CN111433109A - 转向传动机构和用于装配用于机动车的转向传动机构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的转向传动机构（1），其中，轴套（26）压入到蜗轮（24）的同心开口（24a）中，其中转向小齿轮（14）接入到轴套（26）中，并且其中所述轴套（26）构造用于将由所述蜗轮（24）作用到所述轴套（26）上的转矩（M）传递到所述转向小齿轮（14）上。此外，本发明涉及一种用于装配用于机动车的转向传动机构（1）的方法。

Description

转向传动机构和用于装配用于机动车的转向传动机构的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的转向传动机构。本发明还涉及一种用于装配用于机动车的转向传动机构的方法。

背景技术

在转向装置的领域中，在较小的机动车中越来越多地涉及在转向小齿轮的区域中具有伺服驱动器的机电式伺服转向装置的变型方案。由于较少数量的与成本相关的构件，该变型方案是机电式伺服转向装置的最有利的变型方案。

如在大多数技术产品中那样，在此也发生利益冲突。组块（Package）、即转向装置所占据的结构空间的形状和大小是一个重要的标准。因为在上述机电式伺服转向装置中，伺服驱动器直接布置在转向小齿轮上，所以所述转向小齿轮也能够仅围绕小齿轮的轴线旋转。

如果将伺服驱动器放置在转向小齿轮的上端部处，即转向轴输出端的一侧上，那么从装配和力流的角度来看是有利的。因为伺服驱动器在此位于转向壳体的上侧上，所以该伺服驱动器然而位于驾驶员的脚部空间附近。基于这一方面，为此过渡到将伺服驱动器布置在转向壳体的下侧上。然而，由此在装配和产品设计中产生缺点。这种缺点首先是由于作为伺服驱动器的输出装置的蜗轮不能像迄今那样与转向小齿轮预装配，而是必须在转向壳体中与转向小齿轮接合在一起。

此外，转向小齿轮不能如在其它机电式伺服转向装置中那样移动穿过齿条的齿部，因为在此用于蜗轮的法兰处于路径中。

DE 10 2011 080 979 A1公开了一种尤其用于转向辅助装置的力传递组件，其包括旋转的驱动马达、能够通过驱动马达的转子轴驱动的驱动蜗杆、第一小齿轮轴、第二小齿轮轴以及具有彼此对置并且彼此平行地布置的第一齿排（Zahnreihe）和第二齿排的双重齿部元件，在所述第一小齿轮轴上布置有第一小齿轮和第一蜗轮，在所述第二小齿轮轴上布置有第二小齿轮和第二蜗轮，其中第一小齿轮嵌入到第一齿排中并且第二小齿轮嵌入到第二齿排中，其中第一蜗轮和第二蜗轮在对置的一侧上嵌入到驱动蜗杆中，其中小齿轮轴中的一根小齿轮轴在朝向驱动蜗杆的方向上可运动地得到支承并且被加载以力，并且转子轴保持在蜗轮之间。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种改进的转向传动机构以及一种改进的用于装配转向传动机构的方法，所述转向传动机构和方法能够实现转向传动机构的部件彼此间的简化的装配以及改进的精确性。

该任务利用一种具有权利要求1的特征的用于机动车的转向传动机构来实现。此外，该任务利用一种具有权利要求11的特征的用于装配用于机动车的转向传动机构的方法来实现。

本发明提供一种用于机动车的转向传动机构，所述转向传动机构具有转向传动机构壳体和能够与转向轴耦联的转向小齿轮，所述转向小齿轮插入到转向传动机构壳体中并且与齿条处于接合之中，所述转向传动机构还具有伺服驱动器，所述伺服驱动器用于提供到转向小齿轮上的转向辅助力，其中伺服驱动器具有由电动马达驱动的蜗杆和与蜗杆处于接合之中的蜗轮，其中轴套压入到蜗轮的同心开口中，其中转向小齿轮接入到轴套中，并且其中轴套构造用于将由蜗轮作用到轴套上的转矩传递到转向小齿轮上。

