CN112867659A - 用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件 - Google Patents

用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件 Download PDF

Info

Publication number
CN112867659A
CN112867659A CN201980068199.2A CN201980068199A CN112867659A CN 112867659 A CN112867659 A CN 112867659A CN 201980068199 A CN201980068199 A CN 201980068199A CN 112867659 A CN112867659 A CN 112867659A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering system
longitudinal axis
electromechanical steering
spring
leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201980068199.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112867659B (zh
Inventor
安德烈亚斯·巴赫曼
费利克斯·布格尔
马丁·格拉夫
迪尔克·默勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of CN112867659A publication Critical patent/CN112867659A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112867659B publication Critical patent/CN112867659B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0442Conversion of rotational into longitudinal movement
    • B62D5/0454Worm gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F16C19/548Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06Ball or roller bearings
    • F16C25/08Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F16C27/066Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/024Covers or coatings therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/32Belleville-type springs
    • F16F1/324Belleville-type springs characterised by having tongues or arms directed in a generally radial direction, i.e. diaphragm-type springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/20Land vehicles
    • F16C2326/24Steering systems, e.g. steering rods or columns
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • F16C2380/27Motor coupled with a gear, e.g. worm gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2234/00Shape
    • F16F2234/06Shape plane or flat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

一种用于机动车辆的机电式转向系统,该机电式转向系统具有减速齿轮(1),减速齿轮(1)包括蜗杆(4)和蜗轮(3),其中,蜗轮(3)在齿轮壳体(12)中绕纵向轴线(100)以可旋转的方式安装在第一轴承(13)中的第一端面和第二轴承(13)中的第二端面上,其中,两个轴承(13)均具有外环(15)和内环(14、140),在外环(15)与内环(14、140)之间布置有滚动体(16),其中,内环(14、140)以不可旋转的方式布置在由蜗轮(3)驱动的轴(2)上,并且外环(15)位于齿轮壳体(12)中,并且其中,弹簧元件(22)沿纵向轴线(100)的方向布置在第二轴承(13)的内环(140)与涡轮(3)之间,弹簧元件(22)具有至少部分环形的主体(220),主体(220)在安装时相对于纵向轴线(100)同轴延伸,并且与纵向轴线(100)间隔开的弹簧臂(222)从主体(220)的外周侧部(221)沿周向方向分支,其中,至少一个弹簧臂(222)具有自由端部(223),并且弹簧臂包括第一肢部(222a)和第二肢部(222b),第一肢部(222a)远离纵向轴线(100)指向,第二肢部(222b)至少部分地平行于纵向轴线(100)延伸并且自由端部(223)形成在第二肢部(222b)上。

