CN105889419B - 无间隙支撑的塑料元件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种蜗轮齿轮箱，具有以抗扭转方式设置在转向杆上的蜗轮，转向杆可绕转向轴线旋转；被支撑以便绕旋转轴线旋转的蜗杆，蜗杆具有在引擎侧的端部和远离引擎的端部；以及蜗杆齿，其接合在蜗轮的齿之间使得蜗杆绕旋转轴线旋转时，蜗轮和转向杆绕转向轴线旋转；齿轮箱壳体，蜗轮和蜗杆支撑在其中以便旋转；以及补偿元件，其中补偿元件具有中间部分以及后端部分和前端部分，其中后端部分连接至齿轮箱壳体，并且前端部分保持住蜗杆远离引擎的端部或保持住用于容纳蜗杆远离引擎的端部的保持器。

Description

无间隙支撑的塑料元件
技术领域
本发明涉及一种装置，特别地，是根据权利要求1的前序部分用于将螺钉或拧有螺钉的链轮压靠至蜗轮或斜齿轮的装置。这种装置用来，例如，生产机电动力转向系统。
背景技术
与例如机电动力转向系统，例如EPS(电力转向)系统或者EPAS(电力辅助转向)系统一起使用的蜗杆齿轮箱必须布置成没有齿隙(backlash)但具有小扭矩。当温度和湿度变化时，齿隙正或负地变化，借此噪声(正齿隙)或刚性(负齿隙)可导致转向。这样的原因是，用于齿轮箱的不同材料的伸展不同，借此在一个温度与蜗轮紧密接合的蜗杆在另一温度仅松动地接合蜗轮或者将蜗杆过紧地压靠在蜗轮上。
就先前的机电动力转向系统的齿轮箱而言，使用具有钢蜗杆的铝壳体。在这种情况下，蜗轮包括金属轮毂和薄的塑料链轮。就这些设计而言，金属轮毂和链轮的直径选择成使得钢轮毂、链轮和蜗杆作为一个整体的线性膨胀的热、径向系数大概对应于铝壳体的线性膨胀的热、径向系数。这样，为了满足这个条件，通常必须选择非常大的金属轮毂和非常薄的塑料链轮，这导致昂贵且沉重的组件。
其他解决方案规定，蜗杆借助于复杂的设计加载弹簧抵住蜗轮。然而，在这种情况下，弹簧变形量通常是有限的，所以蜗轮不能承受因温度或空气湿度而引起的过大的直径变化。
为了解决这个问题，EP 2 694 355 A1公开了一种具有电伺服马达的机电动力转向系统，伺服马达驱动蜗杆，蜗杆与设置在转向杆上的蜗轮啮合，其中蜗轮具有与转向齿轮箱的输入杆的有效连接，并且其中蜗杆和转向杆共同地、可旋转地支撑在齿轮箱壳体中。蜗杆与蜗轮之间的齿隙是有限的，因为其中蜗杆具有远离引擎的自由端，其安装在具有内环、滚动元件和中间环的滚柱轴承上，其中中间环具有用于滚动元件的内运行表面和用于外滚动元件的外运行表面，并且其中中间环的内运行表面和外运行表面设置成彼此偏心地。为了确保蜗杆接合到蜗轮的齿上的压力稍微均匀的水平，在这种解决方案的一个实施方式中，偏心枢转轴承附装至预设弹簧的齿轮箱壳体。然后在蜗轮由于热波动或由于湿度波动而扩张时，偏心外滚柱轴承顺应这种膨胀，所以在内部中间轴承中旋转的蜗杆顺应齿轮的这种膨胀运动，并且进一步以基本相同的压力啮合到齿轮上。这种解决方案不仅非常复杂，而且成本非常高。
发明内容
因此本发明的目的在于提供简单、更经济的解决方案，其确保当蜗轮由于温度变化或湿度变化改变外径时，蜗杆充分转移或屈服。
这个目的由根据权利要求1的装置实现。有利的实施方式在从属权利要求中公开。
发明的装置具有蜗轮，蜗轮具有指向外部的齿，并设置成绕转向轴线旋转，蜗轮可设置和/或紧固到转向杆上，蜗轮以抗扭转方式绕转向轴线旋转和/或以抗扭转方式连接至转向杆。装置还具有绕旋转轴线可旋转地支撑的蜗杆，蜗杆具有引擎侧端部和远离引擎的端部，以及蜗杆齿，其接合在蜗轮的齿之间，使得蜗杆绕旋转轴线旋转时，蜗轮绕转向轴线旋转。此外，装置具有齿轮箱壳体以及补偿元件，在齿轮箱壳体中蜗轮可旋转地支撑在蜗杆周围。
蜗轮可由一种材料或由材料的混合物制成。例如，蜗轮具有金属轮毂(其包含例如钢)和塑料环，塑料环也称为链轮。蜗轮也可另外具有轮载体材料，在这种情况下其也称为轮主体或轮元件。轮元件然后设置在例如金属轮毂上，并支撑链轮。轮元件和链轮可由不同材料组成。在本发明中，当蜗轮形成为一整体时构成蜗轮的材料或当蜗轮形成多件时构成蜗轮的材料称为蜗轮材料。
