轉向心軸組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉向心軸組件，其包括心軸桿柱(2)、緊固到心軸桿柱(2)的中心部分(2b)的軸梁(1)、轉向軸(5)，所述轉向軸具有經(jīng)由第一軸承(11)圍繞心軸桿柱(2)的第一部分(2a)可旋轉地設置的第一臂(6)和經(jīng)由第二軸承(22)圍繞心軸桿柱(2)的第二部分(2c)可旋轉地設置的第二臂(8)。心軸組件包括調整機構(4、18)，借助于調整機構能夠調整在轉向軸圍繞心軸桿柱(2)旋轉時用于轉向軸(5)的可變旋轉阻力。
【專利說明】轉向心軸組件

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的轉向心軸組件。

【背景技術】
[0002]一般而言，用于車輛中的可轉向車輪的轉向心軸組件包括轉向心軸桿柱，轉向心軸桿柱具有用于緊固軸梁的錐形部分。支撐車輪的轉向軸借助于上軸承和下軸承可樞轉地設置在轉向心軸桿柱上，所述上軸承能夠是錐形滾子軸承，所述下軸承能夠是滑動軸承。在這種情況下，上軸承吸收軸向力和徑向力，而下軸承吸收徑向力。然而，多數(shù)滾子軸承需要被預張緊以消除滾子軸承中的游隙。一種預張緊軸承的已知手段是使用墊片。滾子軸承的內環(huán)和外環(huán)能夠借助于適當放置的墊片以力加載，以使得軸承游隙被消除。然而，墊片的安裝是復雜的且并非總是產(chǎn)生理想的效果。
[0003]文獻WO 97/13674描述了一種心軸桿柱，所述心軸桿柱在上端和下端處都帶有螺紋。上螺母被緊固在上螺紋上，以及下螺母被緊固在下螺紋上。上錐形滾子軸承上的內環(huán)能夠借助于上螺母抵靠軸梁表面鎖定。上錐形滾子軸承和下錐形滾子軸承能夠借助于下螺母被預張緊。在這種情況下，沒有墊片被用于預張緊滾子軸承。因為下螺母被用于預張緊下滾子軸承和上滾子軸承兩者，力由軸承軸頸從螺母傳遞到下臂和上臂。軸承軸頸的臂的這種力加載導致軸承軸頸的彈性變形。不期望借助于彈性變形部件將滾子軸承預張緊。應當在兩個大致剛性表面之間緊固且預張緊滾子軸承。
[0004]對于設置在可樞轉的轉向軸上的車輛車輪而言適當?shù)氖?，以適當?shù)男D阻力以圍繞心軸桿柱旋轉。如果旋轉阻力太小，則存在將會在運動傳遞傳動中引起振動的風險，所述運動傳遞傳動將轉向運動從車輛方向盤傳遞到可轉向車輪。如果旋轉阻力太大，則需要不必要的大力以轉動車輪。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供轉向心軸組件，其中可以為圍繞心軸桿柱旋轉的轉向軸提供可調節(jié)的旋轉阻力。
[0006]這個目的借助于上述類型的轉向心軸組件實現(xiàn)，其特征在于在權利要求1的特征部分中描述的特征。因此，在這種情況下使用調整機構，使得可以在轉向軸圍繞心軸桿柱樞轉時為轉向軸設定理想的旋轉阻力。因此，設置在轉向軸上的可轉向車輛車輪能夠以理想的旋轉阻力圍繞心軸桿柱旋轉。因此，能夠避免車輛轉向車輪中的振動，同時無需過大的力以使車輪轉動和使車輛轉向。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，調整機構包括滑動軸承和張緊裝置，所述滑動軸承設置在轉向軸和軸梁之間的位置中，借助于所述張緊裝置可以形成可變力，所述可變力將轉向軸和軸梁朝向滑動軸承推壓，以使得轉向軸在其圍繞心軸桿柱樞轉時實現(xiàn)理想的阻力。旋轉阻力在此與壓縮力相關，轉向軸和軸梁以所述壓縮力推壓滑動軸承。即使轉向軸和軸梁以相對較大壓縮力推壓滑動軸承，滑動軸承也確保轉向軸能夠大致總是實現(xiàn)相對于心軸桿柱的樞轉運動。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，滑動軸承是環(huán)形的且圍繞心軸桿柱設置在心軸桿柱的第一部分和心軸桿柱的中間部分之間的區(qū)域中。在這個區(qū)域內，滑動軸承能夠實現(xiàn)與轉向軸和軸梁兩者接觸?；瑒虞S承有利地具有第一側上的第一滑動表面和第二側上的第二滑動表面，所述第一側與轉向軸的第一臂的接觸表面接觸，所述第二側與軸梁的接觸表面接觸?