Description

用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的机电式转向系统。
在机电式转向系统中,传递至齿轮箱并且从齿轮箱叠加在由驾驶员提供的转向扭矩上的扭矩通过电动马达产生。
通用类型的机电式助力转向系统具有电动伺服马达,该电动伺服马达驱动蜗杆轴,该蜗杆轴与设置在转向轴上的蜗轮啮合,其中,蜗轮操作性地连接至转向齿轮箱的输入轴,并且其中,蜗杆轴和转向轴以可旋转的方式安装在共用的齿轮箱壳体中。蜗杆轴通过离合器连接至电动伺服马达的马达轴。
蜗轮在轴向方向和径向方向上的轴承借助于呈弹簧的形式的预加载元件被支承和预加载,比如说例如从公开文本JP 2001-280428 A中已知的那样。然而,用此方法不能实现恒定的预加载,并且由于摩擦会产生噪音。此外,对于这种用途而言已知的波纹弹簧具有以下缺点:即载荷的平坦(对称)分布是不可能的。倾斜力矩会由于转弯的结束和开始而产生。在安装情况下,轴承端板有损坏的风险,并且在径向方向上只有很小的距离以便实现较大的弹簧行程。
因此,本发明的目的是指定一种机电式转向系统,该机电式转向系统具有减速齿轮箱,该减速齿轮箱以特别小的噪音操作并且具有轴承的预加载元件,该预加载元件提供了改进的预加载和更好的载荷分布。
该目的通过具有权利要求1的特征的机电式转向系统来实现。有利的实施方式从从属权利要求中得出。
因此,提供了一种用于机动车辆的机电式转向系统,该机电式转向系统具有减速齿轮箱,该减速齿轮箱包括蜗杆和蜗轮,其中,位于齿轮箱壳体中的蜗轮以第一端部侧的第一轴承和第二端部侧的第二轴承安装成能够绕纵向轴线旋转,其中,两个轴承均具有外环和内环,在外环与内环之间设置有滚动元件,其中,内环设置成在旋转方面固定在由蜗轮驱动的轴上,并且外环坐置在齿轮箱壳体中,并且其中,当沿纵向轴线的方向观察时,在第二轴承的内环与蜗轮之间设置有弹簧元件。弹簧元件具有至少部分环形的主体,该主体在安装状态下与纵向轴线同轴延伸,在周向方向上与纵向轴线间隔开的弹簧臂从所述主体的外周侧部伸出,其中,至少一个弹簧臂具有自由端部,其中,弹簧臂包括第一腿部,该第一腿部远离纵向轴线指向,并且弹簧臂包括第二腿部,该第二腿部延伸成至少部分地平行于纵向轴线,并且自由端部构造在第二腿部上。因此,使得可以在纵向方向上提供力被分布并且因此张力低的接触面成为可能。弹簧元件可以通过弹簧臂产生均匀的预加载而不会倾斜,因此可以减少噪音。优选地,第二腿部的一个端部具有与第二端部的沿着纵向轴线的轴向位置不同的轴向位置,其中,与第一端部相比,第二端部优选地与主体进一步间隔开。第二腿部优选地延伸成平行于或大致平行于纵向轴线。可以规定的是,仅第二腿部的中央部分延伸成平行于纵向轴线。第二腿部可以是平坦的或圆角的或者限定一定角度。第一腿部和第二腿部限定小于180°的角度。
轴承优选构造为滚动轴承,此外,优选地构造为滚珠轴承或滚子轴承。减速齿轮箱构造为螺旋齿轮箱,并且特别优选地构造为蜗杆齿轮箱。
所述至少一个弹簧臂优选地具有第三腿部,该第三腿部朝向纵向轴线指向并且形成自由端部。此处,弹簧臂可以优选地构造成U形或V形、杯形或碗形。此外,可以设想并且可能的是,弹簧臂构造成W形。
主体在安装状态下优选地抵靠第二内环的接近蜗轮的端部侧。因此,可以通过弹簧臂保护滚动轴承免受损坏。优选的是,弹簧臂在安装状态下抵靠蜗轮的面对第二轴承的端部侧,特别地,抵靠蜗轮的设置在面对第二轴承的端部侧的间隙,使得蜗轮在纵向方向和径向方向上被预加载。
弹簧元件优选地设计成使得弹簧臂的自由端部在弹簧元件的共用侧沿纵向轴线的方向延伸。
在一个优选实施方式中,弹簧元件的主体是环形的。在主体的周向方向上相互间隔开的槽可以设置在主体的环形区域上的外部面和/或内部面上。因此,可以使弹簧元件的改进的预加载成为可能。主体可以构造成平坦的或波形的,以增加弹簧行程。弹簧元件可以借助于金属旋压法或压制/弯曲法构造为金属板元件并且覆盖有塑料材料。还可以设想并且可能的是,使用润滑涂料。弹簧元件特别优选地构造成一体的;然而,可以设想并且可能的是,所述弹簧元件被构造为多个部分。
可以规定的是,弹簧臂的自由端部抵靠蜗轮;此处优选的是,弹簧臂的自由端部具有塑料材料涂层并且因此保护弹簧臂的自由端部免受磨损。
然而,还可以规定的是,弹簧臂具有下述接触面:所述接触面位于外侧部上并且所述接触面在每种情况下由弹簧臂的朝向主体进一步向内弯曲的端部区域形成,其中,这些接触面抵靠蜗轮。
为了使载荷的分布均匀地分布,弹簧臂在周向方向上、特别地在整个圆周上至少部分地均匀地间隔开。此处,弹簧臂优选地设置成相对于由纵向轴线限定的平面对称,或者在周向方向上绕纵向轴线设置成绕弹簧的中心偏移一限定的角度。
可以规定的是,在主体的内周侧部上设置有凸片,该凸片沿纵向方向定向并且使弹簧元件在轴上居中,使沿纵向方向的接触面成为可能并且设置为防旋转保护装置。
在一个优选实施方式中,弹簧元件构造成一体的并且特别地由金属板部件制成。可以通过金属旋压法或压制/弯曲法进行生产。
