CN106458251B - 转向传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向传动装置，其包括齿轮(2)、与之啮合的小齿轮轴(3)，该小齿轮轴绕横向于其纵轴线(6)的摆动轴线能摆动地支承，小齿轮轴借助于弹簧元件朝齿轮被加载，该弹簧元件集成到构成摆动轴线(7)的用于小齿轮轴的固定支承件(5)中，并且小齿轮轴沿轴向与摆动轴线间隔距离地支承在浮动支承件(8)中，该浮动支承件确保小齿轮轴的、允许小齿轮轴绕摆动轴线摆动的径向可运动性，浮动支承件包括：支承套，其包括外部件和沿径向相对于外部件能运动地设置的内部件；滚动轴承，其支承在内部件中；和限制内部件的径向可运动性的挡靠元件(24)，关于该挡靠元件的设置用于与内部件接触的挡靠面，该挡靠元件能不同地一次性地定位。

Description

转向传动装置

技术领域

本发明涉及一种转向传动装置，以及尤其是一种用于车辆的助力转向系统的转向传动装置。

背景技术

在大部分机动车中，助力转向系统被构造成，该助力转向系统在转向时产生支持转矩，并且因此转向力矩减小，该转向力矩需要由驾驶员施加到转向柱上，以引起车轮的转向角。

已知的助力转向系统基于如下转向传动装置，该转向传动装置转换液压或电气的驱动装置的驱动功率并且将其传递到转向柱上。这种转向传动装置通常以滚齿传动装置的形式构成，并且尤其构成为螺旋齿轮传动装置或蜗轮蜗杆传动装置，即这种转向传动装置包括齿轮以及与该齿轮啮合的由辅助驱动装置驱动的小齿轮轴，该齿轮直接或间接与转向杆连接。

在这种转向传动装置中的问题是传动装置间隙，由于构件误差、由于构件不同的热膨胀以及由于用于齿轮和小齿轮轴的材料的磨损或下陷过程，在转向传动装置的寿命期间产生该传动装置间隙。尤其在所谓的交替转向中，即在具有交替的转向角的直接彼此相继的转向中，这种传动装置间隙产生不期望的噪音，这种噪音由小齿轮轴和齿轮的齿的彼此对置的齿面的交替贴靠导致。

已知这种传动装置间隙如下消除，即小齿轮轴能绕一条轴线摆动地支承并且借助于一个或多个弹簧元件朝齿轮压紧，该轴线垂直于小齿轮轴的纵轴线延伸并且与小齿轮轴和齿轮的啮合部间隔距离地延伸。小齿轮轴的可摆动性在此集成到两个支承装置之中的一个内，通过所述两个支承装置，小齿轮轴在端侧被支承。该支承装置例如构成为“固定支承件”。在另一个端部的区域中的支承装置于是构成有间隙(所谓的浮动支承件)，以便允许通过摆动运动产生的偏转。固定支承件通常设置在驱动侧，而浮动支承件设置在小齿轮轴的自由端部上。

相应的转向系统例如由WO2011/073089A1已知。在此设定，在固定支承件的区域中接纳小齿轮轴的滚动轴承在外侧支承在两部分式的支承套中。该支承套包括内圈和外圈，该内圈基本上无间隙地接纳滚动轴承，该外圈基本上无间隙地保持在转向传动装置的壳体的孔中，其中，外圈和内圈通过窄的连桥连接，所述连桥在外圈相对于内圈转动时被弹性扭转。所述连桥在此不仅确定摆动轴线，而且所述连桥也用作为弹簧元件，通过所述弹簧元件，小齿轮轴朝齿轮被加载。为此，通过已经扭转的连桥实现摆动圈的装配。

