專利名稱：具有行星齒輪系的轉(zhuǎn)向閥的制作方法
具有行星齒輪系的轉(zhuǎn)向閥本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的機動車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向組件。此外，本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分的機動車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力的方法。用于車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向組件主要包括也已知為旋轉(zhuǎn)伺服閥或旋轉(zhuǎn)滑動閥的伺服閥。它們控制液壓力和由此根據(jù)由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向助力。 旋轉(zhuǎn)滑動閥多半在經(jīng)由轉(zhuǎn)向柱與方向盤連接的輸入軸相對于閥部(也稱為控制套筒或套筒)轉(zhuǎn)動時使用，該閥部與輸出軸連接并在齒輪齒條轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中與轉(zhuǎn)向小齒輪(也稱為小齒輪)連接。通過輸入軸和控制元件之間的扭矩系統(tǒng)來實現(xiàn)伺服閥的控制元件的根據(jù)扭矩的調(diào)節(jié)及由此根據(jù)扭矩的閥特性。為了實現(xiàn)扭矩調(diào)節(jié)器的各種其它功能，例如，車道偏離輔助、過度或不足轉(zhuǎn)向輔助、觸覺反饋，例如根據(jù)車速或負載、城市模式、自動駐車、轉(zhuǎn)向扭矩疊加等的可變轉(zhuǎn)向助力，為了影響伺服閥的轉(zhuǎn)向助力特性，對控制元件的位置進行與施加扭矩無關(guān)的調(diào)節(jié)是期望的。在公開的專利申請DE 10 2004 049 686 Al中描述了這種伺服轉(zhuǎn)向閥。該文獻公開了用于液壓轉(zhuǎn)向閥的調(diào)節(jié)機構(gòu)，其中，行星齒輪系的齒圈不可轉(zhuǎn)動地安裝，而第二行星齒輪系的第二齒圈可轉(zhuǎn)動地安裝。第二齒圈能通過致動器受限制地轉(zhuǎn)動。致動器構(gòu)造成電致動元件，例如電動機，其轉(zhuǎn)動運動被轉(zhuǎn)換成提升運動。提升運動經(jīng)由桿傳遞到可轉(zhuǎn)動的齒圈上。可轉(zhuǎn)動的齒圈的轉(zhuǎn)動致使伺服閥的控制元件轉(zhuǎn)動。這允許調(diào)節(jié)伺服閥的控制元件與輸出軸之間的相對角度。為了實現(xiàn)上述扭矩調(diào)節(jié)器的功能，有必要能夠設(shè)定非常小的相對調(diào)節(jié)，特別是小于1/10度的相對角度。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，由于行星齒輪系的傳動比，齒圈之間的角度差略微放大地傳遞到控制元件和輸出軸之間的相對角度。因此，設(shè)定在可轉(zhuǎn)動安裝的齒圈上的角度差必須顯著小于1/10度。這要求對于這種應(yīng)用情況來說較貴的高度精確的致動器。幾乎沒有間隙的、可轉(zhuǎn)動安裝的齒圈的鉸接對于角度差的精確調(diào)節(jié)來說也是需要的，這除了帶來復(fù)雜機構(gòu)外還對于生產(chǎn)成本來說具有不利的影響。此外，由于在調(diào)節(jié)過程中桿并不執(zhí)行直線運動而是沿彎曲軌跡運動，所以只能用較多努力來確保對于齒圈的鉸接連接來說致動器和桿之間的持久和低維護的密封?；诂F(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于對前述類型的動力轉(zhuǎn)向組件進一步開發(fā)的目標，以使得能夠使用價廉的致動系統(tǒng)及此外精確調(diào)節(jié)特別是具有極小間隙的液壓伺服閥的控制元件。此外，本發(fā)明的目標是提供一種緊湊且節(jié)省空間的動力轉(zhuǎn)向組件。此外，本發(fā)明的目標是提供一種用于液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力的方法，該方法能夠使用廉價的致動系統(tǒng)并以極少間隙調(diào)節(jié)液壓伺服閥的控制元件。相對于動力轉(zhuǎn)向組件，這些目標通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)，且相對于方法，通過權(quán)利要求9的特征來實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中披露本發(fā)明的其它特別有利的實施例。