尤其是用于機動車輛電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的軸承的軸承罩的制作方法
【專利摘要】一種用于滾動軸承的罩，該罩用于確保滾珠排的周向間距。所述罩包括至少兩組用于滾珠的室8、9，每一個具有將罩軸向地保持在相關(guān)滾珠上的裝置。相同組的室和相關(guān)的滾珠之間具有第一間隙范圍。另一組的室和相關(guān)的滾珠之間具有第二間隙范圍。所述范圍值彼此不同。
【專利說明】尤其是用于機動車輛電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的軸承的軸承罩

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滾動軸承領(lǐng)域，尤其是用在機動車輛電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的滾動軸承。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及保持罩，確保滾動軸承滾珠之間的周向間隔。

【背景技術(shù)】
[0003]—種機動車輛的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常包括機電致動器,布置在轉(zhuǎn)向柱上或者下部組件上，該下部組件包括機械部件，用于確保車輛的導向車輪的角位置。機電致動器包括旋轉(zhuǎn)電機，其軸通過至少一個滾動軸承直接或經(jīng)由滾珠絲杠支撐。滾動軸承通常包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)以及成排滾動元件元件，通常是滾珠，布置在環(huán)之間。
[0004]文獻FR 2911934A1公開了一種用于滾動軸承的保持罩，包括多個相同的容納滾珠的室，每個室由相對布置在罩的凸出部上的兩個爪部分地限定。這樣的罩完全滿足大量的應用。然而，對于低速旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)方向突然反轉(zhuǎn)的應用中，這種類型的罩存在多種困難。這.是因為，在滾珠的作用下，罩會劇烈地變形且與內(nèi)環(huán)相接觸，導致?lián)p害或破壞。
[0005]另外，在改變施加至滾動軸承的負載方向的過程中，例如，作為示例，在具有電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車的車輪轉(zhuǎn)向過程中，當駕駛員執(zhí)行朝左以及朝右的操作以停車時，由于轉(zhuǎn)矩的瞬時增加，罩也劇烈地變形或破壞。
[0006]文獻FR 2883941A1也公開了一種滾動軸承罩,包括第一室和第二室,第一室具有用于滾珠上的罩的軸向保持爪，第二室不具有保持爪。
[0007]有了這樣的罩，罩相對于滾珠產(chǎn)生了軸向分離。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目標是克服這些缺點。
[0009]更具體地，本發(fā)明的目標是提供一種用于滾動軸承的罩，具有高水平的操作可靠性。
[0010]本發(fā)明的另一個目標是提供一種罩，其允許限制與相關(guān)滾珠的摩擦。
[0011]本發(fā)明的還一個目標是提供一種罩，其具有有限的空間需求，并且在操作過程中變形程度小。
[0012]在一實施方式中，滾動軸承罩，該罩用于確保成排滾珠的周向間距，包括至少兩組用于滾珠的室，每個室具有將罩軸向保持在相關(guān)滾珠上的裝置。相同組的室和相關(guān)的滾珠之間具有第一間隙范圍。另一組的室和相關(guān)的滾珠之間具有第二間隙范圍。范圍的值彼此不同。
[0013]第一間隙范圍優(yōu)選在滾珠直徑的1%和2.6%之間，尤其是在直徑的1.5%和2.3 %之間。優(yōu)選地，間隙可以是滾珠直徑的2 %。
[0014]第二間隙范圍優(yōu)選在滾珠直徑的2.7%和5%之間，尤其是在直徑的3.05%和4.2 %之間。優(yōu)選地，間隙可以是滾珠直徑的3.4 %。