但是也已知，用于将小齿轮轴压紧到齿轮上的所述弹簧元件集成到浮动支承件中，例如这在DE102007055814A1中公开的那样。

为了能够补偿转向传动装置的构件由制造引起的误差以及由于使用转向传动装置而产生的热膨胀和磨损影响或下陷影响，在已知的转向传动装置中必要的是，对于小齿轮轴设置相对大的弹动(Anfederung)并且从而弹簧元件的相对大的预紧。但是这具有如下缺点，即在转向传动装置的新状态中，如果弹动还没有因为补偿磨损和下陷影响而减小，那么使小齿轮轴朝齿轮压紧的力相对大，这与相应大的传动装置摩擦并且从而效率缺点相关。这至少对于如下转向传动装置成立，该转向传动装置不完全耗尽允许误差的总和，并且从而对于该转向传动装置，设定的弹动是超尺寸的。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的在于，提出一种改进的用于机动车的助力转向系统的转向传动装置。尤其要提出一种在新状态中摩擦损耗尽可能小的转向传动装置。

该目的通过一种转向传动装置达到，其包括齿轮、与该齿轮啮合的小齿轮轴，该小齿轮轴绕一条横向于小齿轮轴的纵轴线的摆动轴线能摆动地支承，小齿轮轴借助于弹簧元件朝齿轮被加载，该弹簧元件集成到构成摆动轴线的用于小齿轮轴的固定支承件中，并且小齿轮轴沿轴向与摆动轴线间隔距离地支承在浮动支承件中，该浮动支承件确保小齿轮轴的径向可运动性，该径向可运动性允许小齿轮轴绕摆动轴线摆动，浮动支承件包括：

支承套，该支承套包括外部件和沿径向相对于外部件能运动地设置的内部件；

滚动轴承，该滚动轴承支承在支承套的内部件中；和

限制内部件的径向可运动性的挡靠元件，关于该挡靠元件的设置用于与内部件接触的挡靠面，该挡靠元件能不同地定位，其中，借助于挡靠元件仅确保，在装配转向传动装置时通过弹动实现由误差引起的传动装置间隙的消除，挡靠元件构成为，使得挡靠元件的定位能仅一次性地实现并且紧接着不会再变化。

本发明的构思在于，设置小齿轮轴的相对弱的弹动，该弹动对于补偿传动装置间隙刚好足够大地设计，该传动装置间隙通过转向传动装置的运行由于热膨胀和磨损以及下陷过程而形成，但是该弹动在构件不利的误差中原则上会导致传动装置间隙。为了避免这种由误差引起的传动装置间隙，因此还设置附加的措施，所述措施对于借助于弹动来补偿传动装置间隙起支持作用。

为此，在具有齿轮、与该齿轮啮合的小齿轮轴的同类的转向传动装置中，该小齿轮轴能绕摆动轴线摆动地支承，该摆动轴线横向于并且尤其垂直于小齿轮轴的纵轴线，小齿轮轴借助于弹簧元件朝齿轮被加载，该弹簧元件集成到用于小齿轮轴的固定支承件中，并且小齿轮轴沿轴向与摆动轴线间隔距离地支承在浮动支承件中，该浮动支承件确保小齿轮轴的径向可运动性，该径向可运动性允许小齿轮轴绕摆动轴线摆动，浮动支承件包括优选支承在转向传动装置的壳体中的外部件、尤其是外圈以及沿径向能相对于外部件运动的内部件、尤其是内圈，按本发明设定，设有限制内部件的径向可运动性的挡靠元件，关于设置用于与内部件接触的挡靠面，该挡靠元件能不同地定位。

通过挡靠元件能特定地限制内部件相对于外部件和/或壳体的径向可运动性(与构件的相应误差有关)，使得尽管通过弹簧元件仅仅弱的弹动，在转向传动装置运行时，由于浮动支承件的内部件挡靠在挡靠元件上而避免传动装置间隙。从而具体地讲，借助于弹动，在装配转向传动装置时能够补偿由误差引起的传动装置间隙。为此仅弱的弹动就足够了，因为转向传动装置还没有处于运行中并且此外在趋势上增大传动装置间隙的下陷或摩擦现象还没有出现。通过挡靠元件于是在装配时确保(封闭)转向传动装置的无间隙性，方式为：该挡靠元件贴靠地定位并且固定在内圈上。因此，与不同的处在误差范围中的尺寸无关，相对弱的弹动就足够了，也消除在运行中产生的传动装置间隙。这样能获得的相对弱的弹动导致相应小的传动装置摩擦并且因此导致相应小的摩擦损耗。

