CN1091043C - 齿条式转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尤其汽车操纵用的齿条式转向装置，为了补偿加压块与调整螺钉之间的轴向振摆有一个一侧弹簧加载的补偿片，它的上侧设计为球形并啮合在加压块中与之相配的槽内，它的下侧局部弯曲，所以为了补偿齿啮合误差所需的加压块与调整螺钉之间的距离变化，在保持接触的情况下被连续桥接。

Description

齿条式转向装置
本发明涉及按权利要求1前序部分所述尤其用于操纵汽车的齿条式转向装置。
在传统的齿条式转向装置中，通常齿条通过中心压力弹簧和在它们之间的加压块将它的齿持续地压靠在主动齿轮的齿上，以及中心压力弹簧的另一端支承在调整螺钉上或类似于调整螺钉的构件上，这种构件以与借助于螺纹不同的另一种方法保证所要求的距离。
在加压块和调整螺钉设计为平的支承侧之间必须规定一轴向距离，它至少等于加压块行程。在这里，加压块行程是在操纵转向器转向机构期间由于主动齿轮和齿条影响距离的啮合误差总量引起的齿轮与齿条之间距离的变化。
若借助于调整螺钉将加压块间隙调整为小于误差引起的加压块行程，则在操纵转向器转向机构时可能卡死。
另一方面，在汽车方面通常希望有小的加压块间隙，以便在受路面不平的影响时不在齿条式转向装置内产生干扰的敲击噪声。
在通过小齿轮引入转向力时，此外由于来自汽车行驶部分作用在齿条上的复位力以及由于行驶时路面不平引起的冲击，使齿条和加压块由于齿的啮合角被从小齿轮压开，直至加压块贴靠在调整螺钉上。
这种齿条式转向装置例如由DEOS1948612已知。其中，通过方向盘操纵的装在外壳内的转向摆臂轴有一个转向机构主动齿轮，它与齿条啮合，转向摆臂轴间接地通过压力弹簧借助于装在外壳内的滑块被轴承座压在齿条上。轴承座借助圆柱形或球形的导向面支承在滑块上相应的支承面上。作用在滑决上的压力弹簧在外壳内支承在调整螺钉上；为了限制滑块的后让并因而保证齿条与转向机构主动齿轮之间的啮合，滑块的行程可通过限制环调整。
然而已知的齿条式转向装置仍存在缺点，加压块和调整螺钉的轴向振摆会导致加压块歪斜；实际上存在的加压块间隙很难确定；以及，即使加压块间隙小但路面不平仍会导致敲击噪声。虽然这种噪声可通过一个较硬的中心压力弹簧减少，但由此通常使转向器转向机构难以操纵。
本发明的目的是克服这些缺点并创造一种齿条式转向装置，这种转向装置可靠避免不希望的敲击噪声、便于操纵以及加压块不再出现任何歪斜。
通过权利要求1特征部分所述的特征达到上述目的；在从属权利要求中说明了有利的设计。
也就是说，本发明的要点是规定了两个附加零件的布局，即，在加压块与调整螺钉之间设一补偿片和另一方面在补偿片与调整螺钉之间设一偏心弹簧，以及改变了加压块的形状，在这里，补偿片在面朝加压块的那一侧优选地具有球形并贴靠在加压块上与之适配的球窝内。球窝的形状可按功能及负荷的需要设计。
本发明的优点是，借助于补偿片在球窝内可能的转动可以补偿在两个平面内的轴向振摆；以及，所希望的加压块间隙可以简单和确实无疑地确定或可通过调整螺钉调整。
补偿片面朝调整螺钉的那一侧或还有调整螺钉的平面，有一个最多等于二分之一侧面面积并设计为曲线状亦即弯曲的部分。偏心弹簧装在补偿片的孔内，此孔处于平面的不弯曲的亦即平的部分中。偏心弹簧的作用是当调整螺钉与加压块之间的距离增大时使补偿片倾动。因此与加压块的轴向位置无关地始终在加压块与调整螺钉之间形成桥接。换句话说使用可调整的加压块间距取代了通常规定的加压块间隙。
应强调指出，表面弯曲和偏心弹簧的设置也可以规定在调整螺钉上实施而不是在补偿片上。
下面借助于表示有利的实施例的附图进一步说明本发明。其中：
图1  通过按本发明的转向器转向机构的简化剖面图；
图2  球窝可能的设计；
图3  球窝的改型方案；
图4  补偿片背面的改型方法；以及
图5  加压块距离最大时的位置。
在这些图中同样的部分用相同的标号表示，其中标号1表示按本发明设计的齿条式转向装置的齿条，它被中心压力弹簧2及设在它们之间的加压块3朝主动齿轮4的方向加载(图1)。中心压力弹簧2的另一端支承在安装在外壳5内的调整螺钉6上。现在，在加压块与调整螺钉之间设一补偿片7，在补偿片7内制有一个内装偏心弹簧8的偏心孔9，它例如是一个螺旋形压簧。
补偿片7面朝加压块3的上侧设计成曲拱形并例如有一个球形区13，它啮合在加压块3上的一个相应设计的球窝10内。在这里，补偿片的球窝半径11可与球形区半径14有相同的尺寸。但为了补偿球形的加工误差，有利的可以是按图2将球窝半径设计为略大一些，或将其设计为圆锥体12的形状，如图3所示。此外，在采用这种实施例时，接触面直径15的大小有目的地确定了在此系统中加压块与补偿片之间的接触点及其位置。由此还附加地改善了润滑剂的供给。
面朝调整螺钉6的背面，在一个最大等于这一侧二分之一的部分，有一个位于补偿片7上呈曲线形的曲面16。偏心弹簧8用的孔9设在补偿片平的部分内。
装在孔9中的偏心弹簧8，例如是一个压力弹簧，当加压块与调整螺钉之间的距离增加时促使补偿片转动在图5中表示的补偿片转角21并回到图1所示的起始位置。在这种情况下，一方面补偿片7在加压块3的球窝10内转动，另一方面以其弯曲的下侧16在调整螺钉6平的表面18上滚动。在图5中为了便于理解将补偿片的转角21作了夸张的表示。结合实际的值要低得多，所以在两个弹簧2和8的工作方面不会产生任何问题。
图3中用19表示最小加压块距离，以及，在图5中用20表示最大的加压块距离。
若考虑到在路面不平的情况下的承载能力，需要补偿片有超过二分之一面积的平的下侧，则可以如图4所示，曲面区的承载可以由一个平的表面区17进行，并不影响功能。
取代范例中表示的螺旋形压力弹簧8，为了获得补偿片转角21，也可以采用拉簧或弯曲弹簧实现补偿片7的偏转。
根据所提供的位置，曲面16和偏心弹簧8也可以设置在调整螺钉6上而不是在补偿片7上。

