專利名稱：伺服轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求I前序部分的伺服轉向裝置、尤其是用于車輛的助力轉向裝置，其包括一個由伺服馬達驅動的絲桿傳動裝置，該絲桿傳動裝置包括一個不能軸向移動地支承在機架中的螺母和一個能軸向移動的構件。
背景技術：
由現(xiàn)有技術中已知伺服轉向裝置、尤其是轎車中的電動助力轉向裝置，其伺服馬達將轉速和轉矩通過牽引元件傳動裝置傳遞到螺母、尤其是滾珠循環(huán)螺母上。在此，伺服馬達和由螺母驅動的齒條或該齒條的螺桿區(qū)段通常軸線平行地設置。DE 10310492A1公開了一種電動伺服轉向裝置,其中，電動機驅動一個能軸向移動地支承在轉向器殼體中的構件。該構件構造為齒條并且該構件的滾珠螺紋與一個不能軸向 移動地支承在構造為轉向器殼體的機架中的螺母的螺母螺紋嚙合。螺母與在伺服馬達和如此形成的絲桿傳動裝置之間的牽引元件傳動裝置的皮帶輪抗轉動地連接。螺母通過一個徑向固定軸承、即滾動軸承支撐且支承在轉向器殼體上。所述徑向軸承通常構造為四點軸承，因為尤其也要吸收軸向力。滾動軸承的內圈在此軸向支撐在安裝于螺母上的構件例如皮帶輪上以及支撐在以環(huán)或卡圈形式的止擋上。皮帶輪由金屬材料制成，由此其聲輻射和聲傳導可能引起問題，另外這種皮帶輪的重量并未最小化，因此在這種牽引元件傳動裝置的運行中不能將旋轉時的慣性力矩降低到最小程度。已知的伺服轉向裝置另外具有不希望的長的公差鏈。

發(fā)明內容
從現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的任務在于提出一種伺服轉向裝置，其安裝簡單，形成噪聲小，在工作中非常精確，制造成本低。該任務借助具有權利要求I的特征的伺服轉向裝置得以解決。通過使至少所述與螺母抗轉動地連接的皮帶輪由塑料制成、尤其是由工程塑料或高性能塑料制成，提出了一種結構措施，其能夠在伺服轉向裝置的運行中減小運行噪聲、例如帶齒皮帶在構造為齒盤的皮帶輪的齒間隙中和齒上的碰撞噪聲。在皮帶輪中聲輻射和聲傳導也通過該措施受到有利影響。另外由此降低了伺服轉向裝置的制造成本。從屬權利要求給出優(yōu)選的實施方式。在一種特別優(yōu)選的實施例中，皮帶輪這樣固定在螺母上，使得皮帶輪被套到螺母的外圓周表面上并且貼靠在螺母上的一個徑向定向的止擋上。接著，滾動軸承的內圈擋靠在直接由螺母構成的軸向止擋上或者由嵌在螺母上的卡圈或類似物保持的止擋上。用于內圈的徑向定向的止擋可以是螺母的圓周凸緣，該圓周凸緣可定義一個止擋平面，該止擋平面與皮帶輪的一個徑向延伸的端面重合。通過這種方式，皮帶輪可沿軸向在其另一方向上通過作為對應止擋的內圈固定。內圈因此與螺母的一個軸向止擋直接接觸，這與根據現(xiàn)有技術的解決方案相比縮短了公差鏈。皮帶輪在此可套到螺母上并且借助徑向形鎖合連接結構例如花鍵軸連接結構或齒形軸連接結構(其也可僅由有關構件上的兩個彼此嵌接的榫和槽構成)與螺母連接。也可使用任意其它抗轉動的、由具有非圓形橫截面的軸連接結構構成的連接結構(例如多邊形連接結構)。適宜的是，可將皮帶輪作為注塑件注塑到螺母上或者以其它方式材料鎖合地和形鎖合地與螺母連接。為制造皮帶輪建議使用工程塑料，例如尼龍、聚甲醛、聚對苯二甲酸乙二醇酯。尼龍(PA)是最重要的工程塑料，其基礎成分通過羧酸酰胺基團連接而成。尼龍分為兩類尼龍6型，其基礎材料通過《氨基羧酸的縮聚作用或它們的內酰胺的聚合作用產生。尼龍66型，其基礎材料通過二胺和二羧酸的縮聚作用產生。不同尼龍的區(qū)別在于不同的結晶性、聚合物中CH2/C0NH基團比例、偶數(shù)還是奇數(shù)個碳原子數(shù)以及相鄰大分子的間距，和由此在于結晶度。尼龍的特性如抗彎強度、表面硬度等可在很大程度上受到添加物如玻璃纖維、玻璃球、礦物粉末、碳纖維或石墨和硫化鑰影響。半結晶尼龍具有高強度直至中等強度、中等剛度、低硬度，良好沖擊韌性直至優(yōu)越的沖擊韌性以及良好的滑動特性和磨損特性。聚甲醛(POM)具有中等強度到高強度(疲勞強度)和中等剛度到高剛度并且適于制 造窄公差的構件如齒輪和類似物。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高剛度、高硬度和高耐磨性。