CN217532977U - 用于机动车的转向系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于机动车的转向系统(10)，其具有推杆(12)，其中，所述转向系统(10)具有导引装置(14)用于导引所述推杆(12)在其纵向上的运动，其中，所述导引装置(14)构造用于防止所述推杆(12)围绕所述推杆的纵轴线旋转。所述推杆(12)具有削平部(16)，其中，滚子(18)在预紧力下贴靠在所述削平部(16)上，其中，所述滚子(18)可转动地支承在滚子轴(20)上。为了设置在导引装置(14)中抵抗推杆(12)移动的阻力，滚子轴(20)可以为了产生预紧力而向推杆(12)运动并固定在其位置中。

Description

用于机动车的转向系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于机动车的转向系统。
背景技术
机动车中的转向系统通常这样设计，即通过由驾驶员或尤其在所谓的自动驾驶的情况由相应的执行器对方向盘的操纵导致推杆运动。该推杆通常可沿其纵向位移并造成车轮的转向运动。为此，推杆在其端部规则地通过转向横拉杆与转向节连接。推杆在此也被称为中间杆或齿条，这取决于转向系统的具体的结构设计。
这种带有推杆的转向系统在现有技术中，例如文献DE 10 2017 103 975 A1或DE203 10 872 U1中已知。在上述文献中示出的以及在这种转向系统的许多其他可行的实施方案中的问题是，在将用于使推杆运动所需的力引入推杆时，转矩也被引入推杆，这会导致推杆偏转，前提是这种偏转没有通过合适的设计上的措施抑制。
例如由文献DE 10 2017 103 975 A1已知，转向系统可以具有用于导引推杆的导引装置，其中，该导引装置设计用于防止推杆围绕其纵轴线旋转。推杆为此具有削平部。滚子在预紧力下贴靠在削平部上。该滚子可转动地支承在滚子轴上。
在实践中这种系统的问题在于必须保证推杆的无间隙的导引，其中，通过导引装置产生的摩擦力保持在适当的界限内，推杆须抵抗该摩擦力被移动。为了在个别情况下确保这一点，期望的是能设置该阻力。
这在文献DE 10 2017 103 975 A1中以此解决，即锥状成形的滚子被固定在包围推杆的环中。通过环的偏转，滚子可以基本上在一种扭转运动中相对于推杆紧固。然而为此需要操纵多个内六角螺栓，以紧固该张紧环。设置确定的阻力因此成本较高。甚至也不能使用其仅在推杆的远离推杆的端部的部段上具有有滚子贴靠的削平部的推杆。这种推杆在两个端部上具有比削平部更大的横截面。不可能或至少非常难的是，在转向系统被安装时，将这种推杆导引通过如文献DE 10 2017 103 975 A1中所示的导引装置。
在文献DE 203 10 872 U1中示出的推杆中，被弹簧加载的压力件咬合在转向横拉杆的配设有梯形削平部的区域上。安装在此可以这样实现，即首先将转向横拉杆导入导引装置中，然后将压力件插入其中。这种导引装置抵抗推杆在导引装置中移动而施加的阻力预先确定了加载压力件的弹簧的力。因此不能实现精确的设置。为了减小摩擦力，在压力件和推杆之间设置有滚动体。然而其与推杆仅具有面积很小的接触，因此局部出现高的表面压力。相应地，推杆的材料必须是硬化的。因此，生产这种导引装置是比较贵的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种用于机动车的转向系统和安装这种转向系统的方法，其实现低成本的制造、简单的安装和可靠设置抵抗推杆在导引装置中运动的阻力。
所述技术问题通过一种用于机动车的转向系统解决，其具有推杆，其中，所述转向系统具有导引装置用于导引所述推杆在其纵向上的运动，其中，所述导引装置构造用于防止所述推杆围绕所述推杆的纵轴线旋转，其中，所述推杆具有削平部，其中，滚子在预紧力下贴靠在所述削平部上，其中，所述滚子可转动地支承在滚子轴上，其中为了设置(或者说调节)在所述导引装置中抵抗所述推杆移动的阻力，所述滚子轴为了产生预紧力而能向所述推杆运动并能够固定在其位置中。
