本發(fā)明涉及機(jī)動車輛的用于輔助轉(zhuǎn)向運(yùn)動的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，具有機(jī)電裝置的用于輔助轉(zhuǎn)向運(yùn)動的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是已知的。機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有連接至方向盤的輸入軸，并且駕駛員經(jīng)由該輸入軸施加呈轉(zhuǎn)向扭矩的形式的轉(zhuǎn)向指令。連接至輸入軸的輸出軸將轉(zhuǎn)向扭矩經(jīng)由橫拉桿傳遞至待轉(zhuǎn)向的車輪。為了確定用于轉(zhuǎn)向運(yùn)動的所需輔助力，輸入軸和輸出軸通常經(jīng)由扭力桿彈性地連接至彼此，其中，由駕駛員施加至輸入軸的扭矩可以通過確定輸入軸與輸出軸之間的相對旋轉(zhuǎn)來確定。

通常采用動力輔助系統(tǒng)例如電動輔助系統(tǒng)或機(jī)電動力輔助系統(tǒng)來向輸出軸、轉(zhuǎn)向小齒輪或齒條施加相應(yīng)的輔助扭矩。在此，通過確定由駕駛員經(jīng)由方向盤輸入到輸入軸中的相對于輸出軸扭矩來致動相應(yīng)的動力輔助系統(tǒng)。

在用于機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)電動力輔助系統(tǒng)中，已知的是借助于電動馬達(dá)來施加相應(yīng)的輔助力，其中，輔助力例如經(jīng)由傳動蝸桿傳遞至聯(lián)接至轉(zhuǎn)向系的蝸輪。為此，電動馬達(dá)通常通過傳動蝸桿至電動馬達(dá)的輸出軸的直接附接或者借助于連接在電動馬達(dá)與傳動蝸桿之間的齒輪機(jī)構(gòu)而聯(lián)接至傳動蝸桿。傳動蝸桿作用在蝸輪上，該蝸輪經(jīng)由例如齒輪機(jī)構(gòu)、齒條機(jī)構(gòu)或皮帶傳動裝置將扭矩傳遞至實(shí)際轉(zhuǎn)向系。在這種情況下，該動力輔助系統(tǒng)可以例如在轉(zhuǎn)向軸的區(qū)域、轉(zhuǎn)向小齒輪的區(qū)域或齒條的區(qū)域中輸入輔助力。

傳動蝸桿通常借助于軸承安裝在裝置的殼體中。為了提供傳動蝸桿與蝸輪之間的無游隙齒接設(shè)置，從而使得可以避免產(chǎn)生不期望的噪聲——該噪聲可能例如由于在直線向前行駛時(shí)在圍繞中央位置振動轉(zhuǎn)向期間蝸輪抵靠傳動蝸桿的兩個(gè)齒邊緣交替地支承而產(chǎn)生，已知的是將軸承的內(nèi)環(huán)的接納鉆孔相對于軸承的外環(huán)的外部面偏心地布置并且通常以彈簧輔助的方式對由此產(chǎn)生的偏心件預(yù)加應(yīng)力。

DE 10 2011 015 883 A1公開了一種機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在該機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，能夠繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)的偏心桿經(jīng)由附接至該偏心桿并附接至殼體的彈簧對借助于工業(yè)滾子軸承安裝在該機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳動蝸桿抵靠著渦輪預(yù)加應(yīng)力。通過這種設(shè)計(jì)并且考慮到剛性偏心件，軸承環(huán)在偏心桿樞轉(zhuǎn)時(shí)可以相對于彼此傾斜。另外，由于沒有提供角度補(bǔ)償裝置，因此由位于兩側(cè)的具有抗彎剛性的軸承所導(dǎo)致的傳動蝸桿的S形彎曲可能引起傳動蝸桿與蝸輪之間的齒接方面的迫壓狀態(tài)。另外，偏心桿的樞轉(zhuǎn)軸線會傾斜。

EP 2 423 075 A2提出了一種具有動力輔助系統(tǒng)的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在該電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，支承傳動蝸桿的滾子軸承借助于彈簧環(huán)設(shè)置在動力輔助系統(tǒng)的軸承與殼體之間，其中，彈簧環(huán)具有板簧元件。由于軸承可以沿所有方向傾斜，因此未提供用于角度補(bǔ)償?shù)南薅ㄝS線。另外，傳動蝸桿的保持件的剛度通過使用彈簧環(huán)而減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以現(xiàn)有技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有改善的軸承特性的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中可以發(fā)現(xiàn)有利的改進(jìn)。

相應(yīng)地，提出了一種用于機(jī)動車輛的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括傳動蝸桿，該傳動蝸桿由電動馬達(dá)驅(qū)動并且與聯(lián)接至轉(zhuǎn)向軸的蝸輪相互作用，其中，傳動蝸桿以能夠繞傳動蝸桿的蝸桿軸線旋轉(zhuǎn)的方式安裝在保持在座架中的軸承中，并且該座架沿蝸輪的方向?qū)鲃游仐U預(yù)加應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明，該座架構(gòu)造成使得繞相對于蝸桿軸線垂直設(shè)置的扭轉(zhuǎn)軸線的抗扭性弱。

