外,在现有技术中还在止动盘中出现严重的切口应力集中效应,这可能导致裂纹形成以及由此的止动功能失效。
发明内容
针对前述技术问题,本发明的目的在于,提供一种开头所述类型的改善的止动盘,其在改善的功能性的同时实现了可靠的装配。
该目的由此实现,即,外边缘和/或内边缘在投影到垂直或平行于轴的投影平面中时,在外圆与内圆之间波纹形地延伸。
作为止动盘的一部分,止动区段构造为盘形的区域,其材料厚度通常在其面积延伸范围内一致。在现有技术中,止动元件通过止动区域内的径向缺口而沿着圆周方向在产生尖棱的环形区段的条件下彼此分离,然而在本发明中,外边缘和/或内边缘在投影到垂直于或平行于轴的投影平面内时在外圆与内圆之间波纹形延伸地构造,从而沿着圆周方向,贯穿的、波浪形的外边缘和内边缘限定端面,并因此无需切出的用于分割止动元件的缺口。
如果外边缘和/或内边缘投影到垂直或平行于轴的投影平面中,那么,外边缘和/或内边缘则具有在外圆与内圆之间的波纹形的走势,也就是说,外边缘和/或内边缘交替地向着外圆和内圆延伸。波纹形的走势既理解为弧形的、圆滑的走势,也理解为锯齿状的或参差不齐的走势。外边缘和/或内边缘的锯齿状的走势在上述投影平面中具有至少一个数学上不可微分的位置,例如在锯齿的尖上。
优选外边缘和/或内边缘在投影到垂直于轴的第一平面中时、以及在投影到平行于轴的第二投影平面中时在外圆与内圆之间波纹形地延伸。
外边缘和/或内边缘优选具有由波峰和波谷组成的弧形的圆滑的走势。通过彼此相继的波峰和波谷构成沿着圆周方向延伸的波浪形。
替代切出的缺口,在盘状的止动区域的面积内成型径向指向的波谷,其优选构造为长形延伸的沟状凹处,其沿着径向延伸。波谷径向向外或向内延伸至端面,从而与波谷的横截面相应地形成外边缘和/或内边缘,也就是说,在圆周范围内沿着轴、即纵轴的方向呈波浪形,第一和第二中心点位于该轴上。在此,通过波谷成型的深度预设波浪高度。
优选外边缘与内边缘之间沿着轴的方向测量的轴向间距等于止动区段内止动盘材料厚度的1.2倍至3倍。
通过该比例能够获得可靠的支撑作用,并同时在装配时确保低的推入力或推动力,因为止动盘沿着径向、垂直于轴具有足够的刚性。
波谷根据上述定义沿着支撑方向、即反向于插入方向或安装方向成型在止动区域内,并且在圆周上分布至少两个、优选多个波谷。由此沿着圆周方向产生波浪结构,从而在波谷之间的区域内,保留出前述波峰,其反向于支撑方向突出。沿着圆周方向,相应交替的凹陷的波谷与突出的波峰彼此跟随以构成波浪结构,其中,波谷造型的深度定义波浪高度。
优选外圆具有第一直径D,并且内圆具有第二直径d,其中,比例D/d的数值在1.1至1.5之间。
通过衡量波峰和波谷的高度的该比例可实现改善的支撑作用和降低的装配力。
外边缘在波峰的区域内分别径向向外地突出。波峰的分别通过“最高点”构成的顶点内接在外圆中。因此,至少三个波峰的顶点确定该外圆。优选外圆通过五个波峰的顶点确定。尤其优选外圆为外边缘上的波峰的包络圆。波谷具有最深点,其中,通过其中至少三个最深点确定内圆,优选内圆通过五个波谷的最深点确定。尤其优选内圆通过内边缘的波谷的内接圆构成。内接圆描述此种圆,其中,所观察的零件或所观察的内边缘的全部的点都位于外部。
