轉(zhuǎn)向軸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向軸（20），該轉(zhuǎn)向軸特別是用于機動車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向軸包括在空心軸（22）中可軸向移動地支承的內(nèi)軸（23），其中在空心軸（22）與內(nèi)軸（23）之間設(shè)置滾動軸承（24、25），所述滾動軸承包括多個以至少兩排軸向設(shè)置的金屬滾動體（28、29、30）。至今已知的轉(zhuǎn)向軸不能可靠地避免將振動從內(nèi)軸傳給空心軸。因此按照本發(fā)明各金屬滾動體（28、29、30）的直徑從滾動軸承（24、25）的中間開始朝向滾動軸承的端側(cè)（32、33、34、35）減小，其中多個彼此相鄰的金屬滾動體（28、29、30）具有相同的和/或不同的直徑。
【專利說明】轉(zhuǎn)向軸
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸特別是用于機動車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向軸包括在空心軸中可軸向移動地支承的內(nèi)軸，其中在空心軸與內(nèi)軸之間設(shè)置滾動軸承，所述滾動軸承包括多個以至少兩排軸向設(shè)置的金屬滾動體。
[0002]通過具有高壓縮的內(nèi)燃機的使用，由現(xiàn)有技術(shù)已知的轉(zhuǎn)向軸處于振動，這特別在一直向前行駛和在轉(zhuǎn)向運動開始時使人在方向盤上可感到干擾。借助于在彈性體元件與內(nèi)軸之間的氣隙的各不同的方案不可能有效地解決該問題，同樣在配備多個相同直徑的滾動體的滾動軸承與空心軸之間的氣隙沒有被證明是可靠的。
[0003]本發(fā)明的目的是如下改進同一種類型的轉(zhuǎn)向軸，即由內(nèi)燃機產(chǎn)生的振動不再可能通過滾動軸承在內(nèi)軸與空心軸之間傳遞。
[0004]本發(fā)明利用一種開頭所述型式的轉(zhuǎn)向軸達到提出的目的，其中按照本發(fā)明各金屬滾動體的直徑從滾動軸承的中間開始朝向滾動軸承端側(cè)減小，其中多個彼此相鄰的金屬滾動體具有相同的和/或不同的直徑。因此各具有最大直徑的滾動體處在滾動軸承的中間，反之各鄰近各端側(cè)設(shè)置的金屬滾動體具有最小的直徑。因此即使在內(nèi)軸相對空心軸的傾斜位置也明顯降低危險，即將振動通過滾動軸承可能傳給空心軸并因此傳給方向盤的危險。符合目的地各中間的滾動體到空心軸和/或到內(nèi)軸具有確定的間距，以便可靠地避免振動的傳遞。
[0005]各滾動體可以設(shè)置在可軸向移動的保持架中。因此盡管各滾動體可以貼緊空心軸和/或貼緊內(nèi)軸，仍然可以將內(nèi)軸相對空心軸沿軸向方向輕便地移動大的距離。各滾動體可以有利地以形成在各滾動體與空心軸之間的間隙和/或在各滾動體與內(nèi)軸之間的間隙的間隔支承于保持架中。因此滾動體根據(jù)空心軸或內(nèi)軸的目前的安裝位置基于重力不僅可以貼緊制入空心軸中的滾道而且可以貼緊制入內(nèi)軸中的滾道。通過間隙排除滾動的傳遞。
[0006]各金屬滾動體可以直接相互貼緊。因此滾動軸承具有一最小的長度，從而特別在內(nèi)軸相對于空心軸傾斜時還進一步將振動向空心軸的傳遞的危險減至最小。
[0007]原則上也可以彼此間隔開設(shè)置各金屬滾動體。這特別是取決于內(nèi)軸和空心軸的尺寸。
[0008]在一優(yōu)選的實施形式中，各外部的在各端側(cè)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的滾動體可以由塑料制成。為此POM (聚甲醛)和PEEK (聚醚醚酮)由于它們高的溫度穩(wěn)定性和由于它們很好的緩沖性能是特別合適的。各由塑料制成的滾動體有利地偏壓地貼緊在空心管與內(nèi)軸之間，從而它們在一直向前行駛或在轉(zhuǎn)向運動開始時可以可靠地緩沖從內(nèi)軸向空心管或從空心管向內(nèi)軸的振動，而各金屬滾動體不貼緊空心管或內(nèi)軸。
[0009]合理地，由塑料制成的滾動體比在軸承中間設(shè)置的金屬滾動體具有較大的直徑。因此在各金屬滾動體與空心管或內(nèi)軸之間形成間隙，從而各金屬滾動體在一直向前行駛的過程中或在轉(zhuǎn)向運動開始時沒有振動可以傳給空心管。
