用于將齒條壓緊到小齒輪上的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將齒條壓緊到小齒輪上的裝置，該裝置具有一個殼體、一個在該殼體中沿著壓緊軸線可移動地引導(dǎo)的壓力件、一個沿軸向可固定在殼體上的支承元件以及多個沿徑向被加載的楔形體，所述楔形體分別支撐在壓力件上以及在支承元件上并且沿軸向遠離所述支承元件地加載所述壓力件。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知用于車輛的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的不同實施方案。基于齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的作用原理，所有齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)具有齒條和小齒輪，其中，小齒輪與齒條的制齒區(qū)域嚙合。在此，經(jīng)由轉(zhuǎn)向盤施加到轉(zhuǎn)向軸和小齒輪上的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)化為齒條法向力并且傳遞給車輛的可轉(zhuǎn)向的車輪。目前，齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)通常構(gòu)造為液壓式、電液式或電力式助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，該助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)在轉(zhuǎn)向過程中輔助車輛駕駛員。
[0003]由于在轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中有時出現(xiàn)相當大的力，所以很早就已發(fā)現(xiàn)必須采取特殊的預(yù)防措施以使齒條盡可能無間隙地與小齒輪保持嚙合。否則存在如下危險，即，通過齒條橫向于齒條縱向地變形，使得該齒條在受負荷的情況下運動離開小齒輪。在此，至少會發(fā)生轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的間隙不希望地增大，在極端情況下甚至會發(fā)生轉(zhuǎn)向機構(gòu)的滑轉(zhuǎn)。
[0004]為了阻止這點，在小齒輪的區(qū)域中通常使用壓力件，該壓力件以盡可能恒定的壓緊力將齒條向小齒輪加載。對希望的壓緊力的調(diào)節(jié)、對由于在轉(zhuǎn)向過程中出現(xiàn)的在壓力件和齒條之間的滑動摩擦而產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象的考慮以及在車輛運行期間擾人的啪嗒噪聲的避免在此構(gòu)成對于齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的壓緊裝置的最大挑戰(zhàn)。
[0005]在同類的US 7，654，166 B2中已經(jīng)描述一種用于齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的壓緊裝置，該壓緊裝置在車輛運行中基本上無間隙地并且進而特別低噪聲地工作以及此外允許對壓力件的壓緊力的調(diào)節(jié)。
[0006]為了使壓緊裝置保持基本上無間隙，設(shè)置有兩個分開的楔形體，但是所述裝置的裝配(尤其所述楔形體相對于壓力件的徑向取向和對中)以及經(jīng)由兩個傾斜的楔形面沿軸向方向?qū)毫木_加載被證明是費事的。偏心地或未正好沿軸向取向地加載壓力件可能導(dǎo)致壓緊裝置卡住并且進而導(dǎo)致在轉(zhuǎn)向過程中轉(zhuǎn)向盤不希望的“猛沖”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種壓緊裝置，該壓緊裝置以特別小的裝配費用確保精確地并且均勻地沿軸向方向加載壓力件。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過一種文首提及類型的裝置解決，其中，所述壓力件在朝向所述支承元件的一側(cè)上構(gòu)造為截錐和/或所述支承元件在朝向所述壓力件的一側(cè)上構(gòu)造為截錐，其中，設(shè)置有至少三個沿周向均勻分布的楔形體。由于壓力件和/或支承元件在軸向端部上的截錐形地構(gòu)造以及由于所述至少三個均勻分布的楔形體，楔形體關(guān)于壓緊軸線得以沿徑向?qū)χ?。在此，壓力件一方面沿徑向方向可靠地朝向壓緊軸線對中，其中，徑向的力分量在對中的位置中相互抵消，并且壓力件另一方面沿軸向方向均勻地向齒條加載。在此，截錐形的一側(cè)尤其構(gòu)造為“直”截錐，即構(gòu)造為底面和頂面平行并且同中心地設(shè)置的截錐。