抗扭性弱被理解為意味著座架繞相對于蝸桿軸線垂直設(shè)置的扭轉(zhuǎn)軸線的扭轉(zhuǎn)剛度比繞蝸桿軸線的扭轉(zhuǎn)剛度低。

座架構(gòu)造成繞相對于蝸桿軸線垂直的扭轉(zhuǎn)軸線的抗扭性弱的事實(shí)使得可以實(shí)現(xiàn)蝸桿軸線與徑向地支承傳動蝸桿的軸承之間的角度補(bǔ)償。特別地，因此可以經(jīng)由座架的扭轉(zhuǎn)軸線向傳動蝸桿提供限定的樞轉(zhuǎn)軸線，繞該限定樞轉(zhuǎn)軸線可以進(jìn)行角度補(bǔ)償。在一種改進(jìn)方案中，該角度補(bǔ)償方式可以通過彈性預(yù)應(yīng)力實(shí)施，該彈性預(yù)應(yīng)力可以通過繞扭轉(zhuǎn)軸線的扭轉(zhuǎn)剛度的對應(yīng)實(shí)施方式來構(gòu)造。此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過提供能夠繞扭轉(zhuǎn)軸線扭轉(zhuǎn)以補(bǔ)償角度的座架，可以提高傳動蝸桿的軸承的穩(wěn)定度和剛度。因此，可以實(shí)現(xiàn)更好的駕駛性能和改善的噪聲行為。此外，軸承特性可以通過減小或抑制軸承相對于圍繞除所提供的扭轉(zhuǎn)軸線以外的其他軸線樞轉(zhuǎn)的自由度來改善。例如，就減小運(yùn)動范圍而言，可以通過使傳動蝸桿在載荷變化期間來回?cái)[動來減小滯后效應(yīng)。

由于角度補(bǔ)償在座架內(nèi)借助于座架的扭轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)，因此可以使用制造簡單、成本低廉并且對安裝或制造沒有任何特殊要求的標(biāo)準(zhǔn)滾子軸承。

此外，通過提供可扭轉(zhuǎn)座架，確保不需要可能減小軸承的剛度的額外部件來執(zhí)行角度補(bǔ)償方法。

所使用的軸承優(yōu)選的是滾子軸承，但是也可以設(shè)想其他類型的軸承。

在一種改進(jìn)方案中，座架以彈性金屬板部件的形式提供。由于金屬板部件的固有彈性，該金屬板部件可以實(shí)施成沿著扭轉(zhuǎn)軸線的抗扭性弱，使得在角度偏移的情況下，金屬板部件可以根據(jù)蝸桿軸線相對于初始位置的角度偏移或角度上的變化而扭轉(zhuǎn)。此外，傳動蝸桿沿指向蝸輪的方向的徑向預(yù)應(yīng)力可以通過如下事實(shí)來提供：金屬板部件在安裝狀態(tài)下已經(jīng)具有限定的扭力。此外，這種金屬板部件制造成本低廉并且需要很少維護(hù)。

軸承的外環(huán)可以優(yōu)選地被按壓到金屬板部件中的接納鉆孔中。替代性地，用于軸承的接納鉆孔可以設(shè)置有至少一個(gè)對應(yīng)的軸承突出部，該軸承突出部對軸承進(jìn)行軸向地定位或者在適當(dāng)?shù)那闆r下軸向地支承該軸承。在另一實(shí)施方式中，可以設(shè)置接納套筒以用于將軸承保持在金屬板部件上。該容納套筒可以構(gòu)造成與呈深拉套環(huán)形式的座架成一體。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在安裝狀態(tài)下，金屬板部件可以具有沿蝸桿軸線方向的軸向預(yù)應(yīng)力，使得傳動蝸桿的軸承可以被額外地穩(wěn)定，并且特別地還可以改善噪聲特性。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，座架可以以抗旋轉(zhuǎn)的方式附接至圍繞該裝置的殼體。在此，該座架優(yōu)選地構(gòu)造為金屬板部件，該金屬板部件以預(yù)定取向點(diǎn)焊至殼體，這會對預(yù)應(yīng)力作出相應(yīng)地調(diào)節(jié)。替代性地，金屬板部件還可以具有周向焊縫或者可以通過螺紋連接、鉚接或鉚接附接。

金屬板部件至殼體的直接附接可以允許力在該金屬板部件與殼體之間的直接傳遞，這允許金屬板部件的高剛度和高水平的位置精度。

該金屬板部件優(yōu)選地定向成使得其厚度方向布置成相對于蝸桿軸線基本上平行。這使得可以確保金屬板部件的扭轉(zhuǎn)軸線實(shí)現(xiàn)為相對于蝸桿軸線垂直。此外，借助于厚度方向的這種取向，金屬板部件在蝸桿軸線的方向上具有彈性，通過該彈性，可以借助于金屬板部件在蝸桿軸線的方向上的略微彈性彎曲而將預(yù)應(yīng)力施加至軸承或傳動蝸桿，由此提供牢固的支承。

在一個(gè)替代性實(shí)施方式中，座架布置成能夠繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，其中，樞轉(zhuǎn)軸線位于設(shè)置在座架中的軸承外部，并且座架優(yōu)選地以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝在殼體上。