当沿着纵向轴线在纵向截面中观察时,弹簧臂优选地具有近似U形的轮廓。此外,可以设想并且可能的是,弹簧臂的自由端部分别在主体上被封闭,或者每个弹簧臂分别以管状的方式构造或弯曲。特别优选地,当在纵向截面中观察时,弹簧臂被构造成不对称的。因此使得没有力沿径向方向作用,并且可以进一步补偿主体的刚度。此外,优选的是,弹簧臂被弯曲成使得所述弹簧臂延伸成平行于纵向轴线,以便能够使得在纵向方向上力被分布并且因此张力低的接触面成为可能。在一个有利的实施方式中,弹簧臂具有第一腿部,该第一腿部从主体延伸并且相对于主体的平面围成10°至30°的范围内的角度。主体在纵向方向上优选地具有0.3mm至1mm的范围内的厚度。具有弹簧臂的整个弹簧元件优选地具有6.5mm至11mm的范围内的外部厚度。弹簧臂在周向方向上优选地具有在5mm至12mm之间的范围内的最大宽度。可以规定的是,弹簧臂在其宽度方面被设计成朝向纵向轴线渐缩,使得张力在压缩期间被均匀地分布。
第二腿部优选地具有内周面和外周面,其中,外周面设置成与内周面相比距离纵向轴线更远,并且在外周面上被平行于纵向轴线的切线碰触,平行于该切线的割线由第二腿部的内周面形成,其中,内周面设置成与外周面相比更靠近纵向轴线。割线和切线延伸成平行于纵向轴线并且间隔开一定间隔,其中,d1≤Dx≤10·d1,优选地,5·d1≤Dx≤7·d1,其中,d1对应于主体的厚度。此外,优选的是,第一腿部和第三腿部分别形成从纵向轴线偏离的一条切线。弯曲的第二腿部位于这两条切线之间。在这两条切线相交的点处形成直角。就直角而言,两条切线形成角的邻边。角的对边由切线或割线形成,使得两个等腰直角三角形被限定。
在一个实施方式中,主体构造成平坦的。然而,所述主体也可以是倾斜的,或者分别具有弯曲的、抛物线的或波形的形状,并且因此有助于弹簧行程。弹簧臂优选地从环形主体在径向方向上相对于纵向轴线向外突出,其中,弹簧臂朝向主体向内弯曲返回或向内倾斜返回成使得所述弹簧臂通过其自由端部朝向中心彼此面对。
还可以设想的是,环形主体不具有机械封闭的连接环。在这种情况下,弹簧臂和潜在的弯曲凸片从线性主体伸出。主体在生产期间被弯曲以形成环。弹簧臂以类似于弯曲梁的方式从金属板部件弯曲,以形成U形弹簧元件、呈锐角或钝角的V形弹簧元件、或杯形或碗形弹簧元件,所述弹簧元件通过主体彼此连接。
还可以规定的是,主体在两个侧部上具有弹簧臂,其中,在这种情况下,弹簧臂抵靠第二滚动轴承的内环以及抵靠蜗轮。
下面将借助于附图对本发明的优选实施方式进行更详细地说明。在各图中,相同类型或等效功能的部件用相同的附图标记标识,在附图中:
图1:示出了机电式助力转向系统中的蜗杆齿轮箱的等距视图;
图2:示出了根据图1的助力转向系统的蜗杆齿轮箱的另一等距视图;
图3:示出了穿过蜗杆齿轮箱的纵向截面;
图4、图4A、图4B、图4C:示出了弹簧元件的视图;
图4d:示出了图4C的放大部分X;
图5、图5A、图5B、图5C:示出了弹簧元件的第二实施方式的视图;
图6、图6A、图6B:示出了弹簧元件的第三实施方式的视图;
图7:示出了另一实施方式的弹簧元件的平面图;
图8:示出了另一实施方式的弹簧元件的平面图;
图9:示出了另一实施方式的弹簧元件的后视图;
图10:示出了另一实施方式的弹簧元件的后视图;
图11:示出了另一实施方式的弹簧元件的等距视图;以及
图11a:示出了另一实施方式的弹簧元件的侧视图。
图1至图3示出了作为机电式助力转向系统的一部分的蜗杆齿轮箱1,该蜗杆齿轮箱1将来自电动马达42的辅助扭矩传递至下转向轴2。设置有以旋转固定的方式连接至下转向轴2的蜗轮3。蜗轮3围绕其旋转轴线100的旋转使得将辅助力或附加力分别施加至转向轴2,从而相应地将辅助力或附加的转向角度分别结合到转向系中。
蜗轮3由蜗杆4驱动,蜗杆4又由电动马达40驱动,其中,用于传递扭矩的电动马达的输出装置对应地联接至蜗杆4。图2中还提供了具有扭矩传感器单元6和转向角度传感器单元7的一体式功能单元5。扭矩传感器单元6检测上转向轴8相对于下转向轴2的旋转,作为手动施加在上转向轴8上的扭矩的量度。相反,转向角度传感器单元7测量下转向轴2的当前的转向角度。扭矩传感器单元6具有以旋转固定的方式连接至上转向轴8的环形磁体9(永磁体)以及磁通导体10。相关联的传感器单元11被保持成在空间中静止。如图1中的双箭头所指示的,后转向轴部件81中的上转向轴8在旋转方面是固定的,但是能够在纵向轴线100的方向上调节,以便在纵向方向上对此处未示出且附接至紧固部分82的方向盘进行调节。
如图3中图示的,蜗轮3在其两个端部侧处安装在齿轮箱壳体12中,以便能够借助于滚珠轴承13旋转。滚珠轴承13具有内环14、140和外环15以及滚动元件16,内环14、140连接至下转向轴2,外环15坐置在齿轮箱壳体12中。滚动元件16在内环14、140与外环15之间的凹槽中运行。内环14、140具有用于紧密配合在下转向轴2上的内部筒形壳面。外环15在每种情况下接纳在齿轮箱壳体12的座17中。座17在每种情况下由环形肩部18形成,该环形肩部18在齿轮箱壳体12中沿周向方向环绕纵向轴线100。肩部18用作在径向方向上延伸的在纵向方向100上的接触面,并且因此限定滚珠轴承13在纵向方向100上的取向。因此,外环15通过其接近蜗轮的端部侧19并通过其壳面20抵靠齿轮箱壳体12。外环15与蜗轮3不接触。相反,内环14、140通过其接近蜗轮的端部侧21支承在蜗轮3上。第一轴承的第一内环140通过第一内环140的接近蜗轮的端部侧21直接抵靠蜗轮3的第一端部侧。相反,在第二轴承的第二内环14与蜗轮的第二端部侧之间设置有在第二内环14的环绕面/环形面上施加恒定预紧力的弹簧元件22。弹簧元件22抵靠第二内环14的接近蜗轮的端部侧,并且接合在蜗轮3的第二端部侧中的间隙23中,该间隙在周向方向上环绕纵向轴线100。
