CN112770956A - 具有支撑在压力件上的联接杆的线控转向式转向传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的线控转向式转向系统(1)的转向传动装置(7)，该转向传动装置(7)具有联接杆(16)，该联接杆(16)支撑在转向传动装置壳体(8)中并且在该联接杆(16)上形成有螺纹主轴(12)，所述螺纹主轴被主轴螺母(11)包围，其中，螺纹主轴和主轴螺母是斜齿轮传动装置(10)的一部分。联接杆(16)可以借助于斜齿轮传动装置(10)沿着纵向轴线(100)移动，并且联接杆(16)借助于压力件(19)沿着纵向轴线(100)以可移动的方式安装在转向传动装置壳体(8)中，其中，压力件(19)具有两个支承元件(20、21)，所述两个支承元件(20、21)沿纵向轴线(100)的周向方向布置在联接杆(16)的相反侧上。

Description

具有支撑在压力件上的联接杆的线控转向式转向传动装置

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于机动车辆的线控转向式转向系统的转向传动装置以及具有权利要求14的前序部分的特征的线控转向式转向系统。

在线控转向式转向系统中，转向轮的位置不直接联接至转向输入装置、例如方向盘。方向盘与转向轮之间经由电信号建立连接。驾驶员的转向请求由转向角度传感器获取，并且转向轮的位置根据驾驶员的转向请求经由转向调节器来控制。

在机电式转向传动装置中，通过齿条及小齿轮转向传动装置与将转向齿条压靠于小齿轮的压力件的协作来提供联接杆的防旋转保护和支承布置。

在公开的专利申请DE 10 2008 043 116 A1中公开了一种其中转向齿条与小齿轮接合的齿条及小齿轮转向传动装置，其中，压力件通过预张紧使转向齿条压靠于小齿轮。为了设定弹簧预张紧，经由调节螺钉设定压力件的游隙。公开的专利申请DE 10 2012 019654 A1公开了一种具有支承衬套的齿条及小齿轮转向传动装置，支承衬套在转向齿条的外周上包围转向齿条，并且支承衬套布置在带齿的区域中。滑动壳体设置在支承壳体的内部，转向齿条支撑在所述滑动壳体上。支承壳体的预张紧经由调节螺钉来实现。

由于取消了线控转向式转向系统中的齿条及小齿轮转向传动装置，因此必须开发一种针对联接杆的支承布置和防旋转保护的新的解决方案。

因此，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的线控转向式转向系统的转向传动装置，该转向传动装置具有针对联接杆的改进的支承和防旋转保护并且该转向传动装置还易于安装。

该目的通过具有权利要求1的特征的用于机动车辆的线控转向式转向系统的转向传动装置和具有权利要求14的特征的线控转向式转向系统来实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中被提及。

相应地，公开了一种用于机动车辆的线控转向式转向系统的转向传动装置，该转向传动装置具有支撑在转向传动装置壳体中的联接杆，其中，联接杆可以沿着纵向轴线移动，并且其中，联接杆借助于压力件沿着纵向轴线以可移动的方式安装在转向传动装置壳体中，其中，压力件具有两个支承元件，所述两个支承元件沿纵向轴线的周向方向布置在联接杆的相反侧上、优选地布置在在直径上相对于联接杆的相反侧上。所述两个支承元件代表联接杆的简单的支承布置。优选地，在联接杆上形成有螺纹主轴，所述螺纹主轴被主轴螺母包围，其中，螺纹主轴和主轴螺母是斜齿轮传动装置的一部分。联接杆优选地不具有齿部。优选地，联接杆具有至少两个滑动表面，所述至少两个滑动表面定位在所述压力件中的相对的滑动表面上。相应地，联接杆也可以构造为转向齿条。