因为借助于挡靠元件确保通过弹动实现消除传动装置间隙并且该挡靠元件因此应该用作为对于沿径向方向(关于小齿轮轴的纵轴线)的可运动性的挡靠部，该径向方向相反于小齿轮轴与齿轮的啮合部的方向，优选能设定，挡靠元件设置在小齿轮轴的对置于齿轮与小齿轮轴的啮合部的一侧上。

因为设定，借助于挡靠元件仅确保，在装配转向传动装置时通过弹动实现由误差引起的传动装置间隙的消除，并且因此该挡靠元件事后也不必再在其位置方面进行改变，可以足够的是，挡靠元件这样构成，使得其定位能仅一次性地实现并且紧接着不会再变化。这允许挡靠元件的相对廉价的并且能良好操作的结构。

尤其能设定，挡靠元件包括与内部件接触的接触件以及保持件，该接触件优选在设定的力时基本上不会变形，该保持件将保持元件固定在壳体和/或外部件上。

在此，挡靠元件的不同定位优选能如下实现，即保持件由能硬化的材料尤其是相应的塑料构成。因此，在转向传动装置装配期间，挡靠元件能这样定位，使得该挡靠元件至少无间隙地贴靠在浮动支承件的内部件上并且然后挡靠元件的这个位置通过保持件的材料的硬化被锁定，该位置能导致挡靠元件与尤其浮动支承件的外部件和/或转向传动装置的壳体的材料锁合、力锁合和/或形锁合连接。

保持件的能硬化的材料例如能够这样构成，使得通过温度变化实现硬化并且因此实现热量引入或热量排出。也能设定，用光波例如紫外线或红外线来照射材料，导致期望的硬化。另外也能设定，在装配挡靠元件之前将硬化剂输送至材料，使得在对于装配挡靠元件所提供的时间段内产生硬化。

为了持久地锁定挡靠元件的定位，优选能设定，在挡靠元件与浮动支承件的外部件和/或壳体之间的连接(也)形锁合地构成。这种形锁合的连接在保持件由能硬化的材料构成的情况下可以按简单的方式实现，如果壳体和/或浮动支承件的外部件构成凹陷的话，保持件的材料在未硬化的状态中能进入该凹陷中并且能在这里硬化。这种凹陷例如能以环槽的形式构成。

挡靠元件在不同的位置中能与浮动支承件的外部件和/或壳体连接，该挡靠元件例如也能以螺栓的形式构成，该螺栓能不同程度地拧入外部件的内螺纹和/或壳体的内螺纹中，并且通过自锁和/或通过单独的保持元件例如埋头螺钉锁定在选择的位置中。

铆钉状的挡靠元件的使用也是可能的，该挡靠元件通过压入到外部件的开口中和/或转向传动装置的壳体的开口中能力锁合地固定在不同的位置中。

在按本发明的转向传动装置的一种优选的结构中能设定，固定支承件为了弹簧元件的集成而包括支承套，该支承套具有优选环形的外部件和优选环形的内部件，该内部件设置在外部件中，外部件和内部件为了构成摆动轴线而通过至少一个允许外部件相对于内部件相对转动的连桥进行连接，该连桥能弹性变形地构成，使得该连桥具有扭转弹簧杆的作用。

词语“一个”，尤其是在权利要求中以及在一般性地解释权利要求的说明中，可理解为非限制性的，而不应理解为限制性数字。从而与之相关的元件可以这样理解，所述元件至少一个地存在并且可以多个地存在。

