具有帶驅動機構的電動動力轉向系統的製作方法

2023-10-10 17:23:59 2

專利名稱：具有帶驅動機構的電動動力轉向系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動動力轉向系統，該電動動力轉向系統具有權利 要求1前序部分的特徵。
背景技術：
DE 10052275A1 7>開了這種動力轉向系統。在該動力轉向系統中， 由電動伺服電機產生輔助轉向力，並且通過皮帶輪、齒形帶和減速傳動 裝置將該輔助轉向力傳遞到齒杆上。其中不僅僅是因為期望的低噪聲而 需要使帶驅動機構的間隙儘可能地小，並且尤其是在驅動的兩個運轉方 向上保證恆定的帶張力。
在公知的動力轉向系統中，通過毗鄰齒形帶背面的張緊輥來影響固 定調節的預緊。
英國專利文獻GB1，117，863公開了在驅動的兩個運轉方向上張緊環 形的驅動機構的其他可能性。在該裝置中，利用固定且移動支承的軸來 張緊鏈傳動，使得通過彈簧預緊的楔將可移動的軸承座推離固定放置的 軸。
最後，在其他的機電動力轉向系統中還已知有另外兩種調節帶張緊
的方式。 一種方式可以通過偏心輪來調節帶張緊，另一方式採用將電機 殼體拉離轉向傳動裝置的殼體並由此張緊帶的拉伸裝置。這些解決方案
成本很高並相應很昂貴。

發明內容
因此本發明的任務在於，改進開始提到的那種動力轉向系統，使得 在裝配時能夠進行帶張緊的固定調節，而無需毗鄰帶設置額外的組件 (例如張緊輥)，以便由此排除通過張緊元件造成的帶的額外磨損。其 中還應該避免採用額外的、成本過高的使調節過程複雜化的調節元件。該任務通過具有權利要求1特徵的動力轉向系統和具有權利要求8 特徵的方法實現。
在用於機動車的電動動力轉向系統中，電動動力轉向系統具有以沿
軸向可移動的方式安裝在轉向蝸杆盒內的齒杆，該齒杆可由^:置在電機 殼體內的電動伺服電機經由帶和傳動裝置驅動以輔助轉向，由於在電機 殼體與轉向蝸杆盒之間設置有用於張緊帶而將電機殼體推離轉向蝸杆
盒的插入楔，所以在裝配時就能夠簡單且可靠地調節張緊。在整個產品 的運行周期中不會出現張緊裝置的鬆弛。其中插入楔是很便宜的零件， 由此還取得了經濟上的優勢。
特別有益的是帶為齒形帶。另外傳動裝置為滾珠絲槓傳動裝置。
電機殼體通過至少兩個螺栓或者定位螺栓形式的固定機構固定在 轉向蝸杆盒上。其中把所要固定的殼體的通孔構造成長孔或者具有餘 量，使得電機殼體在最終裝上固定機構之前可相對於轉向蝸杆盒移動。 有益的是將其中一個固定機構構造成轉盤軸承，以便通過電機殼體的旋 轉而張緊帶。
當插入楔在至少一個楔面上具有齒部，尤其是具有鋸齒形輪廓時， 可靠地避免了帶張緊在固定過程中意外鬆開。
當轉向蝸杆盒和/或電機殼體具有用於插入楔的支承面時，可以獲得 確定的裝配位置。在此情況下，當支承面中的至少一個具有與插入楔的 齒部互補的齒部時，能夠實現分級制動的調節。
其中一件式的解決方案被視為是尤其有益的，因為可以用最簡單的
方式、例如壓鑄法製造零件，並且可能通過套上(aufstecken )導向卡 而在轉向蝸杆盒上實現簡單的裝配。
通過經由注入的環(Schlaufe)或者不可拆卸設計的兩部件實施方 式而將導向卡與楔一體連接，通過導向卡與楔一體連接，可以通過將位 於環的另一端的楔引入導向卡內而在傳動單元裝配完以後就通過楔來 調節齒形帶張緊。
一種用於在如上述構造的電機動車動力轉向系統中的張緊帶的方法，包括以下步驟
-通過固定機構將帶有伺服驅動機構的電機殼體預裝配在已經帶有齒杆 和傳動裝置以及帶的轉向蝸杆盒上，使得電機殼體可繞平行於固定機構 的凸緣擺動；
-將插入楔裝入到轉向蝸杆盒與電機殼體之間，以便張緊帶直到達到一 個確定的帶張力值；
-擰緊固定機構以便將電機殼體持久地固定在所達到的位置.
