CN101044341A - 用于压紧齿条的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将一个齿条压紧到一个小齿轮上的装置，具有一个压座和一个调整装置，其中设定，压座和调整装置分别具有相互对准的支承面，它们在一个初始位置相互贴靠，至少其中一个支承面构成为弹性的。压座具有一个压座体和一个向调整装置方向伸出的轴颈，其自由端构成为支承面。调整装置构成为至少两件的，包括一个调整螺钉和一个弹簧垫圈。弹簧垫圈设置在调整螺钉与压座之间并且构成用于轴颈的自由端的支承面。

Description

用于压紧齿条的装置
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于将一个齿条压紧到一个小齿轮上的装置，具有一个压座和一个调整装置。
背景技术
由DE 198 11 917 A1已知一种此类的装置。
用于汽车的齿条式转向器通常具有一个转向器壳体，在其中可纵向移动地支承一个齿条。一个在转向器壳体中可旋转支承的小齿轮与齿条的齿部啮合并且在与小齿轮旋转固定连接的转向柱转动时引起齿条的侧向偏移，它又经由转向横拉杆和转向节导致汽车的转向车轮的偏转。通过一个相对小齿轮贴靠在齿条上的压座在弹簧偏压下将齿条压向小齿轮，使小齿轮与齿条的啮合保持无间隙的。其中由一般的现有技术已知，经由一个调整螺钉调整压座间隙，该调整螺钉同时也影响弹簧偏压。
压座必须这样构成或这样压向齿条，以致可以相互啮合的齿无间隙地保持齿条和小齿轮的接合。此时必须考虑关于小齿轮的偏心度、其轴向间隙和齿的磨损方面的误差。此外当转向的车轮例如撞到一个阻碍物时，机构必须能够忍受来自转向的车轮的冲击，而无损坏。
由此类公开文献DE 198 11 917 A1已知一个压座和一个调整装置，用于将一个齿条压向一个小齿轮，其中在压座与调整装置之间设有一个弹簧。在此，弹簧支承在调整装置上并将压座压向齿条，齿条因此被压向小齿轮。通过调整装置的调整，可以改变弹簧将压座压到齿条上的弹簧力。
在此类公开文献中的缺点是，如也在一般的现有技术中那样，由于高的啮合力在电机式转向系中产生爆震噪声。此外弹簧力在使用期间发生变化。由于磨损也发生压座间隙的改变，这需要重新调整压座间隙。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种用于将一个齿条压紧到一个小齿轮上的装置，具有一个压座和一个调整装置，该装置消除了现有技术的缺点，特别是避免了爆震噪声以及可以便宜地制造和组装。
按照本发明，通过权利要求1表明的特征达到该目的。
通过压座的支承面和调整装置的支承面在一个初始位置相互贴靠，不产生因压座的支承面与调整装置的支承面的接触的噪声。所谓初始位置应该理解为，没有因小齿轮与齿条的啮合而产生动力或力，这些动力或力合适于将齿条向压座的方向移动。
通过至少其中一个支承面的弹性的结构形式，即使以高的转向速度转向时也保证一种无间隙的齿部啮合。该无间隙的齿部啮合降低了转向时的噪声扩展。支承面的弹性的结构形式还可以通过使用一个压簧加以补充，该压簧可以夹紧在压座与调整装置之间。
按照本发明，压座具有一个压座体和一个向调整装置方向伸出的轴颈，其自由端构成为支承面。在此调整装置具有一种两件的结构，包括一个调整螺钉和一个弹簧垫圈。弹簧垫圈在初始位置设置在调整螺钉与压座之间并且构成用于轴颈的自由端的支承面。
通过调整装置的两件的结构实现对于这样的装置基本的耐久性。此外可以放弃调整螺钉的作为防腐蚀的昂贵的表面涂层。通过一种由一个调整螺钉和一个弹簧垫圈构成的两件的结构，调整装置可以便宜而精确地制造。
按照本发明可以设定，弹簧垫圈在初始位置通过轴颈弹性偏移。因此在装置的使用期间抵制产生的磨损或沉降过程(Setzprozess)。通过弹簧垫圈的偏压达到：如果例如小齿轮由于磨损用坏时，则轴颈的自由端仍还可以贴靠到弹簧垫圈上。因此即使在磨损以后也避免干扰的噪声。
在本发明的另一种结构形式中，轴颈也可以构成弹性的。
本发明的装置的另一优点是，可以以简单的方式重新调整压座间隙。这可以简单地通过调整螺钉的继续拧入或拧回来实现，可以在调整螺钉中设置一个开口，由此例如通过位移测量可以测量或控制弹簧垫圈的挠度。