必須注意，在專利權(quán)利要求書中單獨所述的各個特征可以技術(shù)上有意義的任何方式彼此結(jié)合并描述本發(fā)明的其它實施例。尤其結(jié)合附圖的說明附加地表征和規(guī)定本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明，用于液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向組件如其特別用于機動車輛包括至少一個液壓伺服閥、至少兩個行星齒輪系和至少一個致動器。液壓伺服閥基本上包括輸入軸、輸出軸和控制元件。也被稱為控制構(gòu)件的控制元件用于根據(jù)輸入軸相對于輸出軸的相對轉(zhuǎn)動來控制轉(zhuǎn)向助力。在此說明書中，術(shù)語“控制元件”總是假設(shè)意味著基本上兩個功能單元的協(xié)作，即，一方面控制套筒和另一方面輸入軸側(cè)上的控制邊緣。至少兩個行星齒輪系用于將液壓伺服閥的軸(即，輸入軸或輸出軸)的轉(zhuǎn)動運動傳遞到控制元件上，這些行星齒輪系都包括三個功能元件。在本說明書中，術(shù)語“功能元件” 表示行星齒輪系的太陽輪、一個或多個行星輪或齒圈。在此所述的特別較佳的實施例包括例如第一功能元件是太陽輪，第二功能元件是一個或多個行星輪，而第三功能元件是齒圈的行星齒輪系。然而，應(yīng)當注意到行星齒輪系還可用于根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件，行星齒輪系分別包括作為第一功能元件的齒圈，作為第二功能元件的一個或多個行星輪以及作為第三功能元件的太陽輪。因此，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目標，待傳遞的力是否經(jīng)由齒圈輸入行星齒輪系并在傳遞后從太陽輪上輸出，或者待傳遞的力是否經(jīng)由太陽輪輸入行星齒輪系并在傳遞后經(jīng)由齒圈輸出是無關(guān)緊要的。用于根據(jù)本發(fā)明的主題的行星齒輪系的太陽輪和齒圈對于它們的功能來說是視作彼此等效的。第一行星齒輪系與伺服閥的控制元件聯(lián)接，而第二行星齒輪系與伺服閥的輸入軸或輸出軸聯(lián)接，第一功能元件，例如是太陽輪分別連接到控制元件或輸入軸或輸出軸。分別設(shè)置第二功能元件，例如行星輪，以聯(lián)接行星齒輪系。兩個行星齒輪系的聯(lián)接借助于共同的行星架來實現(xiàn)，該行星架在共同軸上分別承載兩個齒輪系的行星齒輪。第二功能元件，例如是行星輪，能在這種情況下彼此獨立地在軸上轉(zhuǎn)動。行星齒輪系的第三功能元件，例如齒圈，安裝成能夠彼此獨立地轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的至少一個致動器用于相對于輸入軸或輸出軸來相對調(diào)節(jié)控制元件。這允許影響轉(zhuǎn)向助力的特性。應(yīng)當理解到在這種情況下，由輸入軸上的驅(qū)動器引起的轉(zhuǎn)動運動總是與致動器的動作無關(guān)地傳遞到輸出軸。即使在例如致動器失效的情況下，也能確保動力轉(zhuǎn)向組件的正常功能。相比于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的特征在于至少一個致動器使行星齒輪系的第三功能元件，例如齒圈同向轉(zhuǎn)動，且同時使第三功能元件相對于彼此轉(zhuǎn)動。因此，致動器設(shè)定行星齒輪系的第三功能元件之間的角度差。這種角度差通過行星齒輪系的傳動比略微放大地傳遞到控制元件與輸出軸之間的相對調(diào)節(jié)，特別是兩者間的相對角度。 相對于現(xiàn)有技術(shù)，為了設(shè)定控制元件和輸入軸或輸出軸之間相對來說較小的相對調(diào)節(jié)，特別是相對角度，在行星齒輪系的兩個第三功能元件，例如齒圈的同時相對轉(zhuǎn)動的情況下的同向轉(zhuǎn)動導(dǎo)致相對于每個第三功能元件所轉(zhuǎn)過的且由致動器引起的較大的絕對轉(zhuǎn)角來將控制元件和輸入軸或輸出軸之間的相對調(diào)節(jié)，特別是相對角度調(diào)節(jié)成與在現(xiàn)有技術(shù)中的相同。這樣，根據(jù)本發(fā)明的裝置增加控制元件和輸入軸或輸出軸之間的相對調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)精確度。此外，這意味著由于高調(diào)節(jié)精度，可使用關(guān)于調(diào)節(jié)精度已滿足較低要求的較便宜的致動
