CN101032977A - 用于在齿条－齿轮式转向系统中自动补偿支撑轭架间隙的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在齿条－齿轮式转向系统中自动补偿支撑轭架间隙的装置。当支撑轭架产生间隙时，即通过利用扭力弹簧和凸轮机构，在齿条－齿轮式转向系统中，用于自动补偿支撑轭架间隙，在没有单独调节情况下自动补偿。与用于降低由于轭架塞和支撑轭架之间增加空隙而导致的卡嗒卡嗒噪音的传统装置不同，公开的装置维持恒定空隙。此外，第一凸轮、第二凸轮和扭力弹簧自动补偿支撑轭架的间隙。

Description

用于在齿条-齿轮式转向系统中自动补偿支撑轭架间隙的装置
发明领域
本发明涉及一种用于在齿条-齿轮式转向系统中自动补偿支撑轭架间隙的装置。更具体地说，本发明涉及一种这样的装置，通过利用扭力弹簧和凸轮机构，用于自动补偿在齿条-齿轮式转向系统中支撑轭架的间隙，从而当支撑轭架产生间隙时，在没有单独调节情况下自动补偿。
发明背景
在本领域通常已知的是，转向系统能够使驾驶员通过改变前轮的转动中心而在期望方向操纵他/她的汽车。
图1示出了传统汽车转向系统的主要结构。
参见图1，该传统的转向系统包括：设置在乘客舱内的方向盘100；连接到该方向盘100的转向轴105；用于把该转向轴105固定到底盘上的转向柱103；包括齿条110以及小齿轮120以便把从该转向轴105输入的旋转力转换为直线运动的齿轮箱；在两端上具有内部球接头135的齿杆140；分别与内部135的球整体地形成的连接棒150；以及设置在连接棒150相应端上的外部球接头155。
在齿条-齿轮式转向系统的情况中，内部球接头135设置在齿杆140的左右端，而该齿杆140设有齿条110。该内部球接头135连接到连接棒150上，而该连接棒150连接到用于连接到轮胎158肘节159的外部球接头155上。
图2为传统齿条-齿轮式齿轮箱的侧部剖视图。
该传统的齿条-齿轮式齿轮箱130包括：小齿轮轴276；齿杆140；支撑轭架260；弹簧263；轭架塞265；以及齿条罩270。如上所述，齿轮箱130把从该转向轴105输入的旋转力转换为直线运动。
小齿轮轴276接收来自输入轴275的旋转力并把力传递到齿杆140，其中该输入轴275连接到转向轴105。该小齿轮轴276经由扭杆273连接到输入轴275。该小齿轮轴276具有形成在其端部以便与齿轮110啮合的小齿轮120。
与小齿轮轴276啮合的齿杆140把旋转力转换成为直线运动。该齿杆140穿过汽车前轮延伸。该齿杆140在两端具有球接头135以及形成在两个球接头135之间以便与小齿轮轴276啮合的齿轮110。
该支撑轭架260减小在齿杆140和小齿轮轴276之间的间隙，用于正确的动力传输。该支撑轭架260与齿杆140后表面相对设置，齿轮110形成在该齿杆140后表面上。该支撑轭架260被插入齿条罩270中，而该齿条罩270具有形成在其中的圆筒170，以便向前/向后移动。
该支撑轭架260具有圆柱形状，以便在齿条罩270的圆筒内向前/向后滑动。该支撑轭架260具有形成在它的前部上的半圆形凹进部，其中该前部邻接齿杆140，从而该支撑轭架260可压在齿条110后表面上。
为了确保齿条110和小齿轮轴276彼此压紧，用于有效的动力传输，弹簧263设置在支撑轭架110后面，并把恒定压力施加在该支撑轭架260上，以便在齿杆140和小齿轮轴276之间的间隙被补偿。
