CN1651805A - Kfz－辅助传动机构的kfz－齿轮装置以及法兰盘和用于制造这种kfz－齿轮装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种KFZ(汽车)－辅助传动机构的KFZ－齿轮装置(1)，包括一个齿轮(14)、具有至少一个法兰盘(16)的法兰盘装置(16、28)，其中，齿轮(14)在法兰盘装置内为环绕一公共的旋转轴旋转而与法兰盘(16)相邻设置，还包括至少一个用于将齿轮与至少一个法兰盘(16、28)连接的连接件(4)。这种齿轮装置或者用于这种齿轮装置的法兰盘的优点在于，接梁(30－36)为加固法兰盘在与法兰盘(16)的旋转轴垂直的一平面内侧面构成。

Description

KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置 以及法兰盘和用于制造这种KFZ-齿轮装置的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的用于KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置和一种法兰盘以及一种用于制造这种KFZ-法兰盘装置的方法。
背景技术
Bernhard et al.，WO 02/38432 A1(DE 100 56 133 A1)公开了一种具有传动机构的汽车转向装置。该传动装置具有带一个齿轮的齿轮装置，该齿轮作为蜗轮装入第一和第二法兰盘之间。从第一法兰盘的中心旋转轴同步件与第一法兰盘相间隔，作为连接件伸向第二法兰盘。同步件穿过在齿轮内相应构成的安装孔。在该传动装置上，转向直拉杆的蜗杆与齿轮外圆周上齿圈的齿啮合。
为构成这种齿轮装置普遍优选各单个部件由金属构成，以产生足够的稳定性。普遍公知的还有齿轮由塑料制成，但与此同时这些齿轮只具有有限的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置，一方面简化加工和所使用的材料，但另一方面尽管如此仍保证很高的稳定性和强度。此外还提出一种法兰盘和一种用于制造这种得到改进的KFZ-齿轮装置的方法。
该目的在装置方面通过具有权利要求1所述特征的KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置得以实现。
因此具有优点的是，KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置例如可以在电动转向装置上用于输入转向的辅助力，即该齿轮装置带有一个齿轮、具有至少一个法兰盘的法兰盘装置，其中，齿轮在法兰盘装置内为环绕一共用的旋转轴旋转而与法兰盘相邻设置，还带有至少一个用于将齿轮与至少一个法兰盘连接的连接件，而且接梁为加固法兰盘而在与法兰盘上的旋转轴垂直的一平面内侧面构成。
与具有相同法兰盘厚度的扁平构成的法兰盘相比，在法兰盘侧面上具有接梁的这种设置明显提高了法兰盘的稳定性。与具有固有的平面法兰盘体的更大厚度的法兰盘相比，这种接梁尽管节省了材料，却提高了法兰盘以及还有整个齿轮装置的强度。
在装置方面独立具有的优点是，除了这种KFZ-齿轮装置外，相应地还有一种具有权利要求8所述特征的法兰盘，该法兰盘具有作为加固件的侧面接梁，并与接梁共同由塑料制成。
这种法兰盘因此由一种强度比金属相对低的材料组成。为提高固有的法兰盘体的强度，该法兰盘体具有作为加固件的侧面接梁。这样特别是可以将这种由塑料制成的法兰盘替代由金属相应制成的传统的法兰盘使用。使用塑料除了更易于加工外，与金属法兰盘相比还有重量方面的优势。
