專利名稱：用于轉向柱的滾動軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及滾動軸承領域，特別地在機動車轉向柱中使用的滾動軸承。
背景技術：
通常，轉向柱滾動軸承包括外座圈，內座圈，每個座圈包括喇叭口形滾道，以及一列滾動元件，諸如滾珠，以與滾道接觸的方式設置在該兩個滾道之間。保持架設置在軸承中以保持滾珠之間的平均的圓周間隔。保持架通常由模制的合成材料制成。外軸承座圈固定至轉向柱的外管(tube)，內座圈通過配合公差環(tolerance ring)或者套筒安裝在柱軸上，配合公差環或者套筒使得可以易于在軸上安裝軸承而不用初始夾緊且接著執行內座圈和軸之間的連接，甚至當軸和內座圈的截面具有不同的輪廓時。為此，配合公差環設置有徑向可變形彈性元件。配合公差環優選由彈性傳導材料制成，該彈性傳導材料允許在其它東西中的低強度電流經由外座圈、滾珠和內座圈通過柱的固定部分和轉動部分之間。例如，這可以用于操作桿控件的電連接，所述控件經常位于操作輪的轉動部分上。德國專利申請DE 103 00 725-A1公開了這樣的一種滾動軸承，其包括允許軸承安裝在轉向柱軸上的金屬套筒。也安裝在軸上的鎖緊墊圈具有某種徑向彈性，其允許通過在內座圈中的套筒的圓錐形部分的楔入效應把它在軸上夾緊。引起在軸上的套筒的有效夾緊所必需的軸向力相對高且它的強度難于控制。此外，在套筒設在組裝好的軸承上之后，鎖緊墊圈的布置構成額外的操作，因此增加了成本。歐洲專利申請EP 1 988 002，在該申請的名字中也公開了一種用于轉向軸柱的滾動軸承，其中，金屬套筒放置在內座圈中且包括楔片，其能夠通過楔入效應與內座圈徑向向內夾緊以使得以轉動方式連接內座圈和軸而不用使用鎖緊墊圈。然而，該套筒具有難于制造的相對復雜的形狀。這因此導致了成本的增加且因此增加了滾動軸承的總成本。
發明內容
本發明的目標因此是通過提出一種滾動軸承減輕上述的缺陷，特別地適合用于機動車轉向柱，其具有簡單的結構且能夠以合理的成本價格制造。本發明的主題也是滾動軸承，其保證了能夠以轉動方式固定連接內座圈至轉向柱軸的充分的預加載荷。在一個實施例中，滾動軸承裝置，特別用于機動車轉向柱，包括外座圈、內座圈和位于外座圈和內座圈之間的滾動元件。該內座圈包括多個徑向向內定向的保持楔片，適合用于與轉向柱管或者軸進行接觸。優選地，滾動軸承還包括用于保持滾動元件的保持架，裝配有相對于外座圈用于軸向保持保持架的至少一個第一鉤狀物。保持架可以裝配有相對于內座圈用于軸向保持保持架的至少一個第二鉤狀物。保持架可以具有在其中第一鉤狀物得以制作的第一軸向環形部分，以及與第一軸向相對的第二環形部分，在第二環形部分中，第二鉤狀物得以制作。
根據另一實施例，保持架具有環形牙爪，為了軸向保持內座圈，該環形牙爪徑向向內定向且與制作在內座圈上的至少一個保持楔片相互作用。保持架可以具有軸向環形部分，在其中第一鉤狀物得以制作。內座圈可以具有軸向環形部分，在其中保持楔片得以制作。內座圈優選由電傳導材料制成且可以通過沖壓薄金屬板的側面得到。包括內管或者軸和外管的機動車轉向柱可以裝配至少一個上述滾動軸承裝置，該滾動軸承裝置安裝在所述內管或者軸和所述外管之間。有利地，轉向柱的內管或者軸可以具有能夠與滾動軸承裝置的內座圈的保持楔片相互作用的周向凹槽。
通過閱讀作為例子給出的多個實施例的說明，本發明會更好的理解，該多個實施例是以非限制的方式且在附圖中示出。圖1是沿著根據第一實施例的滾動軸承的圖2的I-I的截面圖；圖2是圖1的軸承的立面的正視圖；圖3是沿著根據第一實施例的滾動軸承的圖2的III-III的截面圖；圖4是類似于圖1的沿著根據第二實施例的滾動軸承的圖5的IV-IV的截面圖；圖5是圖4的軸承的立面的正視圖；圖6是類似于圖3的沿著根據第二實施例的滾動軸承的圖5的VI-VI的截面圖；圖7是由兩個滾動軸承支撐的轉向柱軸的一部分的部分切掉的縱向截面圖。
