CN108423062A - 转向*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向***，其带有在壳体内能沿纵轴向移动地支承的转向杆，转向杆在至少一个区段中具有针对与转向驱动器的从动轮共同作用的嵌接轮廓，并且支承在轴承套筒中，轴承套筒容纳在壳体的容纳区段中，轴承套筒构造出可沿径向变形的支承区段，支承区段的内表面限定了根据壳体的容纳区段内的轴承套筒的轴向定位而不一样大的横截面，并且轴承套筒包括一个或多个紧固元件，用以使在壳体内的在轴向上不同的定位中的轴承套筒的方位固定。通过轴承套筒在壳体的容纳区段内的限定的定位能够调节轴承间隙，这尤其能够在转向***的安装期间设置，以便补偿由制造导致的构件公差，并且因此能够制造根据本发明的具有关于轴承间隙恒定的质量的转向***。

Description

转向***

技术领域

本发明涉及一种转向***，其带有在壳体内能沿纵轴向移动地支承的转向杆，转向杆在至少一个区段中具有针对与转向驱动器的从动轮共同作用的嵌接轮廓，并且转向杆支承在轴承套筒中，其中轴承套筒容纳在壳体的容纳区段中。

背景技术

这种转向***在此能够尤其是以助力转向***的形式构造，通过该助力转向***在转向时产生支持的转矩，以便减小由驾驶员施加到转向柱上的转向力矩。转向驱动器包括转向马达，转向马达尤其是能够液压构造或电构造。

这种助力转向***由DE 10 2009 002 660 A1公知。在该助力转向***中，转向杆的嵌接轮廓以循环球螺纹的形式构造，嵌接轮廓是球螺纹传动机构的一部分，通过球螺纹传动机构，转向马达的旋转的驱动运动转化为转向杆的沿纵轴向的移动。轴承套筒在内侧具有匹配于转向杆的弯曲线的曲线轮廓。

在EP 2 234 862 B1中此外描述了转向杆在未详细地具体化的轴承套筒中的支承，其中该轴承套筒使转向杆在一个区段中引导，转向杆在该区段中柱形地并且没有螺纹地实施。

在转向杆支承在轴承套筒中时出现的问题在于：在考虑到构件公差的情况下，在转向杆在轴承套筒内的移动期间，在同时尽可能小的轴承摩擦的情况下得到该支承的尽可能小的轴承间隙。过大的轴承间隙可能导致转向杆在轴承套筒内的径向的运动，这能够与不期望的噪音形成相关联。过小的或不存在的轴承间隙相反地能够导致转向杆在轴承套筒内的艰难的可移动性，并且因此导致摩擦损失和很差的“转向感受”。

发明内容

本发明的任务在于在按类属的转向***中，在考虑到构件公差的情况下也能够以尽可能简单的方式实现转向杆在轴承套筒内的支承的尽可能最佳的轴承间隙。

该任务借助根据权利要求1的转向***解决。有利的设计方案是从属权利要求的主题，并且/或者从对本发明的随后的描述中得到。

转向***包括至少一个在壳体内能沿纵轴向移动地支承的转向杆，转向杆在至少一个区段中具有针对与转向驱动器的从动轮共同作用的嵌接轮廓，并且转向杆支承在轴承套筒中，其中轴承套筒容纳在壳体的容纳区段中，在该转向***中根据本发明设置的是：轴承套筒构造出能沿径向方向（关于轴承套筒的纵轴线）变形的（优选能弹性变形的）支承区段，支承区段的内侧限定了根据壳体的容纳区段内的轴承套筒的轴向定位而不一样大的横截面，并且轴承套筒包括一个或多个紧固元件，用以使在壳体的容纳区段内的在轴向上不同的定位中的轴承套筒的方位固定。因此，通过轴承套筒在壳体的容纳区段内的限定的定位能够调节轴承间隙，轴承间隙设置在轴承套筒的支承区段的内侧与转向杆的外侧的设置用于支承在轴承套筒中的区段之间，这尤其是能够（也仅）在转向***的安装期间设置，以便补偿由制造导致的构件公差，并且因此能够制造根据本发明的具有关于该轴承间隙恒定的质量的转向***。