此外独立具有的优点是，一种具有权利要求16所述特征用于制造带有法兰盘的这种齿轮装置的方法，其中，法兰盘在其制造时构成有作为该法兰盘加固件的设置在法兰盘侧面上的接梁。特别是具有接梁的法兰盘可以由塑料压铸制成。
具有优点的构成为从属权利要求的对象。
具有优点的特别是一种带有螺栓状构成的连接件的齿轮装置，它带有至少一个螺栓状构成的连接件，用于将法兰盘装置或至少一个法兰盘与齿轮连接，其中，法兰盘在用于这种连接件的穿入区域内具有环绕该连接件的接梁。换句话说，至少一部分接梁作为特别是环状接梁在法兰盘的盘体具有用于穿入连接件的通孔的区域内构成。螺栓状的连接件因此具有侧面支承，也就是说，与其纵向轴垂直不仅在通过法兰盘盘体的穿过区域内，而且也在通过环形接梁构成的相邻加宽的穿过区域内的支承。这种环形接梁为法兰盘构成一种加固结，其中，螺栓或金属销或者其他连接件通过加固结装入齿轮装置内。这种螺栓最好从外部压铸，以保证塑料和螺栓之间的牢固连接。
具有优点的还有一种齿轮装置，其中，连接件具有从一个端面轴向穿入和需要时穿过连接件的孔。由此形成下列优点。在将螺栓装入压铸模具并随后从外部压铸的情况下，因为如果螺栓的整个长度从外部压铸的话，仅有一短的螺栓段进入模具内。带有顶端处于模具内的自由端的长度必须在那里再次支承或定心，以便在螺栓从外部压铸时不会由于注射力变形或者损坏，此外保证带有顶端的自由端的位置足够精确。原则上也可以在螺栓的外径上定心，但然后加固的接梁会在加固结上中断，从而明显降低了这些接梁的强度。
优选一种齿轮装置，其中，这个连接件或这些连接件将该法兰盘与另一法兰盘连接，并穿过设置在法兰盘之间的齿轮上的连接开口。该齿轮因此支承在法兰盘之间，并通过连接件在齿轮装置旋转时被带动。
具有优点的是一种齿轮装置，其中，另一个这样的法兰盘由金属制成。在此方面，该另一法兰盘主要作为盖板使用，因此在较小的几何尺寸下在轴向上也能产生很高的强度。但也可选择该另一法兰盘由塑料制成。特别是该另一法兰盘也可构成有上述第一法兰盘的那种接梁。
具有优点的还有一种齿轮装置，其中，另一法兰盘由在一面上带有特别是低于该法兰盘盘厚或厚度的凹陷部的扁平圆盘构成，在朝向齿轮的另一面上作为同步件构成与凹陷部相应的凸起部。用图形表示则是一种一面上凹陷的圆盘状法兰盘，由此另一面上形成相对的凸起部，对齿轮构成一种同步功能。齿轮依据目的在其侧表面上具有相应的间隙，在间隙内嵌入这样相应构成的同步件。
法兰盘和齿轮的侧面是指一种表面，该表面在与法兰盘或齿轮的旋转轴基本上垂直的平面上延伸。
具有优点的是一种齿轮装置，其中，在塑料制成的法兰盘的轴向开口内，抗旋转装入用于穿过轴的由金属特别是钢加工制成的套筒。钢套筒具有足够的强度并可用于轴的支承，此外的优点是在良好的预加工情况下无需精加工。
具有优点的是这样一种齿轮装置或这样一种法兰盘，即接梁与法兰盘整体构成。接梁通过整体构成特别是与法兰盘固定连接并具有特别高的稳定性。此外，借助于例如粉末冶金压制法或者塑料压铸法的整体加工特别简单。
具有优点的是接梁以一种本身公知的构架方式彼此设置。不同于例如房屋建筑那类公知的一种构架式设置具有特别高的稳定性。
具有优点的是接梁或者一部分接梁与法兰盘的边缘环形相邻设置。这些接梁因此处于与套筒相邻的外侧圆周区域内或内侧圆周区域内。但是，特别是在一个圆形轨迹上环形构成的环形接梁为提高稳定性也可以在法兰盘的边缘区域间构成。特别是环形接梁可以环状构成，并从一个加固结通向下一个加固结，如果连接件都是通过加固结的话，利用连接件可以提高整个装置的强度。