[0009]優(yōu)選地，所述壓緊裝置的楔形體由塑料制成。由于在選擇適當?shù)乃芰蠒r可以毫無問題地吸收出現(xiàn)的負荷，所以塑料實施方案在重量、制造成本和可適配的造型方面提供優(yōu)勢。
[0010]在用于將齒條壓緊到小齒輪上的裝置的一種實施方式中，所述楔形體可相對彼此運動并且優(yōu)選通過柔性的聯(lián)接元件相互連接。通過將各楔形體連接，減少單個構(gòu)件的數(shù)量并且顯著地降低用于壓緊裝置的裝配費用。
[0011]在這種實施方式中，尤其兩個沿周向相鄰的楔形體可以分別通過一個柔性的聯(lián)接元件連接。這提供一種簡單的可能性:所有楔形體可相對彼此定位、但又維持單獨的徑向可運動性。
[0012]特別優(yōu)選地，楔形體與聯(lián)接元件一件式地構(gòu)造并且構(gòu)成一個楔形體單元。該楔形體單元尤其能夠以少的費用由塑料制成并且此外無需預(yù)裝配，在該預(yù)裝配中必須將各個楔形體經(jīng)由分開的聯(lián)接元件相互連接。
[0013]在壓緊裝置的另一種實施方式中，沿軸向在支承元件和壓力件之間設(shè)置有沿軸向方向彈性的元件、尤其碟形彈簧或橡膠板。由此，例如能夠補償齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的部件中的制造公差，而在轉(zhuǎn)向操縱期間壓力件不會以不希望的方式阻礙齒條的運動。
[0014]此外，優(yōu)選設(shè)置有彈簧元件，該彈簧元件關(guān)于壓緊軸線沿徑向加載各楔形體。通過該彈簧元件，一方面能夠以簡單的方式實現(xiàn)壓力件關(guān)于壓緊軸線的自對中并且另一方面通過楔形體的徑向移動補償出現(xiàn)的壓力件磨損。
[0015]例如，彈簧元件可以圍繞、尤其包圍各楔形體并且對各楔形體沿徑向向內(nèi)地、即朝向彼此地加載。這能實現(xiàn)簡單地制造楔形體或者說楔形體單元以及不復(fù)雜地將彈簧元件裝配在楔形體上。
[0016]在一種特定的實施方案中，彈簧元件沿軸向伸出超過楔形體、沿軸向彈性地構(gòu)造并且沿軸向支撐在支承元件上。因此，彈簧元件、優(yōu)選由橡膠材料或類似彈性材料構(gòu)成的O形環(huán)不僅保證楔形體的徑向加載，而且保證在壓緊裝置內(nèi)部的無間隙的軸向彈性。
[0017]在壓緊裝置的另一種實施方式中，沿徑向從內(nèi)向外觀察，楔形體沿軸向方向楔形地擴寬。為了減小單位面積壓力，沿徑向從內(nèi)向外觀察，楔形體也可以沿周向擴寬并且構(gòu)成扇形的楔形體。
[0018]另外，本發(fā)明也包括一種用于機動車的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其具有殼體、可移動地支承在殼體中的齒條、嚙合到該齒條中的小齒輪和上面所描述的裝置，該裝置將齒條向小齒輪加載。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點由下文中參考附圖對優(yōu)選實施方式的說明得出。附圖中示出:
[0020]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的壓緊裝置的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)在裝配狀態(tài)下的細節(jié)剖視圖；
[0021]圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的壓緊裝置的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)在使用狀態(tài)下的細節(jié)剖視圖；
[0022]圖3示出根據(jù)圖2的壓緊裝置在使用期限開始時的剖視圖A-A ;
[0023]圖4示出根據(jù)圖2的壓緊裝置接近使用期限結(jié)束時的剖視圖A-A ;
[0024]圖5示出圖2中的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的細節(jié)剖視圖，該齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有根據(jù)本發(fā)明的按照一種備選實施方式的壓緊裝置；
[0025]圖6示出圖1中的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的細節(jié)剖視圖，該齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有根據(jù)本發(fā)明的按照另一種備選實施方式的壓緊裝置；
