CN102678883B - 齿轮的磨损补偿装置 - Google Patents

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Abstract

一种齿轮的磨损补偿装置，具有固定支撑件(16)，可以轴向固定在外部元件上，从而将该装置保持在所述外部元件上；轴承(20)，其设计为安装于包括齿轮的其中一个轮盘的轴上；偏心件(22)，其安装在轴承上，并设计为与外部元件相接触，所述偏心件可以相对于固定支撑件成角度地移动。该装置还具有扭簧(24)，其轴向安装于固定支撑件和偏心件之间，并可以在所述偏心件上产生周向的预紧力，所述扭簧(24)具有第一端部，其安装在偏心件的槽(40)内，以及第二端部，其与固定支撑件相互接触。

Description

齿轮的磨损补偿装置
技术领域
本发明涉及齿轮磨损补偿装置的领域，尤其是用于机动车辆的助力转向机构上。
背景技术
助力转向机构通常具有电动助力电机和蜗杆，该蜗杆安装于所述电机的输出轴上，并和齿轮啮合，例如固定在转向柱的轴上的齿轮，或通过中间齿轮与转向齿条连接的齿轮。
专利US6763738B1公开了一种机动车辆的助力转向机构，其具有可以调节蜗杆和与其啮合的齿轮之间间隙的方法，从而在装配过程中，可以调节齿轮间存在的间隙。
该助力转向机构不能阻止齿轮随着时间的推移产生磨损的现象。
为了克服该缺陷，文件WO99/11502中描述的助力转向机构中，蜗杆的一端连接到电动助力电机上，该端可旋转地安装于可移动套管的偏心孔上，该套管与压缩弹簧连接。当蜗杆齿以及由转向柱的轴支撑的齿轮产生磨损时，压缩弹簧使得套管在壳体内旋转。这自动补偿了齿轮的磨损。
该解决方案导致了繁琐的安装步骤。
发明内容
本发明的目的是克服该缺陷。
具体的说，本发明的目的是提供一种齿轮磨损补偿装置，该装置易于制造、安装、具有有限的空间要求并且是经济的。
在一个实施例中，齿轮磨损补偿装置具有固定支撑件，其可以轴向地固定至外部元件上，从而将该装置保持在所述外部元件上，一轴承设计为安装于轴上，具有齿轮的其中一个轮盘，以及偏心件，其安装在轴承上并设计为与外部元件相接触，所述偏心件可以相对于所述固定支撑件成角度地移动。该装置具有扭簧，轴向地安装在所述固定支撑件和偏心件之间，并可以在所述偏心件上产生周向的预载力。该扭簧具有第一端部，其安装在偏心件的内部凹槽内，以及第二端部，其与固定支撑件相互作用。
优选的，该固定支撑件具有中心部分，用于定心所述扭簧。优选的，该扭簧与该轴承是同轴的。
扭簧的第二端部紧靠固定支撑件的承载凸出部。
在一个实施例中，该固定支撑件具有夹紧固装置，适用于确保装置与外部元件的轴向连接。
该固定支撑件可具有旋转锁止装置，其可以将所述支撑件相对于外部元件维持在预定的角度位置。
在一个实施例中，该轴承具有内环，其设计成被安装在支撑其中一个轮盘的轴上，外环，其上安装有偏心件，以及至少一排置于所述环之间的滚动元件。可替换的，该轴承可为滑动轴承。
在一个实施例中，轮盘一体形成在轴上。该轮盘在轴上一体形成从而形成螺旋。
依据另一个方面，本发明也涉及一种机动车辆的助力转向机构，其具有上述的磨损补偿装置。
附图说明
本发明通过作为非限制性例子并由附图示出的实施例的详细描述将更加易于理解，其中：
图1是依据本发明第一示例性实施例的磨损补偿装置的轴向剖面图；
图2和3是图1视图的分解图；
图4是依据本发明第二个示例性实施例的磨损补偿装置的轴向剖面图；以及
图5是图4视图的分解图。
具体实施方式
在图1中，整体标记为10的磨损补偿装置与具有轮盘12的这种类型的齿轮和蜗杆14相关联。示出的该齿轮是交叉齿轮组件，齿轮和蜗杆的轴线12a、14a是正交的。
该装置10具有形成盖子的固定支撑件16，其设计为可安装在管状壳体18上，位于所述装置的外部，滚动轴承20，其安装在蜗杆的端部耳轴14b上，偏心件22，其安装在滚动轴承上，以及扭簧24，其可在支撑件16和所述偏心件之间产生恒定的周向力。蜗杆14在壳体18中轴向延伸，所述壳体具有开口18a，其可使带齿的轮盘12通过，从而蜗杆的一个或多个螺旋齿可以与所述轮盘的齿啮合。
轴承20(示意性示出)具有旋转轴线20a，其与蜗杆的轴线14a同轴。该轴承具有内环，其紧密安装在所述蜗杆的耳轴14b上，并轴向紧靠耳轴的肩部；其上安装有偏心件22的外环，一排滚动元件例如球和密封件径向地安装在所述环之间。
固定支撑件16具有径向壁部26，其封闭壳体18的轴向端部，并且通过环形的中心部分28延伸，与轴承的轴线20a同轴，并且在轴向上挤压所述轴承内环。该中心部分28具有盲孔30，蜗杆的耳轴14b在其内以径向间隙延伸。支撑件16还具有多个承载凸出部32，它们从壁部26处在中心部分28的侧部轴向延伸。该承载凸出部32在圆周方向上彼此间隔。每个承载凸出部32在其自由端具有钩部，其径向向外延伸并且设计为与安装在壳体18的孔内的配合槽相互作用。该承载凸出部32形成卡合或夹紧固装置，用于将支撑件16固定至壳体，这实现了两个元件的轴向连接。支撑件16，例如，可以采用模制合成材料形成一件。
偏心件22具有圆柱孔34，轴承20的外环紧密安装其中，以及圆柱形的外表面36，其具有轴线36a，该轴线36a相对于轴承的轴线20a径向地偏移。孔34具有径向突起(未示出)，其向内延伸并且形成轴承20的外环的轴向锁止表面。偏心件的外表面36径向抵靠壳体18的孔的一个相配合的圆柱形轴承表面38。偏心件22可以相对于固定支撑件16、壳体18以及蜗杆14成角度地移动。
支撑件16的径向壁部26以及偏心件22限定了其中设置扭簧24的轴向间隙。扭簧24，与轴承的轴线20a同轴，具有第一端部24a(图2)，其置于所述偏心件上设置的槽40中，以及第二端部，其在圆周方向上邻接固定支撑件的承载凸出部32，以及工作部分24b，其与所述端部连接并绕着所述支撑件的中心部分28径向缠绕。在示出的实施例中，扭簧24的绕圈在横截面上具有方形轮廓。可替换的，该绕圈在横截面上当然也可以具有其它的轮廓，例如圆形。
该装置10还具有环形密封圈42，其径向安装于固定支撑件的承载凸出部32和壳体18的孔之间，从而限制污染颗粒的进入。
为了将装置10安装于壳体18上，步骤如下。第一步，滚动轴承20和偏心件22形成的子组件安装于蜗杆的耳轴14b上，所述偏心件的外表面36与壳体18的圆柱形轴承表面38径向接触。第二步，扭簧的端部24a安装在偏心件的槽40中，并且扭簧的另一端部抵靠支撑件16的承载凸出部32。接着，支撑件16相对于偏心件22、蜗杆14以及壳体18枢转，从而在支撑件和偏心件之间预压缩或预加载扭簧24。一旦支撑件16达到相对于壳体18的预定角度位置，可防止支撑件旋转，例如通过锻打或卷边，所述支撑件在壳体上的轴向保持可通过承载凸出部32实现。
扭簧24由此在偏心件22上产生恒定的圆周力或力矩，趋于永久地将所述偏心件、轴承20和蜗杆14径向地推向轮盘12。这可以自动补偿随着时间的推移蜗杆14的螺纹和/或轮盘12的齿所产生的磨损。扭簧24作用在偏心件22上的恒定的圆周力使得偏心件可以获得相对于壳体18和支撑件16的角位移，这可以导致滚动轴承20和蜗杆14朝向轮盘12的径向移动。
在图4和5中示出的实施例，其中，相同的部件采用相同的附图标记，与前述的实施例不同的是，支撑件16具有第一径向突起50，其具有在装配过程中用于一操作钥匙(未示出)的空间的空腔52，从而使其易于枢转支撑件16用于预加载扭簧24。该支撑件16还具有与突起50对置的第二径向突起54并具有通孔56。在该实施例中，壳体18具有径向耳58，突起54与其紧邻，并且壳体18具有槽60。在装配过程中，当支撑件的槽56朝向壳体的槽60时，这两个部件之间的相对角度位置通过该装置的杆62***所述两个槽而固定了。
在示出的该实施例中，磨损补偿装置用于蜗轮蜗杆类型的齿轮中，其可以安装在助力转向机构中。然而，该装置也可以用于其它类型的交叉或非交叉类型的齿轮组件中，例如带齿轮的齿轮、圆锥齿轮、具有轮以及具有齿条的齿轮，以及用于其它应用中。