[0015]每個組內(nèi)的室優(yōu)選地是彼此相同，但是與其它組的室不同。
[0016]在一實施方式中，其中一個組的每個室與該組的另一室通過其它組的室分離。
[0017]在一實施方式中，其中一個組的室是球形的，另一組的室是圓柱形的。在另一實施方式中，兩組的室具有相同的形式，特別是圓柱形的或球形的。可替換的，球形的室可以替換為橢圓形的室。
[0018]優(yōu)選地，罩包括環(huán)形凸出部和從凸出部延伸的分隔部分，一起限定兩組的室。分隔部分每一個都包括兩個爪，每個爪在相鄰分隔部分的其中一個爪的方向上、在圓周方向延伸。
[0019]罩，例如，由合成材料單片制成，優(yōu)選是聚合材料。
[0020]根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種滾動軸承，其包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)、至少一排布置在環(huán)之間的滾珠以及如上所述的罩。
[0021]在一實施方式中，內(nèi)環(huán)和外環(huán)每個包括兩個滾珠滾道，以形成四點接觸支承。
[0022]根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括至少一個如上所述的滾動軸承。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]通過閱讀附圖中示出的以非限制性示例方式給出的實施方式的詳細描述，本發(fā)明將得到更好的理解，其中:
[0024]-圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的一種滾動軸承的軸向剖視圖；
[0025]-圖2至5是圖1中分別沿著軸線11-11、II1-1IKIV-1V以及V-V的剖視圖；
[0026]-圖6是圖1-5滾動軸承罩的透視圖；以及
[0027]-圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的滾動軸承罩的透視圖。

【具體實施方式】
[0028]如圖1-5所示,滾動軸承I具有軸線X-X,包括外環(huán)2、內(nèi)環(huán)3、數(shù)個滾動元件以及罩5，滾動元件為滾珠4的形式且具有相同尺寸并布置在環(huán)之間，罩5用于保持滾珠規(guī)則的周向間隔且徑向地布置在內(nèi)環(huán)3的外表面和外環(huán)2的孔之間。外環(huán)2和內(nèi)環(huán)3是實心的。術(shù)語“實心環(huán)”應理解為其形狀是由管、桿以及鍛造和滾壓毛胚件通過機加工去除了金屬屑(車削、磨削)得到的環(huán)。
[0029]外環(huán)2在其孔的區(qū)域包括兩個環(huán)形滾動滾道2a、2b，每一個在橫截面上均具有適合于滾珠4的凹形內(nèi)部輪廓，滾動滾道徑向朝向內(nèi)。內(nèi)環(huán)3在其外圓柱形表面的區(qū)域還包括兩個環(huán)形滾動滾道3a、3b，每一個在橫截面上均具有適合于滾珠4的凹形內(nèi)部輪廓，滾動滾道徑向朝向外。
[0030]每個滾珠4與形成在內(nèi)環(huán)3和外環(huán)2上的四個滾動滾道2a、2b、3a、3b接觸。一方面延伸通過所考慮的滾珠4和外環(huán)2的第一滾動滾道2a之間的第一接觸位置P1、另一方面延伸通過滾珠中心Cb的直線相對于延伸通過滾珠4的中心的軸承的徑向?qū)ΨQ軸Y-Y形成第一角度α 10延伸通過所考慮的滾珠4和內(nèi)環(huán)3的第一滾動滾道3b之間的第二接觸位置P2且延伸通過滾珠的中心Cb的直線相對于對稱軸Y-Y形成第二角度α2。延伸通過所考慮的滾珠4和外環(huán)2的第二滾動滾道2b之間的第三接觸位置P3且延伸通過滾珠中心Cb的直線相對于對稱軸Y-Y形成第三角度α 3ο延伸通過所考慮的滾珠4和內(nèi)環(huán)3的第二滾動滾道3a之間的第四接觸位置P4且延伸通過滾珠中心Cb的直線相對于對稱軸Y-Y形成第四角度α 4°第一和第二角度ct 1、α 2以及第三和第四角度α 3、α 4之間的差最大值為4° ,以允許滾珠與內(nèi)環(huán)3和外環(huán)2的四個滾動軌道處于最大程度的永久接觸。