由于座架繞樞轉(zhuǎn)軸線的可樞轉(zhuǎn)的布置，由于例如操作期間的負(fù)載、溫度影響或磨損而引起傳動蝸桿與蝸輪之間的齒接方面的變化可以被補(bǔ)償。此外，傳動蝸桿對蝸輪的限定預(yù)應(yīng)力可以借助于簡單的裝置通過繞樞轉(zhuǎn)軸線沿蝸輪的方向?qū)ψ茴A(yù)加應(yīng)力來產(chǎn)生。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，座架具有至少一個(gè)下述區(qū)域：該區(qū)域具有至少一個(gè)材料切口以用于提供降低的扭轉(zhuǎn)剛度。所述至少一個(gè)材料切口優(yōu)選地相對于座架的期望的扭轉(zhuǎn)軸線垂直地定向。具有至少一個(gè)材料切口的所述至少一個(gè)區(qū)域特別優(yōu)選地將座架分成第一區(qū)域和第二區(qū)域，在第一區(qū)域中，座架被支承為能夠繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，在第二區(qū)域中，設(shè)置有用于支承傳動蝸桿的軸承的軸承接納部。座架的第二區(qū)域可以相應(yīng)地相對于第一區(qū)域繞扭轉(zhuǎn)軸線扭轉(zhuǎn)。

該具有材料切口的區(qū)域優(yōu)選地構(gòu)造成使得座架圍繞扭轉(zhuǎn)軸線具有最低的扭轉(zhuǎn)剛度，也就是說，在抗扭性方面最弱。座架優(yōu)選地構(gòu)造成繞所有其他軸線具有較大的剛度。由于座架繞其他軸線的剛度更大，因此可以同時(shí)施加傳動蝸桿的沿蝸輪方向的預(yù)應(yīng)力、特別是在相對于樞轉(zhuǎn)軸線的橫向方向上，并且可以提供角度補(bǔ)償。該座架優(yōu)選地相對于與扭轉(zhuǎn)軸線不重合的軸線在扭轉(zhuǎn)剛度方面不相同，或者與具有相同尺寸且由相同材料制成但沒有材料切口的座架基本沒有區(qū)別。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)材料切口在至少一個(gè)具有減小的扭轉(zhuǎn)剛度的區(qū)域中以座架的周向材料減少部的形式提供。通過呈這種形式的至少一個(gè)材料切口的實(shí)施方式，可以提供具有上述特性的座架并且該座架易于制造。此外，具有減小的扭轉(zhuǎn)剛度的區(qū)域可以構(gòu)造得非常緊湊。座架在樞轉(zhuǎn)軸線或蝸桿軸線的方向上的尺寸的減小量優(yōu)選地小于座架的相對于樞轉(zhuǎn)軸線垂直并相對于扭轉(zhuǎn)軸線垂直的的尺寸的減小量。因此，與完全構(gòu)造的座架相比，該座架在樞轉(zhuǎn)軸線的方向上的剛度可以基本上被保持。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，所述至少一個(gè)材料切口可以以鉆孔和/或凹槽的形式提供。鉆孔和/或凹槽優(yōu)選地相對于座架的扭轉(zhuǎn)軸線垂直地設(shè)置并且居中地——沿部件的樞轉(zhuǎn)軸線的方向測量——設(shè)置在部件中。換句話說，鉆孔和/或凹槽的中心軸線優(yōu)選地相對于座架的至少一個(gè)主軸線同心地設(shè)置。鉆孔和/或凹槽優(yōu)選地布置成使得軸向幾何慣性矩和因此座架的撓曲剛度在具有鉆孔和/或凹槽的區(qū)域中保持基本上不受影響。

由于座架上的鉆孔和/或凹槽產(chǎn)生在邊緣處開口的至少一個(gè)區(qū)域，與具有閉合截面的座架相比，在該區(qū)域中，扭轉(zhuǎn)幾何慣性矩減小并且因此扭轉(zhuǎn)剛度減小。

優(yōu)選地設(shè)置至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)彈簧——優(yōu)選地為支腿彈簧——以對傳動蝸桿施加對著蝸輪的預(yù)應(yīng)力。旋轉(zhuǎn)彈簧特別優(yōu)選地設(shè)置在座架上并且非常特別優(yōu)選地支承在殼體上，以提供座架的預(yù)應(yīng)力并且因此提供驅(qū)動蝸桿在蝸輪方向上的預(yù)應(yīng)力。旋轉(zhuǎn)彈簧的使用使得軸承裝置可以被制造得緊湊，因?yàn)樾D(zhuǎn)彈簧可以直接設(shè)置在座架上。此外，不必提供用于在殼體上產(chǎn)生支承的額外元件，比如鉤、孔眼或特別構(gòu)造的表面。

在一個(gè)替代性的實(shí)施方式中，也可以使用諸如一個(gè)或更多個(gè)拉力彈簧、板簧或壓縮彈簧之類的其他類型的旋轉(zhuǎn)彈簧或其他彈簧類型或者用于施加預(yù)應(yīng)力的諸如磁體之類的替代性元件來施加預(yù)應(yīng)力。

該座架特別優(yōu)選地構(gòu)造成繞扭轉(zhuǎn)軸線的抗扭性比繞相對于于扭轉(zhuǎn)軸線垂直地設(shè)置的任何軸線的抗扭性弱。因此，可以相應(yīng)地確保座架允許角度補(bǔ)償并且同時(shí)允許軸承牢固地保持在其軸向方向上并且允許傳動蝸桿相對于蝸輪的預(yù)應(yīng)力被安全地施加。

附圖說明

通過附圖的以下描述對本發(fā)明的優(yōu)選的其他改進(jìn)和方面進(jìn)行更詳細(xì)地說明，在附圖中：

圖1示出了具有動力輔助系統(tǒng)的機(jī)動車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意立體圖；

