止回弹簧装置的制作方法

1.本公开涉及一种止回弹簧(no-back spring)装置，并且特别地涉及一种用于交通工具转向系统中的轴承组件的止回弹簧装置。


背景技术：

2.诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、小型货车、船舶、飞机、全地形车、休闲车或其他合适的交通工具的交通工具包括各种转向系统方案，例如，线控转向和驾驶员界面转向。这些转向系统方案通常包括用于将转向输入转换为输出的转向柱，该转向柱与转向连杆相互作用以最终使交通工具的轮子(或其他元件)转动该交通工具。
3.转向柱通常包括具有转向轴的护套组件(即，操作地相互联接的一个或更多个夹套)，转向轴位于该护套组件内。转向轴在第一端上可操作地连接到转向输入(例如，方向盘)，并且在第二端上可操作地连接到输出(例如，小齿轮轴组件或作为线控转向系统的一部分的设备)。当转动方向盘时，转向轴在护套组件内旋转以与转向连杆相互作用(机械直接地或间接地)。通常，护套组件安装到交通工具的部件，使得它无法旋转，并且轴承组件允许转向轴相对于护套组件旋转。
4.根据最终用途的要求和偏好，通常存在可以用传统轴承组件满足的最大转动扭矩要求。然而，随着技术的不断进步，也已经存在设置最小转动扭矩要求的要求和偏好。为了满足这种不断增长的需求，已经开发出针对最大扭矩要求与最小扭矩要求之间的狭窄范围的扭矩调整设备。
5.存在许多传统的轴承组件构造，这些轴承组件构造通常包括内圈和外圈，内圈和外圈由滚珠轴承分离开，内圈可操作地连接到转向轴，外圈可操作地连接到护套组件。当前的扭矩调整设备使用夹设在内圈与转向轴的花键部分之间的塑料轴承套。塑料轴承套限定摩擦表面，并且轴向弹簧预加载在该摩擦表面上且通过止回垫圈(no-back washer)被轴向保持，该止回垫圈与护套组件接口。止回垫圈通常构造为沿一个方向插入，但难以沿相反方向移除，从而轴向地保持相邻部件。在使用中，由于摩擦界面的不同(即，止回垫圈与轴向弹簧之间的钢上干钢(dry steel-on-steel)与塑料轴承套的摩擦表面上的轴向弹簧的润滑钢)，因此轴向弹簧在转向轴旋转的同时将保持静止。塑料轴承套与轴向弹簧之间的这种相对旋转会产生摩擦，从而增加扭矩以建立最小扭矩要求。
6.尽管上述扭矩调整设备提供了对传统转向轴的改进，但它们并非没有缺点。例如，长时间的使用会导致轴承套的摩擦表面发生变化。此外，轴向弹簧有时会在塑料轴承套开始相对于摩擦表面滑动之前部分旋转并缠绕。因此，控制的耐久性以及增加弹簧几何变形和预加载仍然是个问题。此外，这些问题随着更高的扭矩要求和偏好而更加突出。
7.相应地，扭矩调整设备的改进继续受到关注，特别是对重量、设计的简单性、操作的一致性和使用寿命的耐久性的改进。