因此可以精确调整压座间隙或压座。
按照本发明可以设定，轴颈伸出压座体的一个面向调整装置的接触面之外0.6mm。在这种情况下设定，弹簧垫圈通过轴颈压过或弹性偏移0.5mm。压座体的接触面与弹簧垫圈或调整螺钉(根据哪一元件向压座的方向伸出更远或与接触面对置)之间的间距因此优选为0.1mm。该间距形成压座间隙。
本发明的装置在效果不变的情况下具有高的使用期限，其中必要时可以重新调整压座间隙。与由DE 198 11 917 A1已知的装置不同，本发明的装置不易受温度变化的影响。有利的是，压座体构成为铝压铸件并且铸上轴颈。此外有利的是，在操作中遭受持续交变载荷的弹簧垫圈由一种具有高强度的高级弹簧钢构成。此时弹簧垫圈可以例如构成为平面的冲裁件并且可以很精确地进行制造。由此达到一种对公差不敏感的弹簧特性曲线。这相对于非平面的盘形弹簧是一个重要的优点。调整螺钉可以有利地构成为耐腐蚀的压铸件，优选由锌压铸进行制造。在这方面规定使用一个压簧，它可以优选构成为金属的螺旋弹簧。
按照本发明可以设定，调整螺钉在其面向压座的端面上具有一个安装面，用以安装或定位弹簧垫圈。此时可以设定，调整螺钉具具有一定心凸缘，用以径向定位弹簧垫圈。定心凸缘和安装面可以匹配于弹簧垫圈的厚度和形状。因此弹簧垫圈可以以特别简单的方式设置在调整螺钉与压座之间。
如在试验中已证明的那样，通过安装面可以以简单的方式对弹簧特性曲线产生影响。可以以任何的形式构成安装面，以影响弹簧特性曲线。例如可以设定，安装面平行于和/或倾斜于弹簧垫圈延伸。安装面也可以具有一个倒圆或设有半径。
为了产生一个渐进的弹簧特性曲线，还可以设定，轴颈的支承面构成球状的。
附图说明
由其他的从属权利要求得出本发明的有利的结构形式和进一步构成。以下借助附图按原理描述本发明的一个实施例。
其中：
图1本发明装置在一种结构形式中在一个初始位置的剖面图，其中压座的轴颈使弹簧垫圈弹性偏移；
图2包括一个调整螺钉和一个弹簧垫圈的调整装置的透视剖视图；
图3按图2的本发明调整装置的剖面图；
图4本发明调整装置按图3的箭头方向IV的俯视图；
图5a调整螺钉的安装面的一种可能的构成的详图；
图5b安装面的不同于图5a的构成的详图；
图6包括一个压座体和一个铸上的轴颈的压座的透视剖视图；
图7包括一个压座体和一个独立构成的并与压座体连接的轴颈的压座的剖视图；以及
图8一条弹簧特性曲线(偏压力/弹簧位移)。
具体实施方式
包括用以将一个齿条接合到一个小齿轮上的压座的特别用于汽车的齿条式转向传动机构已是十分熟悉的，为此只例如参阅DE 29 28732 C2和DE 198 11 917 A1。以下只对本发明的重要特性进行详细讨论。
由一般的现有技术和由上述的专利公开文献已充分已知一种这样的用于一个齿条和其驱动小齿轮的接合机构。
如由图1显而易见的那样，本发明的用于将一个齿条1压紧到一个小齿轮2上的装置具有一个压座3和一个调整装置4。在压座3与调整装置4之间设置一个构成为压簧5的弹簧元件。
如特别由图1和图7显而易见的那样，压座3具有一个压座体6、一个轴颈7、一个镶嵌薄膜8和一个O型圈9。按图1和图6，轴颈7与压座体6构成一件的。在该实施例中，压座体6由一个包括铸上的轴颈7的铝压铸件构成。图7示出一种构成，其中独立于压座体6地构成轴颈7。这在高的表面压力和大的轴颈磨损时可以是有利的。按图7，轴颈7由钢(例如作为钢销)构成。
如由图1表明的那样，压簧5构成为螺旋弹簧，它基本上设置在一个由压座体6构成的空腔内。
为了降低磨损，在该实施例中设定，压座体6和轴颈7设有一表面涂层(例如铝阳极氧化处理)。
轴颈7同心于压座3或压座体6的轴线延伸。
如由图1显而易见的那样，压座3设置在一个转向器壳体11的一个容纳室10中。在转向器壳体11中的容纳室10通常构成为圆柱孔，其中压座体6的圆周或压座体6的外径基本上匹配于容纳孔10的内径。
压座体6的面向齿条1的端部在该实施例中设有一个低摩擦的镶嵌薄膜8，该镶嵌薄膜原则上由现有技术是已知的。镶嵌薄膜8(也可以称为滑动薄膜)用作为用于齿条1的支承点。镶嵌薄膜8一方面可以使压座体6传递所需要的压紧力，而另一方面通过镶嵌薄膜8确保：在齿条1偏移时不引起值得注意的摩擦力并且不引起磨损。
