滚动轴承保持架、滚动轴承和机动车辆的电动转向系统的制作方法
【专利摘要】用于机动车辆的电动转向系统的滚动轴承保持架(5)，设计为确保滚珠(4)的圆周间距，包括多个第一槽(8)和第二槽(9)，第一槽具有用于轴向保持保持架(5)在滚珠(4)上的装置(8a)，第二槽没有用于轴向保持保持架(5)在滚珠(4)上的装置。每个第一槽(8)，其中滚珠(4)容纳在第一相应的槽(8)中，具有第一轴向间隙、第一径向间隙和第一圆周间隙(J1c)，并且每个第二槽(9)，其中滚珠(4)容纳在第二相应的槽(9)中，具有第二轴向间隙、第二径向间隙和第二圆周间隙(J2c)。
【专利说明】滚动轴承保持架、滚动轴承和机动车辆的电动转向系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及滚动轴承的领域，特别涉及用于机动车辆的电动转向系统中的滚珠轴承。
[0002]更特别的是，本发明涉及用于容纳滚珠的保持架，确保用于这些滚动轴承的滚珠之间的圆周间距。
【背景技术】
[0003]机动车辆的电动转向系统通常包括位于转向柱上或包括设计为提供车辆驱动轮的角定位的机械元件的下部组件上的机电致动器。机电致动器包括转动电机，其轴直接或通过滚珠螺旋系统由至少一个具有四点接触的滚珠轴承装置支撑。
[0004]滚动轴承通常包括内部滚道、外部滚道，每个滚道具有两个轴承道，并且包括一组滚动部件，通常是滚珠，布置在滚道的四个轴承道之间。
[0005]FR2921451公开了 一种由合成材料制成的用于保持滚动轴承的滚珠的保持架，包括用于容纳滚珠的槽。该槽通过相对轴肩成对布置的爪而分隔。这些保持保持架在许多应用中是完全固定的。然而，在低转速或转动方向变化突然的应用中，这种类型的保持架产生各种问题。更特别地，当滚珠在载荷下时，保持架严重变形且与内滚道接触，这导致其损坏或甚至毁坏。
[0006]而且，当载荷方向的改变施加到滚动轴承时，例如当转向具有电动转向系统的车辆的车轮时，如上所述，当驾驶员执行左右操作以便停车时，保持架也严重变形，或甚至毁坏。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是补救上述缺点。
[0008]更特别地，本发明旨在提供一种用于滚动轴承的保持架，其具有低变形性、小的空间需求和均匀地分配施加到保持架上的应力。
[0009]本发明还旨在提供一种允许在保持架的槽中的滚珠的重要间隙，同时在保持架和滚动元件之间提供低摩擦。
[0010]本发明的目标是一种用于电动转向系统的滚动轴承保持架，设计为确保滚珠的圆周间距，包括多个具有轴向保持保持架在滚珠上的装置的第一槽和多个没有轴向保持保持架在滚珠上的装置的第二槽。
[0011]每个第一槽，滚珠容纳在相应的第一槽中，具有第一轴向间隙、第一径向间隙和第一圆周间隙，并且每个第二槽，滚珠容纳在相应的第二槽中，具有第二轴向间隙、第二径向间隙和第二圆周间隙。
[0012]因此，由于在保持架的槽和滚珠之间间隙的存在，在保持架和滚珠之间的干涉减少。而且，滚珠相对于彼此是可移动的，因此减少了在两个相邻滚珠相对运动的情况下未预知变形的危险，例如当停驻机动车辆时车轮的转向运动期间。[0013]有利地，每个第一径向、轴向和圆周间隙的范围在穿过滚珠中心的原始直径的
0.4%和1.2%之间，优选在穿过滚珠中心的原始直径的0.56%和1.14%之间，例如等于穿过滚珠中心的原始直径的0.78%。
[0014]根据一个实施例，每个第二径向、轴向和圆周间隙的范围在穿过滚珠中心的原始直径的0.4%和1.6%之间，优选在穿过滚珠中心的原始直径的0.56%和1.54%之间，例如等于穿过滚珠中心的原始直径的1.14%。
[0015]每个第一槽可以通过单个第二槽与第一槽分隔。
