專利名稱：裝有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及裝有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸。
本發(fā)明尤其涉及例如文獻(xiàn)FR-2692986中所描述的裝有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸。所述扭矩測(cè)量裝置包括兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)器和兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器，兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器和第一支承件相連，位于軸的一個(gè)橫截面的平面上；兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)器和第二支承件相連，固定在所述軸的另一個(gè)橫截面的平面上。這種測(cè)量裝置可直接安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，由于其隨角偏移的靈敏度，無需預(yù)先局部降低所述軸的硬度。然而，事實(shí)上，軸的直徑稍有縮小，以便軸向確定軸扭轉(zhuǎn)變形的位置。在任何情況下，該軸都能承受全部控制扭矩，無需附加扭轉(zhuǎn)變形限制件。在某些使用情況下，軸上可用于安裝這樣的扭矩測(cè)量裝置的長(zhǎng)度有限，在汽車轉(zhuǎn)向器殼中尤其如此。在汽車轉(zhuǎn)向器殼中，在一端由轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)軸的嚙合槽而另一端由齒條齒輪限定的安裝長(zhǎng)度上，旋轉(zhuǎn)軸須裝配一個(gè)扭矩測(cè)量裝置和一個(gè)滾珠軸承。因?yàn)檩S上裝配支承件的支撐點(diǎn)相互分開的越遠(yuǎn)，測(cè)量裝置測(cè)量的扭轉(zhuǎn)精度越高，所以，在所述安裝長(zhǎng)度的末端保留一個(gè)裝配滾動(dòng)軸承的位置的同時(shí)，最好盡可能地將所述支承件推向安裝長(zhǎng)度的末端。因此，第一個(gè)方案是由兩個(gè)支承件中的一個(gè)支承件構(gòu)成滾動(dòng)軸承內(nèi)座圈的延長(zhǎng)件，所述座圈壓裝在扭力軸上，由卡環(huán)類軸向固定裝置固定。滾動(dòng)軸承的外座圈卡緊在硬的固定座中。在該裝配方案中，不僅軸向固定的測(cè)量裝置占據(jù)一定的軸向位置，而且，施加在扭力軸上的軸向和徑向力通過滾動(dòng)軸承從扭力軸向固定殼傳遞。在某些負(fù)載情況下，扭力軸相對(duì)于滾動(dòng)軸承內(nèi)座圈的固定可能顯得不夠緊，這在考慮制造公差而偶爾組裝緊度很小時(shí)更為突出。這在工作時(shí)會(huì)造成磁場(chǎng)發(fā)生器相對(duì)于扭力軸位移，從而造成磁場(chǎng)發(fā)生器相對(duì)于磁場(chǎng)檢測(cè)器工作時(shí)的相對(duì)位移。初始調(diào)整位置被改變，那么，扭矩檢測(cè)器失調(diào)而給出錯(cuò)誤信號(hào)。另一個(gè)方案是將滾動(dòng)軸承的內(nèi)座圈圍繞著支承件之一在軸上的支點(diǎn)安裝。但這須增加滾動(dòng)軸承的外直徑，因而造成其外部尺寸與所述軸承的硬的座不兼容，從更廣泛的角度看，與所留的安裝空間不兼容。
本發(fā)明提出的軸為上述的組裝困難提供了一個(gè)解決辦法。為此，本發(fā)明涉及配有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸，扭矩測(cè)量裝置包括兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件和兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器，兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件相對(duì)于軸對(duì)稱布置，安裝在固定于所述軸的軸線的第一點(diǎn)的第一支承件上，兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器相對(duì)于軸對(duì)稱布置，安裝在固定于所述軸的軸線的第二點(diǎn)的第二支承件上，第一點(diǎn)和第二點(diǎn)軸向錯(cuò)開。該軸的特征是第一滾動(dòng)軸承的內(nèi)座圈在支承件中稱為主支承件的固定點(diǎn)處的軸的周邊上加工。
這種配置可使檢測(cè)件和磁場(chǎng)發(fā)生器的支承件的固定點(diǎn)最大限度地分開，不會(huì)損害所述支承件在軸上的固定質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，內(nèi)座圈在軸肩的周邊上加工，主支承件固定在與另一個(gè)支承件相對(duì)的所述軸肩的凸肩上。