关于一种特别优选的镶嵌薄膜8的结构形式请参阅DE 103 09303。
如由图1还显而易见的那样，容纳孔10在其远离齿条1的开口上被调整装置4封闭。调整装置4具有一个调整螺钉12和一个弹簧垫圈13。在本实施例中，调整装置4基本上构成为两件的结构组件。调整螺钉12和弹簧垫圈13是彼此独立的构件。调整螺钉12构成为耐腐蚀的锌压铸件并且可以确定地拧入到容纳孔10中。
弹簧垫圈13设置在调整螺钉12与压座3之间。弹簧垫圈13构成用于轴颈7的自由端的、即用于支承面7a的支承面13a。弹簧垫圈13在该实施例中通过轴颈7的自由端弹性偏移0.5mm。其中轴颈向调整装置4的方向伸出压座体6之外0.6mm。在弹簧垫圈13或调整螺钉12与压座体6的一个面对的接触面6a之间的间距因此在初始位置为0.1mm。所谓的压座间隙(在接触面6a与弹簧垫圈13之间)因此为0.1mm。压座间隙形成压座3向调整装置4的方向的最大的移动性。
弹簧垫圈13在该实施例中构成为平面的冲裁件。可选择地，弹簧垫圈13也可以精确地例如通过平面磨削制成。弹簧垫圈13由一种具有高强度的高级弹簧钢构成。
如由图1至5b表明的那样，调整螺钉12在其面向压座3的端面上具有一个安装面14，用以定位弹簧垫圈13。安装面14构成一个用于弹簧垫圈13的环形安装面。弹簧垫圈13在其外圆周的区域内由安装面14支承，以致弹簧垫圈13在该区域内不可能后退。弹簧垫圈13的内部的区域或除了贴靠在安装面14上的外圆周之外的全部其余的面都是自由悬式设置的或并不贴靠在调整螺钉12上，以致该面可以挠曲或可以弹性偏移。由于使弹簧垫圈13弹性偏移的轴颈7同心于压座体6设置，因此实现了弹簧垫圈13的有利的弹性偏移。如由图1至5a显而可见的那样，一个定心凸缘15连接到安装面14上，该定心凸缘径向定位弹簧垫圈13。安装面14和定心凸缘15能够相对于调整螺钉12简单地固定弹簧垫圈13的位置。
如特别由图2和图4显而易见的那样，弹簧垫圈12可以借助一些局部的冲压花纹(Verstemmungen)16与调整螺钉12连接，特别用于输送保护。在该实施例中，设置有三个局部的冲压花纹16。
通过安装面14的延伸走向，可以影响图8中所示的弹簧特性曲线。图5a示出一种安装面14的延伸走向，其中设置了倒圆17。图5b示出一种安装面14倾斜于弹簧垫圈13的延伸走向。原则上弹簧垫圈13在安装面14的区域还可以具有一个倒圆或一个倾斜的延伸走向，但鉴于弹簧垫圈13的有利的制造，这并不是优选的。
如由图1至3表明的那样，调整螺钉12具有一个开口18，由此通过位移测量可以精确调整压座。开口18在该实施例中通过一个密封塞头形式的密封元件19封闭。
图1还示出一个O型圈20，它在调整螺钉12与转向器壳体11之间密封。
图8示出压座的偏压力与弹簧垫圈和压簧5的弹簧位移的弹簧特性曲线。其中，点A表示一种可能的重新调整，而点B表示通过压座间隙决定的终端挡板。
弹簧垫圈13按照调整可以例如具有0.5mm至1.2mm的厚度，优选0.8mm。弹簧比率(Federrate)在该实施例中为1000N/mm。
按照本发明的解决方案优选适用于汽车的齿条式转向器，但当然并不限于此。本发明的装置也可以用在其他的领域内的齿条式转向器中。
附图标记清单
1              齿条
2              小齿轮
3              压座
4              调整装置
5              压簧
6              压座体
6a             接触面
7              轴颈
7a             支承面
8              镶嵌薄膜
9              压座的O型圈
10             容纳室
11             转向器壳体
12             调整装置
13             弹簧垫圈
13a            支承面
14             安装面
15             定心凸缘
16             冲压花纹
17             倒圆
