具有用于蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的間隙補(bǔ)償?shù)臋C(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有驅(qū)動蝸桿軸（2）的助力電動機(jī)（1）的機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器，所述蝸桿軸與設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸（8）上的蝸輪（7）嚙合，其中蝸輪（7）與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸有效連接，并且其中蝸桿軸（2）和轉(zhuǎn)向軸（8）以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體（9）中，在所述助力轉(zhuǎn)向器中蝸桿軸（2）具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的自由的端部（12），所述端部安裝在具有內(nèi)環(huán)（14）、滾動體（15）和中間環(huán)（16）的滾動軸承（13）中，其中中間環(huán)具有用于滾動體（15）的靠內(nèi)的滾動面和用于靠外的滾動體（17）的靠外的滾動面，并且其中中間環(huán)（16）的靠外的滾動面和靠內(nèi)的滾動面相對于彼此偏心地設(shè)置。
【專利說明】具有用于蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的間隙補(bǔ)償?shù)臋C(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1或權(quán)利要求6的前序部分的特征的機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器。
【背景技術(shù)】
[0002]在安裝軸時可設(shè)想的和可行的是，使用具有靠外的周向面的外環(huán)的滑動軸承，所述周向面相對于支承面偏心地設(shè)置。然而，這種軸承裝置僅適合于旋轉(zhuǎn)的軸。所述旋轉(zhuǎn)的軸具有的缺點是，軸通常處于靜止?fàn)顟B(tài)，因為滑動軸承具有高的起動力矩。原則上，所述滑動軸承還需要在工作時的監(jiān)控和持續(xù)的潤滑。因此，滑動軸承裝置不用于機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器的驅(qū)動軸的安裝。
[0003]歐洲專利EP I 727 723 BI示出一種在機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器中的具有偏心的外環(huán)的球軸承，借助于所述外環(huán)能夠設(shè)定安裝在軸承中的軸的位置。在設(shè)定之后，靠外的軸承軸襯固定在軸承座中。然而，不設(shè)有在工作時的間隙補(bǔ)償，所述間隙補(bǔ)償例如由于損耗可能是必需的。
[0004]文獻(xiàn)US 6，257，313 BI示出一種具有蝸輪傳動機(jī)構(gòu)的助力轉(zhuǎn)向器，其中蝸桿軸的自由端部支承在具有偏心的軸承外環(huán)的球軸承中。球軸承本身設(shè)置在凸輪中，所述凸輪在轉(zhuǎn)向器殼體中以能圍繞軸線轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置，所述軸線與滾動軸承的轉(zhuǎn)動軸線具有間距。以這種方式，通過在殼體中轉(zhuǎn)動凸輪能夠移動滾動軸承的位置進(jìn)而能夠設(shè)定蝸桿軸到所屬的蝸輪中的接合。在一個實施形式中，凸輪借助于彈簧預(yù)張緊而被加荷，使得滾動軸承能夠與軸相對于齒部嚙合被預(yù)張緊。在此，凸輪在滑動軸承裝置中相對于傳動機(jī)構(gòu)殼體安裝。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的最后提到的視為同類地構(gòu)成的實施形式，即適合于在連續(xù)的工作中調(diào)整蝸桿軸和蝸輪之間的齒部接合的改變。然而，為此所需的最后必須經(jīng)由齒部接合而施加的力或力矩是相當(dāng)高的，因為凸輪的在傳動機(jī)構(gòu)殼體中的滑動軸承裝置具有高的起動力矩。相應(yīng)地，當(dāng)蝸桿軸和蝸輪處于過緊的接合時，傳動機(jī)構(gòu)組件的負(fù)荷是高的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)一種用于在機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器的傳動機(jī)構(gòu)中的蝸桿軸的自動設(shè)定的軸承裝置，其中用于自動調(diào)節(jié)的必需的力是較小的。