在用于将零件固定在开口内的止动盘的设计方案中,外边缘构造为止动边缘。因此,该设计方案可定义为,用于将部件轴向固定在圆柱形空腔内的止动盘,其以其外轮廓内接于外圆,并具有止动区段,该止动区段带有至少一个径向向外突出的止动元件,其在外缘区段上具有止动边缘,其中,止动元件至少在止动边缘的区域内相对于外接圆的轴倾斜,其中,止动区段具有凹谷形式的成型的波谷,其沿着径向延伸以构成沿着圆周方向的波浪形的横截面,其中,沿着圆周方向在两个凹谷之间限定出的波峰构成止动元件。
止动边缘优选位于圆滑的、沿着径向凸状地突出的弧形波峰上。这可由此实现,即,通过塑性变形时的材料挤压在外边缘的波峰和沿着圆周方向与其相邻的波谷之间的过渡区域中径向向内地拉入相对平缓的弯曲曲线的形状,从而使止动边缘保持为弧形。在此,优选外边缘的外部限定波峰的局部区段弧形地弯曲,其中,弧形半径小于止动盘外接圆的半径。该弧形形状的优点在于,止动元件沿着圆周方向不具有尖锐的边缘,并因此可靠地避免将止动盘同轴地插入圆柱形空腔内时产生切屑。
在用于将零件固定在轴上的止动盘的替代设计方案中,将内边缘构造为止动边缘。
优选止动边缘具有圆滑的、沿着径向凸状地突出的弧形波谷。在此,优选内边缘的由内部限定波谷的局部区段弧形地弯曲,其中,弧形半径小于内圆半径。该弧形形状的优点在于,止动元件沿着圆周方向不具有尖锐的边缘,并因此可靠地避免将止动盘在轴或转轴上同轴地推动时产生切屑。
波峰的在放松状态下外边缘的最向外突出的区域(其同时为波峰的最大值)内接在具有第一直径(D)的外圆中,并且波谷的内边缘的最径向向内拉入的区域(其位于波谷的成型得最深的最小值、最深的点处)位于具有第二直径(d)的内缘上,该第二直径小于上述第一直径(D)。外径(D)与直径(d)之间的差值(D-d)定义径向波浪高度(w),其给出了止动元件的止动边缘径向突出的程度。
由波谷和波峰组成的波浪形结构的轴向波浪高度(a)通过沿着轴的方向测得的外边缘与内边缘之间的最大间距定义,也就是说,其对应于外圆的第一中心点与内圆的第二中心点之间的距离。
有利的是,外边缘与内边缘之间沿着轴的方向测量的轴向间距(a)等于止动区段内的止动盘材料厚度的1.2倍至3倍。该比例在制造、装配与止动盘的止动作用方面为有利的。
优选外圆具有第一直径(D),内圆具有第二直径(d),其中,比例D/d的数值在1.1与1.5之间。尤其优选比例D/d的数值在1.15与1.25之间。
在用于将零件固定在开口内的止动盘的设计方案中,外圆的第一直径(D)设计得大于圆柱形空腔的内径(I),并且内圆的第二直径(d)设计得小于该内径(I)。由此可确保,在插入状态下仅由止动元件的波纹形或弧形的止动边缘、在此情况下为外边缘与空腔的内表面接触并固定在那。
在用于将零件固定在轴上的止动盘的设计方案中,内圆的第二直径(d)设计得小于与止动盘配合的轴或轴区段的外径,并且外圆的第一直径(D)设计得大于该外径。由此可确保在安装状态下,仅止动元件的波纹形或弧形的止动边缘、在此情况下为内边缘接触轴的外表面(侧面)并固定在那。
根据本发明的止动盘的另一优点在于,成型波谷和波峰,使得外边缘和/或内边缘投影在垂直或平行于轴的投影平面内时在外圆与内圆之间波纹形地延伸,以提高止动区段沿着径向的抗弯刚性。为了实现决定弹簧力的定义的弹性,相比于现有技术中的沿着圆周方向单独的止动舌片所需的厚度,可整体地选择止动区域或止动盘的更低的材料厚度,例如通过具有更低厚度的弹簧钢薄板,其中,止动边缘以该弹簧力径向向外地抵压空腔内壁或径向向内地抵压轴的外表面。由此可节约材料和重量并简化制造。