弹簧元件22的第一示例在图4至图4C中图示。弹簧元件22由环形主体220形成,弹簧臂222从所述主体220的外周侧部221以均匀的间隔伸出。弹簧臂222在每种情况下具有自由端部223。弹簧臂222的第一腿部222a从主体220开始远离纵向轴线100向外指向。第一腿部222a过渡至在该实施方式中呈弯曲形状的第二腿部222b。第二腿部在其最高点或其中心处大致平行于纵向轴线100。第二腿部过渡至弹簧臂222的第三腿部222c,所述第三腿部222c朝向纵向轴线100指向。弹簧臂222从主体220开始在周向方向上相对于纵向轴线变宽直到最大宽度b1,并且然后在朝向自由端部223的端部区域中渐缩减小至最小宽度b2。主体220在安装状态下抵靠内环,并且弹簧臂223的自由端部在间隙中支承在蜗轮上。
该弹簧臂222从环形主体220在径向方向上相对于纵向轴线100向外突出,其中,弹簧臂222朝向主体的中心向内弯曲返回或向内倾斜返回成使得所述弹簧臂222通过其自由端部223朝向中心彼此面对。因此,当沿着纵向轴线在纵向截面中观察时,弹簧臂222具有近似U形的轮廓。弹簧臂222的从主体220延伸并且大致平坦的第一腿部222a相对于主体的平面围成角度α。在径向方向上具有最大宽度b1的区域位于最外侧且位于第二腿部222b中。弹簧臂222的自由端部223从第三腿部222c伸出,并且当从中心沿主体的方向或沿纵向轴线100的方向观察时,弹簧臂222的自由端部223分别向内弯曲成使得在弹簧臂222的上侧部上构造有在端部区域中具有最小宽度b2的接触面225,弹簧臂可以通过该接触面225支承在蜗轮上。当接触面225相对较大时,可以容易地控制弹簧座。弹簧臂222优选地向内拉动成使得可以进行径向运动/预加载。环形主体220在纵向方向上具有厚度d1。具有弹簧臂的整个弹簧元件具有外部厚度d2,在该示例性实施方式中,该外部厚度d2包括第一腿部222a、第二腿部222b和第三腿部222c。弹簧臂的最大宽度b1优选地取在5mm至12mm之间的值。外部厚度d2优选地取在6.5mm至11mm之间的值。角度α优选地取在10°至30°之间的值。金属板厚度d1优选地取0.3mm至1mm之间的值。弹簧臂222相互间隔开并且仅通过主体彼此连接。弹簧臂优选地以一体的方式连结至主体。
图4d表示来自图4C的局部视图。在本文中图示的是,第二腿部222b延伸成几乎平行于纵向轴线。第二腿部具有内周面和外周面,其中,外周面设置成与内周面相比距离纵向轴线更远,并且在外周面上被平行于纵向轴线的切线222b-1碰触。平行于该切线222b-1的割线222b-2由第二腿部222b的内周面形成,其中,内周面设置成与外周面相比更靠近纵向轴线100。割线222b-2和切线222b-1延伸成平行于纵向轴线100并且相互间隔开一定间隔Dx,其中,d1≤Dx≤10·d1,优选地,5·d1≤Dx≤7·d1。此外还图示的是,第一腿部222a和第三腿部222c分别形成从纵向轴线偏离的一条切线。弯曲的第二腿部222b位于这两条切线之间。在这两条切线相交的点处形成直角。就直角而言,两条切线形成角的邻边。角的对边由切线222b-1或割线222b-2形成,使得两个等腰直角三角形被限定。
图5至图5C示出了弹簧元件22的另一示例性实施方式,该弹簧元件22基本上对应于先前描述的弹簧元件,但是在该弹簧元件中,弹簧臂222的自由端部223没有额外向内弯曲。因此,在安装状态下,自由端部223的端部面抵靠蜗轮3。弹簧臂222的自由端部223急剧地渐缩减小至最小宽度b2,因此压缩期间的应力可以均匀地分布。自由端部223具有塑料材料覆盖件226,以防止弹簧臂222上的磨损。
相反,在图6至图6B的示例性实施方式中省去了塑料材料覆盖件。此处,在环形主体220的内周侧部227上设置有弯曲凸片228,该弯曲凸片228沿纵向方向定向并且用于使弹簧元件22在外转向轴上居中并且用于防旋转保护装置。
还可以设想的是,弹簧元件22的弹簧臂222仅部分地在主体220的周向方向上以规则的间隔设置,如图7和图8中图示的。此处的设置例如可以设置成关于由纵向轴线100限定的平面对称,如图7中图示的,或者在周向方向上绕纵向轴线100设置成绕弹簧的中心偏移一限定的角度,如图8中图示的。
还可以规定的是,主体220分别是倾斜的或具有弯曲的形状,以便同样有助于弹簧行程。在图9中图示了这种主体220。在示出的示例性实施方式中,大致三角形的平坦的弹簧臂222从主体220的两侧沿纵向轴线100的方向延伸。在该示例性实施方式中,一侧的弹簧臂抵靠蜗轮,并且另一侧的弹簧臂抵靠轴承的内环。
图10示出了另一示例性实施方式,在该实施方式中,环形主体220被设计成几乎是线形的,并且弹簧臂222在其腿部222a至222c中的一个腿部处的轮廓是U形的,在该示例中,第一腿部222a在外侧部上连接至主体220。此处,主体220位于第一腿部222a的中央区域中,在第一腿部222a的自由端部与第二腿部222b之间。此处,弹簧臂222在纵向轴线100的方向上突出超过主体220。与其他实施方式一样,弹簧臂222在弹簧的中心方向上延伸。
此外优选的是,如图11和图11a中图示的,弹簧元件22仅由第一腿部222a和第二腿部222b构成,以便能够使得在纵向方向上力被分布并且因此张力低的接触面成为可能。此处,第一腿部222a背离主体220延伸并且延伸成大致平坦的,并且相对于主体220的平面围成角度α。第二腿部222b从第一腿部222a伸出并且形成自由端部223。如图11a中图示的,此处,第二腿部是平坦的,并且因此第二腿部被构造成平行于纵向轴线。此处,第一腿部222a和第二腿部222b限定小于或等于180°并且大于α的角度β。如图11a中图示的,第一腿部222a和第二腿部222b优选地呈V形。如图11中图示的,第二腿部222b也可以呈弯曲形状。第二腿部在此处形成为U形并且被弯曲成使得第二腿部222b大致平行于纵向轴线。弹簧元件优选地构造为一体的,从而简化了组装并且防止了零件的部件之间的摩擦以及相关联的噪音的产生。然而,弹簧元件也可以构造成多个部分。此外,弹簧元件具有对称的载荷分布(即使当载荷在整个圆周上可能不是恒定时也是如此)。可以通过单个金属板部件的弯曲过程进行生产。与盘形弹簧相比,在弯曲梁的基本概念中,可以实现切向方向上的较小的张力。抑制了弹簧座上的弹簧的径向方向上的任何运动,从而引起积极的NVH行为。