[0016]有利地，第一槽具有大致球形的壁，允许保持架轴向地通过滚珠保持，且第二槽具有大致圆柱形的壁。
[0017]根据一个实施例，保持架包括通过限定彼此之间的槽限定的突起部分轴向延伸的环形轴肩，每个突起部分包括爪，其自由端在圆周方向朝向相邻的突起部分的爪延伸以形成其中一个第一槽，且圆柱形突起与相邻突起部分的圆柱形突起一起形成其中一个第二槽。
[0018]例如，保持架由合成材料制成，优选为聚合体材料。
[0019]根据第二个特征，本发明涉及一种滚珠轴承，其包括外部滚道、内部滚道，每一个均包括两个轴承道，一组滚珠布置在轴承道之间形成具有四点接触的滚动轴承的滚珠以及上述保持架。
[0020]有利地，在滚珠和外部滚道之间的第一点接触形成相对于穿过滚珠中心的对称径向轴线的第一角，以及在滚珠和内部滚道之间的第二点接触形成相对于穿过滚珠中心的对称径向轴线的第二角，第一和第二角的差是最大4°。
[0021]根据第三特征，本发明涉及一种机动车辆的电动转向系统，其包括至少一个上述滚动轴承。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]通过阅读由非限制示例提供的和在附图中示出的几个实施例的说明将更清楚地理解本发明，其中:
[0023]-图1是根据本发明的滚动轴承的轴向截面图；
[0024]-图2、3、4和5是分别沿着图1中的轴11-11、II1-1I1、IV-1V和V-V的截面图；
[0025]-图6是根据图1的保持架的透视图。
【具体实施方式】
[0026]滚动轴承，具有轴向轴线X-X，在图1至4中整体引用为1，设计为安装在机动车辆的转向柱中。
[0027]如图1和2所示，滚动轴承I包括外部滚道2、内部滚道3、诸如滚珠的一组滚动元件4和用于保持滚珠4的一致的圆周间距的保持架5。
[0028]内部滚道3是具有小的径向厚度的通常矩形截面的环的形式且在其外部表面上具有两个环形轴承道3a、3b。外部滚道2，与内部滚道3相似的方式，包括在其内部孔上的两个环形轴承道2a、2b。内部和外部滚道3、2具有大致成一排的前径向表面3b、3c、2b、2c且均可以通过一块钢板机械加工一体生产。[0029]每个滚珠4与形成在内部3和外部2滚道上的四个轴承道2a、2b、3a、3b接触。在滚珠4和外部滚道2的第一轴承道2a之间的第一个接触点P1形成相对于穿过滚珠4中心的对称径向轴线Y-Y的第一角α 10在滚珠4和内部滚道3的第一轴承道3b之间的第二个接触点P2形成相对于穿过滚珠4中心的对称径向轴线Y-Y的第二角α 2。在滚珠4和外部滚道2的第二轴承道2b之间的第三个接触点P3形成相对于穿过滚珠4中心的对称径向轴线Y-Y的第三角α3。在滚珠4和内部滚道3的第二轴承道3a之间的第四个接触点P4形成相对于穿过滚珠4中心的对称径向轴线Y-Y的第四角α4。第一和第二角\和Ci2之间以及在第三和第四角^13和04之间的差最大为4°，以便允许滚珠能以最大的可能与内部和外部轴承滚道限定的四个轴承道永久接触。
[0030]保持架5径向布置在外部和内部滚道2、3之间。保持架5包括轴向布置在滚珠4的一侧上形成环形轴肩的圆环形部分6，和突起部分7或分离的指状物，其从环形轴肩6轴向延伸。突起部分7与环形轴肩6 —体形成且在中彼此之间限定布置滚珠4的槽8、9。