當在擰緊固定機構前使伺服驅動機構旋轉至少一 圏時，在此期間持 續地測量帶張力，在某一位置低於帶張力最小值的情況下，將插入楔進 一步移入轉向蝸杆盒和電機殼體之間，保證不低於必需的最小帶張力.


下面將結合

本發明的實施例。附圖示出
圖l示出帶有軸平行於齒杆設置的伺服電機的電動動力轉向系統的 立體圖2示出圖1的轉向裝置的伺服驅動機構的分解圖3示出圖l和圖2的轉向裝置的、沿圖1的線III-III的徑向剖視 圖；以及
圖4示出預裝配實施方式中的插入楔21。
具體實施例方式
圖1示出帶有轉向蝸杆盒l的電動動力轉向系統，該轉向螭杆盒l 包圍在內部可移動安裝的齒杆。齒杆在末端各自帶有一個由波紋管 (Faltenbalg) 2所包圍的萬向球接頭。萬向球接頭又各自帶有一個轉 向橫拉杆3。小齒輪殼體4包圍與齒杆相嚙合的轉向小齒輪。轉向小齒 輪又配置為與轉向柱和轉向輪相連。轉向小齒輪進一步帶有用於控制轉 向的扭矩傳感器，該扭矩傳感器設置在傳感器殼體5內。在轉向蝸杆盒l的相對端上，在可鬆開的殼體部6內設置有用於驅 動齒杆的減速傳動裝置。殼體部6進一步包括隔開一定距離平行於轉向 蝸杆盒1設置的電機殼體7。電機殼體7又帶有用於控制設置在電機殼 體7內的伺服電機的控制電子設備8。
圖2詳細地示出伺服驅動機構的組件。殼體部6在其可見的凸緣側 帶有凸緣IO,該凸緣用於固定在不可見的轉向蝸杆盒l上。齒杆ll在 其縱向或軸向上穿過殼體部6伸出。齒杆11帶有滾珠絲槓傳動裝置12， 該滾珠絲槓傳動裝置12利用它的球無間隙地嵌入齒杆11的相應螺紋 中。滾珠絲槓傳動裝置12可旋轉地安裝於殼體部6內部。滾珠絲槓傳 動裝置12在周向具有用於齒形帶14的齒部13。齒形帶14又在殼體部 6之內從滾珠絲槓傳動裝置12朝相應構造的伺服電機16的小齒輪15 運行，伺服電機16設置在電機殼體7內。
由現有技術已經公開的目前為止所述的部件的其它共同作用，在此 不必進行詳細說明。同樣的情況適用於動力轉向系統的控制和操作。
但是在裝配圖2所示的組件時，需要確定地預張緊齒形帶14，以便 儘可能地一一尤其是在變換伺服電機16的旋轉方向時一一進一步排除 驅動間隙。下面將結合圖3進一步說明該裝置及對其的操作方法。
圖3示出圖l所示的動力轉向系統沿圖1中線III-III的橫截面。附 圖中所示的視圖示出沿齒杆11和電機軸20徑向的橫截面。
齒杆ll在未圖示的滑動軸承內沿軸向移動，但在徑向上無間隙地被 引導。其在徑向上的位置相應地準確固定。同樣將電機軸20精確地安 裝在伺服電機16的軸承內。同樣無間隙地設置在齒杆11上的滾珠絲槓 傳動裝置12在殼體部6內處於準確確定的位置。在完成裝配的轉向裝 置中，齒形帶14 一方面位於滾珠絲槓傳動裝置12上一一在滾珠絲槓傳 動裝置12的齒部13上，另一方面在伺服電機16的小齒輪15上。因此 能夠通過調節電機軸20與齒杆11之間的距離而實現齒形帶14的張緊。 在現有技術中，如上面已經提到的，這通過張緊輥、偏心輪或者拉伸裝 置來實現。本發明通過採用插入在轉向蝸杆盒、更準確地說是殼體部6 與電機殼體7之間的插入楔21來解決該問題。插入楔21推動電機殼體 7遠離殼體部6，並由此使得帶有小齒輪15的電機殼體7遠離帶有齒部