优选地，所述两个支承元件中的至少一个支承元件适于联接杆的非圆形轮廓形状，使得压力件形成防旋转保护。优选地，所述两个支承元件中的一个支承元件构造成在两个前部面上是平坦的或直的，使得形成直筒件。因此，支承元件被设计成使得联接杆通过形状配合连接在旋转上固定并且能够轴向移动。如果所述支承元件中的至少一个支承元件具有位于支承元件与联接杆之间的接触表面上的滑动元件则是有利的。优选地，所述两个支承元件均具有滑动元件。可以设置的是，滑动元件优选地作为套筒在整个圆周部上包围支承元件，或者仅在接触表面上延伸，该接触表面具有比支承元件低的摩擦系数。滑动元件优选为插入膜，该插入膜作为薄的、摩擦减小的层定位在接触表面上。插入膜由PTFE涂覆的滑动的铜制层构成。滑动元件的布置可以由防旋转装置、特别是具有非旋转对称性的防旋转装置预先确定。优选地，支承元件中的一个支承元件与联接杆之间的接触表面被设计成平坦的。滑动元件优选地布置在支承元件的面对联接杆的前部面中的一个前部面上，使得滑动元件不突出超过支承元件。滑动元件优选地作为薄的、摩擦减小的层构造在接触表面上，或者进一步优选地作为插入膜定位在支承元件中。

优选地，滑动元件具有用于润滑油的润滑腔。

在优选实施方式中，滑动元件经由插接式连接以形状配合的方式、进一步优选地以力配合的方式与对应的支承元件连接。为此，滑动元件在面对支承元件的一侧上具有销或不同的凸出结构，该销或不同的凸出结构可以被压入到支承元件的对应的孔中。

有利地，转向传动装置包括与压力件的支承元件抵接的调节装置，其中，支承元件能够借助于调节装置在径向方向上朝向联接杆移动，并且调节装置使支承元件预张紧。因此，可以设定滑动的盘状支承布置的游隙。

优选地，为了接纳压力件，转向传动装置壳体具有在径向方向上延伸的圆顶部，并且转向传动装置壳体在与圆顶部相对的内部面上具有与圆顶部对准的凹部，其中，压力件的第一支承元件位于凹部中，并且压力件的第二支承元件接纳在圆顶部中，更具体地接纳在圆顶状开口中。第一支承元件可以通过圆顶部安装在传动装置壳体中。因此，可以高度简化壳体。第二支承元件的安装以类似于常规的单侧压力件的安装的方式进行，常规的单侧压力件的安装已经从机电式转向系统中已知。凹部优选地构造为盲孔。还可以设想并且可能的是，将第二支承元件构造在连续的开口中，其中，第二支承元件可以借助于调节装置以类似于第一支承元件的方式在联接杆的方向上移动。

优选地，第一支承元件和第二支承元件是大致圆筒形的。

有利设置的是，在联接杆的第一端部区域上构造有斜齿轮传动装置的螺纹主轴，并且该联接杆借助于压力件在与第一端部区域相反的第二端部区域中沿着纵向轴线以可移动的方式安装在转向传动装置壳体中。

优选地，联接杆在第二端部区域中的轮廓是非圆形的，并且在该区域中的轮廓的直径小于联接杆在其余区域中的轮廓的直径。在该定义中，术语“非圆形”是指底表面不是圆形。联接杆在其中布置有压力件的第二端部区域中可以构造为规则的或不规则的多边形和/或构造为多边形或构造为多边形轮廓。

在有利的实施方式中，支承元件中的一个支承元件在接近联接杆的一侧以大致V形的方式构造成对应于联接杆的轮廓，并且因此形成防旋转保护。

优选地，斜齿轮传动装置是滚珠丝杠驱动器。

此外，提供了一种用于机动车辆的线控转向式转向系统，该线控转向式转向系统包括：

-转向传动装置，该转向传动装置作用在转向轮上，

-控制单元，

-反馈致动器，该反馈致动器可以由驾驶员根据针对转向角度的驾驶员请求经由转向输入装置作用，并且该反馈致动器响应于驾驶员请求和机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至转向输入装置，