ο為了使控制元件相對于輸入軸或輸出軸的相對調(diào)節(jié)倒轉(zhuǎn)，行星齒輪系的第三功能元件，例如齒圈在本發(fā)明的一個實施例中通過致動器轉(zhuǎn)回它們的初始位置/零位。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件包括能分別無限制轉(zhuǎn)動的第三功能元件。在此有利的實施例中，控制元件相對于輸入軸或輸出軸的相對調(diào)節(jié)可以重置，而無須使第三功能元件轉(zhuǎn)回。為此，致動器僅需使行星齒輪系的第三功能元件沿與設(shè)定角度差的相同方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動，以重新實現(xiàn)為了設(shè)定到零位所需的控制元件相對于輸入軸或輸出軸的相對調(diào)節(jié)。該實施例特別適于使用較便宜的致動器。此外，該實施例提供幾乎無間隙地調(diào)節(jié)控制元件的優(yōu)點，這是因為致動器和行星齒輪系僅沿一個方向轉(zhuǎn)動。替代地，無間隙的行星齒輪系還可通過使第三功能元件，例如齒圈偏置來實現(xiàn)。出于安全原因可以期望限制第一或第三功能元件，例如太陽輪或齒圈的轉(zhuǎn)動角度。對此，可以例如在行星齒輪系的這些功能元件區(qū)域中提供至少一個端部止擋件，該端部止擋件限制這些功能元件的轉(zhuǎn)動角度并由此限制行星齒輪系的轉(zhuǎn)動性。較佳地，致動器與行星齒輪系轉(zhuǎn)動嚙合。在這種情況下，轉(zhuǎn)動嚙合假定是指轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動運動摩擦配合地和形狀配合地傳遞到齒輪系的轉(zhuǎn)動元件。特別是，該實施例提供致動器的轉(zhuǎn)動運動不必轉(zhuǎn)換成直線運動以傳遞到齒輪系的優(yōu)點，這使得包括致動機構(gòu)的調(diào)節(jié)機構(gòu)的特別緊湊且節(jié)省空間的布置。此外，致動器的轉(zhuǎn)動運動能使致動器和齒輪系之間的密封簡單且方便維修。在另一特別有利的實施例中，致動器通過兩個驅(qū)動齒輪或多部件驅(qū)動齒輪與行星齒輪系嚙合。但特別較佳地，致動器通過單個驅(qū)動齒輪與行星齒輪系嚙合。因此，行星齒輪系的第三功能元件，例如齒圈，可以借助于單個致動器相對于彼此同向又同時相對轉(zhuǎn)動。特別是，這提供致動器簡單又節(jié)約空間的結(jié)構(gòu)以及幾乎無間隙的控制元件的相對調(diào)節(jié)，這是因為兩個第三功能元件通過僅一個致動器轉(zhuǎn)動。任何可能存在的間隙通過一個致動器相等地分布到第三功能元件，通過形成角度差來消除，并因此不影響控制元件的相對調(diào)節(jié)。在另一較佳實施例中，驅(qū)動齒輪是兩級小齒輪，且第三功能元件，例如齒圈分別包括不同的外嚙合齒。這允許致動器和行星齒輪系的第三功能元件之間特別方便維修的形狀配合的轉(zhuǎn)動嚙合的設(shè)計。通過適當選擇第三功能元件的外嚙合齒和兩級小齒輪的嚙合齒能以簡單方式來設(shè)定由一個致動器分別作用于行星齒輪系的兩個不同的傳動比。因此，對于相同的絕對角度，角度差可進一步減小。較佳地，軸密封環(huán)、0形環(huán)等設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件中，以在致動器和行星齒輪系之間密封。這是用于密封的特別簡單、低成本和方便維修的措施。較佳地，根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的致動器是步進電機。這允許行星齒輪系以預(yù)先確定的恒定步進角度轉(zhuǎn)動，這總是導(dǎo)致行星齒輪系的規(guī)定的轉(zhuǎn)動角度?？筛鶕?jù)可能的最小步長特別廉價地購得步進電機。為根據(jù)本發(fā)明的主題所需的最小步長允許使用特別廉價的致動器。此外，致動器也可例如是伺服電機或液壓馬達。根據(jù)本發(fā)明的用于液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力的方法如其特別用于機動車輛而包括下述步驟-根據(jù)輸入軸相對于輸出軸的相對轉(zhuǎn)動，借助于包括控制元件的至少一個液壓伺服閥來控制轉(zhuǎn)向助力，-將輸入軸或輸出軸的轉(zhuǎn)動運動借助于至少兩個行星齒輪系傳遞到控制元件，其中，一個行星齒輪系的第一功能元件與輸入軸或輸出軸連接，另一行星齒輪系的第一功能元件與控制元件不可轉(zhuǎn)動地連接，而分別設(shè)置第二功能元件以聯(lián)接行星齒輪系，以及
