CN112789418A - 具有枢轴承的转向*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的具有蜗轮组(2)的转向***(1)，所述蜗轮组包括蜗轮(3)和蜗杆轴(4)，其中所述蜗杆轴(4)借助于枢轴承(6)可旋转地安装在所述蜗轮组(2)的壳体中的至少一个支承点(5)处。规定与具有单列标准深槽滚珠轴承的枢轴承相比，所述枢轴承(6)的负载能力增加。本发明还涉及一种用于转向***(1)的具有内环(11)和外环(12)的枢轴承(6)，其中在所述内环(11)与所述外环(12)之间布置有多个滚动元件(17)。规定所述轴承环(11、12)中的一个设计为完整环，并且另一个轴承环(11、12)设计为开口式轴承环(21)，所述开口式轴承环(21)具有第一环元件(22)和第二环元件(23)。

Description

具有枢轴承的转向***
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的具有根据独立权利要求的前序部分的枢轴承的转向***。
背景技术
在现代机动车辆中，转向***用于以下情况：在由驾驶员进行转向运动的过程中，借助于相应的转向力辅助来减小转向力。这可用通过液压伺服辅助转向或者通过电动辅助或电动液压辅助转向力以已知的方式来完成。另外，在车辆侧生成转向扭矩以通知机动车辆驾驶员所推荐的转向运动的转向***是已知的。在电动辅助转向***中，通常使用电驱动电机，该电驱动电机经由蜗轮组作用于转向轴，以产生用于转动车轮的相应的高转向扭矩。
从现有技术中已知解决方案，其中蜗杆轴经由壳体中的第一滚动轴承安装在面向驱动轴的一侧，该第一滚动轴承设计为枢轴承并且允许蜗杆轴相对于轴向方向横向进行一定的倾斜运动。蜗杆轴借助于第二滚动轴承在其相反端部处受到支撑，该第二滚动轴承经由预紧元件连接至蜗轮组的齿轮箱壳体，该预紧元件在蜗轮方向上对蜗杆轴产生预紧力。因此，蜗杆轴可根据需要以绕枢轴承倾斜，以实现蜗杆轴上的啮合件与蜗轮基本上恒定接合。
DE 10 2016 221 076 A1公开了一种用于机动车辆的具有蜗轮组的转向***，该蜗轮组包括与蜗轮相互作用的蜗杆轴。为了优化蜗杆轴与蜗轮之间的接合，规定旋转轴承可相对于转向***的壳体进行倾斜。在这种情况下，在旋转轴承与壳体之间设置有橡胶弹性元件，该橡胶弹性元件产生壳体中的摇臂轴承的径向和轴向支撑。此外，还设置有用于生成轴向预应力的弹簧元件。
然而，已知解决方案的缺点为，相对于可用的安装空间，枢轴承的负载能力受限，使得由误用产生的高负载可导致枢轴承损坏。
发明内容
本发明的目的为提出一种具有枢轴承的转向***，与从现有技术中已知的转向***相比，该转向***在轴承安装空间不变的情况下具有更高的负载能力。
根据本发明，该目的由用于机动车辆的具有蜗轮组的转向***来实现，该蜗轮组具有蜗轮和蜗杆轴，其中蜗杆轴借助于枢轴承可旋转地安装在蜗轮组的壳体中的至少一个支承点上。枢轴承具有外环和开口式内环，该开口式内环具有第一环元件和第二环元件。此类结构使得与具有单列标准滚珠轴承的枢轴承相比，该枢轴承的负载能力或额定负载增加。在此上下文下，标准深槽滚珠轴承应理解为具有一体式内环和一体式外环的滚珠轴承，其中，在轴承环上形成用于滚珠的滚珠座圈，并且其中在内环与外环之间布置有多个滚珠，所述多个滚珠在轴承环上的滚珠座圈中受到引导。由于在使用一体式轴承环的情况下，通过将内环***外环中、填入滚珠、然后使外环发生弹性变形来安装深槽滚珠轴承，因此，标准深沟滚珠轴承的滚珠数量和轴承环上的滚珠座圈的肩高以及相关联的负载能力受限。使用此方法，根据最大可能的弹性环变形能力，在周向方向上可实现可用座圈间隙的高达约60％的滚珠填充水平。根据本发明的枢轴承可将此填充度增加至高达100％，由此，与枢轴承中的此类标准深槽滚珠轴承相比，额定负载也相应提高，使得在安装空间相同的情况下，枢轴承的负载能力可得到增加。开口式内环简化了将滚动元件，特别是滚珠填入枢轴承中的过程。因此，在开口式内环闭合之前可将滚动元件填入，由此，在使用相同尺寸的滚动轴承的情况下，该开口式内环比一体式轴承环可填入更多滚动元件或更大滚动元件。
