CN109923025A - 用于机动车辆的具有蜗轮蜗杆传动机构的齿轮齿条式转向*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于机动车辆的齿轮齿条式转向***,该齿轮齿条式转向***包括小齿轮轴(13),该小齿轮轴(13)连接至转向轴(2)并且具有与齿条(5)啮合的转向小齿轮(8)以用于枢转可转向的车轮,该齿条(5)安装成在壳体(10)中沿着纵向轴线(A)位移,其中,整个组件容纳在转向装置壳体(10)中,并且该齿轮齿条式转向***包括电动马达(12),该电动马达(12)借助于减速装置(11)驱动小齿轮轴(13),其中,减速装置(11)布置在小齿轮轴(13)的远离转向轴的端部(1300)。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的齿轮齿条式转向***,该齿轮齿条式转向***具有权利要求1的前序部分的特征。
背景技术
通用类型的齿轮齿条式转向***具有齿条,在转向装置壳体中能够以线性移动的方式引导该齿条,并且以可旋转的方式安装与齿条接合的转向小齿轮。由驾驶员施加在方向盘上的转向扭矩经由转向轴传递至转向装置的输入轴。转向装置的输入轴连接至与齿条啮合的转向小齿轮。输入轴和转向小齿轮的旋转经由齿条的齿接合转换成齿条的线性运动。横拉杆铰接在齿条上,借助于该横拉杆,转向轮能够通过方向盘锁定角进行调节。因此,方向盘的旋转被转换为转向轮的转向运动。在电动辅助的齿轮齿条式转向***的情况中提供了伺服马达,该伺服马达借助于例如具有蜗杆和蜗轮的机械减速传动机构作用在转向小齿轮上,并且因此在转向操作期间辅助驾驶员。此处,伺服马达布置在输入轴与转向小齿轮之间。然而,这种布置可能会被证明是不利的,因为这种布置需要大量的安装空间。
发明内容
因此,本发明的目的是提供用于机动车辆的齿轮齿条式转向***,该齿轮齿条式转向***具有紧凑型转向装置,该紧凑型转向装置只需要少量的安装空间。
因此,本发明提供了用于机动车辆的齿轮齿条式转向***,该齿轮齿条式转向***包括小齿轮轴,该小齿轮轴连接至转向轴并且具有与齿条接合的转向小齿轮,该齿条安装在壳体中使得该齿条能够沿着纵向轴线位移以用于枢转可转向的车轮,并且该齿轮齿条式转向***具有电动马达,该电动马达经由减速传动机构驱动小齿轮轴,转向轴、具有转向小齿轮的小齿轮轴以及减速传动机构形成容置在转向装置壳体中的整体布置,该减速传动机构布置在小齿轮轴的远离转向轴的端部。在小齿轮轴的远离转向轴的一侧布置减速传动机构是特别有利的,因为这样只需要少量的安装空间。优选地,减速传动机构布置在转向小齿轮下方的小齿轮轴上,并且因此布置在输入轴的相对侧上。此处优选的是,电动马达同样布置在转向装置的下侧。此处的下侧应理解为转向装置在道路方向上的一侧。因此,减速传动机构和电动马达位于齿条的下方并且在靠近道路的一侧,这特别节省空间。
此外,优选的是,在转向小齿轮的靠近转向轴的端部处,转向小齿轮连接至将小齿轮轴与输入轴连接的扭杆,扭杆是扭矩传感器的一部分,该扭矩传感器测定施加在方向盘上的并且是致动电动马达所需的转向扭矩,并且减速传动机构和电动马达相对于扭矩传感器布置在齿条的另一侧。由于扭矩传感器和驱动器是空间分离的,因此转向装置可以具有更紧凑的结构。
在一个优选实施方式中,减速传动机构是蜗轮蜗杆传动机构,蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮同心地围绕小齿轮轴并且固定地连接至小齿轮轴以便与小齿轮轴一起旋转。
优选地,小齿轮轴以可旋转的方式安装在位于转向小齿轮与远离转向轴的端部之间的转向装置壳体中的轴承中。
此外,可以提供的是,小齿轮轴以可旋转的方式安装在转向小齿轮与蜗轮之间的转向装置壳体中的轴承中。
优选地,电动马达是驱动蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆轴的电动伺服马达。