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-借助于至少一個致動器相對于輸入軸或輸出軸相對調(diào)節(jié)控制元件，以影響轉(zhuǎn)向助力特性。上述步驟的次序不應(yīng)理解成步驟的執(zhí)行順序，以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。而是，方法步驟可以任何次序，特別是同時和間歇地實施。根據(jù)本發(fā)明，用于相對調(diào)節(jié)控制元件的兩個第三功能元件通過致動器各自相對彼此同向且同時轉(zhuǎn)動。為了定義術(shù)語“功能元件”，參見根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的上述說明。相對于現(xiàn)有技術(shù)，行星齒輪系的兩個第三功能元件，例如齒圈，相對于彼此同向和同時轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)這些第三功能元件之間相對較小的角度差導(dǎo)致相對于每個第三功能元件轉(zhuǎn)過并由致動器引起的較大的絕對轉(zhuǎn)角將調(diào)節(jié)控制元件和輸入軸或輸出軸之間的相對調(diào)節(jié)，特別是相同的相對角度調(diào)節(jié)成與現(xiàn)有技術(shù)中的至少相同。這樣，根據(jù)本發(fā)明的裝置增加控制元件和輸入軸或輸出軸之間的相對調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)精確度。此外，這意味著由于高調(diào)節(jié)精度，可使用關(guān)于調(diào)節(jié)精度已滿足較低要求的較便宜的致動器。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，第三功能元件，例如齒圈無限制地轉(zhuǎn)動。在此有利的實施例中，控制元件相對于輸入軸或輸出軸的相對調(diào)節(jié)可以重置，而無須使第三功能元件轉(zhuǎn)回。 為此，致動器僅使行星齒輪系的第三功能元件沿與設(shè)定角度差的相同方向轉(zhuǎn)動，以重新實現(xiàn)為了再次設(shè)定到零位所需的控制元件相對于輸入軸或輸出軸的相對調(diào)節(jié)。該實施例較佳地適于使用較便宜的致動器。此外，該實施例提供幾乎無間隙調(diào)節(jié)控制元件的優(yōu)點，這是因為致動器和行星齒輪系僅沿一個方向轉(zhuǎn)動。出于安全原因可以期望限制第一或第三功能元件，例如太陽輪或齒圈的轉(zhuǎn)動。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，行星齒輪系較佳通過致動器轉(zhuǎn)動并同時與其轉(zhuǎn)動嚙合。為了定義術(shù)語“轉(zhuǎn)動嚙合”，參見根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的上述說明。特別是，該實施例提供致動器的轉(zhuǎn)動運動不必轉(zhuǎn)換成直線運動以傳遞到齒輪系的優(yōu)點，這使包括致動機構(gòu)的調(diào)節(jié)機構(gòu)的布置特別緊湊且節(jié)省空間。此外，致動器的轉(zhuǎn)動運動使致動器和齒輪系之間的密封簡單且方便維修。在另一特別有利的實施例中，兩個第三功能元件，例如齒圈，在根據(jù)本發(fā)明的方法中通過致動器借助于單個驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，該驅(qū)動齒輪與第三功能元件轉(zhuǎn)動嚙合。因此，行星齒輪系的第三功能元件可以借助于單個致動器相對于彼此同向和同時相對轉(zhuǎn)動。特別是， 這提供致動器簡單又節(jié)約空間的布置以及控制元件的幾乎無間隙的相對調(diào)節(jié)，這是因為兩個第三功能元件通過僅一個致動器轉(zhuǎn)動。任何可能存在的間隙通過一個致動器相等地分布到第三功能元件，通過形成角度差來消除，并因此不影響控制元件的相對調(diào)節(jié)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的又一特別有利的實施例中，兩個第三功能元件，例如齒圈， 通過致動器借助于兩級小齒輪轉(zhuǎn)動，每個功能元件都具有不同的外嚙合齒。這允許致動器和行星齒輪系的第三功能元件之間的特別方便維修的形狀配合的轉(zhuǎn)動嚙合的設(shè)計。通過適當選擇第三功能元件的外嚙合齒和兩級小齒輪的嚙合齒能以簡單方式來設(shè)定由一個致動器分別作用于行星齒輪系的兩個不同的傳動比。從本發(fā)明的示例性實施例的下述說明和其它權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，本發(fā)明的示例性實施例應(yīng)被理解為非限制性的并且下面將借助附圖進行解釋。在附圖中


