CN114080512A - 用于蜗杆轴的轴承配置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于蜗杆轴(12)的轴承配置,具有:滚动轴承(14),所述滚动轴承中支承有所述蜗杆轴(12);和壳体(10),在所述壳体中,所述滚动轴承(14)弹性地在横向于所述蜗杆轴(12)的纵向x的方向z上被预张紧,其特征在于,所述滚动轴承(14)在垂直于预应力的方向z并且垂直于所述蜗杆轴(12)的纵向x的方向y上被两侧支撑在所述壳体(10)中,以及,设有用于将所述滚动轴承(12)预张紧的环形弹簧(16),所述弹簧包围所述滚动轴承(14)并且所述弹簧在其周边的某个点上锚定在所述壳体(10)中并在与所述锚定点(28)径向相对布置的点(32)上卡合在所述滚动轴承(14)的外周上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于蜗杆轴的轴承配置,具有:滚动轴承,所述滚动轴承中支承有所述蜗杆轴;和壳体,在所述壳体中,所述滚动轴承弹性地在横向于所述蜗杆轴的纵向x的方向z上被预张紧。
背景技术
在蜗轮蜗杆传动装置中,相对复杂的涡轮通常由塑料制成,由于存在制造公差,在蜗杆与涡轮之间可能出现一定间隙。这种间隙在使用寿命较长时还可能因蜗杆磨损而增大。因而揭示过上述类型的轴承配置,其蜗杆连同承载该蜗杆的轴体能够以基本上消除间隙的方式朝涡轮方向被预张紧。但在已知的轴承配置中,滚动轴承的弹性支撑会造成以下后果:滚动轴承的位置并非在所有剩余自由度中被精确固定,因而可能引起故障或磨损加剧。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供上述类型的轴承配置,其具有紧凑型结构并能稳定且精确地对滚动轴承进行定位和导引。
本发明用以达成上述目的的解决方案为,所述滚动轴承在垂直于预应力的方向z并且垂直于所述蜗杆轴的纵向x的方向y上被两侧支撑在所述壳体中,以及,设有用于将所述滚动轴承预张紧的环形弹簧,所述弹簧包围所述滚动轴承并且所述弹簧在其周边的某个点上锚定在所述壳体中并在与所述锚定点径向相对布置的点上卡合在所述滚动轴承的外周上。
在这种轴承配置中,滚动轴承如此地在壳体中被导引,使其只能在弹簧的张紧力进行作用的方向上进行线性运动。如此,滚动轴承的位置和蜗杆的位置被精确定义。在本发明的轴承配置中,所述弹簧是环形拉伸弹簧,其将滚动轴承的外圈拉向壳体的锚定有弹簧的一侧。弹簧包围滚动轴承,因而该弹簧能够产生较大的预应力,尽管其在壳体中仅需极小的结构空间。
本发明的有利技术方案参阅从属权利要求。
附图说明
下面结合图式对实施例进行详细说明。
其中:
图1为用于截面图所示蜗杆轴的轴承配置的端视图;
图2为轴承配置和蜗杆轴的纵截面图;
图3为沿图2中的线III-III的截面图。
图4为另一实施例中的轴承配置的端视图;
图5为沿图4中的线V-V的截面图;
图6为沿图5中的线VI-VI的截面图;
图7为又一实施例中的轴承配置的端视图;以及
图8为沿图7中的线VIII-VIII的截面图。
具体实施方式
图1所示轴承配置具有圆筒形的在一侧扁平的壳体10,例如由钢板构成,该壳体被蜗杆轴12贯穿。图1为蜗杆轴12的截面图。剖切平面在图2中用I-I表示且穿过蜗杆轴12的直径有所增大的区段,该蜗杆轴用来承载真正意义上的蜗杆。
图1为大体呈圆柱形的壳体10的暴露末端的俯视图,该壳体容置用于蜗杆轴的滚动轴承14以及包围滚动轴承14的环形弹簧16。
如图2所示,滚动轴承14是深沟球轴承,其内圈18安放在蜗杆轴12的直径有所减小的区段上。因而在图1中,内圈18被蜗杆轴12的直径有所扩展的部分遮盖,使得在滚动轴承14中只能看到外圈20和两个环形密封件22中的一个,这些密封件对轴承钢球和球轴承保持架所占空间进行密封。外圈在图1中背离观察者的一侧上轴向延长并且被容置在由塑料构成的滑动圈24中,该滑动圈被壳体10的直径有所减小的颈部26包围。