根据本发明，补偿元件具有中间部分以及后端部分和前端部分。在这种情况下，后端部分连接至齿轮箱壳体，前端部分支撑蜗杆远离引擎的端部或者支撑用于容纳蜗杆远离引擎的端部的保持件。
保持件可以是，例如，绕蜗杆远离引擎的端部设置的浮动轴承，优选地，形成为滚柱轴承，蜗杆可旋转地支撑在其中。
补偿元件有利地形成为一整体，其中中间部分形成于前端部分与后端部分之间。
优选地，补偿元件由膨胀变化类似于蜗轮半径膨胀变化的材料制成。优选地，制成补偿元件的材料的膨胀变化与蜗轮的膨胀变化偏差不超过20-40％。通过合适的大小，补偿元件自身然后显示出类似于蜗轮的热膨胀运动。例如，轮主体可由玻璃纤维加强聚酰胺(例如PA66)制成，链轮可由纯聚酰胺(例如PA66)制成。补偿元件可由例如玻璃纤维加强材料制成，例如，具有50-60％玻璃纤维的聚酰胺。
有利地，组成链轮的材料具有与组成补偿元件的材料相同或至少相似的源属性，或者组成蜗轮的链轮和轮元件的材料平均具有与组成补偿元件的材料相同或至少相似的源属性。这是有利的，由于空气湿度波动而存在的潜在材料鼓胀使蜗轮的膨胀能够大概顺应补偿元件的膨胀。
蜗轮可由玻璃纤维加强塑料材料制成或者可具有由玻璃纤维加强塑料材料制成的链轮，或者可具有由玻璃纤维加强塑料材料组成的轮元件。
蜗轮也可具有大的钢轮毂，例如，直径等于或者大于蜗轮直径的一半的钢轮毂，例如，大于蜗轮直径的四分之三，其中链轮可形成没有玻璃纤维加强的。
然后为了确保在某一温差下，补偿元件的绝对长度变化相同或者至少在蜗轮半径线性变形加蜗杆半径线性变形减去壳体线性变形的范围内，金属轮毂现在可具有，例如，与蜗轮的总直径相比相对小的直径。蜗轮直径的主要部分因此可由例如一种塑料材料或多种塑料材料制成。与完全由金属制成的蜗轮相比，蜗轮的重量因此可降低。
可计算出补偿元件在其紧固和支撑点之间必须具有的长度以便其线性膨胀大概对应于蜗轮半径的变化，其可由以下计算公式示出，参照图9进行说明。
以下一般适用：
ΔL＝L0*α*ΔT (1)
其中ΔL是补偿元件的线性膨胀数值。L0是补偿元件在参考温度T0的长度，α是线性膨胀系数，ΔT是温度变化。
图9示出具有蜗轮2的蜗杆齿轮箱的示意图，蜗杆4与蜗轮2相啮合。K1、K2、K3和K4界定了轴承点。蜗杆4支撑在两个轴承点K1和K2上。轴承点K1形成为固定轴承，而轴承点K2形成为浮动轴承。轴承点K1和K3是固定轴承，其附装至容纳蜗杆齿轮箱的壳体。蜗轮2支撑在轴承点K4上，其界定了蜗轮的中心点。补偿元件A支撑在固定轴承点K3和浮动轴承点K2上。L界定了两个轴承点K1和K2之间的距离；L1界定了轴承点K1与蜗轮2和蜗杆4的接触点在蜗杆的K1-K2轴线上的投影之间的距离。SR是蜗轮的半径，αSR是蜗轮线性膨胀的有效系数，SN是蜗杆的半径，αSN是蜗杆线性膨胀的有效系数，A是补偿元件的长度，αA是补偿元件线性膨胀的有效系数，αG是壳体线性膨胀的有效系数。以下是轴向距离G的结果：
G＝SR+SN (2)
在蜗轮中心和蜗杆中心轴线之间的壳体线性膨胀ΔG可偏离由蜗轮半径变化ΔSR和蜗杆半径变化ΔSN总和所引起的线性变形。以下适用于偏离量XW：
XW＝ΔSR+ΔSN-ΔG (3)
长度比率L1/L导致浮动轴承K2的偏离量Xa为
Xa＝XW*L/L1 (4)
补偿元件A在轴承点K2应当承受与蜗杆在Xw偏离量相同的相对偏离量，并将杠杆比率L1/L传递至浮动轴承K2。这通过以下实现，选择补偿元件的长度和线性热膨胀系数(CLTE)使补偿元件由于热膨胀在点K2相对于壳体在这个位置精确伸展距离Xa。补偿元件的膨胀减去K2和K3之间壳体的膨胀应当精确地对应于Xa，所以
Xa＝A0*(αA-αG)*ΔT (5)
这里A0是补偿元件要选择的长度。