圖1示出沿根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的一實施例的縱向軸線的剖視圖，圖2示出圖1的剖視圖的放大細節(jié)，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的行星齒輪系的示意俯視圖，以及圖4示出沿根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的縱向軸線的局部剖視圖。圖1至4中所示且下面詳細闡釋的根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件僅僅是一種輸出軸的轉(zhuǎn)動運動傳遞到控制元件的設(shè)計。在這種情況下，行星齒輪系與控制元件相聯(lián)，而第二行星齒輪系與輸出軸相聯(lián)。在根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的另一可能的設(shè)計中，輸入軸的轉(zhuǎn)動運動傳遞到控制元件，而一個行星齒輪系與輸入軸相聯(lián)，另一行星齒輪系與控制元件相聯(lián)。圖1和圖2以沿縱向軸線的剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件20的一實施例。所示動力轉(zhuǎn)向組件20基本上包括液壓伺服閥、兩個行星齒輪系30和40以及致動器 50。伺服閥基本上包括輸入軸22、輸出軸觀和控制元件26。輸入軸22經(jīng)由未示出的轉(zhuǎn)向柱連接到方向盤。輸出軸觀又間接連接到將轉(zhuǎn)動的、未示出的輪子。輸入軸22經(jīng)由扭矩桿M連接到輸出軸觀，該扭矩桿大部分被輸入軸22包圍，扭矩桿M在其一端不可轉(zhuǎn)動地連接到輸入軸22，而在其另一端不可轉(zhuǎn)動地連接到輸出軸觀。此外，控制元件沈與輸入軸22同心設(shè)置并設(shè)置在輸入軸周圍?？刂圃虬惭b成相對于輸入軸22可轉(zhuǎn)動和/ 或可移位。伺服閥被外殼21圍繞。第一行星齒輪系30和第二行星齒輪系40設(shè)置在外殼21 內(nèi)。每個行星齒輪系30、40基本上都包括太陽輪36、46，幾個行星輪34、44以及齒圈32、 42。第一行星齒輪系30與控制元件沈相聯(lián)，而第二行星齒輪系40與輸出軸28相聯(lián)，太陽輪36、44分別不可轉(zhuǎn)動地連接到控制元件沈或輸出軸28。兩個行星齒輪系30、40的齒圈 32,42安裝成能夠彼此獨立地轉(zhuǎn)動。兩個行星齒輪系30、40的聯(lián)接借助于共同的行星架48 來實現(xiàn)，該行星架在共同軸49上分別承載兩個齒輪系30、40的行星齒輪34、44。在這種情況下，行星輪34、44安裝成能夠在軸49上彼此獨立地轉(zhuǎn)動。兩個行星齒輪系30、40的齒圈32、42都包括外嚙合齒以及內(nèi)嚙合齒。特別是，齒圈32、42具有不同的外嚙合齒，而齒圈42的齒數(shù)一般小于齒圈32的齒數(shù)。第一行星齒輪系30的齒圈32較佳地具有130到190齒，且更佳地是150到170齒的外嚙合齒。第二行星齒輪系40的齒圈42具有比齒圈32的外嚙合齒少較佳為1到10齒，且特別較佳的是少 1到4齒的外嚙合齒。業(yè)已發(fā)現(xiàn)特別適合于根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的行星齒輪系30、 40的調(diào)準，即，齒圈32具有170齒的外嚙合齒，而齒圈42具有169齒的外嚙合齒，或者齒圈 32具有150齒的外嚙合齒，而齒圈42具有149齒的外嚙合齒。兩級小齒輪M與兩個齒圈32、42的外嚙合齒轉(zhuǎn)動嚙合。兩級小齒輪M還具有兩種不同的嚙合齒。例如，具有18和17齒、17和16齒或16和15齒的兩級小齒輪被發(fā)現(xiàn)特別有利于驅(qū)動齒圈32、42。小齒輪M不可轉(zhuǎn)動地連接到致動器50的驅(qū)動軸52。如圖1和2中可見，致動器50設(shè)置在外殼21周圍。在文中所述的示例性實施例中，致動器50是電動機。特別是，致動器50是具有在0. 1度到10度，特別在0. 5度到5度的范圍內(nèi)，特別較佳地是0. 9度的較佳步長的步進電機。致動器50直接經(jīng)由驅(qū)動軸52驅(qū)動兩級小齒輪M。