[0031]保持架5包括具有用于轴向保持保持架5在滚珠4上的装置的多个第一槽8和没有用于轴向保持保持架5在滚珠4上的装置的多个第二槽9。每个第一槽8通过第二槽9从一个第一槽8分隔。第一槽8因此在圆周上均匀地分布，以确保保持架5在滚珠4上的均匀的轴向保持力。第一槽8具有大致球形壁且第二槽9具有大致圆柱形壁。第一槽8通过突起部分7与第二邻近的槽分开。[0032]每个突起部分7包括相对环形轴肩6径向定位的爪8a,其自由端在圆周方向朝向邻近突起部分7的爪8a延伸以形成大致球形的其中一个第一槽8，倾向于包围滚珠4。换句话说，与其中一个第一槽8相关的两个爪8a朝向另一个延伸且能够提供布置在所述第一槽8内的滚珠4上的保持架5的轴向保持力。保持架5通过第一槽8的爪8a轴向保持在一组滚珠4上。因为每个第一槽8通过第二槽9与第一槽8分开，第一槽8因此在圆周上均匀地分布以确保滚珠4上保持架5的均匀的轴向保持力。爪8a的内凹表面形成第一槽8的球形表面7a的一部分。
[0033]每个突起部分7还包括相对环形轴肩6径向定位的圆柱形突起9a且与邻近突起部分7的圆柱形突起9a —起形成大致圆柱形的其中一个第二槽，形成没有用于轴向保持保持架5在滚珠4上的槽。圆柱形突起9a因此不能确保相对于布置在相应第二槽9内的滚珠4的保持架5的轴向保持力。圆柱突起9a的内部圆柱表面形成第二槽9的圆柱表面7b的一部分。圆柱突起9a和其中一个轴向突起7的爪8a通过凹进7c分开,这样爪8a在圆周方向上具有相对小的角深度，且因此，当轴向推力在滚珠4的方向上施加在保持架5的环形轴肩6上时特定的弹性允许保持架5通过圆周上分开爪8a咬合在滚珠4上的位置。
[0034]每个槽8、9在其内部和外部表面开口，且还在相对环形轴肩6的一侧轴向开口，因此允许布置保持架5。第二槽9因此使得轴向开口具有圆柱形边缘7b以便减少滚珠4在保持架5上的摩擦。
[0035]第一槽8的球形壁7a的直径大于滚珠4的直径以便与容纳在所述第一相应槽8内的滚珠4 一起提供第一轴向间隙Jla、第一径向间隙Jlt.和第一圆周间隙Λ。。第二槽9的圆柱形壁7b的直径大于滚珠4的直径以便与容纳在所述第二相应槽9内的滚珠4 一起提供第二轴向间隙J2a、第二径向间隙1和第二圆周间隙J2。。轴向间隙Ja相应于环形轴肩6的内部表面6a和容纳在相应槽中的滚珠4之间的距离。圆周间隙J。相应于相应槽8、9的内部球形或圆柱形表面7a、7b和容纳在相应槽中的滚珠4之间的距离。径向间隙I相应于滚珠4的中心Cb和相应槽8或9的中心C。之间的距离。
[0036]第一径向Jy轴向Jla和圆周Λ。间隙中的每个范围在穿过滚珠4的中心Cb的原始直径的0.4%和1.2%之间，优选在0.56%和1.14%之间，理想的是等于0.78%。第二径向、轴向J2a和圆周J2。间隙中的每个范围在穿过滚珠4的中心Cb的原始直径的0.4%和
1.6%之间，优选在0.56%和1.54%之间，理想的是等于1.14%.[0037]通过非限制的例子,对于50mm的有效直径,第一径向J11?、轴向Jla和圆周Jle间隙中的每个范围在0.2和0.6mm之间，优选在0.28和0.57mm之间，理想的是等于0.39mm,且第二径向J2,、轴向J2a和圆周J2e间隙中的每个范围在0.2和0.8mm之间，优选在0.28和0.77mm之间，理想的是等于0.57mm。
[0038]例如，保持架5可以由合成材料制造，优选为聚合体材料，例如PA66、PA46、聚合酮Bi (PEEK)。
[0039]如图2和3所示，滚动轴承I包括布置在滚珠4每侧的密封装置10、11，以防止污染颗粒进入滚珠4上，尤其在轴承道2a、2b、3a、3b。密封装置10、11通过第一端10a、lla固定到形成在外部滚道2的内部孔上的槽口 2e、2f，且分别通过径向部分IObUlb朝向内部滚道3的外部表面延伸，在内部滚道3的外部表面附近具有一端10c、llc，其允许相对于内部滚道3的外部表面出现非常小的空间以形成密封。
[0040]通过本发明的方式，保持架的槽相对于滚珠具有重要的间隙，允许减少在保持架和滚珠之间的干涉。保持架因此具有低变形性且由于保持架和滚动元件之间的低摩擦，保持架具有更长的使用寿命。
[0041]而且，滚珠相对于彼此是可移动的，减少了在两个相邻滚珠相对运动的情况下未预知变形的危险，例如当停驻机动车辆时车轮的转向运动期间。