713的滾珠絲槓傳動裝置12.由此張緊包圍兩個組件的齒形帶14。
詳細地，通過將固定螺栓22構造成電機殼體7相對於殼體部6的 轉盤軸承來實現張緊，例如通過在對中設置於兩個殼體部內的孔內裝入 套筒。其餘三個固定螺栓23 —方面位於螺紋孔內，但另一方面穿過朝 向螺栓頭的殼體部的殼體孔，相對於標準尺寸放大該殼體孔。也可以將 殼體孔做成長孔，以使電機殼體7可能相對於殼體部6擺動。以此方式 可以張緊齒形帶14。然而根據裝入位置不同，每個螺栓23也可以形成 轉盤軸承。
在實踐中如下述那樣進行帶張緊過程首先利用疏鬆地裝入固定螺 栓22和23來進行裝配，例如利用還允許電機殼體7擺動的、小的第一 扭矩。然後將插入楔21裝入圖3中所示的、殼體部6與電機殼體7之 間的位置。在此情況下，插入楔21在其兩個楔表面上帶有阻止插入楔 21從所達到的位置滑出的齒部。然後將插入楔21推入兩個殼體部之間， 直到達到所期望的齒形帶14張緊。在此期間使電機殼體7繞螺栓22擺 動。其中通過力-路程-測量裝置來控制帶張緊。在達到帶張緊的預定值 以後，通過裝置的整圏旋轉來控制帶張緊。如果在一個位置低於最小的 帶張力，則可以將插入楔21進一步壓入兩個殼體部之間的間隙。然後， 用給定的扭矩擰緊固定螺栓22和23。插入楔21留在所到達的位置，以 便在轉向裝置的整個運行時間內安全地避免伺服電機的下降。
當插入楔21以及在殼體部上形成的用於插入楔21的滑動面具有鋸 齒形輪廓時，可以實現尤其精確的調節。則可以根據需要而總是使插入 楔21繼續移動大約一個齒，由此可能分級地提高帶張力。
用於電機殼體7的固定裝置也可以是定位螺栓(Stehbolz )，其中定 位螺栓22的外周表面可以與周圍殼體內的相應孔一起形成用於電機殼 體7的轉盤軸承。為了尤其精確地調節帶張緊，確定用於固定螺栓22 和23的預拉扭矩(Voranzugsmoment)，該扭矩在定位插入楔21之前 就已經排除了電機殼體7相對於殼體部6的晃動。
圖4示出預裝配實施方式中的插入楔21。在此將插入楔21與引導 機構30結合起來製造，使得引導機構30與插入楔21之間的界面具有 保證張緊裝置的卡槽功能的齒部.該結合體也能以特別簡單的方式固定在轉向蝸杆盒l上。楔-引導機 構結合體可選擇地實現成單部件或多部件的解決方案。該連接是將部件 彼此鎖緊結合在一起的配置。這既可以通過保持環(單部件)實現，也 可以通過形狀配合一一例如圓錐形的引導槽一一或者利用燕尾槽引導 機構(兩個部件)實現。
通過利用合適的固定可能性(夾緊方案)在轉向蝸杆盒上的引導來
裝上楔-引導機構結合體。為此在該實施例中在引導機構30上設置兩個 榫31，這兩個榫31可裝入轉向蝸杆盒1或電機殼體7的相應孔內。附圖標記列表
1 轉向蝸杆盒
2 波紋管
3 轉向橫拉杆
4 轉向小齒輪殼體
5 傳感器殼體
6 殼體部
7 電機殼體
8 控制電子設備
10 凸緣
11 齒杆
12 滾珠絲槓傳動裝置
13 齒部
14 齒形帶
15 小齒輪
16 祠服電機
20 電機軸
21 插入楔
22 固定螺栓
23 固定螺栓
30 引導機構
31 榫
權利要求