-用于信号传输的装置，该装置用于将驾驶员请求传输至控制单元，

其中，控制单元控制转向传动装置，以将驾驶员请求转换为转向轮的偏转，并且其中，转向传动装置如上面描述的那样构造。在这种情况下，如果将联接杆连接至用于使机动车辆的轮转向的横拉杆则是有利的。

尽管根据本发明的解决方案优选地用于线控转向式转向系统中，但是可以设想并且有可能的是，可以将该解决方案实施在机电式转向装置中。

在下文中参照附图对本发明的优选实施方式进行更详细地描述。在各图中，相同或具有相同功能的部件用相同的附图标记表示。在附图中：

图1：示出了线控转向式转向系统的示意图，

图2：示出了穿过具有联接杆和滚珠丝杠驱动器的转向传动装置的纵向截面，

图3：示出了用于联接杆的支承布置的压力件的分解图，

图4：示出了穿过压力件的纵向截面，

图5：示出了压力件的第一支承元件的三维视图，以及

图6：示出了压力件的第二支承元件的三维视图。

在图1中示出了线控转向式转向系统1。未示出的旋转角度传感器附接至转向轴2，该旋转角度传感器检测驾驶员通过使转向输入装置3旋转而施加的转向角度，该转向输入装置3在示例中被构造为方向盘。然而，还可以附加地检测转向扭矩。操纵杆可以用作转向输入装置。此外，反馈致动器4附接至转向轴2，该反馈致动器4用于模拟道路60对方向盘3的反馈，并且因此向驾驶员提供与车辆的转向和驾驶行为有关的反馈。驾驶员的转向请求经由转向轴2的由旋转角度传感器测量的旋转角度传输至未示出的反馈致动器监测单元。反馈致动器监测单元将驾驶员的转向请求传输至控制单元。反馈致动器监测单元优选地还控制反馈致动器4。反馈致动器监测单元也可以与控制单元一体地构造。控制单元根据旋转角度传感器的信号以及其他输入变量对控制转向轮6的位置的电动转向致动器5进行控制。转向致动器5是转向传动装置7的一部分，该转向传动装置7包括以可移动的方式安装在转向传动装置壳体8中的联接杆。该联接杆经由横拉杆8和其他部件直接作用在转向轮6上。

图2示出了穿过根据本发明的具有可驱动的滚珠丝杠驱动器10的转向传动装置7的纵向截面。滚珠螺母11与纵向轴线100同轴地布置，并且滚珠螺母11被与纵向轴线100同轴的滚珠丝杠主轴12贯穿。扭矩可以从滚珠螺母11经由滚珠13传输至滚珠丝杠主轴12。滚珠螺母11借助于滚珠轴承14以可旋转的方式安装在转向传动装置壳体8中。滚珠螺母11的旋转运动转换为滚珠丝杠主轴12沿着纵向轴线100的平移运动。

滚珠丝杠主轴12构造在联接杆16的第一端部区域15上，联接杆16在其端部处分别借助于球窝接头17连接至横拉杆9。联接杆16借助于在与第一端部区域相反的第二端部区域18中的压力件19沿着纵向轴线100以可移动的方式安装在转向传动装置壳体8中。压力件19具有两个支承元件20、21，所述两个支承元件20、21沿纵向轴线100的周向方向布置在在直径上相对于联接杆16的相反侧上。在第二端部区域18中，联接杆16的横截面具有与压力件19配合以形成防旋转保护的非圆形轮廓。转向传动装置壳体8具有用于接纳压力件19的圆顶状开口22。压力件19的支承元件20借助于调节装置23在以点划线示出的纵向轴线110的方向上朝向联接杆16移动。