[0007]所述目的由具有根據(jù)權(quán)利要求1或6的特征的裝置來實現(xiàn)。
[0008]因為機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器具有對蝸桿軸進(jìn)行驅(qū)動的助力電動機(jī)，所述蝸桿軸與設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸上的蝸輪嚙合，其中蝸輪與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸有效連接，并且其中蝸桿軸和轉(zhuǎn)向軸以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體中，蝸桿軸具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的自由的端部，所述自由的端部安裝在具有內(nèi)環(huán)、滾動體和中間環(huán)的滾動軸承中，其中中間環(huán)具有用于滾動體的靠內(nèi)的滾動面和用于靠外的滾動體的靠外的滾動面，并且其中中間環(huán)的靠外的滾動面和靠內(nèi)的滾動面相對于彼此偏心地設(shè)置，所以蝸桿軸能夠在負(fù)荷時或在由于溫度的影響而改變接合時快速地移開(ausweichen)。凸輪在傳動機(jī)構(gòu)殼體中的滾動軸承裝置由于低的對于移開反應(yīng)而言必須被克服的啟動扭矩而允許快速的移開反應(yīng)(Ausweichreaktion)。
[0009]當(dāng)中間環(huán)與滾動體和外環(huán)一起形成相對于滾動軸承偏心的滾動軸承，所述滾動軸承的外環(huán)安置在傳動機(jī)構(gòu)殼體中的軸承座中時，進(jìn)一步改善功能。優(yōu)選地，借助于彈簧機(jī)構(gòu)來預(yù)張緊中間環(huán)，使得蝸桿軸被強(qiáng)制與蝸輪接合。
[0010]當(dāng)在蝸桿軸的自由的端部上的滾動軸承是滾針軸承時，這種設(shè)置是特別緊湊的。
[0011]當(dāng)將中間環(huán)支承在傳動機(jī)構(gòu)殼體中的滾動軸承是球軸承時，實現(xiàn)特別柔性的可設(shè)定性。
[0012]此外，所述目的通過下述形式來實現(xiàn):在具有對蝸桿軸進(jìn)行驅(qū)動的助力電動機(jī)的機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器中，所述蝸桿軸與設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸上的蝸輪嚙合，其中蝸輪與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸有效連接，并且其中蝸桿軸和轉(zhuǎn)向軸以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體中，蝸桿軸具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的自由端部，所述自由端部安裝在具有內(nèi)環(huán)、滾動體和外環(huán)的滾動軸承中，其中滾動軸承安置在凸輪桿中，所述凸輪桿以能圍繞位于滾動軸承之外的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)的方式安裝在傳動機(jī)構(gòu)殼體中。
[0013]有利地，凸輪桿借助于螺旋彈簧被預(yù)張緊，使得蝸桿軸被強(qiáng)制與蝸輪接合。
[0014]也能夠提出:在傳動機(jī)構(gòu)殼體中設(shè)有機(jī)電的促動器，使得所述促動器根據(jù)控制器通過操縱中間環(huán)或凸輪桿來設(shè)定或調(diào)節(jié)蝸桿軸相對于蝸輪的位置。尤其能夠提出:根據(jù)所述助力電動機(jī)所施加的扭矩來實現(xiàn)控制或調(diào)節(jié)。因此，能夠依據(jù)負(fù)荷控制接合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中，借助于附圖描述本發(fā)明的實施例。附圖示出:
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的助力轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)向器的傳動機(jī)構(gòu)的沿蝸輪軸蝸桿軸的縱剖面；
