本發(fā)明涉及一種改進的轉(zhuǎn)向柱組件。

背景技術(shù)：

存在多種應用，其中，理想的是轉(zhuǎn)向柱設備伸縮，以使得能夠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱的長度。通過允許軸或者套管的一部分在另一部分之上伸縮移動，轉(zhuǎn)向組件能夠調(diào)節(jié)范圍。在駕駛員撞擊方向盤的撞車事故中，這還能夠允許方向盤移動并且通過控制發(fā)生伸縮移動的速率，能夠以受控的方式吸收碰撞中的能量。

在典型結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向柱包括伸縮套管，所述伸縮套管具有上管狀套管部分和下管狀套管部分。通常在上管的頂部表面中存在狹縫，所述狹縫沿著上管長度的大部分(通常大于一半)延伸并且通過由駕駛員操作的夾緊機構(gòu)使得上管狀部分能夠被擠壓而與下管狀部分牢固接觸，所述夾緊機構(gòu)組裝在所謂的調(diào)節(jié)夾緊螺栓周圍。夾緊螺栓通常能夠在車載的所謂耙式托架(rakebracket)中的狹槽中沿著大體豎直方向滑動，以使得能夠調(diào)節(jié)方向盤高度。方向盤實際上以居中于樞轉(zhuǎn)軸上的弧線進行調(diào)節(jié)，所述樞轉(zhuǎn)軸通常設計成作為下安裝裝置的一部分，在所述部分處，可選的電動助力轉(zhuǎn)向(eps)單元安裝到車輛的整體柱和eps組件的下端部處。夾緊螺栓還穿過形成上管的上部分的夾緊托架中的大體水平狹槽，以允許方向盤調(diào)節(jié)范圍。

在電動助力轉(zhuǎn)向單元包含到柱中的情況下，在常規(guī)布置方案中上管(指的是最接近方向盤的一個管)是外管，下管可滑動地位于上管中。在這種布置方案中，傳統(tǒng)上由一個滾珠軸承組件支撐上柱軸，所述滾珠軸承組件位于上柱管的上端處而且經(jīng)由與下軸部分的花鍵滑動界面而降低，所述下軸部分形成了eps單元的輸入軸。eps輸入軸通常從eps單元的齒輪箱內(nèi)的緊密相隔的兩個軸承成懸臂伸出。這一對軸(即，上柱軸和eps輸入軸)的抗彎性主要取決于所述滑動界面的抗彎剛度，因為滑動界面必須自由滑動以允許上柱伸縮，所以滑動界面必須具有一些間隙(雖然很小)。支撐上柱軸的該方法盡管具有經(jīng)濟性，但是難以實現(xiàn)最小固有振動頻率目標(一般為50hz)，通常由車輛制造商賦予所述最小固有振動頻率目標。歷史上，該目標旨在最小化因發(fā)動機振動或者道路崎嶇不平而導致的方向盤抖動。最近，一些車輛制造商已經(jīng)規(guī)定更高的目標，以避免在自動發(fā)動機啟停節(jié)約燃料策略的運行期間發(fā)生方向盤抖動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是改進轉(zhuǎn)向柱組件(諸如上述轉(zhuǎn)向柱組件)的性能。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種伸縮轉(zhuǎn)向柱組件，所述伸縮轉(zhuǎn)向柱組件包括：上套管部分和下套管部分，這兩個套管部分能夠在伸縮調(diào)節(jié)期間沿著共同直線路徑相對移動；伸縮轉(zhuǎn)向軸，所述伸縮轉(zhuǎn)向軸通過所述上套管部分和所述下套管部分，并且由所述套管部分經(jīng)由支撐軸承組件支撐，所述支撐軸承組件在所述伸縮轉(zhuǎn)向軸的上部分和所述套管的下部分之間作用，所述上部分和所述下部分在所述轉(zhuǎn)向組件的范圍伸縮調(diào)節(jié)期間相對于彼此移動，在使用中所述支撐軸承組件移除了所述軸和所述套管部分之間的沿著正交于伸縮移動的至少一個方向的空隙，否則將發(fā)生所述空隙，其中，所述支撐軸承組件包括：

一組軸承元件；

軸承罩，所述軸承罩包括套筒，所述套筒位于所述上軸的外面和所述下套管部分的內(nèi)面之間，并且相對于所述上軸和所述下套管中的一個自由軸向移動，所述軸承罩包括凹穴部，所述凹穴部延伸通過所述套筒，每個凹穴部均松散地定位軸承元件，以使得所述軸承元件的一部分延伸通過所述軸承罩而與由所述上軸和所述套管中的一個限定的第一軸承座圈表面相接合；

環(huán)形軸承座圈，所述環(huán)形軸承座圈具有成錐形的第二軸承座圈表面，所述第二軸承座圈表面接合所述軸承元件，所述環(huán)形軸承座圈位于所述軸承罩和所述上軸或者所述軸承罩和所述下套管之間，以使得所述環(huán)形軸承座圈位于所述軸承罩的與所述第一軸承表面相對的側(cè)部上；和

偏壓裝置，所述偏壓裝置將軸向推力施加到所述軸承元件，以迫使所述軸承元件與所述環(huán)形軸承座圈的所述第二軸承表面相接合，所述推力受到所述第二軸承表面的反作用，從而致使所述軸承元件附加地將徑向力施加到所述第一軸承表面上。