具體實施例方式如圖1至3所示，滾動軸承1的例子包括外座圈2和內座圈3，在外座圈2和內座圈3之間，安裝有以滾珠4的實例存在的一列滾動元件。滾珠4通過保持架5以規則的圓周間隔保持。外座圈2和內座圈3由薄板的大致恒定厚度的電傳導材料，例如通過沖壓制成。外座圈2包括喇叭口形部分加，軸向部分2b和徑向周緣2c。該軸向部分2b布置在喇叭形部分加和徑向周緣2c之間。在軸向截面中，喇叭形部分加具有凹入的內表面， 其形成用于滾珠4的滾道2d。該喇叭形部分加可以在45°至90°的順序的角度部分上延伸。軸向部分2b具有小臺肩加，其把軸向部分2b分為位于喇叭形部分加的延伸中的小直徑部分和位于徑向周緣2c側的較大直徑部分。該徑向周緣2c自軸向部分2b徑向向外定向。該喇叭形部分加自軸向部分2b徑向向內定向。內座圈3包括喇叭形部分3a和圓柱部分北。喇叭形部分3a在軸向截面中的它的凹入外表面上形成用于滾動元件4的滾道3d。滾道2d放置在一側上，滾道3d在穿過滾動元件4的中心的徑向平面的另一側上。內座圈3的軸向部分北放置在所述徑向平面的與外座圈2的喇叭形部分加相同的一側。內座圈3的喇叭形部分3a和外座圈2的軸向部分2b 放置在所述徑向平面的相同側。滾動軸承1因此提供對于滾動元件4的傾斜接觸，其給出了在一個方向吸收軸向載荷和徑向載荷的能力。優選地，內座圈3是芯部硬化(hardened)的以使得足夠的柔性。軸向部分北可以具有小臺肩:3e，其把軸向部分北分為在軸向部分北的自由端一側上的小直徑部分和在喇叭形部分3a —側上的較大直徑部分。多個剪切部分(CUt-OUt)S布置在內座圈3的軸向部分北中且平均地圓周分布。 剪切部分8通常具有U形，其底部放置在臺肩3e的側面上。剪切部分8允許連續的環形區 3f保持在軸向部分北的自由端的側面上。剪切部分8限定了保持楔片6。楔片6包括與環形區3f連接的底座部分6a和徑向向內定向的端部分6b。該端部分6b被設計為能夠與轉向柱管或者軸7的外表面7b進行接觸，如圖7所示。保持架5可以由合成材料制成，例如由礦物填充料可選擇地加強的聚酰胺。保持架5包括在外座圈2的喇叭形部分加的自由端和內座圈3的軸向部分北的外表面之間穿過的小直徑的軸向環形部分5a。保持架5還包括放置在相對側，換句話說，在內座圈3的喇叭形部分3a的自由端和外座圈2的軸向部分2b的孔之間穿過的大直徑軸向環形部分5b。 軸向環形部分fe和恥延伸超過內座圈3的軸向端部。保持架5還包括傾斜中心部分5c，其中布置有用于滾動元件4的槽5d，且具有截頭圓錐形的內表面和具有截頭圓錐形的外表面。傾斜部分5c的一個端部與軸向環形部分 5a連接，而另一個端部與部分恥連接。小直徑的環形部分fe裝配有剪切部分9，剪切部分9自它的自由端軸向取向和延伸。剪切部分9限定了每一個在它們的外表面上裝配有鉤狀物11的柔性爪10。該鉤狀物 11在它的自由狀態具有大于外座圈2的最小直徑的外直徑。鉤狀物11因此形成用于軸向保持保持架5在外座圈2上的裝置。鉤狀物11可以裝配有為了接合在外座圈2中的目的的傾斜表面Ila且裝配有為了保持在外座圈2上的目的的大致徑向表面lib。根據圖1至3中說明的第一實施例，保持架5的大直徑環形部分恥裝配有剪切部分12，剪切部分12自它的自由端軸向取向和延伸。剪切部分12限定了每一個在它們的外表面上裝配有鉤狀物14的柔性爪13。該鉤狀物14在它的自由狀態具有比內座圈3的最大直徑小的直徑。鉤狀物14因此形成用于軸向保持保持架5在內座圈3上的裝置。鉤狀物 14可以裝配有為了接合在內座圈3中的目的的傾斜表面1 且裝配有為了保持在內座圈3 上的目的的大致徑向表面14b。軸承1的組件可以以如下方式執行。滾動元件4放置在保持架5的槽5d中，接著外座圈2通過施加軸向壓力被引入，以使得保持架5的鉤狀物11向內移動到旁邊且穿過外座圈2的小直徑端部。因此由外座圈2、滾動元件4和保持架5形成次組件。內座圈3接著被引入。保持架5的鉤狀物14徑向向外移動到旁邊且穿過內座圈3的大直徑端部。