上述问题根据本实用新型这样解决，即在根据本实用新型的转向系统中，为了设置抵抗推杆在导引装置中移动的阻力，滚子轴可以为了产生预紧力向推杆运动并且可以固定在推杆的位置中。如果优选与推杆的纵向成直角定向的滚子轴向推杆方向运动，则滚子在削平部上贴靠的预紧力增加。通过该预紧力的增加，推杆在导引装置中沿推杆的纵向运动时产生的摩擦力升高。通过可以将滚子轴固定在确定的位置中，可以持久地设置确定的阻力，该阻力抵抗推杆在导引装置中移动。尤其有利的是，滚子和削平部之间构成线接触。这通过其例如与球轴承相比相对较大的接触面降低了对转向横拉杆在削平部区域中的硬度的要求，其尤其可以由未硬化的材料制成。
滚子在此尤其可以通过滚动轴承的外环构成。具有外环的滚动轴承作为标准化的构件存在，并且可以是低成本的和可靠的可行方案，并且由于滚动摩擦甚至是具有比较小的摩擦阻力的可行方案，所述方案用于实现在滚子轴上支承的滚子。这种滚子轴承的外环因此可以直接在推杆的削平部上滚动。以此可以在设计上有利地实现滚子。
滚动轴承尤其可以是滚针轴承。滚针轴承具有的优点是，其可以用比球轴承更小的结构尺寸实现。
有利的是，滚子轴可以容纳在导引装置内并能够围绕与滚子轴平行和偏心的转动轴线转动。由此实现通过滚子轴围绕转动轴线的转动使得滚子轴向推杆运动。这种布局可以在设计上比较容易地实现。仅需在滚子轴的端部存在与滚子轴偏心布置的元件，所述元件必须相应地可转动地支承在导引装置中。在此，其中一个元件尤其可以具有螺纹。滚子轴以此可以旋拧到导引装置中。旋入运动在此同时产生滚子轴的旋转运动，在旋转运动中滚子轴形成圆形轨道。滚子轴以此可以首先通过滚子轴旋入导引装置而安装在导引装置中，其中，该运动的最后的运动段用于使滚子轴向推杆移动，以产生预紧力，滚子通过预紧力贴靠在推杆上。适宜的是，在将其上容纳有滚子的滚子轴旋入到旋入运动的确定的点后，首先将推杆引入导引装置中。然后继续旋入过程最多半圈，使滚子向推杆移动，并且从滚子与推杆接触的时刻起，预紧力建立。
导引装置可以具有配合轴承，以在其远离滚子的一侧上支撑推杆。这种配合轴承具有的优点是，其对推杆施加的力与由滚子施加到推杆上的力方向相反。因此，配合轴承尤其布置在导引装置中紧邻滚子处。反作用力的引入以此在空间上靠近由预紧力导致的力的引入，滚子通过预紧力贴靠在推杆上。滚子和配合轴承在空间上紧邻的布局导致引入的力不在推杆的纵向上传递很长的距离，而这会导致推杆中的弯矩。
配合轴承可以是导引轴套。这种导引轴套是基本上圆筒形成形的元件，其尤其设计为用于推杆的滑动轴承。导引轴套在此可以具有聚甲醛作为材料。聚甲醛(简称POM)在此可以是均聚物和/或共聚物。它的特点是高刚度与低摩擦值相结合。已证明这种导引轴套作为配合轴承是低成本和可靠的解决方案。
转向系统尤其可以是线控转向系统。线控转向系统是其中方向盘不通过将方向盘的运动传递到推杆上的机械连接装置、如转向柱与推杆连接的转向系统。相反，仅需执行器使推杆沿其纵向运动。线控转向系统还可以具有力反馈执行器。它在此是一种执行器，其作用于方向盘并且以此使机动车的驾驶员感到转向导致作用于方向盘上的反作用力。
因为在这种线控转向系统中省略了推杆和转向柱的机械的耦连，所以也不存在这种可能性，即在所述机械耦连的范畴内防止推杆围绕其纵轴线的意外偏转。根据本实用新型的带有所述类型的导引装置的转向系统因此尤其结合线控转向系统特别有利。
转向系统可以具有电动机用于引起和/或支持推杆的运动。电动机可以布置成以其轴的旋转轴线与推移轴线平行。电动机以轴与推杆平行的这种布置也称为APA方案。
由电动机产生的转矩可以通过牵引器件传递到推杆上。牵引器件尤其可以是齿形皮带。转矩尤其可以首先传递到滚珠丝杠传动装置上，转矩从滚珠丝杠传动装置转化为用于移动推杆的力。这种滚珠丝杠传动装置具有的优点是，它可以无间隙和低摩擦地产生传动，将转矩作为力传递到推杆上。在将由电动机产生的转矩传递到推杆上时通常也产生被引入推杆的转矩。该转矩可以通过本实用新型抑制。
