CN102770675B - 具有用于螺旋主动小齿轮的固定轴承和浮动轴承的转向机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转向机构(100)，其包括螺旋小齿轮(30)，该螺旋小齿轮可通过轴(90)与驱动装置连接并且与螺旋齿轮(40)啮合，转向机构(100)在轴(90)的驱动侧末端具有作为固定轴承(FL)构造的轴承座(50)，该轴承座为支撑轴(90)而具有第一滚动轴承(60)，转向机构(100)在螺旋小齿轮(30)的自由端具有作为浮动轴承(LL)构造的轴承装置(80)，该轴承装置为支撑螺旋小齿轮(30)而具有第二滚动轴承(80)。在固定轴承侧给在那里的轴承座(50)提供支座(51)，该支座(51)具有切口(52)和偏移(57)，所述切口和偏移允许支座(51)的环形段(51b)进行偏转运动(β)，环形段(51b)借助第一滚动轴承(60)安装，支座(51)具有设有切口(52)的圆盘形段(51a)，环形段(51b)可相对于圆盘形段(51a)偏转，环形段(51b)要么借助第一滚动轴承(60)的外环(61)安装并且圆盘形段(51a)在外壳段(20)上固定，或者环形段(51b)借助第一滚动轴承(60)的内环(62)安装并且圆盘形段(51a)在轴(90)上固定，由此螺旋小齿轮(30)通过过渡区(53)的扭转被向螺旋齿轮(40)中弹性加载。

Description

具有用于螺旋主动小齿轮的固定轴承和浮动轴承的转向机构
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的转向机构以及配备该转向机构的转向系统。本发明特别涉及一种构造成用于电动助力转向系统的螺旋齿轮传动机构或者蜗杆传动机构的转向机构。
背景技术
从DE 101 61 715 A1中已知同类的以螺旋齿轮传动机构的形式的、用于应用在电动助力转向中的转向机构。图1表示该已知的螺旋齿轮传动机构1，它作为具有外壳2的蜗杆传动机构构造，在外壳2内设置蜗杆3以及蜗轮4，蜗杆3借助耦合器8与电力驱动马达10的在轴承11内支撑的驱动轴9连接。在该已知的结构中，蜗杆轴在轴承座5内支撑，该轴承座具有以四点轴承形式的球轴承6并且作为摆动轴承构造，由此蜗杆3和蜗轮4之间的轮齿间隙在该传动机构的轴承寿命期间能够保持恒定。为此蜗杆3被径向施加预应力并且被永久地压紧到蜗轮4或者螺旋齿轮的轮齿上。这借助预应力装置实现，它具有预应力弹簧13以及压力装置12，用以引起蜗杆3和蜗轮4之间的无间隙啮合和补偿产生的操作力。例如可以给该压力装置提供液压装置14和由该液压装置操纵的压力元件15，该压力元件自身作用在那里的轴承16或者蜗杆3上。由此能够独立地补偿在使用寿命中产生的磨损，使得齿侧间隙尽可能不被放大并且避免振动噪声。但是在这种已知的结构中表明，在轴承座5上也能够出现噪声，这种噪声在这里只能通过使用昂贵的特殊轴承才能有条件地消除。
DE 602 10 154 T2说明了一种具有蜗轮传动机构的转向系统。那里说明的结构同样具有一个作为偏转轴承构造的固定轴承。浮动轴承同样具有受压件。因此这里也说明一种其包括螺旋小齿轮或者说蜗杆的通常的转向机构。
因此这些其包括螺旋小齿轮(蜗杆)的通常的转向机构在驱动侧末端具有一个作为固定轴承构造的轴承座，在该轴承座中提供一个第一滚动轴承(球轴承)。在螺旋小齿轮(蜗杆)的自由端提供一个作为浮动轴承构造的带有第二滚动轴承的轴承装置。无论在固定轴承侧还是在浮动轴承侧都应该尽可能有效地避免或者至少强烈地减小噪声的产生。
还知道具有滚动轴承或者球轴承的轴承座，其中球轴承的外环被接纳在一个滑动轴承内，或者球轴承的内环被接纳在所谓的吸音套筒内，由此轴同样可偏转地支撑。然而要实现这些解决方案花费很大，并且具有较大的间隙，这又导致产生噪声，特别是在负荷变化(转向改变)时产生噪声。此外这些轴承座不容易抵御温度波动，并且不具有长的寿命。
在公开的专利申请FR 2 891 036中说明了一种具有球循环式转向机构的转向系统，其中轴承座(参见那里的图3-6)借助支座改进，该支座用一种材料制造，使得构成两个环形段(24和25)，这两个环形段仅通过一个窄的桥形接片(26)互相连接，内环形段接纳用于轴承座的滚动轴承，外环形段安装在外壳内。由于窄的桥形接片内环形段能够相对于外环形段稍微偏转(参见图6)，由此在球循环式转向机构的轴承座内产生一定的弹性。那里未建立与螺旋齿轮传动机构的关联。
GB889280A公开一种轴承装置，并且特别是公开了下面的特征(见说明书第二页第62-116行和附图6-9)：轴承装置具有多个切口，其能够允许壳体1偏转，在壳体1中安装有滚动轴承，轴承装置具有设有切口的弹性圆盘2，壳体1相对于弹性圆盘2可偏转，该偏转运动引起在各切口之间构成的过渡区的扭转。这些特征具有这样的功能，即用于使支座进行偏转。