把公式(4)代入公式(5)中得出以下：
Xw*L/L1＝A0*(αA-αG)*ΔT
把公式(3)代入这个等式得到以下：
(ΔSR+ΔSN-ΔG)*L/L1＝A0*(αA-αG)*ΔT
把公式(1)代入得到以下：
(SR0*αSR*ΔT+SN0*αSN*ΔT-G0*αG*ΔT)*L/L1＝A0*(αA-αG)*ΔT
在代入等式(2)后，解出A0：
A0＝L/L1*(SR0(αSR-αG)+SN0(αSN-αG))/(αA-αG)
由于αA的存在，A0必须选择成补偿元件的长度。
这个计算示例示出，补偿元件的长度可明确地由蜗轮和蜗杆的具体几何形状确定。因此，蜗杆和蜗轮之间的轴向距离不由铝壳体决定，而是由补偿元件决定，补偿元件有利地包含塑料，合适选择尺寸及材料，所述塑料元件可经历非常类似于蜗杆和蜗轮之间相互作用的线性变形。补偿元件因此仅伸展与蜗轮和蜗杆由于环境温度变化所引起的那么多。这样，蜗杆与蜗轮之间的间隙和/或接触压力保持不变。
由于湿度的附加影响，蜗轮直径的鼓胀可由于补偿元件同时鼓胀而自动补偿，如果补偿元件的材料相应地选择。这样，特别地，在优选实施方式中，补偿元件具有与蜗轮相同的材料，即，例如相同的聚合物。假设蜗轮形成为一整体，有利地，蜗轮由所述材料制成。假设蜗轮具有链轮，其设置在轮毂上，链轮有利地由所述材料制成。如果蜗轮具有链轮、轮元件和轮毂，其中轮元件设置在轮毂与链轮之间，优选地，轮元件由所述材料制成。当然，蜗轮的其他部分，假设蜗轮形成为多个部分，可包括与补偿元件相同的材料。
优选地，这种材料是聚酰胺，尤其优选玻璃纤维加强聚酰胺。玻璃纤维加强聚酰胺强度特别大，并体现出相对较低的磨损和较高的抗应力性。
补偿元件的长度取决于蜗杆、蜗轮和补偿元件的膨胀系数。这样，可使用具有径向较大塑料部分的蜗轮，其会降低成本和重量，同时可增加蜗轮的负载能力。
在优选实施方式中，蜗轮的内径小于其外径的一半。
虽然齿间隙或膨胀行程必须保持传统设计以确保齿轮箱在较高温度以及由于空气湿度造成鼓胀时不会胀死，就本发明装置而言，在所有温度和湿度情况下，齿间隙或膨胀行程恒定低，借此齿的接合深度保持恒定大，这样齿负荷较小。因此，在蜗轮和蜗杆之间可实现特别精确的距离调节。
补偿元件可与齿轮箱壳体或与齿轮箱壳体的一部分形成为整体。这具有优势，即，补偿元件以不可脱离的方式附装至壳体，借此齿轮箱构造各个部分的数量可减少。
在一个发明实施方式中，保持器是管状蜗杆引导件，蜗杆设置在其中以轴向引导，蜗杆远离引擎的端部被支撑在其中以便在管状蜗杆引导件中旋转，优选地在浮动轴承中，例如滚柱轴承，其以抗扭转方式设置在蜗杆引导件中。
在这个实施方式中，补偿元件有利地连接至管状蜗杆引导件，其形成保持器。一方面，这具有优势，即，补偿元件形成座的前端部分不承受任何附加增加的负荷，这由于蜗杆齿的旋转而导致势阱；另一方面，实现了从蜗杆齿到蜗杆的运动的稳定传递，尤其是蜗杆远离引擎的端部容纳在滚柱轴承或浮动轴承中，所述浮动轴承附装在管状蜗杆引导件中。
一个发明的实施方式使齿轮箱壳体形成两件，其中在一个部分中，蜗轮支撑其中以便旋转，另一部分是保持器，蜗杆支撑在其中以便旋转。在这种情况下，补偿元件可附装到齿轮箱壳体的外部，并可将齿轮箱壳体的一部分连接至齿轮箱壳体的另一部分，例如，借助于紧固元件，其设置在齿轮箱壳体的一部分和另一部分上。这样做，蜗轮和蜗杆设置在两个壳体部分中，使得两个壳体部分彼此连接时(例如，借助于补偿元件或元件)，蜗杆的蜗杆齿接合在蜗轮的齿之间使得在蜗轮和蜗杆之间建立了有效连接。
就这个实施方式而言，有利地，一部分已经由铰链连接至另一部分以便枢转，以便在蜗轮和蜗杆之间建立有效连接，蜗杆可枢转抵住蜗轮。
齿轮箱壳体中蜗轮支撑在其中以便旋转的部分优选由塑料制成。这样做，它可以由与蜗轮或蜗轮的一部分相同的材料制成，例如，优选地具有纤维加强的复合材料。与金属相比，塑料很轻，这意味着这种壳体可进一步降低装置的整体质量。因为补偿元件进行补偿，自然地，这种壳体也可由不同的材料制成。