所述軸承元件可以是滾珠軸承，所述滾珠軸承在所述軸承罩的圓周周圍布置在間隔開的位置處。

可以設置有兩組間隔開的滾珠軸承，每組均布置在相應的環(huán)形路徑周圍，所述環(huán)形路徑與另一組的環(huán)形路徑間隔開。

替代地，軸承元件可以是滾柱軸承。在軸承元件是滾柱軸承的情況中，每個滾柱軸承的長軸線均可以平行于上軸的軸線。凹穴部可以是細長的，以容納每個滾柱軸承。

在軸承元件是滾柱軸承的情況中，軸承元件的端面可以在接觸所述第二軸承表面的區(qū)域中倒角或者成錐形，具有帶曲面的筆直部。錐形或者倒角可以與環(huán)形軸承座圈的錐形大體互補。

環(huán)形軸承座圈可以相對于上軸和下套管部分中沒有限定第一軸承表面的一個固定就位，而罩可以相對于第一軸承表面自由軸向移動。

組件可以包括端部止動件，所述端部止動件保持軸承環(huán)位于軸承組件上的合適位置。偏壓裝置可以用于將軸向力施加在端部止動件或者抵接環(huán)和軸承元件之間，防止所述端部止動件或者抵接環(huán)相對于軸承罩軸向移動。

端部止動件或者抵接環(huán)可以在與第一軸承表面相對的側(cè)部上徑向延伸離開罩。因此，當上軸形成第一軸承表面時，環(huán)可以從罩徑向向外延伸。在下套管形成第一軸承表面的情況中，環(huán)可以從罩朝向罩的軸線徑向向內(nèi)延伸。

第二軸承表面的接觸角度可以以介于20度和70度之間的角度將軸或套管的軸線一分為二。通過選擇角度，判定由偏壓裝置施加的多大的力作為徑向力而反作用，所述徑向力通過軸承。例如，如果幾乎不存在錐形部(以85度的角度一分為二)，則從偏壓裝置施加的任何軸向力的非常小的部分會受到軸承元件的反作用而作為施加在軸承座圈上的徑向負荷。

下套管可以形成第一軸承表面或者上軸可以形成第一軸承表面。

在上軸形成第一軸承表面的情況中，錐形部可以限定凹陷表面，即，面向軸線。

在下套管形成第一軸承表面的情況中，錐形部可以限定凸出表面，即，背離軸線。

環(huán)形軸承座圈可以包括止推環(huán)。

在第一便捷布置方案中，環(huán)形軸承座圈可以包括環(huán)形止推環(huán)，所述環(huán)形止推環(huán)限定了兩個相對的成錐形的第二軸承面，所述第二軸承面分別布置在環(huán)的中線的相對兩側(cè)上，所述軸承元件可以包括滾珠軸承并且可以分成兩組元件，每組的軸承均布置在圓周路徑周圍，一組接合第二軸承面中的一個而另一組接合另一個軸承面，以使得環(huán)基本位于兩組軸承元件之間。

在存在所述兩組軸承元件的情況中，罩中的凹穴部可以布置作為兩組凹穴部，一組凹穴部圍繞一路徑間隔開，所述路徑在罩周圍圍繞環(huán)形路徑延伸，所述軸承罩與另一組的凹穴部間隔開，另一組的凹穴部也在罩周圍圍繞一圓形路徑延伸，所述環(huán)形軸承元件在兩個圓形路徑之間大體對齊。

偏壓裝置可以在位于罩上的與軸承元件的第一側(cè)軸向間隔開的端部止動件和環(huán)之間作用。

偏壓裝置可以包括兩個彈性件，每個彈性件均與環(huán)形軸承座圈的相應側(cè)部上的端部止動件相關聯(lián)，例如，每個端部止動件均位于軸承罩的相應端部。

彈性件可以包括波形墊圈，所述波形墊圈與上軸同軸。

可以設置限定了座圈環(huán)的間隔件，所述間隔件位于偏壓裝置和軸承元件之間，以使得偏壓裝置通過座圈環(huán)作用在軸承元件上。座圈環(huán)還可以包括成錐形的第三軸承座圈表面，軸承元件能夠隨著方向盤轉(zhuǎn)動在使用中在第三軸承座圈表面上滾動。座圈環(huán)可以是環(huán)形軸承座圈。

在存在兩組軸承元件的情況中，可以設置兩個座圈環(huán)，每個座圈環(huán)均位于彈性件和一組軸承之間。環(huán)形軸承座圈可以包括至少一個座圈環(huán)。

罩可以滑動裝配到上軸上，環(huán)形軸承座圈可以同軸位于罩周圍并且與套管的內(nèi)表面接合，以使其不能軸向移動。這個情況中的軸將限定第一軸承表面。

替代地，罩可以滑動裝配到套管中，環(huán)形軸承座圈可以同軸位于罩內(nèi)部而且與上軸的表面接合?？梢苑乐弓h(huán)形軸承沿著上軸軸向移動。

端部止動件中的一個可以包括徑向延伸的凸緣，所述徑向延伸的凸緣與罩形成為一體，另一個端部止動件可以是可移除的徑向延伸的凸緣，所述凸緣通過接合在孔中的突片或者螺紋嚙合而固定到罩。

可以調(diào)節(jié)凸緣之間的間隔，以允許調(diào)節(jié)徑向負荷。

滾珠軸承結(jié)構(gòu)中的軸將形成第一軸承表面。

在軸承元件是具有錐形端部的滾柱元件的情況中，所述滾柱元件在所述上軸的圓周周圍位于間隔開的位置，其中，所述軸承罩滑動到所述上軸上，以使得所述軸承接觸所述上軸，并且所述環(huán)形軸承第二座圈包括一對環(huán)，所述一對環(huán)中的每個均具有錐形面，所述錐形面限定了第二軸承表面，所述環(huán)位于所述滾柱的相應端部處，設置有支撐件，所述支撐件裝配在所述環(huán)周圍并且限定了一對端部止動件，所述兩個環(huán)和所述軸承位于所述端部止動件之間，并且所述偏壓裝置作用在至少一個端部止動件和所述軸承的一個端部之間。