圖2示出了用于在機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中施加輔助力的常規(guī)裝置的示意圖；

圖3示出了圖2的裝置的部件的示意性立體圖，其中，殼體是打開的；

圖4示出了用于向第一示例性實(shí)施方式中的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助力的打開的裝置的示意性立體圖；

圖5示出了圖4中的細(xì)節(jié)的示圖；

圖6示出了圖4和圖5中的蝸桿傳動裝置的軸承裝置和傳動蝸桿的示意性分解圖；

圖7示出了用于支承圖4至圖6中的蝸桿傳動裝置的傳動蝸桿的軸承用的座架的示意性立體圖；

圖8示出了用于支承另一示例性實(shí)施方式中的蝸桿傳動裝置的傳動蝸桿的軸承的座架的示意性立體圖；

圖9示出了穿過圖8中的座架截取的示意性截面圖；

圖10示出了用于在另一實(shí)施方式中的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中施加輔助力的裝置的部件的示意性立體圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖對優(yōu)選的示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述。在此，相同的、類似的或起相同作用的元件在不同附圖中由相同的附圖標(biāo)記指示，并且在以下描述中將僅給出這些附圖的部分重復(fù)描述，以避免冗余。

圖1示出了機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的示意圖，其中，駕駛員可以經(jīng)由方向盤102將作為轉(zhuǎn)向命令的對應(yīng)扭矩施加到轉(zhuǎn)向軸1中。隨后，該扭矩經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸1被傳遞至與齒條106嚙合的轉(zhuǎn)向小齒輪104，隨后，齒條106本身經(jīng)由對應(yīng)的橫拉桿108將預(yù)定的轉(zhuǎn)向角度傳遞至機(jī)動車輛的可轉(zhuǎn)向輪110。

電力輔助系統(tǒng)可以以聯(lián)接至轉(zhuǎn)向軸1的動力輔助系統(tǒng)112、聯(lián)接至小齒輪104的動力輔助系統(tǒng)114和/或聯(lián)接至齒條106的動力輔助系統(tǒng)116的形式提供。相應(yīng)的動力輔助系統(tǒng)112、114或116將輔助力輸入到轉(zhuǎn)向軸1、轉(zhuǎn)向小齒輪104和/或齒條106中，由此在轉(zhuǎn)向工作期間輔助駕駛員。圖1中示出的三個(gè)不同的動力輔助系統(tǒng)112、114和116示出了它們布置的可能位置。其他位置也是可以設(shè)想的。通常，所示出的位置中的僅一個(gè)位置由動力輔助系統(tǒng)占據(jù)，并且相應(yīng)地僅設(shè)置單個(gè)動力輔助系統(tǒng)。

借助于相應(yīng)的動力輔助系統(tǒng)112、114或116施加的用于輔助駕駛員的輔助力通過考慮由扭矩傳感器118獲取的輸入扭矩來確定。替代性地或者與輔助力的輸入結(jié)合地，可以通過動力輔助系統(tǒng)112、114、116將額外的轉(zhuǎn)向角度引入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，該轉(zhuǎn)向角度與由駕駛員經(jīng)由方向盤102施加的轉(zhuǎn)向角度相加。

轉(zhuǎn)向軸1具有連接至方向盤102的輸入軸10、以及經(jīng)由轉(zhuǎn)向小齒輪104連接至齒條106的輸出軸12。輸入軸10和輸出軸12借助于在圖1中未示出的扭力桿以旋轉(zhuǎn)彈性的方式聯(lián)接至彼此。因此，每當(dāng)輸出軸12與輸入軸10未精確地同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，由駕駛員經(jīng)由方向盤102輸入到輸入軸10中的扭矩會引起輸入軸10相對于輸出軸12的相對旋轉(zhuǎn)。輸入軸10與輸出軸12之間的這種相對旋轉(zhuǎn)可以例如借助于旋轉(zhuǎn)角度傳感器來測量，并且相對于輸出軸的對應(yīng)的輸入扭矩可以基于已知的扭力桿的扭轉(zhuǎn)剛度相應(yīng)地確定。以這種方式，扭矩傳感器118根據(jù)輸入軸10與輸出軸12之間的相對旋轉(zhuǎn)的確定而形成。這種扭矩傳感器118基本上是已知的并且可以例如以輸入軸10相對于輸出軸12的相對旋轉(zhuǎn)的電磁測量、光學(xué)測量或一些其他測量的形式來實(shí)施。

因此，由駕駛員經(jīng)由方向盤102施加至轉(zhuǎn)向軸1或輸入軸10的扭矩將僅在輸出軸12相對于輸入軸10以與扭力桿的旋轉(zhuǎn)阻力相反地旋轉(zhuǎn)時(shí)才引起通過動力輔助系統(tǒng)112、114、116中的一個(gè)動力輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的輔助扭矩的輸入。

替代性地，扭矩傳感器118還可以布置在位置118’處，其中，轉(zhuǎn)向軸1向輸入軸10和輸出軸12中的貫穿以及借助于扭力桿的旋轉(zhuǎn)彈性聯(lián)接進(jìn)而相應(yīng)地存在于不同的位置處以便能夠確定相對旋轉(zhuǎn)，并且因此相應(yīng)地能夠確定待輸入的輸入扭矩和/或輔助力，該待輸入的輸入扭矩和/或輔助力來自借助于扭力桿聯(lián)接至輸入軸10的輸入軸12的相對旋轉(zhuǎn)。