具有优点的是一种实施方式，其中，连接件穿过法兰盘的法兰盘凸缘，其中，法兰盘凸缘在齿轮的方向上穿入或者穿过齿轮上的开口。接梁最好在法兰盘远离齿轮的侧面上构成，而法兰盘凸缘最好以接管的形式在齿轮的方向上构成。最后，法兰盘凸缘同样可以通过这种接梁构成。如果接梁设置在法兰盘朝向齿轮或其侧面的侧面上的话，法兰盘凸缘也可以通过加高的接梁构成，该接梁穿入齿轮上的这种开口内，因此作为同步件或者稳定件承担法兰盘和齿轮之间的作用功能。
依据一具有优点的实施方式，在法兰盘上设置至少一个浇注段，用于将法兰盘压铸在其上面设置接梁的法兰盘侧面上。
依据一具有优点的实施方式，与开口相邻地设置至少一个用于压铸法兰盘的浇注段，其中，开口设计用于穿过连接件。这样做的优点是，在采用压铸法时即使通常远离浇注段仍有可能出现的薄弱部位与在其中设置连接件的区域非常远。
依据该特别优选的实施方式，作为法兰盘的材料使用塑料，而使用特别是金属如轻铝时，从基本原理上也产生不同的优点。
附图说明
下面借助附图对一个实施例进行详细说明。其中：
图1示出KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置的侧视图，其中，侧面设置的法兰盘具有作为加固件的接梁或斜撑；
图2示出依据图1的齿轮装置从相对侧面观察的侧面布置；
图3示出这种示例性的齿轮装置分开透视剖面的视图。
具体实施方式
图1以侧视图示出一示例性的优选齿轮装置，其中示出一法兰盘装置的第一法兰盘的侧壁，该侧壁在一与该齿轮装置1的旋转轴垂直的平面内延伸。在中心旋转轴的区域内，一轴向开口2贯穿整个齿轮装置1，用于容纳通过套筒3与齿轮装置1抗旋转连接的轴。在一优选的实施方式中，套筒3抗旋转地装入法兰盘16的轴向开口内，法兰盘将旋转传递到齿轮装置1的最好由塑料制成的齿轮14上。特别是在使用由塑料材料制成的法兰盘16的情况下，套筒3由金属特别是硬化钢构成，从而优选可以取消精加工。齿轮14以常见的方式沿径向在其外圆周上具有环形的齿圈23。
齿轮14设置在第一法兰盘16和图2中示出的第二法兰盘28之间的齿轮装置1内。两个法兰盘16、28最好通过螺栓状的连接件或螺栓4或者金属销进行连接，它们通过通孔5或孔穿入法兰盘16、28内，并通过通孔22穿入设置在其间的齿轮14内。在此方面，连接件4例如可以通过本身公知的铆接或者螺栓连接将两个法兰盘16、18相互固定连接。作为例如在转向助力装置上的KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置使用来说，特别优选的是螺栓和法兰盘之间简单的插接连接。在这种插接连接中，连接件4的外侧外圆周与通孔5的内圆周这样配合，使得形成一种提供足够保持力的摩擦锁合连接。连接件4和第二法兰盘28之间的连接最好径向铆接，而连接件4的相对末端具有优点地在末端段上以更宽的外圆周构成并与其外侧表面齐平地嵌在第一法兰盘的材料内。为***和需要时进一步提高稳定性，一个开口4a在连接件4的加宽区域内通入连接件4的外侧端面中。
第一法兰盘16具有优点地由轻型材料特别是塑料制成。为提高稳定性或加固第一法兰盘16，该法兰盘在其侧表面上具有斜撑或接梁30、31、32、33、34、35、36。在此方面，接梁30-36以例如不同于房屋建筑那类公知的构架方式设置。接梁30-36具有优点地与法兰盘16的固有主体整体构成，以便特别稳定地构成该主体与接梁之间的连接。主体与接梁整体构成的另一优点在于，可以在一道唯一的工序内通过挤压或者压铸构成这种连接。