偏壓裝置可以包括波形墊圈，所述波形墊圈同軸裝配在上軸上。

偏壓裝置可以通過座圈環(huán)作用在滾柱軸承的端部上，所述座圈環(huán)限定了第三軸承表面。

端部止動件中的一個可以從支撐件移除并且可以調(diào)節(jié)，以使得端部止動件之間的間隔能夠變化，從而調(diào)節(jié)了作用在軸承上的徑向負荷。

前述段落中的布置方案中的上軸限定了第一軸承表面。

在替代方案中，罩可以滑動到套管中，并且承載端部止動件的支撐件可以位于罩內(nèi)部的上軸上，一對軸承元件中的每個均限定了第二軸承座圈，所述第二軸承座圈滑動到支撐件上，并且偏壓裝置作用在端部止動件和一個環(huán)形第二軸承元件之間。

在前述段落的布置方案中，套管限定了第一軸承表面。

支撐件可以相對于上軸或者套管軸向固定就位。

端部止動件、抵接環(huán)或者座圈環(huán)可以包括軸向固定到所述下套管部分上的部件。例如，端部止動件、抵接環(huán)或者座圈環(huán)可以包括經(jīng)由壓配固定的部件。

在軸承元件是具有錐形端部的滾柱元件的情況中，滾柱元件可以在上軸的圓周周圍位于間隔開的位置，其中，罩滑動到上軸上，以使得軸承接觸上軸，并且環(huán)形軸承第二座圈可以包括一對環(huán)，所述一對環(huán)中的每個均具有錐形面，所述錐形面限定了第二軸承表面，所述環(huán)位于滾柱的相應端部處，一個座圈環(huán)和軸承位于端部止動件之間，并且偏壓裝置作用在至少一個端部止動件和軸承的端部中的一個之間，其中，端部止動件是通過壓配固定到下套管部分的內(nèi)表面的第二座圈環(huán)和抵接環(huán)。

下套管可以形成第一軸承表面或者上軸可以形成第一軸承表面。

替代地，罩可以相對于下套管軸向固定就位。

本申請人已經(jīng)認識到，本發(fā)明的設備可以布置成使得由偏壓裝置施加的徑向預負荷產(chǎn)生在軸承和軸或者套管(或兩者)之間的足夠剛性的徑向接觸，以便顯著減小因振動導致的任何轉(zhuǎn)向組件移動，而在組件的范圍調(diào)節(jié)期間駕駛員容易克服相關軸向摩擦。這將由偏壓裝置強度、軸承座圈零件、滾珠軸承和偏壓裝置之間的各個匹配面的角度和摩擦系數(shù)以及軸承元件和第一軸承表面之間的接觸面積設定。

罩可以包括塑料套筒。其可以在上軸或者套管上(任何一個形成了第一軸承表面)自由滑動，以允許組件進行范圍調(diào)節(jié)。

可以由形成在套筒上的第二凸緣防止軸承元件和偏壓環(huán)移動離開第一軸承座圈。

偏壓裝置方便地可以包括波形墊圈，所述波形墊圈位于套筒(例如，套筒上的凸緣)和軸承座圈零件中的第一個之間。

波形墊圈彈性件將接觸位于墊圈周圍的多個圓周間隔位置處的軸承零件和位于它們之間在其它圓周間隔位置處的凸緣。

波形墊圈彈性件優(yōu)選地包括具有中央孔的金屬盤，內(nèi)套筒通過所述中央孔，金屬盤以圍繞其周邊的變化量變形脫離單一平面，因而成“波形”。

在使用中，偏壓裝置可以略微壓縮，以將軸向推力施加到由套筒反作用的軸承零件。

偏壓裝置(例如“波形墊圈”壓縮彈性件)可以經(jīng)由圓周開口的止推環(huán)將軸向力施加到座圈零件中的第一個座圈零件上，滾柱滾動接觸所述第一個座圈零件，所述止推環(huán)在與軸向推力同時地將徑向負荷施加到軸承，以便徑向支撐軸承座圈零件。

為了允許控制兩個座圈零件之間的間隔，自由軸向移動的環(huán)形軸承座圈零件必須間隙配合在相關套筒上或者相關套筒內(nèi)，以確保其能夠不受零件公差變化地滑動。然而，如果以某種方式?jīng)]有徑向支撐座圈，則該間隙將對軸承組件的效率造成負面影響。止推環(huán)(開口)因此經(jīng)由其傾斜面支撐移動的軸承座圈，從而有效地消除所述間隙。