此外具有小的熱膨脹，非常適于制造本發(fā)明的皮帶輪。高性能塑料如聚芳醚酮、如聚醚醚酮、聚醚酮具有高機械疲勞強度和良好的滑動性能和磨損性能。它們在直到250°C以上的溫度時保持其良好的強度特性。皮帶輪可懸伸地固定在螺母上，使得皮帶輪例如在其軸向延伸范圍的一半上固定在螺母上。皮帶的工作面的一部分位于螺母的軸向區(qū)域之外，在此皮帶輪上的加強肋確保必要的剛度并且可在制造皮帶輪時例如通過注塑一同成型。皮帶輪也可僅在其軸向長度的約1/3上固定在螺母上。伺服轉向裝置優(yōu)選構造為電動助力轉向裝置，其具有軸線平行地設置的伺服馬達和齒條。附圖標記列表I 伺服轉向裝置2 絲桿傳動裝置3 機架4 螺母5 能軸向移動的構件6 螺紋7 螺母螺紋8 皮帶輪9 滾動軸承10 內圈11 止擋12 止擋13 平面14 止擋11的端面15 止擋12的端面
16榫一槽連接結構17軸向止擋18齒條助力轉向裝置19轉向器殼體20齒條21螺桿區(qū)段22滾珠螺紋23，23’ 支承盤24加強肋·25法蘭區(qū)域26，26’ 榫27槽28凸緣29皮帶輪8的齒部X安裝方向I軸向延伸范圍dl螺母4的外徑d2螺母4的外徑d3螺母4的外徑


下面借助附圖和實施例詳細說明本發(fā)明。附圖如下圖I為根據本發(fā)明的伺服轉向裝置的局部示意縱剖面圖；圖Ia為圖I的局部I;圖2為由塑料制成的皮帶輪的實施例的透視圖；圖3為圖2的皮帶輪從其在螺母上的安裝側看的透視圖。
具體實施例方式圖I以局部縱剖面圖示出構造為電動齒條助力轉向裝置18的、用于轎車或商用車的伺服轉向裝置I。在構造為圓柱形轉向器殼體19的機架3中支承一個構造為齒條20的、能軸向移動的構件5。平行于齒條20,在轉向器殼體19的徑向法蘭上固定一個未不出的伺服電機。齒條20在一個未不出的齒部區(qū)段上與轉向軸上的一個未不出的小齒輪卩齒合并且在螺桿區(qū)段21上具有構造為滾珠螺紋22的螺紋6，該螺紋與螺母4的構造為滾珠循環(huán)螺紋的螺母螺紋7嚙合。螺母4和螺桿區(qū)段21構成絲桿傳動裝置2。螺母4與構造為齒盤(參見圖2、3)的皮帶輪8抗轉動地連接并且通過構造為徑向軸承的滾動軸承9保持在轉向器殼體19的一個未示出的殼體蓋中。滾動軸承9構造為固定軸承并且能夠將軸向力和徑向力從螺母4傳遞到機架3上。如圖Ia的局部I所示，螺母4在其外圓周上具有兩個直徑突變部，在這兩個直徑突變部之間螺母4的輪廓是圓柱形的。從螺母的外圓周側看，螺母4構成多級圓柱體。在滾動軸承9的徑向區(qū)域中，螺母4的外徑Cl1最小，該外徑等于滾動軸承9的內圈10的內徑。內圈10在圖I的安裝方向X的觀察方向上從右向左被套到螺母4上并且貼靠在構成止擋11的第一直徑突變部的端面14上。在止擋11的區(qū)域中，螺母4具有外徑(12，其等于第一外徑Cl1加上內圈10厚度的大約一半。在觀察方向上在螺母4的外圓周表面上進一步向左是變成更大直徑d3的另一直徑突變部，如圖Ia所示，d2到d3的直徑增加量可約為Cl1到d2的直徑增加量的一半。從外徑d2到d3的第二直徑突變部用作皮帶輪的軸向止擋17，由此皮帶輪這樣貼靠螺母4上，使得皮帶輪的端面15在第一直徑突變部處與螺母4的端面14位于一個平面13中。通過這種方式，在安裝時首先可以將皮帶輪8在安裝方向X上套到螺母4上，然后在同一安裝方向X上將滾動軸承9套上直到內圈10擋靠在螺母4的端面14或止擋11上并且同時擋靠在皮帶輪8的端面15或止擋12上。通過在軸向上在滾動軸承9兩側設置的支承盤23、23’，滾動軸承9被固定在螺母 4上。皮帶輪8在其軸向延伸范圍I的大約一半上套到螺母4上。皮帶輪8的另一半懸伸地設置，牽引元件、尤其是齒形皮帶在這一半上運行。這是可行的，因為如圖2所示，圍繞皮帶輪8的內圓周徑向成型出加強肋24，它們楔形變細地從皮帶輪8本來的法蘭區(qū)域25突起并且輔助支撐牽引元件的工作面。尤其是圖3以皮帶輪8從其法蘭側看的透視圖示出，在螺母4和皮帶輪8之間設置榫一槽連接結構16，其中，一個寬的榫26與一個榫26’在直徑線上從皮帶輪8的內圓周表面成型出，分別用于抗轉動地嵌入螺母4的外圓周上的一個槽中。各榫26、26’又在兩側通過各一個槽27限定，螺母4上的各兩個榫可嵌入所述槽中。因此在皮帶輪8和螺母4之間產生一種以榫舌一叉連接的方式的形鎖合的、可松開的抗轉動連接。皮帶輪8在其法蘭側25具有一個凸緣28，而皮帶輪28的軸向相反的另一端部無凸緣地終止于該皮帶輪的齒部29中。
