CN1675484A - 压紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是用于转向系统中的蜗杆滚轮传动装置的压紧装置。一与第二传动元件(4)啮合的第一传动元件3固定在一机座2上。压紧装置1由一可沿轴线6移动地支承在机座2上的压紧件5组成，并受一弹簧件7的作用力，以使第一传动元件和第二传动元件相互压紧。为了使用来补偿传动元件啮合的磨损和热膨胀的压紧装置1制造方便，并设计得成本低廉和运行无噪声，本发明建议，弹簧件7由滚动体8、8’构成，它们大致在垂直于压紧件5轴线6方向受弹簧力作用，其中滚动体8、8’在压紧件5和一做成调整螺钉16或盖板17的机座件10之间支承在斜面9、9’上。此外压紧件5可由一压簧(43)轴向施加弹簧力。

Description

压紧装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的、特别是用于转向系统中的蜗杆滚轮传动装置(waelzkurvengetriebe)的压紧装置。
背景技术
DE 100 51 306 A1介绍一种特别是用于汽车转向器的传动装置，它带一做成第一传动元件的与一伺服电机的驱动轴抗扭转地连接的小齿轮。此小齿轮与一做成齿轮的第二传动元件啮合。驱动轴可回转地固定在一固定轴承和一浮动轴承内。浮动轴承可径向移动地固定在一做成传动装置壳体的机座内。浮动轴承由一弹簧件通过一做成压紧件的支承环沿径向压紧在齿轮上。支承环可径向移动地固定在传动装置壳体内的长孔内，并通过弹簧件固定，防止旋转。
在传动装置工作时不能排除由压紧装置引起的噪声，因为压紧件在驱动轴的结构规定的最大回转量时与传动装置壳体碰撞。
DE 38 35 947 A1介绍一种做成用于汽车的齿条转向器的转向系统，它具有一可在做成壳体的机座内轴向移动的齿条。在壳体内安装一与方向盘抗扭转地连接的小齿轮，小齿轮与齿条的齿啮合。小齿轮构成第一传动元件，齿条构成第二传动元件。一在壳体内可沿一轴移动地设置的、用一弹簧件加载并作用在齿条背面上的压紧件确保小齿轮与齿条的齿之间没有间隙。
此外与弹簧件串联设置一调整件，并建立压紧件和弹簧件的无间隙结构。用这种方法制造出一种压紧装置，它在转向系统运行时避免壳体内的啪嗒啪嗒的声音。此压紧装置具有许多构件，并且压紧装置的结构空间不是最小的。
发明内容
本发明的目的是，创造一种用于传动元件的压紧装置，它用简单的结构在压紧力在很小的范围内变化的情况下可以使传动元件无噪声地运行。
这个目的用具有权利要求1特征的压紧装置实现。
压紧装置具有一弹簧件，它一方面可以使压紧件以一在很小范围内变化的弹簧力持续地加载，又可以保证在压紧件和机座之间沿传动元件的径向看固定构件始终贴紧，由此避免压紧装置构件的撞击和噪声扩展。代替设置一带有许多用来调整压紧件和施加弹簧力的装置的压紧装置，压紧装置具有一个弹簧件，它既可以使压紧件持续地施加在很小范围内变化的弹簧力，又具有自动调整的功能。
为此目的弹簧件设置在沿压紧件轴的轴线方向看压紧件和机座件之间，第一和第二传动元件固定在此机座件上。弹簧件由滚动体组成，它们大致垂直于压紧件的轴施加弹簧力，并分别至少支承在一斜面上。这里斜面分别做得以径向向轴张开的角或以背向轴张开的角倾斜于压紧件的轴。相应地流动体用一弹簧沿径向背向轴或朝向轴施加弹簧力，并分别压在斜面上。特别是为了减小弹簧件的滞后，在压紧件和机座件之间可以设置另一做成压簧的弹簧，并对压紧件和/或对所述滚动体施加弹簧力的弹簧加载。