[0031]如圖6更清晰所示，罩5包括環(huán)形軸向部分6，其軸向地布置在滾珠的一側(cè)并形成環(huán)形凸出部，以及包括分隔部分7或分離指部，其在凸出部的外部徑向表面6a的相反側(cè)從凸出部6軸向地延伸。分隔部分7關(guān)于凸出部6是整體的并且一起限定第一和第二組室8、9，滾珠布置在其中。如下面將更加詳細描述的，每個室8、9具有將罩5軸向保持在相關(guān)滾珠上的裝置。
[0032]相同組的室8、9彼此相同，且與其它組的室不同。第一組室的每個室8與該組另一個室8通過第二組室的室9分隔。室8、9交替地分布在圓周方向上。室8通過分隔部分7之一與相鄰的室9分隔。第一組和第二組的室8,分別地,規(guī)則分布在圓周方向上。室8具有大致球形的壁，室9具有大致圓柱形的壁。
[0033]罩的分隔部分7具有指或銷的形式，其相對于凸出部6軸向地凸出。分隔部分7通過與凸出部6的孔對齊的內(nèi)表面以及與凸出部的外表面對齊的外表面被徑向地限定。每個分隔部分7在圓周方向的一側(cè)具有與相鄰分隔部分7的圓柱形壁7a連接的圓柱形的側(cè)壁7a，以形成室9的其中一個，并且在相反側(cè)具有與相鄰分隔部分7的球形壁7b連接的球形的側(cè)壁7b，以形成室8的其中一個。每個室9通過兩個圓柱形的側(cè)壁7a限定，這兩個側(cè)壁在圓周方向上間隔開且通過具有平面基部的壁連接。每個室8通過兩個球形的側(cè)壁7b限定，這兩個側(cè)壁在圓周方向上間隔開且通過具有球形基部的壁連接。
[0034]每個分隔部分7包括第一爪10，其相反于凸出部6軸向地延伸，并且其自由端在相反于相鄰的分隔部分7的爪10的方向上在圓周方向延伸，以限定相同的室8。每個室8的球形壁趨向于包圍相關(guān)的滾珠并通過爪10的凹形的內(nèi)表面延伸。與室8相關(guān)的兩個爪10在朝向彼此的方向上延伸，其自由端間隔有少于滾珠直徑的距離。室8的爪10能夠通過卡扣配合到布置在室中的滾珠上確保罩5軸向的保持。罩5通過爪10軸向地保持在滾珠排上。
[0035]每個分隔部分7還包括第二爪11，相反于凸出部6軸向地延伸并且圓周地位于該部分的爪10的相反側(cè)。分隔部分的每個爪11的自由端在相鄰的分隔部分7的相反的爪11的周向方向上延伸，以限定出該相同的室9。每個爪11的凹陷的內(nèi)面在凸出部6的相反側(cè)軸向且周向地延伸相關(guān)室9的圓柱形的壁7a。與室9相關(guān)的兩個爪11在朝向彼此的方向上延伸，其自由端間隔開的距離小于滾珠的直徑。室9的爪11能夠通過卡扣配合到布置在室中的滾珠上確保罩5軸向的保持。罩5由此不僅通過爪10還通過爪11軸向地保持在滾珠排上。爪11不同于爪10。罩的每個室8、9包括將罩5軸向地保持在滾珠上的裝置。
[0036]每個分隔部分的第一和第二爪10、11通過凹槽12在周向方向上分離，從而每個爪1Ul具有相對小的周向厚度以及給定的撓性，在罩的凸出部6上施加滾珠方向上的軸向壓力時，允許罩5通過將爪周向地移開而被卡扣安裝到滾珠上。每個室8、9徑向地向內(nèi)和向外打開并且也在凸出部6的相反側(cè)軸向地打開，以允許罩5被定位。
[0037]第一組室8的球形壁7b的直徑大于滾珠4，從而每個室8與相關(guān)滾珠4具有間隙。設在第一組室的每個室8和相關(guān)滾珠4之間的間隙在滾珠直徑的I %和2.6%之間，優(yōu)選地是直徑的1.5%和2.3%之間。優(yōu)選地，設在每個室8和滾珠4之間的間隙是滾珠直徑的2%。第二組的室9的圓柱形壁7b的直徑大于滾珠4，從而每個室9與相關(guān)滾珠4具有間隙。設在第二組的每個室9和相關(guān)滾珠4之間的間隙在滾珠直徑的2.7%和5%之間，優(yōu)選地是直徑的3.05%和4.2%之間。優(yōu)選地，設在每個室9和滾珠4之間的間隙是滾珠直徑的3.4%。設在第一組的球形室8和相關(guān)滾珠之間的第一間隙范圍嚴格小于設在第二組圓柱形室9與相關(guān)滾珠之間的第二間隙范圍。