[0017]圖2示出蝸輪軸蝸桿軸連同其支承部軸承裝置的立體圖；
[0018]圖3示出具有彈簧預(yù)張緊機(jī)構(gòu)的圖2中的蝸輪軸蝸桿軸；以及
[0019]圖4示出根據(jù)圖3的示圖，其中偏心輪凸輪的轉(zhuǎn)動點位于蝸輪軸蝸桿軸的軸承之外。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器的傳動機(jī)構(gòu)的縱剖面并且所述縱剖面沿由電動機(jī)3驅(qū)動的蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動軸線I延伸。電動機(jī)3具有電動機(jī)軸4,所述電動機(jī)軸經(jīng)由柔性的f禹聯(lián)機(jī)構(gòu)5與蝸桿軸2以抗扭的方式耦聯(lián)。蝸桿軸2經(jīng)由蝸桿齒部6與蝸輪7嚙合。蝸輪7再以抗扭的方式與轉(zhuǎn)向軸8連接，所述轉(zhuǎn)向軸8在機(jī)動車的未示出的轉(zhuǎn)向輪和原本的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)之間延伸。
[0021]所述構(gòu)造元件安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體9中。
[0022]蝸桿軸2在殼體9中的安裝在構(gòu)成為球軸承的常規(guī)的滾動軸承11中在蝸桿軸2的電動機(jī)側(cè)的端部10上實現(xiàn)。球軸承11構(gòu)成為，使得蝸桿軸2能夠?qū)崿F(xiàn)相對于殼體9的少量的軸向運動和轉(zhuǎn)動軸線I的少量的變化。
[0023]蝸桿軸2還具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的端部12，所述端部同樣安裝在滾動軸承13中。滾動軸承13具有內(nèi)環(huán)14、滾動體15和中間環(huán)16。中間環(huán)16本身又在其外側(cè)上設(shè)有用于球17的滾動槽。球17在外環(huán)18中滾動，所述外環(huán)最終固定在殼體9的軸承座19中。
[0024]中間環(huán)16最終設(shè)有銷20，所述銷固定在中間環(huán)16的背離殼體9的側(cè)上。
[0025]中間環(huán)16構(gòu)成為，使得在其內(nèi)側(cè)上構(gòu)成有用于靠內(nèi)的軸承13的滾動體15的滾動面。所述滾動面構(gòu)成為基本上是圓柱形的，因為在該實施例中滾動體15設(shè)置為滾針。中間環(huán)16在其靠外的周向面上設(shè)有用于外部的滾動的球17的球滾動面，其中靠外的滾動面與靠內(nèi)的滾動面不同心地設(shè)置。在蝸桿軸2轉(zhuǎn)動時這意味著，中間環(huán)16限定轉(zhuǎn)動軸線I的位置，而靠內(nèi)的滾動軸承13引起蝸桿軸2相對于中間環(huán)16的輕微的且無間隙的可轉(zhuǎn)動性。相反，中間環(huán)16的轉(zhuǎn)動引起蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動軸線I的位置改變進(jìn)而改變蝸桿6到蝸輪7中的接合。以這種方式尤其能夠引起蝸桿軸2到蝸輪7上的進(jìn)給，以便達(dá)到無間隙的齒接合。
[0026]在這種設(shè)置中，中間環(huán)16相對于殼體9經(jīng)由滾動體17同樣被滾動支承。尤其，中間環(huán)16本身形成靠外的軸承的一部分，所述靠外的軸承由中間環(huán)16、滾動體17和軸承外環(huán)18構(gòu)成。這種設(shè)置允許非常少量地調(diào)節(jié)中間環(huán)16，即使所述中間環(huán)處于負(fù)荷下。蝸桿軸2的位置的設(shè)定，更確切地說，蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動軸線I相對于蝸輪7的位置的設(shè)定能夠以這種方式特別精細(xì)地且反應(yīng)快速地實現(xiàn)。
[0027]圖2示出具有滾動軸承的蝸桿軸以及與蝸桿軸嚙合的蝸輪7的立體圖，其中沒有示出殼體的和電動機(jī)的組件。相同的構(gòu)件具有相同的附圖標(biāo)記。中間環(huán)16在此設(shè)有兩個操縱元件20。所述操縱元件20能夠用作用于彈簧的作用點，所述彈簧用于彈性地預(yù)張緊，如隨后對于圖3所描述的。所述操縱元件也能夠用作用于電促動器的作用點，所述促動器根據(jù)控制和調(diào)節(jié)來操縱中間環(huán)16。