附圖說明

現(xiàn)在參照附圖并且如附圖所示僅僅通過示例的方式描述本發(fā)明的四個實施例，在所述附圖中：

圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第一實施例的豎直截面圖；

圖2是轉(zhuǎn)向柱組件的在圖1中以細節(jié)a圈出的部分的截面圖連同套管的毗鄰部分的視圖，其包括位于上軸和下套管部分之間的附加柱軸承組件；

圖3是圖1和圖2的附加柱軸承組件的分解視圖；

圖4是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第二實施例的豎直截面圖；

圖5是轉(zhuǎn)向柱組件的在圖4中以細節(jié)b圈出的部分的截面圖連同套管的毗鄰部分的視圖，其包括位于上軸和下套管部分之間的附加柱軸承組件；

圖6是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第三實施例的截面圖；

圖7是轉(zhuǎn)向柱組件的在圖6中以細節(jié)c圈出的部分的截面圖連同套管的毗鄰部分的視圖，其包括位于上軸和下套管部分之間的附加柱軸承組件；

圖8是圖6和圖7的附加柱軸承組件的分解視圖；

圖9是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第四實施例的截面圖；

圖10是轉(zhuǎn)向柱組件的在圖9中以細節(jié)d圈出的部分的截面圖連同套管的毗鄰部分的視圖，其包括位于上軸和下套管部分之間的附加柱軸承組件；

圖11是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第五實施例的截面圖；

圖12是轉(zhuǎn)向柱組件的在圖11中以細節(jié)e圈出的部分的截面圖連同套管的毗鄰部分的視圖，其包括位于上軸和下套管部分之間的附加柱軸承組件；和

圖13是圖11和圖12的附加柱軸承組件的分解視圖。

具體實施方式

圖1至圖3提供了本發(fā)明第一方面的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)向柱組件100的第一實施例的視圖，所述轉(zhuǎn)向柱組件100包括伸縮結(jié)構(gòu)。

圖1示出了轉(zhuǎn)向柱組件100，所述轉(zhuǎn)向柱組件100包括套管101、102，所述套管101、102包括管狀上套管部分101和管狀下套管部分102，所述管狀上套管部分101和所述管狀下套管部分102中的每一個均包括圓筒管。套管部分101、102能夠相對于彼此移動，上套管部分101的端部滑動裝配在下套管部分102的端部內(nèi)。套管部分101、102包圍伸縮轉(zhuǎn)向柱軸103、104。軸103、104包括上軸部分103，所述上軸部分103至少部分包圍下軸部分104，這兩個部分通過互補的軸向延伸花鍵104a連接。上軸103的相對端部成錐形，以使其能夠固定到方向盤(未示出)。下軸部分104連接到可選的電動助力轉(zhuǎn)向齒輪箱，所述電動助力轉(zhuǎn)向齒輪箱繼而連接到車輛的行路輪。

上軸部分103裝配在下軸部分104上，在下軸部分104不軸向移動的同時上軸部分103移動。類似地，上外套管部分101朝向方向盤定位并且在下內(nèi)套管部分102上滑動。下套管部分102軸向固定到齒輪箱(未示出)?？梢允褂脢A緊機構(gòu)將管狀上套管部分101固定到車輛的固定部(僅僅示出了夾緊機構(gòu)的夾緊螺栓105)，所述夾緊機構(gòu)夾持到上套管部分101上的軌道106上。在上外套管101中設置狹縫，所述狹縫隨著夾緊組件關閉而閉合，以致使上外套管部分101抓持下內(nèi)套管部分102。

上柱軸承組件107位于上軸103和上套管部分101的內(nèi)表面之間。這緊密地填充空間并且確保軸103可靠地位于套管101內(nèi)。

附加柱軸承組件108設置在內(nèi)套管部分102和上軸103之間，處于它們重疊的區(qū)域中，從而在軸103、104之間的接合部附近向軸103、104提供了支撐。在使用中，附加支撐軸承組件108移除了空隙(否則所述空隙將存在)，這樣與沒有支撐軸承組件108的相同組件相比增加了整個組件的最小固有共振頻率。這能夠令人滿意地改進在車輛沿著崎嶇不平路面行駛時用戶感受到的nvh(噪音、振動和聲振粗糙度)水平。在本發(fā)明的第一方面的范圍內(nèi)外套管部分102、支撐軸承組件107和軸103、104一起形成了伸縮組件。

為了允許調(diào)節(jié)套管101、102的長度，下內(nèi)套管部分102必須相對于上外套管101自由軸向移動。為此，支撐軸承組件108僅僅相對于下套管部分102的內(nèi)表面軸向固定并且能夠相對于軸103的外表面軸向滑動。

在附圖的圖2和圖3中更加詳細地示出了在標為細節(jié)a的圈中示出的支撐軸承組件108。

支撐軸承組件108包圍上軸103的一部分(上軸3在圖1中示出但是為了便于解釋在圖2中沒有示出)。其包括軸承罩110，所述軸承罩110包括套筒。套筒包括凹穴部111，所述凹穴部111松散地定位軸承元件109，以使得軸承元件109的一部分延伸通過套筒而接合上外軸103的表面。

在這個具體實施例中，軸承元件109是滾珠軸承，具體地是兩個由三個滾珠軸承109構(gòu)成的分離組，其中，一組中的每個滾珠軸承均位于相對于轉(zhuǎn)向柱組件100的相同軸向位置，但是相互徑向等距間隔開。當然，可以使用更多的軸承并且可以以不同的布置方案使用軸承。

軸承組件108還包括環(huán)形軸承座圈112，所述環(huán)形軸承座圈112能夠是止推環(huán)，所述止推環(huán)具有至少一個接合軸承元件109的止推表面。止推環(huán)112同軸位于罩110周圍。止推環(huán)112限定了第二軸承表面，軸承元件109能夠在所述第二軸承表面上滾動。

在這個實施例中，軸承組件還包括其它環(huán)形軸承座圈114a、114b，環(huán)形軸承座圈114a、114b能夠是兩個座圈環(huán)。座圈環(huán)同軸位于套筒周圍并且與止推環(huán)112軸向偏移。每個軸承元件109均與座圈環(huán)114a、114b中的一個接觸。這限定了接觸軸承元件109的第三軸承表面。座圈環(huán)114a、114b還與偏壓裝置113接觸，所述偏壓裝置113在這個實施例中包括呈波形墊圈113a、113b形式的兩個彈性件。波形墊圈是包括具有中央孔的金屬盤的彈性件，套筒通過所述中央孔。金屬盤以圍繞其周邊的變化量變形脫離單一平面，因而成“波形”。一個波形墊圈113b定位并且壓縮在端部止動件(諸如抵接環(huán)116，所述端部止動件環(huán)繞上軸103)和座圈環(huán)114b之間，另一個波形墊圈113a定位并且壓縮在端部止動件(諸如軸承罩110的肩部115)和座圈環(huán)114a之間。在這個具體實施例中，抵接環(huán)116由塑料制成并且“卡合”到軸承罩110的套筒中，不過還可以使用其它材料和布置方案。