弹簧16是一个形成波形圈的板簧,其在锚定点28上用夹子30或铆钉锚定在壳体10的边缘上,并且在与锚定点28沿直径对置的点32上卡合在滚动轴承14的外圈20的外周上。在锚定点28与点32之间,弹簧16在每一侧上形成三个径向朝外突出的波峰,这些波峰之间存在波谷,但其最低点仍与滚动轴承14总是存在一定距离,因而滚动轴承不会妨碍弹簧的变形。而这些波峰可以以其尖顶支撑在壳体10的周壁上。
弹簧所抵靠在滚动轴承14上的点32位于波谷的最低位置上。在这个点32上,弹簧16沿方向z对滚动轴承14施加作用力,该方向垂直于蜗杆轴12的纵向x(参见图2)。弹簧16用作拉伸弹簧,因而其与压缩弹簧不同,不具有侧向断裂的趋势,从而引起力作用方向的变化以及滚动轴承14和蜗杆轴12的位置偏移。弹簧16以节省空间的方式容置在壳体10的周壁与滚动轴承14的外圈之间的环形空间中,并能对滚动轴承和蜗杆轴施加较大的作用力。
图3为轴承配置在某个剖切平面内的截面图,该剖切平面穿过壳体10的颈部26以及穿过滑动圈24和滚动轴承的外圈20的轴向延长部分。颈部26的内轮廓并非呈圆形,而是形成两个平行的彼此相对的扳手面34,滑动圈24的互补扳手面36抵靠于其上。滑动圈24在其内周上形成两个滑动面38,其相互平行且平行于扳手面34、36。滚动轴承的外圈20的伸出部分在其大部分周边上在滑动圈24中具有一定径向间隙,如尺寸为0.7mm的间隙,因而该部分能够相对于滑动圈24和壳体10在方向z上运动,从而将弹簧16的作用力传递给蜗杆轴12的承载蜗杆的部分。而在垂直于方向z且垂直于蜗杆轴12的纵向x的方向y上,外圈20具有两个扁平部,使其大体无间隙且摩擦极低地在滑动圈24的滑动面38上受到导引。还能防止滚动轴承围绕蜗杆轴12的纵轴发生扭转。以下情况也有助于将外圈20稳定支撑在滑动面38上:滑动圈24的相应周边区段被颈部26支撑,该颈部通过在该颈部与壳体10的外周壁之间形成的凸肩40而加固。
如图1所示,滑动圈24的端面在滑动面38的区域内被滚动轴承的外圈20的外周边遮盖,因为扁平部在这个外圈上仅存在于轴向突起上。因此,外圈20同样在扁平部与真正意义上的滚动轴承14间的过渡部上形成两个平行的凸肩,从而将外圈抵靠在滑动圈24的端面上。通过这种方式就在蜗杆轴的纵向x上将滚动轴承和蜗杆轴12的位置固设住。
从图1和3还能看出,壳体10的颈部26和滑动圈24在夹子30的位置上是中断的,从而借助夹子30将弹簧16稳定地固设在壳体上,而不会使得夹子抵接在滑动圈或颈部26上。
图4至图6示出本发明的第二实施例。在功能方面与第一实施例中所描述的细节对应的细节用相同的参考符号表示,但加上了100。
由此,该轴承配置具有壳体100,其容置滚动轴承114以及环形弹簧116。与图1类似,图4同样是圆筒形壳体100的暴露侧的俯视图。弹簧116的形状与图1中的弹簧16大体相同,但弹簧常数小得多。通过以下方式来形成锚定点128:环形弹簧在某个点上中断并且彼此相对的末端弯曲成孔眼,该孔眼钩在壳体100的周壁中的豁口中。弹簧116在与锚定点128径向相对布置的点132上接触滚动轴承114的外圈。
在这个实施例中通过以下方式来沿方向y对滚动轴承114进行两侧支撑:在壳体100中布置有由塑料构成的环形支撑体140,其以两个径向相对布置的支撑块142卡入滚动轴承114的外圈与壳体100的周壁之间的环形空间。在锚定点128的区域内和点132的区域内,支撑体140形成两个同样卡入环形空间的止动块144和146。导引块142以及止动块144和146通过支撑体的相对较薄的柔性臂部148而相连。臂部148处于相对弹簧116偏移的平面内,因而在图4中部分地遮盖弹簧116。