还可以设想的是,环形主体不具有机械封闭的连接环。在这种情况下,弹簧臂和潜在的弯曲凸片从线性主体伸出。主体在生产期间被弯曲以形成环。弹簧臂以类似于弯曲梁的方式从金属板部件弯曲,以形成通过主体彼此连接的U形弹簧元件。
主体可以构造成平坦的或波形的,以增加弹簧行程。弹簧元件可以借助于金属旋压法或压制/弯曲法构造为金属板元件并且覆盖有塑料材料。还可以设想并且可能的是,使用润滑涂料。弹簧元件特别优选地构造成一体的;然而,可以设想并且可能的是,所述弹簧元件被构造为多个部分。
此外,可以设想并且可能的是,弹簧臂的自由端部被封闭,从而保证简化的组装,因为这样一来例如就不可能有散装材料被夹住。
由于根据本发明的弹簧,因此可以补偿轴向方向上的游隙、公差和热膨胀。

Claims (19)

1.一种用于机动车辆的机电式转向系统,所述机电式转向系统具有减速齿轮箱(1),所述减速齿轮箱(1)包括蜗杆(4)和蜗轮(3),其中,位于齿轮箱壳体(12)中的所述蜗轮(3)以第一端部侧的第一轴承(13)和第二端部侧的第二轴承(13)安装成能够绕纵向轴线(100)旋转,其中,两个轴承(13)均具有外环(15)和内环(14、140),在所述外环(15)与所述内环(14、140)之间设置有滚动元件(16),其中,所述内环(14、140)设置成在旋转方面固定在由所述蜗轮(3)驱动的轴(2)上,并且所述外环(15)坐置在所述齿轮箱壳体(12)中,并且其中,当沿所述纵向轴线(100)的方向观察时,在所述第二轴承(13)的所述内环(140)与所述蜗轮(3)之间设置有弹簧元件(22),其特征在于,所述弹簧元件(22)具有至少部分环形的主体(220),所述主体(220)在安装状态下与所述纵向轴线(100)同轴延伸,在周向方向上与所述纵向轴线(100)间隔开的弹簧臂(222)从所述主体(220)的外周侧部(221)伸出,其中,至少一个弹簧臂(222)具有自由端部(223),其中,所述弹簧臂包括第一腿部(222a),所述第一腿部(222a)远离所述纵向轴线(100)指向,并且所述弹簧臂包括第二腿部(222b),所述第二腿部(222b)延伸成至少部分地平行于所述纵向轴线(100),并且所述自由端部(223)构造在所述第二腿部(222b)上。
2.根据权利要求1所述的机电式转向系统,其特征在于,所述至少一个弹簧臂(222)包括第三腿部(222c),所述第三腿部(222c)朝向所述纵向轴线(100)指向并且所述第三腿部(222c)形成所述自由端部(223)。
3.根据权利要求1或2所述的机电式转向系统,其特征在于,所述主体(220)在所述安装状态下抵靠所述第二内环(140)的接近所述蜗轮的端部侧。
4.根据权利要求1至3所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)在所述安装状态下抵靠所述蜗轮(3)的面对所述第二轴承(13)的端部侧。
5.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)的所述自由端部(223)在所述弹簧元件(22)的共用侧沿所述纵向轴线(100)的方向延伸。
6.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧元件(22)的所述主体(220)是环形的。
7.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)抵靠所述蜗轮(3)的设置在面对所述第二轴承(13)的端部侧的间隙(23),从而在纵向方向和径向方向上对所述蜗轮(3)进行预加载。
8.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)的所述自由端部(223)抵靠所述蜗轮(3)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)的所述自由端部(223)具有塑料材料涂层。
10.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(22)在所述周向方向上至少部分地均匀地间隔开。
11.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,在所述主体(220)的内周侧部(227)上设置有凸片(228),所述凸片(228)沿所述纵向方向(100)定向并且使所述弹簧元件(22)在所述轴(2)上居中。
12.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧元件(22)构造成一体的并且由金属板部件制成。
13.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,当沿着所述纵向轴线(100)在纵向截面中观察时,所述弹簧臂(222)具有近似U形轮廓。
14.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)的从所述主体(220)延伸并且大致平坦的所述第一腿部(222a)相对于所述主体(220)的平面围成10°至30°的范围内的角度(α)。