可替换地，还可设想一种枢轴承，其中枢轴承具有一个内环和一个开口式外环。作为开口式内环的替代方案，也可将开口式外环用于滚动轴承。可开口的外环还可在轴承环闭合之前，将滚动元件填入枢轴承中。因此，还可使用更多或更大的滚动元件并且可增加枢轴承的负载能力。
由于在从属权利要求中列出的特征，在独立权利要求中提及的滚动轴承的有利的改进和进一步的发展是可能的。
特别优选的是，开口式内环上的肩部(在轴向方向上为外侧)的肩高增加，其中肩高系数大于0.2。增高的肩部使枢轴承能够在轴向方向上吸收更大的力，由此可进一步增加枢轴承的轴承负载。由于在轴承环闭合之前填入滚珠，并且不经由外环的弹性变形来进行闭合，由此开口式轴承环可实现相应的较高肩部。
在转向***的一个优选实施例中，规定枢轴承包括与相同直径的单列标准深槽滚珠轴承相比滚珠数量更多的滚珠轴承。开口式轴承环作为内环或外环可使滚珠更容易地填入枢轴承的轨道中。此外，由于滚珠数量不受轴承环的弹性限制，因此可将更多的滚珠填入枢轴承中。可由附加的滚珠来增加枢轴承的负载能力，这降低了当负载增加时对转向***造成损坏的风险。
可替换地，有利地规定枢轴承包括滚珠轴承，与相同直径的单列标准滚珠轴承相比，该滚珠轴承具有更大的滚珠。还可通过使用较大的滚珠来增加枢轴承的负载能力。然而，使用较大滚珠假设将轴承环中的至少一个设计为开口式轴承环，以将滚珠填入轴承环之间的座圈中。
在转向***的一种有利改进中，规定转向***具有可增大驾驶员的转向力或转向扭矩的电动转向辅助。借助于电动转向辅助可增加驾驶员的转向力。可替换地，可采用液压伺服辅助以用于转向力。然而，电动转向辅助具有不需要额外操作流体的优点，并且总体上可更容易地执行转向辅助。
根据本发明，提出了一种用于转向***的具有内环和外环的枢轴承，其中在内环与外环之间布置有多个滚动元件，轴承环中的一个设计为一体式轴承环，而另一个轴承环设计为开口式轴承环，并且开口式轴承环具有第一环元件和第二环元件。具有一体式第一轴承环和开口式第二轴承环的枢轴承可改进转向***中的枢轴承，特别是用于安装蜗杆轴的枢轴承中的转向力、转向扭矩和负载能力，或者增加耐久性，并且降低损坏风险。
在枢轴承的一种有利改进中，规定与一体式轴承环相比，开口式轴承环上的肩部的肩高增加，其中肩高系数大于0.2。较高的肩高可改进枢轴承在轴向方向上的负载能力，使得可传递更高的轴向负载。
座圈几何结构优选设计为压力角大于10°的四点轴承。
除非在个别情况下另有说明，否则可有利地组合本申请中引用的本发明的各种实施例。
附图说明
在下文中，借助于优选的示例性实施例和相应的附图更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了具有根据本发明的枢轴承的根据本发明的转向***的示例性实施例；
图2示出了用于转向***的根据本发明的枢轴承的优选示例性实施例。
具体实施方式
在图1中示出了具有根据本发明的枢轴承6的根据本发明的转向***1的示例性实施例。转向***具有蜗轮组2，用该蜗轮组将转向扭矩从蜗杆轴4传递至蜗轮3。为此，在蜗轮3上形成啮合件7，该啮合件与蜗杆轴4的啮合部分8啮合。蜗杆轴4可旋转地安装在蜗轮组2的壳体中的至少一个支承点5上，优选为至少两个支承点5上。转向***1优选设计为电动辅助转向***1。为此，转向***1包括电动转向辅助***9，用该电动转向辅助***来支撑驾驶员的转向力以改变转向角。根据本发明，蜗杆轴5借助于枢轴承6安装在驱动侧上。在背向驱动侧的一侧上，蜗杆轴5借助于第二滚动轴承24进行安装，该第二滚动轴承设计为浮动轴承25。浮动轴承25借助于预紧元件径向压至蜗杆轴5上，使得蜗杆轴5上的啮合部分8与蜗轮3上的啮合件7之间的啮合游隙减小至零。