附图说明

下面借助于在附图中描述的实施例详细解释本发明。

附图如下：

图1以纵剖视图的形式显示按本发明的转向传动装置；

图2以俯视图形式显示用在图1的转向传动装置中的固定支承件；

图3显示沿图1的剖面III-III的转向传动装置的横剖视图。

具体实施方式

图1显示用于机动车助力转向装置的按本发明的转向传动装置的一种实施形式的主要组成部分。该转向传动装置包括多件式的壳体1，在该壳体内可旋转地设置齿轮2以及与齿轮2啮合的小齿轮轴3。齿轮2与机动车的转向柱4固定地连接。

小齿轮轴3具有驱动侧端部，该小齿轮轴能通过该端部与未描述的驱动装置(例如电动机)的输出轴连接。在该驱动侧端部的区域中，小齿轮轴3借助于固定支承件5支承在壳体1中。固定支承件5这样构成，使得该固定支承件基本上不允许小齿轮轴3相对于壳体1平移，但是允许绕垂直于小齿轮轴3的纵轴线6定向的摆动轴线7摆动。

这种摆动引起小齿轮轴3的与驱动侧端部对置的自由端部的偏转，该小齿轮轴在这里借助于浮动支承件8支承在壳体1的相应的接纳部中。这种浮动支承件8这样构成，使得允许小齿轮轴3的自由端部的由摆动产生的偏转。

不仅固定支承件5而且浮动支承件8分别包括滚动轴承9、10，小齿轮轴3的相应的部段基本上无间隙地支承在该滚动轴承中。滚动轴承9、10本身相应支承在支承套11、12中，该支承套又基本上无间隙地设置在壳体1的相应的接纳部中。支承套11、12在结构上这样构成，使得所述支承套在固定支承件5的情况下允许小齿轮轴3绕摆动轴线7摆动，并且在浮动支承件8的情况下允许小齿轮轴3的自由端部的偏转。

为此，固定支承件5的支承套11包括以外圈13形式的外部件，外圈例如由弹性钢构成，并且包括以内圈14形式的内部构件，内圈例如同样由弹性钢构成(见图2)。外圈13通过两个连桥15(例如由弹性钢构成)与内圈14连接，这两个连桥15基本上共线地延伸并且因此构成摆动轴线7，内圈14相对于外圈13能绕该摆动轴线7摆动。

在固定支承件5的支承套11的外圈13上，另外在一侧上还构成突起16并且在相反侧上构成凹陷17。它们用于将支承套11并且从而固定支承件5明确地定位在壳体1中。壳体1为此具有相应的对应轮廓。

图3显示在浮动支承件8的区域中转向传动装置的横剖视图。浮动支承件8的支承套12的主要功能在于，由于小齿轮轴3绕在固定支承件5中构成的摆动轴线7摆动，允许该小齿轮轴的自由端部偏转。为此，支承套12同样包括以外圈18形式的外部件以及以内圈19形式的内部件。在一个部段中，内圈19通过活节20与外圈18连接。在活节20的区域中，外圈18的部段和内圈19的部段相互接触，这些部段由弹性体环21包围。通过该结构，(摆动)活节20构成有小的摆动模量，该摆动模量允许内圈19相对于外圈18绕位于活节20的区域的摆动轴线摆动。在这种摆动运动中，外圈18和内圈19在相互接触的部段中相互滑动或滚动，而弹性体环21允许外圈18相对于内圈19相对运动并且附加地保证它们保持在一起。

设定的是，浮动支承件8的支承套12这样集成到转向传动装置的壳体1中，使得小齿轮轴3绕在固定支承件5中构成的摆动轴线7的摆动导致，内圈19相对于外圈18沿支承套12的如下径向轴线22的方向移动，该径向轴线基本上垂直于引导通过活节20的径向轴线定向。相反，沿支承套12的引导通过活节20的径向轴线的方向，外圈18相对于内圈19应尽可能没有可移动性，以尽可能避免在转向传动装置运行时小齿轮轴在齿轮2上相交。这如下实现，即在内圈19与外圈18之间的间距在支承套1的径向对置于活节20的部段中限制到例如0.1mm的相对小的尺寸。这借助于限制元件23实现，该限制元件沿径向可移动地支承在外圈18内。限制元件23具有径向宽度，该径向宽度大于外圈18的径向宽度。因此，限制元件23能使还未装配在壳体1中的支承套12如此程度地朝外移动，即该限制元件23超出外圈18的外表面，如这在图3中描述的，使得在内圈19的外侧与限制元件23之间形成相对大的间距。