波谷和波峰优选具有弧形的圆滑的横截面,也就是说,外边缘和内边缘具有弧形的圆滑的走势。在此,横截面的弧形小于止动盘的外径。由此可实现止动边缘在外边缘或内边缘的凸状突起的区段范围内为弧形、圆滑的,并以稳定的弧形的波浪形状向着波谷区域内的外边缘径向向内缩回的区域或者波峰区域内的内边缘的径向向外突出的区域过渡。由此方式,能够可靠地避免不利的尖锐边缘的产生。
一种有利的实施例规定,多个波谷和波峰优选均匀地分布在圆周上。在此,波谷和波峰径向放射状地向外延伸。通过在圆周上交替设置的波谷和波峰实现在圆周上环绕的波浪形状。通过均匀的分布可以实现相对于纵轴旋转对称的布置,这确保容易定心的插入或安装以及可靠的止动。原则上,根据本发明的构造具有两个波谷即可实现,然而对于免摇动的定心有利的是,设置三个或更多的波谷,其中,波谷的数量上不封顶。根据波谷的数量,波峰的数量也上涨,从而将提供的弹簧力分布到相应更多的止动边缘区段。根据用途,波谷和波峰的数量可进行优化,并且在实践中可以例如在5至20之间。
波谷和波峰的数量可优选基于外圆的第一直径确定。在此有利的是,外圆以毫米为单位测得的第一直径(D)为波谷数量的1至10倍,例如,在外圆的第一直径为30mm时,优选可设置3至30个波谷。
可规定,波谷倾斜于轴成型。通过使波谷的纵向延伸不仅径向向外地、而且以小于90°的夹角相对于止动盘的纵轴倾斜地布置,径向的波浪高度在几何上与轴向的波浪高度相关。在此,更强烈的倾斜导致更尖锐的夹角以及相对较大的径向的波浪高度。更接近于90°垂直径向的布置的更陡的斜度导致在更小的径向波浪高度的条件下构成更大的轴向波浪高度。
可以使止动区段具有圆锥壳形的基础形状。圆锥壳形的基础形状通过具有预设壁厚、即止动区段的材料厚度的空心截圆锥壳形式的环形区段实现,其反向于插入方向以锥角敞开,也就是说,沿着插入方向相应圆锥形地汇聚。在圆锥壳中成型波谷,在波谷之间相应地构造波峰。在此,波谷可以基本与锥角对应地相对于轴倾斜,或者更强烈地倾斜,从而其与纵轴构成更缓斜的角度。圆锥的止动区段的优点在于,通过成型深度小的波谷就已经能够实现足够的径向波浪高度。另一优点在于,刀刃式的止动边缘、即外边缘或内边缘与锥角相应倾斜地贴靠在空腔的内壁上或倾斜地贴靠在轴的外表面上,从而产生开头所述的反向于插入方向的倒钩止动效应。此外还有利的是,圆锥的止动区段为了插入而能够径向地弹性压缩,或者在推动时径向地弹性扩张,其中,根据本发明的波纹形的外边缘和/或波纹形的内边缘基本仅在圆周方向上弹性地受到负载。由此,一方面可以在插入时确保实际没有不期望的塑形变形的均匀的弹性变形,另一方面,止动力长期保持恒定。
替代地,同样可考虑使止动区段具有浅的环形盘的基础形状,其中,波谷优选倾斜于轴地成型。
本发明的扩展方案在于,径向的外边缘区域内的波浪高度大于止动区段径向的内部区域中的。由此可以在外边缘上针对制动作用优化止动元件的构造,而径向的内部区域中的波谷可更平坦地延伸,从而产生向支撑区段的过渡。
止动盘优选具有支撑区段,其优选构造为支撑环,该支撑环同轴地构造在止动区段内部。例如构造为支撑环的支撑区段可布置在止动区段的径向内部或径向外部,并具有沿着插入方向端侧的轴向止挡面,其能够与待固定的零件贴靠。
支撑区段可优选具有沿着轴向成型的环绕的环形凹谷。由此提高了支撑区段的刚性并由此提高了止动盘的刚性,其中,能够以有利的方式使用更低的材料厚度。