Claims (17)

1.具有中心压力弹簧的齿条式转向装置，压力弹簧支承在一个装在外壳内的调整螺钉上并通过加压块将齿条朝主动齿轮方向加力，其特征为：加压块(3)与调整螺钉(6)之间装一个补偿片(7)，它面朝加压块(3)的上侧有一球形区(13)，球形区与制在加压块(3)下侧的一个与之适配的球窝(10)啮合。
2.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：补偿片(7)在其面朝调整螺钉(6)的下侧有一个其中装入弹簧(8)的偏心孔(9)。
3.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：球窝的半径(11)大于补偿片(7)球形区的半径(13)。
4.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：加压块(3)的球窝(10)有圆锥体(12)的形状。
5.按照权利要求1至4所述的齿条式转向装置，其特征为：补偿片(7)面朝调整螺钉(6)的下侧的一部分有凸的曲面(16)。
6.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：孔(9)和偏心弹簧(8)设在补偿片(7)面朝调整弹簧(6)的下侧的平面部分内。
7.按照权利要求5所述的齿条式转向装置，其特征为：凸的曲面(16)有圆弧的形状。
8.按照权利要求5所述的齿条式转向装置，其特征为：凸的曲面(16)有椭圆或双曲线或抛物线的形状。
9.按照权利要求5所述的齿条式转向装置，其特征为：曲面(16)的尺寸沿补偿片(7)下侧的二分之一延伸。
10.按照权利要求5所述的齿条式转向装置，其特征为：补偿片(7)曲面(16)的尺寸缩小一个平的表面区(17)。
11.按照权利要求1至4所述的齿条式转向装置，其特征为：调整螺钉(6)面朝补偿片(7)的上侧有隆凸的曲面(16)。
12.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：孔和偏心弹簧布置在调整螺钉(6)面朝补偿片(7)的表面中平的部分上。
13.按照权利要求12所述的齿条式转向装置，其特征为：曲面(16)有圆弧的形状。
14.按照权利要求12所述的齿条式转向装置，其特征为：曲面(16)有椭圆或双曲线或抛物线的形状。
15.按照权利要求12所述的齿条式转向装置，其特征为：调整螺钉(6)上侧的曲面(16)尺寸缩小一个平的表面区。
16.按照权利要求2，6或12之一所述的齿条式转向装置，其特征为：偏心的弹簧(8)是螺旋形压簧或拉簧或弯曲弹簧。
17.按照权利要求1所述的齿条式转向装置，其特征为：通过将球形区半径(14)的中心与补偿片背面圆弧形曲面(16)中心之间的距离调谐为圆形曲面的半径，实现在加压块距离(19、20)改变时补偿片背面无滑动地在调整螺钉平面上滚动。
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