该间距在支承套12装配到壳体1中时下降到期望的尺寸，因为然后外圈18的外表面被限制元件23超出由于与壳体1碰撞而不再可能，并且限制元件23因此为了装配必须径向朝内移动。

按本发明设置挡靠元件24用于浮动支承件8，该挡靠元件设置在小齿轮轴3的一侧上，该侧对置于小齿轮轴3与齿轮2的啮合部。挡靠元件24包括与浮动支承件8的支承套12的内圈19接触的接触件25以及能固定在壳体1的接纳开口27内的保持件26。为了允许挡靠元件24与浮动支承件8的支承套12的内圈19接触，支承套的外圈18具有相应的贯通开口28。设定挡靠元件24用于消除由误差引起的传动装置间隙或者确保这种传动装置间隙的消除。为此，挡靠元件24在装配(新的)转向传动装置时这样定位，使得该挡靠元件以在端侧构成的挡靠面31无间隙地贴靠在内圈19上，并且必要时也略微朝内圈19压紧。为此，在多个相同的转向传动装置中，由于构件的由制造和装配引起的误差，挡靠元件24在壳体1的配属的接纳开口27中的不同位置是必需的。挡靠元件24允许在壳体1上固定在所述不同位置中，方式为：该挡靠元件在装配转向传动装置时相应定位在接纳开口27中，挡靠元件24的保持件26的材料还不硬化并且从而能变形。因此，保持件26的材料能进入到以环槽形式的凹陷29中，该凹陷构成在接纳开口27的壁中。通过保持件26的材料的紧接着的硬化，实现挡靠元件24材料锁合并且形锁合地固定在壳体1的接纳开口27中，通过这种固定，挡靠元件24持久地被锁定位置，该硬化例如能通过热量引入、光的照射或者事先掺入的硬化剂以及等待硬化时间来实现。对于小齿轮轴3设置弹动，该弹动如下实现，即小齿轮轴3可摆动地支承并且弹簧加载地朝齿轮2压紧，其中，弹簧加载(如构成摆动轴线7一样)通过固定支承件5的支承套11的连桥15实现，所述连桥由于外圈13相对于内圈14的相对转动而被扭转，并且从而在功能上用作为扭转弹簧杆。通过弹动一方面能确保，每个按本发明的转向传动装置尽管有由误差引起的尺寸误差、形状误差以及位置误差但在新状态中基本上没有传动装置间隙。在装配中于是借助于挡靠元件24锁定这种无间隙性，方式为：该挡靠元件贴靠在浮动支承件8的内圈19上并且固定在接纳开口27中。

另外，小齿轮轴3的弹动实现传动装置间隙的补偿，该传动装置间隙在转向传动装置运行时短期由于构件不同的热膨胀并且长期通过小齿轮轴3和齿轮2的材料的磨损和下陷过程而形成。但是在寿命范围内最大可期待的由运行引起的传动装置间隙是相对小的，尤其与如下传动装置间隙相比较是相对小的，其在构件的允许误差的不利累积中会形成。因此通过借助于挡靠元件24锁定由误差引起的传动装置无间隙性能够允许相对弱地设计弹动。这尤其正面地影响相应较小的传动装置摩擦，尤其是在转向传动装置的新状态中。

浮动支承件8的支承套12的外圈18另外还包括附加挡靠元件30，该附加挡靠元件在图1和3中在小齿轮轴3向上摆动时限制内圈19的运动。该附加挡靠元件30在转向传动装置正常运行时不与内圈19接触。更准确地说，该附加挡靠元件仅仅在转向传动装置运行期间在错误使用情况下通过内圈19的挡靠来支持啮合力，并且因此避免挡靠元件24的过载。

