[发明专利]用在转向柱中的角接触轴承组件

说明书

技术领域

本发明涉及转向柱中的角接触轴承组件。

背景技术

汽车中的转向柱通常配备有角接触滚珠轴承组件，该组件包括具有形成第一滚道的凹槽的导电内环、具有形成第二滚道的凹槽的导电外环以及一组与第一滚道和第二滚道均接触的导电滚珠。为了简化内环在转向柱中的轴上的安装，内环经由套管或容差环安装在轴上，所述内环通常由非导电塑料模制，以便容许些许弹性并且减少成本。

安装在轴上的方向盘通常包括电开关、设备或气囊，它们可能会受到积聚在方向盘上的静电荷的影响。

因此重要的是通过保证转向柱的轴和汽车底盘之间的经由角滚珠轴承的导电接触来确保方向盘的电接地。当然，这种导电接触也可用于传送电信号。

文件US4,530,609指导通过使用石墨填充的聚合材料使套管导电，但这种方法相当昂贵。

为提供这种电接触，文件FR2782758A1指导使用导电部分建立内环和轴之间的导电接触。该导电部分是布置在套管的轴向端面和波形弹簧或球粒状垫圈之间的大致环形的构件，所述球粒状垫圈产生角轴承的轴向预载。波形弹簧是预加载的，带有配合在轴上的固定环。环形构件设有环形主体以及围绕套管的外形被弯曲的舌部或闩扣，从而与支撑内环的表面重叠，使内环与闩扣相接触。由此经由滚珠、内环、闩扣、环形构件的主体、波形弹簧和固定环从外环建立外环和轴之间的导电接触。

在文件US6,675,360B1中提出相似的解决方法，其中导电元件具有环形主体和多个接合在套管狭槽中的闩扣样的轴向突出部。

在US2010/0308569A中提出解决方法，其中闩扣直接形成在波形弹簧上。在DE10220688B4中提出解决方法，其中闩扣与内环整体形成。

在该导电路径中有大量的接触点，这些接触点容易受到接触中断或降级的影响并且失效的总概率累积个体概率。另外，导电部分的闩扣部分在装配时可能从导电部分的环形主体折断，从而使得导电路径无法建立。松弛的闩扣可能导致装配过程中的其它问题。

发明内容

本发明对于解决这些问题做出了尝试并且提出根据权利要求1所述的角接触轴承组件。

根据本发明所述的用在转向柱中的角接触轴承组件特别地包括至少一个包括导电部件的滚动轴承，将至少一个导电滚动轴承安装在轴上的套管，以及在其中一个导电部件和轴之间建立导电接触的至少一个导电部分。所提出的是，导电部分具有小于360°的圆周向延伸并且没有完整环形(或拓扑等价于完整环形)的形状。“圆周向延伸”的表述指的是转向柱的轴的旋转轴线的圆周。

导电部分的拓扑结构增加了它的弹性并且减少了在装配过程中或角接触轴承组件使用时导电部分的主要元件折断的风险。因此，失效概率可显著减少。

优选地，至少一个滚动轴承的导电部件包括具有形成第一滚道的凹槽的导电内环、具有形成第二滚道的凹槽的导电外环和一组与第一滚道和第二滚道均接触的导电滚珠。

另外所提出的是，导电部分具有小于90°的圆周向延伸，更加优选的是小于30°以及特别是小于5°。圆周向延伸越小，在装配时变形的概率和典型幅度越小，因而失效概率越小。

本说明所提到的导电部分的圆周向延伸的这一事实并不意味着该部分在圆周方向上具有曲率或者是弧形的。确切地说，导电部分的接触部优选地从平的、带状的金属部分弯曲出来并且关于轴的旋转对称轴线切向布置。换言之，导电部分在径向切面具有线性/平面形。可替代的是，导电部分在径向切面上是圆形/圆弧形的。

应当注意的是，导电部分的圆周向延伸的要求意味着在圆周方向上该部分的任何曲率。更确切地说，导电部分的接触部可以是平的并且关于它邻靠在上面的表面切向地布置。

在本发明的优选实施方式中，导电部分形成为卡在套管边缘上的夹子。这样易于装配并且减少导电部分所需的材料量从而可以减少角接触轴承组件的整体成本。

如果套管设置有具有圆周向延伸(对应于导电部分的圆周向延伸)的槽，那么夹子在圆周方向上可被固定，从而避免夹子的无意的移动或松弛，并且还可减少失效概率。

当角接触轴承组件除了套管的圆周向外表面或内表面中的槽之外还包括套管边缘中的轴向槽或者以套管边沿中的轴向槽代替上述槽时，可以达到相似的优势。

另外所提出的是，槽从套管的径向内表面延伸至套管的径向外表面，其中径向内表面配置成配合在轴上，径向外表面配置成支撑导电内环。在这种构造中，导电部分几乎可完全布置在槽中从而在装配时提供防止松弛的良好保护，其中只有设计用于建立与内环和/或轴的接触的接触点应该从槽突出。