[0010]為了滾動軸承具有盡可能短的長度，各由塑料制成的滾動體可以與各金屬滾動體緊密地間隔開。
[0011]在通過急彎行駛時和/或在停止的機動車的轉(zhuǎn)向運動時除各由塑料制成的滾動體外，各沿軸向方向在中間設(shè)置的金屬滾動體也可以貼緊空心軸和貼緊內(nèi)軸。因此各在中間設(shè)置的金屬滾動體傳遞轉(zhuǎn)矩，從而各由塑料制成的滾動體不超出其彈性范圍變形并因此防止其損壞。此外通過由塑料制成的滾動體的數(shù)目可以改善緩沖性能。
[0012]如果在電的或液壓的助力支持失效時各金屬滾動體貼緊空心軸和貼緊內(nèi)軸，則可以可靠地傳遞為轉(zhuǎn)向運動需要的轉(zhuǎn)矩。
[0013]各滾動體符合目的地可以是滾珠、圓柱滾子或圓錐滾子。
[0014]本發(fā)明還涉及一種機動車，其按照本發(fā)明具有一種按照權(quán)利要求1至9之一項所述的轉(zhuǎn)向軸。
[0015]以下借助附圖更詳細地說明一種按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸。其中:
[0016]圖1 一種由現(xiàn)有技術(shù)已知的轉(zhuǎn)向軸；
[0017]圖2按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸的兩個實施形式的原理圖。
[0018]圖1示出一種由現(xiàn)有技術(shù)已知的轉(zhuǎn)向軸10，其包括空心管11和內(nèi)軸12。內(nèi)軸12沿軸向方向借助于滾動軸承13可移動地支承于空心軸11中。滾動軸承13具有以多排沿軸向方向依次相繼地設(shè)置的滾動體14。各滾動體14在當(dāng)前的情況下構(gòu)成為相同直徑的滾珠并且設(shè)置在可軸向移動的保持架15中。通過在內(nèi)軸12上設(shè)置的擋板17和18限定保持架15的軸向可移動性。各滾動體14在此用于將經(jīng)由在這里未更詳細示出的方向盤導(dǎo)入的轉(zhuǎn)矩從空心軸11傳給內(nèi)軸12或反之并因此傳給在這里同樣未示出的各車輪。彈性的軸承套16應(yīng)當(dāng)避免，可以將特別是來源于內(nèi)燃機的振動傳給空心軸11并因此傳給方向盤。不過該方案在實踐中沒有被保證是可靠的。在滾動體14與空心軸11或內(nèi)軸12之間的間隙也不可能避免振動向方向盤的不符合要求的傳遞。
[0019]圖2示出按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸20和21的兩個實施形式，其包括空心軸22和內(nèi)軸23。內(nèi)軸23沿軸向方向借助于滾動軸承24和25可移動地支承。滾動軸承24和25具有保持架26和27，在其中設(shè)置金屬的滾動體28、29和30以及由塑料制成的滾動體31。
[0020]各在中間設(shè)置的滾動體28具有最大的直徑，反之各鄰近端側(cè)32和33以及34和35設(shè)置的金屬滾動體30具有最小的直徑、各滾動體29具有處在各滾動體28和30的直徑之間的直徑。
[0021]滾動軸承24的各滾動體28、29和30是彼此間隔開的，反之滾動軸承25的各滾動體28、29和30直接相互貼緊。因此滾動軸承25明顯短于滾動軸承24。
[0022]由塑料制成的滾動體31的直徑大于金屬滾動體28的直徑。因此在各滾動體28與空心軸22之間形成間隙36。
[0023]在停止的機動車(其包括未被操縱的方向盤)時和在一直向前行駛時各由塑料制成的優(yōu)選構(gòu)成為滾珠的滾動體31可以貼緊空心軸22。各由塑料制成的滾動體31具有高的緩沖能力，從而它們對于保持方向盤的人來說可不感覺到地從內(nèi)軸23向空心軸22傳遞振動。存在由滾動體28至31形成的排越多，各滾動體31抑制振動就越有成效。此外各由塑料制成的滾動體31在轉(zhuǎn)向過程開始時可以從空心軸22向內(nèi)軸23傳遞微小的轉(zhuǎn)矩。
[0024]在通過急彎行駛時或在仍然停止的機動車的轉(zhuǎn)向運動時除各由塑料制成的滾動體31外，各在中間設(shè)置的金屬滾動體28也可以貼緊空心軸22并傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0025]在較大的轉(zhuǎn)矩(如其例如在濫用情況下、如越過路邊鑲邊石時可能發(fā)生)時，或在液壓的或電的助力支持失效時，根據(jù)轉(zhuǎn)矩的大小，各設(shè)有較小直徑的金屬滾動體29和30也越來越貼緊空心軸22。因此轉(zhuǎn)矩增加越多，各鄰近的較小的滾動體29和30貼緊空心軸22越多。
[0026]附圖標(biāo)記清單
[0027]10轉(zhuǎn)向軸
[0028]11空心軸
[0029]12內(nèi)軸
[0030]13滾動軸承
[0031]14滾動體
[0032]15保持架
[0033]16軸承套 [0034]17擋板
[0035]18擋板
[0036]20轉(zhuǎn)向軸
[0037]21轉(zhuǎn)向軸
[0038]22空心軸
[0039]23內(nèi)軸
[0040]24滾動軸承
[0041]25滾動軸承
[0042]26保持架
[0043]27保持架
[0044]28滾動體
[0045]29滾動體
[0046]31滾動體
[0047]32端側(cè)
[0048]33端側(cè)
[0049]34端側(cè)
[0050]35端側(cè)
[0051]36間隙
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)向軸(20)，該轉(zhuǎn)向軸特別是用于機動車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)向軸包括在空心軸(22)中可軸向移動地支承的內(nèi)軸(23)，其中在空心軸(22)與內(nèi)軸(23)之間設(shè)置滾動軸承(24、25)，所述滾動軸承包括多個以至少兩排軸向設(shè)置的金屬滾動體(28、29、30);其特征在于，各金屬滾動體(28、29、30)的直徑從滾動軸承(24、25)的中間開始朝向滾動軸承的端側(cè)(32、33、34、35)減小，其中多個彼此相鄰的金屬滾動體(28、29、30)具有相同的和/或不同的直徑。
2.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，各金屬滾動體(28、29、30)直接相互貼緊。
3.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，各金屬滾動體(28、29、30)彼此間隔開設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，各外部的在端側(cè)(32、33、34、35)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的滾動體(31)由塑料制成。
5.按照權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，由塑料制成的滾動體(31)的直徑比在軸承(24、25)的中間設(shè)置的金屬滾動體(28)的直徑大。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，由塑料制成的滾動體(31)相對于各金屬滾動體(28、29、30 )緊密地間隔開。
7.按照權(quán)利要求1至6之一項所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，在通過急彎行駛時和/或在停止的機動車的轉(zhuǎn)向運動時除各由塑料制成的滾動體(31)外各沿軸向方向在中間設(shè)置的金屬滾動體(28)也貼緊空心軸(22)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一項所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，各滾動體(28、29、30、31)設(shè)置在可軸向移動的保持架(26、27)中。
9.按照權(quán)利要求1至8之一項所述的轉(zhuǎn)向軸(20)，其特征在于，在電的或液壓的助力支持失效時，金屬滾動體(29、30 )貼緊空心軸(22 )和內(nèi)軸(23 )。
10.一種用于機動車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，其具有按照權(quán)利要求1至9之一項所述的轉(zhuǎn)向軸(20)。
【文檔編號】B62D1/20GK103648887SQ201280032351
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月5日
【發(fā)明者】J·林德, V·富克斯 申請人:Zf操作系統(tǒng)有限公司