該特征可使支承件在第一軸承的內(nèi)座圈上簡(jiǎn)單方便地固定。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，第一軸承的外座圈具有一個(gè)固定法蘭盤。
該特征可使軸不求助于具有良好機(jī)械性能的外殼而固定。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，軸在支承件的兩個(gè)固定點(diǎn)之間直徑減小。
該特征便于軸向確定扭轉(zhuǎn)變形的位置。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，在第一支承件和第二支承件的固定點(diǎn)之外，軸由主支承件一側(cè)的齒條齒輪和另一側(cè)的花鍵延長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，齒條齒輪由一個(gè)軸頸延長(zhǎng)，后者加工成第二滾動(dòng)軸承的內(nèi)座圈。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，第一軸承是滾珠軸承，第二軸承是滾針軸承。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征，主支承件由第二支承件構(gòu)成。
該特征可使第一支承件比第二支承件便于拆卸，裝在第一支承件上的磁場(chǎng)檢測(cè)件比一般由簡(jiǎn)單的磁鐵構(gòu)成的發(fā)生器易損。
本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)通過對(duì)照附圖的一個(gè)扭矩測(cè)量裝置的實(shí)施例的說明得以體現(xiàn)，附圖中
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圖1為本發(fā)明的配有扭矩測(cè)量裝置和滾珠軸承的軸的縱向半剖視圖，-圖2為本發(fā)明的軸的縱向半剖視圖，-圖3為本發(fā)明的配有滾珠軸承的軸的立體圖。
圖1和圖3所示的軸1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)齒條和轉(zhuǎn)向柱的傳動(dòng)軸(未示出)之間的連接。為此，軸1在其左端設(shè)有鍵槽2，使其能和轉(zhuǎn)向柱的傳動(dòng)軸相連。右端裝有齒條齒輪3。直接位于齒條齒輪3的左邊的軸1具有一個(gè)構(gòu)成軸肩4的大直徑的部分，在軸肩4的周邊上加工有用于裝滾動(dòng)體、尤其是滾珠5的滾動(dòng)軸承滾道，滾珠5固定在外座圈6中以構(gòu)成第一軸承7。因此，該軸承的內(nèi)座圈由軸肩4構(gòu)成。齒條齒輪3在其右邊由構(gòu)成第二滾針軸承內(nèi)座圈的小橫截面的軸頸8延長(zhǎng)。
圖1所示的軸1裝配有一個(gè)扭矩測(cè)量裝置，其功能在文獻(xiàn)FR-2692986中有所描述。軸1裝有基本管狀的第一支承件9，后者由一個(gè)環(huán)形部件10徑向延長(zhǎng)，環(huán)形部件上裝有兩個(gè)相對(duì)于軸1的軸線對(duì)稱布置的磁場(chǎng)檢測(cè)件11，檢測(cè)件11之一在圖1的半剖視圖上看不見。軸1上還裝有固定在軸肩4的凸肩4a上、朝向第一支承件9、基本管狀的第二支承件12。第二支承件12上裝有兩個(gè)相對(duì)于軸1的軸線對(duì)稱布置與檢測(cè)件11相對(duì)的磁場(chǎng)發(fā)生器13，發(fā)生器13之一在圖1的半剖視圖上看不見。第二支承件12可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的任何方法固定在軸肩4的凸肩4a上，例如，通過膠粘或如圖所示用螺釘擰緊。這種配置可如圖所示，使分別位于第一支承件9和第二支承件12的固定點(diǎn)處的軸1的軸線上的點(diǎn)A、B最大限度地分開。因?yàn)?，為了獲得最佳扭矩測(cè)量精度，在鍵槽2和齒條齒輪3之間的空間內(nèi)，最好最大限度地分開上述A、B兩點(diǎn)。此外，在這同一空間內(nèi)，須確保滾動(dòng)軸承7固定。上述配置可滿足這兩個(gè)要求。另外，由軸肩4構(gòu)成的裝有第二支承件12的內(nèi)座圈為軸1的一部分，因此，它不會(huì)相對(duì)于軸1移動(dòng)，從而不會(huì)象內(nèi)座圈裝有第二支承件12的獨(dú)立滾動(dòng)軸承那樣造成測(cè)量不精確。因?yàn)?，在這種情況下，是通過第二支承件傳遞滾動(dòng)軸承7傳遞的力，這與本發(fā)明軸1的情況不同。再則，由于第二支承件12側(cè)向固定在構(gòu)成所述軸承7的內(nèi)座圈的軸肩4上，所以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行組裝不會(huì)使?jié)L動(dòng)軸承7的直徑加大。軸承7可具有一個(gè)或多個(gè)密封件14，其外座圈6如圖3所示在轉(zhuǎn)向器殼處組裝有軸1的固定法蘭盤15。外座圈6可以例如用鍛造的毛坯制造。
