CN109923024B - 用于简化组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向箱的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向箱的方法，该齿轮齿条转向系统包括连接至转向轴(2)的小齿轮轴(13)，该小齿轮轴包括与齿条(5)接合以枢转转向轮的转向小齿轮(8)，该齿条安装在壳体(10)中从而能够沿着纵向轴线移位，其中，集合布置被容纳在转向装置壳体(10)中；并且其中，齿轮齿条转向系统包括通过减速装置(11)驱动小齿轮轴(13)的电动机(12)，其中，小齿轮轴(13)在转向小齿轮(8)与远离转向轴的端部(13”)之间包括变窄部分(17)，变窄部分(17)的直径小于转向小齿轮(8)的直径，其中，提供了以下方法步骤：将转向小齿轮(13)引入转向装置壳体(10)的为转向小齿轮(13)设置的壳体开口中，具体地，使得小齿轮轴(13)的变窄部分(17)的区域位于待插入的齿条(5)的高度处；将齿条(5)引入转向装置壳体(10)的为齿条(5)设置的壳体开口中，其中，齿条(5)被推过小齿轮轴(13)的变窄部分(17)进入设定点位置中；将小齿轮轴(13)进一步移动到转向装置壳体(10)中直至最终位置，使得齿条(5)的齿状区域(9)与转向小齿轮(8)的齿状部进入接合中。

Description

用于简化组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向箱的方法
技术领域
本发明涉及一种用于组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向装置的方法，并且本发明涉及一种用于机动车辆的齿轮齿条转向系统。
背景技术
一般的齿轮齿条转向系统包括：齿条，齿条在转向装置壳体中以能够线性运动的方式被引导；以及可旋转地安装的转向小齿轮，转向小齿轮与齿条接合。由驾驶员施加至方向盘的转向扭矩通过转向轴传递至转向装置的输入轴。转向装置的输入轴连接至与齿条啮合的转向小齿轮。输入轴和转向小齿轮的旋转通过齿条的齿接合被转换成齿条的线性运动。铰接连接至齿条的是横拉杆，通过该横拉杆以转向角调节转向轮。因此，方向盘的旋转被转换成转向轮的转向运动。在电辅助齿轮齿条转向系统的情况下，提供了伺服电动机，伺服电动机例如通过具有蜗杆和蜗轮的机械减速装置作用在转向小齿轮上并且因此辅助驾驶员进行转向操纵。此处，伺服电动机布置在输入轴与转向小齿轮之间。然而，可以证明这种布置是不利的，因为转向小齿轮和齿条只能困难地进行操作连接。
发明内容
因此，本发明的目的是说明一种用于组装用于机动车辆的齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向装置的简化方法。
因此，提供了一种用于组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向装置的方法，其中，该齿轮齿条转向系统包括连接至转向轴的小齿轮轴，该小齿轮轴包括与齿条接合以枢转转向轮的转向小齿轮；并且其中，该齿轮齿条转向系统包括通过减速装置驱动小齿轮轴的电动机，其特征在于，转向轴、带有转向小齿轮的小齿轮轴以及减速装置形成被容纳在转向装置壳体中的集合布置，其中，小齿轮轴在转向小齿轮与远离转向轴的端部之间包括变窄部分，变窄部分的直径小于转向小齿轮的直径，其中，提供了以下方法步骤：
a)将转向小齿轮引入转向装置壳体的为该转向小齿轮设置的壳体开口中，具体地，使得小齿轮轴的变窄部分的区域位于待插入的齿条的高度处；
b)将齿条引入转向装置壳体的为该齿条设置的壳体开口中，其中，齿条被推过小齿轮轴的变窄部分进入设定点位置中；
c)将小齿轮轴进一步移动到转向装置壳体中直至最终位置，使得齿条的装齿区域与转向小齿轮的齿状部进入接合中。
因此，该转向装置特别容易组装，因为小齿轮和齿条能够被相继引入壳体中。该方法还具有以下优点：转向装置壳体能够形成为单件。
如果变窄部分的直径小于转向小齿轮的直径和小齿轮轴的其余部分的直径，则这是优选的；因此能够确保转向齿条能够被推过小齿轮轴。