在致動器50附連于外殼21的位置處，外殼21具有開口，包括小齒輪M的驅(qū)動軸52可出于組裝目的被引導(dǎo)穿過該開口。致動器50和行星齒輪系30、40之間的密封通過軸密封環(huán)、0形環(huán)等來實現(xiàn)，這些密封環(huán)未在圖1和2中示出。兩個行星齒輪系30、 40的共同行星架48借助于輸出軸觀上的對應(yīng)軸承可轉(zhuǎn)動地安裝。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件20的行星齒輪系的示意俯視圖。圖4以沿縱向軸線的局部剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件20。圖3示出包括齒圈42、三個行星輪44和太陽輪46的行星齒輪系40。太陽輪46不可轉(zhuǎn)動地連接到輸出軸觀。小齒輪M 與齒圈42的外嚙合齒轉(zhuǎn)動嚙合并直接由致動器50驅(qū)動。較佳地，行星齒輪系30、40的兩個太陽輪36、46都具有在40到60毫米，更較佳為 45到55毫米范圍內(nèi)且特別較佳地為45毫米的直徑。太陽輪36、46較佳地具有80到110 齒，更佳地為85到100齒且特別較佳地為90齒。較佳地，行星齒輪系30、40的兩個行星輪 34,44都具有在5到15毫米，更較佳為8到12毫米范圍內(nèi)且特別較佳地為10毫米的直徑。 行星輪34、44較佳地都具有10到30齒，更佳地為15到25齒且特別較佳地為20齒。較佳地，行星齒輪系30、40的兩個齒圈32、42都具有在50到80毫米，更佳為60到70毫米范圍內(nèi)且特別較佳地為65毫米的內(nèi)徑。齒圈32、42較佳地都具有110到150齒，更佳地為120 到140齒且特別較佳地為130齒。第一行星齒輪系30的齒圈32較佳地具有60到90毫米，且更佳地是70到80毫米且特別較佳地為75毫米的外徑。第一行星齒輪系30的齒圈32較佳地具有120到180 齒，且更佳地是140到160齒且特別較佳地為150齒的齒數(shù)。第二行星齒輪系40的齒圈42 較佳地具有比齒圈32的齒數(shù)小1齒的齒數(shù)。與第一行星齒輪系30的齒圈嚙合的小齒輪M的區(qū)域較佳地具有6到9毫米，更佳為7到8毫米且特別較佳為7. 5毫米的直徑。與第二行星齒輪系40的齒圈42嚙合的小齒輪M的區(qū)域較佳地具有選擇成使兩對小齒輪54/行星齒輪系30和小齒輪54/行星齒輪系40的中心間距相同的齒數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的未示出的另一實施例中，兩個行星齒輪系的太陽輪都具有98齒。兩個行星齒輪系的行星輪都具有168齒。兩個行星齒輪系的齒圈都包括各為130齒的內(nèi)嚙合齒。第一行星齒輪系的齒圈的外嚙合齒具有169齒。第二行星齒輪系的齒圈的外嚙合齒具有170齒。在與第一行星齒輪系的齒圈的外嚙合齒嚙合的區(qū)域內(nèi)，兩級小齒輪具有18齒，而在與第二行星齒輪系的齒圈的外嚙合齒嚙合的區(qū)域內(nèi)，兩級小齒輪具有17齒。下面解釋根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件的調(diào)節(jié)機構(gòu)的操作模式。當致動器50使兩級小齒輪M轉(zhuǎn)動時，行星齒輪系30、40的兩個齒圈32、42由于與小齒輪M的轉(zhuǎn)動嚙合也進行轉(zhuǎn)動。因為兩個齒圈32、42具有不同的外嚙合齒，所以轉(zhuǎn)動造成齒圈32、42之間的角度差。這種角度差通過行星齒輪系30、40的傳動比略微放大地傳遞到控制元件沈和輸出軸觀之間的相對調(diào)節(jié)，特別是相對角度。如果沒有設(shè)定控制元件 26和輸出軸28之間的相對調(diào)節(jié)，則兩個齒圈32、42通過兩級小齒輪M保持在位。如果輸入軸22轉(zhuǎn)動，則扭矩經(jīng)由扭矩桿M傳遞到輸出軸觀上。由于扭矩桿M的扭矩傳遞，扭矩桿被轉(zhuǎn)動，且因此輸入軸22相對于輸出軸觀轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)在，輸出軸觀的轉(zhuǎn)向運動或轉(zhuǎn)動導(dǎo)致太陽輪46轉(zhuǎn)動，而該太陽輪不可轉(zhuǎn)動地連接到輸出軸觀。由于與該行星齒輪系40關(guān)聯(lián)的齒圈42通過小齒輪M保持在其外嚙合齒上，所以行星輪44必須在太陽輪46和齒圈42之間滾動。這個過程致使共同行星架48轉(zhuǎn)動。由于行星架48的轉(zhuǎn)動和兩個行星齒輪系30、40的齒圈32、42的保持，與控制元件沈相聯(lián)的行星齒輪系30的行星輪34 必須在行星齒輪系的齒圈32上滾動。