为了简化转向装置的组装,可以规定小齿轮轴在转向小齿轮和轴承之间具有缩进部分,该缩进部分的直径小于转向小齿轮的直径以及轴承的轴承座的直径。因此,齿条能够经过缩进部分的区域中的小齿轮而***到壳体中。在这种情况下优选地,该缩进部分在小齿轮轴上直接邻接转向小齿轮。
附图说明
在下文中,将通过使用附图来更详细地描述本发明的一个优选实施方式。相同的部件或相同作用的部件在附图中由相同的附图标记表示,其中:
图1是示出了齿轮齿条式转向***的示意图;
图2是示出了图1的转向装置的三维视图;
图3是示出了具有齿条和转向小齿轮的转向辅助装置的蜗轮蜗杆传动机构的布置的细节图;
图4是示出了转向小齿轮与齿条之间接合并带有蜗轮蜗杆传动机构的视图;以及
图5示出了齿轮齿条式转向***的纵向截面。
具体实施方式
图1示意性地示出了机动车辆的齿轮齿条式转向***1。转向轴2用于将由机动车辆的驾驶员在方向盘3处执行的转向运动传递至齿轮齿条式转向装置4。齿轮齿条式转向装置4将转向轴2的旋转运动转换成齿条5的运动,使得铰接在横拉杆6上的车辆车轮7执行转向锁定运动。转向轴2的旋转运动经由转向小齿轮8转换为齿条5的平移运动,该转向小齿轮8在齿形区域9中与齿条5啮合。齿条5以轴向可移动的方式安装在转向装置壳体10中。减速传动机构11和电动伺服马达12布置在齿条5的远离转向轴的一侧。伺服马达12经由减速传动机构11作用在转向小齿轮8上以用于转向辅助。
图2是示出了减速传动机构11和伺服马达12在齿条5下方的位置的第二视图。
图3和图4是示出了转向小齿轮8接合至齿条5的齿形区域9中的两个不同视图。转向小齿轮8布置在小齿轮轴13上,该小齿轮轴13具有靠近转向轴的端部130和远离转向轴的端部1300。如图5所示,靠近转向轴的端部130'连接至扭杆115,该扭杆115将小齿轮轴13连接至输入轴113,该输入轴113又经由转向轴2固定地连接至方向盘3以便与方向盘3一起旋转。扭杆115以取决于方向盘扭矩的方式引起输入轴113与小齿轮轴13之间的相对旋转。扭杆115是扭矩传感器114的一部分,扭矩传感器114测定施加在方向盘3上的并且是致动电动马达12所需的转向扭矩。小齿轮轴13以可旋转的方式安装在位于转向小齿轮8与远离转向轴的端部1300之间的转向装置壳体10中的轴承14中。减速传动机构11的蜗轮15设置在小齿轮轴13的远离转向轴的端部1300处,该蜗轮15同心地围绕小齿轮轴13并且固定地连接至小齿轮轴13以便与小齿轮轴13一起旋转。电动伺服马达(这里未示出)驱动蜗杆轴16,该蜗杆轴16与设置在小齿轮轴13上的蜗轮15啮合。由于蜗轮蜗杆传动机构11布置在小齿轮轴13的远离转向轴的端部1300处并且因此布置成位于小齿轮8的下方,所以伺服马达12同样能够附接在转向装置的下侧,并且确切地讲,与齿条5相比伺服马达12更靠近道路70,这样特别节省空间。
小齿轮轴13在转向小齿轮8与轴承14之间或在转向小齿轮8与蜗轮16之间具有缩进部分17,该缩进部分17的直径小于转向小齿轮8的直径和轴承14的轴承座140的直径。优选地,缩进部分17直接邻接转向小齿轮8。在组装期间,将输入轴2与扭杆115以及转向小齿轮8推入到转向装置壳体10的壳体开口中,该壳体开口就是为此目的而设的,确切地说,小齿轮轴13的缩进部分17区域的范围位于待***的齿条5的水平上。在第二步骤中,将齿条5推入壳体开口中,为此目的设置相应的壳体开口。齿条5能够被推过小齿轮轴13的缩进部分17直到结束位置。随后小齿轮轴13在道路70的方向上被进一步向下压入到转向装置壳体10中直到结束位置,使得齿条5的齿形区域9与转向小齿轮8的齿形***接合。因此,齿轮齿条式机构能够以特别简单的方式组装在转向装置壳体中。
优选地,转向装置壳体构造成与驱动齿轮壳体一体制成,在该转向装置壳体中接纳有减速传动机构12,并且该转向装置壳体由铝或镁或塑料制成。单件式设计的优点在于能够省去驱动齿轮壳体与转向装置壳体的密封点。另外,单件式壳体能够以非常具有成本效益的方式生产并且能够显著地减轻重量。
