[發明專利]轉向機構

有效

• 申請號: 201380019225.5
• 申請日: 2013-04-05
• 公開（公告）號: CN104321239A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: J·哈費爾馬爾茨;D·菲克澤爾
• 申請（專利權）人: ZF操作系統有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;F16H57/021
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 俞海舟

技術領域

本發明涉及一種轉向機構和特別是一種用于汽車的助力轉向系統的轉向機構。

背景技術

在通常的汽車中安裝助力轉向系統，其在轉向時產生輔助轉矩并因此減小由司機施加到轉向柱上的轉向力矩。

這種已知的助力轉向系統基于一轉向機構，其轉換液壓的或電動的驅動裝置的傳動功率并且傳到轉向柱上。這樣的轉向機構經常構成為螺旋輥傳動機構的形式并且特別是構成為螺旋齒輪傳動機構或蝸輪蝸桿傳動機構、亦即它們包括一個齒輪(其直接或間接地連接于轉向桿)和一經由驅動裝置被小齒輪軸驅動的小齒輪。

成問題的是在這樣的轉向機構中出現的齒輪嚙合間隙，其由于各構件公差、各傳動元件的不同的熱膨脹和由于磨損構成。特別是在所謂交替轉向時、亦即在直接依次相繼的包括交替的轉向角的轉向時，這樣的齒輪嚙合間隙產生不符合要求的嗓聲，其由小齒輪和齒輪的輪齒的各對置的齒側面的交替的貼緊產生。

已知這樣消除齒輪嚙合間隙，即小齒輪軸可繞一垂直于小齒輪軸的縱軸線的且以一個到小齒輪和齒輪的齒嚙合部位的間距延伸的軸線可偏轉地支承而且借助一個或多個彈簧元件被壓向齒輪。將小齒輪軸的可偏轉性集成于兩個軸承之一中，小齒輪軸在末端側經由各軸承支承。該軸承也稱為“固定軸承”。軸承在另一端的區域內則制成有間隙(所謂“浮動軸承”)，以便能夠實現通過轉動運動引起的偏轉。通常固定軸承設置在驅動側，而將浮動軸承設置在小齒輪軸的自由端上。用于向齒輪壓緊小齒輪的彈簧元件或各彈簧元件經常集成在浮動軸承中。

例如由WO?2011/073089?A1已知一種相應的同一類的轉向系統。在那里設定，在固定軸承的區域內接納小齒輪軸的滾動軸承在外側支承于轉動環中。轉動環包括內環(該內環在相當大程度上無間隙地接納滾動軸承)和外環，該外號在相當大程度上無間隙地固定于轉向機構的殼體的孔中，其中外環和內環經由多個窄的接條相連接，它們在外環相對內環的旋轉時被扭絞。

其它的用于構成可轉動的固定軸承的方案設定，滾動軸承在外側可轉動地支承于滑動軸承中或在內側可轉動地支承于靜止套筒中，或簡單地一滾動軸承設有如此大的間隙，而使要求的可偏轉性是可能的。

在各已知的方案中在結構上引起轉動軸與固定軸承的中軸線或小齒輪軸的縱軸線相交。

在由現有技術已知的用于實現小齒輪和齒輪的嚙合的無間隙性的各支承方案中不利的是，在轉向柱的左轉或右轉時可感受到不同的轉向性能。

發明內容

從該現有技術出發，本發明的目的在于，為汽車的助力轉向系統提供一種改進的轉向機構。特別是擬提供一種轉向機構，其不具有或至少只在減少的程度上具有由描述的現有技術已知的在轉向柱的左轉或右轉時不同的轉向性能。

通過獨立權利要求的目標達到該目的，有利的實施形式是各從屬權利要求的內容并且由本發明的以下描述得出。

本發明基于這樣的認識，即在已知的具有齒輪嚙合間隙補償的轉向機構中由于繞固定軸承的偏轉軸的相反定向的各力矩產生不同的轉向性能，這些力矩在轉向柱的左轉或右轉和助力轉向系統的驅動裝置的相應的輔助旋轉時產生。這些不同的力矩由在左轉或右轉時相反指向的嚙合力結合杠桿臂產生，該杠桿臂由嚙合力的作用線到偏轉軸的間距得出。繞偏轉軸的相反的各反應力矩在一個方向上引起力的增大(借助于該力將小齒輪壓向齒輪)并且因此引起轉向機構的增大的摩擦力矩，并且在相反的方向上引起轉向機構的相應減小的摩擦力矩。

因此本發明基于這樣的構想，即盡可能消除、然而至少減小這些相反作用的力矩。這如此實現，即，將在嚙合力的作用線與偏轉軸之間的徑向間距構成盡可能小的并且優選直至減到(基本上)為零。該間距的減小(優選直到零)也引起各摩擦力矩的減小(消除)。由此可以減小或完全避免由現有技術已知的在左轉或右轉時不同的轉向性能。

一種同類型的轉向機構(其包括齒輪、與齒輪嚙合的小齒輪和包含小齒輪的小齒輪軸，該小齒輪軸能夠繞一橫向于小齒輪軸的縱軸線的偏轉軸偏轉)據此按照本發明這樣進一步構成，即在偏轉軸與齒嚙合部位之間的徑向間距(參照小齒輪軸或齒輪)是盡可能小的，但至少小于小齒輪的芯半徑(亦即在小齒輪軸的縱軸線與小齒輪的齒根之間的徑向間距)。

特別優選該間距基本上為零，借此可以完全避免產生引起不同的轉向性能的各反應力矩。

按照本發明“齒嚙合部位”理解為在小齒輪和齒輪的節圓或滾動圓的接觸點中的切向平面。