[0026]圖7示出圖2中的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的細節(jié)剖視圖，該齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有根據(jù)本發(fā)明的按照又一種備選實施方式的壓緊裝置；
[0027]圖8示出圖7中的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的細節(jié)剖視圖，該齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有根據(jù)本發(fā)明的按照再一個備選實施方式的壓緊裝置；
[0028]圖9示出根據(jù)圖7和8的壓緊裝置在使用期限開始時的剖視圖A-A ;和
[0029]圖10示出根據(jù)圖7和8的壓緊裝置接近使用期限結(jié)束時的剖視圖A-A。
【具體實施方式】
[0030]圖1和2示出用于機動車的齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)10的局部，該齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)具有一個殼體12、一個可縱向移動地支承在殼體12中的齒條14、一個嗤合到齒條14中的小齒輪16和一個壓緊裝置18，該壓緊裝置將齒條14向小齒輪16加載。在此，壓緊裝置18根據(jù)圖1在裝配狀態(tài)下示出并且根據(jù)圖2在使用狀態(tài)下示出。
[0031]壓緊裝置18的殼體12在當前情況下與齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)10的殼體12 —件式地構(gòu)造。然而備選地，壓緊裝置18也可以具有一個分開的殼體，該分開的殼體便固定在齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)10的殼體上。
[0032]用于將齒條14壓緊到小齒輪16上的裝置18包括一個殼體12、一個在殼體12中沿著壓緊軸線A可移動地引導(dǎo)的壓力件20、一個可沿軸向固定在殼體12上的支承元件22以及多個沿徑向被加載的楔形體24，這些楔形體分別支撐在壓力件20上以及在支承元件22上并且沿軸向遠離支承元件22地朝向齒條14加載壓力件20。壓力件20在朝向支承元件22的一側(cè)上構(gòu)造為截錐，具體而言構(gòu)造為“直”截錐，在該“直”截錐中圓形的底面相對于圓形的頂面平行地并且同中心地設(shè)置。楔形體24貼靠在截錐形壓力件區(qū)段的周面上，其中，在當前實施例中設(shè)置有六個沿周向26均勻分布的楔形體24(參見圖3和4)。
[0033]壓緊軸線A相對于齒條軸線Z基本上垂直地、即沿徑向地延伸。此外，小齒輪16和壓力件20這樣設(shè)置在齒條14的對置的兩側(cè)，使得小齒輪16的旋轉(zhuǎn)軸線R和壓緊裝置18的壓緊軸線A相交。然而在備選實施方式中，壓緊軸線A和齒條軸線Z也可以相互錯開。
[0034]圖3和4分別示出根據(jù)2的壓緊裝置18的剖視圖A_A。在此清楚的是，各個楔形體24通過柔性的聯(lián)接元件28相互連接，但還仍可相對彼此運動。具體而言，聯(lián)接元件28分別將兩個沿周向26相鄰的楔形體24連接。
[0035]在當前情況下，楔形體24和聯(lián)接元件28由塑料制成地一件式地構(gòu)造為楔形體單元30ο
[0036]該一件式構(gòu)造的楔形體單元30在很大程度上簡化了壓緊裝置18的裝配，因為不必將各楔形體24單獨地定位在殼體12中。
[0037]壓緊裝置18還包括一個彈簧元件32，該彈簧元件關(guān)于壓緊軸線A沿徑向向內(nèi)加載各楔形體24。在根據(jù)圖1至4的實施例中，彈簧元件32是一個由金屬、尤其彈簧鋼構(gòu)成的卡緊環(huán)，該卡緊環(huán)具有兩個螺旋圈并且包圍各楔形體24。
[0038]不言而喻，卡緊環(huán)也可以構(gòu)造為C形彈簧。但為了持久地提供足夠大的并且基本上恒定的徑向力，優(yōu)選使用具有兩個或更多個螺旋圈的卡緊環(huán)。備選于卡緊環(huán)也可以使用管狀彈簧。
[0039]下面借助圖1至4說明所示出的壓緊裝置18的作用方式和優(yōu)點:
[0040]在根據(jù)圖1的壓緊裝置18的裝配狀態(tài)下，壓力件20和各楔形體24或者說楔形體單元30設(shè)置在殼體12的一個開口 33中，其中，至少壓力件20關(guān)于壓緊軸線A沿徑向方向配合精確地、但可沿軸向移動地容納在殼體開口 33中。
[0041]在插入楔形體單元30時彈簧元件32已經(jīng)被裝配并且沿徑向向內(nèi)加載楔形體24。但為了在裝配壓緊裝置18時首先還要阻止各個楔形體24的徑向移動，設(shè)置有一個裝配銷34，該裝配銷沿軸向延伸穿過楔形體單元30，從而各楔形體24沿徑向支撐在裝配銷34上。