本发明专利技术涉及适用于带助力转向机构的、经噪音优化的轴承单元。一种用于汽车转向机构的轴承单元包含一个滚动轴承，滚动轴承带有外环、内环以及被设计成球体的滚动体；外环凭借半球状外壳面以可摆动的方式安装在固定式外部主体的具有对应设计的轴承箱中，由此使滚动轴承可以对着轴承箱围绕一条横向于轴承轴线对准的摆动轴线摆动并且可以为补偿制造公差而改变轴承箱和外环的接触区域的相对位置；在外环的半球状外壳面中引入了至少一个循环槽，在循环槽中配合着一个弹性的以力配合形式支撑在外部主体球窝状设计的轴承箱上的预紧元件；预紧元件在工作状态下允许蜗杆主轴相对于固定式壳体做微小的摆动运动，摆动运动由蜗轮与蜗杆主轴之间的轮齿啮合形成。
【技术实现步骤摘要】
适用于带助力转向机构的、经噪音优化的轴承单元
本专利技术涉及一种适用于汽车转向机构的轴承单元，所述轴承单元包含一个滚动轴承，所述滚动轴承带有外环、内环以及在中间引导被设计成球体的滚动体，其中，所述有半球状外壳面的外环以可摆动的方式安装在外部主体的具有对应设计的轴承箱中，使得所述滚动轴承可以对着所述轴承箱围绕一条横向于轴承轴线对准的摆动轴线摆动并且可以为补偿安装公差和/或制造公差而改变所述轴承箱和所述外环的接触区域的相对位置。
技术介绍
机动车中的电动转向辅助通常用电机来实现，所述电机通过蜗轮蜗杆传动装置将力矩传递到转向轴上。在此，蜗轮蜗杆传动装置由一个蜗轮和一个蜗杆轴构成，其中，所述蜗轮与转向轴构成一个结构单元。在此，与电机相连的蜗杆轴通过一个浮动轴承和一个固定轴承支承。为了露出蜗轮与蜗杆轴之间的间隙，将会倾斜蜗杆轴并为此优选通过浮动轴承将其压在蜗轮上，其中，相关的固定轴承采用可倾斜或可摆动的设计。在此，固定轴承轴承单元的摆动通过一个也被称为摆动环的外部主体实现，所述外部主体的球窝容纳着具有半球状外壳面的固定轴承的外环。在汽车处于工作状态时，外部主体球窝与固定轴承外环之间制造工艺所决定的间隙经常会引起不受欢迎的、有害的噪音。已尝试利用部分较高的费用和大量附加组件来减小轴承单元中所存在的间隙。例如，为了最大限度地减小间隙，对相互配对的构件、外环的外壳面以及球窝的支座进行了高精度打磨，但这样也无法达到满意的效果。EP1453717B1示出了一种转向机构蜗杆轴，所述蜗杆轴设计用于在一端上支承一个以可摆动方式支承的固定轴承以及在另一个空闲轴端上支承一个浮动轴承。基于摆动轴承，蜗杆轴可以朝蜗轮的方向摆动并由此与蜗轮啮合。作用在浮动轴承上的受压件与弹簧件一起确保了径向弹性支撑，并由此确保了两个传动部件、蜗杆轴和蜗轮的啮合。但无法以完全没有间隙的方式实现这种配有摆动连杆的轴承单元。通过DE102007044618A1已知另外一种由外部主体和滚动轴承构成的、适用于转向机构的轴承单元。为了展示摆动轴承结构，带有半圆状外壳面的外部轴承环支撑在由两个环状元件所构成的外部主体的支座上。两个以镜像对称方式布置的环状元件通过外侧的U形连接元件接合，并在内侧构成一个被设计成球窝的、用于外部轴承环的支座。为了安装外部主体，从不同侧沿滚动轴承轴承轴线的方向将环状元件推到外部轴承环的外壳面上。可以在遵守微小轴向间距的前提下利用规定的压紧力将环状元件压紧在外部轴承环的外壳面上，其中，外侧的U形连接元件通过塑性变形锁定环状元件的位置。在DE102008042608A2中示出了一种包括一个浮动轴承和一个摆动轴承的、适用于转向机构的蜗杆轴轴承结构，其中，所述摆动轴承包括一个弹簧元件。例如将一个弹簧垫片设计作为弹簧元件，所述弹簧垫片利用两个凸缘状设计的、相对布置的凸起直接在摆动轴承的外环上施加轴向力。