15.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述主体(220)在所述纵向方向上具有0.3mm至1mm的范围内的厚度(d1)。
16.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,具有所述弹簧臂(222)的整个所述弹簧元件(22)具有6.5mm至11mm的范围内的外部厚度(d2)。
17.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)在所述周向方向上具有5mm至12mm之间的范围内的最大宽度(b1)。
18.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述弹簧臂(222)在所述弹簧臂(222)的宽度方面设计成朝向所述纵向轴线(100)渐缩。
19.根据前述权利要求中的一项所述的机电式转向系统,其特征在于,所述主体(220)是平坦的。
CN201980068199.2A 2018-10-18 2019-10-16 用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件 Active CN112867659B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018125887.9 2018-10-18
DE102018125887.9A DE102018125887B4 (de) 2018-10-18 2018-10-18 Federelement für ein Untersetzungsgetriebe eines elektromechanischen Lenksystems
PCT/EP2019/078105 WO2020079090A1 (de) 2018-10-18 2019-10-16 Federelement für ein untersetzungsgetriebe eines elektromechanischen lenksystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112867659A true CN112867659A (zh) 2021-05-28
CN112867659B CN112867659B (zh) 2023-06-13

Family

ID=68290238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980068199.2A Active CN112867659B (zh) 2018-10-18 2019-10-16 用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11820441B2 (zh)
EP (1) EP3867124B1 (zh)
CN (1) CN112867659B (zh)
DE (1) DE102018125887B4 (zh)
WO (1) WO2020079090A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020208584A1 (de) 2020-07-08 2022-01-13 Thyssenkrupp Ag Hilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug
GB2600727B (en) * 2020-11-06 2023-05-10 Continental Automotive Romania Srl Preloading bearing element
US20220307549A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Zf Active Safety And Electronics Us Llc Multi-spring rate washer
DE102021210064A1 (de) 2021-09-13 2023-03-16 Joyson Safety Systems Germany Gmbh Rückstellmomenterzeugungseinrichtung für eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709516A (en) * 1994-04-18 1998-01-20 General Electric Company Washer faced spring assembly
JP2008296633A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置用の電動アシスト機構
AT512609A1 (de) * 2012-09-14 2013-09-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Federelement
DE102013213708A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Schneckengetriebe für eine Lenkhilfevorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit Spielausgleich