18             开口
19             密封元件
20             壳体的O型圈

Claims (20)

1.用于将一个齿条压紧到一个小齿轮上的装置，具有一个压座和一个调整装置，其特征在于，
1.1压座(3)和调整装置(4)分别具有相互对准的支承面(13a、7a)，这些支承面在一个初始位置相互贴靠，至少其中一个支承面(13a、7a)构成为弹性的；
1.2压座(3)具有一个压座体(6)和一个向调整装置(4)方向伸出的轴颈(7)，其自由端构成为支承面(7a)；
1.3调整装置(4)构成为至少两件的，包括一个调整螺钉(12)和一个弹簧垫圈(13)；
1.4弹簧垫圈(13)设置在调整螺钉(12)与压座(3)之间并且构成用于轴颈(7)的自由端的支承面(13a)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，轴颈(7)同心于压座(3)的轴线延伸。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，弹簧垫圈(13)在初始位置通过轴颈(7)弹性偏移。
4.按照权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，轴颈(7)伸出压座体(6)的一个面向调整装置(4)的接触面(6a)之外0.3mm至0.8mm，优选0.6mm。
5.按照权利要求3或4所述的装置，其特征在于，弹簧垫圈(13)弹性偏移0.5mm。
6.按照权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，压座体(6)的面向调整装置(4)的接触面(6a)和弹簧垫圈(13)或调整螺钉(12)在初始位置彼此具有一个间距。
7.按照权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于，压座体(6)和/或轴颈(7)具有一个表面涂层。
8.按照权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，轴颈(7)与压座体(6)构成一件的。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，压座体(6)构成为铝压铸件并且铸上轴颈(7)。
10.按照权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，轴颈(7)独立于压座体(6)构成并可与该压座体连接。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，轴颈(7)由钢构成。
12.按照权利要求1至11之一所述的装置，其特征在于，压座(3)具有一个低摩擦的镶嵌薄膜(8)。
13.按照权利要求1至12之一所述的装置，其特征在于，调整螺钉(12)由一个耐腐蚀的压铸件优选一个锌压铸件构成。
14.按照权利要求1至13之一所述的装置，其特征在于，弹簧垫圈(13)构成为平面的冲裁件。
15.按照权利要求1至14之一所述的装置，其特征在于，调整螺钉(12)在其面向压座(3)的端面上具有一个安装面(14)，用以安装和定位弹簧垫圈(13)。
16.按照权利要求15所述的装置，其特征在于，调整螺钉(12)具有一个定心凸缘(15)，用以径向定位弹簧垫圈(13)。
17.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，弹簧垫圈(13)借助一些局部的冲压花纹(16)与调整螺钉(12)连接。
18.按照权利要求15、16或17所述的装置，其特征在于，安装面(14)平行于和/或倾斜于弹簧垫圈(13)延伸。
19.按照权利要求15至18之一所述的装置，其特征在于，安装面(14)具有倒圆(17)。
20.按照权利要求1至19之一所述的装置，其特征在于，调整螺钉(12)具有一个开口(18)，用以测量弹簧垫圈(13)的挠度。
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