作为转向驱动器能够一方面设置（至少）转向柱、转向齿轮（例如形式为直齿的、斜齿的或螺旋齿的圆柱齿轮）和转向操纵件（尤其是方向盘）的组合，其中转向操纵件的（转动）运动借助转向柱传递到与转向杆的嵌接轮廓共同作用的转向齿轮上。嵌接轮廓于是能够例如以齿杆轮廓的形式构造。作为转向驱动器能够另一方面（替选地或补充地）也设置（优选液压或电）转向马达，转向马达的转动的驱动运动借助传动机构，例如循环球传动机构转换为转向杆的移动。嵌接轮廓或转向杆的多个（尤其是两个）嵌接轮廓的其中一个嵌接轮廓能够为此例如以循环球螺纹的形式构造，循环球螺纹是球螺纹传动件的组成部分。根据本发明的转向***因此能够尤其是也具有两个转向驱动器（和转向杆的分别与之共同作用的嵌接轮廓），尤其是手动转向驱动器和马达转向驱动器。同样存在以组合方式手动和马达地构造转向驱动器的可能性，其方法是：转向马达例如在需要时能够将支持的转向力矩施加到转向柱上。

轴承套筒能够优选至少在支承区段中（在那里至少部分并且尤其是在内侧）优选完全由一种或多种塑料构造，由此尤其能够实现转向杆在轴承套筒中的少摩擦的和/或少噪音的支承。此外，由塑料构成的轴承套筒的特征能够在于很小的质量。

当设置：支承区段布置在（第一）纵轴向端部上和/或紧固元件布置在轴承套筒的（第二）纵轴向端部上，并且在此构造出轴承套筒的（各自的）端部时，根据本发明的转向***的结构相对简单地构造的轴承套筒能够实现。

当轴承套筒的支承区段借助一个或多个纵向缝隙划分为多个支承部分时，针对轴承套筒的有利的径向的可变形性能够实现。支承部分能够在此优选在轴承套筒的周边上以均匀的间距分布地布置。

优选地能够设置的是：壳体具有与轴承套筒的支承区段共同作用的变细区段，变细区段是壳体的容纳区段的至少一个区段。补充地或替选地也能够设置的是：支承套筒在支承区段中逐渐变细地构造。通过根据本发明的转向***的这种设计方案，能够以结构简单的方式实现轴承套筒的支承区段与在壳体的容纳区段内的纵轴向的定位相关的径向变形。

在根据本发明的转向***的进一步优选的设计方式中能够设置的是：轴承套筒的内侧在支承区段中弯曲地沿轴承套筒的纵轴线延伸地构造。由此，转向杆在轴承套筒内的有利的平面的支承能够实现，其中支承面的大小此外能够不依赖于轴承套筒的支承区段的径向变形的实际程度。

进一步优选地能够设置的是：设置有多个紧固元件，并且紧固元件在轴承套筒的周边上（优选以均匀的间距）分布地布置。由此能够实现轴承套筒在壳体内的可靠的和尤其是均匀的支撑/紧固，通过该支撑/紧固能够避免在轴承套筒沿纵轴向的方向受负载时轴承套筒相对于转向杆围绕径向的（即垂直于纵轴线安置的）轴线的倾斜。

为了得到根据本发明的、其特征此外能够在于紧固元件的自锁的转向***的在结构方面简单的设计方案优选设置的是：一个或多个紧固元件能沿径向方向弹性变形，并且向外凸出地具有（优选（分别）安置在一个或多个紧固元件的自由端部上的）紧固凸起部。

