转向轴的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种转向轴（20），该转向轴特别是用于机动车的转向系统，该转向轴包括在空心轴（22）中可轴向移动地支承的内轴（23），其中在空心轴（22）与内轴（23）之间设置滚动轴承（24、25），所述滚动轴承包括多个以至少两排轴向设置的金属滚动体（28、29、30）。至今已知的转向轴不能可靠地避免将振动从内轴传给空心轴。因此按照本发明各金属滚动体（28、29、30）的直径从滚动轴承（24、25）的中间开始朝向滚动轴承的端侧（32、33、34、35）减小，其中多个彼此相邻的金属滚动体（28、29、30）具有相同的和/或不同的直径。
【专利说明】转向轴
[0001]本发明涉及一种转向轴，该转向轴特别是用于机动车的转向系统，该转向轴包括在空心轴中可轴向移动地支承的内轴，其中在空心轴与内轴之间设置滚动轴承，所述滚动轴承包括多个以至少两排轴向设置的金属滚动体。
[0002]通过具有高压缩的内燃机的使用，由现有技术已知的转向轴处于振动，这特别在一直向前行驶和在转向运动开始时使人在方向盘上可感到干扰。借助于在弹性体元件与内轴之间的气隙的各不同的方案不可能有效地解决该问题，同样在配备多个相同直径的滚动体的滚动轴承与空心轴之间的气隙没有被证明是可靠的。
[0003]本发明的目的是如下改进同一种类型的转向轴，即由内燃机产生的振动不再可能通过滚动轴承在内轴与空心轴之间传递。
[0004]本发明利用一种开头所述型式的转向轴达到提出的目的，其中按照本发明各金属滚动体的直径从滚动轴承的中间开始朝向滚动轴承端侧减小，其中多个彼此相邻的金属滚动体具有相同的和/或不同的直径。因此各具有最大直径的滚动体处在滚动轴承的中间，反之各邻近各端侧设置的金属滚动体具有最小的直径。因此即使在内轴相对空心轴的倾斜位置也明显降低危险，即将振动通过滚动轴承可能传给空心轴并因此传给方向盘的危险。符合目的地各中间的滚动体到空心轴和/或到内轴具有确定的间距，以便可靠地避免振动的传递。
[0005]各滚动体可以设置在可轴向移动的保持架中。因此尽管各滚动体可以贴紧空心轴和/或贴紧内轴，仍然可以将内轴相对空心轴沿轴向方向轻便地移动大的距离。各滚动体可以有利地以形成在各滚动体与空心轴之间的间隙和/或在各滚动体与内轴之间的间隙的间隔支承于保持架中。因此滚动体根据空心轴或内轴的目前的安装位置基于重力不仅可以贴紧制入空心轴中的滚道而且可以贴紧制入内轴中的滚道。通过间隙排除滚动的传递。
[0006]各金属滚动体可以直接相互贴紧。因此滚动轴承具有一最小的长度，从而特别在内轴相对于空心轴倾斜时还进一步将振动向空心轴的传递的危险减至最小。
[0007]原则上也可以彼此间隔开设置各金属滚动体。这特别是取决于内轴和空心轴的尺寸。
[0008]在一优选的实施形式中，各外部的在各端侧的区域内设置的滚动体可以由塑料制成。为此POM (聚甲醛)和PEEK (聚醚醚酮)由于它们高的温度稳定性和由于它们很好的缓冲性能是特别合适的。各由塑料制成的滚动体有利地偏压地贴紧在空心管与内轴之间，从而它们在一直向前行驶或在转向运动开始时可以可靠地缓冲从内轴向空心管或从空心管向内轴的振动，而各金属滚动体不贴紧空心管或内轴。
[0009]合理地，由塑料制成的滚动体比在轴承中间设置的金属滚动体具有较大的直径。因此在各金属滚动体与空心管或内轴之间形成间隙，从而各金属滚动体在一直向前行驶的过程中或在转向运动开始时没有振动可以传给空心管。
[0010]为了滚动轴承具有尽可能短的长度，各由塑料制成的滚动体可以与各金属滚动体紧密地间隔开。
[0011]在通过急弯行驶时和/或在停止的机动车的转向运动时除各由塑料制成的滚动体外，各沿轴向方向在中间设置的金属滚动体也可以贴紧空心轴和贴紧内轴。因此各在中间设置的金属滚动体传递转矩，从而各由塑料制成的滚动体不超出其弹性范围变形并因此防止其损坏。此外通过由塑料制成的滚动体的数目可以改善缓冲性能。
[0012]如果在电的或液压的助力支持失效时各金属滚动体贴紧空心轴和贴紧内轴，则可以可靠地传递为转向运动需要的转矩。
[0013]各滚动体符合目的地可以是滚珠、圆柱滚子或圆锥滚子。
[0014]本发明还涉及一种机动车，其按照本发明具有一种按照权利要求1至9之一项所述的转向轴。
[0015]以下借助附图更详细地说明一种按照本发明的转向轴。其中:
[0016]图1 一种由现有技术已知的转向轴；
[0017]图2按照本发明的转向轴的两个实施形式的原理图。
[0018]图1示出一种由现有技术已知的转向轴10，其包括空心管11和内轴12。内轴12沿轴向方向借助于滚动轴承13可移动地支承于空心轴11中。滚动轴承13具有以多排沿轴向方向依次相继地设置的滚动体14。各滚动体14在当前的情况下构成为相同直径的滚珠并且设置在可轴向移动的保持架15中。通过在内轴12上设置的挡板17和18限定保持架15的轴向可移动性。各滚动体14在此用于将经由在这里未更详细示出的方向盘导入的转矩从空心轴11传给内轴12或反之并因此传给在这里同样未示出的各车轮。弹性的轴承套16应当避免，可以将特别是来源于内燃机的振动传给空心轴11并因此传给方向盘。不过该方案在实践中没有被保证是可靠的。在滚动体14与空心轴11或内轴12之间的间隙也不可能避免振动向方向盘的不符合要求的传递。