技术实现要素：

8.根据本公开的一个方面，一种用于交通工具转向系统的轴承保持组件包括壳体结构。该轴承保持组件还包括布置在壳体结构的孔内的转向轴。轴承保持组件进一步包括围绕转向轴的外表面的一部分的轴承套。轴承保持组件还进一步包括轴承组件，该轴承组件包括内圈和外圈，其中多个滚珠布置在内圈与外圈之间，其中，内圈位于轴承套与外圈之间。轴承保持组件还包括止回弹簧装置，该止回弹簧装置具有主体，主体形成为在外径与内径之间延伸的环形的形状。止回弹簧装置还包括至少一个弹簧元件，该至少一个弹簧元件与主体一体形成以及从主体轴向延伸并且与轴承套的摩擦表面接触。
9.根据本公开的另一个方面，一种止回弹簧装置包括主体，该主体具有在外径与内径之间延伸的环形的形状，该主体包括第一轴向侧和第二轴向侧，该第二轴向侧包括从内径朝向外径延伸的平坦部。该止回弹簧装置进一步包括与主体一体形成的多个弹簧元件，该多个弹簧元件中的每一个包括从内径径向向内延伸的凸片部。
10.本公开的这些和其他方面都在以下对实施例、所附权利要求书和附图的详细描述中得到了公开。
附图说明
11.当结合附图阅读时，通过以下详细描述可以最好地理解本公开。要强调的是，根据惯例，附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。
12.图1大体上示出了根据本公开原理的包括止回弹簧装置的转向柱组件的局部截面图；
13.图2大体上示出了根据本公开原理的转向柱组件的局部截面图；
14.图3是根据本公开原理的止回弹簧装置的第一轴向侧的立体图；以及
15.图4是根据本公开原理的止回弹簧装置的第二轴向侧的立体图。
具体实施方式
16.以下讨论针对本公开的各种实施例进行。尽管这些实施例中的一个或更多个可能是优选的，但是所公开的实施例不应被解释或以其他方式用于限制本公开(包括权利要求)的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论仅旨在成为该实施例的示例性讨论，而不旨在暗示本公开(包括权利要求)的范围限于该实施例。
17.如所描述的，主题公开内容的特征可以结合到诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、小型货车、船舶、飞机、全地形车、休闲车或其他合适的交通工具等交通工具，这些交通工具包括各种转向系统方案，例如线控转向和驾驶员界面转向。这些转向系统方案可以包括用于将转向输入转换为输出的转向柱组件，该转向柱组件与转向连杆相互作用以最终使交通工具的轮子(或其他元件)转动该交通工具。这些转向系统可以进一步包括允许转向柱组件被轴向地调整或被成角度地(倾斜)调整的构造。
18.现在参考附图，在这里示出和描述了各种实施例，然而不限于此。图1至图4示出了用于交通工具转向系统中的转向柱组件的止回弹簧装置。止回弹簧装置将轴向弹簧和止回
垫圈功能两者结合到一体形成的薄形主体中，该一体形成的薄形主体在重量、设计的简单性、操作的一致性和使用寿命的耐久性上提供了改进。
19.首先参考图1和图2，示出了转向柱组件10，并且该转向柱组件10大体上由数字10指代。转向柱组件10包括止回弹簧装置12，该止回弹簧装置12用于建立转向柱组件10的最小扭矩要求和最大扭矩要求中的至少一个。转向柱组件10包括壳体结构14，该壳体结构14可以是柱护套组件的一部分。例如，壳体结构14可以是具有一个或更多个护套的护套组件的一部分的护套，该一个或更多个护套径向地围绕转向轴16。不管特定的壳体结构14如何，壳体结构14都限定沿轴线a延伸的腔体，并且转向轴16位于该腔体内。转向轴16构造为在转向操纵期间旋转，并且同时壳体结构14相对于转向轴16旋转静止。轴承组件18有助于转向轴16与壳体结构14之间的相对旋转运动。
20.轴承组件18可以包括外圈20和内圈22，其中内圈22在外圈20的径向内侧。多个轴承元件(未示出)可以位于外圈20与内圈22之间并有助于它们之间的相对旋转。在一些实施例中，轴承元件可以具有球形形状。在一些实施例中，外圈20可操作且静态地连接到壳体结构14，而内圈22可操作且静态地连接到转向轴16。在一些实施例中，转向轴16可以包括上部和下部，并且轴承组件18和止回弹簧装置12可以位于下部。在转向轴16具有上部和下部的实施例中，这些部分可以通经由花键连接(未示出)连结。
21.在一些实施例中，转向轴16的径向外表面的至少一部分限定一系列的花键26，这些花键26绕着轴线a周向排列并沿轴线a轴向延伸。在一些实施例中，转向轴16限定花键26的部分还包括保持区域28，该保持区域28绕着转向轴16呈环形。保持区域28在第一边缘30与第二边缘32之间轴向延伸。轴承组件18和止回弹簧装置12位于在第一边缘30与第二边缘32之间的保持区域28处。具体地，轴承套34键合到轴花键26并且与内圈22具有过盈配合。转向轴16以花键的方式联接在轴承套34下方。成对的保持槽29形成在轴花键26中以容纳成对的保持环48、50，该成对的保持环48、50辅助轴向保持轴承组件18的位置。