通過壓縮，偏壓裝置113a、113b將軸向推力施加到座圈環(huán)114a、114b，所述座圈環(huán)114a、114b繼而將負荷引導到軸承元件109，從而致使它們接合止推環(huán)112的表面。止推環(huán)112反作用于作用在軸承元件109上的負荷，這樣致使軸承元件109通過軸承罩110的凹穴部111附加地將徑向力施加到第一軸承表面(在這個實施例中為上軸表面103)。

重要地，選擇在滾珠軸承109和下套管部分102的表面之間發(fā)生的徑向接觸力，以使得軸承組件的沿著下套管部分102的附加滑動摩擦不會導致范圍調(diào)節(jié)所需的駕駛員施力出現(xiàn)不可接受的增加，所述徑向接觸力是安裝彈性件力的函數(shù)。另一方面，接觸力必須大到足以使得軸承組件108有效支撐上柱軸103的下端部。

通過使用這種布置方案，即使在系統(tǒng)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時振動時軸承元件109也保持與軸承表面接觸。簡言之，移除了滾珠軸承和軸承表面之間的空隙，從而改進了nvh。

圖4至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱組件的第二實施例。圖4的實施例的所有特征均與圖1的特征相同，除了軸承組件208之外(其中，所有對應部件的附圖標記的最后兩個數(shù)字相同)。在附圖4中，示出了標為細節(jié)b的圈。圖5提供了細節(jié)b中的軸承組件208的放大圖。

軸承組件208定位在轉(zhuǎn)向柱組件200的上外軸203和下內(nèi)套管部分202之間。軸承組件208包括軸承罩210，所述軸承罩210包括套筒。軸承罩210的套筒包括凹穴部211，所述凹穴部211松散地定位軸承元件209，以使得軸承元件209的一部分延伸通過套筒而接合第一軸承表面，在這個實施例中，接合下內(nèi)套管202。軸承元件209在這個情況中為滾珠軸承，具體地為兩個由三個滾珠軸承209構(gòu)成的分離組，其中，一組中的每個滾珠軸承均位于相對于轉(zhuǎn)向柱組件200的相同軸向位置，但是相互徑向等距間隔開。當然，可以使用更多的軸承并且可以以不同的布置方案使用軸承。

軸承組件208還包括環(huán)形軸承座圈212，所述環(huán)形軸承座圈212能夠是止推環(huán)，所述止推環(huán)具有至少一個接合軸承元件209的止推表面。止推環(huán)212同軸位于軸承罩210周圍。止推環(huán)212限定了第二軸承表面，軸承元件209能夠在所述第二軸承表面上滾動。

在這個實施例中，軸承組件還包括其它環(huán)形軸承座圈214a、214b，環(huán)形軸承座圈214a、214b能夠是兩個座圈環(huán)。座圈環(huán)214a、214b同軸位于套筒周圍，與環(huán)形軸承座圈212軸向偏移。每個軸承元件209均與座圈環(huán)214a、214b中的一個接觸。這限定了接觸軸承元件209的第三軸承表面。

每個座圈環(huán)214a、214b還與偏壓裝置213接觸。在這個實施例中，偏壓裝置213包括兩個波形墊圈。波形墊圈中的一個213b被壓縮在座圈環(huán)214b和諸如抵接環(huán)216的端部止動件之間。另一個波形墊圈213a被壓縮在第二座圈環(huán)214a和端部止動件(諸如軸承組件208的軸承罩210的肩部215)之間。

通過壓縮，偏壓裝置213a、213b將軸向推力施加到座圈環(huán)214a、214b，所述座圈環(huán)214a、214b繼而將負荷引導到軸承元件209，從而致使它們接合止推環(huán)212的表面。止推環(huán)212反作用于作用在軸承元件209上的負荷，這致使軸承元件209將徑向力通過軸承罩210的凹穴部211附加地施加到第一軸承表面(在這個實施例中為下套管部分202的內(nèi)表面)。

重要的是，選擇滾珠軸承209和下套管部分202的表面之間的徑向接觸力，以使得軸承組件的沿著下套管部分202的附加滑動摩擦不會致使范圍調(diào)節(jié)所需的駕駛員施力不可接受地增大，所述徑向接觸力是安裝彈性件力的函數(shù)。另一方面，接觸力必須大到足以使得軸承有效支撐上柱軸203的下端。

通過使用這種布置方案，即使在系統(tǒng)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時振動時軸承元件109也保持與軸承表面接觸。簡言之，消除了滾珠軸承209和軸承表面之間的空隙，從而改進了nvh。

圖6至圖8提供了本發(fā)明范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)向柱組件300的第三實施例的視圖，所述轉(zhuǎn)向柱組件300包括伸縮結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向柱組件300包括套管301、302，所述套管301、302包括管狀上套管部分301和管狀下套管部分302，所述管狀上套管部分301和所述管狀下套管部分302中的每一個均包括圓筒管。套管部分301、302能夠相對于彼此移動，上套管部分301的端部滑動裝配在下套管部分302的端部內(nèi)。套管部分301、302包圍伸縮轉(zhuǎn)向柱軸303、304。軸303、304包括上軸部分303，所述上軸部分303至少部分包圍下軸部分304，這兩個部分通過互補的軸向延伸花鍵304a連接。上軸303的相對端部成錐形，以使其能夠固定到方向盤(未示出)。下軸部分304連接到可選的電動助力轉(zhuǎn)向齒輪箱，所述電動助力轉(zhuǎn)向齒輪箱繼而連接到車輛的行路輪。