JP2015031388A (ja) * 2013-08-07 2015-02-16 オイレス工業株式会社 電動パワーステアリング装置に使用される弾性部材及び該弾性部材を有する電動パワーステアリング装置
JP2015124774A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 日本精工株式会社 皿ばね及び電動式パワーステアリング装置
US20150292584A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Temper Axle Products Corporation Radial springs and methods of installing and uninstalling radial springs
US20150366125A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Deere & Company Combination c-shaped spring and system
CN106536327A (zh) * 2014-07-22 2017-03-22 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 机电动力转向系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4739855A (en) * 1985-07-22 1988-04-26 Mazda Motor Corporation Vehicle steering system having a steering ratio changing mechanism
JPS6470267A (en) * 1987-09-11 1989-03-15 Koyo Seiko Co Power steering device
DE19811784A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Mannesmann Vdo Ag Elektrische Lenkhilfe
JP3329294B2 (ja) * 1998-12-28 2002-09-30 日本精工株式会社 コイル組立体の固定構造及び電動式パワーステアリング装置
JP2001280428A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Toyoda Mach Works Ltd ウオームギヤ装置
JP4516431B2 (ja) * 2004-04-26 2010-08-04 本田技研工業株式会社 ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置
DE102004049105B4 (de) * 2004-10-07 2006-11-02 Ims Gear Gmbh Lagerelement
DE102010002569A1 (de) * 2009-03-26 2010-09-30 Zf Lenksysteme Gmbh Lenkgetriebe und damit ausgestattete Servolenkung
JP2013071679A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
DE102013101045B3 (de) 2013-02-01 2014-05-15 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
JP6108358B2 (ja) * 2014-07-23 2017-04-05 株式会社ショーワ ウォーム付勢構造体
JP6569892B2 (ja) * 2015-04-30 2019-09-04 株式会社ジェイテクト ウォーム減速機およびステアリング装置
DE102017200213B4 (de) 2017-01-09 2018-12-20 Thyssenkrupp Ag Motorisch verstellbare Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
JP6876249B2 (ja) * 2017-04-19 2021-05-26 株式会社ジェイテクト ウォーム減速機および電動パワーステアリング装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709516A (en) * 1994-04-18 1998-01-20 General Electric Company Washer faced spring assembly
JP2008296633A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置用の電動アシスト機構
AT512609A1 (de) * 2012-09-14 2013-09-15 Hoerbiger Kompressortech Hold Federelement
DE102013213708A1 (de) * 2013-07-12 2015-01-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Schneckengetriebe für eine Lenkhilfevorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit Spielausgleich