權利要求
1.伺服轉向裝置、尤其是用于車輛的助力轉向裝置，所述伺服轉向裝置包括由伺服馬達驅動的絲桿傳動裝置(2)，該絲桿傳動裝置包括不能軸向移動地支承在機架(3)中的螺母(4)和能軸向移動的構件(5)，所述構件的螺紋(6)與螺母(4)的螺母螺紋(7)嚙合，所述伺服轉向裝置還包括皮帶輪(8)，該皮帶輪抗轉動地與螺母(4)連接并且是在伺服馬達與螺母(4)之間的牽引元件傳動裝置的部件，所述螺母(4)借助滾動軸承(9)支承在機架(3)中，其特征在于，所述皮帶輪(8)由塑料制成。
2.根據權利要求I的伺服轉向裝置，其特征在于，所述滾動軸承(9)的內圈(10)在軸向上貼靠在徑向定向的、與螺母(4 ) 一體地構成的止擋(11)上。
3.根據權利要求I或2的伺服轉向裝置，其特征在于，所述滾動軸承(9)的內圈(10)在軸向上貼靠在徑向定向的、與螺母(4) 一體地構成的止擋(11)以及與皮帶輪(8) —體地構成的、與螺母(4 )的止擋(11)處于相同平面(13 )中的止擋(12 )上。
4.根據權利要求I至3之一的伺服轉向裝置，其特征在于，用于內圈(10)的螺母(4)的止擋(11)和皮帶輪(8)的止擋(12)是彼此同心地設置的環(huán)形端面(14、15)。
5.根據權利要求I至4之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述皮帶輪(8)通過徑向形鎖合連接結構、例如花鍵軸連接結構或齒形軸連接結構或其它榫一槽連接結構(16)與螺母(4)連接，或者材料鎖合地與螺母(4)連接。
6.根據權利要求I至5之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述皮帶輪(8)在與滾動軸承(9)相同的安裝方向(X)上被套到螺母(4)上，直至推到螺母(4)的環(huán)形的軸向止擋(17)上。
7.根據權利要求I至6之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述皮帶輪(8)由工程塑料如尼龍、聚甲醛、聚對苯二甲酸乙二醇酯或者由高性能塑料如聚醚醚酮或聚醚酮制成，并且構造為V帶輪、V肋帶輪或帶齒皮帶輪。
8.根據權利要求I至7之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述皮帶輪(8)在其軸向延伸范圍(I)的大約一半上伸出于螺母(4)。
9.根據權利要求I至8之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述皮帶輪(8)在其軸向延伸范圍(I)的大約1/3上貼靠在螺母(4)上。
10.根據權利要求I至9之一的伺服轉向裝置，其特征在于，所述伺服轉向裝置(I)是電動助力轉向裝置，該電動助力轉向裝置具有軸線平行地設置的能軸向移動的構件(5)和伺服馬達。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種伺服轉向裝置、尤其是用于車輛的助力轉向裝置，其包括由伺服馬達驅動的絲桿傳動裝置(2)，該絲桿傳動裝置包括不能軸向移動地支承在機架(3)中的螺母(4)和能軸向移動的構件(5)，所述構件的螺紋(6)與螺母(4)的螺母螺紋(7)嚙合，伺服轉向裝置還包括皮帶輪(8)，其抗轉動地與螺母(4)連接并且是在伺服馬達與螺母(4)之間的牽引元件傳動裝置的部件，所述螺母(4)借助滾動軸承(9)支承在機架(3)中。為了提出一種安裝簡單、形成噪聲小、在運行中非常精確并且制造成本低的伺服轉向裝置，規(guī)定所述皮帶輪(8)由塑料制成。
文檔編號B62D5/04GK102811897SQ201180015009
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權日2010年3月22日
發(fā)明者A·魯普, S·特魯斯曼 申請人:Zf操作系統(tǒng)有限公司