此外，在US2001040067A1中公开了下面的特征：作为浮动轴承构成的轴承装置的滚动轴承10在内环21中设置，该内环21借助于橡胶弹性元件20连接于设置于安装孔81中的外环22上。这些特征的作用在于减小蜗轮蜗杆的噪音。
但是在具有螺旋齿轮传动机构的现代的转向系统中必须日益关注改善噪声削减和有效的机械作用(齿啮合)。
发明内容
因此本发明的任务在于，显著改进开始时提到的类型的转向机构和它们的轴承座或者螺旋小齿轮座。由此以有利的方式克服常规解决方案的所述缺点。还应该建议一种用于制造这种轴承座的支座的方法。
该任务通过具有权利要求1的特征的转向机构解决。
相应地，建议一种包括(例如具有蜗杆的)螺旋小齿轮的转向机构，在该转向机构中轴承座具有在转向机构的外壳段内安装的具有切口的支座，所述切口允许支座的环形段进行偏转运动，该环形段借助第一滚动轴承安装，并且支座具有设有切口的圆盘形段，环形段相对于该圆盘形段可偏转，环形段要么借助第一滚动轴承的外环安装并且圆盘形段固定在外壳段上，要么环形段借助第一滚动轴承的内环安装并且圆盘形段固定在轴上，其中并且环形段构造为轮缘状并且支承第一滚动轴承的内环，并且该偏转运动引起在切口之间构成的过渡区的扭转，螺旋小齿轮通过过渡区的扭转向螺旋齿轮中弹性加载。
相应地在固定轴承侧建议一个轴承座，在该轴承座中滚动轴承不直接在外壳段内安装，而是为滚动轴承提供支座，该支座具有两个段，并且借助切口具有在这些段之间建立的弹性，该弹性对于轴承座起减小噪声的作用。支座的一个段构成为环形，并且借助滚动轴承的一个轴承环(外环或者内环)安装。另一个段构成为圆盘形，并且由于切口而能够相对于环形段偏转。当环形段接纳或者包围滚动轴承的外环时，该圆盘形段在外壳段内安装。或者当环形段支承内环时，该圆盘形段与轴连接。两种可选的方案都基于一个共同的原理，即在固定轴承侧构造用于滚动轴承的弹性支座，该弹性支座在滚动轴承与外壳之间或者在滚动轴承与轴之间安装。换句话说：在支座内提供的切口给予支座可规定的弹性，使得至少支座的保持滚动轴承(例如球轴承)的外环或者内环的段能够执行一种运动，优选能够执行一种轻微的偏转运动。
在此可以在支座上或者在支座内提供偏移，该偏移在转向机构的安装状态下引起螺旋小齿轮相对于螺旋齿轮的通过扭转被弹性施加的偏转运动。也可以至少在一个轴承内、特别在固定轴承上或者在固定轴承内提供偏移，该偏移在转向机构的安装状态下引起螺旋小齿轮相对于螺旋齿轮的通过扭转被弹性施加的偏转运动。可选地和/或对此附加地，螺旋小齿轮和/或螺旋齿轮如此互相配合尺寸，使得构成这样的偏移。至少通过固定轴承在螺旋小齿轮与蜗轮之间形成的轴线距离比通常的轴线距离小该偏移。因此比传动机构的为啮合而理论上所需要的轴线距离小的轴线距离也引起这样的偏移。通过该轴线偏移，在该传动机构安装后，结合弹簧圆盘(该弹簧圆盘的过渡区被扭转)，总会朝着螺旋齿轮的方向产生螺旋小齿轮的弹性力。
优选在固定轴承侧提供的支座通过多部分构成，环形段作为第一部分用第一种材料特别是用软薄金属板制造，圆盘形段作为第二部分用第二种材料特别是用弹簧钢板制造。由此支座也可以通过组装多个部分或者段制造，这些部分或者段分别可以用对于相应的部分或者段的功能优化的材料制造。特别是应该具有规定的弹性的圆盘形段例如用弹簧钢板以弹簧圆盘的形式制造。所有部分或者段都可以低成本地用相应的薄金属板制造。
在浮动轴承侧，亦即在螺旋小齿轮(Schraubritzel)或者说蜗杆的自由的轴端优选构造一个轴承装置，该轴承装置具有一个滚动轴承(第二滚动轴承)，该滚动轴承在轴承内环内设置，该轴承内环又借助桥形接片，特别是弹性的桥形接片元件连接到在外壳段内设置的轴承外环上。轴承内环作为接纳第二滚动轴承的第一套筒或者说内套筒构造。轴承外环作为接纳内套筒的第二套筒或者说外套筒构造，在这些套筒之间构成一个由桥形接片或者桥形接片元件桥接的间隔或者间隙。
此外，可以在轴承外环或者外套筒内设置至少一个弹性的止挡元件、特别是由弹性体制造的弹性的止挡元件，轴承内环或者内套筒挡靠在所述止挡元件上，特别是在转向机构中出现负荷变化时挡靠在所述止挡元件上。所述止挡元件中至少一个可以构造为至少在负荷变化时施压至轴承上的弹簧元件。
通过该措施在浮动轴承内产生规定的弹性，该弹性限制噪声发生，并改善螺旋小齿轮在螺旋齿轮中的啮合。
在这一方面，当弹簧元件的弹簧特征曲线具有斜率较小的区域和斜率较大的区域是有利的。该弹簧元件也可以用弹性体制造。相应地特征“弹簧元件”一般作为弹性的元件理解，而不限于较严格意义下的弹簧。也可以想到，为制造弹簧元件，彼此组合具有不同弹簧特征曲线或者弹性系数的材料。