此外，本发明提供一种用于装配用于机动车的转向传动机构的方法。该方法包括通过提供蜗轮和轴套来装配预装配构件组，其中蜗轮在内圆周上压紧到轴套的外圆周上，其中在轴套的外圆周上布置有公差环，公差环被构造用于在轴套和蜗轮之间建立力流。此外，该方法还包括将用于支承转向小齿轮的固定轴承压入到转向传动机构壳体中。

该方法还包括借助于固定在转向小齿轮上轴向端部区段上的牵引机构将转向小齿轮拉入到转向传动机构壳体中。该方法还包括将构造在蜗轮的外圆周上的齿部和与伺服驱动器耦联的蜗杆置于接合之中。该方法还包括将预装配构件组在轴套的内圆周上压入到被拉入到转向传动机构壳体中的转向小齿轮上。

本发明的构思在于，由于设置压入到蜗轮的同心开口中的轴套，并且此外，转向小齿轮接入到轴套中，将从蜗轮作用到轴套上的转矩传递到转向小齿轮上。通过设置轴套，例如可以补偿转向小齿轮与蜗轮之间的径向间距。通过跨接径向间距，一方面能够将转向小齿轮在蜗轮的区域中这样细长地实现（umsetzen），使得转向小齿轮能够以常规的方式装配，其中小齿轮移动穿过齿条的齿部。另一方面，蜗轮的支座可以被设计成使得公差环可以被安装。此外，轴套实现蜗轮相对于转向小齿轮的精确的轴向和径向定位，由此又可以实现蜗轮的齿部的精确定位，所述齿部嵌入到与伺服驱动器连接的蜗杆中。

此外，由此能够确保从蜗轮到转向小齿轮上的无间隙的力传递和力矩传递。此外，装配方法提供的优点是，为了装配仅需要小的装配力。

有利的实施方式和改进方案由从属权利要求以及由参照附图的描述得出。

根据另一种优选的改进方案规定，转向小齿轮具有能够与转向轴连接的第一轴向端部区段和第二轴向端部区段，在该第二轴向端部区段上轴套固定在转向小齿轮上，其中在转向小齿轮的外圆周上至少区段式地构造有锯齿部（Kerbverzahnung），并且其中在轴套的内圆周上构造有锯齿部，所述锯齿部为了在轴套和转向小齿轮之间传递转矩而与转向小齿轮的锯齿部处于接合之中。通过在转向小齿轮的外圆周上以及在轴套的内圆周上设置锯齿部，转向小齿轮能够容易且精确地布置在轴套中并且相对于该轴套定位，其中，相应的锯齿部实现可靠的力传递。

根据另一种优选的改进方案规定，轴套构造用于跨接蜗轮和转向小齿轮之间的直径差，其中转向小齿轮的锯齿部构造用于在轴套和转向小齿轮之间无间隙地传递转矩。在此，轴套可以有利地以如下方式匹配于蜗轮的相应的尺寸，从而可以进行蜗轮与转向小齿轮之间的有效的直径补偿，由此可以实现转向小齿轮与轴套之间的无间隙的转矩传递。通过跨接径向间距，一方面能够将转向小齿轮在蜗轮的区域中这样细长地实现，使得转向小齿轮能够以常规的方式装配，其中小齿轮移动穿过齿条的齿部。另一方面，蜗轮的支座可以被设计成使得可以安装公差环。

根据另一种优选的改进方案规定，通过构造具有纵向凸度（Längsballigkeit）的转向小齿轮的锯齿部来提供轴套的锯齿部和转向小齿轮的锯齿部之间的无间隙，其中，轴套的锯齿部和转向小齿轮的锯齿部具有过盈配合，并且其中，转向小齿轮的锯齿部在轴向端部区段中的一个处相对于转向小齿轮的径向轴线具有预先给定的倾斜角。具有纵向凸度的转向小齿轮的锯齿部的设置以有利的方式确保了转向小齿轮的和轴套的锯齿部的过盈配合，以便提供小齿轮和轴套之间的无间隙。