齿轮箱壳体的另一部份也可由塑料制成，假设期望减轻更多的重量。然而，优选地由金属制成，尤其优选铝。以这种方式，引擎和蜗杆更容易冷却，因为金属通常比塑料散热更好。
如果壳体由两个部分或两件组成，齿轮箱壳体的一个部分可连接至补偿元件的后端部分，而齿轮箱壳体的另一部份可连接至补偿元件的前端部分，例如铆接或以可拆开的方式，使得壳体的两个部分闭合时，蜗杆齿接合在蜗轮的齿之间。当齿轮箱壳体的两个部分借助于塑料补偿元件彼此连接以便枢转时，马达轴线总是与蜗轮轴线齐平。这意味着，蜗轮和蜗杆之间更简单的连接是可行的；因此蜗杆可与引擎杆形成整体。
在本发明装置的简单变型中，补偿元件借助于第一连接装置(例如套管)并经由第二连接装置(例如销)连接至齿轮箱壳体，其中两个连接装置彼此接合使得补偿元件(其可枢转)紧固至齿轮箱壳体，其中齿轮箱壳体具有第二连接装置，后端部分具有第一连接装置，或者后端部分具有第二连接装置，齿轮箱壳体具有第一连接装置。在这种情况下，补偿元件可尤其简单地紧固至齿轮箱壳体，在前端部分直接容纳蜗杆远离引擎的端部，或者当蜗杆远离引擎的端部在浮动轴承(例如滚柱轴承)中引导时，直接容纳所述滚柱轴承，然后其形成保持器。
连接补偿元件至齿轮箱壳体的连接装置有利地设置成在补偿元件连接至齿轮箱壳体时关于转向轴线为固定方向且为固定距离。
有利地，齿轮箱壳体优选地具有固定轴承，其优选地形成为滚柱轴承，蜗杆远离引擎的端部容纳在所述固定轴承中，固定轴承在其中形成以便枢转。这是有利地，轴承不会因为倾斜而不好地启动运行。
既然如此，例如，就机电动力转向系统而言，装置可具有驱动马达，其在蜗杆的引擎侧端部驱动蜗杆。蜗杆可在固定轴承(例如形成滚柱轴承)中在其引擎侧端部引导。
此外，齿轮箱壳体可具有至少又一个固定轴承，优选地形成为滚柱轴承，转向杆可容纳其中以便枢转。有利地，然而，齿轮箱壳体具有两个这种固定轴承，蜗轮设置在其之间。
为了确保蜗杆稳定引导以便在齿轮箱中旋转，浮动轴承优选地形成为滚柱轴承，蜗杆引导在其中以便旋转，浮动轴承设置在远离引擎的端部。
在引擎侧端部，蜗杆优选地具有驱动马达，其在引擎侧端部驱动蜗杆。
就传统设计而言，蜗杆的悬簧有时实施为抵住蜗轮以降低齿间隙，至少在低扭矩时。在中等至大扭矩时，啮合力克服悬簧力，按压蜗杆使其脱离接合并抵住潜在端部止挡块，在该处，接合深度显著减小，因此蜗轮的齿负荷增加。
为了防止这种作用，弹簧作用可整合到补偿元件的设计中，然而，其必须仅提供非常小的弹簧变形量，因为补偿运动的主要部分由补偿元件的热膨胀和鼓胀补偿。以这种方式，简单的传统固定轴承也可用于蜗杆，如果蜗杆不必旋转，而是在补偿元件中相应地引导，并可沿蜗杆轴线以对齐方式引导。为了在补偿元件中提供弹簧作用，所述补偿元件可另外经由弹簧连接至例如壳体。补偿元件也可形成多件，其中可设置弹性元件或弹簧元件，例如，在两个相邻件之间，或者在两个端部中的一个上。
在以下说明中使用的名称，诸如顶部、底部、左侧、右侧等涉及示范实施方式，但不应以任何方式理解为限制，包括涉及优选实施方式时。
附图说明
以下使用附图更详细地说明本发明。以下示出：
图1示出发明的齿轮箱装置的第一示范实施方式；
图2示出第一示范实施方式的分解图；
图3示出发明的补偿元件的多个视图；
图4示出发明的齿轮箱装置的第二示例；
图5示出第二示范实施方式的分解图；
图6示出蜗杆引导件；
图7示出发明的齿轮箱装置的第三示例；
图8示出发明的齿轮箱装置第三示范实施方式中各个部件的视图；
图9示出蜗杆齿轮箱的示意表示。
具体实施方式