內座圈3因此得以保持，因此確保滾動軸承1不能被移除。在圖4至6中所述的第二實施例中，類似元件的引用已經得以保持。該實施例不同于前述實施例在于保持架5不再包括保持它在內座圈3上的裝配有鉤狀物14的環形部分W。其替代為，保持架5具有環形牙爪15，其定向為徑向向內，軸向大致與鉤狀物11在相同高度，或者甚至更稍接近滾動元件4。徑向環形牙爪15具有兩個相對的徑向表面，一個表面15a面對內座圈3的臺肩3e，另一個表面15b面對制作在內座圈3上的保持楔片。作為變型，環形牙爪15可以采用在楔片16的高度處被打斷的環形肋條節段的形式。限定了楔片16的U形剪切部分17布置在內座圈3的軸向部分北的自由端的側上，在連續的環形區3f中，且圓周平均分布。剪切部分17具有與軸向部分北的剪切部分 8相同的形狀，U形的底部也放置在臺肩3e的一側。楔片16包括連接至環形區3f的自由端的底座部分16a和徑向向外定向的端部分16b。端部分16b設計為與環形牙爪15的徑向表面1 接觸以使得相對于內座圈3軸向保持保持架5。第二實施例使得減少保持架5的軸向尺寸成為可能，因為移除環形部分恥以使得釋放在軸承后面的空間，以便允許安裝鎖緊墊圈(未示出)，鎖緊墊圈一方面與轉向柱的軸 7的外表面7b進行接觸，另一方面與內座圈3進行接觸。特別地，在這種情況下，在軸承的一側，保持架5相對于內座圈3的自由端軸向設置向后。根據該實施例，軸承可以以如下方式組裝。滾動元件4放置在保持架5的槽5d中， 接著外座圈2當施加軸向壓力時被引入，，以使得保持架5的鉤狀物11向內移動到旁邊且穿過外座圈2的小直徑端部。子組件因此由外座圈2、滾動元件4和保持架5形成。內座圈 3被接著引入。內座圈3的楔片16徑向向內移動到旁邊且穿過保持架5的環形牙爪15的端部；楔片16接著恢復到它們的靜止位置。當它們與楔片16接觸時，保持架5的一個或多個牙爪15可以徑向向外移動，因此，限制了楔片16的向內變形。為了限制保持架的變形， 優選制造楔片16以使得它們與內座圈3的環形區3f接合的區是足夠柔性的，所有的變形優選是彈性的。內座圈3因此得以保持，因此確保了滾動軸承不能被移除。如圖7中所說明的，用于機動車的轉向柱包括內中空管狀軸7，在其上，轉向輪(未示出)可以安裝在軸7的更小直徑部分7a上。軸7與圍繞內軸7同軸定位的外管17相關聯。外管17通過兩個滾動軸承1和1'得以支撐在內軸7上，接近于部分7a的一個具有在第一實施例的圖1至3中公開的結構，在部分7a的相對側上的另一個具有不同結構。外管17包括孔17a和徑向側表面17b。軸承1的外座圈2的軸向部分2b被安裝在孔17a中，特別在它的位于小臺肩2e和徑向邊緣2c之間的大直徑部分中。徑向邊緣2c 與側表面17b進行接觸，其使得可能精確限定滾動軸承1的軸向位置。小臺肩2e使其能在外座圈2和的孔17a之間在滾動元件4處留下小的徑向環形間隔18。當軸承1安裝在內軸7上時，由外座圈2、滾動元件4和保持架5構成的次組件定位在軸7和外管17之間。它接著足夠軸向推動內座圈3，內座圈3的楔片6的端部分6a接著通過從它們的底座彎曲和夾緊它們自己抵靠在軸7的外表面7b上徑向向外變形，因此允許軸承1相對于內軸7的良好軸向連接。可以設想的是在內軸7的外表面上設置周向凹槽(未示出)，以為了與滾動軸承1 的內座圈3的保持楔片6相互作用以使得增加它們的傾斜且因此增加在軸7上保持軸承1 的效果。滾動軸承1'包括內座圈19、外座圈20、滾動元件21、保持架22和折皺且平坦的保持元件23，通過該保持元件，軸承1'保持在軸7上的適當位置。在滾動軸承1'安裝在軸7上以前，制作在保持元件23上的楔片23a軸向保持內座圈19。滾動軸承1'通過鎖緊墊圈18接著軸向按壓抵靠外管17，鎖緊墊圈18包括軸向部分18a和大致圓錐形部分18b，大致圓錐形部分18b具有與內軸7的外表面7b接觸的多個楔片18c。通過向著外管17的內部施加軸向力，鎖緊墊圈18借助于大致徑向表面18d能夠與滾動軸承1 ‘的保持元件23進行接觸以使得徑向地按壓楔片23a抵靠內軸7且因此保持滾動軸承1'在內軸7和外管17之間的適合位置。