利用该作用在蜗杆轴可摆动轴承结构上的弹性支撑应当实现一个无间隙的、经噪音优化的摆动轴承。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种适用于转向机构的可摆动的轴承单元，所述轴承单元带有经噪音优化且无间隙的滚动轴承组件，可以简化安装并以较低的制造成本实现。借助结构符合权利要求1所述特征的轴承单元解决所述任务。在从属权利要求2至10中描述了有利的设计方案或实施方式。本专利技术的解决方案规定，在可摆动轴承单元滚动轴承外环的半球状外壳面中引入至少一个循环槽，在所述循环槽中配合一个弹性的、以力配合形式支撑在外部主体球窝状设计的轴承箱上的预紧元件。在此，本专利技术允许也被称为蜗杆轴的蜗杆主轴相对于固定式壳体做微小的摆动运动，在工作状态下，所述摆动运动由蜗轮与蜗杆轴之间的轮齿啮合形成。预紧元件生成一个几乎均匀分布在圆周上的预紧力，所述预紧力基于外部主体的球窝状配对受压面并根据球窝的半径既轴向也径向发挥作用。这在由烧结金属所制成的外部主体与滚动轴承外环之间的摆动区域内会导致几乎均匀的间隙缩减。通过可施加弹簧元件作用的弹性预紧元件将滚动轴承的外环对着也被称为摆动环的外部主体无间隙地置于所有摆动位置。利用与之相关的、径向作用的弹性支撑为蜗杆轴提供一个轴承结构，所述轴承结构不允许自由间隙并且能够有效缓冲运动以及降低噪音。有利的是，基于本专利技术所述在制造过程中借助有利附加元件进行间隙缩减的措施，可以在轴承单元的摆动区域内允许一个更大的间隙，这在制造过程中会导致成本降低。通过使用预紧元件还可以在规定的轴承单元结构空间内实现一种有效、持久并且低成本的弹性支撑。相对于已知的解决方案，即：将预紧元件定位在由烧结金属所制成外部主体的类似球窝设计的支座中，通过将预紧元件安装在滚动轴承的外环中可以实现更为简单、成本更低的制造过程。在已知的方案中，在外部主体内轮廓上引入循环槽时需要额外的切削加工过程，因此需要不利的、增加的制造费用。相比较而言，本专利技术规定，在外环的切削成型过程中，需要在由滚动轴承钢制成的滚动轴承外环的外壳面或外径中引入至少一个用于预紧元件的循环槽。所述循环槽可以较低的附加费用简单实现，这在制造成本方面几乎没有影响。再就是，相对于在烧结环内径上安装预紧元件，在外径上安装预紧元件可以明显更为简单地、尤其是可以以机械方式实施。通过循环槽的几何设计方案以及弹簧或预紧元件的宽度、数量、位置或布置方式和材料选择，可以有针对性地影响预紧力并由此影响外部主体与球轴承外环之间的安装间隙。与之相关有利的是，在转向器工作时可以有针对性地阻尼运动和降低噪音以及控制摆动力矩。另外，利用本专利技术所述的措施还可以在转向机构处于工作状态时甚至在负荷交变时有效抑制干扰噪音。利用本专利技术所述的解决方案为带助力的转向机构提供一种可摆动的轴承单元，所述轴承单元包含一个无间隙且经噪音优化的滚动轴承装置，所述措施要求较低的制造和安装费用，因此可以低成本地展现。根据本专利技术的有利设计方案规定，在外环的外壳面中安装两个分别与滚动轴承中心轴向隔开的弹性预紧元件。有利的是，与外环中心之间以一致的距离定位预紧元件。另外，外环还可以在必要时包括多于两个，例如三个或四个尺寸更小的预紧元件，以便能够由此盖住更大的外壳面区域。有利的几何设计方案规定，将外环外壳面设计成凸形以及将外部主体的轴承箱设计成凹形，其中，共同发挥作用的接触区域具有相互对应的设计。为了获得构件经过优化的轴承单元，本专利技术规定，安装一个一件式结构的外部主体。