图1示出例如机电动力转向系统中以蜗杆齿轮箱形式的发明装置1，具有蜗轮2、蜗杆4和齿轮箱壳体6。蜗杆4具有蜗杆齿8，其接合在蜗轮2的齿10之间，并且蜗轮2在蜗杆4绕它的旋转轴线14旋转时绕转向轴线12旋转。齿轮箱壳体6的内部包含补偿元件16，其具有后端部分18、前端部分20以及设置在后端部分18与前端部分20之间的中间部分22。补偿元件16的后端部分18形成为套管24，并附装在齿轮箱壳体6的销26上以便枢转，如图2所示。蜗杆4具有在引擎侧的端部28和远离引擎侧的端部30。蜗杆4的蜗杆齿8的范围在引擎侧端部28和远离引擎侧的端部30之间延伸。固定轴承32形成于引擎侧端部28上，其在当前情况下是滚柱轴承。可形成固定轴承32以便于枢转。固定轴承32用锚固元件34以固定方式锚固在齿轮箱壳体6的固定轴承座33中。蜗杆4远离引擎侧的端部30具有浮动轴承36，优选地，形成为滚柱轴承，蜗杆4以旋转方式容纳于浮动轴承中。补偿元件16的前端部分20形成为浮动轴承36的座38。浮动轴承36居于补偿元件16的所述座38的中心，并以抗扭转方式容纳。蜗杆4居于所述座38的中心，并以预定接触压力压在蜗轮2上。
在这个示范实施方式中，蜗轮2具有绕中间部件40设置的链轮41，链轮以抗扭转方式位于中间部件40上。中间部件40形成为塑料环，其以抗扭转方式位于金属轮毂42上，金属轮毂牢固地连接至转向杆(未示出)并接合转向杆，其中转向杆可绕转向轴线12旋转，转向轴线12在转向杆中心沿轴向延伸穿过转向杆。当然，链轮41也可直接设置在金属轮毂上，并以抗扭转方式设置其上。
图2以立体图示出示范装置1的各个组件。在这个示范实施方式中，锚固元件34形成为弹性挡圈；固定轴承32(其支撑蜗杆4以便旋转)以抗扭转方式夹到齿轮箱壳体6的固定轴承座33上。蜗轮2在齿轮箱壳体6中绕转向轴线12旋转设置。中间部件40不必实施为如图1所示的塑料环，而是可形成为例如设置在链轮41与金属轮毂42之间的轮元件43，链轮41以抗扭转方式附装到金属轮毂42上。
称手的轮元件43和链轮41由不同材料制成。例如，轮元件43可由玻璃纤维加强塑料制成，而链轮41由没有玻璃纤维加强的塑料制成。
蜗轮2也可以是单一件，例如，可由单种材料制成，优选玻璃纤维加强塑料。蜗轮2也可由两个部件制成，在这种情况下，其包括由例如金属制成的轮毂，和由例如非玻璃纤维加强塑料制成的链轮。
补偿元件16在其后端部分18具有套管24，在当前示范实施方式中，套管24经由杆44连接至座38。杆44稳定补偿元件16，所以没有扭力在套管24与座38之间产生。
在示出的示范实施方式中，补偿元件16的套管24连接至齿轮箱壳体6的销26以便枢转。壳罩46，设置在齿轮箱壳体6上，保护装置1免受灰尘和污垢影响。
图3示出补偿元件16的三个侧视图。补偿元件16具有后端部分18、连接至后端部分18的中间部分22，和连接至中间部分22的前端部分20。后端部分18连接至套管24成为一整体或者形成为套管24。套管24将补偿元件16连接至齿轮箱壳体6。
补偿元件16的前端部分20的浮动轴承座38以抗扭转方式容纳蜗杆4的浮动轴承36。补偿元件16的中间部分22具有杆44，其使浮动轴承座38与套管24彼此稳定。
补偿元件16具有合适的尺寸并选择成，当蜗轮2由于热波动和/或湿度波动而膨胀时，补偿元件顺应这种膨胀至相同的程度，所以蜗杆4的蜗杆齿8也进一步接合在蜗轮2的齿10之间，特别地，以相同量的压力，因为蜗杆4能通过在远离引擎侧的端部30转向顺应蜗轮2的膨胀。
图4示出蜗杆齿轮箱1的第二示范实施方式。在这个示范实施方式中，蜗轮2可以以多件(例如以两件)实现并具有链轮41，链轮41以抗扭转方式设置在轮元件43上，轮元件43绕金属轮毂42附装至端部，金属轮毂42以抗扭转方式设置在转向杆上。或者，蜗轮2当然也可以设计成三个部分，然后链轮41容纳其中，例如，夹在两个轮元件43之间。在根据图4的示范实施方式中，蜗杆4在蜗杆引导件50的引导管48中以支撑方式引导。浮动轴承36同样以抗扭转方式设置在引导管48中，并容纳蜗杆4远离引擎侧的端部30。