本发明的优选结构由从属权利要求得到。
如果设置具有径向朝向压紧件的轴张开的角的斜面，那么弹簧这样设置是合适的，即它支承在相对于轴径向面对面的滚动体上，并对它施加弹簧力。
斜面分别以一圆弧形区过渡到一大致垂直于压紧件轴分布的平表面。圆弧形区具有比在斜面和平表面上滑动和/或滚动的滚动件大的半径。斜面可以设置在压紧件上朝向机座件的端面上。斜面和平表面设置在机座件上也可能是合适的。
沿压紧件轴的轴线方向位于带有斜面的构件对面的相应构件(压紧件或机座件)最好具有一平的端面，滚动体在它上面滑动和/或滚动。在端面上可以设置用于滚动体的径向止挡。圆弧区连同对面的表面构成滚动体的径向止挡，从而也构成压紧件的止挡。
为了降低成本，滚动体最好做成球形构件或滚珠。沿轴向作用到压紧件或弹簧上的压簧可以具有比对滚动体施加弹簧力的弹簧具有更大的弹簧力。压簧的弹簧力最好不超过约20N。弹簧件支承在它上面的机座件最好是一调整螺钉，它可沿压紧件的轴向调整。为了使压紧件和盖板或调整螺钉之间的空间排气，在压紧件上设一孔，它沿轴向穿透压紧件。
代替调整螺钉设置一盖板或横杆，并且盖板尤其是通过嵌压(Verstemmen)而形锁合地固定在机座内。在其内安装第一和第二传动元件的机座适宜于做成尤其是封闭的传动装置壳体。
使压紧件作用在第一或第二传动元件的可径向移动地支承的轴承上，是适宜的。
通过本发明的弹簧件促使牢固的金属构件持久接触，由此避免在压紧装置工作时的撞击噪声。用本压紧装置可以在自动调整以补偿由于磨损或热膨胀引起的误差的可能性的同时施加一个在一很小范围内变化的可预先规定的压紧力。
附图说明
下面借助于附图表示一实施例。附图表示：
图1  一齿条—转向系统在压紧装置区域内的局部横剖视图，
图2  带压紧装置的蜗轮蜗杆传动装置的局部横剖视图，
图3  图2中的压紧装置的纵剖视图，
图4  带有一压簧的压紧装置的纵剖视图。
具体实施方式
在图1中以局部横剖视图表示一转向系统，它做成用于汽车的齿条转向器。这里做成传动装置壳体26的机座2在压紧装置1区域内沿轴向朝向齿条28。齿条28带有在齿条28长度上沿轴向延伸的齿18，它与一在转向臂轴末端上与该转向臂轴抗扭转地连接的小齿轮27啮合。
小齿轮27以未具体画出的方式可旋转地支承在传动装置壳体26内，并构成第一传动元件3。根据在转向臂轴上的方向盘上的小齿轮27的旋转，齿条28沿轴向移动。齿条28构成第二传动元件4，并用转向横拉杆和转向臂轴与汽车可转向的车轮连接。
齿条28的齿18借助于压紧件5压紧在小齿轮27上，压紧件可沿一垂直于齿条28纵轴19设置的轴线6轴向移动地设置在传动装置壳体26内。压紧件5可以做成圆柱形或立方体形，并安装在传动装置壳体26的孔20内。孔20在其朝向齿条28的轴向末端处有一开口21，在齿条28上滑动的压紧件末端22从该开口中伸出。
装在孔20内的弹簧件7支承在压紧件5的做成平表面14的底面23上。在轴线6的轴向上弹簧件7支承在做成调整螺钉16的机座件10上。
弹簧件7由两个相对于轴线6径向面对面的做成滚珠15、15’的滚动体8、8’构成，在滚动体8、8’之间安装一做成螺旋压簧的弹簧11，其中螺旋压簧的半径和滚动体8、8’的半径Rw大致相同。