圖1中的轉(zhuǎn)向軸1還包括至少一個(gè)萬向接頭120，借助于該萬向接頭120可以使機(jī)動車輛中的轉(zhuǎn)向軸1的輪廓適應(yīng)于空間條件和/或結(jié)構(gòu)條件。

圖2和圖3示出了常規(guī)的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100。圖2和圖3中的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的示意性設(shè)計(jì)還用作后面的圖4至圖10中的實(shí)施方式的基礎(chǔ)。

在此，示意圖示出了用于在機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100中施加輔助力的裝置2。裝置2連接至機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的轉(zhuǎn)向軸1并且相應(yīng)地用以向轉(zhuǎn)向軸1施加輔助力。

例如從圖3顯而易見的，轉(zhuǎn)向軸1以本身已知的方式抗旋轉(zhuǎn)地連接至應(yīng)用至轉(zhuǎn)向軸1的蝸輪20。蝸輪20可以與轉(zhuǎn)向軸1一起繞蝸輪軸線200旋轉(zhuǎn)，該蝸輪軸線200在該區(qū)域中相對于轉(zhuǎn)向軸1的軸線同軸地設(shè)置。

蝸輪20借助于傳動蝸桿22被驅(qū)動，該傳動蝸桿22與蝸輪20嚙合并且具有第一端部222和第二端部224。傳動蝸桿22在其第一端部222處聯(lián)接至電動馬達(dá)24的輸出部以借助于電動馬達(dá)24將輔助力和/或附加轉(zhuǎn)向角度經(jīng)由傳動蝸桿22傳遞至蝸輪20并隨后傳遞至轉(zhuǎn)向軸1并且因此傳遞到機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的轉(zhuǎn)向系中。傳動蝸桿22具有蝸桿軸線220，傳動蝸桿22在由電動馬達(dá)24的輸出部施加扭矩時(shí)繞蝸桿軸220旋轉(zhuǎn)。用于向機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的轉(zhuǎn)向軸1施加輔助力的這種蝸桿傳動裝置基本上是已知的。

傳動蝸桿22的與電動馬達(dá)24的輸出部相反的第二端部224安裝在軸承40中并且由該軸承徑向地支承。軸承40被保持在座架42中，座架42借助于形成樞轉(zhuǎn)軸線S的銷44以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝在殼體上。當(dāng)蝸桿軸線220處于無負(fù)載狀態(tài)時(shí)，樞轉(zhuǎn)軸線S呈現(xiàn)為基本上平行于蝸桿軸線220。術(shù)語“基本上平行”被理解為涵蓋相對于平行的最大+/-5°的偏差。此外，樞轉(zhuǎn)軸線S還相對于蝸輪20的蝸輪軸線200基本上垂直地延伸。術(shù)語“基本上垂直地”在此被理解為涵蓋在軸線之間形成的85°與95°之間的角度。

座架42借助于下面描述的預(yù)應(yīng)力裝置繞樞轉(zhuǎn)軸線S朝向蝸輪20被預(yù)先施加應(yīng)力。該預(yù)應(yīng)力對應(yīng)地將傳動蝸桿22布置成與蝸輪20接合并且將傳動蝸桿22保持于該接合狀態(tài)，從而使得能夠在機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的整個(gè)使用壽命期間實(shí)現(xiàn)具有小游隙的接合。

在示出的示例性實(shí)施方式中，借助于預(yù)應(yīng)力裝置施加預(yù)應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力裝置實(shí)施為支腿彈簧46并且相對于圖4至圖7中的第一示例性實(shí)施方式詳細(xì)地描述。然而，也可以考慮其他預(yù)應(yīng)力裝置。

如從圖2中顯而易見的，電動馬達(dá)24附接至殼體3，其中，電動馬達(dá)24的輸出部位于殼體3的內(nèi)部。殼體3包括三個(gè)部分并且具有基部本體30、殼體凸緣32和蓋板34。轉(zhuǎn)向軸1通向殼體3的內(nèi)部并且借助于將轉(zhuǎn)向軸1徑向地支承在殼體3中的軸承安裝在殼體3中。此外，設(shè)置有扭矩傳感器36。

圖4至圖7中的第一示例性實(shí)施方式中示出了機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100。機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的基本設(shè)計(jì)在此對應(yīng)于圖2至圖3中示出的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的基本設(shè)計(jì)。

在圖4至圖6中可以看出呈支腿彈簧46形式的預(yù)應(yīng)力裝置的設(shè)計(jì)和效果。相應(yīng)地，支腿彈簧46相對于銷44同心地容置在彈簧接納部429中。支腿彈簧46通過第一臂462支承在殼體3上。借助于支腿彈簧46的具有兩個(gè)彎曲部并且支靠在座架42上的第二臂464，支腿彈簧46隨后繞樞轉(zhuǎn)軸線S沿渦輪20的方向被預(yù)加應(yīng)力。替代性地，還可以設(shè)置諸如例如拉力彈簧、板簧或壓縮彈簧的其他彈簧或彈性元件以用于對座架施加預(yù)應(yīng)力。此外，還可以使用諸如例如磁體之類的替代性元件來施加預(yù)應(yīng)力。