JP2015031388A (ja) * 2013-08-07 2015-02-16 オイレス工業株式会社 電動パワーステアリング装置に使用される弾性部材及び該弾性部材を有する電動パワーステアリング装置
JP2015124774A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 日本精工株式会社 皿ばね及び電動式パワーステアリング装置
US20150292584A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Temper Axle Products Corporation Radial springs and methods of installing and uninstalling radial springs
US20150366125A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Deere & Company Combination c-shaped spring and system
CN106536327A (zh) * 2014-07-22 2017-03-22 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 机电动力转向系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3867124B1 (de) 2022-09-14
US20210339795A1 (en) 2021-11-04
DE102018125887B4 (de) 2023-02-16
US11820441B2 (en) 2023-11-21
WO2020079090A1 (de) 2020-04-23
DE102018125887A1 (de) 2020-04-23
EP3867124A1 (de) 2021-08-25
CN112867659B (zh) 2023-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112867659B (zh) 用于机电式转向系统的减速齿轮的弹簧元件
US9988071B2 (en) Angularly movable bearing arrangement for pinions in reduction gears of electromechanical steering systems
US20100243367A1 (en) Power steering apparatus
US9409594B2 (en) Power steering system incorporating double wave spring with insulating intermediate layer
US8365630B2 (en) Transmission drive unit with a zero axial backlash bearing fastening, in particular for adjusting a movable part in a motor vehicle
US20130248280A1 (en) Power steering system with spindle drive
US9033097B2 (en) Electromechanical motor vehicle steering system
CN110770455B (zh) 轴支承
US20080279618A1 (en) Ball-And-Socket Joint
KR20070084589A (ko) 조인트 장치 및/또는 베어링 장치
CN105593571B (zh) 用于机动车的调节单元
JP6452274B2 (ja) 特にステアリングコラムのための軸受装置、及び当該軸受装置を具備するロータリーエンジン
CN103382962A (zh) 用于动力转向机构的滚动轴承
KR101301075B1 (ko) 휠 베어링용 실링 캡
EP3523551B1 (en) A wheel brake arrangement
WO2017090327A1 (ja) パワーステアリング装置
EP1867552A1 (en) Rack-pinion steering gear
US20130260902A1 (en) Tripod rolling element with spring ring
KR0131201B1 (ko) 마찰클러치 및 마찰클러치의 조립방법
CN115103965A (zh) 轴承组件
CN111868402B (zh) 包括带有限定的枢转轴线的枢转轴承的斜齿轮传动装置
US10690189B2 (en) Steering gear bearing arrangement
JP7245711B2 (ja) 軸受装置
EP3812608B1 (en) Mount and method for assembling a mount
EP2489890A1 (en) Pre-stressed rolling bearing, notably for steering column.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant