具有電動(dòng)機(jī)的雙小齒輪轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)，其具有權(quán)利要求1的前序部分的特征。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于所謂的中型類(lèi)別中、豪華轎車(chē)輛類(lèi)別中的大型重型車(chē)輛、全地形車(chē)輛以及輕型多用途車(chē)輛而言，用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電動(dòng)輔助轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)優(yōu)選為如下結(jié)構(gòu)形式:其中通過(guò)第二齒部而將輔助力引入至齒條。轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)為已知的，其中，伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第二轉(zhuǎn)向小齒輪和第二齒部而作用于所述齒條。在DE 10 2005 022 867 A1、DE 10 2007 004 218A1以及W0 2006/138209 A2的公開(kāi)說(shuō)明書(shū)中描述了這種轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)。由于伺服驅(qū)動(dòng)器毗鄰轉(zhuǎn)向小齒輪與齒條之間的接合裝置而單獨(dú)地設(shè)置，因此所述轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)具有相對(duì)較大的結(jié)構(gòu)體積。此外，在轉(zhuǎn)向小齒輪區(qū)域中的齒條的引導(dǎo)必須通過(guò)推動(dòng)件而保持間隙的暢通。該軸承裝置涉及到生產(chǎn)成本以及構(gòu)成實(shí)際中可能的噪聲來(lái)源的問(wèn)題，這是所不期望的。
[0003]DE 10 2010 027 553 A1公開(kāi)了一種雙小齒輪轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)，其中兩個(gè)轉(zhuǎn)向小齒輪相對(duì)于齒條以90°的角度在齒條上彼此相對(duì)地布置。在此情況下，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)向小齒輪通過(guò)直齒輪或錐齒輪而機(jī)械地剛性聯(lián)接從而沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。由于小齒輪相對(duì)于彼此的幾何布置，因此可以省去目前已知形式的笨重的推動(dòng)件。至少一個(gè)轉(zhuǎn)向小齒輪聯(lián)接至輔助轉(zhuǎn)向功用的伺服電動(dòng)機(jī)。在此情況下，轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)由傳感器檢測(cè)。該布置的缺點(diǎn)在于由于伺服驅(qū)動(dòng)和傳感器的位置而造成結(jié)構(gòu)空間不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)，其具有緊湊的尺寸，并仍能提供重型機(jī)動(dòng)車(chē)輛所需的輔助轉(zhuǎn)向力。
[0005]此目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。
[0006]根據(jù)所述權(quán)利要求，提供一種轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)，其特別地用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，所述轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)具有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外殼，在所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)外殼中齒條以可縱向移動(dòng)的方式安裝并連接至可轉(zhuǎn)向輪以便達(dá)到使所述可轉(zhuǎn)向輪樞轉(zhuǎn)的目的，其中，所述齒條設(shè)置有第一有齒部段，所述第一有齒部段與小齒輪軸的第一小齒輪嚙合，其中，所述小齒輪軸通過(guò)輸入軸而間接地連接至方向盤(pán)，所述齒條具有第二有齒部段，所述第二有齒部段相對(duì)于齒條的縱向軸線(xiàn)而設(shè)置成與所述第一有齒部段相對(duì)，并且第二小齒輪設(shè)置為與所述第二有齒部段嚙合，其中設(shè)置有電動(dòng)機(jī)，其間接地驅(qū)動(dòng)第一小齒輪，所述第一小齒輪機(jī)械地剛性聯(lián)接至所述第二小齒輪從而以相反的方向旋轉(zhuǎn)，在所述轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)中，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)軸，所述齒輪機(jī)構(gòu)軸圍繞小齒輪軸且所述齒輪機(jī)構(gòu)軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)而連接至小齒輪軸。通過(guò)這種布置而能夠?qū)崿F(xiàn)特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方案中，在輸入軸上設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度傳感器并且在小齒輪軸上設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度傳感器，因此可以確定施用的轉(zhuǎn)向力矩及轉(zhuǎn)子的位置。
[0008]齒輪機(jī)構(gòu)優(yōu)選為減速齒輪機(jī)構(gòu)。因此電動(dòng)機(jī)可以為具有較高轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及低扭矩的緊湊設(shè)計(jì)。
[0009]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述齒輪機(jī)構(gòu)軸。
[0010]在此情況下，齒輪驅(qū)動(dòng)可以有利地為錐齒輪驅(qū)動(dòng)或直齒輪驅(qū)動(dòng)的形式。