在调整螺钉16的以距离S位于压紧件5底面23对面的端面24上加工一截锥形凹坑。此凹坑在所示横截面内分别具有一做得带一朝轴线6径向张开的角α的斜面9、9’。
斜面9、9’，沿轴线6的径向看，分别以一圆弧区12过渡到一垂直于压紧件轴线6分布的表面13。其中圆弧区12的半径Rs大于滚动体8、8’或滚珠15、15’的半径Rw。
凹抗的深度这样选择，使它小于滚动体8、8’的直径。由此促使，压紧件5与在转向系统工作时相应地走过的工作行程无关地仅仅通过滚动体8、8’轴向支承在调整螺钉16上。
在转向系统运行时齿条28和压紧件5通过在小齿轮27上输入转向力和/或通过由可转向的车轮作用在齿条28上的复位力、通过齿的啮合角压离小齿轮27。
因此滚珠15、15’克服弹簧11的弹簧力Ff径向压向轴线6。由于所选择的斜面9、9’张开角α的几何尺寸和圆弧区12的半径Rs，压紧件5的压紧力Fa与弹簧力Ff之比随滚动体8、8’在调整螺钉凹坑侧面上的相应接触点而变化，其中随着弹簧11压缩量的加大，压紧件5的压紧力Fa加大。
弹簧件7使压紧件5可以通过滚动体8、8’始终无撞击地紧贴在传动装置壳体26上，由此避免撞击噪声。由此可以用单独一个弹簧件统一调整功能和弹簧功能。弹簧件容易装配，结构小，只具有少量零件。
也可以采用压紧装置1的其他实施可能性，例如用径向背向压紧件5的轴线6张开的斜面角α，用朝轴线6方向施加弹簧力的滚动体。斜面或截锥形凹坑不是设置在调整螺钉或机座件上，而是在压紧件上，也是合适的。
压紧装置也可以用于其他目的，例如用来将做成蜗杆29的第一传动元件3压紧在做成蜗轮30的第二传动元件4上，或倒过来(参见图2)。在图2中以沿蜗杆29轴线32的横剖视图表示一蜗轮蜗杆传动装置，它优选用在电助力转向器的转向柱传动装置、小齿轮传动装置或双小齿传动装置中，用来传递伺服电机的动力。
做成第一传动元件3的蜗杆29在一做成传动装置壳体26的机座2内固定在一可径向移动的轴承33内。轴承33安装在蜗杆29的轴向末端34上。蜗杆29在其与轴向末端34相对的末端35上用另一个轴承36固定在传动装置壳体26内。轴承36设计成可回转的固定轴承。蜗杆29通过一联轴器与一未画出的伺服电机连接，并与蜗轮30啮合。蜗轮30构成第二传动元件4、蜗轮蜗杆传动装置的输出端。在所示实施例中蜗轮30的轴线垂直于蜗杆29轴线32的方向布置。
为了保证在蜗轮蜗杆传动装置运行时不受磨损、热膨胀等影响，使蜗杆29和蜗轮30的齿无间隙地啮合，在传动装置壳体26内设置一压紧装置1。
在图3中用沿压紧件5轴线6的放大纵剖视图表示压紧装置1。对于相同的构件采用和图2中一样的图形标记。压紧件5做成圆柱形，并装在传动装置壳体26的一孔内。压紧件5沿垂直于蜗杆29轴线32和蜗轮30的轴线的方向的轴线6可移动地固定在孔内。该孔在其轴向朝向蜗杆29的末端处具有一开口21，压紧件末端22伸出此开口。压紧件末端22和开口21具有比压紧件5本身小的直径或净宽度。压紧件末端22可以作用在第一或第二传动元件的轴承31上，在所示实施例中作用在轴承33上，并将蜗杆29沿其轴线32的径向压向蜗轮30。为此设一弹簧件7，它安装在孔内。弹簧件7支承在一做成平表面14—或者如图2和3中所示，支承在一横向于轴线6看—一做成圆柱形表面的压紧件5的底面23上。沿轴6的轴线方向看，弹簧件7支承在一做成盖板17的机座件10上。
