具有用於轉向力支持的電機的轉向器的製作方法

2023-05-07 08:37:41

專利名稱：具有用於轉向力支持的電機的轉向器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉向器，特別用於汽車，包括一用於轉向力支持的電機和一轉向柱。
背景技術：
如通常由現有技術已知的，在一整合在轉向柱內的伺服裝置中一電機將一支持力藉助於一傳動裝置傳給轉向柱。通過傳動裝置減速比加大由電機作用到轉向柱上的轉矩，從而將要求的支持力傳給齒條。在一所謂電動轉向器中幾乎只採用蝸輪傳動裝置，借其可實現約1∶16至1∶30的減速比。但蝸輪傳動裝置具有大的缺點，其是較昂貴的，在汽車壽命的期間不是無間隙的，並且具有一低的效率。此外其需要較多的結構空間，因為電機垂直於轉向柱設置。

發明內容
本發明的目的是，有針對性改進開頭所述型式的轉向器，使其可以明顯減小需要的結構空間。
本發明利用一種開頭所述型式的轉向器達到提出的目的，其中按照本發明將轉向柱和電機相互平行或同心地設置。通過這樣的設置以後可以明顯地節省結構空間。此外通過這樣的設置減少危險，即在發生事故時電機被推進乘客內室。因此按照本發明的設置還有助於在發生事故時保護汽車乘客。
電機的電機軸和轉向柱可以通過至少一個傳動帶、特別是通過至少一個齒形帶相互連接。通過應用一個或多個傳動帶，以後可以取消較昂貴的和佔地方的蝸輪傳動裝置。帶傳動裝置與蝸輪傳動裝置相比具有一更有利的效率。因此傳動帶的應用節省成本和安裝空間。此外傳動帶的應用還有助於在發生事故時保護汽車乘客，因為蝸輪傳動裝置在發生事故時不再可能被壓進汽車內室。齒形帶的應用能夠實現可靠的轉矩傳遞。此外齒形帶在整個的汽車壽命的期間是無間隙的和無噪聲的。
為了在齒形帶的應用中也實現儘可能大的減速比，可以在電機軸與轉向柱之間平行設置至少一個其它軸，其中所述至少一個其它軸分別通過至少一個傳動帶與每一個與其鄰近的軸的相連接。按這種方式可以實現一多級的帶傳動裝置。
在一多級的帶傳動裝置中與電機相連接的傳動帶是一具有小模數的齒形帶，而與轉向柱相連接的傳動帶是一具有大模數的齒形帶。在應用一具有小模數的傳動帶時可以在高轉速下傳遞小的轉矩，同時噪聲水平是低的。如果使用一具有大模數的傳動帶，則可以在低轉速下傳遞大的轉矩，同時噪聲水平和從齒形帶的齒跳過皮帶輪的齒的危險是低的。
為了確保一減速比，一在電動軸上設置的皮帶輪可以比在鄰近於電機軸的軸上設置的皮帶輪具有一較小的直徑。
同樣為了達到一減速比，一在轉向柱上設置的皮帶輪可以比在鄰近於轉向柱的軸上設置的皮帶輪具有較大的直徑。
在另一實施形式中電機和轉向柱可以利用一齒形帶傳動裝置相互連接，其中齒形帶是兩面制齒的並且齒形帶的兩面具有不同的齒數。在該實施形式中同樣可以明顯地減小結構空間，其中同時可以實現極高的減速比。
在一同樣優選的實施形式中電機可以具有一空心的電機軸，其容納轉向柱。該實施形式需要特別小的安裝空間。
為了達到一儘可能大的減速比，在該實施形式中可以平行於電機軸和轉向柱設置一其它軸，在該其它軸上設置一大皮帶輪和一小皮帶輪，其中大皮帶輪與一在電機軸上的較小皮帶輪相連接，而小皮帶輪與一在轉向柱上的較大皮帶輪相連接。
特別考究的是，一轉矩傳感器整合入在轉向柱上設置的大皮帶輪中。於是轉矩傳感器可以檢測轉向所需要的轉矩，藉此電機可以根據求得的轉矩產生一需要的轉向力支持。
符合目的地轉向柱支承在一轉向柱殼體中。


以下藉助附圖更詳細地說明本發明的轉向器的不同的實施例。其中圖1第一實施例的側視圖；圖2第二實施例的側視圖；圖3第三實施例的包括一兩面制齒的齒形帶的齒形帶傳動裝置的俯視圖；圖4圖3的齒形帶傳動裝置的剖視圖；圖5第四實施例的側視圖。
具體實施例方式
圖1示出一電機10，其平行於轉向柱11設置。在一電機軸12上安裝一小皮帶輪13而在轉向柱11上安裝一大皮帶輪14。小皮帶輪13和大皮帶輪14由一齒形帶15相互連接。通過將小皮帶輪13設置在電機軸12上並且將大皮帶輪14設置在轉向柱11上，達到電機10的轉速的一減速比。
圖2示出電機10和轉向柱11，其中平行於電機軸12和轉向柱11設置一其它軸20。在所述其它軸20上安裝一較大的皮帶輪21和一小的皮帶輪22。皮帶輪13和一較大的皮帶輪21由一齒形帶23相連接，而較小的皮帶輪22和皮帶輪14由一齒形帶24相連接。通過其它軸20實現一兩級的帶傳動裝置，其中皮帶輪13、21、22和14的直徑選擇成使得儘可能達到電機10的轉速的一大的減速比。當然除軸20之外同樣還可以設置其他的軸，以便構造更多級的帶傳動裝置，並且藉此還可達到電機10的轉速的較大的減速比。
圖3示出一個包括一在兩面制齒的齒形帶31的齒形帶傳動裝置30，所述齒形帶在兩面具有不同的齒數。利用該齒形帶傳動裝置30可以以最小的結構空間達到很大的減速比。
在該實施形式中一齒輪40與圖中未更詳細示出的電機相連接。電機的轉矩從齒輪40傳給一齒輪41。齒輪41與一在其下面設置的皮帶輪42安裝在一共同的軸43上，其中齒輪41和皮帶輪42固定連接於軸43。因此轉矩通過軸43從齒輪41傳給皮帶輪42。齒形帶31利用其內齒將轉矩從皮帶輪42傳給皮帶輪44、32和33(見圖3和4)。齒形帶31以其外齒圍繞一與一殼體45固定連接的皮帶輪46。通過齒形帶31的內齒和外齒的不同的齒數使一與同樣未示出的轉向柱連接的圓盤47處於一旋轉運動，此時圓盤47的轉速明顯地低於齒輪40的轉速。因此通過齒形帶傳動裝置30降低電機的轉速。
圖5示出一電機50，其具有一空心的電機軸51。在空心的電機軸51中插入一轉向柱52，因此該實施形式需要特別小的結構空間。平行於轉向柱52設置一其它軸53。在電機軸51上設置一小皮帶輪54和一大皮帶輪55。在其它軸53上安裝一大皮帶輪56和一小皮帶輪57，大皮帶輪56經由一齒形帶58與皮帶輪54相連接，小皮帶輪57經由一齒形帶59與皮帶輪55相連接。通過選擇的皮帶輪54、55、56和57的設置可以達到一大的減速比。
皮帶輪55和57在軸52和53上設置在皮帶輪56和58的右邊。通過這樣的設置可以將一圖中未更詳細示出的轉矩傳感器在電機50的區域內整合到轉向柱52中。
附圖標記清單10 電機23 齒形帶11 轉向柱 24 齒形帶12 電機軸 30 齒形帶傳動裝置13 皮帶輪 31 齒形帶14 皮帶輪 32 皮帶輪15 齒形帶 33 皮帶輪20 其它軸 40 齒輪21 皮帶輪 41 齒輪22 皮帶輪 42 皮帶輪
43 軸53 其它軸44 皮帶輪54 皮帶輪45 殼體 55 皮帶輪46 皮帶輪56 皮帶輪47 圓盤 57 皮帶輪50 電機 58 齒形帶51 電機軸59 齒形帶52 轉向柱
權利要求
1.轉向器、特別用於汽車，包括一用於轉向力支持的電機(10、50)和一轉向柱(11、52)；其特徵在於，轉向柱(11、52)和電機(10、50)相互平行或同心地設置。
2.按照權利要求1所述的轉向器，其特徵在於，電機(10、50)的電機軸(12、51)和轉向柱(11、52)通過至少一個傳動帶、特別是通過至少一個齒形帶(15、23、24、31、58、59)相互連接。
3.按照權利要求1所述的轉向器，其特徵在於，在電機軸(12、51)與轉向柱(11、52)之間平行設置至少一個其它軸(20、53)，其中所述至少一個其它軸(20、53)分別通過至少一個傳動帶與每一個與其鄰近的軸(11、12、53、52)相連接。
4.按照權利要求3所述的轉向器，其特徵在於，與電機(10、50)相連接的傳動帶是一具有小模數的齒形帶(23、58)，而與轉向柱(11、52)相連接的傳動帶是一具有大模數的齒形帶(24、59)。
5.按照權利要求3或4所述的轉向器，其特徵在於，一在電機軸(12)上設置的皮帶輪(13)比在鄰近於電機軸(12)的軸(20)上設置的皮帶輪(23)具有一較小的直徑。
6.按照權利要求3至5之一項所述的轉向器，其特徵在於，一在轉向柱(11)上設置的皮帶輪(14)比在鄰近於轉向柱(11)的軸(20)上設置的皮帶輪(22)具有較大的直徑。
7.按照權利要求1所述的轉向器，其特徵在於，電機和轉向柱利用一齒形帶傳動裝置(30)相互連接，其中齒形帶(31)是兩面制齒的並且齒形帶(31)的兩面具有不同的齒數。
8.按照權利要求1所述的轉向器，其特徵在於，電機(50)具有一空心的容納轉向柱(52)的電機軸(51)。
9.按照權利要求8所述的轉向器，其特徵在於，平行於電機軸(51)和轉向柱(52)設置其它軸(53)，在該其它軸上設置一大皮帶輪(56)和一小皮帶輪(57)，其中大皮帶輪(56)與一在電機軸(51)上的較小的皮帶輪(54)相連接，而小皮帶輪(57)與在轉向柱(52)上的較大的皮帶輪(55)相連接。
10.按照權利要求1至10之一項所述的轉向器，其特徵在於，一轉矩傳感器整合入在轉向柱(11、52)上設置的大皮帶輪(14、55)。
11.按照權利要求1至10之一項所述的轉向器，其特徵在於，轉向器(11、52)支承在一轉向柱殼體中。
全文摘要
本發明涉及一種轉向器、特別用於汽車，包括一用於轉向力支持的電機(10)和一轉向柱(11)。轉向柱(11、52)和電機(10、50)相互平行或同心地設置。
文檔編號B62D5/04GK101065285SQ200580040926
公開日2007年10月31日 申請日期2005年11月8日 優先權日2004年12月10日
發明者M·布達克, W·羅伊特 申請人:Zf作業系統有限公司