蜗杆引导件50在引擎侧端部28具有引擎侧脚部零件52，脚部零件容纳于固定轴承32中，如图5中看到的。固定轴承32经由锚固元件34(其形成为螺纹环)夹到引擎侧脚部零件52的前端，因此以抗扭转方式容纳于蜗杆引导件50中。
蜗杆引导件50与引擎侧脚部零件52相反的一侧具有尾端件54，其以略微小于引导管48的直径内缩在引导管48上。所述尾端件54容纳于补偿元件16的前端部分20中，因此稳定了蜗杆引导件50在壳体6中相对于蜗轮2的位置。
蜗杆引导件50具有护套表面凹口56，所以蜗轮2的齿10能接合蜗杆4的蜗杆齿8。图5中示出的壳罩46用来保护装置1使其免受灰尘和污垢影响。
图6以侧向俯视图(左侧)、引擎侧脚部零件52的俯视图(中间)和侧向剖面图(右侧)示出蜗杆引导件50。蜗杆引导件50的引导管48是圆筒状，具有护套表面凹口56，所以蜗轮2能接合蜗杆4。引擎侧脚部零件52连接至引导管48或与引导管48整体形成。引擎侧脚部零件52中的螺纹环34将固定轴承32压靠在脚部零件52的挡块上，因此将固定轴承32以抗扭转方式紧固到蜗杆引导件50的脚部零件52上。
最后，图7和8示出发明装置的第三示范实施方式。在这个示范实施方式中，驱动马达58示意地示出，其与蜗杆4引擎侧的端部28接合并驱动蜗杆4。
在这个实施方式中，齿轮箱壳体6以两个部分构建。齿轮箱壳体的一个部分60a具有两个固定轴承座62，又一固定轴承64(优选地，形成为滚柱轴承)以抗扭转方式容纳到固定轴承座中，并以抗扭转方式连接至壳体。转向杆在这两个固定轴承64中绕转向轴线12可旋转地设置。
在壳体的一个部分60a中，蜗轮2在两个固定轴承64之间以绕转向轴线12抗扭转的方式连接至转向杆。
蜗杆4容纳于壳体的另一部分60b中，并在引擎侧端部28以及远离引擎侧的端部30引导在各端的滚柱轴承32、36中。齿轮箱壳体的两个部分60a、60b经由铰链66和共同的铰链开口销68相互连接。壳体的一个部分60a具有紧固装置70a，例如补偿元件16可在开口销72的协助下附装到紧固装置70a上。壳体的另一部分60b具有又一紧固装置70b，当两个壳体部分60a、60b朝向彼此枢转并闭合时，又一紧固装置70b借助于开口销也可连接至补偿元件16。
为了确保补偿元件16能顺应蜗轮2和蜗杆4随温度变化和湿度变化的膨胀运动，在两个壳体部分60a、60b之间必须保持一间隙74。
例如，当蜗轮2和蜗杆4随温度增加膨胀时和/或当蜗轮2由于较高的湿度鼓胀从而在这种情况下膨胀时，间隙74增大，因为补偿元件16顺应所述膨胀运动，因为补偿元件16至少部分由与蜗轮2相同或相似的材料制成，例如塑料，优选玻璃纤维加强的塑料。
另一方面，当环境温度下降时，间隙74变小，因为设置在一个壳体部分60a与另一壳体部分60b之间并将两个壳体部分相互连接的补偿元件16将两个壳体部分相互压靠。如此，所谓的补偿元件16可设置在壳体外部，同时形成两个壳体部分60a、60b的锁定机构。然而，在这两种情况下，应当保证蜗轮2与补偿元件16具有相似的扩张和膨胀系数，间隙74的大小调节成，确保蜗杆4充分转向或屈服于蜗轮2，即，一方面，在蜗轮2与蜗杆4之间没有倾斜发生，另一方面，随着温度和湿度的变化，蜗杆4总是充分接合蜗轮2。
本发明借助于三个优选示范实施方式进行说明，而不是将本发明局限于所述的示范实施方式。各个示范实施方式的特征可自由组合或相互交换，假设具有兼容性。这样，例如，驱动马达58不必仅设置在第三示范实施方式中，而是也可设置在第一和第二示范实施方式中作为驱动元件。在齿轮箱壳体包括两个壳体部分的实施方式中，一部分也不必经由铰链66连接至另一部分。还能够想得到，进一步具有设置在各壳体部分上的紧固装置，其经由例如又一补偿元件16(代替铰链)相互连接，补偿元件16将两个壳体部分60a、60b相互连接。本文描述的装置通常用作机电动力转向系统的一部分。
附图标记列表
1 装置、机电动力转向系统
2 蜗轮
4 蜗杆
6 齿轮箱壳体
8 蜗杆齿
10 齿