；瑒虞S承有利地具有平坦第一滑動表面和平坦第二滑動表面，所述平坦第一滑動表面與轉向軸的平坦接觸表面接觸，所述平坦第二滑動表面與軸梁的平坦接觸表面接觸。所述平坦接觸表面優(yōu)選具有在相對于穿過心軸桿柱的軸向軸線的垂直平面中的延伸部分。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，滑動軸承由硬質金屬材料制成。因此，滑動元件在受到所述壓縮力作用時維持大致無彈性變形。滑動元件有利地由剛強且耐腐蝕的鋼材制成。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，張緊裝置包括螺母，所述螺母可旋轉地設置在心軸桿柱的第一端的螺紋部分上。螺母能夠具有與轉向軸的一個表面直接或間接接觸的一個表面。軸梁有利地緊固在心軸桿柱的錐形中間部分上。當擰緊螺母時，與轉向軸接觸的螺母和與軸梁接觸的心軸桿柱將沿軸向方向朝向彼此位移，以使得轉向軸的接觸表面和軸梁的接觸表面推壓滑動環(huán)的滑動表面。通過調整螺母的扭矩，轉向軸的接觸表面和軸梁的接觸表面能夠以可變壓力推壓滑動環(huán)的相反滑動表面，導致在轉向軸圍繞心軸桿柱旋轉時將旋轉阻力施加到轉向軸，所述阻力與螺母的扭矩相關。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一軸承是滾子軸承且張緊裝置設置成經(jīng)由滾子軸承形成抵靠滑動軸承的所述壓縮力，以使得在張緊裝置產(chǎn)生作用在滑動軸承上的所述壓縮力的同時，滾子軸承接收預張緊力。滾子軸承且具體地錐形滾子軸承必須大體被預張緊。在這種情況下，由張緊裝置產(chǎn)生以施加所述旋轉阻力的壓縮力也能夠被利用以預張緊軸承。滾子軸承有利地是能夠吸收徑向力和軸向力兩者的錐形滾子軸承。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，滾子軸承具有內環(huán)和外環(huán)，所述內觀設置成與所述螺母接觸，所述外環(huán)設置在轉向軸的臂中的閥座中。在這種情況下，螺母的扭轉由這樣的力[sic]執(zhí)行，所述力經(jīng)由滾子軸承從螺母被傳遞到轉向軸，以使得轉向軸的接觸表面推壓滑動軸承的第一滑動表面。在螺母被扭轉的同時，心軸桿柱的中間錐形部分提供一運動，導致軸梁的接觸表面推壓滑動軸承的相反側上的第二滑動表面。在這種情況下，螺母和滾子軸承兩者同時設置在心軸桿柱的第一部分上，因為滑動軸承設置在心軸桿柱的第一部分和心軸桿柱的中心部分之間的區(qū)域中。在此來自螺母的力僅加載轉向軸的第一臂的一部分。因此，如同當轉向軸的雙臂都被加載的情況一樣，轉向軸大致維持無彈性變形。在這種情況下，滾子軸承經(jīng)歷大致剛性的預張緊。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式,心軸組件包括密封件,所述密封件圍繞心軸桿柱設置成與心軸桿柱、滑動軸承和轉向軸的第一臂接觸。由此防止污垢穿透到與滑動軸承連接的滾子軸承中。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第二軸承是滑動軸承或滾針軸承。因此，徑向力能夠由心軸桿柱的第二部分吸收。也能夠使用其他類型的軸承。然而，通過使用合適的密封件，有利地防止軸承遭到污垢的穿透。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中:
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的轉向心軸組件。

【具體實施方式】
[0017]圖1示出穿過車輛中的軸梁I的一端的剖視圖。軸梁I配備有用于緊固心軸桿柱2的錐形孔la。心軸桿柱2具有包含孔Ia的對應的錐形中心部分2b，心軸桿柱2借助于所述錐形中心部分被緊固在軸梁中。心軸桿柱2具有柱形的上部分2a和柱形的下部分2c。上部分2a具有比下部分2c小的直徑。心軸桿柱2的上部分2a配備有螺紋部分3。槽形螺母4被緊固在螺紋部分3上。車輛的可轉向且非驅動輪被適配以便被緊固在圍繞心軸桿柱2可旋轉地設置的轉向軸5上。轉向軸5具有上臂6和下臂8，所述上臂具有用于接收心軸桿柱的上部分2a的第一通孔7，所述下臂具有用于接收心軸桿柱的下部分2c的第二通孔9。
[0018]上臂6的第一通孔7配備有用于接收錐形滾子軸承11的軸承座10。錐形滾子軸承11具有圍繞心軸桿柱的上部分2a被緊固的內環(huán)12和設置在軸承座10中的外環(huán)13。軸承座10具有止擋表面10a，所述止擋表面限定用于外環(huán)13的安裝位置。第一彈性密封件14在第一通孔7的下開口中設置在錐形滾子軸承11的下方。第一彈性密封件14防止污垢經(jīng)由第一通孔7的下開口穿透到錐形滾子軸承11中。第一軸承蓋15密封第一通孔7的上開口。軸承蓋15借助于設置在第一通孔7的上開口上的螺紋16被快速旋擰。第一 O形環(huán)確保第一軸承蓋15形成第一通孔7的上開口的緊密密封，以使得污垢不能由那條路徑穿透到錐形滾子軸承11中。
[0019]呈由硬質金屬材料(諸如鋼材)制成的滑動環(huán)18形式的滑動軸承圍繞心軸桿柱2設置在第一彈性密封件14的下方。滑動環(huán)18設置在心軸桿柱的中心部分2b和心軸桿柱的上部分2a之間的邊界區(qū)域中?；瑒迎h(huán)18被設計為墊圈，并且包括與轉向軸5的平坦接觸表面19接觸的第一平坦上滑動表面18a和與軸梁I的平坦接觸表面20接觸的第二平坦下滑動表面18b。轉向軸5的下臂8包括第二通孔9。第二通孔9配備有用于接收滑動軸承22的軸承座21。第二彈性密封件23設置在滑動軸承22上方的與第二通孔9的上開口連接的位置中。第二軸承蓋24密封第二通孔9的下開口。軸承蓋24借助于螺紋25被快速旋擰。第二 O形環(huán)26確保第二軸承蓋24形成在第二通孔8的下開口處的緊密密封。第二軸承蓋24和第二彈性密封件23形成防止污垢穿透到滑動軸承22中的緊密密封。
[0020]在安裝轉向心軸組件的過程期間，槽形螺母4在第一軸承蓋15被旋擰上之前被扭轉。槽形螺母4被旋擰到心軸桿柱的上部分2a的螺紋部分3上，直到所述槽形螺母與滾子軸承的內環(huán)12的上表面接觸。槽形螺母4接下來借助于合適的工具被擰緊到預先設定的扭矩。一旦槽形螺母4已經(jīng)被扭轉，則槽形螺母4的下表面以壓縮力加載錐形滾子軸承的內環(huán)12。起作用以將內環(huán)12向下推壓的這個壓縮力經(jīng)由滾子軸承11的錐形滾子被傳遞到外環(huán)13。所述力隨后從外環(huán)13被傳遞到閥座的止擋表面10a，所述止擋表面構成轉向軸5的上臂6的一部分。這個向下引導力最終作用于轉向軸5，以使得轉向軸的接觸表面19推壓滑動軸承18的上滑動表面18a。
[0021]當槽形螺母4被扭轉時，心軸桿柱2經(jīng)歷在相對于槽形螺母4向上的軸向方向上的短暫位移運動。錐形心軸桿柱的中心部分2b將這個運動傳遞到軸梁1，所述軸梁向上位移對應距離，以使得軸梁的接觸表面20以與槽形螺母4的扭矩相關的力推壓滑動軸承18的下滑動表面18b。一旦槽形螺母4已經(jīng)被扭轉，則轉向軸的接觸表面19和軸梁的接觸表面20以與槽形螺母的扭矩相關的壓縮力推壓滑動軸承18的相反的滑動表面18a、18b。因此，轉向軸5以由壓縮力限定的旋轉阻力圍繞心軸桿柱2可旋轉地設置，轉向軸的接觸表面19和軸梁的接觸表面20以所述壓縮力推壓滑動環(huán)18，所述壓縮力反過來取決于槽形螺母4的扭矩。通過將槽形螺母擰緊到適當扭矩，轉向軸能夠在圍繞心軸桿柱2旋轉時獲得理想旋轉阻力。旋轉阻力能夠借助于槽形螺母4按需要以非常簡單的方式調整。
[0022]因此，從槽形螺母4傳遞到滑動環(huán)18的力經(jīng)由滾子軸承11引導到滑動環(huán)18。因此，滾子軸承11的內環(huán)12和外環(huán)13在槽形螺母4被扭轉時經(jīng)歷相對于彼此的預張緊力。在這種情況下，所述力在大致豎直方向上從槽形螺母4向下引導到滑動環(huán)18。錐形滾子軸承11經(jīng)歷由槽形螺母4和軸承座的止擋表面1a限定的預張緊力。槽形螺母4和軸承座的止擋表面1a是產(chǎn)生錐形滾子軸承11的剛性預張緊力的大致剛性表面。假設所涉及的部件被適當設計，則在轉向軸圍繞心軸桿柱2旋轉時，理想的旋轉阻力能夠被施加到轉向軸5，同時適當預張緊力被施加到錐形滾子軸承11。調整機構借助于槽形螺母4和滑動環(huán)18等等部件獲得，轉向軸圍繞心軸桿柱2的旋轉阻力能夠借助于所述調整機構無級且準確性良好地變化。根據(jù)前述的轉向心軸組件也實現(xiàn)車輛中相對簡單的安裝。
[0023]本發(fā)明并非受限于附圖中描述的實施方式，而是能夠在權利要求的限制內自由地變化。當然，轉向心軸組件能夠被安裝成使得上端和下端交換位置。第二滑動軸承22能夠由滾針軸承或其他類型的軸承替代。
【權利要求】
1.一種轉向心軸組件，其包括心軸桿柱(2)、軸梁(I)和轉向軸(5)，所述軸梁緊固到心軸桿柱(2)的中心部分(2b)，所述轉向軸具有經(jīng)由第一軸承(11)圍繞心軸桿柱(2)的第一部分(2a)可旋轉地設置的第一臂(6)和經(jīng)由第二軸承(22)圍繞心軸桿柱(2)的第二部分(2c)可旋轉地設置的第二臂(8)，其特征在于，心軸組件包括調整機構(4、18)，借助于所述調整機構能夠調整在轉向軸圍繞心軸桿柱(2)旋轉時用于轉向軸(5)的可變旋轉阻力。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉向心軸組件，其特征在于，調整機構包括滑動軸承(18)和張緊裝置(3、4)，所述滑動軸承設置在轉向軸(5)和軸梁(I)之間的位置中，借助于所述張緊裝置能夠產(chǎn)生可調節(jié)力，所述可調節(jié)力從滑動軸承(18)的相反的兩側推壓轉向軸(5)和軸梁(I)，以使得轉向軸(5)在圍繞心軸桿柱(2)旋轉時獲得理想的阻力。
3.根據(jù)權利要求2所述的轉向心軸組件，其特征在于，滑動軸承(18)是環(huán)形的且圍繞心軸桿柱(2)設置在心軸桿柱的第一部分(2a)和心軸桿柱的中間部分(2b)之間的區(qū)域中。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的轉向心軸組件，其特征在于，滑動軸承(18)具有與轉向軸(5)的接觸表面(19)接觸的第一滑動表面(18a)和與軸梁(I)的接觸表面(20)接觸的第二滑動表面(18b)。
5.根據(jù)權利要求2至4任一所述的轉向心軸組件，其特征在于，滑動軸承(18)由硬質金屬材料制成。
6.根據(jù)前述權利要求任一所述的轉向心軸組件，其特征在于，張緊裝置包括螺母(4)，所述螺母可旋轉地設置在心軸桿柱(2)的第一部分(2a)的螺紋部分(3)上。
7.根據(jù)前述權利要求任一所述的轉向心軸組件，其特征在于，第一軸承是滾子軸承(11)，以及張緊裝置被適配以便經(jīng)由滾子軸承(11)產(chǎn)生抵靠滑動軸承(18)的所述壓縮力，以使得在張緊裝置產(chǎn)生轉向軸(5)和心軸桿柱(2)之間的所述旋轉阻力的同時滾子軸承(11)被預張緊。
8.根據(jù)權利要求7所述的轉向心軸組件，其特征在于，滾子軸承具有內環(huán)(12)和外環(huán)(13)，所述內環(huán)被適配以便與所述螺母(4)接觸，所述外環(huán)設置在轉向軸(5)的第一臂(6)中的閥座(10)中。
9.根據(jù)前述權利要求任一所述的轉向心軸組件，其特征在于，轉向心軸組件包括密封件(14)，所述密封件圍繞心軸桿柱(2)設置成與心軸桿柱(2)、滑動軸承(18)和轉向軸(5)的第一臂(6)接觸。
10.根據(jù)前述權利要求任一所述的轉向心軸組件，其特征在于，第二軸承是滑動軸承(22)或滾針軸承。
【文檔編號】B62D7/18GK104395176SQ201380032126
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權日:2012年6月21日
【發(fā)明者】M·謝恩林 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司