Claims (10)
1.一种用于机动车辆的齿轮齿条式转向***,所述齿轮齿条式转向***包括小齿轮轴(13),所述小齿轮轴(13)连接至转向轴(2)并且具有与齿条(5)接合的转向小齿轮(8),所述齿条(5)安装在壳体(10)中使得所述齿条(5)能够沿着纵向轴线(A)位移以用于枢转可转向的车轮(70),并且所述齿轮齿条式转向***具有电动马达(12),所述电动马达(12)经由减速传动机构(11)驱动所述小齿轮轴(13),其特征在于,所述转向轴(2)、具有所述转向小齿轮(8)的所述小齿轮轴(13)以及所述减速传动机构(11)形成容置在所述转向装置壳体(10)中的整体布置,所述减速传动机构(11)布置在所述小齿轮轴(13)的远离所述转向轴的端部(1300)。
2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述减速传动机构(11)布置在所述转向小齿轮(8)下方的所述小齿轮轴(13)上。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述电动马达(12)布置在转向装置(4)的下侧。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,在所述小齿轮轴(13)的靠近所述转向轴(2)的端部(130)处,所述小齿轮轴(13)连接至将所述小齿轮轴(13)与输入轴(113)连接的扭杆(115),所述扭杆(115)是扭矩传感器(114)的一部分,所述扭矩传感器(114)测定施加在方向盘上的并且是致动所述电动马达(12)所需的转向扭矩,并且所述减速传动机构(11)和所述电动马达(12)相对于所述扭矩传感器(114)布置在所述齿条(5)的另一侧。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述减速传动机构(11)是蜗轮蜗杆传动机构,所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗轮(15)同心地围绕所述小齿轮轴(13)并且固定地连接至所述小齿轮轴(13)以便与其一起旋转。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述小齿轮轴(13)以可旋转的方式安装在位于所述转向小齿轮(8)与远离所述转向轴的所述端部(1300)之间的所述转向装置壳体(10)中的轴承(14)中。
7.根据权利要求5所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述小齿轮轴(13)以可旋转的方式安装在位于所述转向小齿轮(8)与所述蜗轮(15)之间的所述转向装置壳体(10)中的轴承(14)中。
8.根据权利要求5或7所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述电动马达(12)是驱动所述蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆轴(16)的电动伺服马达。
9.根据权利要求6或7所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述小齿轮轴(13)在所述转向小齿轮(8)与所述轴承(14)之间具有缩进部分(17),所述缩进部分(17)的直径小于所述转向小齿轮(8)的直径和所述轴承(14)的轴承座(140)的直径。
10.根据权利要求9所述的齿轮齿条式转向***,其特征在于,所述缩进部分(17)在所述小齿轮轴(13)上直接邻接所述转向小齿轮(8)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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