[0011]此外，優(yōu)選設(shè)置為齒條布置在第一小齒輪與第二小齒輪之間，其中由小齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)延伸的平面與齒條的縱向軸線(xiàn)以小于90°的傾斜角度相交。由于小齒輪的這種偏移布置，可以在小齒輪的區(qū)域中節(jié)省結(jié)構(gòu)空間。
[0012]通過(guò)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)小齒輪的機(jī)械聯(lián)接是有利的。
[0013]此外，彼此相對(duì)布置的兩個(gè)小齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相對(duì)于彼此以銳角布置是有利的。這樣，無(wú)需推動(dòng)件就可以調(diào)整小齒輪與齒條之間的嚙合。
[0014]這樣，優(yōu)選設(shè)置為有齒部段布置在彼此傾斜的平面上，相應(yīng)的小齒輪則相對(duì)于彼此以銳角布置。
[0015]在有利的實(shí)施方案中，遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器的第二小齒輪的軸承具有軸承裝置用于調(diào)整小齒輪與齒條之間的嚙合的間隙。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下文中本發(fā)明的示例性實(shí)施方案將參考附圖進(jìn)行更為詳盡的描述，其中:
[0017]圖1:顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有雙小齒輪裝置和傳動(dòng)帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)的示意性裝置，
[0018]圖2:顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有雙小齒輪裝置和錐齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)的示意性裝置，
[0019]圖3:顯示了連同小齒輪軸的輸入軸的側(cè)視圖，以及所述裝置的縱向截面圖和兩個(gè)橫截面。
[0020]圖4:顯示了在預(yù)組裝狀態(tài)下輸入軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器和編碼器磁體的立體視圖。
[0021]圖5:顯示了小齒輪與齒條之間的嚙合的縱向截面。
[0022]附圖標(biāo)記列表:
[0023]1電動(dòng)機(jī)
[0024]2輸入軸
[0025]3扭力桿
[0026]4小齒輪軸
[0027]5 孔
[0028]6 凹部
[0029]7第一臺(tái)肩部
[0030]8第二臺(tái)肩部
[0031]9第三臺(tái)肩部
[0032]10滾針軸承
[0033]11第一突起
[0034]12第二突起
[0035]13旋轉(zhuǎn)角度傳感器
[0036]14旋轉(zhuǎn)角度傳感器
[0037]15磁環(huán)
[0038]16磁環(huán)
[0039]17傳感器元件
[0040]18傳感器元件
[0041]19齒輪機(jī)構(gòu)
[0042]20齒輪機(jī)構(gòu)軸
[0043]21傳動(dòng)帶傳動(dòng)
[0044]22齒輪傳動(dòng)
[0045]23第一齒輪
[0046]24第二齒輪
[0047]25第二小齒輪
[0048]26第一小齒輪
[0049]27齒條
[0050]28有齒部段
[0051]29有齒部段
[0052]30縱向軸線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0053]圖1和圖2示意性地顯示了作為轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)的伺服驅(qū)動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)1的設(shè)置。電動(dòng)機(jī)1布置在輸入軸2旁邊，該輸入軸2以可旋轉(zhuǎn)固定的方式連接至轉(zhuǎn)向軸(在此未示出)，該轉(zhuǎn)向軸連接至方向盤(pán)。首先，本身為已知的扭力桿3沿軸向方向?qū)⑤斎胼S2連接至小齒輪軸4，從而使得所述輸入軸和小齒輪軸具有相對(duì)于彼此確定的位置。其次，扭力桿3根據(jù)方向盤(pán)力矩而實(shí)現(xiàn)輸入軸2與小齒輪軸4之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，利用該相對(duì)旋轉(zhuǎn)來(lái)控制輔助轉(zhuǎn)向作用及輔助轉(zhuǎn)向的方向。為此目的，如圖3中所示，扭力桿3在一端部處受壓而進(jìn)入小齒輪軸4中的圓形的中心孔5中。所述扭力桿在另一端部處通過(guò)居中穿過(guò)輸入軸2的全部長(zhǎng)度并通過(guò)在端部處使所述扭力桿與輸入軸被橫向鉆通并由銷(xiāo)結(jié)合，從而連接至輸入軸2。在此情況下，扭力桿3的中間截面漸縮。為了接收扭力桿3和小齒輪軸4，輸入軸2具有中間凹部6，該中間凹部6經(jīng)過(guò)并具有三個(gè)臺(tái)肩部7、8和9。在遠(yuǎn)離小齒輪的一端部處，凹部6在扭力桿3的漸縮部的區(qū)域中具有第一臺(tái)肩部7。直到靠近小齒輪的一端部處，凹部6具有圓柱形的形式。凹部6的第二臺(tái)肩部8用作小齒輪軸4的軸環(huán)并布置在扭力桿3的漸縮部的一端部處。在第二臺(tái)肩部8的區(qū)域中，凹部6和容納在其中的并具有間隙的小齒輪軸4具有橢圓形的構(gòu)造。因此小齒輪軸4能夠在橢圓形凹部6中旋轉(zhuǎn)特定的角度范圍，直到用作機(jī)械傳動(dòng)器的止擋件為止。所述限制用于保護(hù)扭力桿3。第二臺(tái)肩部8與第三臺(tái)肩部9相鄰，其中凹部6再次形成圓柱形形式且小齒輪軸4也具有圓形橫截面。在此情況下，輸入軸2以較小程度的間隙圍繞小齒輪軸4，其中小齒輪軸4上的滾針軸承10確保輸入軸2安裝成使得其能夠繞著小齒輪軸4旋轉(zhuǎn)。輸入軸2在外側(cè)上具有第一突起11和第二突起12，其中第一突起11位于凹部6的第一臺(tái)肩部7的區(qū)域中。
[0054]如圖3和圖4中所示，扭力桿3的扭轉(zhuǎn)通過(guò)兩個(gè)磁性旋轉(zhuǎn)角度傳感器13和14來(lái)檢測(cè)。旋轉(zhuǎn)角度傳感器13和14分別具有磁環(huán)15和16 (作為編碼器磁體)以及傳感器元件17和18。編碼器磁體15和16優(yōu)選通過(guò)粘接而固定在輸入軸2和小齒輪軸4上。傳感器元件17和18可以為霍爾傳感器或磁阻傳感器的形式。也可設(shè)想為由發(fā)光組件和光敏組件組成的光學(xué)傳感器或