既在固定轴承侧也在浮动轴承侧的两种措施以特别有利的方式组合地共同作用。这两种措施应该低成本地实现，能够迅速地适应转向机构的结构和有关功率的需求(为固定轴承部分或者固定轴承段选择材料和/或为浮动轴承匹配弹簧特征曲线)和显著减小噪声的发生。此外显著改善轮齿啮合。
根据本发明还建议一种转向系统，其装备有这样的转向机构，并且特别是作为电动助力转向系统构造。
还建议一种用于制造这种轴承座的支座的方法，支座由(例如由弹簧钢板构成的)圆盘形或者鱼尾板形的段部分和由(例如由软薄金属板构成的)罐形段部分制造，制造通过彼此形状锁合地和/或力锁合地连接两个段部分进行。这里例如可以在鱼尾板形的段部分内存在开口，通过这些开口环形或者罐形段部分的材料从一侧压入，并且接着从相对侧变形，使得通过形状锁合和/或力锁合彼此连接两个段部分。
优选支座构造成多部分的，切口弱化各段之间的过渡区，使得段可彼此相对进行弹性运动。这里支座优选具有一个圆盘形的或者鱼尾板形的段以用于固定在转向系统的外壳段内，并且具有一个罐形段以用于接纳球轴承的外环。在这一方面有利的是，圆盘形的或者鱼尾板形的段内的切口构造成两个对置的圆弧形切口，这两个圆弧形切口分别包围罐形段的一个区域。在此，圆弧形切口如此包围罐形段的一个区域，使得在圆盘形的或者鱼尾板形的段内保留两个对置的桥形接片形的过渡区。此外，对置的桥形接片形的过渡区形成各段之间的半万向轴形式的弹性连接。
因此在圆盘形的或者鱼尾板形的段和接纳球轴承的罐形段之间提供可规定的材料弱化。构造两个对置的过渡区，所述过渡区如罐形段的半万向轴形式的悬挂那样作用，使得罐形段可弹性偏转地与圆盘形的或者鱼尾板形的段连接。
优选至少支座的圆盘形的或者鱼尾板形的段用薄金属板特别是用弹簧钢板制造。此外，优选至少罐形段具有圆筒状的、特别是用软薄金属板成形的外壳，该外壳包围球轴承的外环。支座优选构造成多部分的，并且相应具有至少一个用弹簧钢板成形的段和至少一个用软金属薄板成形的段。
因此圆盘形的或者鱼尾板形的段借助可弹性形变的材料构成弹性的圆盘或者弹簧圆盘。相反，罐形段借助可塑性变形的材料构成为接纳球轴承优化的接纳空间。
此外有利的是，在转向系统的外壳段上提供至少一个弹性的缓冲元件，轴向可运动的支座挡靠到该缓冲元件上。由此弹簧圆盘的支座附加地在轴向被缓冲。
支座、特别是圆盘形的或者鱼尾板形的段可以借助调整螺钉和/或螺旋环在外壳段内固定。此外圆盘形的或者鱼尾板形的段可以具有外槽和/或外凸起。由此支座以可规定的力在外壳段内固定，由此能够为上述万向轴形式的悬挂优化地调整该支座。
支座、特别是罐形段也可以直接在球轴承的外环上构造。此外球轴承可以作为四点轴承构造。
附图说明
本发明的这些和另外有利的扩展和设计从从属权利要求和从下面说明的并且根据附图示意表示的实施例产生。附图中：
图2a表示根据本发明的转向机构(螺旋齿轮传动机构)的横剖面图，在固定轴承侧以及在浮动轴承侧具有轴承座；
图2b表示螺旋齿轮传动机构的横剖面细部图，在固定轴承侧具有本发明的第一实施方式的轴承座；
图3a、b、c为第一实施方式表示在轴承座(固定轴承侧)内提供的支座的不同视图；
图3d形象地说明支座的弹性的可移动性和可偏转性；
图4a、b、c为第二实施方式表示在轴承座内提供的支座的不同视图；
图5a、b为第三实施方式表示在轴承座内提供的支座的不同视图；
图6为第四实施方式表示在轴承座内提供的支座(全万向轴变体)；
图7a、b为第五实施方式表示在轴承座内提供的支座(两部分半万向轴变体)；
图8a、b、c表示图7a、b的横剖面图；
图9a、b详细表示用于制造根据图7a、b的两部分支座的连接技术；
图10a、b详细表示一种可选的连接技术或者根据该连接技术建立的支座的第六实施方式；
图11a、b为第六实施方式表示在轴承座(固定轴承侧)内提供的支座的不同视图；
图12表示根据第七实施方式的螺旋齿轮传动机构的横剖面细部图，在固定轴承侧具有一种可选地构造的轴承座；
图13a、b、c为第七实施方式表示在轴承座(固定轴承侧)内提供的支座的不同视图；
图14表示在浮动轴承侧构造的根据第一实施方式的轴承座的径向横剖面细部图；
图15表示在浮动轴承侧构造的根据第二实施方式的轴承座的径向横剖面细部图；
图16表示在浮动轴承侧构造的根据第三实施方式的轴承座的径向横剖面细部图；
图17表示在浮动轴承侧构造的根据第四实施方式的轴承座的径向横剖面细部图；
图18表示在浮动轴承侧构造的根据第五实施方式的轴承座的径向横剖面细部图；
图19表示在浮动轴承侧构造的根据第六实施方式的轴承座的不同的横剖面细部图；