根据另一种优选的改进方案规定，轴套在外表面处具有用于容纳滑动离合器（Rutschkupplung）的第一支座和用于容纳蜗轮的同心开口的内圆周的第二支座，其中，第一支座具有第一直径并且第二支座具有第二直径，其中，第一直径小于第二直径，其中，第二支座从构造在轴套的第一轴向端部区段上的径向凸起延伸直至轴套的第二轴向端部区段，并且其中，第一支座在轴套的轴向方向上构造在第二支座之内。

设置在轴套的第一轴向端部区段上的径向凸起以有利的方式引起，在将蜗轮压紧到轴套上时使得径向凸起作为止挡起作用。此外，滑动离合器以有利的方式接入到直径较小的支座中，由此可以在轴套和蜗轮之间提供有效的滑动离合器，以便在出现非常高的转矩的情况下提供用于蜗轮和与之连接的转向传动机构的部件的过载保护装置。

根据另一种优选的改进方案规定，轴套的径向凸起与插入到转向传动机构壳体中的固定轴承相邻地布置，其中，轴套的径向凸起形成用于压紧到轴套上的蜗轮的平面止挡。因此，将轴套与固定轴承相邻或与固定轴承贴靠的布置，以有利的方式实现了轴套在转向传动机构壳体中的轴向固定，由此轴套因此能够以有利的方式提供用于压紧到轴套上的蜗轮的轴向的平面止挡。

根据另一种优选的改进方案规定，在蜗轮和轴套之间设置有压入到轴套的第一支座中的滑动离合器以用于构成转向小齿轮的过载保护装置，其中，滑动离合器通过公差环构成。滑动离合器因此可以以有利的方式以结构上简单的手段实现并且根据相应的要求在从蜗轮到转向小齿轮的最大力传递方面进行测量或构造。

根据另一种优选的改进方案规定，蜗轮相对于转向小齿轮通过在转向小齿轮上构造的定心区段定位，其中第一定心区段沿转向小齿轮的轴向方向布置在锯齿部之前，并且第二定心区段沿转向小齿轮的轴向方向布置在锯齿部之后，并且其中第一定心区段和第二定心区段具有相同的直径。通过在锯齿部之前和之后设置相应的定心区段，轴套进而同样被压紧到轴套上的蜗轮能够精确地相对于转向小齿轮的锯齿部进而同样相对于蜗杆定位。

根据另一种优选的改进方案规定，在转向小齿轮的第二轴向端部区段上构造有螺纹，紧固螺母（Sicherungsmutter）旋拧到所述螺纹上，其中轴套构造成在紧固螺母和固定轴承之间的间隔件以用于将固定轴承轴向紧固在转向小齿轮上，其中轴套构造用于将固定轴承的在转向小齿轮运动时产生的轴向力传递到紧固螺母上，并且其中布置在转向小齿轮的第二轴向端部区段上的螺纹构造用于支撑轴套的切向力和轴向力。基于此，轴套在第一轴向端部区段上贴靠在固定轴承上并且在第二轴向端部区段上贴靠在紧固螺母上，能够将相应的轴向力和切向力作用支撑到轴套上。

根据另一种优选的改进方案规定，转向小齿轮的轴承座具有比转向小齿轮的锯齿部的齿顶圆更大的直径，并且其中，转向小齿轮的另一构造在齿条的区域中的齿部的齿顶圆直径、优选同样齿根圆直径大于转向小齿轮的轴承座。通过转向小齿轮的直径相对于转向小齿轮的轴承座的直径的这种构造，能够以有利的方式确保，转向小齿轮以其齿部贴靠在轴承座上，使得轴承座形成用于转向传动机构壳体中的转向小齿轮的有效止挡。通过借助于紧固螺母将转向小齿轮附加地轴向固定在轴向端部区段上，因此转向小齿轮能够不仅轴向而且径向可靠地固定在转向传动机构壳体中。