弹簧件7由两个相对于轴线6径向面对面的、做成滚珠15、15’的滚动体8、8’构成。在滚动体8、8’之间安装一做成螺旋压簧的弹簧11，其中弹簧半径小于滚动体8、8’的半径Rw。
弹簧11和滚珠15、15’在一半开口的孔内移动。在盖板17的端面24上加工一截锥形凹坑。凹坑在所示横截面内分别具有做得带一朝轴线6径向张开的角α的斜面9、9’。沿压紧件5轴线6的径向看，斜面9、9’分别以一圆弧区12过渡到一垂直于压紧件5轴线6分布的表面13。这里圆弧区12的半径Rs大于滚动体8、8’或滚珠15、、15’的半径Rw。
这些零件的尺寸这样确定，使得压紧件5与在压紧装置1工作时走过的相应工作行程无关地仅仅通过滚动体8、8’支承在盖板17上。为了减小滚动体8、8’、盖板17和压紧件5之间的摩擦，并从而减少压紧件5在运动过程中与摩擦有关的滞后，可以设一作用在压紧件5上的压簧43。如图4所示，压簧安装在盖板17在其表面13区域内的一盲孔45内。做成圆柱形螺旋压簧的压簧43具有比弹簧11大的弹簧力。因此压簧43产生压紧件5的压紧力Fa的主要部分。
在转向系统运行时蜗杆29和压紧件5通过向蜗杆29传入电机扭矩和/或由可转向的车轮作用在蜗轮30上的复位力、通过齿的啮合角压离蜗轮30。
因此滚珠15、15’克服弹簧11的弹簧力Ff径向压向轴线6。由于所选择的斜面9、9’张开角α的几何参数和圆弧形区12的半径Rs，压紧件5的压紧力Fa与弹簧力Ff之比随滚动体8、8’在盖板凹坑侧面上的相应接触点而变化，其中压紧件5的压紧力随弹簧11压缩量的增加而加大。但是在圆弧区12内压紧力Fa无突跳无撞击地增大。
弹簧件7使压紧件5可以通过滚动体8、8’持续、无撞击地紧贴地传动装置壳体26上，从而避免撞击噪声。因此调整功能和弹簧功能统一在唯一一个弹簧件内。此弹簧件容易装配，结构小，只具有少量零件。
在所示实施例中盖板17与壳体37压配，壳体将压紧件5、弹簧件7和盖板17合并成一个单元、即压紧件组件38。盖板17通过一装在盖板17圆周槽39内的O型圈40相对于壳体37密封。可轴向移动地固定在壳体37内的压紧件5可选择地用一装在压紧件5圆周槽41内的O型圈42相对于壳体37密封，此O型圈还用来减震。如图4中所示，一孔44轴向穿透压紧件。孔44用于盖板16和压紧件5之间的空腔的排气。
在图2和3中所示的实施例中壳体37做成圆柱形，并紧密地旋入传动装置壳体内。使压紧件作用在蜗轮30的一轴承上，也可以是适宜的。本发明的压紧装置1除了用来压紧处于形锁合地啮合之中的传动元件之外，此压紧装置也可以用在处于摩擦锁合地啮合之中的传动元件。

Claims (21)

1.特别是用于转向系统中的蜗杆滚轮传动装置的压紧装置，具有一机座(2)，在此机座上面安装一与一第二传动元件(4)啮合的第一传动元件(3)，还具有一压紧件(5)，此压紧件可沿一轴线(6)移动地支承在机座(2)上，其中在压紧件(5)上作用一使第一传动元件(3)和第二传动元件(4)相互压紧的弹簧件(7)，其特征为：弹簧件(7)由滚动体(8、8’)构成，它们大致垂直于压紧件(5)轴线(6)受弹簧力作用，并在压紧件(5)和一机座件(10)之间支承在斜面(9、9’)上。