在与法兰盘16的内侧边缘或圆周相邻的侧面区域内，一个环状接梁35有利地作为内侧加固的内环构成。该内侧环状接梁35具有优点地从法兰盘16主体的表面比其他接梁30-34、36更多地向外凸起并包围套筒3。套筒3的外圆周因此通过一个大圆周面向外与环形内侧接梁35连接，从而该表面具有优点地构成大的，以便在旋转时传递力。
这种环形内侧设置的接梁35或者独立构成的接梁具有优点地作为接管24从法兰盘16的相对侧面延伸。接管24利用其内圆周再次包围套筒3的外圆周，并利用其外圆周嵌入或穿过齿轮14的中心通孔。齿轮24因此通过接管24的外圆周得到一种内侧支承，只要它们没有依据另一实施方式由环状间隙彼此分开的话。
具有优点的是，在法兰盘16外圆周的侧面相邻区域内也以外侧环的方式构成一个这样的外侧接梁33。这种外侧环状的接梁33在轴向上加宽了法兰盘16的外圆周面，并由此提高了外圆周区域的稳定性。
特别具有优点的是环绕的环状接梁34，它绕着用于加固连接件4的通孔在法兰盘16的侧表面上构成。这种环形的环状接梁34形成加固结并提高了连接件4的保持性。除了提高第一法兰盘16在连接件4区域内的稳定性和强度外，通过连接件4的更稳定支承也使整个齿轮装置1更加稳定。
具有优点的是，在法兰盘16的侧表面上还分布其他接梁，特别是例如另一环状或圆形分布的接梁31。此外，通过倾斜分布的接梁32、30也有助于加固。具有优点的是，这些不同的接梁，也就是倾斜分布的接梁32、30和圆形分布的接梁31，均各自通过分别环绕一用于加固件4的开口分布的至少一个加固结或向环形接梁34之一分布。具有优点的是还有轴向分布的接梁36，其中，该接梁特别优选设置在一个在各自两个作为加固结构成的接梁34之间的区域内。
在这种第一法兰盘16由塑料构成的情况下，最好使用压铸法进行制造。用于注入液态塑料的浇注段37最好与构成用于穿过连接件4的通孔的环状接梁34或加固结相邻构成。因此，在法兰盘16的要求特别高的稳定性的一个区域内的至少一个浇注段37内设置浇注口38。此外，通过浇注段37的这种设置还可以将注入的塑料材料有利地分布到具有接梁30-36的区域内。具有优点的是，浇注口38设置在接梁30-36从法兰盘16的侧表面向外凸起的法兰盘16的侧面上。但浇注段37也可以设置在相对的法兰盘侧面上。
在该特别优选的实施方式中，优选接梁30-36设置在第一法兰盘16靠近齿轮14的侧面上，而原则上这种接梁只能或者附加在法兰盘16的朝向齿轮14的侧面上构成。
如从图3所看到的那样，在第一法兰盘16朝向齿轮14的侧面上构成结构件21、24，特别是与法兰盘16整体构成，这些结构件承担与齿轮14和第二法兰盘28连接的功能目的。
如从图2所看到的那样，第二法兰盘28具有优点地同样功能上结构化构成。外侧表面上的凹陷部39通向在法兰盘28的朝向齿轮14的内侧侧面上的凸起部。这些凸起部或突出部嵌入齿轮14的相对设置的侧面上例如通过接触面19a、19b相应构成的间隙内，并因此起到同步件和/或者导向件的作用。具有优点的是，第二法兰盘28内的结构部或凹陷部和凸起部39设置在与穿过通孔5的连接件4相邻的区段内。因此，作用于凹陷部39的力可直接通过螺栓4传递到第一法兰盘16上或以相反的方向继续传递。
第二法兰盘28为金属制成的构件，而原则上第二法兰盘也可以由塑料构成。此外，在第二法兰盘28的侧壁上还可以构成用于加固的接梁。依据所示的实施方式，第二法兰盘的内圆周以及第一法兰盘的穿过该内圆周的外圆周段具有一种带凹陷部和凸起部的相互嵌接的结构部或一种轮齿，它同样起到传递力的作用。