所描述的设计方案和改进方案可以任意地相互组合。

本发明的其他可能的设计方案、改进方案和实施方案也包括本发明的前面或者下面关于实施例所描述的特征的未明确提到的组合。

附图说明

附图应当促成对本发明的实施方式的进一步理解。附图阐明了实施方式并且与说明书相结合用于解释本发明的原理和方案。

其它的实施方式和所提到的优点中的许多优点关于附图来产生。附图的所示元件不一定相互按比例示出。

其中示出：

图1示出根据本发明的一种优选的实施方式的用于机动车的转向传动机构的横截面视图；

图2示出根据本发明的优选的实施方式的转向小齿轮的示意图；

图3示出了根据本发明的优选的实施方式的轴套的示意图；并且

图4示出根据本发明的优选的实施方式的、用于装配用于机动车的转向传动机构的方法的流程图。

在附图的图示中，只要没有相反地说明，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件、构件或者部件。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一种优选的实施方式的用于机动车的转向传动机构的横截面视图。

用于机动车的转向传动机构1具有转向传动机构壳体10和可与转向轴12耦联的转向小齿轮14。转向小齿轮14插入到转向传动机构壳体10中并且与齿条16处于接合之中。

转向传动机构1此外具有伺服驱动器18，所述伺服驱动器用于提供到转向小齿轮14上的转向辅助力。伺服驱动器18具有由电动马达20驱动的蜗杆22和蜗轮24。蜗轮24与蜗杆22处于接合之中。此外，转向传动机构1具有轴套26。轴套26在轴套26的外圆周的区域中被压入到蜗轮24的同心开口24a中。此外，转向小齿轮14接入到轴套26中。轴套26还构造用于将从蜗轮24作用到轴套26上的转矩M传递到转向小齿轮14上。

转向小齿轮14具有第一轴向端部区段14a和第二轴向端部区段14b。第一轴向端部区段14a能够与转向轴12连接。在第二轴向端部区段14b上，轴套26固定在转向小齿轮14。在转向小齿轮14的外圆周14c上区段式地构造有锯齿部14d。在轴套26的内圆周26a上同样构造有锯齿部26b。为了在轴套26和转向小齿轮14之间传递转矩，锯齿部26b与转向小齿轮14的锯齿部14d处于接合之中。

轴套26还构造用于跨接蜗轮24和转向小齿轮14之间的直径差，其中，转向小齿轮14的锯齿部14d构造用于在轴套26和转向小齿轮14之间无间隙地传递转矩。

轴套26的径向凸起30与插入到转向传动机构壳体10中的固定轴承32相邻地布置。由此，轴套26的径向凸起30形成用于压紧到轴套上的蜗轮24的平面止挡34。

在蜗轮24和轴套26之间设置有压入到轴套26的第一支座26d中的滑动离合器28以用于构成转向小齿轮14的过载保护装置。滑动离合器28优选通过公差环构成。作为替代方案，滑动离合器可以以其它合适的方式和方法通过相应成形的金属板来布置。

在转向小齿轮14的第二轴向端部区段14b上构造有螺纹35，紧固螺母36旋拧到所述螺纹上。因此，轴套被构造为在紧固螺母36和固定轴承32之间的间隔件以用于将固定轴承32轴向固在小齿轮14上。此外，轴套26构造用于将固定轴承32的在转向小齿轮运动时产生的轴向力传递到紧固螺母36上，并且其中布置在转向小齿轮14的第二轴向端部区段14b上的螺纹35构造用于支撑轴套26的切向力和轴向力。

转向小齿轮14的轴承座14i优选具有比转向小齿轮14的锯齿部14d的齿顶圆D6更大的直径D3。转向小齿轮14的另一个构造在齿条16的区域中的齿部14j的齿顶圆直径D4、优选同样齿根圆直径D5优选大于转向小齿轮14的轴承座14i。

图2示出根据本发明的优选的实施方式的转向小齿轮的示意图。

轴套的锯齿部和转向小齿轮14的锯齿部14d之间的无间隙能够以有利的方式通过构造具有纵向凸度的转向小齿轮14的锯齿部14d来提供。轴套的锯齿部和转向小齿轮14的锯齿部14d有利地具有过盈配合。此外，转向小齿轮14的锯齿部14d在轴向端部区段14e、14f中的一个上相对于转向小齿轮14的径向轴线R具有预先给定的倾斜角。