借助这种紧固凸起部例如能够实现在一个或多个紧固元件（和进而轴承套筒）与壳体之间的（关于至少一个纵轴向的方向有效的）卡锁连接，由此，壳体进一步优选地构造出多个与一个或多个紧固元件的紧固凸起部共同作用的和沿壳体/轴承套筒/转向杆的纵轴线彼此错开地布置的卡锁凹陷部，卡锁凹陷部尤其是也能够阶梯形地构造。这种卡锁连接能够以有利的方式将紧固元件和尤其是整个轴承套筒（尤其是一体式地）由塑料构造。为了能够实现针对轴承套筒在壳体中的借助卡锁连接固定的定位的尽可能精细的分级而优选能够设置的是：多个紧固元件的紧固凸起部布置在不同的纵轴向的方位中。

补充地或替选地也能够设置的是：借助轴承套筒的紧固元件，利用壳体构造出一种形状锁合的和力锁合的连接，其方法是：紧固凸起部“埋入”壳体的材料中。为此能够设置的是：一个或多个紧固元件的紧固凸起部构造出（逐渐变尖的、必要时也锯齿状的）切割棱边。此外，为此能够以有利的方式设置的是：一个或多个紧固元件的至少紧固凸起部（优选整个紧固元件）由比（至少在设置用于与一个或多个紧固元件共同作用的区段中的）壳体更硬的材料构造。由此，一个或多个紧固凸起部埋入壳体的材料中能够有利地得到支持。例如能够设置的是：壳体至少在相应的区段中，优选完全由（例如热塑性的）塑料构造，并且/或者一个或多个紧固元件的紧固凸起部，优选整个紧固元件由金属，尤其是钢，优选弹簧钢构造。

按照根据本发明的转向***的进一步优选的设计方式能够设置的是：轴承套筒在外侧通过一个或多个弹性的支承元件支承在壳体的容纳区段中。减震元件能够优选由弹性体构造，并且进一步优选地以环绕的环形件（例如市场上常见的O形环）的形式构造，环形件能够在轴承套筒的外侧容纳在环绕的容纳凹陷部中。

轴承套筒包括一个或多个支承元件和壳体在此能够进一步优选地以如下方式确定尺寸：在轴承套筒的外侧（至少在支承区段中）与壳体的限定容纳区段的内侧之间构造出空隙。轴承套筒的支承区段由此能够尤其是基于在转向***的运行中出现的由热导致的膨胀径向地扩大，这种扩大不会受到壳体的阻挡。基于在轴承套筒与转向杆之间的接触中的明显提高的挤压导致的轴承摩擦的提高能够由此得到避免。

基于转向杆在支承区段的区域中的非常小面积的接触，轴承套筒有利地适用于转向杆在如下区段中的支承，在该区段中，转向杆不具有嵌接轮廓。然而也存在如下可能性：转向杆在相应的区段中构造出嵌接轮廓，例如齿杆轮廓或循环球螺纹。

此外，轴承套筒基于设置用于调节轴承间隙的径向变形适用于以有利的方式支承一个（该）转向杆，所述转向杆在设置用于支承在轴承套筒中的区段中柱形地构造，即构造有圆形的横截面。

为了借助轴承套筒尽可能好地支撑转向杆，优选能够设置的是：在轴承套筒与转向驱动器的（必要时同样实现径向支撑或径向支承的）从动轮之间的间距是尽可能大的。为此，轴承套筒能够尤其是（尽可能靠近地）布置在壳体的一个纵轴向端部上。该转向驱动器（或至少一个转向驱动器）的从动轮能够优选（尽可能靠近地）布置在壳体的另一端部上。

为了尽可能少摩擦地将转向杆支承在轴承套筒内，进一步优选地能够设置的是：轴承套筒至少在内侧（至少部分，即尤其是在支承区段中）由滑动轴承物质，例如PTFE构造。

本发明还涉及带有根据本发明的转向***的机动车，尤其是基于车轮的机动车，优选载客车或载货车。

尤其是在专利权利要求中和在共同阐述专利权利要求的说明书中的不定冠词（“一”、“一个”或“一种”）理解为本身，而不理解为数词。相应地，利用其具体化的部件因此理解为该部件至少存在一次，并且能够存在多次。