图20表示在浮动轴承侧构造的根据第六实施方式的轴承座的轴向横剖面细部图；
图21表示示意的功能图，其说明通过本发明引起的蜗杆的弹性施力。
具体实施方式
图2到13中表示的实施方式举例表示根据本发明构造的固定轴承侧的轴承座的优选的结构变体。图14到20中表示的实施方式举例表示根据本发明构造的浮动轴承侧的轴承座的优选的结构变体。图21说明两个轴承座的共同作用。所有的结构变体可以单独或者也可以组合也就是说通过组合一个确定的固定轴承变体与一个确定的浮动轴承变体实现、特别是在作为蜗杆构造的转向机构中实现。优选蜗杆传动机构在电动助力转向系统中使用。但是本发明不特别限于蜗杆传动机构或者螺旋齿轮传动机构，而能够应用于任何类型的转向机构。
图2a与现有技术(图1)相比表示本发明的转向机构100的第一实施例，其中示出在外壳20内既在固定轴承侧FL也在浮动轴承侧LL在转向机构内设置的蜗杆30的驱动侧的轴端或者自由的轴端的在下面还要详细说明的轴承座，蜗杆30与蜗轮40啮合。
根据图2b详细表示固定轴承侧FL的轴承座50并且在下面还将参照图3－13说明(在浮动轴承侧构造的轴承座后面还将根据图14－20说明)。
图2b表示作为蜗杆传动机构构造的转向机构100的固定轴承侧FL的一个局部剖面。通过轴90能与(未图示的)电动的驱动马达连接的蜗杆30在外壳段20即传动机构外壳内设置并且在那里与蜗轮40啮合。为改善啮合提供一个(这里未图示但后面还要说明的)浮动轴承，其以弹性方式支撑蜗杆30的自由端并且以预应力施力，以便将蜗杆30在径向(y方向)上压向蜗轮40。
蜗杆30的轴90在固定轴承侧在轴承座50内支撑，轴承座50具有一个可由外壳段20接纳的支座51，该支座51接纳滚动轴承60(这里作为球轴承构造)的外环61，其中支座51具有切口52，所述切口使得支座51能够轻微地交叉。轴承座50也在外壳段20内轴向可移动地(x方向)被接纳。支座51构成为环状(这里甚至是罐状)，使得它能够可靠地接纳滚动轴承或者球轴承60的外环61，特别是无间隙固定滚动轴承或者球轴承60的外环61。这里支座51具有一个段，该段具有罐状或者圆筒状的外壳形状，该外壳形状完全包围球轴承60的外环61。支座51的另一个段构成为圆盘状，用于将支座51固定在外壳段20内。这例如可以借助一个可调整的螺旋环70*实现。优选还为轴向运动(x方向)提供弹性缓冲元件59。
如图3a、3b和3c所示，支座51可以整体用薄金属板特别是用弹簧钢板制造并且无间隙地固定外环61。切口52用于允许圆盘形段(弹簧圆盘)51a和罐形段(接纳外壳)51b之间相对运动。特别是两个段可以彼此相对在一个规定的方向(例如y方向)上交叉。切口52例如可以作为圆弧形切口在弹簧圆盘51a中这样构成，使得产生通向接纳外壳51b的两个对置的过渡区53或者桥接片形的过渡。切口52具有规定的张开角度α。随之产生的材料消弱导致支座51内的可规定的弹性，使得接纳外壳51b相对于弹簧圆盘51a能够稍微偏转。两个过渡区53在偏转时作为扭转棒作用，在蜗杆上产生规定的偏转力矩。
该移动可能性在图3d中形象地说明，其中表示在两个段51a和51b之间的偏转或者交叉角度β。两个桥接片53(参见图3b)构成一个沿z轴定向的半万向轴连接或悬挂。因此偏转方向垂直于轴的轴线(x方向)并且在径向(y方向)上，由此能够实现球轴承或者蜗杆轴90的可偏转的轴承座。两个传动机构部分即蜗杆和蜗轮的轴线距离被缩小。当安装传动机构部分时，必须在过渡区53内偏转蜗杆，因为否则通过缩小的轴线距离安装变得不可能。从过渡区53的扭转实现蜗杆对蜗轮的弹性施力。由此轮齿无间隙并且在转向变换时噪声的发生可以接受。
滚动轴承或者球轴承60(还请参见图2b)例如作为四点轴承构造并且由支座50固定，该支座50优选还可以轴向在x方向上移动。作为止挡元件在外壳段20上提供弹性缓冲元件59，轴向可动的支座50挡靠在其上。支座51自身的固定通过弹簧圆盘51a进行，该弹簧圆盘借助螺旋环70*锁定在外壳段20内。
如图4a、4b和4c所示，还可以如此构造一种实施方式，使得支座51’由多部分构成。例如支座51’由两个碗状的薄金属板51’a、51’b组成，这两个碗状的薄金属板尤其是能彼此对称地构造。轴承座例如也可以通过直接在球轴承60的外环61上构造的支座实现(比较图3d)。
图5a和5b表示另一种实施方式，其中支座51”同样由多部分构成，其中两个段51a”和51b”彼此钉牢。圆盘形段51a”(弹簧圆盘)由弹簧钢板构成，罐形段51b”由可变形的软薄金属板构成。在弹簧圆盘51a”上设置一个外凸耳54或者耳轴或者凸起，以便能够把弹簧圆盘从而也把整个支座51”在外壳段内准确定位。这种结构也相应于一种弹性的半万向轴形式的连接，该半万向轴形式的连接允许罐形段51b”相对于弹簧圆盘51a”可偏转地运动。