與圖3的座架42相比，圖4至圖7中的示例性實(shí)施方式中的座架42具有包括周向材料減少部420的區(qū)域。具有周向材料減少部420的該區(qū)域?qū)⒆?2劃分成第一區(qū)域421和第二區(qū)域422，其中，第一區(qū)域421容置銷44并且座架42借助于第一區(qū)域421被以可樞轉(zhuǎn)的方式保持在殼體3上，第二區(qū)域422容置軸承40。

在具有周向材料減少部420的區(qū)域中，座架42的扭轉(zhuǎn)剛度在鄰接的第一區(qū)域421和第二區(qū)域422方面是減小的，使得座架42形成由此限定的抗扭性弱的扭轉(zhuǎn)軸線T。容置軸承40的第二區(qū)域422相對于通過銷44以基本上防傾斜的方式保持在殼體3上的第一區(qū)域421可以是傾斜的。相應(yīng)地，第二區(qū)域422和因此保持在第二區(qū)域422上的軸承40能夠遵循傳動蝸桿22的蝸桿軸線220在其第二端部224處的可能的傾斜，使得傳動蝸桿22的第二端部224能夠總是主要垂直于軸承40被引導(dǎo)。因此，可以實(shí)現(xiàn)軸承40的低磨損操作。蝸桿軸線220的這種傾斜能夠通過傳動蝸桿22的由于在嚙合處作用在傳動蝸桿22上的徑向力所產(chǎn)生的彈性彎曲引起。如果蝸桿軸線220的取向在由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的完全接合期間由于蝸輪20或傳動蝸桿22的磨損而改變，則該傾斜還可以由座架42的預(yù)應(yīng)力以及因此還可以由傳動蝸桿22在蝸輪20方向上的預(yù)應(yīng)力而引起。

相應(yīng)地，座架42以相對于扭轉(zhuǎn)軸線T的抗扭性弱的方式實(shí)施，其中，扭轉(zhuǎn)軸線T相對于蝸桿軸線220或蝸桿軸線220的第二端部224垂直地定向。假設(shè)蝸桿軸線220的取向相對于蝸桿軸線220的未加載取向和/或初始取向發(fā)生對應(yīng)變化，座架42可以繞扭轉(zhuǎn)軸線T相應(yīng)地扭動以確保蝸桿軸線220的第二端部224總是在很大程度上垂直地安裝在軸承40中。相應(yīng)地，座架42的第二區(qū)域422相對于座架42的第一區(qū)域421繞扭轉(zhuǎn)軸線T扭動以能夠提供對應(yīng)的角度補(bǔ)償。

相應(yīng)地，在座架42的第二區(qū)域422與第一區(qū)域421之間可以發(fā)生角度補(bǔ)償，其中，第二區(qū)域422支承滾子軸承40，座架42借助于銷44繞樞轉(zhuǎn)軸線S安裝在第一區(qū)域421中。因此，當(dāng)傳動蝸桿22的軸線220相對于座架42的樞轉(zhuǎn)軸線S的角度繞呈現(xiàn)在樞轉(zhuǎn)軸線S與蝸桿軸線220之間的扭轉(zhuǎn)軸線T發(fā)生改變時(shí)，在座架42的周向材料減少部420的區(qū)域中會發(fā)生角度補(bǔ)償。通過這種角度補(bǔ)償，減少或避免了在傳動蝸桿22和徑向支承傳動蝸桿的軸承40處、在座架42的支承區(qū)域比如座架42的銷接納部中、銷44自身或殼體3的其中布置有銷44的區(qū)域中的迫壓情況。

在這種情況下，具有周向材料減少部420的區(qū)域優(yōu)選地構(gòu)造成使得座架42在通過支腿彈簧46施加至傳動蝸桿22的預(yù)應(yīng)力的方向上的或者在相對于該預(yù)應(yīng)力的橫向方向上的剛度無明顯減小。換句話說，具有周向材料減少部420的區(qū)域構(gòu)造成使得借助于座架42，傳動蝸桿22還可以被朝向蝸輪20徑向地預(yù)加應(yīng)力，并且可以實(shí)現(xiàn)傳動蝸桿22在軸承40中的固定支承。相應(yīng)地，座架42可以牢固地容納軸承40的徑向力以及通過傳動蝸桿22傳遞至軸承40的軸向力。

由于具有周向材料減少部420的區(qū)域的形狀、橫截面和/或取向，在座架42中形成扭轉(zhuǎn)軸線T，該扭轉(zhuǎn)軸線T相對于蝸桿軸線220垂直地延伸并且相對于樞轉(zhuǎn)軸線S垂直地延伸，其中，扭轉(zhuǎn)軸線T位于由樞轉(zhuǎn)軸線S和蝸桿軸線220形成的平面中。換句話說，扭轉(zhuǎn)軸線T具有與樞轉(zhuǎn)軸線S相交的點(diǎn)以及與蝸桿軸線220相交的點(diǎn)。

座架42繞扭轉(zhuǎn)軸線T的扭轉(zhuǎn)剛度低于其繞由樞轉(zhuǎn)軸線S形成的軸線的扭轉(zhuǎn)剛度或者繞平行于樞轉(zhuǎn)軸線S的軸線的扭轉(zhuǎn)剛度。此外，座架42優(yōu)選地構(gòu)造成使得：至少相對于以上限定的相對于扭轉(zhuǎn)軸線T垂直設(shè)置的所有軸線而言，座架42的扭轉(zhuǎn)剛度大于繞扭轉(zhuǎn)軸線T本身扭轉(zhuǎn)的剛度。