附图说明

本发明随后借助在附图中示出的实施例详细阐述。在附图中：

图1以纵截面图示出了根据本发明的转向***；

图2以放大图示出了在图1中用II表示的截取部分；

图3示出了根据图2的截取部分中的转向***的壳体；并且

图4以侧视图示出了转向***的轴承套筒。

具体实施方式

图1和2示出了根据本发明的构造为助力转向***的转向***的设计方案。

转向***为此包括两件式的基本上管形的壳体1，转向杆2沿其纵轴线3可运动地支承在壳体内。转向杆2在其两个纵轴向端部上分别设置用于与球窝关节（未示出）连接，球窝关节又用于分别与车轮转向杆（未示出）连接，其中借助车轮转向杆，转向杆2的沿纵轴向的运动能够转换为机动车的被转向的车轮（未示出）的摆转。

转向杆2的沿纵轴向的运动能够一方面通过施加转向力矩到机动车的转向操纵件（未示出）上、尤其是方向盘上并且由此通过产生转向操纵件的转动运动来实现，其中转向操纵件的转动运动通过转向柱（未示出）传递到转向齿轮4上。转向齿轮4为此与构造为齿杆轮廓的嵌接轮廓5共同作用，所述嵌接轮廓构造在转向杆2的区段中，以便将转向齿轮4的转动运动转换为转向杆2沿其纵轴线3的平移运动。

转向杆2的沿纵轴向的运动能够可选地补充地通过借助转向马达（未示出）产生辅助转向力矩来实现。转向马达5的驱动功率能够为此例如借助传动机构（未示出）传递到转向柱上。

对壳体1内的转向杆2的支承在壳体1的一个端部附近借助转向齿轮4以及借助关于转向杆2的纵轴线3与转向齿轮4径向对置的压力件16实现，压力件此外具有将转向杆2挤压到转向齿轮4上的功能，由此能够实现转向齿轮4的齿部嵌接到转向杆2的嵌接轮廓5中的尽可能大的无间隙性。

在壳体1的另一个端部的区域中，对转向杆2的支承借助布置在壳体1的容纳区段中的轴承套筒6实现。

轴承套筒6根据图4包括基本上环柱形的基体7，基体在第一（端部）区段、关于壳体1的纵轴向的中间布置在近端的的支承区段8中借助多个纵向缝隙9划分为多个指形的支承部分10。纵向缝隙9沿轴承套筒6的由支承区段8构造的端部的方向连续加宽地构造。

在第二（端部）区段11中，轴承套筒6的基体7沿周边方向闭合地构造。该区段11总体上确保了将轴承套筒6在结构上保持在一起，其方法是：该区段11一方面与支承区段8的支承部分10，另一方面与多个紧固元件12连接。紧固元件12在轴承套筒6的周边上以均匀的间距分布地布置在轴承套筒6的第二区段11的或基体7的关于支承区段8在远端的端部上，并且从那里出发（关于纵轴线3）倾斜地向外指向地延伸。

紧固元件12的自由端部或紧固元件12总体上用作卡锁凸起部，通过卡锁凸起部确保了壳体1内的轴承套筒6的纵轴向的方位固定，其方法是：卡锁凸起部与阶梯形地构造在壳体1中的卡锁凹陷部13共同作用，用以构造出卡锁连接。卡锁凹陷部13在此以如下方式阶梯形地构造：在与壳体1的最近的端部的间距增大的情况下并且因此随着与壳体1的纵轴向的中间以及与由壳体1构造的变细区段14的间距的减小，各个阶梯的径向间距总是变大，变细区段是容纳区段的一部分。