图6表示支座51”’的造形的另一种变体：这里允许在两个段之间的一种弹性的全万向轴形式的连接。为此弹簧圆盘具有四个切口，其中两个切口52a位于弹簧圆盘的内部区内，另外两个切口52b相对这两个切口移动90度位于弹簧圆盘的外部区内。因此分别产生两个相对的桥接片形的过渡区53a或53b，它们分别表示一个半万向轴的悬挂(参见图3d)，使得因此产生一个全万向轴悬挂。这里表示的结构允许在从弹簧圆盘的中点出来的所有方向上进行偏转运动。换句话说：偏转轴线能够在弹簧圆盘的平面(y-z平面)内任意存在，该偏转轴线通过弹簧圆盘的中点。由此产生轴承座的完全的可移动可能性或者说弹性。
在图7a和7b中作为第五实施方式表示两部分式的支座51*，该支座除罐形的段或者段部分51b*之外现在具有一个非圆盘形的、而是鱼尾板状的段或者段部分51a*。由此节省材料。此外该支座可以通过在鱼尾板状的段51a*内设置的通孔55*固定或者安装在外壳中。图8a到8c为此表示横剖面图。
鱼尾板状的段51a*用第一薄金属板或者说薄金属板材料即弹簧钢板制造。罐形段51b*用比第一薄金属板软的第二薄金属板制造。为连接两个部分51a*和51b*，第一段部分51a*具有多个开口或者孔56*，通过这些孔在一侧压入用软薄金属板WB制成的罐形部分51b*的材料，并接着在相对的一侧挤压，例如挤压成铆钉，如借助图9a、b形象地说明的那样。
为制造这里说明的支座，像大体通过支座51*代表的那样，建议：在第一薄金属内存在开口56*，通过这些开口56*从一侧压入第二薄金属的材料，并接着从相对侧变形，使得两个段部分51a*、51b*通过形状锁合和/或力锁合彼此连接。
图10a、b用细部图表示一种为此可选的连接技术或者说根据该连接技术制造的支座51**的第六实施方式，该支座又具有圆盘形段。
为制造该支座51**建议：在第一薄金属板内同样存在开口56**，但接着通过该开口插入罐形段部分51b**的突出的区域，以便接着在相对侧变形，使得同样通过形状锁合和/或力锁合彼此连接两个段部分51a**、51b**，例如构成封闭的铆钉头、敞开的铆钉头或者中空铆钉。
在制造这样的支座时，特别是在连接两个段部分或者半段时还可以设定，借助铆接或者钉牢(Clinchen)或者还借助冲压铆接连接这两个部分。
此外还可以使用附加的铆钉和/或使用附加的螺钉连接这两个段部分。
通过这里说明的结构和制造步骤，能够得到至少一个在用于球轴承和蜗杆轴的支座中的半万向轴的连接，以便以弹性可偏转的方式构造蜗杆和蜗轮的啮合。由此不仅能够可靠避免拍击噪声和振动噪声，而且也能够可靠避免通过确定的材料的过大的膨胀引起蜗杆传动机构的张紧或者夹紧。因此能够以有利的方式实现蜗轮传动机构的无间隙的弹性的齿啮合。
图11a和11b以不同的视图表示本发明的支座的另一种结构，其中环形的或者罐形的段也接纳滚动轴承的外环。各传动机构部分的轴线距离的减小通过偏移57实现。弹簧圆盘51a和滚动轴承具有不同的或者彼此错开的中点。偏移57也可以这样实现，即当两个传动机构部分在外壳内的支承位置具有该偏移。
作为对于上述实施方式的可选的结构，图12以及13a-c表示一个转向机构100*，其具有在固定轴承侧安装的根据本发明的支座50*，在该支座中环形段51*支撑滚动轴承的内环62，而外环61直接在外壳段20内安装。支座的圆盘形段51*现在与轴90连接(夹紧)，使得在内环62与轴90之间出现弹性的可偏转性。与此相比，在上述例子(图2-11)中如此构造其结构，使得弹性的可偏转性在外环与轴之间出现。两种变体(图2a/b－13或者图12和13a-c)具有共同的原理：支座的环形段在外环或者内环上支撑滚动轴承，而圆盘形段借助在那里提供的切口负责在外壳内或者在轴上弹性保持滚动轴承。因此实现一种灵活的固定轴承，其能够低成本地制造并且能够适应具体的需求。
下面以不同的实施方式说明浮动轴承侧(还请参见图2a中的LL)的轴承装置，该轴承装置能为此附加地或者也单独地在转向机构中实现，并特别在蜗杆的自由的轴端负责减低噪声和轮齿啮合的弹性施力。
下面要根据图14-20说明的轴承装置从滚动轴承或者球轴承出发，所述滚动轴承或者球轴承再次在轴承内环或者内套筒(参见图14中的70)内中被接纳，该轴承内环借助桥形接片(参见图14中的71)连接在一个在外壳内设置的轴承外环或者外套筒(参见图14中的72)上。该轴承装置还具有弹性的止挡元件(参见图14中的74、75)，这些止挡元件拦截滚动轴承的运动，从而减小在转向运动时随负荷变化出现的噪声。也就是说当在蜗杆和蜗轮之间存在过大的间隙时，在蜗杆和与其啮合的蜗轮之间有齿侧变化时产生干扰噪声。可偏转的弹性桥形接片和在轴承上施压的止挡元件或者弹簧元件用于减小噪声的发生。这些弹簧元件或者弹簧缓冲器迄今必须在安装过程期间向外壳内拧入，并且由安装人员手工调整。特别为在转向机构的外壳内调整常规的弹簧缓冲器必须提供螺纹孔。所有这一切都在浮动轴承侧需要相对大的制造和安装花费。