22.继续参考图1和图2，轴承套34位于保持区域28中内圈22与转向轴16之间。轴承套34包括与第一边缘30相邻的散口部(frayed portion)36和与第二边缘32相邻的凸缘部38。散口部36延伸到锥形边缘40并且包括一系列轴向延伸的槽42。轴向延伸的槽42允许散口部36的周向的膨胀和收缩。凸缘部38径向向外延伸并限定面向轴承组件18的轴承表面44和面向止回弹簧装置12的摩擦表面46。成对的保持环将轴承组件18和轴承套34轴向保持在保持槽29内。该成对的保持环包括第一保持环48和第二保持环50，第一保持环48位于与第一边缘30相邻的保持槽29中，第二保持环50位于与第二边缘32相邻的保持槽29中。在一些实施例中，第一保持环48和第二保持环50两者均包括定位在花键26的外径(花键外径odsplines)的径向内侧的内径。在一些实施例中，第一保持环48和第二保持环50两者均包括定位在转向轴16的外径(轴外径odshaft)的径向外侧的内径。
23.壳体结构14包括外圈20压配合到的内表面52。在一些实施例中，壳体结构限定环形突起54，用于在组装期间定位外圈20。更具体地，环形突起54为环形的形状并且径向向内突出，用于限定第一表面56，该第一表面56接触外圈20的外径，用于径向保持外圈20。环形突起54进一步包括台阶58，台阶58从第一表面56进一步径向向内延伸，用于接触外圈20面向第一边缘30的一侧以在组装期间轴向保持外圈20，而外圈20压配合到壳体14。第一表面56可以包括与台阶58相对的锥形部60，以有助于轴承组件18的插入。
24.图2大体上示出了转向柱组件10的立体图，其中壳体结构14被剖开，并且示出了止回弹簧装置12的各种特征。止回弹簧装置12包括主体62，该主体62具有在内径与外径之间延伸的大体为环形的形状。主体62包括从内径延伸的平坦部64和从外径延伸到平坦部64的成角度部66。止回弹簧装置12包括第一表面68(图3)和与第一表面68相对的第二表面70(图4)。第一表面68背对轴承组件18，而第二表面70面向轴承组件18。一系列保持指72从外径径向向外并远离第二表面70和轴承组件18从成角度部66延伸到外保持指直径，该外保持指直径可以等于或略大于由外护套14的内表面52限定的直径。
25.一系列弹簧元件74从内径远离第一表面68并朝向轴承组件18径向向内延伸。保持指72和弹簧元件74相对于主体62周向排列。弹簧元件74包括从内径径向向内延伸的凸片部76。在一些实施例中，凸片部76与平坦部64是共面的。成对的弹簧指78从凸片部76的相对侧周向延伸。每个弹簧指78包括成角度的弹簧部80和板簧部82，成角度的弹簧部80朝向轴承组件18延伸，板簧部82与摩擦表面46接触。在一些实施例中，止回弹簧装置18由弹簧钢制成，而轴承套34由塑料制成。在一些实施例中，润滑(lubrication)83位于摩擦表面46上。在一些实施例中，弹簧元件74中的至少一个与至少一个保持指72周向对齐。在一些实施例中，弹簧元件74中的每一个与至少一个保持指72周向对齐。在一些实施例中，弹簧元件74比保持指72少。在一些实施例中，凸片部76和板簧部82中的每一个均与至少一个保持指72周向对齐。
26.图3是与转向柱组件10的其他组件隔离的止回弹簧装置12的第一轴向表面68的立体图。图4是与转向柱组件10的其他组件隔离的止回弹簧装置12的第二轴向表面70的立体图。
27.以上讨论意在说明本公开的原理和各种实施例。一旦完全理解了上述公开，对于本领域技术人员而言，许多变化和修改都将变得显而易见。以下权利要求旨在被解释为涵盖全部这样的变化和修改。
28.本文使用的词语“示例”或“示例性”意指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例”的任何方面或设计不一定被理解为比其他方面或设计优选的或有利的。相反，“示例”的使用旨在以具体方式呈现概念。如本技术中所使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文可以清楚地看出，“x包括a或b”均旨在表示任何自然的包含性排列之意。也就是说，如果x包含a；x包括b；或x包括a和b，则在任何前述情况下均满足“x包括a或b”。另外，在本技术和所附权利要求书中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为意指“一个或更多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。此外，通篇使用的术语“实现方式”或“一个实现方式”并不旨在表示相同的实施例或实现方式之意，除非是有这样的描述。
29.现已描述了上述实施例、实现方式和方面，以便能容易地理解本公开且不对本公开造成限制。相反，本公开旨在涵盖所附权利要求范围内包括的各种修改和等同布置，该范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖法律允许的所有此类修改和等同结构。