2.特别是用来使转向系统的蜗杆滚轮传动装置中的一第一传动元件(3)和一第二传动元件(4)相互压紧的压紧装置，具有一机座(2)和一压紧件(5)，此压紧件可沿一轴线(6)移动地支承在机座(2)上，其中在压紧件(5)上作用一弹簧件(7)，其特征为：弹簧件(7)由滚动体(8、8’)构成，它们受到大致垂直于压紧件(5)轴线(6)的弹簧力，并在压紧件(5)和一机座件(10)之间支承在斜面(9、9’)上，压紧件(5)受一压簧(37)沿轴线(6)方向的弹簧力。
3.按权利要求1或2的压紧装置，其特征为：斜面(9、9’)做成具有相对于压紧件(5)轴线(6)径向张开的角(α)，滚动体(8、8’)受一弹簧(11)径向背向压紧件(5)轴线(6)的弹簧力。
4.按权利要求3的压紧装置，其特征为：弹簧(11)总是在两个滚动体(8、8’)之间延伸。
5.按权利要求1或2的压紧装置，其特征为：斜面(9、9’)做成具有背向压紧件(5)轴线(6)径向张开的角(α)，滚动体(8、8’)分别受一弹簧(11)朝向压紧件(5)轴线(6)的径向弹簧力。
6.按权利要求1至5之任一项的压紧装置，其特征为：斜面(9、9’)以一具有半径(Rs)的圆弧区(12)过渡到一大致垂直于压紧件(5)轴线(6)分布的表面(13)。
7.按权利要求6的压紧装置，其特征为：圆弧区(12)的半径(Rs)大于滚动体(8、8’)的半径(Rw)。
8.按权利要求1至7之任一项的压紧装置，其特征为：斜面(9、9’)设置在压紧件(5)上。
9.按权利要求1至8之任一项的压紧装置，其特征为：斜面(9、9’)设置在机座件(10)上。
10.按权利要求1至9之任一项的压紧装置，其特征为：沿压紧件(5)轴线(6)的轴向看，在斜面(9、9’)对面是一平表面(14)，或垂直于轴线(6)看，在斜面对面是一圆柱形表面。
11.按权利要求1至10之任一项的压紧装置，其特征为：滚动体(8、8’)是滚珠(15、15’)。
12.按权利要求2至11之任一项的压紧装置，其特征为：压簧(43)具有比对滚动体(8、8’)加载的弹簧(11)更大的弹簧力。
13.按权利要求2至12之任一项的压紧装置，其特征为：压簧(43)的弹簧力小于20N。
14.按权利要求1至13之任一项的压紧装置，其特征为：机座件(10)是一调整螺钉(16)。
15.按权利要求1至14之任一项的压紧装置，其特征为：机座件(10)是一盖板(17)，它固定尤其是嵌压在机座(2)内。
16.按权利要求14或15的压紧装置，其特征为：一孔(44)沿轴向穿透压紧件(5)。
17.按权利要求1至16之任一项的压紧装置，其特征为：机座(2)是一传动装置壳体(26)。
18.按权利要求1至17之任一项的压紧装置，其特征为：第一传动元件(3)是蜗杆(29)，第二传动元件(4)是蜗轮(30)。
19.按权利要求1至15之任一项的压紧装置，其特征为：压紧件(5)作用到第一和/或第二传动元件(3、4)的一轴承(31)上。
20.按权利要求1至19之任一项的压紧装置，其特征为：压紧件(5)、弹簧件(7)、压簧(43)和机座件(10)作为压紧件组件(38)组装在一壳体(37)内。
21.按权利要求1至20之任一项的压紧装置，其特征为：第一传动元件(3)是一小齿轮(27)，第二传动元件(4)是一齿条(28)。
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