为显著减小制造和安装花费，这里根据本发明在套筒(内环和外环)之间设置至少一个弹性的止挡元件或者弹簧元件。可选的方案是，也在外壳和内环之间、或者在外壳和轴承外环之间、或者在外环和内环之间、或者在外环和轴承外环之间设置弹簧元件。因此现在仅还需要少许结构零件，有时仅需要一个唯一的结构零件，亦即弹性的止挡，来减小在蜗杆和蜗轮之间发生噪声。迄今需要的螺纹孔同样可以不要，这显著减小制造和安装花费。
图14在径向横剖面中表示一个这样的浮动轴承LL的结构，在该浮动轴承中提供一个滚动轴承80(这里是球轴承)，该滚动轴承的外环78接纳在内套筒70(轴承内环)内。内套筒70借助桥形接片71(弹性的偏转桥形接片)连接在外套筒72(轴承外环)上，外套筒72在转向机构外壳73内设置。由于该设置，特别是由于弹性的桥形接片71，浮动轴承LL能够相应于蜗杆(参见图2a)的往复运动而上摆和下摆。桥形接片71优选用弹性体制造，以便摆动运动能够在非常长的时间区间可靠地进行。相对于桥形接片71提供止挡元件74，该止挡元件优选同样用弹性体制造。该止挡元件74弹性地作用，并特别防止蜗杆与蜗轮交叉。
与该止挡元件径向错开(这里在止挡元件74的上方)设置另一个止挡元件，该另一个止挡元件用作末端止挡75并且例如也可以通过弹簧元件实现，该弹簧元件至少在负荷变化时作用于内套筒70并且因此以缓冲方式对浮动轴承LL作用。图14表示在装入或者在安装浮动轴承后的情况；图15表示之前的情况。正如比较两图可以看出的那样，止挡元件74在安装时被压紧到内套筒70上并贴靠在那里。末端止挡元件也可以压紧到内套筒上，这点例如根据图16中的元件135所示。
通过各止挡元件或者各弹簧元件在内套管从而也在滚动轴承自身上的压力，蜗杆被压紧到蜗轮上，由此减小齿侧间隙(蜗杆或者蜗轮的偏离)以及不希望的噪声形成，特别是在负荷变化或者齿侧变化时。
元件75(参见图14)可以具有较大厚度的底部区76和较小厚度的边缘区77。较小厚度的边缘区77给予元件75较小的弹簧刚度，相反，具有较大厚度的底部区给予元件75较大的弹簧刚度。因此元件75可以具有两种不同的依赖于元件75的相应的压力而起作用的弹簧刚度。
由于蜗杆的上摆和下摆运动，元件75以不同的强度压轴承80。在较小的压力下具有较小弹簧刚度的边缘区77发挥它的作用，由此减小蜗杆和蜗轮之间的间隙。在元件75较强压力下，主要由具有较大弹簧刚度的底部区76发挥它的作用，使得减小在齿侧变化时不希望的噪声。
图16和17表示弹性止挡元件或者弹簧元件的其他变体。这里相应的末端止挡136或者146也可以具有较厚的底部区和较薄的边缘区，在底部区与边缘区之间的过渡区可以由突起包围。通过这种特殊的几何形状，止挡元件或者弹簧元件得到同样具有两种不同的弹簧刚度的特征弹簧特征曲线。通过止挡元件或者弹簧元件的特别的造形产生特别的弹簧特征曲线，以便减小蜗杆和蜗轮之间的间隙。
止挡元件或者弹簧元件，例如图19和20中的元件174和176，可以用弹性体制造。借助弹性体制造的各弹簧元件在装入后首先被强烈压缩。然而弹性体材料具有这样的特性，即它在大的压应力或拉应力下容易蠕变，由此减小由弹性体产生的反作用力。因此由于蠕变过程在弹簧元件装入之后由该弹簧元件产生的弹簧力很快就已经减小了，使得按预期地同样减小蜗杆与蜗轮之间的摩擦。通过使用弹性体材料取消迄今需要的对弹簧元件的调整工作，因为弹簧元件的优化的压力由于蠕变过程自行调整。因此之后也能取消转向机构的外壳内的螺纹孔和用于调整蜗杆和蜗轮之间的间隙的弹簧缓冲器。
在另一种实施方式中弹簧元件也可以用金属制造。与具有累进的弹簧特征曲线的弹性体不同，金属材料具有线性的弹簧特征曲线，因此该弹簧特征曲线在运行中具有比弹性体材料小的斜率并从而能够依赖于各种情况优选使用。
为制造弹簧元件，可以彼此组合具有不同弹簧特征曲线的材料。因此原则上也可以使弹簧元件具有弹性体材料和金属材料，以便实现所述的不同的弹簧刚度。不言而喻，但是也可以仅彼此组合弹性体材料。
除为制造弹簧元件组合不同的材料外，替代地或者附加地也可以提供弹簧元件不同的结构设计，以便给弹簧元件赋予不同的弹簧特征曲线。这样弹簧元件可以具有较大厚度的底部区和与其相邻的较小厚度的边缘区。在另一种实施方式中弹簧元件可以具有较大厚度的底部区和与其相邻的较小厚度的头部区。
外套筒(例如参见图14中的元件70)可以具有孔，在该孔内可插入弹簧元件。因此弹簧元件具有可靠的底座。出于同样的理由，内套筒同样可以具有孔。
同样从可靠地设置弹簧元件的理由考虑，弹簧元件可以在内环上支撑。此外由于弹簧元件顶着内环的压力，弹簧元件将蜗轮压紧到蜗杆上。
弹性体可以是可热塑加工的或者可络合的弹性体。可热塑加工的弹性体是可注塑的并且是廉价的，相反可络合的弹性体具有较小的易蠕变性。不言而喻，也可以组合可热塑加工的弹性体与可络合的弹性体。
各止挡元件或者弹簧元件可以作为双组分注塑件制造，由此显著减小安装和制造花费。然而原则上也可以用薄金属板制造内套筒和外套筒和将弹簧元件硫化到薄金属板上。除弹簧元件之外，也可以用弹性体制造止挡元件和桥形接片。它们接着同样可以与弹簧元件、内环和外环一起作为两部分的注塑零件制造。然而无论止挡元件还是桥形接片，当它们用薄金属板制造时，也都可以在内套筒和/或外套筒上硫化。
图21作为示意的功能视图并且参照图2a的实际视图表示整个传动机构。固定轴承侧FL以偏移57向着蜗轮40的方向错开。为形象性起见尺寸被强烈放大。当把蜗轮40朝向蜗杆30安装时，蜗杆在支座的过渡区53内偏转(例如还参见图3b)并且该区域被扭曲。蜗杆30通过该扭曲被压到蜗杆40上并且这样消除传动机构间隙。该弹性施力或者偏移如此选择，使得转向机构的空转转矩不过大，但是在整个温度范围内并且在磨损后也存在弹性施力。通过偏移57蜗杆倾斜角度β(倾斜角或者说偏转角)。通过该倾斜在浮动轴承位置内环70与滚动轴承80一起偏转。该偏转178特别在图19和在图21的示意图中表示。内环能够执行该运动，因为它可运动地固定在偏转活节171上。当转向机构传递转矩时，蜗杆30由于齿分离力还进一步从蜗轮40偏转开。该偏转运动通过浮动轴承套筒上的止挡176限制。如此选择内环和止挡176之间的间隙179，使得转向机构的啮合元件内的张力不超过允许值。有利的是，把止挡176相对于偏转活节171以大于90°的角度设置，因为由此偏转活节主要通过压力被加载。由此能够结实地构造浮动轴承套筒。
虽然本发明以作为蜗杆传动机构构造的螺旋齿轮传动机构为例说明，但是本发明不限于螺旋齿轮传动机构，而可以普遍应用于各种类型的转向机构中。所示实施例特别适合在机动车的电动助力转向系统中使用。

Claims (21)

1.一种转向机构(100)，其包括螺旋小齿轮(30)，该螺旋小齿轮能通过轴(90)与驱动装置连接，并且螺旋齿轮(40)啮入到该螺旋小齿轮中，所述转向机构(100)在轴(90)的驱动侧末端具有作为固定轴承构造的轴承座(50)，该轴承座为支撑轴(90)而具有第一滚动轴承(60)，所述转向机构(100)在螺旋小齿轮(30)的自由末端具有作为浮动轴承构造的轴承装置，该轴承装置为支撑螺旋小齿轮(30)而具有第二滚动轴承(80)，轴承座(50)具有在转向机构(100)的外壳段(20)内安装的、设有多个切口(52)的支座(51)，所述切口(52)允许支座(51)的环形段(51b)进行偏转运动(β)，该环形段借助第一滚动轴承(60)安装，支座(51)具有设有所述切口(52)的圆盘形段(51a)，环形段(51b)相对于该圆盘形段可偏转，环形段(51b)要么借助第一滚动轴承(60)的外环(61)安装并且圆盘形段(51a)在外壳段(20)上固定，要么环形段(51b)借助第一滚动轴承(60)的内环(62)安装并且圆盘形段(51a)在轴(90)上固定，其特征在于，偏转运动(β)引起在各切口(52)之间构成的过渡区(53)的扭转，螺旋小齿轮(30)通过过渡区(53)的扭转向螺旋齿轮(40)中弹性加载，并且环形段(51b)构造为轮缘状并且支承第一滚动轴承(60)的内环(62)。
2.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，在支座(51)上或者在支座(51)内提供偏移(57)，该偏移在转向机构(100)的安装状态下引起螺旋小齿轮(30)相对于螺旋齿轮(40)的通过扭转被弹性施加的偏转运动(β)。
3.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，至少在固定轴承上或者在固定轴承内提供偏移(57)，该偏移在转向机构(100)的安装状态下引起螺旋小齿轮(30)相对于螺旋齿轮(40)的通过扭转被弹性施加的偏转运动(β)。
4.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，至少螺旋小齿轮(30)和/或螺旋齿轮(40)如此互相配合尺寸，使得形成偏移(57)，该偏移在转向机构(100)的安装状态下引起螺旋小齿轮(30)相对于螺旋齿轮(40)的通过扭转被弹性施加的偏转运动(β)。
5.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，支座(51)通过多部分构成，环形段(51b)作为第一部分用第一种材料制造、即用软薄金属板制造，并且圆盘形段(51a)作为第二部分用第二种材料制造、即用弹簧钢板制造。
6.根据权利要求1所述的转向机构(100)，其特征在于，环形段(51b)构造为罐形并具有圆筒状的外壳，该外壳包围第一滚动轴承(60)的外环(61)。
7.根据权利要求1所述的转向机构，其特征在于，圆盘形段(51a)构造为鱼尾板形的。
8.根据权利要求1所述的转向机构(100)，其特征在于，在支座(51’”)的环形段或者圆盘形段内除了所述切口(52a)之外还设置相对于这些切口在径向上错开的另外的切口(52b)，使得除了彼此对置的桥形接片状的过渡区(53a)之外形成另外的彼此对置的桥形接片状的过渡区(53b)，这些过渡区由此一起形成在圆盘形段与罐形段之间的全万向轴形式的弹性连接。
9.根据权利要求1所述的转向机构(100)，其特征在于，在转向系统的外壳段(20)上提供至少一个弹性的缓冲元件(59)，轴向可运动的支座(51)挡靠到该缓冲元件上。
10.根据权利要求1所述的转向机构(100)，其特征在于，支座(51)借助调整螺钉和/或螺旋环(70*)固定在外壳段(20)内。
11.根据权利要求1所述的转向机构(100)，其特征在于，作为浮动轴承构造的轴承装置的第二滚动轴承(80)在轴承内环(70)内设置，该轴承内环又借助弹性的桥形接片元件(71)连接于在外壳段(73)内设置的轴承外环(72)上。
12.根据权利要求11所述的转向机构(100)，其特征在于，轴承内环作为接纳第二滚动轴承(80)的第一套筒或者说内套筒(70)构造，并且轴承外环作为接纳内套筒(70)的第二套筒或者说外套筒(72)构造，在这些套筒(70、72)之间构成由桥形接片或者桥形接片元件(71)桥接的间隔或者间隙(79)。
13.根据权利要求12所述的转向机构(100)，其特征在于，在轴承外环或者外套筒(72)内设置至少一个止挡元件(74、75)，轴承内环或者内套筒(70)挡靠在所述止挡元件上。
14.根据权利要求13所述的转向机构(100)，其特征在于，所述止挡元件中的至少一个构造为至少在负荷变化时施压至第二滚动轴承(80)上的弹簧元件(75)。
15.根据权利要求6所述的转向机构(100)，其特征在于，环形段(51b)的外壳用软薄金属板成形。
16.根据权利要求10所述的转向机构(100)，其特征在于，圆盘形段(51a)借助调整螺钉和/或螺旋环(70*)固定在外壳段(20)内。
17.根据权利要求13所述的转向机构(100)，其特征在于，止挡元件(74、75)是由弹性体制造的弹性的止挡元件。
18.根据权利要求13所述的转向机构(100)，其特征在于，轴承内环或者内套筒(70)在转向机构中出现负荷变化时挡靠在所述止挡元件上。
19.一种转向系统，其包括根据上述权利要求之一所述的转向机构。
20.根据权利要求19所述的转向系统，其特征在于，该转向系统是电动助力转向系统。
21.一种用于制造在根据权利要求1所述的转向机构(100)内设置的支座(51*)的方法，其中，制造用于在转向机构(100)的外壳段(20)内安装到固定轴承侧(FL)的支座(51*)，使得该支座(51*)具有设有切口(52)的圆盘形段(51a)，环形段(51b)能相对该圆盘形段偏转，环形段(51b)或者借助第一滚动轴承(60)的外环(61)安装并且圆盘形段(51a)在外壳段(20)上固定，或者环形段(51b)借助第一滚动轴承(60)的内环(62)安装并且圆盘形段(51a)在轴(90)上固定，其特征在于，
支座(51*)由圆盘形的或者鱼尾板形的段部分(51a*)和由罐形段部分(51b*)制造，其方式为将这两个段部分(51a*、51b*)彼此形状锁合地和/或力锁合地连接，所述圆盘形的或者鱼尾板形的段部分用第一薄金属板(FB)制造、即用弹簧钢板制造，所述罐形段部分用第二薄金属板(WB)、即用软薄金属板制造，或者在第一薄金属板(FB)内存在开口(56*)，通过所述开口第二薄金属板(WB)的材料从一侧压入，并接着从相对侧变形，使得形状锁合和/或力锁合地将两个段部分(51a*、51b*)彼此连接，或者
在第一薄金属板(FB)内存在开口(56*)，通过所述开口罐形段部分(51b*)的突出的区域从一侧插入，并接着从相对侧变形，使得形状锁合和/或力锁合地将两个段部分(51a*、51b*)彼此连接。
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