此外，如果变窄部分直接邻接小齿轮轴上的转向小齿轮，则这是有利的。因此，在步骤a)中已经能够将小齿轮轴很大程度地引入壳体中，并且仅需要在步骤c)中稍微移动小齿轮轴以产生接合。
小齿轮轴优选地以轴承可旋转地安装在转向装置壳体中，其中，变窄部分布置在转向小齿轮与轴承之间。
在优选实施方式中，通过以下方式进行设置：在步骤c)之后，在小齿轮轴的远离转向轴的那个端部处，将减速装置引入转向装置壳体中。因此，减速装置的组装同样特别简单。
还提供了一种用于机动车辆的齿轮齿条转向系统，该齿轮齿条转向系统包括连接至转向轴的小齿轮轴，该小齿轮轴包括与齿条接合以枢转转向轮的转向小齿轮，该齿条安装在壳体中从而能够沿着纵向轴线移位，其中，转向轴、带有转向小齿轮的小齿轮轴以及减速装置形成被容纳在转向装置壳体中的集合布置；并且，该齿轮齿条转向系统具有通过减速装置驱动小齿轮轴的电动机，其中，小齿轮轴在转向小齿轮与远离转向轴的端部之间包括变窄部分，变窄部分的直径小于转向小齿轮的直径，使得，在该齿轮齿条转向装置的组装期间，齿条能够被推入转向装置壳体中，通过小齿轮轴的变窄部分进入最终位置中。如上面已经介绍的，这产生的优点是，转向装置的组装特别简单。
优选地，在转向小齿轮与减速装置之间，小齿轮轴以轴承可旋转地安装在转向装置壳体中。此外，如果小齿轮轴在转向小齿轮与轴承之间包括变窄部分，该变窄部分的直径小于转向小齿轮的直径和轴承的轴承座的直径，则这是优选的；因此确保了齿条能够被推动通过小齿轮轴进入壳体中。变窄部分优选地直接邻接小齿轮轴上的转向小齿轮。在本发明的优选实施方式中，变窄部分的直径小于转向小齿轮的直径和小齿轮轴的其余部分的直径。
在优选实施方式中，电动机和减速装置在远离转向轴的端部处布置在转向装置的下侧。此处，驱动器需要特别小的结构空间。
此外，如果小齿轮轴在其靠近转向轴的端部处连接至扭杆，扭杆将小齿轮轴连接至输入轴，则这是有利的，其中，扭杆是扭矩传感器的一部分，扭矩传感器测定为了启动电动机必须施加至方向盘的转向力矩，其中，减速装置和电动机布置在齿条的相对于扭矩传感器的相反侧上。减速装置和电动机因此设置在小齿轮轴的远离转向轴的那一侧上，并因此位于齿条下方，相对靠近道路，这特别节省空间。
在优选实施方式中，减速装置是蜗杆装置，其中，蜗杆装置的蜗轮同心地围绕小齿轮轴并且共同旋转地连接至小齿轮轴。
转向装置壳体优选地与驱动装置壳体形成为单件，减速装置被容纳在该驱动装置壳体中。通过单件式壳体，可以省略成问题的密封件，并且可以节省重量。
附图说明
下面将在附图的基础上更详细地讨论本发明的优选实施方式。在图中，相同的部件或相同动作的部件将用相同的附图标记表示。在图中：
图1是齿轮齿条转向系统的示意图；
图2是来自图1的转向装置的三维视图；
图3是齿条与转向小齿轮接合的细节图；
图4至图7示出了在组装过程期间各个方法步骤中的齿轮齿条转向系统的纵向截面；以及
图8示出了齿条-双小齿轮转向系统的三维视图。
具体实施方式
图1示意性地示出了机动车辆的齿轮齿条转向系统1。转向轴2用于将由机动车辆的驾驶员在方向盘3处执行的转向运动传递至齿轮齿条转向装置4。齿轮齿条转向装置4将转向轴2的旋转运动转换成齿条5的运动，由此，车辆的铰接在横拉杆6上的轮7执行转向运动。转向轴2的旋转运动通过在齿状区域9中与齿条5啮合的转向小齿轮8被转换成齿条5的平移运动。齿条5以轴向可移动的方式安装在转向装置壳体10中。在齿条5的远离转向轴的那一侧上设置有减速装置11和电伺服电动机12。出于转向辅助的目的，伺服电动机12通过减速装置11作用在转向小齿轮8上。
图2以第二视图示出了在齿条5下方的减速装置11的位置和伺服电动机12位置，即为了位于相对靠近道路70的位置。
图3示出了转向小齿轮8接合到齿条5的齿状区域9中。转向小齿轮8布置在小齿轮轴13上，小齿轮轴13包括靠近转向轴的端部130和远离转向轴的端部1300。