同样地，该支撑轭架260经受与齿杆140后表面的滑动摩擦。为了阻止摩擦损耗齿杆140或者产生噪音，该支撑轭架260传统地由塑料制成，这比齿杆140更柔软。
弹簧263施加压力，以便该支撑轭架260和齿杆140彼此压紧。盘簧通常用作弹簧263，而轭架塞265设置在弹簧263后表面上以支撑它。
该轭架塞265支撑该弹簧263，以便压力施加到该支撑轭架260上。该轭架塞265通常具有形成在其中的外螺纹，以便它可联接到齿条罩270上，而该齿条罩270具有形成在其中的内螺纹。该轭架塞260具有形成在它的后表面上的凹进部，以便扳手可插入在其中。当联接轭架塞265时，或者当在齿杆140和小齿轮轴276之间形成间隙时，该轭架塞265可通过扳手紧固，从而可调节弹簧263的张紧力。
根据这种传统的结构，通过用弹簧263把压力简单地施加到支撑轭架260，该结构可补偿在齿杆140和小齿轮轴276之间的间隙，在轭架塞265和支撑轭架260之间维持大约0.05mm的空隙。然而，在长期使用后，该支撑轭架260接近齿杆140，而在轭架塞265和支撑轭架260之间的空隙增加。如果空隙超过0.15mm，则产生的振动导致噪音。
为了避免这种由于振动导致的噪音，该轭架塞265必须手动地再调整，而且在修理期间，整个转向系统常常不得不更换。因此，要求提供一种用于在没有单独调节情况下自动补偿间隙的装置。
发明内容
因此，本发明旨在解决出现在现有技术中的上述问题，而本发明的目的是提供一种这样的装置，即通过利用扭力弹簧和凸轮机构，用于自动补偿在齿条-齿轮式转向系统中支撑轭架的间隙，从而当支撑轭架产生间隙时，在没有单独调节情况下自动补偿。
为了达到此目的，本发明提供了一种用于自动补偿在齿条-齿轮式转向系统中支撑轭架间隙的装置，该装置包括：具有固定凹进部的支撑轭架；用于朝向齿条而把压力施加到该支撑轭架的轭架弹簧；设置在该支撑轭架后表面上以便支撑该轭架弹簧的第一凸轮，在圆周方向，该第一凸轮具有形成在与该轭架弹簧相对的表面上的第一倾斜表面；固定元件，安装在该固定凹进部上，以便在该支撑轭架和该第一凸轮之间维持恒定空隙，同时该轭架弹簧插入在该支撑轭架和该第一凸轮之间；用于支撑该第一凸轮的第二凸轮，该第二凸轮具有与该第一倾斜表面匹配的第二倾斜表面，该第二凸轮具有形成在第二倾斜表面后表面中心部上的第一凹进部；用于支撑该第二凸轮的轭架塞，该轭架塞具有形成在支撑第二凸轮的表面中心部上的第二凹进部；以及扭力弹簧，该扭力弹簧设置在由第一和第二凹进部限定的空间内，其中当该支撑轭架产生间隙时，该扭力弹簧适合于伸长，以便导致第二凸轮的旋转和该第一和第二凸轮之间的相对运动来补偿该间隙。
附图说明
本发明以上及其他目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中显而易见，其中在附图中：
图1示出了传统汽车转向系统的主要结构；
图2为传统齿条-齿轮式齿轮箱的侧部剖视图；
图3a为根据本发明优选实施例的用于自动补偿支撑轭架间隙的装置的剖视图；以及
图3b局部地放大图3a所示的部分A。
具体实施方式
在下文中，本发明的优选实施例将参考附图进行描述。在下面描述和附图中，相同参考数字用来表示相同或者类似部件，因此对该相同或者类似部件的重复描述将省略。
图3a为根据本发明优选实施例的用于自动补偿支撑轭架间隙的装置的剖视图，而图3b局部地放大图3a所示的部分A。