因此，這些行星輪34的轉(zhuǎn)動引起太陽輪36的轉(zhuǎn)動， 而該太陽輪不可轉(zhuǎn)動地連接到控制元件沈。由于兩個行星齒輪系30、40相同的傳動比，與控制元件沈相聯(lián)的太陽輪36轉(zhuǎn)過和與輸出軸觀相聯(lián)的太陽輪46相同的角度。因此，控制元件沈跟隨輸出軸28的轉(zhuǎn)動。如果現(xiàn)在設(shè)定角度差，則兩級小齒輪M通過致動器50轉(zhuǎn)動。這引起行星齒輪系 30,40的兩個齒圈32、42之間的角度差。這種角度差通過行星齒輪系的傳動(比)略微放大地傳遞到控制元件沈和輸出軸觀之間的相對調(diào)節(jié)，特別是相對角度。調(diào)節(jié)機構(gòu)的第一種設(shè)計已示出，兩級小齒輪M的+/-230到250度，特別是245度的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)太陽輪36、46的+/-2到3度，特別是2. 5度的相對角度。這使控制元件沈和輸出軸觀之間相對調(diào)節(jié)3到4度，特別是3. 5度。在這種設(shè)計中，齒圈32、42運動+/-40 到45度，特別是45度，這使重置簡單。如果沒有通過使齒圈32、42轉(zhuǎn)回而發(fā)生重置，則兩級小齒輪M必須轉(zhuǎn)動較佳為+/-2到12圈，較佳為3. 5到7圈，以重新設(shè)定為了設(shè)定零位所需的太陽輪36、46的相對角度。當然，本發(fā)明不限于上述實施例。例如，根據(jù)本發(fā)明的動力轉(zhuǎn)向組件還可裝備有多于一個致動器，例如，一個致動器分別驅(qū)動一個行星齒輪系。此外，致動器還可由伺服電機或液壓馬達，一般由任何合適類型的馬達構(gòu)成，借助于這些馬達能在本發(fā)明的含義內(nèi)實現(xiàn)行星齒輪系的驅(qū)動。當然，示例性實施例中所述的行星齒輪系中的行星輪的數(shù)目不限于圖3中所示的三個行星輪。當考慮將通過行星齒輪系傳遞的扭矩時，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將提供需要的和合適的行星輪數(shù)，例如四個或更多個。此外，可設(shè)想使用不具有相同傳動比的兩個行星齒輪系，以使輸出軸的轉(zhuǎn)動被傳遞到具有不同傳動比的控制元件。以此方式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可進行自動對中心。此外，還可設(shè)想除了在示例性實施例中所述的兩個行星齒輪系外使用其它中間齒輪系，以進一步修改傳動比。
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向組件(20)，包括-具有控制元件06)的至少一個液壓伺服閥，所述控制元件用于根據(jù)輸入軸0 相對于輸出軸08)的相對轉(zhuǎn)動來控制轉(zhuǎn)向助力，-至少兩個行星齒輪系(30，40)，所述行星齒輪系用于將所述輸入軸02)或所述輸出軸08)的轉(zhuǎn)動運動傳遞到所述控制元件( )，其中，一個行星齒輪系GO)的第一功能元件連接到所述輸入軸0 或所述輸出軸( )，而另一行星齒輪系(30)的第一功能元件不可轉(zhuǎn)動地連接到所述控制元件( )，分別設(shè)置第二功能元件來聯(lián)接所述行星齒輪系(30， 40)，以及-至少一個致動器(50)，所述致動器用于相對于所述輸入軸02)或所述輸出軸08) 相對調(diào)節(jié)所述控制元件06)，以影響轉(zhuǎn)向助力特性，其特征在于，所述至少一個致動器(50)設(shè)置并構(gòu)造成它致使所述行星齒輪系(30，40) 的兩個相應(yīng)第三功能元件在相對彼此同時相對轉(zhuǎn)動的情況下同向轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述致動器(50)與所述行星齒輪系(30，40)的所述第三功能元件轉(zhuǎn)動嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述致動器(50)與所述行星齒輪系(30，40)的所述第三功能元件通過一個驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動嚙合。