[0038]分別地設在每個室8和9與相關(guān)滾珠4之間提供的間隙包括一個軸向間隙J8a和兩個周向間隙J8c;1和J8dE (圖3和5),以及一個軸向間隙J9a和兩個周向間隙J9c;1和J9U (圖2和4)。設在每個室8和相關(guān)滾珠4之間的軸向間隙J8a在滾珠直徑的I %和2.6 %之間，優(yōu)選地是直徑的2%。設在每個室8和相關(guān)滾珠4之間的周向間隙J8cl和J8c;2的總和在滾珠直徑的I %和2.6 %之間，優(yōu)選地是直徑的2 %。
[0039]設在每個室9和相關(guān)滾珠4之間的軸向間隙J9a在滾珠直徑的2.7%和5%之間，優(yōu)選地是直徑的3.4%。每個室8和相關(guān)滾珠4之間的周向間隙J9al和J9c;2的總和在滾珠直徑的2.7%和5%之間，優(yōu)選地是直徑的3.4%0每個軸向間隙對應于最小的軸向間隔Ja，其存在于凸出部6的內(nèi)面6b和容納在相應室內(nèi)的滾珠4之間。內(nèi)面6b對應于被認定的朝向滾珠的室的底部壁的表面。相反的外面6a和內(nèi)面6b軸向地限定凸出部6。周向間隙J。對應于最小的周向間隔，其存在于相應室8、9的圓柱形壁7a或球形壁7b與容納在室中的滾珠4之間。
[0040]罩18優(yōu)選地通過模制聚合材料以單片制成，例如聚酰胺，尤其是PA66或PA46或聚醚醚酮(PEEK)。
[0041]進一步參考圖2-5，滾動軸承I也包括密封連接件13、14，布置在軸向地位于滾珠4的一側(cè)及另一側(cè)的內(nèi)外環(huán)之間，以防止外部污染微粒的進入。在示出的實施方式中，密封連接件13、14固定在外環(huán)2的孔中的槽內(nèi)并與內(nèi)環(huán)3的外表面協(xié)作，以通過狹窄的通道形成密封。
[0042]圖7中示出的實施方式，其中相同的元件具有相同的附圖標記，其不同在于罩的每個分隔部分7在球形壁7b圓周方向的相反側(cè)的球形壁7c包括連接于相鄰分隔部分7的球形壁7c，以形成室15。每個室15通過兩個在圓周方向上彼此間隔且通過球形底部壁連接的球形側(cè)壁7c限定。室15相對于室8所形成的第一組形成第二組室。第一和第二組室8、15的相對布置與第一實施方式相同。
[0043]每個分隔部分7包括第二爪16，相反于凸出部6軸向地延伸并且周向地位于該部分的爪10的相反側(cè)。分隔部分的每個爪16的自由端在相鄰分隔部分7的相反的爪16的軸向方向上延伸，以限定相同的室15。每個爪16的凹陷的內(nèi)面軸向且周向地在凸出部6的相反側(cè)延伸相關(guān)室15的球形壁7c。與室15相關(guān)的兩個爪16在朝著彼此的方向上延伸，其自由端的間隔小于滾珠的直徑。室15的爪16能夠通過卡扣配合到布置在室中的滾珠上確保罩5軸向的保持。爪16與爪10相同。罩的每個室8、15包括將罩5軸向保持在滾珠上的裝置。每個分隔部分的第一和第二爪10、16通過凹槽12在周向方向上分離。
[0044]在該實施方式中，第一和第二組的室8、15具有相同的形式，相同組的室具有彼此相同的尺寸。室15的尺寸大于室8的尺寸。設在第二組的每個室15與相關(guān)滾珠4之間的間隙在滾珠直徑的2.7%和5%之間，優(yōu)選地是直徑的3.4%。設在第一組的每個室8和相關(guān)滾珠4之間的間隙相對于所述第一實施方式保持不變。
[0045]在另一的結(jié)構(gòu)變體中，進一步可能的是提供一種罩，其包括圓柱形室，取代球形室8、15，每個圓柱形室均提供有用于軸向保持的裝置并具有如上所述的相同室和相同間隙的相對布置。
[0046]在示出的實施方式中，罩用在滾動軸承中，其包括外環(huán)和內(nèi)環(huán)，每個均提供有兩個滾動滾道，從而獲得具有四個接觸位置的支承。在一種變體中，可能的是使用實心環(huán)的罩，其每個均包括一個滾動滾道，或者具有其它類型的環(huán)的罩，例如，具有薄壁，尤其是通過切肖IJ、型鍛金屬板或鋼管制成。