在图3中详细示出了与调节装置23一起布置在转向传动装置壳体8中的压力件19。以与圆顶部220对准的方式，壳体8在与圆顶部220相对的内部面上具有用于接纳第一支承元件21的凹部24。第一支承元件21是筒形形状的，如图5中详细示出的。第一支承元件具有中央贯通的孔25。第一支承元件21构造成在其前部面上是平坦的或直表面的。第一支承元件21与联接杆16之间的接触表面26是具有平坦设计的接触表面。第一支承元件21基本上描述为直筒件，其中，前部面中的一个前部面抵靠联接杆16。抵靠联接杆16的前部面在外侧具有圆形突出部。在与第一支承元件21抵接的区域中，联接杆16以与第一支承元件21相对应的方式构造。设置有滑动元件27，该滑动元件27经由插接式连接与第一支承元件21以形状配合的方式连接。为此，滑动元件27在面对支承元件的一侧上具有销270或另一凸出结构，该销270或另一凸出结构被压入到第一支承元件的孔25中。滑动元件27在接触表面26的大部分上延伸，并且在这种情况下滑动元件27仅构造在第一支承元件21与联接杆16之间的接触表面26上。滑动元件27优选地不凸出超过第一支承元件21的突出部。支承元件21的基体构造为片材金属元件，具有比基体更低的摩擦系数的滑动元件27布置在基体上且布置在接触表面26上。在示出的实施方式中，滑动元件27是插入膜，该插入膜作为薄的、摩擦减小的层定位在接触表面26上。插入膜由PTFE涂覆的滑动的铜制层构成。滑动元件27的布置可以经由未示出的防旋转装置被预先确定。

联接杆16在第二端部区域18中的轮廓的直径小于联接杆16在其余区域中的直径。联接杆16变窄，使得压力件21的第一支承元件在转向传动装置壳体8中具有空间，并且可以形成联接杆16的非圆形轮廓。

压力件19的第二支承元件20也具有筒形基本形状，并且因此具有圆形横截面。在图4中详细示出了第二支承元件。

第二支承元件20以已知的方式具有凹部29，凹部29包括位于第一前部面260上的销状元件30，第一前部面260远离联接杆并且第一前部面260与第二前部面28相反。这些部件用作用于螺旋弹簧31的座，该螺旋弹簧31是调节装置23的一部分。调节装置23还包括调节螺钉32和调节元件33。调节元件33与第二支承元件20在第一前部面260上抵接。调节元件33具有贯通的螺纹孔34，调节螺钉32能够从外部旋拧到螺纹孔34中，从而沿联接杆16的方向移动。调节螺钉32压靠于凸出到调节元件33中的螺旋弹簧31，使得压力件与联接杆16之间的压力可以借助于调节装置23在中间位置中进行预设和/或重设。在纵向方向上，调节元件33在上部区域直至中央区域中具有用于接纳环形阻尼元件(在这种情况下为O形环)的两个周向凹部35。除了对运动进行阻尼之外，这些阻尼元件还用于使径向游隙最小化。

第二支承元件20在其接近联接杆的第二侧部28上具有接触表面36，该接触表面36适于联接杆16在第二端部区域18中的非圆形轮廓。滑动元件38被压入到中央贯通的孔37中。滑动元件38完全覆盖接触表面36，并且还在侧向表面的区域中封围第二支承元件20。滑动元件38在第二支承元件20的第二侧部28的区域中被压入到与孔37间隔开的凹部39中，以形成防旋转保护。滑动元件38具有用于接纳润滑油的润滑腔40。

图6以分解图示出了压力件19和调节装置23的各个部件。两个支承元件20、21适于联接杆16的轮廓形状。第二支承元件20在接近联接杆的一侧以大致V形的方式构造。也可以设想允许形状配合的几何形状并且防止旋转的其他形状。在第二端部区域18中——该第二端部区域18在联接杆相对于压力件19的整个调节路径上延伸——联接杆16仅位于相对的滑动元件26、38的两个滑动表面上。联接杆沿着纵向轴线100以可移动的方式安装。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的线控转向式转向系统(1)的转向传动装置(7)，所述转向传动装置(7)具有支撑在转向传动装置壳体(8)中的联接杆，其中，所述联接杆(16)能够沿着纵向轴线(100)移动，其特征在于，所述联接杆(16)借助于压力件(19)沿着所述纵向轴线(100)以能够移动的方式安装在所述转向传动装置壳体(8)中，其中，所述压力件(19)具有两个支承元件(20、21)，所述两个支承元件(20、21)沿所述纵向轴线(100)的周向方向布置在所述联接杆(16)的相反侧上。