因此，蜗轮（图2中未示出）能够通过构造在转向小齿轮14上的定心区段14g、14h相对于转向小齿轮14定位。第一定心区段14g沿转向小齿轮14的轴向方向A布置在锯齿部14d之前，并且第二定心区段14h沿转向小齿轮14的轴向方向A布置在锯齿部14d之后。此外，第一定心区段14g和第二定心区段14h具有相同的直径。

图3示出了根据本发明的优选的实施方式的轴套的示意图。

轴套26在外表面26c上具有用于容纳滑动离合器（图3中未示出）的第一支座26d和用于容纳蜗轮（图3中未示出）的同心开口的内圆周的第二支座26e。

第一支座26d具有第一直径D1，并且第二支座26e具有第二直径D2。第一直径D1优选小于第二直径D2，其中第二支座26e从构造在轴套26的第一轴向端部区段26f上的径向凸起延伸到轴套26的第二轴向端部区段26g。此外，第一支座26d在轴套26的轴向方向A上构造在第二支座26e的内部。

图4示出根据本发明的优选的实施方式的、用于装配用于机动车的转向传动机构的方法的流程图。

用于装配用于机动车的转向传动机构的方法包括通过提供蜗轮和轴套来进行预装配构件组的装配S1，其中蜗轮在内圆周上被压紧到轴套的外圆周上。

此外，该方法还包括将用于支承转向小齿轮的固定轴承压入S2到转向传动机构壳体中。

该方法还包括借助于固定在转向小齿轮的轴向端部区段上的牵引机构将转向小齿轮拉入S3到转向传动机构壳体中。

该方法还包括将构造在蜗轮的外圆周上的齿部和与伺服驱动器耦联的蜗杆置于S4接合之中。

此外，该方法包括将预装配构件组在轴套的内圆周上压入S5到拉入到转向传动机构壳体中的转向小齿轮上。

虽然本发明借助优选的实施例在上面被描述，但是本发明不局限于此，而是可以以多种方式和方法被修改。特别地，本发明可以以各种各样的方式被改变或修改，而不偏离本发明的核心。

例如，用于机动车的转向传动机构的部件的形状、尺寸和/或性质可以变化。

Claims (11)

1.一种用于机动车的转向传动机构（1），该转向传动机构具有转向传动机构壳体（10）和能够与转向轴（12）耦联的转向小齿轮（14），所述转向小齿轮插入到所述转向传动机构壳体（10）中并且与齿条（16）处于接合之中；该转向传动机构还具有伺服驱动器（18），所述伺服驱动器用于提供到所述转向小齿轮（14）上的转向辅助力，其中所述伺服驱动器（18）具有由电动马达（20）驱动的蜗杆（22）和蜗轮（24），所述蜗轮与所述蜗杆（22）处于接合之中，其特征在于，轴套（26）压入到所述蜗轮（24）的同心开口（24a）中，其中所述转向小齿轮（14）接入到所述轴套（26）中，并且其中所述轴套（26）构造用于将由所述蜗轮（24）作用到所述轴套（26）上的转矩（M）传递到所述转向小齿轮（14）上。

2.根据权利要求1所述的转向传动机构，其特征在于，所述转向小齿轮（14）具有能够与转向轴（12）连接的第一轴向端部区段（14a）和第二轴向端部区段（14b），在所述第二轴向端部区段上，所述轴套（26）固定在所述转向小齿轮（14）上，其中在所述转向小齿轮（14）的外圆周（14c）上至少区段式地构造有锯齿部（14d），并且其中在所述轴套（26）的内圆周（26a）上构造有锯齿部（26b），所述锯齿部为了在所述轴套（26）和转向小齿轮（14）之间传递转矩而与所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）处于接合之中。

3.根据权利要求2所述的转向传动机构，其特征在于，所述轴套（26）构造用于，跨接所述蜗轮（24）和所述转向小齿轮（14）之间的直径差，其中，所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）构造用于在轴套（26）和转向小齿轮（14）之间无间隙地传递转矩（M）。