[0028]在圖2中清楚可見的是，蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動軸線與內(nèi)環(huán)14和與中間環(huán)16的靠內(nèi)的滾動面同心地設(shè)置，然而相對于中間環(huán)16的靠外的滾動面和外環(huán)18偏心。與其相應(yīng)地，中間環(huán)16的轉(zhuǎn)動引起轉(zhuǎn)動軸線I相對于蝸輪7的位置移動。中間環(huán)16的轉(zhuǎn)動中心，即中間環(huán)16能夠相對于殼體9轉(zhuǎn)動所圍繞的點位于外環(huán)18的中間。在圖2中可識別的是，所述轉(zhuǎn)動點位于靠內(nèi)的滾動軸承13之內(nèi)，所述靠內(nèi)的滾動軸承由內(nèi)環(huán)14、滾動體15和中間環(huán)16的靠內(nèi)的滾動面構(gòu)成。在這兩個轉(zhuǎn)動中心之間的空間間距能夠表示為中間環(huán)16的偏心距，并且所述偏心距在此情況下比中間環(huán)16的靠內(nèi)的滾動面的半徑更小。在該實施例中，優(yōu)選這樣小的偏心距，因為所述偏心距允許特別精細(xì)地設(shè)定蝸桿軸2的位置。
[0029]圖3示出具有兩個螺旋彈簧21的圖2的實施例，所述螺旋彈簧作用到操縱元件20上。操縱元件20在此構(gòu)成為軸線平行地設(shè)置在中間環(huán)16的端側(cè)上的銷。螺旋彈簧21致力于牽引。在根據(jù)圖3的該實施例中，所述螺旋彈簧迫使中間環(huán)16沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。因為蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動點位于中間環(huán)16的轉(zhuǎn)動點的左側(cè)，所以蝸桿軸2被彈簧壓向蝸輪7。
[0030]圖4示出一種設(shè)置，其中蝸桿軸2在其自由的端部12上以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在常規(guī)的滾動軸承22中。滾動軸承22借助于其外環(huán)安置在具有相應(yīng)的軸承座的凸輪桿23中。凸輪桿23以樞轉(zhuǎn)軸線24安裝在殼體9中(在此未示出)。又致力于牽引的螺旋彈簧25接合在凸輪桿23的與樞轉(zhuǎn)軸線24對置的鉤狀端部26上。軸承22設(shè)置在樞轉(zhuǎn)軸線24和鉤26之間。拉簧25在圖4中向下作用，因此所述拉簧將凸輪桿23進(jìn)而蝸桿軸2拉到蝸輪7上。以這種方式也達(dá)到蝸桿軸2相對于蝸輪7的彈性預(yù)張緊。因此，如在圖3中，實現(xiàn)蝸桿軸2到蝸輪7中的無間隙的接合。
[0031]不同于根據(jù)圖2和圖3的實施方案，在根據(jù)圖4的實施方案中將軸承22進(jìn)而蝸桿軸2的轉(zhuǎn)動軸線移動到顯著更大的半徑上，因為凸輪桿23的樞轉(zhuǎn)軸線24與在圖2和3中相比與蝸桿軸的轉(zhuǎn)動軸線I進(jìn)一步隔開。尤其，在此，偏心距，即轉(zhuǎn)動軸線I與樞轉(zhuǎn)軸線24之間的間距在滾動軸承22的一倍的和三倍的直徑之間選擇。
[0032]在工作時，所述實施例得出的優(yōu)點是，蝸桿軸2相關(guān)于蝸輪7的位置是可調(diào)節(jié)的。所述調(diào)節(jié)在根據(jù)圖2的實施方案中通過促動器來實現(xiàn)，在根據(jù)圖3和4的實施方案中通過彈簧預(yù)張緊來實現(xiàn)。在所有情況下，凸輪的安裝構(gòu)造為，使得蝸桿軸2到蝸輪7上的進(jìn)給特別低摩擦地且借助于小的起動力矩來實現(xiàn)。以這種方式可補(bǔ)償在構(gòu)件尺寸中的和在構(gòu)件的相對位置中的例如由于熱影響而出現(xiàn)的小的變化。凸輪的安裝是可略微移動的，使得在齒部接合的區(qū)域中或在軸承的區(qū)域中不產(chǎn)生不利的力。
[0033]附圖標(biāo)記列表
[0034]1.轉(zhuǎn)動軸線
[0035]2.蝸桿軸
[0036]3.電動機(jī)
[0037]4.電動機(jī)軸
[0038]5.耦聯(lián)機(jī)構(gòu)
[0039]6.蝸桿齒部
[0040]7.蝸輪
[0041]8.轉(zhuǎn)向軸
[0042]9.傳動機(jī)構(gòu)殼體
[0043]10.端部
[0044]11.滾動軸承
[0045]12.端部
[0046]13.滾動軸承
[0047]14.內(nèi)環(huán)
[0048]15.滾動體
[0049]16.中間環(huán)
[0050]17.球
[0051]18.外環(huán)
[0052]19.軸承座
[0053]20.銷
[0054]21.螺旋彈簧
[0055]22.滾動軸承
[0056]23.凸輪桿
[0057]24.樞轉(zhuǎn)軸線