本發明提供了具有有限數量部件和低成本制造的相對簡單形狀的滾動軸承的益處。特別地，該軸承包括內座圈和保持架，該內座圈裝配有能夠與轉向柱的內軸進行直接接觸的楔片，該保持架包括相對于內座圈用于軸向保持保持架的裝置。內和外座圈可以通過沖壓薄金屬板的側面制造以使得允許低強度電流通過，特別為了防止能夠促發氣囊系統的電弧的產生。滾動軸承可以形成整體組件，特別借助于保持架與內座圈的相互作用，滾動軸承還包括能夠以低成本大量生產的簡單形狀的部件。
權利要求
1.一種滾動軸承裝置(1)，特別用于機動車轉向柱，包括具有喇叭口形部分Oa)的外座圈O)、具有喇叭口形部分(3a)的內座圈(3)、位于所述外座圈⑵和所述內座圈(3)的各自的所述喇叭口形部分之間的滾動元件G)，所述內座圈包括多個徑向向內定向、適合用于與管或者軸(7)進行接觸的保持楔片(6)，其特征在于所述保持楔片(6)由布置在所述內座圈(3)的軸向部分(3b)中的剪切部分(8)限定，所述軸向部分(3b)放置在穿過所述滾動元件⑷的中心的徑向平面的與所述外座圈⑵的所述喇叭口形部分Oa)的相同側。
2.根據權利要求1所述的裝置，還包括用于保持所述滾動元件(4)的保持架(5)，裝配有相對于所述外座圈(2)用于軸向保持所述保持架的至少一個第一鉤狀物(11)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述保持架裝配有相對于所述內座圈(3)用于軸向保持所述保持架(5)的至少一個第二鉤狀物(14)。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述保持架( 具有在其中所述第一鉤狀物(11) 得以制作的第一軸向環形部分( )，以及與所述第一軸向環形部分(5a)軸向相對的第二環形部分(恥)，在所述第二環形部分(5b)中，所述第二鉤狀物(14)得以制作。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中所述保持架( 具有環形牙爪(15)，為了軸向保持所述內座圈(3)，所述環形牙爪徑向向內定向且與制作在所述內座圈( 上的至少一個保持楔片(16)相互作用。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中所述保持架( 具有軸向環形部分( ),在其中所述第一鉤狀物(11)得以制作。
7.根據權利要求5或6所述的裝置，其中所述內座圈( 具有軸向環形部分C3b)，在其中所述保持楔片(16)得以制作。
8.根據前述權利要求其中之一所述的裝置，其中所述內座圈(3)由電傳導材料制成。
9.根據前述權利要求其中之一所述的裝置，其中所述內座圈(3)已經通過沖壓薄金屬板的側面獲得。
10.一種機動車轉向柱，包括內管或者軸(7)和外管(17)，具有至少一個根據前述權利要求其中之一所述的滾動軸承裝置(1)，所述滾動軸承裝置(1)安裝在所述內管或者軸(7) 和所述外管(17)之間。
11.根據權利要求10所述的轉向柱，其中所述內管或者軸(7)具有能夠與所述滾動軸承裝置的所述內座圈(3)的所述保持楔片(6)相互作用的周向凹槽。
全文摘要
用于轉向柱的滾動軸承裝置，該滾動軸承裝置(1)，特別用于機動車轉向柱，包括外座圈(2)、內座圈(3)和位于外座圈(2)和內座圈(3)之間的滾動元件(4)。該內座圈包括多個徑向向內的保持楔片(6)，適合用于與管或者軸(7)進行接觸。
文檔編號B62D1/16GK102596687SQ201080048187
公開日2012年7月18日 申請日期2010年7月28日 優先權日2009年8月28日
發明者B.蒙特波夫, J.德羅斯 申請人:Skf公司