12 转向轴线
14 旋转轴线
16 补偿元件
18 后端部分
20 前端部分
22 中间部分
24 套管、第一连接装置
26 销、第二连接装置
28 引擎侧端部
30 远离引擎的端部
32 固定轴承
33 固定轴承座
34 锚固元件、弹性挡圈、螺纹环
36 浮动轴承
38 座、浮动轴承座
40 中间部件、环形轮元件
41 链轮
42 金属轮毂
43 轮元件
44 杆
46 壳罩
48 引导管
50 蜗杆引导件
52 引擎侧脚部零件
54 尾端件
56 护套表面凹口
58 驱动马达
60a 变速箱壳体的一个部分
60b 变速箱壳体的其他部分
62 固定轴承座
64 附加固定轴承
66 铰链
68 铰链开口销
70a、70b 紧固装置
72 开口销
74 间隙

Claims (23)

1.一种用于将螺钉或拧有螺钉的链轮压靠至蜗轮或斜齿轮的装置(1)，具有：
-包含塑料材料并具有齿(10)的蜗轮(2)，所述蜗轮绕转向轴线(12)可旋转地设置并能连接至转向杆，所述转向杆可绕所述转向轴线(12)以抗扭转方式旋转；
-被支撑以便绕旋转轴线(14)旋转的蜗杆(4)，所述蜗杆具有在引擎侧的端部(28)和远离引擎的端部(30)，以及蜗杆齿(8)，所述蜗杆齿接合在所述蜗轮(2)的所述齿(10)之间，使得所述蜗杆(4)绕所述旋转轴线(14)旋转时，所述蜗轮(2)绕所述转向轴线(12)旋转；
-齿轮箱壳体(6，60A，60B)，所述蜗轮(2)和所述蜗杆(4)支撑在其中以便旋转；
-以及补偿元件(16)；
其特征在于：
所述补偿元件(16)具有中间部分(22)，以及后端部分(18)和前端部分(20)，其中所述后端部分(18)连接至所述齿轮箱壳体(6，6A)，并且所述前端部分(20)保持住所述蜗杆(4)远离引擎的端部(30)或者保持住用于容纳所述蜗杆(4)远离引擎的端部(30)的保持器，并且所述补偿元件(16)由由于热波动和/或湿度波动膨胀变化与所述蜗轮(2)的半径膨胀变化偏差不超过20-40％的材料制成，这样所述蜗杆(4)与所述蜗轮(2)之间的接触压力保持不变。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述保持器是管状蜗杆引导件(50)，所述蜗杆(4)容纳在所述蜗杆引导件中并被轴向引导以便轴向旋转，其中所述蜗杆(4)远离引擎的端部(30)被支撑以便在形成为管状的所述蜗杆引导件(50)中旋转。
3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述保持器是绕所述蜗杆(4)远离引擎的端部(30)设置的浮动轴承(36)，其形成为滚柱轴承，所述保持器以可旋转方式保持所述蜗杆(4)。
4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述壳体(60A，60B)形成为两个部分，其中一个部分(60A)可旋转地支撑所述蜗轮(2)，另一部分(60B)可旋转地支撑所述蜗杆(4)和所述保持器。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于：
一个部分(60A)经由铰链(66)连接至另一部分(60B)以便枢转，其中所述一个部分(60A)由塑料制成。
6.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于：
所述另一部分(60B)由金属制成。
7.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于：
所述齿轮箱壳体(6)的一个部分(60A)连接至所述补偿元件(16)的所述后端部分(18)，并且所述齿轮箱壳体(6)的所述另一部分(60B)连接至所述补偿元件(16)的所述前端部分(20)，使得所述蜗杆齿(8)接合在所述蜗轮(2)的所述齿(10)之间。