[0058]25.螺旋彈簧
[0059]26.鉤。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器，所述助力轉(zhuǎn)向器具有對蝸桿軸(2)進(jìn)行驅(qū)動的助力電動機(jī)(O,所述蝸桿軸與設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸(8)上的蝸輪(7)嚙合，其中所述蝸輪(7)與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸有效連接，并且其中所述蝸桿軸(2)和所述轉(zhuǎn)向軸(8)以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體(9)中， 其特征在于，所述蝸桿軸(2)具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的自由的端部(12)，所述自由的端部安裝在具有內(nèi)環(huán)(14)、滾動體(15)和中間環(huán)(16)的滾動軸承(13)中，其中所述中間環(huán)具有用于所述滾動體(15)的靠內(nèi)的滾動面和用于靠外的滾動體(17)的靠外的滾動面，并且其中所述中間環(huán)(16)的所述靠內(nèi)的滾動面和所述靠外的滾動面相對于彼此偏心地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，所述中間環(huán)(16)與所述滾動體(17)和外環(huán)(18) —起形成相對于所述滾動軸承(13)偏心的滾動軸承，所述滾動軸承的外環(huán)(18)安置在所述傳動機(jī)構(gòu)殼體(9)中的軸承座(19)中。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，所述中間環(huán)(16)借助于彈簧機(jī)構(gòu)(21)被預(yù)張緊，使得所述蝸桿軸(2)被強(qiáng)制與所述蝸輪(7)接合。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，在所述蝸桿軸(2)的所述自由的端部(12)上的所述滾動軸承(13)是滾針軸承。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，將所述中間環(huán)(16)支承在所述傳動機(jī)構(gòu)殼體(9 )中的所述滾動軸承是球軸承。
6.一種機(jī)電的助力轉(zhuǎn)向器，所述助力轉(zhuǎn)向器具有對蝸桿軸(2)進(jìn)行驅(qū)動的助力電動機(jī)(O,所述蝸桿軸與設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸(8)上的蝸輪(7)嚙合，其中所述蝸輪(7)與轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的輸入軸有效連接，并且其中所述蝸桿軸(2)和所述轉(zhuǎn)向軸(8)以能轉(zhuǎn)動的方式安裝在共同的傳動機(jī)構(gòu)殼體(9)中， 其特征在于，所述蝸桿軸(2)具有遠(yuǎn)離電動機(jī)的自由的端部(12)，所述自由的端部安裝在具有內(nèi)環(huán)、滾動體和外環(huán)的滾動軸承(22)中，其中所述滾動軸承(22)安置在凸輪桿(23)中，所述凸輪桿以能圍繞位于所述滾動軸承(22)之外的樞轉(zhuǎn)軸線(24)樞轉(zhuǎn)的方式安裝在所述傳動機(jī)構(gòu)殼體(9)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，所述凸輪桿(23)借助于螺旋彈簧(25)被預(yù)張緊，使得所述蝸桿軸(2)被強(qiáng)制與所述蝸輪(7)接合。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，設(shè)有機(jī)電的促動器，以便根據(jù)控制器通過操縱所述中間環(huán)或凸輪桿來設(shè)定或調(diào)節(jié)所述蝸桿軸(2)相對于所述蝸輪(7)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的助力轉(zhuǎn)向器，其特征在于，根據(jù)由所述助力電動機(jī)(3)施加的扭矩來實現(xiàn)控制或調(diào)節(jié)。
【文檔編號】F16H57/022GK103459237SQ201280017309
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】羅伯特·加萊爾 申請人:蒂森克虜伯普利斯坦有限公司