4.如權(quán)利要求3所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述驅(qū)動齒輪是兩級小齒輪(54)， 且所述第三功能元件各具有不同的外部嚙合齒。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，設(shè)置軸密封環(huán)或0形環(huán)以在所述致動器(50)和所述行星齒輪系(30，40)之間密封。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述致動器(50)是步進電機或伺服電機。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述第三功能元件都能無限制地轉(zhuǎn)動。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的動力轉(zhuǎn)向組件，其特征在于，所述第一功能元件是太陽輪(36，46)，所述第二功能元件是一個或多個行星輪(34，44)且所述第三功能元件是齒圈(32，42)。
9.一種用于機動車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力的方法，包括如下步驟-根據(jù)輸入軸02)相對于輸出軸08)的相對轉(zhuǎn)動，借助于包括控制元件06)的至少一個液壓伺服閥來控制轉(zhuǎn)向助力，-將所述輸入軸02)或所述輸出軸08)的轉(zhuǎn)動運動借助于至少兩個行星齒輪系(30， 40)傳遞到所述控制元件( )，其中，一個行星齒輪系GO)的第一功能元件連接到所述輸入軸0 或所述輸出軸( )，而另一行星齒輪系(30)的第一功能元件不可轉(zhuǎn)動地連接到所述控制元件( )，分別設(shè)置第二功能元件來聯(lián)接所述行星齒輪系(30，40)，以及-借助于至少一個致動器(50)相對于所述輸入軸02)或所述輸出軸08)相對調(diào)節(jié)所述控制元件06)，以影響轉(zhuǎn)向助力特性，其特征在于，為了所述控制元件06)的相對調(diào)節(jié)，兩個第三功能元件通過所述致動器 (50)各自相對彼此同向且同時轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述行星齒輪系(30，40)的所述第三功能元件通過所述致動器(50)轉(zhuǎn)動并同時與其轉(zhuǎn)動嚙合。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述行星齒輪系(30，40)的所述兩個第三功能元件通過所述致動器(50)借助于單個驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動齒輪與所述第三功能元件轉(zhuǎn)動嚙合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述兩個第三功能元件通過所述致動器 (50)借助于兩級小齒輪(54)轉(zhuǎn)動，每個所述第三功能元件具有不同的外嚙合齒。
13.如權(quán)利要求9至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述第三功能元件能無限制地轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向組件(20)。動力轉(zhuǎn)向組件(20)包括具有控制元件(26)的至少一個液壓伺服閥，該控制元件用于根據(jù)輸入軸(22)相對于輸出軸(28)的相對轉(zhuǎn)動來控制轉(zhuǎn)向助力，至少兩個行星齒輪系(30，40)，行星齒輪系都具有三個功能元件，這些功能元件用于將輸入軸(22)或輸出軸(28)的轉(zhuǎn)動運動傳遞到控制元件(26)，以及至少一個致動器(50)，所述致動器用于相對于輸入軸(22)或輸出軸(28)相對調(diào)節(jié)控制元件(26)。致動器(50)設(shè)置并構(gòu)造成它致使行星齒輪系(30，40)的兩個相應(yīng)第三功能元件相對彼此同時又同向相對轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還涉及一種包括如下步驟的方法，即，根據(jù)輸入軸(22)相對于輸出軸(28)借助于至少一個液壓伺服閥來控制轉(zhuǎn)向助力，將輸入軸(22)或輸出軸(28)的轉(zhuǎn)動運動借助于至少兩個行星齒輪系(30，40)傳遞到控制元件(26)，以及借助于至少一個致動器(50)使控制元件(26)相對于輸入軸(22)或輸出軸(28)轉(zhuǎn)動，其中，為了控制元件的相對調(diào)節(jié)，兩個第三功能元件通過致動器(50)相對于彼此同時且同向轉(zhuǎn)動。
文檔編號B62D5/083GK102427987SQ201080019260
公開日2012年4月25日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者B·簡茲, J-H·穆勒, S·基思邦 申請人:福特全球技術(shù)有限公司