4.根据权利要求2或3所述的转向传动机构，其特征在于，通过构造具有纵向凸度的转向小齿轮（14）的锯齿部（14d），在所述轴套（26）的锯齿部（26b）和所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）之间提供无间隙，其中，所述轴套（26）的锯齿部（26b）和所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）具有过盈配合，并且其中，所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）在轴向端部区段（14e、14f）上相对于所述转向小齿轮（14）的径向轴线（R）具有预先给定的倾斜角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转向传动机构，其特征在于，所述轴套（26）在外表面（26c）上具有用于容纳滑动离合器（28）的第一支座（26d）和用于容纳蜗轮（24）的同心开口（24a）的内圆周（24a1）的第二支座（26e），其中，所述第一支座（26d）具有第一直径（D1）并且所述第二支座（26e）具有第二直径（D2），其中，第一直径（D1）小于第二直径（D2），其中，所述第二支座（26e）从构造在所述轴套（26）的第一轴向端部区段（26f）上的径向凸起（30）延伸至所述轴套（26）的第二轴向端部区段（26g），并且其中，所述第一支座（26d）沿所述轴套（26）的轴向方向（A）在所述第二支座（26e）内构造。

6.根据权利要求5所述的转向传动机构，其特征在于，所述轴套（26）的径向凸起（30）与插入到所述转向传动机构壳体（10）中的固定轴承（32）相邻地布置，其中，所述轴套（26）的径向凸起（30）形成用于被压紧到所述轴套（26）上的蜗轮（24）的平面止挡（34）。

7.根据权利要求5或6所述的转向传动机构，其特征在于，在所述蜗轮（24）与所述轴套（26）之间设置有压入到所述轴套（26）的第一支座（26d）中的滑动离合器（28）以用于构成所述蜗轮（24）的过载保护装置，其中，所述滑动离合器（28）通过公差环构成。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的转向传动机构，其特征在于，所述蜗轮（24）通过构造在所述转向小齿轮（14）上的定心区段（14g、14h）相对于所述转向小齿轮（14）定位，其中第一定心区段（14g）沿所述转向小齿轮（14）的轴向方向（A）布置在所述锯齿部（14d）之前，并且第二定心区段（14h）沿所述转向小齿轮（14）的轴向方向（A）布置在所述锯齿部（14d）之后，并且其中所述第一定心区段（14g）和所述第二定心区段（14h）具有相同的直径。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的转向传动机构，其特征在于，在所述转向小齿轮（14）的第二轴向端部区段（14b）上构造有螺纹（35），紧固螺母（36）旋拧到所述螺纹上，其中所述轴套（26）构造成所述紧固螺母（36）和所述固定轴承（32）之间的间隔件以用于将所述固定轴承（32）轴向地紧固在所述转向小齿轮（14）上，其中所述轴套（26）构造成，将所述固定轴承（32）的在所述转向小齿轮（14）运动时产生的轴向力传递到所述紧固螺母（36）上，并且其中布置在所述转向小齿轮（14）的第二轴向端部区段（14b）上的螺纹（35）构造用于支撑所述轴套（26）的切向和轴向力。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的转向传动机构，其特征在于，所述转向小齿轮（14）的轴承座（14i）具有比所述转向小齿轮（14）的锯齿部（14d）的齿顶圆（D6）更大的直径（D3），并且其中，所述转向小齿轮（14）的构造在所述齿条（16）的区域中的另一齿部（14j）的齿顶圆直径（D4）、优选同样齿根圆直径（D5）大于所述转向小齿轮（14）的轴承座（14i）。

11.一种用于装配用于机动车的转向传动机构（1）的方法，该方法具有以下步骤：

通过提供蜗轮（24）和轴套（26）来装配（S1）预装配构件组，其中，蜗轮（24）在内圆周上被压紧到轴套（26）的外圆周上；

将用于支承转向小齿轮（14）的固定轴承（32）压入（S2）到转向传动机构壳体（10）中；

借助于固定在转向小齿轮（14）的轴向端部区段上的牵引机构将转向小齿轮（14）拉入（S3）到转向传动机构壳体（10）中；

使构造在所述蜗轮（24）的外圆周（24b）上的齿部（24c）和与伺服驱动器（18）耦联的蜗杆（22）置于（S4）接合之中；和

将预装配构件组在轴套（26）的内圆周（26a）上压入（S5）到拉入到转向传动机构壳体（10）中的转向小齿轮（14）上。

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