上軸部分303裝配在下軸部分304上并且在下軸部分304沒有軸向移動的同時上軸部分303移動。類似地，上外套管部分301朝向方向盤定位并且在下內(nèi)套管部分302上滑動。下套管部分302軸向固定到齒輪箱(未示出)?？梢允褂脢A緊機構(gòu)(僅僅示出了其夾緊螺栓305)將管狀上套管部分301固定到車輛的固定部分，所述夾緊機構(gòu)夾持到上套管部分301的軌道306上。在上外套管301中設置狹縫，所述狹縫隨著夾緊組件關閉而閉合，以致使外套管部分301抓持下內(nèi)套管部分302。

上柱軸承組件307位于上軸303和上套管部分301的內(nèi)表面之間。這緊密填充空間并且確保軸303可靠地位于套管301內(nèi)。

附加柱軸承組件308設置在內(nèi)套管部分302和上軸303之間，位于它們重疊的區(qū)域中，在軸303、304之間的接合部附近向軸303、304提供了支撐。在使用中，附加支撐軸承組件308移除了空隙(否則所述空隙將存在)，這與沒有支撐軸承組件308的相同組件相比增大了整個組件的最小固有共振頻率。這能夠令人滿意地改進在車輛沿著崎嶇不平路面行駛時用戶感受到的nvh(噪音、振動和聲振粗糙度)水平。在本發(fā)明的第一方面的范圍內(nèi)外套管部分302、支撐軸承組件307和軸303、304一起形成了伸縮組件。

為了允許調(diào)節(jié)套管301、302的長度，下內(nèi)套管部分302必須相對于上外套管301自由軸向移動。為此，支撐軸承組件308僅僅軸向固定到下套管部分302的內(nèi)表面并且能夠相對于軸303的外表面軸向滑動。

在附圖中的圖7和圖8中更加詳細地示出了支撐軸承組件308。

支撐軸承組件308包圍上軸303的一部分。其包括軸承罩310，所述軸承罩310包括套筒。套筒包括凹穴部311，所述凹穴部311松散地定位軸承元件309，以使得軸承元件309的一部分延伸通過套筒而接合上外軸303的表面。

在這個具體實施例中，軸承元件309是滾柱軸承，所述滾柱軸承具體地是一組六個輥309，其中，一組的每個滾柱軸承均位于相對于轉(zhuǎn)向柱組件300的相同軸向位置，但是相互等距徑向間隔開。當然，可以使用更多或者更少的軸承并且可以以不同布置方案使用軸承。

在這個實施例中，軸承組件還包括環(huán)形軸承座圈314a、314b，軸承座圈314a、314b能夠是兩個座圈環(huán)。座圈環(huán)314a、314b同軸位于軸承罩310的套筒周圍。每個座圈環(huán)314a、314b均接觸每個軸承309的一側(cè)并且每個座圈環(huán)314a、314b均限定了接觸軸承元件309的軸承表面。座圈環(huán)314a、314b的軸承表面成錐形。

第一座圈環(huán)314b毗鄰止推環(huán)312，所述止推環(huán)312也同軸位于軸承罩310周圍。止推環(huán)312不但毗鄰第一座圈環(huán)314b而且還毗鄰偏壓裝置313，所述偏壓裝置313同軸位于軸承罩310周圍。在這個實施例中，偏壓裝置313包括彈性件，所述彈性件是波形墊圈113的形式。波形墊圈313是包括具有中央孔的金屬盤的彈性件，外軸303通過所述中央孔。金屬盤以圍繞其周邊的變化量變形脫離單一平面，因而成“波形”。抵接環(huán)316抵接波形墊圈313，所述抵接環(huán)316作為端部止動件并且包圍上軸303。波形墊圈313壓縮在止推環(huán)312和抵接環(huán)316之間。

軸承組件308還包括支撐件318，所述支撐件318包圍軸承組件308的所有其它部件。支撐件318是蓋，所述蓋與軸承組件308的環(huán)(例如，座圈環(huán)、波形墊圈、止推環(huán)、軸承罩)同軸。當定位在轉(zhuǎn)向柱組件300中時，僅僅軸承組件308的部件可以與內(nèi)下套管部分302的內(nèi)表面物理接觸(可能除了抵接環(huán)316的一部分以外)。

在這個具體實施例中，抵接環(huán)316由塑料制成并且“卡合”到支撐件318中，不過還可以使用其它材料和布置方案。當卡合就位之后，抵接環(huán)316不會相對于支撐件318移動。

如上所述，第二座圈環(huán)314a毗鄰滾柱軸承309并且與滾柱軸承309接觸，但是其還毗鄰并且接觸端部止動件(諸如支撐件318的肩部317)。

因為偏壓裝置309壓縮在抵接環(huán)316和止推環(huán)312之間并且抵接環(huán)316不能相對于支撐件318移動，偏壓裝置309的被壓縮推力沿著軸向方向作用在止推環(huán)312上。該推力被傳遞到第一座圈環(huán)314b并且繼而傳遞到滾柱軸承309。最后，將推力從滾柱軸承309傳遞到第二座圈環(huán)314a，所述第二座圈環(huán)314a毗鄰支撐件318的肩部317。肩部317不能相對于支撐件318移動。