根据本实用新型的方法涉及上述转向系统的安装。安装转向系统时首先将推杆引入导引装置中。导引装置在此已经至少预安装至如此程度，即滚子已经位于导引装置中。滚子轴尤其已经旋入导引装置中。在此，在推杆引入导引装置期间，滚子轴移动到位置中，该位置实现推杆引入导引装置中。这尤其是一种位置，在该位置中，相较于之后在转向系统运行时的情况，滚子轴与导引装置中推杆的符合规定的终端位置的距离更大。尤其如果推杆的横截面在其两个端部大于在削平部区域中推杆的横截面，则推杆的一个端部可以首先经过滚子，因为滚子有利地首先仍具有与推杆的距离，该距离使经过滚子成为可能。在另外的方法步骤中，推杆在导引装置中运动，并且导引装置抵抗该运动的机械阻力被测量。这尤其可以在为此设置的测试台上进行。同时，滚子轴向推杆移动，直至滚子轴到达导引装置抵抗推杆运动的阻力达到期望的值的位置。接着将滚子轴固定在该达到的位置中。这例如可以通过卡塞尤其与滚子轴偏心布置的元件进行。
以此可以在简单和比较低成本的工序中精确和持久地设置转向系统中抵抗推杆移动的阻力。尤其通过根据本实用新型的转向系统实现的这种方式的优点是可以直接进行对转向系统中移动推杆所需的力的设置。因此，设置结果是可靠和准确的，因为通过直接测量导引装置的抵抗推杆运动的阻力，即尤其测量在导引装置中推杆运动所需的力可以补偿相关构件的公差。
在此转向系统的一种设计方案尤其有利，其中，滚子轴围绕与滚子轴平行和偏心的转动轴线可转动地容纳在导引装置中。在此，可以通过例如用简单的工具能容易实现的最大180°的转动执行顺利的设置。在此特别有利的是当滚子轴通过围绕与滚子轴偏心的转动轴线向推杆移动时的运动特性。在此运动中，滚子轴与推杆的距离与围绕转动轴线的转动角度是正弦关系。以此可以顺利调整滚子与推杆的距离，其中，在接近运动的最后段中可以进行精确的设置，因为在适当确定的距离时，由于转动，转动轴线仅以最小程度向推杆接近。
附图说明
本实用新型其他实际的实施方式下面结合附图说明。其中：
图1示出示例性转向系统，
图2示出图1的去掉了壳体的示例性转向系统，
图3示出在导引装置范围中剖切按照图1的转向系统的剖视图，
图4a-4c示出示例性推杆的选择。
具体实施方式
示例性转向系统10具有推杆12。此外，转向系统10具有导引装置14，用于导引推杆在其纵向X上的运动。导引装置14设计为防止推杆12围绕其纵轴线旋转。在此，推杆12具有削平部16。滚子18在预紧力下贴靠在削平部16上。滚子18在此可转动地支承在滚子轴20上。
为了调节在导引装置14中抵抗推杆12移动的阻力，滚子轴20可以为了产生预紧力而向推杆12运动并固定在其位置中。
如本例所示，滚子18可以通过滚动轴承22的外环构成。滚动轴承22 可以如图所示是滚针轴承。
如图示例性所示，滚子轴20可以容纳在导引装置14内，围绕与滚子轴 20平行和偏心的转动轴线转动。这在示例中以此实现，在滚子轴20的端部上设置有相对于滚子18和/或相对于滚子轴20偏心的元件24和26。偏心的元件24、26中的一个，例如偏心的元件24具有螺纹。由滚子18和滚子轴20构成的单元可以通过螺纹旋入导引装置14的壳体28中。为此，偏心的元件24可以如图所示具有合适的工具接口30，例如多边形结构。尤其通过这种工具接口30可以使滚子轴20围绕转动轴线转动并且以此使滚子轴20向推杆12运动。
导引装置14还可以具有配合轴承32，以在其远离滚子18的一侧上支撑推杆12。配合轴承32可以如图所示是导引轴套。配合轴承32尤其可以如图所示紧邻滚子18布置。
如图示例性所示，转向系统10可以是线控转向系统。转向系统10可以如图所示具有电动机34。如示例所示，电动机34可以以其旋转轴线或其轴的旋转轴线平行于推杆12布置。
电动机34可以产生的转矩如图所示尤其通过滚珠丝杠传动装置转化为用于移动推杆12的力。
推杆12的端部区域38可以不同地设计。图4中示例性示出不同的推杆 12连同削平部16。它们分别具有不同的端部区域38。在图4a)中的推杆12 的情况下，端部区域38的横截面与削平部16区域中的横截面对应。在安装转向系统10时，这种推杆可以特别容易地经过滚子18导入已经预安装的导引装置14中。