[0019]图2示出按照本发明的转向轴20和21的两个实施形式，其包括空心轴22和内轴23。内轴23沿轴向方向借助于滚动轴承24和25可移动地支承。滚动轴承24和25具有保持架26和27，在其中设置金属的滚动体28、29和30以及由塑料制成的滚动体31。
[0020]各在中间设置的滚动体28具有最大的直径，反之各邻近端侧32和33以及34和35设置的金属滚动体30具有最小的直径、各滚动体29具有处在各滚动体28和30的直径之间的直径。
[0021]滚动轴承24的各滚动体28、29和30是彼此间隔开的，反之滚动轴承25的各滚动体28、29和30直接相互贴紧。因此滚动轴承25明显短于滚动轴承24。
[0022]由塑料制成的滚动体31的直径大于金属滚动体28的直径。因此在各滚动体28与空心轴22之间形成间隙36。
[0023]在停止的机动车(其包括未被操纵的方向盘)时和在一直向前行驶时各由塑料制成的优选构成为滚珠的滚动体31可以贴紧空心轴22。各由塑料制成的滚动体31具有高的缓冲能力，从而它们对于保持方向盘的人来说可不感觉到地从内轴23向空心轴22传递振动。存在由滚动体28至31形成的排越多，各滚动体31抑制振动就越有成效。此外各由塑料制成的滚动体31在转向过程开始时可以从空心轴22向内轴23传递微小的转矩。
[0024]在通过急弯行驶时或在仍然停止的机动车的转向运动时除各由塑料制成的滚动体31外，各在中间设置的金属滚动体28也可以贴紧空心轴22并传递转矩。
[0025]在较大的转矩(如其例如在滥用情况下、如越过路边镶边石时可能发生)时，或在液压的或电的助力支持失效时，根据转矩的大小，各设有较小直径的金属滚动体29和30也越来越贴紧空心轴22。因此转矩增加越多，各邻近的较小的滚动体29和30贴紧空心轴22越多。
[0026]附图标记清单
[0027]10转向轴
[0028]11空心轴
[0029]12内轴
[0030]13滚动轴承
[0031]14滚动体
[0032]15保持架
[0033]16轴承套 [0034]17挡板
[0035]18挡板
[0036]20转向轴
[0037]21转向轴
[0038]22空心轴
[0039]23内轴
[0040]24滚动轴承
[0041]25滚动轴承
[0042]26保持架
[0043]27保持架
[0044]28滚动体
[0045]29滚动体
[0046]31滚动体
[0047]32端侧
[0048]33端侧
[0049]34端侧
[0050]35端侧
[0051]36间隙
【权利要求】
1.一种转向轴(20)，该转向轴特别是用于机动车的转向系统，该转向轴包括在空心轴(22)中可轴向移动地支承的内轴(23)，其中在空心轴(22)与内轴(23)之间设置滚动轴承(24、25)，所述滚动轴承包括多个以至少两排轴向设置的金属滚动体(28、29、30);其特征在于，各金属滚动体(28、29、30)的直径从滚动轴承(24、25)的中间开始朝向滚动轴承的端侧(32、33、34、35)减小，其中多个彼此相邻的金属滚动体(28、29、30)具有相同的和/或不同的直径。
2.按照权利要求1所述的转向轴(20)，其特征在于，各金属滚动体(28、29、30)直接相互贴紧。
3.按照权利要求1所述的转向轴(20)，其特征在于，各金属滚动体(28、29、30)彼此间隔开设置。
4.按照权利要求1至3之一项所述的转向轴(20)，其特征在于，各外部的在端侧(32、33、34、35)的区域内设置的滚动体(31)由塑料制成。
5.按照权利要求4所述的转向轴(20)，其特征在于，由塑料制成的滚动体(31)的直径比在轴承(24、25)的中间设置的金属滚动体(28)的直径大。
6.按照权利要求4或5所述的转向轴(20)，其特征在于，由塑料制成的滚动体(31)相对于各金属滚动体(28、29、30 )紧密地间隔开。
7.按照权利要求1至6之一项所述的转向轴(20)，其特征在于，在通过急弯行驶时和/或在停止的机动车的转向运动时除各由塑料制成的滚动体(31)外各沿轴向方向在中间设置的金属滚动体(28)也贴紧空心轴(22)。
8.按照权利要求1至7之一项所述的转向轴(20)，其特征在于，各滚动体(28、29、30、31)设置在可轴向移动的保持架(26、27)中。
9.按照权利要求1至8之一项所述的转向轴(20)，其特征在于，在电的或液压的助力支持失效时，金属滚动体(29、30 )贴紧空心轴(22 )和内轴(23 )。
10.一种用于机动车的转向系统，其特征在于，其具有按照权利要求1至9之一项所述的转向轴(20)。
【文档编号】B62D1/20GK103648887SQ201280032351
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年7月5日
【发明者】J·林德, V·富克斯 申请人:Zf操作系统有限公司