技术特征：
1.一种用于交通工具转向系统的轴承保持组件，包括：壳体结构；转向轴，所述转向轴布置在所述壳体结构的孔内；轴承套，所述轴承套围绕所述转向轴的外表面的一部分；轴承组件，所述轴承组件包括内圈和外圈，其中多个滚珠布置在所述内圈与所述外圈之间，其中，所述内圈位于所述轴承套与所述外圈之间；以及止回弹簧装置，所述止回弹簧装置包括：主体，所述主体形成为在外径与内径之间延伸的环形的形状；以及至少一个弹簧元件，所述至少一个弹簧元件与所述主体一体形成以及从所述主体轴向延伸并且与所述轴承套的摩擦表面接触。2.根据权利要求1所述的轴承保持组件，其中，至少一个保持指包括相互周向间隔的多个指状物。3.根据权利要求2所述的轴承保持组件，其中，所述多个指状物远离所述轴承套成角度。4.根据权利要求1所述的轴承保持组件，其中，所述主体包括第一轴向侧和第二轴向侧，其中，所述第一轴向侧背对所述轴承套，其中，所述第二轴向侧面朝向所述轴承套，其中，所述第二轴向侧包括从所述内径朝向所述外径延伸的平坦部。5.根据权利要求4所述的轴承保持组件，其中，所述至少一个弹簧元件从所述止回弹簧装置的所述主体的所述内径径向向内延伸。6.根据权利要求5所述的轴承保持组件，其中，所述至少一个弹簧元件包括从所述内径径向向内延伸的凸片部。7.根据权利要求6所述的轴承保持组件，其中，所述凸片部与所述主体的所述平坦部是共面的。8.根据权利要求6所述的轴承保持组件，其中，所述至少一个弹簧元件包括成对的弹簧指，所述弹簧指中的每一个从所述凸片部的相对侧周向延伸。9.根据权利要求8所述的轴承保持组件，其中，所述弹簧指中的每一个包括朝向所述轴承套轴向延伸的成角度的弹簧部，所述弹簧指中的每一个包括与所述轴承套的所述摩擦表面接触的板簧部。10.根据权利要求6所述的轴承保持组件，其中，所述至少一个弹簧元件包括相互周向间隔的多个弹簧元件。11.根据权利要求10所述的轴承保持组件，其中，所述多个弹簧元件中的每一个的所述凸片部与各自的保持指周向对齐。12.根据权利要求10所述的轴承保持组件，其中，所述弹簧元件比保持指少。13.根据权利要求1所述的轴承保持组件，其中，所述转向轴具有花键外表面，所述转向轴具有保持区域，所述轴承组件布置在所述保持区域内。14.根据权利要求1所述的轴承保持组件，其中，所述止回弹簧装置由弹簧钢制成，以及所述轴承套由塑料制成。15.根据权利要求1所述的轴承保持组件，其中，在所述轴承套的所述摩擦表面上存在润滑。
16.一种止回弹簧装置，包括：主体，所述主体具有在外径与内径之间延伸的环形的形状，所述主体包括第一轴向侧和第二轴向侧，所述第二轴向侧包括从所述内径朝向所述外径延伸的平坦部；以及多个弹簧元件，所述多个弹簧元件与所述主体一体形成，所述多个弹簧元件中的每一个包括从所述内径径向向内延伸的凸片部。17.根据权利要求16所述的止回弹簧装置，其中，所述多个弹簧元件中的每一个的所述凸片部与所述主体的所述平坦部是共面的。18.根据权利要求16所述的止回弹簧装置，其中，所述多个弹簧元件中的每一个包括成对的弹簧指，所述弹簧指中的每一个从所述凸片部的相对侧周向延伸。19.根据权利要求18所述的止回弹簧装置，其中，所述弹簧指中的每一个包括成角度的弹簧部和板簧部。20.根据权利要求16所述的止回弹簧装置，其中，所述多个弹簧元件中的每一个的所述凸片部与各自的保持指周向对齐。

技术总结
一种止回弹簧装置，该止回弹簧装置包括具有在外径与内径之间延伸的环形的形状的主体，该主体包括第一轴向侧和第二轴向侧，该第二轴向侧包括从内径朝向外径延伸的平坦部。该止回弹簧装置还包括与主体一体形成的多个弹簧元件，该多个弹簧元件中的每一个包括从内径径向向内延伸的凸片部。向内延伸的凸片部。向内延伸的凸片部。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：操纵技术IP控股公司
技术研发日：2022.08.03
技术公布日：2023/10/7