由于上述布置方案，偏壓裝置的被壓縮推力致使座圈環(huán)314a、314b將徑向力施加到上軸303的第一軸承表面上，所述座圈環(huán)314a、314b具有成錐形的軸承表面。

重要的是，選擇滾柱軸承309和上軸303的表面之間的徑向接觸力，以使得軸承組件308沿著上軸303的附加滑動摩擦不會致使范圍調(diào)節(jié)所需的駕駛員施力不可接受地增加，所述徑向接觸力是安裝彈性件力的函數(shù)。另一方面，接觸力必須大到足以使得軸承有效支撐上柱軸303的下端。

通過使用這種布置方案，即使在系統(tǒng)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時振動時軸承元件309也保持與軸承表面接觸。簡言之，移除了滾珠軸承309和軸承表面之間的空隙，從而改進了nvh。

圖9至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的圖6至圖8的替代實施例。圖6的實施例的所有特征均與圖9的所有特征相同，除了軸承組件408(對應部件的附圖標記的最后兩位數(shù)字相同)。圖9和圖10的實施例與圖6、圖7和圖8的實施例的本質(zhì)不同之處在于與在外上軸上滾動相反，軸承元件在內(nèi)套管部分上滾動。在圖9中存在標為細節(jié)d的圈。圖10提供了細節(jié)d中的軸承組件408的放大圖。

盡管在圖10中沒有示出，但是軸承組件408環(huán)繞轉(zhuǎn)向柱組件400的上軸403。

軸承組件408包括支撐件418，支撐件418包圍上軸403。支撐件418支撐軸承組件408的其它部件。支撐件418包括肩部417，所述肩部417作為在一個端部處的端部止動件。

在這個實施例中，軸承組件還包括環(huán)形軸承座圈414a、414b，所述軸承座圈414a、414b能夠是兩個座圈環(huán)。座圈環(huán)414a、414b同軸位于支撐件418周圍。第二座圈環(huán)414a毗鄰支撐件418的肩部417的一側(cè)部。每個座圈環(huán)414a、414b均接合每個軸承409的一部分并且每個座圈環(huán)414a、414b均限定了接觸軸承元件409的軸承表面。座圈環(huán)414a、414b中的每一個的軸承表面皆成錐形。

軸承組件408還包括軸承罩410，所述軸承罩410具有套筒，所述套筒包圍軸承元件409并且將它們保持在抵靠座圈環(huán)414a、414b的軸承表面的合適位置。軸承罩410的套筒包括凹穴部411，所述凹穴部411松散地定位軸承元件409，以使得軸承元件409的一部分延伸通過套筒而接合下內(nèi)套管部分402的表面。

在這個具體實施例中，軸承元件409是滾柱軸承，所述滾柱軸承409具體地是一組六個滾柱軸承409，其中，一組的每個滾柱軸承409均位于相對于轉(zhuǎn)向柱組件400的相同軸向位置，但是相互等距徑向間隔開。當然，可以使用更多或者更少的軸承并且可以以不同布置方案使用軸承。

第一座圈環(huán)414b接觸滾柱軸承409，而且還毗鄰止推環(huán)412，所述止推環(huán)412也同軸位于支撐件418周圍。止推環(huán)412還毗鄰偏壓裝置413，所述偏壓裝置413同軸位于支撐件410周圍。在這個實施例中，偏壓裝置413包括彈性件，所述彈性件呈波形墊圈413的形式。波形墊圈413是包括具有中央孔的金屬盤的彈性件，外軸403通過所述中央孔。金屬盤以圍繞其周邊的變化量變形脫離單一平面，因而成“波形”。抵接環(huán)416抵接波形墊圈413，所述抵接環(huán)416作為端部止動件而且也包圍支撐件418。波形墊圈413壓縮在止推環(huán)412和抵接環(huán)416之間。

在這個具體實施例中，抵接環(huán)416由塑料制成并且“卡合”到支撐件418中，不過可以使用其它材料和布置方案。當卡合就位之后，抵接環(huán)416不會相對于支撐件418移動。

在定位在轉(zhuǎn)向柱組件400中時，支撐件418是軸承組件408的可以與外上軸403的外表面物理接觸的唯一部件(可能除了抵接環(huán)416的一部分以外)。

因為偏壓裝置409被壓縮在抵接環(huán)416和止推環(huán)412之間并且抵接環(huán)416不能相對于支撐件418移動，所以偏壓裝置409的被壓縮推力沿著軸向方向作用在止推環(huán)412上。該推力被傳遞到第一座圈環(huán)414b并且繼而傳遞到滾柱軸承409。最后，將推力從滾柱軸承409傳遞到第二座圈環(huán)414a，所述第二座圈環(huán)414a毗鄰支撐件418的肩部417。肩部417不能相對于支撐件418移動。

由于上述布置方案，偏壓裝置的被壓縮推力致使具有錐形軸承表面的座圈環(huán)414a、414b將徑向力朝向軸承表面施加到軸承元件上。

重要的是，選擇滾柱軸承409和下套管部分402的表面之間的徑向接觸力，以使得軸承組件沿著下套管部分402的附加滑動摩擦不會致使范圍調(diào)節(jié)所需的駕駛員施力不可接受地增加，所述徑向接觸力是安裝彈性件力的函數(shù)。另一方面，接觸力必須大到足以使得軸承有效支撐上柱軸403的下端。

通過使用這種布置方案，導致軸承元件409即使在系統(tǒng)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時振動時也保持與軸承表面接觸。簡言之，移除了滾珠軸承409和軸承表面之間的空隙，從而改進了nvh。