【权利要求】
1.一种用于机动车辆的电动转向系统的滚动轴承保持架(5)，设计为确保该滚珠(4)的圆周间距，包括多个第一槽(8)，具有用于轴向保持该保持架(5)在滚珠(4)上的装置(Sa)，以及多个第二槽(9)，没有用于轴向保持该保持架(5)在滚珠(4)上的装置，其特征在于，每个第一槽(8)，其中滚珠(4)容纳在该第一相应的槽(8)中，具有第一轴向间隙(Jla)、第一径向间隙(Jd和第一圆周间隙CL。)，并且每个第二槽(9)，其中滚珠(4)容纳在该第二相应的槽(9)中，具有第二轴向间隙(J2a)、第二径向间隙(J&)和第二圆周间隙(J2。)。
2.根据权利要求1的保持架，其中该第一径向、轴向和圆周间隙(JyJlaUlc)中的每个范围在穿过该滚珠⑷的中心(Cb)的原始直径的0.4%和1.2%之间。
3.根据权利要求1或2的保持架，其中该第一径向、轴向和圆周间隙(JyJlaUlc)中的每个范围在穿过该滚珠⑷的中心(Cb)的原始直径的0.56%和1.14%之间。
4.根据前述任一项权利要求的保持架，其中该第一径向、轴向和圆周间隙(JyJlaUlc)中的每个范围等于穿过该滚珠(4)的中心(Cb)的原始直径的0.78%。
5.根据前述任一项权利要求的保持架，其中该第二径向、轴向和圆周间隙(J&、J2a、J2。)中的每个范围在穿过该滚珠(4)的中心(Cb)的原始直径的0.4%和1.6%之间。
6.根据前述任一项权利要求的保持架，其中该第二径向、轴向和圆周间隙(J&、J2a、J2。)中的每个范围在穿过该滚珠⑷的中心(Cb)的原始直径的0.56%和1.54%之间。
7.根据前述任一项权利要求的保持架，其中该第二径向、轴向和圆周间隙(J&、J2a、J2。)中的每个范围等于穿过该滚珠(4)的中心(Cb)的原始直径的1.14%。
8.根据前述任一项权利要求的保持架，其中每个第一槽(8)通过单个第二槽(9)与该第一槽⑶分开。
9.根据前述任一项权利要求的保持架，其中该第一槽(8)具有大致球形壁(7a)，并且该第二槽具有大致圆柱形壁(7b)。`
10.根据前述任一项权利要求的保持架，包括通过在彼此之间限定槽(8、9)的突起部分⑵轴向延伸的环形轴肩(6),每个突起部分(7)包括爪(8a),其自由端在圆周方向朝向邻近突起部分(7)的爪(8a)延伸以形成其中一个第一槽(8)，和圆柱突起(9a)，其与邻近突起部分(7)的圆柱突起(9a) —起形成其中一个第二槽(9)。
11.根据前述任一项权利要求的保持架，由合成材料制成，优选为聚合体材料。
12.—种滚动轴承(I)，包括外部滚道(2)、内部滚道(3),均包括两个轴承道(2a、2b、3a、3b)、布置在轴承道(2a、2b、3a、3b)之间形成具有四个接触点(P1、P2、P3、P4)的滚动轴承的一组滚珠(4)和根据前述任一项权利要求的保持架(5)。
13.根据权利要求12的滚动轴承，其中在滚珠(4)和该外部滚道(2)之间的第一接触点(P1)形成相对于穿过该滚珠⑷中心(Cb)的对称径向轴线(Y-Y)的第一角(CI1),并且在该滚珠(4)和该内部滚道(3)之间的第二个接触点(P2)形成相对于穿过该滚珠(4)中心(Cb)的对称径向轴线(Y-Y)的第二角(Ct2)，该第一和第二角(€^和Ct2)之间的差最大为4° ο
14.一种机动车辆的电动转向系统，包括根据权利要求12或13的至少一个滚动轴承⑴。
【文档编号】F16C33/44GK103573823SQ201310494691
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2012年7月12日
【发明者】T·阿达内, L·瓦诺克斯, T·佩罗廷 申请人:Skf公司