变细区段14以如下方式构造：由变细区段限定的内部体积的横截面积随着与卡锁凹陷部13的间距的增大而连续地并且以恒定的（也很小的）程度减小（参见图3）。

变细区段14设置用于尤其是与轴承套筒6的支承部分10的自由端部接触，其中当容纳区段内的轴承套筒6越来越沿壳体1的纵轴向的中间的方向移动时，由于壳体1和轴承套筒6的尺寸确定的适配，支承部分10并且具体来说是其自由端部越来越有弹性地径向向内变形。由此能够调节轴承间隙，轴承间隙构造在轴承套筒6与具体地一方面支承部分10的内表面并且另一方面转向杆2之间，转向杆柱形地构造在设置用于支承在轴承套筒6中的区段中。目标在此是在转向杆2与轴承套筒6之间的相对运动的情况下组合支承中的尽可能大的无间隙性和尽可能小的摩擦。

为了检验在安装转向***期间根据期望的轴承间隙的调节能够设置的是：转向杆2在轴承套筒6内移动，并且借助获知的摩擦阻力推断出轴承间隙或不再存在的轴承间隙和支承的过大的表面压力。摩擦阻力能够在此不仅通过测量对于移动转向杆2来说必需的力，而且也通过测量对于移动转向杆2来说必需的、可施加到转向齿轮4上的转矩实现。

壳体1内的轴承套筒6的为了得到期望的轴承间隙调节的纵轴向的定位自动通过将轴承套筒6的紧固元件12卡锁到壳体1的卡锁凹陷部13中的其中一个或多个卡锁凹陷部而固定，其中紧固元件12的至少单个（在长度稍微有所不同的紧固元件12中）或所有（在一样长的紧固元件12中）支撑在限定或连接卡锁凹陷部13的径向延伸的壁区段上。

支承部分10的设置用于与转向杆2接触的内表面如尤其是从图2得到的那样沿纵向方向（沿轴承套筒5的纵轴线3延伸地）弯曲地构造。由此能够实现的是：紧固元件12的与转向杆2接触的面总是（即不依赖于紧固元件12径向向内偏移多远）基本上一样大。

基体7构造出两个沿周边方向延伸的容纳凹陷部15，其中一个容纳凹陷部布置在基体7的两个区段8、11之间的过渡区域中，并且另一容纳凹陷部布置在支承区段8的前三分之一的区域中。容纳凹陷部15用于容纳形式为支承环的弹性的支承元件（未示出；例如由弹性体构成），通过支承元件，轴承套筒6或轴承套筒6的支承区段8在外侧支承在壳体1中。在此，支承元件确保了轴承套筒6的支承区段8与壳体1之间的很小的环绕的空隙。该空隙能够实现轴承套筒6和/或转向杆2的尤其是由热导致的膨胀（扩大），这一点没有在转向杆2与轴承套筒6之间的支承中的摩擦阻力明显提高时被注意到。也就是说，轴承套筒6的轴承部分10于是能够在轴承环的预紧增大的情况下径向向外移位。

为了足够的可负载性，尤其是也在转向***的所设置的运行寿命方面，转向杆2能够由金属和尤其是钢构造。轴承套筒6相反地优选完全（并且尤其是一体式地），必要时也只有基体7由塑料构造，由此能够实现与转向杆2的接触部位中的很小的摩擦系数、在轴承套筒6与转向杆2之间的相对运动时的很小的噪音形成、轴承套筒6和进而转向***总体上的相对小的质量以及轴承套筒6和尤其是支承部分10的相对好的（弹性的）可变形性。

为了进一步减小由轴承套筒6和转向杆2构造出的支承中的摩擦能够设置的是：轴承套筒6由滑动轴承物质制造或者轴承套筒6至少在轴承部分10的内表面上以这种滑动轴承物质（例如PTFE）涂层，滑动轴承物质与转向杆2的金属构造出特别小的摩擦系数。

替选于壳体1的卡锁凹陷部13的分级的构造方案地也能够设置的是：将卡锁凹陷部在没有分级的情况下并且因此仅以彼此间的纵轴向的间距引入壳体1的柱形的区段中。

此外能够设置的是：放弃这种卡锁凹陷部13并且更确切地说紧固元件12的自由端部如此逐渐变尖地构造，使得制造出切割棱边，切割棱边由于紧固元件12的倾斜地向外指向的取向结合轴承部分10的径向的弹性的偏移埋入壳体1的物质中，并且由此构造出轴承套筒6与壳体1之间的形状锁合和力锁合的连接，并且由此固定轴承套筒6在壳体1内的设置的定位，所述偏移与轴承套筒6在壳体1的变细区段14上的支撑结合导致沿壳体1的最近的端部的方向作用到轴承套筒6上的力分量。尤其是在转向***的这种设计方案中，壳体1应该（至少在与紧固元件12共同作用的区段中，优选由于重量原因尽可能完全）由塑料构造，并且紧固元件12或至少其自由端部由与壳体1的塑料相比更硬的材料，例如弹簧钢构造，以便确保紧固元件12的切割棱边更可靠地埋入壳体1的塑料中。

附图标记列表：

1壳体

2转向杆

3转向杆/轴承套筒/壳体的纵轴线

4转向齿轮

5转向杆的嵌接轮廓

6轴承套筒

7轴承套筒的基体

8轴承套筒的第一区段/支承区段

9轴承套筒的纵向缝隙

10轴承套筒的支承部分

11轴承套筒的第二区段

12轴承套筒的紧固元件

13卡锁凹陷部

14变细区段

15轴承套筒的容纳凹陷部

16压力件。

Claims (14)

1.一种转向***，所述转向***带有在壳体（1）内能沿纵轴向移动地支承的转向杆（2），所述转向杆在至少一个区段中具有针对与转向驱动器的从动轮共同作用的嵌接轮廓（5），并且所述转向杆支承在轴承套筒（6）中，其中所述轴承套筒（6）容纳在壳体（1）的容纳区段中，其特征在于，所述轴承套筒（6）构造出能沿径向变形的支承区段（8），所述支承区段的内侧限定了根据壳体（1）的容纳区段内的轴承套筒（6）的轴向定位而不一样大的横截面，并且所述轴承套筒（6）包括一个或多个紧固元件（12），用以使在壳体（1）内的在轴向上不同的定位中的轴承套筒（6）的方位固定。

2.根据权利要求1所述的转向***，其特征在于，所述支承区段（8）布置在纵轴向端部上，并且/或者所述紧固元件（12）布置在轴承套筒（6）的纵轴向端部上。

3.根据权利要求1或2所述的转向***，其特征在于，所述轴承套筒（6）的支承区段（8）借助一个或多个纵向缝隙（9）划分为多个支承部分（10）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述壳体（1）具有与轴承套筒（6）的支承区段（8）共同作用的变细区段（14），并且/或者所述支承套筒（6）在支承区段（8）中逐渐变细地构造。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述轴承套筒（6）的内侧在支承区段（8）中弯曲地沿轴承套筒（6）的纵轴线（3）延伸地构造。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，多个紧固元件（12）在轴承套筒（5）的周边上分布地布置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，一个或多个紧固元件（12）能在径向上弹性变形并且具有紧固凸起部。

8.根据权利要求7所述的转向***，其特征在于，一个或多个紧固元件（12）的至少紧固凸起部由比在设置用于与一个或多个紧固元件（12）共同作用的区段中的壳体（1）更硬的材料构造。

9.根据权利要求7或8所述的转向***，其特征在于，一个或多个紧固元件（12）的紧固凸起部构造出切割棱边。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的转向***，其特征在于，所述壳体（1）构造出多个与一个或多个紧固元件（12）的紧固凸起部共同作用的和沿纵轴向彼此错开地布置的卡锁凹陷部（13）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述轴承套筒（6）在外侧通过一个或多个弹性的支承元件支承在壳体（1）的容纳区段中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述转向杆（2）以没有嵌接轮廓（5）的区段支承在轴承套筒（6）中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述转向杆（2）在设置用于支承在轴承套筒（6）中的区段中柱形地构造。

14.根据前述权利要求中任一项所述的转向***，其特征在于，所述轴承套筒（6）的支承区段（8）由塑料构造。