[0047]為一組室和另一組室提供兩種不同的間隙范圍允許了罩和滾珠之間的接觸區(qū)域被限制。罩和滾珠之間的相互接觸減少了。此外，滾珠相對于彼此可以移動，減少了在兩個相鄰滾珠對向移動情況下無意的變形的風險。罩不能大程度地變形，且由于罩和滾珠之間輕微的摩擦而具有增加的使用期限。另外，每個室的保持裝置的布置允許罩在滾珠上的良好軸向連接得以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于滾動軸承的罩，該罩用于確保滾珠排的周向間距并且其包括至少兩組用于所述滾珠的室(8，9 ;15)，每個均提供有將所述罩軸向地保持在相關(guān)滾珠上的裝置，其特征在于，所述相同組的室和所述相關(guān)的滾珠之間具有第一間隙范圍，所述另一組的室和所述相關(guān)的滾珠之間具有第二間隙范圍，所述范圍的值彼此不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罩，其中，第一間隙范圍在滾珠直徑的1%和2.6%之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的罩，其中，第一間隙范圍在滾珠直徑的1.5%和2.3%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的罩，其中，第一間隙是滾珠直徑的2%。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩，其中，第二間隙范圍在滾珠直徑的2.7%和5%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩，其中，第二間隙范圍在滾珠直徑的3.05%和4.2%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的罩，其中，第二間隙是滾珠直徑的3.4%。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩，其中，每個組的室彼此相同，而且與其它組的室不同。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩，其中，其中一組的每個室(8)與該組的另一室通過另一組的室(9 ；15)分隔。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩，其中，其中一組的室(8)是球形的，另一組的室(9)是圓柱形的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的罩，其中，兩組的室(8，9)是相同的形式，尤其是圓柱形或球形的。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩，包括環(huán)形凸出部(6)和從凸出部延伸的分隔部分(7)，并且一起限定兩組的室(8，9;15)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的罩，其中，分隔部分(7)的每一個都包括兩個爪(10，11;16),每一個爪在相鄰分隔部分(7)的其中一個爪的方向上在圓周方向延伸。
14.一種滾動軸承，包括內(nèi)環(huán)(3)、外環(huán)(2)、至少一排布置在內(nèi)外環(huán)之間的滾珠(6)以及根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的罩(5)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的軸承，其中，內(nèi)環(huán)和外環(huán)每一個包括兩個滾動滾道，以形成四點接觸支承。
16.一種用于機動車輛的電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的滾動軸承。
【文檔編號】F16C33/38GK104329369SQ201410445409
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】S·布希特, T·阿丹, C·科恩, J-M·格拉德, T·勒派恩 申請人:Skf公司