在支撑块142的区域内,弹簧116形成两个导引区段150,其在方向z上直线延伸并且在这个方向上为滚动轴承114提供导引。这些导引区段150从外部分别被支撑在壳体100的周壁上的支撑块142中的一个支撑。通过以下方式来实现支撑块142的无间隙支承:每个支撑块容置一个圆柱形橡胶弹性的夹紧体152,其支撑在弹簧的导引区段150上并且将支撑块弹性地预张紧至壳体100的外壁。
弹簧116在邻接导引区段150的区段中具有某个轮廓,该轮廓与支撑块142的轮廓互补并且借其将支撑块包围,从而将支撑体140和弹簧116形状配合地保持在彼此相对的位置中。
通过止动块144和146来沿轴线z在两个方向上限制被弹簧116预张紧的滚动轴承114的间隙。止动块144支撑在弹簧116的弯曲成孔眼的末端上并且在正常状态下与滚动轴承114的外圈存在较小的间隙。
止动块146支撑在壳体100的周壁上并且在点132上与弹簧116存在较小的间隙。
图5和6为止动块144和146的截面图。止动块146呈空心状并且具有夹具154的功能,该夹具卡扣在形成于壳体100的底部中的穿入件156上,从而将由支撑体140与弹簧116构成的整个单元保持在其位置中。在图5中,剖切平面穿过点132,弹簧116在该点上抵靠在滚动轴承114上。除此以外,在图5中可从弹簧116观察到锚定点128上的这两个孔眼中的一个。
在图5中,剖切平面还穿过锚定块144的实心部分,如图6所示,该锚定块在这个实心部分的两侧具有空腔。
在图5中,从支撑体140还能观察到两个臂部148以及伸入环形空间的支撑块142中的一个的部分。
如图6所示,支撑块142支撑弹簧116的导引区段150并且导引块被夹紧体152预张紧。
图7和图8示出本发明的第三实施例。在功能方面与第二实施例中所描述的细节对应的细节用相同的参考符号表示,但加上了100。
由此,该轴承配置具有壳体200,其容置滚动轴承214以及环形弹簧216。与图4类似,图7同样是圆筒形壳体200的暴露侧的俯视图。弹簧216的形状与图4中的弹簧116基本相同。
不同于壳体100,壳体200在其周边上完全闭合。在此,用于沿方向y对滚动轴承214进行两侧支撑的支撑块242以及用于沿方向z限制滚动轴承的间隙的止动块244和246整合在壳体200中。
通过以下方式来形成锚定点228:弹簧216以彼此相对布置的钩状末端钩在止动块244的锚状轮廓上。弹簧216在与锚定点228径向相对布置的点232上接触滚动轴承214的外圈。
在支撑块242的区域内,弹簧216同样形成两个导引区段250,其在方向z上直线延伸并且在这个方向上为滚动轴承214提供导引。这些导引区段250从外部分别被各容置一个圆柱形橡胶弹性的夹紧体252的支撑块242中的一个支撑。
止动块244在其朝向滚动轴承214的一侧上形成凸缘254,其跨接滚动轴承的外圈的边缘。在滚动轴承的相反侧上,两个弹性爪部256从壳体200的底部伸出,如图8所示,这些爪部同样跨接滚动轴承的外圈的边缘。安装该轴承配置时,可以将滚动轴承214钩在凸缘254的边缘下方,而后再用爪部256夹住。通过这种方式来将滚动轴承沿方向x稳定地保持在壳体200的底部与爪部256和凸缘254之间,使得该轴承仅在弹簧216的作用方向上,也就是在方向z上具有一定间隙。此外还能在安装过程中简单地将弹簧214从暴露侧插入壳体200并锚定在止动块244上。
Claims (14)
1.一种用于蜗杆轴(12)的轴承配置,具有:滚动轴承(14;114;214),所述滚动轴承中支承有所述蜗杆轴(12);和壳体(10;100;200),在所述壳体中,所述滚动轴承(14;114;214)弹性地在横向于所述蜗杆轴(12)的纵向x的方向z上被预张紧,其特征在于,所述滚动轴承(14;114;214)在垂直于预应力的方向z并且垂直于所述蜗杆轴(12)的纵向x的方向y上被两侧支撑在所述壳体(10;100;200)中,以及,设有用于将所述滚动轴承(12)预张紧的环形弹簧(16;116;216),所述弹簧包围所述滚动轴承(14;114;214)并且所述弹簧在其周边的某个点上锚定在所述壳体(10;100;200)中并在与所述锚定点(28;128;228)径向相对布置的点(32;132;232)上卡合在所述滚动轴承(14;114;214)的外周上。