优选止动盘构造为优选由弹簧钢薄板制成的冲压件。在此,可以由薄板区段进行一件式的制造,该薄板区段优选作为圆环形的冲裁件提供,并且在其中塑形地在止动区段内压入波谷和波峰,并且也成型支撑环,例如也具有环绕的环形凹谷。在此,可以将止动区段构造为圆锥壳形,从而止动边缘如前所述地倾斜于纵轴。制造为冲压件可以经济地实现,其中,一方面,止动边缘可通过尖锐的冲裁轮廓实现,并且另一方面,通过根据本发明成型的波谷使止动元件不具有在装配时不利的尖锐的边缘。
附图说明
在下文中根据附图进一步阐述本发明有利的实施形式。具体示出了:
图1示出了转向柱的透视图,
图2示出了根据图1的转向柱的局部纵剖图,
图3示出了根据图2的纵剖图的放大细节图,
图4示出了根据图1的转向柱的调节驱动器的纵剖图,
图5示出了第一实施形式的根据本发明的止动盘的透视图,
图6示出了根据图5的第一实施形式的止动盘沿着轴的方向的视图,
图7示出了根据图5和6的第一实施形式的止动盘的侧视图,
图8示出了根据图5至7的第一实施形式的止动盘的纵剖图,
图9示出了根据图5至8的第一实施形式的止动盘的沿着轴的方向的另一视图,
图10示出了类似于图3的纵剖图的放大细节图,其中具有第一实施形式的止动盘和第二实施形式的止动盘,
图11示出了第二实施形式的根据本发明的止动盘的透视图,
图12示出了根据图11的第二实施形式的止动盘的纵剖图,
图13示出了根据图11和12的第二实施形式的止动盘沿着轴的方向的视图。
具体实施方式
在不同附图中,相同的部件总是以相同的附图标记标注并因此通常也分别仅命名或提及一次。
图1示出了根据本发明的转向柱1的由相对于未示出的汽车的行驶方向位于后方的末端斜上方的透视图,操纵区域内的未示出的方向盘固定在该后方的末端处。
转向柱1包含构造为支架的承载单元2,其具有固定孔形式的固定装置21,其用于安装到在此未示出的汽车车身上。由承载单元2支持调节单元3,其容纳在外壳单元4-也称作导向盒或盒式摇臂-内。
调节单元3具有套管31,转向轴32能够围绕纵轴L旋转地支承在该套管内,纵轴沿着纵向、即沿着纵轴L的方向轴向延伸。在该后方的末端上,在转向轴32上构造固定区段33,在其上能够安装未示出的方向盘。
调节单元3为了实现纵向调整而能够沿着纵轴L的方向伸缩式平移地容纳在外壳单元4中,从而与转向轴32相连的方向盘能够相对于承载单元2沿着纵向前后地定位,如借助平行于纵轴L的双箭头所表示的。
外壳单元4能够围绕横向于纵轴L的水平的摆动轴S摆动地支承在承载单元2上的摆动轴承22内。在后方的区域内,外壳单元4通过调节杠杆41与承载单元2相连。通过借助马达驱动的调节驱动器6产生的调节杠杆41的转动可以使外壳单元4相对于承载单元2围绕在组装状态下水平的摆动轴S摆动,由此能够进行对安装在固定区段33上的方向盘沿着高度方向H的调节,这以双箭头表示。
调节驱动器6为了进行沿着高度方向H的调节而安装在转向柱1上,并且包含芯轴螺母61,丝杠62啮合于芯轴螺母的沿着轴G的内螺纹中。丝杠62能够围绕轴G旋转地支承在固定在外壳单元4上的轴承壳63中并且轴向地沿着轴G的方向支撑在外壳单元4上,并能够由电动的伺服马达65选择性地沿着两个转动方向围绕轴G旋转地驱动。
芯轴螺母61针对围绕轴G的旋转固定地安装在双臂式调节杠杆41的一个末端上,该调节杠杆能够围绕摆动轴承23旋转地支承在承载单元22上,并且其另一个臂借助另一末端与外壳单元4相连。
通过丝杠61的旋转可以-根据伺服马达65的转向-沿着轴G的方向平移地相对于丝杠62移动芯轴螺母61,从而相应地,能够相对于承载单元2沿着高度方向H上下地调节通过调节杠杆41与芯轴螺母41相连的外壳单元4连同容纳在其中的调节装置3,如以双箭头表示的那样。