外部主体的轴承箱包含一个从端面延伸经过外部主体一半宽度的圆柱形片段，在所述圆柱形片段上直接连接着一个类似球窝设计的支座。在使用一件式外部主体时，所述轴承箱允许从侧部将滚动轴承安装到外部主体中。具有优选为圆形或圆环状横截面轮廓的预紧元件，优选安装在外环的U形循环槽中。作为替代方案，也可以使用具有非圆形横截面形状的预紧元件，所述预紧元件可与相应的，例如非U形的循环槽组合。本专利技术所述包围滚动轴承外环并且以有间隙方式安装在循环槽中的预紧元件，在安装时或在安装状态下会发生弹性变形。基于外部主体球窝状轴承箱接触区域与滚动轴承外部轴承环半球状外壳面之间可自动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于汽车转向机构(1)的轴承单元(21)，包含一个滚动轴承(22)，所述滚动轴承带有外环(25)、内环(24)以及被设计成球体的滚动体(27)，其中，所述外环(25)凭借半球状外壳面(28)以可摆动的方式安装在固定式外部主体(23)的具有对应设计的轴承箱(29)中，由此使所述滚动轴承(22)可以对着所述轴承箱(29)围绕一条横向于轴承轴线(30)对准的摆动轴线(31)摆动并且可以为补偿安装公差和/或制造公差而改变所述轴承箱(29)和所述外环(25)的接触区域的位置，其特征在于，在所述外环(25)的半球状外壳面(28)中引入了至少一个循环槽(33)，在所述循环槽中安装着一个弹性的、以力配合形式支撑在所述外部主体(25)球窝状设计的轴承箱(29)上的预紧元件(32)，其中，所述预紧元件(32)在工作状态下允许蜗杆主轴(7)相对于固定式壳体做微小的摆动运动，所述摆动运动由蜗轮(8)与所述蜗杆主轴(7)之间的轮齿啮合形成。/n
【技术特征摘要】
20190708 DE 102019118406.11.一种用于汽车转向机构(1)的轴承单元(21)，包含一个滚动轴承(22)，所述滚动轴承带有外环(25)、内环(24)以及被设计成球体的滚动体(27)，其中，所述外环(25)凭借半球状外壳面(28)以可摆动的方式安装在固定式外部主体(23)的具有对应设计的轴承箱(29)中，由此使所述滚动轴承(22)可以对着所述轴承箱(29)围绕一条横向于轴承轴线(30)对准的摆动轴线(31)摆动并且可以为补偿安装公差和/或制造公差而改变所述轴承箱(29)和所述外环(25)的接触区域的位置，其特征在于，在所述外环(25)的半球状外壳面(28)中引入了至少一个循环槽(33)，在所述循环槽中安装着一个弹性的、以力配合形式支撑在所述外部主体(25)球窝状设计的轴承箱(29)上的预紧元件(32)，其中，所述预紧元件(32)在工作状态下允许蜗杆主轴(7)相对于固定式壳体做微小的摆动运动，所述摆动运动由蜗轮(8)与所述蜗杆主轴(7)之间的轮齿啮合形成。
2.根据权利要求1所述的轴承单元，其特征在于，在所述外环(25)的外壳面(28)中安装着两个分别与所述滚动轴承(22)中心轴向隔开的弹性预紧元件(32)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元，其特征在于，所述外环(25)具有一个凸形的外壳面(28)以及所述外部主体(23)具有一个对应的凹形的轴承箱(29)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·吉尔斯多夫，约翰内斯·兰格，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。