图3示出一种由Bernhard et al.(WO 02/38432 A1)本身公知的弹性补偿离合器的分解图，其中一部分构成在图1和2中形成蜗轮的齿轮14。最好由此构成KFZ-辅助传动机构的一种KFZ-齿轮装置，其中，该KFZ-辅助传动机构例如用于为转向助力向转向拉杆装置中输入一种电动的辅助力。
齿轮14具有齿圈23，其中一个蜗杆与未示出的齿相啮合。弹性补偿离合器的另一个离合器部件、第一法兰盘16与一未示出的输入轴2抗扭转连接，确切地说是通过接管与套筒3的端面16a和外周面24d连接。
补偿离合器的两个部件即齿轮14和法兰盘16通过一个弹性的带有凸肩20的环状隔离件17补充。在组装状态下，隔离件17的内表面24b处于法兰盘16接管的外周面24d上。在此方面，各两个凸肩20包围法兰盘16上的其中一个销子25。
齿轮14镜面对称构成，也就是说，在看不到的背面上具有与正面相同的外形。在组装后齿轮14支承在隔离件17上，隔离件再支承在法兰盘16的接管上。齿轮14的内表面24c因此处于隔离件17的环形外表面24a上。为隔离件17的凸肩20设有齿轮14上间隙22中的凸起部26。处于这些凸起部26内的是凸肩20。
虽然齿轮14、法兰盘16和隔离件17也许可以满足弹性补偿离合器的功能，但是齿轮14的正面仍通过补充第二隔离件27和第二法兰盘28构成另一补偿离合器。在组装状态下，法兰盘16和28通过同步件或凸缘21以及螺栓状连接件4相互连接。此外，第二法兰盘28的内啮合齿与法兰盘16上接管的啮合齿啮合。第二弹性隔离件27在组装状态下同样与法兰盘16的接管配合。第二法兰盘28在其背面上具有与法兰盘16上相同的销子25。第二法兰盘28的这些销子分别伸入隔离件27两个紧密相邻的凸肩20之间的间隙内。这些销子最好通过与凹陷部39相对置构成的凸起部构成。
然后，例如第二隔离件27的正面接触面18a紧贴在第二法兰盘28的背面上。第二隔离件27的背面接触面18b紧贴在齿轮14上的凸起部26的接触面18e上。隔离件17或27的侧接触面19a、19b紧贴在销子25的侧接触面19c、19d上或紧贴在齿轮14凸起部26的侧接触面19e、19f上。
因此，在一个方向或者另一个方向上传递力矩时，凸肩20可以阻止销子25与凸起部26的侧面直接接触。隔离件17、27保持这样的距离，从而它们可以阻止齿轮14与法兰盘16或齿轮14与第二法兰盘28在轴向上直接接触。因为隔离件17、27的环状件处于法兰盘16的外周面24d和齿轮14的内表面24c之间，所以在径向上也可以避免法兰盘16的接管和齿轮14之间直接接触。隔离件17、27因此无论是在轴向上还是径向上以及最后在切线方向上，在法兰盘16和因此一方面输入轴及另一方面齿轮14之间形成一种缓冲。
但是弹性缓冲在切线方向上不是无限制的，因为齿轮14上的法兰盘16凸缘21进行啮合的间隙22在切线方向上仅比凸缘21略大一点。其后果是，凸缘21和间隙22相互接触，从而每当传递的转矩过大时，会造成隔离件17、27的凸肩20以一定的量相互挤压。
图1和2示出例如可以在依据图3的KFZ-辅助传动机构中作为齿轮14使用的齿轮装置1。齿轮1当然也可以在其他传动装置中使用。

Claims (17)

1.KFZ-辅助传动机构的KFZ-齿轮装置(1)，包括：
—一个齿轮(14)，
—具有至少一个法兰盘(16)的法兰盘装置(16、28)，其中，齿轮(14)在法兰盘装置内与法兰盘(16)相邻设置以便环绕一共用的旋转轴旋转，以及
—至少一个用于将齿轮与所述至少一个法兰盘(16、28)连接的连接件(4)，其特征在于，
—接梁(30-36)为加固法兰盘在一优选与法兰盘(16)的旋转线垂直的平面内侧面构成。