在按本发明的转向传动装置的替选的在附图中未描述的结构中能设定，挡靠元件24接触浮动支承件8的滚动轴承10的外圈，为此，支承套12的内圈19能设有相应的开口。在这种情况中，滚动轴承10的外圈或者整个滚动轴承10都会是按本发明的转向传动装置的内部件。

对此的其他替换方案同样是可能的。于是可能性也在于，壳体1的一个部段设置为外部件，并且小齿轮轴3的一个部段设置为按本发明的转向传动装置的内部件。

附图标记列表

1 壳体

2 齿轮

3 小齿轮轴

4 转向柱

5 固定支承件

6 小齿轮轴的纵轴线

7 摆动轴线

8 浮动支承件

9 固定支承件的滚动轴承

10 浮动支承件的滚动轴承

11 固定支承件的支承套

12 浮动支承件的支承套

13 固定支承件的支承套的外圈

14 固定支承件的支承套的内圈

15 连桥

16 突起

17 凹陷

18 浮动支承件的支承套的外圈

19 浮动支承件的支承套的内圈

20 活节

21 弹性体环

22 径向轴线

23 限制元件

24 挡靠元件

25 接触件

26 保持件

27 接纳开口

28 贯通开口

29 凹陷

30 附加挡靠元件

31 挡靠面

Claims (7)

1.转向传动装置，其包括齿轮(2)、与该齿轮啮合的小齿轮轴(3)，该小齿轮轴绕一条横向于小齿轮轴(3)的纵轴线(6)的摆动轴线(7)能摆动地支承，小齿轮轴(3)借助于弹簧元件朝齿轮(2)被加载，该弹簧元件集成到构成摆动轴线(7)的用于小齿轮轴(3)的固定支承件(5)中，并且小齿轮轴(3)沿轴向与摆动轴线(7)间隔距离地支承在浮动支承件(8)中，该浮动支承件确保小齿轮轴(3)的径向可运动性，该径向可运动性允许小齿轮轴(3)绕摆动轴线(7)摆动，其特征在于，浮动支承件(8)包括：

支承套(12)，该支承套包括外部件和沿径向相对于外部件能运动地设置的内部件；

滚动轴承(10)，该滚动轴承支承在支承套的内部件中；和

限制内部件的径向可运动性的挡靠元件(24)，关于该挡靠元件(24)的设置用于与内部件接触的挡靠面(31)，该挡靠元件能不同地定位，其中，借助于挡靠元件(24)仅确保，在装配转向传动装置时通过弹动实现由误差引起的传动装置间隙的消除，挡靠元件(24)构成为，使得挡靠元件的定位能仅一次性地实现并且紧接着不会再变化。

2.按权利要求1所述的转向传动装置，其特征在于：挡靠元件(24)设置在小齿轮轴(3)的第一侧上，并且齿轮(2)和小齿轮轴(3)的啮合部设置在小齿轮轴(3)的第二侧上，第一侧对置于第二侧。

3.按权利要求1或2所述的转向传动装置，其特征在于：挡靠元件(24)包括与内部件接触的接触件(25)以及使挡靠元件(24)固定在转向传动装置的壳体(1)和/或外部件上的保持件(26)。

4.按权利要求3所述的转向传动装置，其特征在于：保持件由能硬化的材料构成。

5.按权利要求4所述的转向传动装置，其特征在于：保持件在硬化的状态中嵌入到壳体(1)的和/或外部件的凹陷(29)中。

6.按权利要求1或2所述的转向传动装置，其特征在于：挡靠元件(24)具有螺栓，该螺栓能不同程度地拧入外部件的内螺纹和/或转向传动装置的壳体(1)的内螺纹中。

7.按权利要求1或2所述的转向传动装置，其特征在于：挡靠元件(24)包括压入外部件的开口中和/或转向传动装置的壳体(1)的开口中的铆钉。