2.根据权利要求1所述的转向传动装置，其特征在于，所述两个支承元件(20、21)中的至少一个支承元件适于所述联接杆(16)的非圆形轮廓形状，使得所述压力件(19)形成防旋转保护。

3.根据权利要求1或2所述的转向传动装置，其特征在于，所述支承元件(20、21)中的至少一个支承元件具有位于所述支承元件(20、21)与所述联接杆(16)之间的接触表面(26、36)上的滑动元件(27、38)。

4.根据权利要求3所述的转向传动装置，其特征在于，所述滑动元件(27、38)在整个圆周部上包围所述支承元件(20、21)。

5.根据权利要求3或4所述的转向传动装置，其特征在于，所述滑动元件(27、38)具有用于润滑油的润滑腔(40)。

6.根据权利要求3至5中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，所述滑动元件(27、38)经由插接式连接与所述支承元件(20、21)以形状配合的方式连接。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，所述转向传动装置包括与所述压力件(19)的支承元件(20)抵接的调节装置(23)，其中，所述支承元件(20、21)能够借助于所述调节装置(23)在径向方向(110)上朝向所述联接杆(16)移动，并且所述调节装置(23)使所述支承元件(20、21)预张紧。

8.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，为了接纳所述压力件(19)，所述转向传动装置壳体(8)具有在所述径向方向上延伸的圆顶部(220)，并且所述转向传动装置壳体(8)在与所述圆顶部(220)相对的内部面上具有与所述圆顶部(220)对准的凹部(24)，其中，所述压力件(19)的第一支承元件(21)位于所述凹部(24)中，并且所述压力件(19)的第二支承元件(20)接纳在所述圆顶部(220)中。

9.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，所述第一支承元件(21)和所述第二支承元件(20)是大致圆筒形的。

10.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，在所述联接杆(16)的第一端部区域(15)上构造有斜齿轮传动装置(10)的螺纹主轴(12)，并且所述联接杆(16)借助于所述压力件(19)在与所述第一端部区域(15)相反的第二端部区域(18)中沿着所述纵向轴线(100)以能够移动的方式安装在所述转向传动装置壳体(8)中。

11.根据权利要求10所述的转向传动装置，其特征在于，所述联接杆(16)在所述第二端部区域(18)中的轮廓是非圆形的，并且所述轮廓的直径小于所述联接杆(16)在其余区域中的轮廓的直径。

12.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，所述支承元件中的一个支承元件(20)在接近所述联接杆的一侧以大致V形的方式构造成对应于所述联接杆(16)的轮廓。

13.根据前述权利要求中的一项所述的转向传动装置，其特征在于，所述斜齿轮传动装置(10)是滚珠丝杠驱动器。

14.一种用于机动车辆的线控转向式转向系统(1)，所述线控转向式转向系统(1)包括：

-转向传动装置(7)，所述转向传动装置(7)作用在转向轮(6)上，

-控制单元，

-反馈致动器(4)，所述反馈致动器(4)能够由驾驶员根据针对转向角度的驾驶员请求经由转向输入装置(3)作用，并且所述反馈致动器(4)响应于所述驾驶员请求和所述机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至所述转向输入装置，

-用于信号传输的装置，所述装置用于将所述驾驶员请求传输至所述控制单元，

其中，所述控制单元控制所述转向传动装置(7)，以将所述驾驶员请求转换为所述转向轮(6)的偏转，其特征在于，所述转向传动装置(7)如前述权利要求1至13中的一项所述的那样来构造。

15.根据权利要求14所述的线控转向式转向系统，其特征在于，所述联接杆(16)连接至用于使所述机动车辆的所述轮(6)转向的横拉杆(9)。

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