2.根据权利要求1所述的轴承配置,其中所述弹簧(16;116;216)波形地、以若干径向突出的波峰地、环绕所述蜗杆轴(12)延伸。
3.根据权利要求1或2所述的轴承配置,其中所述弹簧(16)在所述锚定点(28)上用夹子(30)或铆钉固设在所述壳体(10)的边缘上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的轴承配置,其中所述滚动轴承(14)的外圈(20)轴向伸出所述真正意义上的滚动轴承地延长,并且在所述外圈(20)的所述延长区段上,所述滚动轴承(14)被两侧支撑在所述壳体(10)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承配置,其中为了在所述方向y上对所述滚动轴承(114)进行两侧支撑而设有环形支撑体(140),所述支撑体以两个彼此径向相对布置的支撑块(142)卡入所述滚动轴承(114)的外圈与所述壳体(100)的周壁之间的环形空间。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的轴承配置,其中为了在所述方向y上对所述滚动轴承(214)进行两侧支撑而设有两个在所述壳体(200)中径向相对布置的支撑块(242),所述支撑块与所述壳体一体成型。
7.根据权利要求5所述的轴承配置,其中所述弹簧(116;216)形成两个平直的导引区段(150;250),所述导引区段在所述方向z上延伸并且为所述滚动轴承(114;214)提供导引并且所述导引区段从外部被所述支撑块(142;242)支撑。
8.根据权利要求7所述的轴承配置,其中所述支撑块(142;242)被所述弹簧(116;216)的形成所述导引区段(150)的部分环扣。
9.根据权利要求7或8所述的轴承配置,其中每个导引块(142;242)容置一个橡胶弹性的夹紧体(152;252),所述夹紧体被张紧在所述弹簧的导引区段(150;250)与所述导引块(142;242)之间的空间中。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的轴承配置,其中所述壳体(200)形成至少一个止动块(244,246),所述止动块在至少一个方向上限制所述滚动轴承(114)沿所述轴线z的间隙。
11.根据权利要求10所述的轴承配置,其中所述止动块(246)或者所述止动块中的一个布置在所述壳体(200)的周壁与所述点(232)之间,所述弹簧(216)在所述点上抵靠在所述滚动轴承(214)上。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的轴承配置,其中所述弹簧(216)在所述锚定点(228)上分开并且形成两个钩子,所述弹簧借助所述钩子钩在所述止动块(244)上或所述止动块中的一个上。
13.根据权利要求12所述的轴承配置,其中所述弹簧所钩住的止动块(244)具有凸缘(254),所述止动块借助所述凸缘跨接所述滚动轴承(214)的边缘。
14.根据权利要求13所述的轴承配置,其中至少一个弹性爪部(256)从所述壳体(200)的底部伸出,所述爪部在与所述凸缘(254)相对布置的一侧上跨接所述滚动轴承(214)的边缘。
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- 2020-06-23 WO PCT/EP2020/067501 patent/WO2021004779A1/de unknown
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