換句話說，座架42的繞扭轉(zhuǎn)軸線T的抗扭性比繞相對于扭轉(zhuǎn)軸線T垂直地設(shè)置的任何軸線的抗扭性弱。

從圖5中的細(xì)節(jié)的示圖可以清楚地看出，由具有周向材料減少部420的區(qū)域界定的第一區(qū)域421具有用于容置銷44的銷接納部428、以及用于定位支腿彈簧46的彈簧接納部429。軸承40容置在座架42的第二區(qū)域422中的接納孔427中。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)從樞轉(zhuǎn)軸線S觀察時(shí)，支腿彈簧46的具有兩個(gè)彎曲部的第二臂464越過具有周向材料減少部420的區(qū)域而被直接按壓在座架42的第二區(qū)域422上，使得盡管在扭轉(zhuǎn)情況下可能在樞轉(zhuǎn)軸線S與蝸桿軸線220之間繞扭轉(zhuǎn)軸線T產(chǎn)生角度偏移，預(yù)應(yīng)力的方向仍以穩(wěn)定的方式指向蝸輪20的方向。因此，座架42的具有周向材料減少部420的區(qū)域的扭轉(zhuǎn)不受影響或僅受較小程度的影響，由此在齒接區(qū)域中，軸承裝置4的穩(wěn)定性在徑向上相對于蝸桿軸線220進(jìn)一步增大。

圖6中再次以分解示圖的方式示出了軸承裝置4的設(shè)計(jì)，其中，可以推斷出軸承裝置4的各個(gè)部件相對于樞轉(zhuǎn)軸線S和傳動蝸桿22的蝸桿軸線220的布置和取向。相應(yīng)地，使座架42定位的銷44、座架42的銷接納部428以及借助于彈簧接納部429定位在座架42上的支腿彈簧46相對于樞轉(zhuǎn)軸線S同心地設(shè)置。此外，座架42中的用于容置軸承40的接納鉆孔427、軸承40和傳動蝸桿22相對于蝸桿軸線220同心地設(shè)置。

圖6示出了與座架42相關(guān)的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系具有第一坐標(biāo)軸X1、第二坐標(biāo)軸Y1和第三坐標(biāo)軸Z1。第二坐標(biāo)軸Y1相對于接納鉆孔427同心地定位，第一坐標(biāo)軸X1指向預(yù)應(yīng)力的方向，借助于該預(yù)應(yīng)力，傳動蝸桿22借助于支腿彈簧46并且經(jīng)由座架42和軸承40被朝向蝸輪20預(yù)加應(yīng)力，并且第三坐標(biāo)軸Z1的指向背離樞轉(zhuǎn)軸線S指向并且相對于第一坐標(biāo)軸X1和第二坐標(biāo)軸Y1正交。具有周向材料減少部420的區(qū)域的構(gòu)型使得與足料成形的座架相比，座架42在第一坐標(biāo)軸X1的方向上以及在第三坐標(biāo)軸Z1的方向上具有高剛度，并且因此在徑向方向上相對于接納鉆孔427具有高剛度。由此確保了傳動蝸桿22在裝置2的操作期間以穩(wěn)定的方式定位。扭轉(zhuǎn)軸線T沿第三坐標(biāo)軸線Z1的方向定向，但是居中地位于座架42中，也就是說，當(dāng)從第二坐標(biāo)軸Y1的方向觀察時(shí)，扭轉(zhuǎn)軸線T位于座架42的材料厚度中的中央處。

在圖7中以示意性細(xì)節(jié)立體圖示出了圖4至圖6的座架42。座架42的第一區(qū)域421與具有周向材料減少部420的區(qū)域鄰接，具有周向材料減少部420的該區(qū)域?qū)⒌谝粎^(qū)域421與圍繞座架40的接納鉆孔427的第二區(qū)域422分開。具有周向材料減少部420的區(qū)域在此設(shè)置成使得扭轉(zhuǎn)軸線T相對于蝸桿軸線220垂直并且居中地延伸穿過座架42。

在圖8和圖9中示意性示出的座架42的另一實(shí)施方式基本上對應(yīng)于圖4至圖7的座架42，其中，替代具有用于減小扭轉(zhuǎn)剛度的周向材料減少部的區(qū)域，座架42在第一區(qū)域421與第二區(qū)域422之間的區(qū)域中具有相對于彼此定界的局部材料切口424。在此，圖8中以示意性立體圖示出了座架42，并且圖9中以穿過具有材料切口424的區(qū)域截取的示意性截面圖示出了座架42。

在這種情況下，材料切口424能夠?qū)嵤殂@孔425和凹槽426。因此，座架42的外部尺寸基本上被保持。在圖9中示出的穿過座架42的具有材料切口424的區(qū)域截取示意性截面圖中，清楚的是，與具有足料橫截面的座架相比，軸向幾何慣性矩以及因此彎曲剛度基本上不受鉆孔425和凹槽426的關(guān)于座架42的橫截面居中且軸向?qū)ΨQ的布置的影響，并且扭轉(zhuǎn)幾何慣性矩以及因此扭轉(zhuǎn)剛性通過在邊緣處敞開且通過鉆孔425和凹槽426形成的區(qū)域被顯著地減小。