Claims (10)

1.齿轮的磨损补偿装置，该齿轮的磨损补偿装置包括：
固定支撑件(16)，其能轴向地固定在外部元件上，从而将该装置保持在所述外部元件上；
轴承(20)，其设计为安装于包括齿轮的其中一个轮盘的轴上；
偏心件(22)，其安装在轴承上，并设计成与外部元件相接触，所述偏心件能相对于固定支撑件成角度地移动，以及
扭簧(24)，其轴向地安装在固定支撑件和偏心件之间，并可以在所述偏心件上产生圆周预载力，所述扭簧(24)具有第一端部，其安装在偏心件的槽(40)内，其特征在于，所述扭簧(24)具有第二端部，所述第二端部邻接所述固定支撑件。
2.如权利要求1所述的装置，其中，固定支撑件(16)具有中心部分(28)，用于定心所述扭簧。
3.如权利要求1所述的装置，其中，扭簧(24)与所述轴承(20)同轴。
4.如权利要求1所述的装置，其中，扭簧(24)的第二端部邻接所述固定支撑件的承载凸出部(32)。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述固定支撑件(16)具有夹紧固装置，其适于保证所述装置与外部元件的轴向连接。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述固定支撑件(16)具有旋转锁止装置(62)，其可以将所述支撑件保持在相对于外部元件的预定角度位置。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述轴承具有内环，其设计成安装在支撑其中一个轮盘的轴上；外环，其上安装有所述偏心件，以及置于所述内环和外环之间的至少一排滚动元件。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述轮盘一体形成在所述轴上。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述轮盘一体形成在轴上，从而形成螺旋。
10.一种机动车辆的辅助转向机构，其具有如上述权利要求1所述的磨损补偿装置。
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