1.一種用於機動車的電動動力轉向系統，具有以沿軸向可移動的方式安裝在轉向蝸杆盒(1)內的齒杆(11)，所述齒杆(11)可由設置在電機殼體(7)內的電動伺服電機(16)經帶(14)和傳動裝置(12)驅動以便輔助轉向，其特徵在於，在所述電機殼體(7)和所述轉向蝸杆盒(1)之間設置有插入楔(21)，所述插入楔(21)將所述電機殼體(7)推離所述轉向蝸杆盒(1)以張緊所述帶(14)。
2. 如權利要求l所述的動力轉向系統，其特徵在於，所述帶(14) 為齒形帶。
3. 如前述權利要求中任一項所述的動力轉向系統，其特徵在於， 所述電機殼體(7)通過至少兩個固定機構(22， 23)固定在所述轉向 蝸杆盒(1)上，其中將所述固定機構中的一個(22)構造成轉盤軸承。
4. 如前述權利要求中任一項所述的動力轉向系統，其特徵在於， 所述插入楔(21)在至少一個楔表面上具有齒部。
5. 如前述權利要求中任一項所述的動力轉向系統，其特徵在於， 所述轉向蝸杆盒(1)和/或所述電機殼體(7 )具有用於所述插入楔(21) 的多個支承面。
6. 如權利要求5所述的動力轉向系統，其特徵在於，所述支承面 中的至少一個具有與所述插入楔(21)的齒部互補的齒部。
7. 如前述權利要求中任一項所述的動力轉向系統，其特徵在於， 所述插入楔(21)與引導裝置(30)預製成一體或者預製成不可拆卸的 兩個部分。
8. —種用於在前述權利要求中任一項所迷的用於機動車的電動動 力轉向系統中張緊帶的方法，所述方法具有以下步驟-通過固定機構(22， 23)將包含所述伺服驅動機構(15， 16， 20) 的電機殼體(7)預裝配在帶有所述齒杆(11)和傳動裝置(12)以及 所述帶(14)的所述轉向蝸杆盒(1)上，使得所述電機殼體(7)可平行於凸緣(10)移動，尤其是可繞所述固定機構中的一個(22)擺動； 國將所述插入楔(21)裝入所述轉向蝸杆盒(1)與所述電機殼體(7)之間，以便張緊所述帶(14)直到達到一個確定的帶張力值；-擰緊所述固定機構(22， 23)以便將所述電機殼體(7)持久地固定在所達到的位置。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，在擰緊所述固定機構 之前，使所述伺服驅動機構旋轉至少一團，在此期間持續地測量帶張力， 並且在某個位置處的帶張力低於最小值時將所述插入楔(21)進一步插 入所述轉向蝸杆盒(1)與所述電機殼體(7)之間。
全文摘要
本發明涉及一種用於機動車的電動動力轉向系統，所述系統具有以沿軸向可移動的方式安裝在轉向蝸杆盒(1)內的齒杆(11)，所述齒杆(11)可由設置在發動機殼體(7)內的電動伺服電機(16)通過帶(14)和傳動裝置(12)驅動來輔助轉向。通過在電機殼體(7)和轉向蝸杆盒(1)之間設置有插入楔(21)，能夠實現簡單且可靠的帶張緊，所述插入楔(21)為了張緊帶(14)而將電機殼體(7)推離轉向蝸杆盒(1)。
文檔編號B62D5/04GK101600615SQ200880003114
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月7日 優先權日2007年1月24日
發明者延斯·克卜勒, 延斯·施託爾岑堡, 馬蒂亞斯·施彭格勒 申請人:蒂森克魯伯普雷斯塔轉向技術有限公司