圖11、12和13示出了本發(fā)明的第五實施例。這個具體實施例是圖6、7和圖8中示出的第三實施例的變型方案并且不同之處僅僅為所使用的軸承組件。

在圖11中，在標記為細節(jié)e的圈中示出了支撐軸承組件508，并且在附圖的圖12和圖13中更加詳細地提供了支撐軸承組件508。

在圖12和13中更加詳細地示出了細節(jié)e。

與第三實施例不同，第五實施例的軸承組件不包括支撐件318。然而，第五實施例的軸承組件508包括第三實施例的所有其它部件。

支撐軸承組件508包圍上軸503的一部分。所述支撐軸承組件508包括軸承罩510，所述軸承罩510包括套筒。套筒包括凹穴部511，所述凹穴部511松散地定位軸承元件509，以使得軸承元件509的一部分延伸通過套筒而接合上外軸503的表面。

在這個特定實施例中，軸承元件509是滾柱軸承，所述滾柱軸承具體地是一組三個輥509，其中，一組的每個滾柱軸承均位于相對于轉(zhuǎn)向柱組件500的相同軸向位置，但是相互等距徑向間隔開。當然，可以使用更多或者更少的軸承并且可以以不同布置方案使用軸承。

在這個實施例中，軸承組件還包括環(huán)形軸承座圈514a、514b，所述軸承座圈514a、514b能夠是兩個座圈環(huán)。座圈環(huán)514a、514b同軸位于軸承罩510的套筒周圍。每個座圈環(huán)514a、514b均接觸每個軸承509的一個非滾動側(cè)并且每個座圈環(huán)514a、514b均限定了接觸軸承元件509的軸承表面。每個座圈環(huán)514a、514b的軸承表面均成錐形。

第一座圈環(huán)514b毗鄰止推環(huán)512，所述止推環(huán)512也同軸位于軸承罩510的套筒周圍。止推環(huán)512毗鄰第一座圈環(huán)514b，而且還毗鄰偏壓裝置513，所述偏壓裝置513同軸位于軸承罩510周圍。在這個實施例中，偏壓裝置513包括彈性件，所述彈性件呈波形墊圈513的形式。波形墊圈513是包括具有中央孔的金屬盤的彈性件，外軸503通過所述中央孔。金屬盤以圍繞其周邊的變化量變形脫離單一平面，因而成“波形”。抵接環(huán)516抵接波形墊圈513，所述抵接環(huán)516作為端部止動件而且也包圍外軸503。抵接環(huán)516固定到下套管部分502并且因此不能相對于下套管部分502移動。在這個具體實施例中，其被壓配合。波形墊圈513被壓縮在止推環(huán)512和抵接環(huán)516之間。

因為第二座圈環(huán)514a軸向固定就位并且如上所述毗鄰和接觸滾柱軸承509，所以第二座圈環(huán)514a也作為端部止動件。在這個實施例中，第二座圈環(huán)514a被壓配就位。

因為偏壓裝置509被壓縮在抵接環(huán)516和止推環(huán)512之間并且抵接環(huán)516不能相對于下套管部分502移動，所以偏壓裝置509的被壓縮推力沿著軸向方向作用在止推環(huán)512上。該推力被傳遞到第一座圈環(huán)514b并且繼而傳遞到滾柱軸承509。最后，將推力從滾柱軸承509傳遞到第二座圈環(huán)514a，所述第二座圈環(huán)514a固定到下套管部分502。

由于上述布置方案，偏壓裝置的被壓縮推力致使具有錐形軸承表面的第一座圈環(huán)514a通過軸承組件508的凹穴部511施加徑向力，所述徑向力將軸承元件509推動成與第一軸承表面接觸。

重要的是，選擇滾柱軸承509和上套管部分501的表面之間的徑向接觸力，以使得軸承組件508沿著上套管部分501的附加滑動摩擦不會致使范圍調(diào)節(jié)所需的駕駛員施力不可接受地增加，所述徑向接觸力是安裝彈性件力的函數(shù)。另一方面，接觸力必須大到足以使得軸承有效支撐上柱軸503的下端。

通過使用這種布置方案，即使在系統(tǒng)在發(fā)動機運轉(zhuǎn)的同時振動時軸承元件509也保持與軸承表面接觸。簡言之，移除了滾珠軸承509和軸承表面之間的空隙，從而改進了nvh。

第五實施例不需要將軸承組件508稍后裝配到下套管部分502。替代地，軸承組件508的部件直接組裝到下套管部分中。這能夠因不需要支撐件而削減成本。另外，允許將更大直徑的滾柱軸承包裝到同一空間中。

當然，可以修改第五實施例，以使得軸承組件的第一軸承表面是下套管部分的內(nèi)表面而非軸的外表面。在這個實施例中，外座圈環(huán)(對應于第二座圈環(huán)514a)和抵接環(huán)(對應于516)皆軸向固定到上軸部分的外表面。

因此本發(fā)明利用這樣的事實，即，在所關心的振動頻率下在柱內(nèi)產(chǎn)生的徑向擾動力非常小。當施加準靜態(tài)的更大徑向力時(諸如駕駛員重重地倚靠方向盤的輪輞時)，可以暫時允許在軸承內(nèi)的特定位置中產(chǎn)生小間隙，但是實際上這不會導致不理想的振動。通過避免使用非常大的所述徑向預載荷，軸承和下管的孔之間的接觸力保持在適度水平。因此，針對在下管內(nèi)部滑動的軸承組件的摩擦阻力保持相當?shù)?，以使得范圍調(diào)節(jié)力增大并且撞車塌縮力可接受。能夠足夠順利地制造下柱管的孔，并且精確使用具有經(jīng)濟效益的管形成方法而不必求助于附加的機械加工。