因此，通過座架42在具有鉆孔425和凹槽426的區(qū)域中的扭轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)樞轉(zhuǎn)軸線S與接納鉆孔427的軸線之間的角度補(bǔ)償。在此，扭轉(zhuǎn)軸線T再次居中地穿過座架42并且與樞轉(zhuǎn)軸線S和蝸桿軸線220相交。

圖10示出了用于在替代性實(shí)施方式中的機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100中施加輔助力的裝置2的部件的示意性立體圖。裝置2的設(shè)計(jì)基本上對應(yīng)于圖2和圖3的設(shè)計(jì)，其中，裝置2的座架在此通過彈性金屬板部件6來提供，彈性金屬板部件6剛性地附接——優(yōu)選地點(diǎn)焊——至殼體(在此未示出)。金屬板部件6包括第一區(qū)域61和第二區(qū)域62，其中，金屬板部件6通過第一區(qū)域61經(jīng)由示意性示出的附接點(diǎn)64以抗旋轉(zhuǎn)的方式連接至殼體(在此未示出)，第二區(qū)域62基本上設(shè)置成用于容置徑向支承傳動蝸桿22的軸承40。

板金屬部件6的厚度方向d在第二區(qū)域62中以基本上平行于蝸桿軸線220的方式延伸。

在第一區(qū)域61與第二區(qū)域62之間設(shè)置有將第一區(qū)域61與第二區(qū)域62彼此連接的中間區(qū)域63。在裝置2的無負(fù)載安裝狀態(tài)下，通過使金屬板部件6繞扭轉(zhuǎn)軸線T扭轉(zhuǎn)以及通過使金屬板部件6略微彎曲而對金屬板部件6略微地預(yù)加應(yīng)力，使得金屬板部件6的預(yù)應(yīng)力已經(jīng)對處于無負(fù)載狀態(tài)下的傳動蝸桿22施加了徑向預(yù)應(yīng)力和軸向預(yù)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)軸線T繼而延伸穿過附接點(diǎn)64和蝸桿軸線220。

由于裝置2的彈性，在裝置2的操作期間于軸承40的區(qū)域中產(chǎn)生的蝸桿軸線220的角度變化可以借助于金屬板部件6繞扭轉(zhuǎn)軸線T的進(jìn)一步扭轉(zhuǎn)、特別是中間區(qū)域63繞扭轉(zhuǎn)軸線T的進(jìn)一步扭轉(zhuǎn)來進(jìn)行補(bǔ)償。

在此，僅示意性地示出了金屬板部件6的軸承接納部66。在這種情況下，軸承40的外環(huán)容置在金屬板部件6的第二區(qū)域62中的接納鉆孔中。替代性地，用于軸承40的接納鉆孔還可以設(shè)置有對應(yīng)的軸承突出部，該軸承突出部對軸承40進(jìn)行軸向地定位并且在適當(dāng)?shù)那闆r下軸向地支承軸承40。

在另一實(shí)施方式(在此未示出)中，可以設(shè)置有接納套筒以用于將軸承40容置在金屬板部件6上。該接納套筒和金屬板部件在此可以設(shè)置成一體，其中，該接納套筒形成為深拉套環(huán)。為了向傳動蝸桿22施加軸向預(yù)應(yīng)力，在所述傳動蝸桿22上設(shè)置有軸肩部(未在圖10中示出)，該軸肩部用于容納由金屬板部件6經(jīng)由軸承40傳遞至傳動蝸桿22的軸向力。替代性地，也可以省去軸肩部，由此，傳動蝸桿的軸向預(yù)應(yīng)力不會產(chǎn)生或者借助于軸承40的內(nèi)環(huán)與傳動蝸桿22之間的形狀配合或通過用于產(chǎn)生形狀配合的裝置、例如設(shè)置在傳動蝸桿22上的彈性擋圈實(shí)現(xiàn)。

只要適用，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，在各個(gè)示例性實(shí)施方式中示出的所有各個(gè)特征可以彼此組合和/或互換。

附圖標(biāo)記列表

1：轉(zhuǎn)向軸

10：輸入軸

12：輸出軸

100：機(jī)電動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

102：方向盤

104：轉(zhuǎn)向小齒輪

106：齒條

108：橫拉桿

110：可轉(zhuǎn)向輪

112：動力輔助系統(tǒng)

114：動力輔助系統(tǒng)

116：動力輔助系統(tǒng)

118：扭矩傳感器

118’：扭矩傳感器

120：萬向接頭

2：用于施加輔助力的裝置

20：蝸輪

22：傳動蝸桿

24：電動馬達(dá)

200：蝸輪軸線

220：蝸桿軸線

222：第一端部

224：第二端部

240：電動馬達(dá)的輸出部

3：殼體

30：基部本體

32：殼體凸緣

34：蓋板

36：扭矩傳感器

4：軸承裝置

40：軸承

42：座架

44：銷

46：支腿彈簧

400：軸承的軸承軸線

420：具有周向材料減少部的區(qū)域

421：第一區(qū)域

422：第二區(qū)域

424：材料切口

425：鉆孔

426：坡口

427：軸承的接納鉆孔

428：銷接納部

429：彈簧接納部

462：第一臂

464：第二臂

6：金屬板部件

61：第一區(qū)域

62：第二區(qū)域

63：中間區(qū)域

64：附件點(diǎn)

66：軸承接納部

S：樞轉(zhuǎn)軸線

T：扭轉(zhuǎn)軸線

d：金屬板部件的厚度方向