8.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)与所述齿轮箱壳体(6，60A)或其一部分形成为一个整体。
9.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述蜗轮(2)的内径小于其外径的一半。
10.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述蜗轮(2)由玻璃纤维加强塑料材料制成，或者具有由玻璃纤维加强塑料材料制成的链轮(41)，或者具有由玻璃纤维加强塑料材料制成的轮元件(43)。
11.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述蜗轮具有钢轮毂，所述钢轮毂的直径等于或者大于所述蜗轮的半径，其中形成有没有玻璃纤维加强的链轮。
12.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)由聚合物制成。
13.根据权利要求12所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)由塑料制成。
14.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)经由第一连接装置(24)和第二连接装置(26)连接至所述齿轮箱壳体(6，60A，60B)，其中所述连接装置(24，26)彼此接合使得所述补偿元件(16)附装至所述齿轮箱壳体(6，60A，60B)，以便枢转，其中所述齿轮箱壳体(6，60A)具有所述第二连接装置(26)，所述后端部分(18)具有所述第一连接装置(24)，或者所述后端部分(18)具有所述第二连接装置(26)，所述齿轮箱壳体(6，60A)具有所述第一连接装置(24)，其中，所述第一连接装置(24)是套管(24)，所述第二连接装置(26)是销。
15.根据权利要求14所述的装置(1)，其特征在于：
所述第一连接装置(24)和所述第二连接装置(26)设置成当所述补偿元件(16)连接至所述齿轮箱壳体(6，60A，60B)时关于所述转向轴线(12)为固定方向且为固定距离。
16.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述齿轮箱壳体(6，60A)具有固定轴承(32)，其形成为滚柱轴承，所述蜗杆(4)的引擎侧端部(28)容纳在所述固定轴承中，其中所述固定轴承(32)形成为便于枢转的。
17.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：
所述齿轮箱壳体(6，60A)具有至少一个固定轴承(64)，其形成为滚柱轴承，所述转向杆容纳其中以便枢转。
18.根据权利要求1所述的装置(1)，具有驱动马达(58)，其在所述蜗杆(4)的引擎侧端部(28)驱动所述蜗杆(4)。
19.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于：
所述另一部分(60B)由铝制成。
20.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征在于：
所述钢轮毂的直径大于所述蜗轮的直径的四分之三。
21.根据权利要求12所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)由聚酰胺制成。
22.根据权利要求21所述的装置(1)，其特征在于：
所述补偿元件(16)由玻璃纤维加强聚酰胺制成。
23.一种机电动力转向系统，具有根据前述任一权利要求所述的装置(1)。
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