如图7中所示，在齿轮齿条转向装置4的组装状态中，靠近转向轴的端部130连接至扭杆115，扭杆115将小齿轮轴13连接至输入轴113，输入轴113又通过转向轴2共同旋转地连接至方向盘3。以根据方向盘转矩的方式，扭杆115引起输入轴113与小齿轮轴13之间的相对旋转。扭杆115是扭矩传感器114的一部分，扭矩传感器114测定为了启动电动机12必须施加至方向盘3的转向力矩。在转向小齿轮8与远离转向轴的端部1300之间小齿轮轴13以轴承14可旋转地安装在转向装置壳体10中。在远离转向轴的小齿轮轴13的那个端部1300处，设置有减速装置11的蜗轮15，该蜗轮同心地围绕小齿轮轴13并且共同旋转地连接至小齿轮轴13。电伺服电动机(此处未示出)驱动与布置在小齿轮轴13上的蜗轮15啮合的蜗杆轴16。由于蜗杆装置11布置在小齿轮轴13的远离齿轮轴13的那个端部1300处，并且所述蜗杆装置因此布置成位于齿条5与小齿轮8之间的接合部的下方，所以伺服电动机能够同样附接至转向装置4的下侧，这特别节省空间。“下侧”在此处应理解成指的是转向装置4沿道路70的方向指向的那一侧。
在转向小齿轮8与轴承14之间，小齿轮轴13包括变窄部分17，变窄部分17的直径小于转向小齿轮8的直径和轴承14的轴承座140的直径。变窄部分17的直径还小于小齿轮轴13的其余部分的直径。变窄部分17优选地直接邻接转向小齿轮8。
图4至图7以多个步骤示出了齿轮齿条转向装置4的组装。在第一步骤中，将带有扭杆115和转向小齿轮13的输入轴113推入转向装置壳体10的为输入轴113设置的壳体开口中，具体地，将所述输入轴113推动到使得小齿轮轴的变窄部分的区域位于待插入的齿条5的高度处并且使得小齿轮轴13的远离转向轴的那个端部1300被轴承14包围的程度。在第二步骤中，将齿条5推入相应地为齿条5设置的壳体开口中。能够将齿条5推过小齿轮轴13的变窄部分17进入设定点位置中。随后将小齿轮轴13向下推动，进一步推入转向装置壳体10中，直至末端位置，使得齿条5的齿状区域9与转向小齿轮8的齿状部进入接合中。轴承14因此位于小齿轮轴13的轴承座140上，并且蜗轮15能够紧固至小齿轮轴13的远离转向轴的那个端部1300。因此，齿轮齿条机构能够特别容易地组装在转向装置壳体10中。在已经组装转向装置之后，将蜗杆16引入驱动装置壳体的为蜗杆16设置的开口中。随后，轴承14布置在小齿轮轴13的轴承座140上，并且蜗轮15共同旋转地紧固在小齿轮轴13上。扭矩传感器114随后从上方插入转向装置壳体10中。
转向装置壳体10优选地与驱动装置壳体形成为单件并且由铝或镁制成，减速装置被容纳在该驱动装置壳体中。作为单件的设计具有以下优点：驱动装置壳体相对于转向装置壳体的密封点被消除。此外，能够特别成本有效地制造单件式壳体，并且单件式壳体带来了显著的重量节省。
还可以进行设置，从而将减速装置布置在齿条上方，或者如常规设置的那样将减速装置布置在小齿轮8的靠近转向轴的那一侧上，其中，伺服电动机常规地布置在输入轴与转向小齿轮之间。
如图8中所示，还可以通过以下方式进行设置：在装置壳体10中，齿条5与第二小齿轮轴30的第二小齿轮80啮合。

Claims (10)

1.一种用于组装齿轮齿条转向系统的齿轮齿条转向装置的方法，所述齿轮齿条转向系统包括小齿轮轴(13)，所述小齿轮轴(13)连接至转向轴(2)，所述小齿轮轴包括转向小齿轮(8)，所述转向小齿轮(8)与齿条(5)接合以枢转转向轮(7)；并且其中，所述齿轮齿条转向系统包括电动机(12)，所述电动机(12)通过减速装置(11)驱动所述小齿轮轴(13)，其特征在于，所述转向轴(2)、带有所述转向小齿轮(8)的所述小齿轮轴(13)以及所述减速装置(11)形成被容纳在转向装置壳体(10)中的集合布置，其中，所述小齿轮轴(13)在所述转向小齿轮(8)与远离所述转向轴的端部(1300)之间包括变窄部分(17)，所述变窄部分(17)的直径小于所述转向小齿轮(8)的直径，其中，提供了以下方法步骤：
a)将所述转向小齿轮(8 )引入所述转向装置壳体(10)的为所述转向小齿轮(8 )设置的壳体开口中，具体地，使得所述小齿轮轴(13)的所述变窄部分(17)的区域位于待插入的所述齿条(5)的高度处；
b)将所述齿条(5)引入所述转向装置壳体(10)的为所述齿条(5)设置的壳体开口中，其中，所述齿条(5)被推过所述小齿轮轴(13)的所述变窄部分(17)进入设定点位置中；