為了軸向確定軸1在第一支承件9和第二支承件12之間扭轉(zhuǎn)變形的位置，軸1在所述支承件9和12之間直徑減小。通過固定在軸承7的外座圈6上的罩17可在轉(zhuǎn)向器殼中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)通道16，罩17相對(duì)于軸1的密封性通過密封墊18保證。該罩17不再承擔(dān)現(xiàn)在由所述軸承7的外座圈6的法蘭盤15承擔(dān)的軸承7的機(jī)械固定功能，所以，它可以用沖壓薄鋼板制造。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于所示出的實(shí)施例。特別是，本發(fā)明可適用于所有需要在軸的有限的長(zhǎng)度上加裝扭矩測(cè)量裝置和軸承的軸。
權(quán)利要求
1．配有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸(1)，所述扭矩測(cè)量裝置包括兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件(11)和兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器(13)，兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件(11)相對(duì)于軸(1)對(duì)稱布置，安裝在固定于所述軸(1)的軸線的第一點(diǎn)(A)的第一支承件(9)上，兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器(13)相對(duì)于軸(1)對(duì)稱布置，安裝在固定于所述軸(1)的軸線的第二點(diǎn)(B)的第二支承件(12)上，第一點(diǎn)(A)和第二點(diǎn)(B)軸向錯(cuò)開，其特征是第一滾動(dòng)軸承(7)的內(nèi)座圈(4)在支承件(9,12)中稱為主支承件(12)的固定點(diǎn)(B)處的軸(1)的周邊上加工。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是內(nèi)座圈(4)在軸(1)的軸肩(4)的周邊上加工，主支承件(12)固定在與另一個(gè)支承件(9)相對(duì)的所述軸肩(4)的凸肩(4a)上。
3．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是第一軸承(7)的外座圈(6)具有一個(gè)固定法蘭盤(15)。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是所述軸(1)在支承件(9,12)的兩個(gè)固定點(diǎn)(A,B)之間的直徑減小。
5．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是在第一支承件(9)和第二支承件(12)的固定點(diǎn)(A,B)的兩邊，軸在主支承件(12)一側(cè)終止于齒條齒輪(3)，在另一側(cè)終止于鍵槽(2)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是齒條齒輪(3)由加工成第二滾動(dòng)軸承的內(nèi)座圈的軸頸(8)延長(zhǎng)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是第一軸承(7)是滾珠軸承，第二軸承是滾針軸承。
8．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的旋轉(zhuǎn)軸(1)，其特征是主支承件由第二支承件(12)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及配有扭矩測(cè)量裝置的旋轉(zhuǎn)軸(1),扭矩測(cè)量裝置包括兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件(11)和兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器(13),兩個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)件(11)相對(duì)于軸(1)對(duì)稱布置,安裝在固定于軸(1)軸線的第一點(diǎn)(A)的第一支承件(9,10)上,兩個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生器(13)相對(duì)于軸(1)對(duì)稱布置,安裝在固定于軸(1)軸線的第二點(diǎn)(B)的第二支承件(12)上,第一點(diǎn)(A)和第二點(diǎn)(B)軸向錯(cuò)開,其特征是:第一滾動(dòng)軸承(7)的內(nèi)座圈(4)在支承件(9,10,12)中的主支承件(12)的固定點(diǎn)(B)處的軸(1)周邊上加工。
文檔編號(hào)G01L5/22GK1217058SQ9719421
公開日1999年5月19日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月21日
發(fā)明者克里斯托夫·尼科 申請(qǐng)人:Snr軸承公司