在图2中，示出了根据本发明的枢轴承6作为用于此类转向***1的特殊轴承10。枢轴承6具有开口式内环21，该开口式内环包括第一环元件22和第二环元件23。枢轴承6还具有外环12，该外环设计为一体式外环12。在开口式内环21与外环12之间有多个滚动元件17，在此示例性实施例中，所述多个滚动元件设计为滚珠18。然而，其他已知形式的滚动元件，特别是锥形滚子，也是可能的。在外环12上形成用于滚动元件17的座圈，以使滚动元件能够在外环12上以尽可能小的摩擦进行滚动。在第一环元件22上形成用于滚动元件的第一座圈15，在第二环元件23上形成第二座圈16，该第二座圈与外环12上的座圈一起引导滚动元件17。枢轴承6的外环12可倾斜地接收在枢轴承6的枢轴环中，这样在枢轴承6中实现枢轴运动或倾斜运动，从而实现轴向补偿。为此，外环12在其径向外表面上具有凸形，并且枢轴环在其径向内表面上具有凹形，使得在外环12与枢轴环之间可进行补偿运动。枢轴承6还具有保持架13，该保持架使滚动元件17相对于彼此进行定位。另外，枢轴承6还包括密封元件14，该密封元件防止污垢渗入滚动元件17的座圈15、16的区域，并旨在防止润滑剂从此区域逸出。由于开口式内环21，可使两个环元件22、23上的肩部高于一体式内环11，由此枢轴承的负载能力得以增加。另外，由于内环21可开口以用于填充滚珠18，并且以这种方式使滚珠18的填充变得更容易，因此可使用更多的滚珠和/或与标准深槽滚珠轴承相同直径的更大滚珠。另外，开口式内环21的两个环元件22、23上的较高的肩部允许传递更大的轴向负载。用于具有开口式内环的滚动轴承的装配过程与用于具有一体式轴承环11、12的单列滚动轴承的装配过程在以下方面不同：外环12和开口式内环21的第一环元件22填充有滚动元件17，安装保持架13，然后才附接开口式内环21的第二环元件23。
附图标记说明
1转向*** 2蜗轮组 3蜗轮 4蜗杆轴 5支承点 6枢轴承 7啮合件 8啮合部分 9电动转向辅助 10特殊轴承 11内环 12外环 13保持架 14密封元件 15第一座圈 16第二座圈17滚动元件 18滚珠 21开口式内环 22第一环元件 23第二环元件 24滚动轴承 25浮动轴承

Claims (7)

1.一种用于机动车辆的具有蜗轮组(2)的转向***(1)，所述蜗轮组包括蜗轮(3)和蜗杆轴(4)，所述蜗杆轴(4)借助于枢轴承(6)可旋转地安装在所述蜗轮组(2)的壳体中的至少一个支承点(5)处，其特征在于，所述枢轴承(6)具有外环(12)和开口式内环(21)，所述开口式内环具有第一环元件(22)和第二环元件(23)。
2.根据权利要求1所述的转向***(1)，其特征在于，所述开口式内环(21)上的或所述外环(12)上的在轴向方向上的外侧肩部的肩高增加，其中肩高系数大于0.2。
3.根据前述权利要求中任一项所述的转向***(1)，其特征在于，所述枢轴承(6)包括与相同直径的单列标准深槽滚珠轴承相比滚珠(18)数量更多的滚珠轴承。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向***(1)，其特征在于，所述转向***(1)具有增大转向力或转向扭矩的电动转向辅助(9)。
5.一种用于转向***(1)的具有内环(11)和外环(12)的枢轴承(6)，在所述内环(11)与所述外环(12)之间布置有多个滚动元件(17)，其特征在于，所述轴承环(11、12)中的一个设计为完整环，并且另一个轴承环(11、12)设计为开口式轴承环(21)，其中所述开口式轴承环(21)具有第一环元件(22)和第二环元件(23)。
6.根据权利要求5所述的枢轴承(6)，其特征在于，所述开口式内环(21)上的所述肩部的肩高增加，其中肩高系数大于0.2。
7.根据权利要求5至6所述的枢轴承(6)，其特征在于，轨道几何结构设计为压力角大于10°的四点轴承。
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