图2示出了调节单元3沿着纵轴L的剖面,在调节单元中,转向轴32在套管31的后方的末端区段内支承在滚动轴承5中,该滚动轴承具有外环51、内环52和在其之间能够沿着圆周方向滚动的球53。外环51同轴地插入圆柱形的开口311内并在其中径向地贴靠在内表面312上,如在图3的放大视图中明显可见的那样。沿着平行于纵轴L的插入方向E,外环51抵靠呈环绕的环形凸肩形式的轴向的支座313地支撑。内环52固定地放置在转向轴32上,其在那沿着插入方向E抵靠例如通过挡圈构成的轴向的支座321地支撑。
在与支座313相对的轴向侧面上,外环51由根据本发明的固定在开口311中的止动环7保持并反向于插入方向地支撑,并因此相对于支座313固定在轴向的轴承位置处。
在图5至9的示图中进一步示出了止动环7。如在图6中的轴向端侧视图明显示出的,其中,图6的视图平面垂直于轴A并平行于第一投影平面P1,止动环7具有圆环形的基础形状,该基础形状的轴A在图2和3的组装状态下与纵轴L重叠。在其径向靠外的区域内,止动环7具有环形环绕的止动区段71,其中同轴地设置与其固定连接的、同样为环形的支撑区段72。
如由图7和8中可见,止动区段71的基础形状构造为具有锥角β(beta)的圆锥壳形。针对在根据图2和3的组装状态下的止动区段的定向,止动区段72在横截面中沿着插入方向E倾斜于轴A地聚拢。图7和8的视图平面平行于轴A,其中,图7和8的视图平面平行于第二投影平面P2。
图9由第二端侧视图示出了止动环7,其中,端面750朝向观察者,在图9中,图9的视图平面垂直于轴A,其中,图9的视图平面平行于第一投影平面P1。
止动盘7在止动区段71上具有端面750,其中,端面750通过外边缘75和内边缘78限定。外边缘75内接在外圆AK中,其中,外圆具有第一中心点M1。内圆IK内接在内边缘78内部,其中,内圆IK具有第二中心点M2。外圆AK的第一中心点M1与内圆IK的第二中心点M2位于轴A上。止动区段71至少在端面750的区域内相对于轴A倾斜。根据本发明,外边缘75和内边缘78在投影到与轴A垂直并因此符合图6和9的视图平面的投影平面P1内时在外圆AK与内圆IK之间波纹形地延伸。
此外,外边缘75和内边缘78在投影到平行于轴A并因此符合图7和8的视图平面的投影平面P2中时在外圆AK与内圆IK之间波纹形地延伸。
止动区段71具有伸长的凹谷73,其倾斜于轴A成型,沟形地构造为具有弧形的横截面,并相对于轴A放射状地径向延伸。在成型的凹谷73之间构造波浪74,从而构成沿着圆周方向环绕的波浪形状,其中,凹谷73反向于插入方向观察形成波谷73,并且相应地,波浪74形成波峰。
如尤其由图7和8的侧视图示出的,凹谷73(波谷)倾斜于轴成型在锥状的止动区段71中,使得在止动盘7的外边缘上产生沿着轴A方向测量的轴向波浪高度a,以及沿着径向测量的径向波浪高度b。波浪高度a对应于外圆AK与内圆IK之间的轴向间距a。外圆AK位于垂直于轴A的平面E1中。内圆IK位于垂直于轴A的平面E2中,其中,平面E1和平面E2具有间距a。平面E1和平面E2平行于投影平面P1。径向的波浪高度b为外圆AK与内圆IK之间沿着径向、即垂直于轴A测量的径向的间距b。因此,径向间距b对应于外圆AK与内圆IK之间的直径差值的一半。因此,外边缘75与内边缘78在投影到平行于轴A并因此对应于图7和8的视图平面的投影平面P2中时在平面E1与E2之间波纹形地延伸。