根据本发明优选实施例的用于自动补偿支撑轭架间隙的装置300包括：支撑轭架310；轭架弹簧320；第一凸轮330；固定元件340；第二凸轮350；轭架塞360；以及扭力弹簧370。
该轭架塞360除了形成在其中的固定凹进部315以便安装该固定元件340外，具有与传统轭架塞相同的材料和形状。该轭架弹簧320插入到邻接齿杆140的表面背后，而该第一凸轮330与该轭架弹簧320重合。然后，该固定元件340通过第一凸轮330安装到该固定凹进部315上。
根据这种传统的结构，通过用弹簧263把压力简单地施加到支撑轭架260，该结构可补偿在齿杆140和小齿轮轴276之间的间隙，在轭架塞265和支该固定元件340以这种方式安装，以致于在第一凸轮330和支撑轭架310之间形成空隙，就象根据现有技术在轭架塞和支撑轭架之间形成空隙一样。
该第一凸轮330具有帽子形状，而该凸轮在它的中心形成通孔。在圆周方向，该第一凸轮330具有形成在它的朝向支撑轭架310表面的后面的第一倾斜表面335。
该第二凸轮350具有用于与该第一凸轮330的第一倾斜表面335匹配的第二倾斜表面355。该第一和第二倾斜表面335、355彼此邻接，以便当第二凸轮350旋转时，它们在向左/向右方向彼此相对移动。该第二凸轮350具有形成在它的后表面中心的第一凹进部357。
该轭架塞360具有形成在它的前部中心的第二凹进部365，当该装置300被完全组装时，扭力弹簧370设置在由第一和第二凹进部357和365限定的空间内。
该扭力弹簧370的两端分别固定到第二凸轮350和轭架塞360上，以便当例如由于支撑轭架310磨损而产生间隙时，该扭力弹簧370伸长，并使第二凸轮350旋转。
该第二凸轮350的旋转引起在第一和第二倾斜表面335、355之间的相对运动。结果，第一凸轮330、固定元件340、轭架弹簧320和支撑轭架310整体上朝齿杆140移动，并自动补偿间隙。
如上所述，根据本发明的装置优点在于，与用于降低由于轭架塞和支撑轭架之间增加空隙而导致的卡嗒卡嗒噪音的传统装置不同，本发明的装置维持恒定空隙。此外，第一凸轮、第二凸轮和扭力弹簧自动补偿支撑轭架的间隙。
尽管为了说明性目的描述了本发明的优选实施例，然而本领域技术人员将理解的是，在没有脱离在附加权利要求书公开的发明范围和精神情况下，各种改型、添加和置换都是可能的。

Claims (1)

1.一种用于在齿条-齿轮式转向系统中自动补偿支撑轭架间隙的装置，该装置包括：
具有固定凹进部的支撑轭架；
用于朝向齿条而把压力施加到该支撑轭架的轭架弹簧；
设置在该支撑轭架后表面上以便支撑该轭架弹簧的第一凸轮，在圆周方向，该第一凸轮具有形成在与该轭架弹簧相反的表面上的第一倾斜表面；
固定元件，安装于该固定凹进部，以便在该支撑轭架和该第一凸轮之间维持恒定空隙，同时该轭架弹簧插在该支撑轭架和该第一凸轮之间；
用于支撑该第一凸轮的第二凸轮，该第二凸轮具有与该第一倾斜表面匹配的第二倾斜表面，该第二凸轮具有形成在第二倾斜表面后表面中心部上的第一凹进部；
用于支撑该第二凸轮的轭架塞，该轭架塞具有形成在支撑第二凸轮的表面中心部上的第二凹进部；以及
设置在由该第一和第二凹进部限定的空间内的扭力弹簧，其中，
当该支撑轭架产生间隙时，该扭力弹簧适合于伸长，以便导致第二凸轮的旋转以及该第一和第二凸轮之间的相对运动来补偿该间隙。
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