在图4b)中所示的推杆12的情况下，端部区域38具有比削平部16的区域更大的横截面。然而在端部区域38中，那里的横截面同样存在削平部16 形式的减小。这简化了在安装推杆时滚子18的通过。
在图4c)中所示的推杆12的情况下，推杆12的端部区域38具有圆形的横截面。与图4a)和4b)中所示的推杆12相比，横截面在此是最大的，这有利于力传递，例如传递到与推杆12相连的未示出转向横拉杆中。在这样设计的推杆12的情况下安装相较而言是最困难的，但已经表明，在此所述的转向系统和尤其转向系统的安装也可以用这样设计的推杆12实现，其中在推杆12导入导引装置14时滚子18已经安装在导引装置14中。
在本说明书，附图以及权利要求中公开的本实用新型特征可以单独以及以任意组合作为以不同实施方式实现本实用新型的根本。本实用新型可以按照权利要求在考虑本领域技术人员的知识的情况下变化。
附图标记列表：
10 转向系统
12 推杆
14 导引装置
16 削平部
18 滚子
20 滚子轴
22 滚动轴承
24 偏心元件
26 偏心元件
28 壳体
30 工具接口
32 配合轴承
34 电动机
36 滚珠丝杠传动装置
38 端部区域
X 纵向方向

Claims (9)

1.一种用于机动车的转向系统(10)，其具有推杆(12)，所述转向系统(10)具有导引装置(14)用于导引所述推杆(12)在其纵向上的运动，所述导引装置(14)构造用于防止所述推杆(12)围绕所述推杆的纵轴线旋转，所述推杆(12)具有削平部(16)，滚子(18)在预紧力下贴靠在所述削平部(16)上，所述滚子(18)可转动地支承在滚子轴(20)上，
其特征在于，
为了设置在所述导引装置(14)中抵抗所述推杆(12)移动的阻力，所述滚子轴(20)为了产生预紧力而能向所述推杆(12)运动并能够固定在推杆的位置中。
2.按照权利要求1所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述滚子通过滚动轴承(22)的外环构成。
3.按照权利要求2所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述滚动轴承(22)是滚针轴承。
4.按照权利要求1所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述滚子轴(20)容纳在所述导引装置(14)内并能够围绕与滚子轴(20)平行和偏心的转动轴线转动，使得通过所述滚子轴(20)围绕转动轴线的转动使得所述滚子轴(20)向所述推杆(12)运动。
5.按照权利要求1所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述导引装置(14)具有配合轴承(32)，以在推杆远离滚子(18)的一侧上支撑推杆(12)。
6.按照权利要求5所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述配合轴承(32)是聚甲醛制成的导引轴套。
7.按照权利要求1所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述转向系统(10)是线控转向系统。
8.按照权利要求1所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，所述转向系统(10)具有电动机(34)用于引起和/或支持推杆(12)的运动，所述电动机以其轴的旋转轴线与推杆(12)平行地布置。
9.按照权利要求8所述的用于机动车的转向系统(10)，其特征在于，由电动机(34)产生的转矩通过牵引器件传递到滚珠丝杠传动装置上并且由滚珠丝杠传动装置转化成用于移动推杆(12)的力。
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