外边缘75的在波浪74(波峰)区域内突出的外边缘区段被具有第一直径D的外圆AK所包含,并且在凹谷73(波谷)区域内的内边缘区段中,内接了具有第二直径d的内缘IK,如由图7和9中可见。
外边缘75构造为尖棱地向外突出的、刀刃式的止动边缘75。在图7和8中明显可见,构造为止动边缘的该外边缘75如何径向向外地突出,并且以反向于插入方向E的锥角β(=beta)倾斜于轴A。由此,波峰74构成止动盘7的止动元件。在此,实现了在圆周范围内波浪形环绕的、构造为止动边缘的外边缘75,其为波浪状的弧形的,并且不具有像现有技术中已知的弹簧舌片那样的额外的、不利的尖锐的角。
波谷73径向向内平坦地终结,在此,波浪高度a和b减小,直至止动区段71在向支撑区段72的过渡处具有非波浪的、平面的形状。支撑区段72本身在沿着插入方向E靠前的端侧处具有环形环绕的平面的支撑面76。支撑区段72的刚性通过由插入方向E成型的圆形环绕的环形凹谷77提高。
止动盘7优选由环形的、具有材料厚度t的、优选由弹簧钢制成的板坯件制造为一件式的冲压件。在此,尤其有利的是,径向的波浪高度a约为止动区段71内的止动盘7的材料厚度的1.2倍至3倍。
在根据图2和3的应用中,开口311具有内径I,该内径小于外圆的第一直径D,但大于内圆的第二直径d。在沿着插入方向E插入时,止动盘7同轴地推入开口311中,直至支撑面76沿着轴向抵靠在轴承5的外环51上。在该止动位置处,构造为止动边缘的外边缘75通过止动盘7的弹性而径向由内部压入内表面312中,在此处,内表面产生压痕并且止动盘7形状配合地固定地抠住。如果由于运行中轴承5的负载而有轴向力反向于插入方向E向外作用,作用在构造为止动边缘的外边缘75上的径向止动力则通过具有以锥角β设置的制动元件的止动区段71的倒钩式圆锥形构造而还得到增强。因此,止动盘7具有自锁的工作方式。反向于插入方向E的轴向力越大,外边缘75则陷入内表面312的材料中越多。
图4示出了根据本发明的止动环7的另一插入方案,其用于将轴承结构固定在调节驱动器6的轴承壳63中。在此,能够由马达65通过蜗杆66围绕其转轴G驱动的、与芯轴68相连的蜗轮67支承在滚动轴承5中,该滚动轴承插入轴承壳63的圆柱形开口631中。圆柱形开口631具有内表面632。
根据本发明的止动环7沿着插入方向E使其轴A与转轴G同轴地插入开口631中,并沿着插入方向E通过盘形弹簧69加载滚动轴承5,该滚动轴承通过蜗轮67和另一滚动轴承5反向于插入方向地轴向支撑在固定于开口631内的支座633上。在此种布置中,通过盘形弹簧69持续地反向于插入方向E向止动环7轴向地施加负载,其中,止动环7由于上述倒钩效应而产生尤其牢固的止动作用。
在图10至13中示出了第二实施形式的止动环8,其中,该止动环8用于将零件沿着轴向固定在柱状的轴、优选圆柱状的轴上。
图10示出了类似于图3的放大剖视图,其中,类似于由图1中已知的转向柱1的转向柱被穿过调节单元3地沿着纵轴L剖切。转向轴32在套管31的后方的末端区段内支承在滚动轴承5中,该滚动轴承具有外环51、内环52和在其之间能够沿着圆周方向滚动的球53。外环51同轴地插入圆柱形开口311内并在其中径向地贴靠内表面312。沿着平行于纵轴L的插入方向E,内环52支撑在止动环8上。止动环8因此将滚动轴承5沿着轴向固定在构造为转向轴32的轴上。
在图11至13的示图中进一步阐述该止动环8。如在图13中的轴向端侧视图中明显示出的,其中,图13的视图平面垂直于轴A,其中,图13的视图平面平行于第一投影平面P1,止动环8具有圆环形的、具有轴A的基础形状,该轴A在图10的组装状态下与纵轴L重叠。在其径向的内部区域中,止动环8具有环形环绕的止动区段81,在其中同轴地设置与其固定相连的、同样为环形的支撑区段82。止动环8包含在图13中朝向观察者的端面850。
如由图12中可见,止动区段71的基础形状构造为圆锥壳形,其具有锥角β(beta)。针对其根据图12的组装状态下的定向,止动区段72在横截面中沿着插入方向E倾斜于轴A地分散。图12的视图平面平行于轴A,其中,图12的视图平面平行于第二投影平面P2。
止动盘8在止动区段81上具有端面850,其中,端面850通过外边缘85和内边缘88限定。外边缘85内接在外圆AK中,其中,外圆AK具有第一中心点M1。内圆IK内接在内边缘88内部,其中,内圆IK具有第二中心点M2。外圆AK的第一中心点M1与内圆IK的第二中心点M2位于轴A上。止动区段81至少在端面850的区域内相对于轴A倾斜。根据本发明,外边缘85和内边缘88在投影到与轴A垂直并因此对应于图13的视图平面的投影平面P1内时在外圆AK与内圆IK之间波纹形地延伸。
此外,外边缘85和内边缘88在投影到平行于轴A并因此对应于图12的视图平面的投影平面P2中时在外圆AK与内圆IK之间波纹形地延伸。
波浪高度a为外圆AK与内圆IK之间的轴向间距a。外圆AK位于垂直于轴A的平面E1中。内圆IK位于垂直于轴A的平面E2中,其中,平面E1和平面E2具有间距a。平面E1和平面E2平行于投影平面P1。径向的波浪高度b为外圆AK与内圆IK之间沿着径向、即垂直于轴A测量的径向的间距b。因此,径向间距b对应于外圆AK与内圆IK之间的直径差值的一半。
在图12和13中明显可见,构造为止动边缘的内边缘88如何径向向内地突出,即以与插入方向E之间的锥角β倾斜于轴A。由此,波谷88构成止动盘8的止动元件。在此,实现了在圆周范围内波浪形环绕的、构造为止动边缘的内边缘88,其为波浪状的弧形的,并且不具有像现有技术中已知的弹簧舌片那样的额外的、不利的尖锐的角。
通过使外边缘75,85和内边缘78,88波浪状-弧形地构造,避免了在止动环7,8插入时的不利的切屑产生。通过具有成型的波谷73和波峰74的波浪形状,止动环7,8具有高的刚性,并且能够以相比于现有技术更小的材料厚度h制成。在此,可以由弹簧钢薄板经济地制造为冲压件。
附图标记说明
1 转向柱
2 承载单元
21 固定装置
22,23 摆动轴承
3 调节单元
31 套管
311 开口
312 内表面
313 支座
32 转向轴
321 支座
33 固定区段
34 传递元件
4 外壳单元
41 调节杠杆
42 贯穿开口
5 滚动轴承
51 外环
52 内环
53 球
6 调节驱动器
61 芯轴螺母
62 丝杠
63 轴承壳
631 开口
632 内表面
633 支座
65 伺服马达
66 蜗杆
67 蜗轮
68 芯轴
69 盘形弹簧
7,8 止动环
71,81 止动区段
72,82 支撑区段
73,83 波谷(凹谷)
74,84 波峰(波浪)
75,85 外边缘
76,86 支撑面
77,87 环形凹谷
78,88 内边缘
750,850 端面
A 轴
L 纵轴
H 高度方向
IK 内圆
AK 外圆
G 轴(丝杠轴)
β 锥角
a 轴向波浪高度
b 径向波浪高度
D 外圆的第一直径
d 内圆的第二直径
t 材料厚度

Claims (11)

1.用于将零件轴向地固定在圆柱形空腔内或者圆柱形轴上的止动盘(7,8),其中,该止动盘(7,8)具有带有端面(750,850)的突出的止动区段(71,81),其中,该端面(750,850)通过外边缘(75,85)和内边缘(78,88)限定,其中,外边缘(75,85)内接在具有第一中心点(M1)的外圆(AK)中,并且在内边缘(78,88)内部内接具有第二中心点(M2)的内圆(IK),其中,第一中心点(M1)和第二中心点(M2)位于轴(A)上,其中,止动区段(71,81)至少在端面(750,850)的区域内倾斜于该轴(A),
其特征在于,
外边缘(75,85)和/或内边缘(78,88)在投影到平行于轴(A)的第二投影平面(P2)中时在外圆(AK)和内圆(IK)之间波纹形地延伸,所述第一中心点(M1)和所述第二中心点(M2)彼此分开。
2.根据权利要求1所述的止动盘(7,8),其特征在于,外边缘(75)和/或内边缘(78,88)在投影到垂直于轴(A)的第一投影平面(P1)中时、以及在投影到平行于轴(A)的第二投影平面(P2)中时在外圆(AK)与内圆(IK)之间波纹形地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的止动盘(7,8),其特征在于,外边缘(75,85)和/或内边缘(78,88)具有由波峰(74,84)和波谷(73,83)组成的弧形的圆滑的走势。
4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8),其特征在于,沿着轴(A)方向测量的外边缘(75,85)与内边缘(78,88)之间的轴向间距(a)等于在止动区段(71)内的止动盘(7)的材料厚度(t)的1.2倍至3倍。
5.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8),其特征在于,外圆(AK)具有第一直径(D),并且内圆(IK)具有第二直径(d),其中,比例D/d具有在1.1至1.5之间的数值。
6.根据权利要求4所述的止动盘(7,8),其特征在于,以毫米为单位测量的外圆(AK)的第一直径(D)与波谷(73,83)的数量的比例在1:1至10:1之间。
7.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8),其特征在于,波谷(73,83)倾斜于轴(A)成型。
8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8),其特征在于,止动区段(71,81)具有圆锥壳形的基础形状。
9.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8),其特征在于,止动区段(71,81)过渡至径向位于内部的或者径向位于外部的支撑区段(72,82)。
10.根据权利要求9所述的止动盘(7,8),其特征在于,支撑区段(72,82)具有至少区段式地沿着圆周方向环绕的环形凹谷(77,87)。
11.根据前述权利要求1-2中任一项所述的止动盘(7,8)的用途,其特征在于,止动盘(7,8)径向预紧地、同轴地插入转向装置(1)的内圆柱的圆柱形空腔(311)中,并且轴向地支撑转动地支承的元件的轴承结构。
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