c)将所述小齿轮轴(13)进一步移动到所述转向装置壳体(10)中直至最终位置，使得所述齿条(5)的齿状区域(9)与所述转向小齿轮(8)的齿状部进入接合中。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述变窄部分(17)的直径小于所述小齿轮轴(13)的其余部分的直径。
3.如前述权利要求中的任一项中所述的方法，其特征在于，在步骤c)之后，在所述小齿轮轴(13)的远离所述转向轴的那个端部(1300)处，将所述减速装置(11)引入所述转向装置壳体(10)中。
4.一种用于机动车辆的齿轮齿条转向系统，所述齿轮齿条转向系统包括小齿轮轴(13)，所述小齿轮轴(13)连接至转向轴(2)，所述小齿轮轴包括转向小齿轮(8)，所述转向小齿轮(8)与齿条(5)接合以枢转转向轮(7)，所述齿条安装在壳体(10)中从而能够沿着纵向轴线移位；并且所述齿轮齿条转向系统具有电动机(12)，所述电动机(12)通过减速装置(11)驱动所述小齿轮轴(13)，其特征在于，所述转向轴(2)、带有所述转向小齿轮(8)的所述小齿轮轴(13)以及所述减速装置(11)形成被容纳在转向装置壳体(10)中的集合布置，其中，所述小齿轮轴(13)在所述转向小齿轮(8)与远离所述转向轴的端部(1300)之间包括变窄部分(17)，所述变窄部分(17)的直径小于所述转向小齿轮(8)的直径，使得，在齿轮齿条转向装置(4)的组装期间，所述齿条(5)能够被推入所述转向装置壳体(10)中，通过所述小齿轮轴(13)的所述变窄部分(17)进入最终位置中；在所述转向小齿轮(8)与所述减速装置(11)之间，所述小齿轮轴(13)以轴承(14)能够旋转地安装在所述转向装置壳体(10)中；所述小齿轮轴(13)在所述转向小齿轮(8)与所述轴承(14)之间包括所述变窄部分(17)，所述变窄部分(17)的直径小于所述转向小齿轮(8)的直径和所述轴承(14)的轴承座(140)的直径。
5.如权利要求4所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述变窄部分(17)直接邻接所述小齿轮轴(13)上的所述转向小齿轮(8)。
6.如权利要求4中所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述变窄部分(17)的直径小于所述小齿轮轴(13)的其余部分的直径。
7.如权利要求4至6中的任一项中所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述电动机(12 )和所述减速装置(11)布置在远离所述转向轴的所述端部(1300)处的所述转向装置(4)的下侧。
8.如权利要求4至6中的任一项中所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述小齿轮轴(13)在其靠近所述转向轴的端部(130)处连接至扭杆(115)，所述扭杆(115)将所述小齿轮轴(13)连接至输入轴(113)，其中，所述扭杆(115)是扭矩传感器(114)的一部分，所述扭矩传感器(114)测定为了启动所述电动机(12 )必须施加至方向盘(3)的转向力矩，其中，所述减速装置(11)和所述电动机(12 )布置在所述齿条(5)的相对于所述扭矩传感器(114)的相反侧上。
9.如权利要求4至6中的任一项中所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述减速装置(11)是蜗杆装置，其中，所述蜗杆装置的蜗轮(15)同心地围绕所述小齿轮轴(13)并且共同旋转地连接至所述小齿轮轴(13)。
10.如权利要求4至6中的任一项中所述的齿轮齿条转向系统，其特征在于，所述转向装置壳体(10)与驱动装置壳体形成为单件，所述减速装置(11)被容纳在所述驱动装置壳体中。
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