2.按权利要求1所述的KFZ-齿轮装置，具有螺栓状构成的连接件(4)，用以将法兰盘装置(16、28)与齿轮(14)连接，其中，法兰盘(16)在一用于这种连接件(4)的贯通区域(5)内具有一种这样的环绕该连接件(4)的接梁(34)。
3.按权利要求1或2所述的KFZ-齿轮装置，其中，连接件(4)具有一个孔(4a)，该孔从一个端面出发轴向通入连接件(4)内。
4.按前述权利要求之一所述的KFZ-齿轮装置，其中，连接件(4)将法兰盘(16)与一个另外的法兰盘(28)连接，并穿过设置在各法兰盘(16、28)之间的齿轮(14)中的连接开口(22)。
5.按权利要求4所述的KFZ-齿轮装置，其中，所述另外的法兰盘(28)由金属制成。
6.按权利要求4或5所述的KFZ-齿轮装置，其中，所述另外的法兰盘(28)由在一面上带有凹陷部(39)的扁平圆盘构成，其中，与凹陷部相应的凸起部作为同步件在朝向齿轮(14)的另一面上构成。
7.按前述权利要求之一所述的KFZ-齿轮装置，其中，在由塑料制成的法兰盘(16)的轴向开口(2)内抗旋转地装入一用于穿过轴的由金属特别是钢特别地加工成的套筒(3)。
8.一种用于按前述权利要求之一所述的KFZ-齿轮装置的法兰盘(16)，其中该法兰盘(16)具有作为加固件的侧面接梁(30-36)并与这些接梁一起共同由塑料制成。
9.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8所述的法兰盘，其中，接梁(30-36)与法兰盘(16)整体构成。
10.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8或9所述的法兰盘，其中，接梁(30-36)以一种构架的方式彼此设置。
11.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8-10之一所述的法兰盘，其中，至少一个接梁(33-35)与法兰盘(16)的边缘环形相邻设置。
12.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8-11之一所述的法兰盘，其中，一个接梁(34)与法兰盘(16)的连接件(4)或用于连接件(4)的开口(5)相邻和环形设置。
13.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8-12之一所述的法兰盘，其中，连接件(4)穿过法兰盘(16)的一法兰盘凸缘(21)，其中，法兰盘凸缘(21)在齿轮(14)的方向上穿入或者穿过齿轮(14)上的一开口(22)。
14.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8-13之一所述的法兰盘，其中，至少一个用于压铸法兰盘(16)的浇注段(37)设置在法兰盘的上面设置接梁(30-36)的侧面上。
15.按权利要求1-7之一所述的KFZ-齿轮装置或者按权利要求8-14之一所述的法兰盘，其中，至少一个用于压铸法兰盘(16)的浇注段(37)与一用于穿过连接件(4)的孔(5)相邻设置。
16.一种用于制造按权利要求1-7之一所述的带有法兰盘的KFZ-齿轮装置(1)和/或者用于制造按权利要求8-15之一所述的法兰盘(16)的方法，其中，法兰盘(16)构成有设置在该法兰盘一面上作为该法兰盘的加固件的接梁(30-36)。
17.按权利要求16所述的方法，其中，带有接梁(30-36)的法兰盘(16)由塑料压铸制成。
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