帶有扭桿結構的轉向傳動裝置、配備該轉向傳動裝置的轉向系統及安裝方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶有扭桿結構的轉向傳動裝置、配備該轉向傳動裝置的轉向系統及安裝方法，其中，在所述轉向傳動裝置中支承經由扭桿連接的轉向小齒輪和轉向軸，以由所述轉向軸產生的扭矩傳輸到所述轉向小齒輪上，其中，所述扭矩導致所述扭桿扭轉。為易于安裝所述扭桿建議，所述轉向軸或備選地轉向小齒輪具有帶通孔（14*)的管狀的容納段（14’），扭桿（12)的一個端部配合到所述通孔中。由此，所述扭桿（12)可從背側安裝和配合進去/壓入。壓入面（F士)的顯著擴大使安裝的實施變得容易。同時也可使用簡化的安裝工具。此外，能夠實現在所述扭桿（12)的逐漸變細的區域內優化構造并減小切口效應。
【專利說明】帶有扭桿結構的轉向傳動裝置、配備該轉向傳動裝置的轉向系統及安裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有扭桿結構的轉向傳動裝置及配備該轉向傳動裝置的轉向系統。
【背景技術】
[0002]在傳統的轉向系統中，一般在轉向傳動裝置和轉向手柄或轉向輪之間設置扭桿或扭力桿，以便將由駕駛者引起的旋轉運動傳輸到轉向傳動裝置上，所述轉向傳動裝置將所述旋轉運動轉換成縱向運動，以使轉向機械裝置、特別是橫拉桿偏移。扭桿上產生的扭轉角被測得并用于調節輔助扭矩或輔助轉向力。在電動轉向系統中經常經由磁性傳感器檢測扭轉。在液壓式轉向系統中，扭桿配設有扭轉滑閥，所述扭轉滑閥確定液壓機構的流量或壓力，并隨之也確定所產生的輔助轉向力。
[0003]由DE 10 2009 046 141 Al已知一種開頭提及的轉向系統，所述轉向系統也在附圖1a和Ib中示出，并具有以下部件:轉向傳動裝置1、傳感器殼體2、齒條3、壓到所述齒條上并改善與轉向小齒輪5的嚙合的所謂壓力件(DruckstUck)4、轉向軸11、扭桿12，以及具有隨動嚙合機構17的轉向軸頭部16。此外，為了可旋轉運動地支承包括管道8在內的不同元件而設有多個軸承6、7、9和10。扭桿12構成轉向軸11和轉向小齒輪5之間的機械連接，其中，所述扭桿12通常在轉向軸11的一側上被壓入到該處的一個設計成盲孔的容納區域14(見圖1b中的壓入區域P)中。扭桿12的另一側用銷形的固定元件15固定在轉向小齒輪5的側面上。圖1b示出在該處設置的盲孔內部的轉向軸11的區域內容納有一個扭桿端部。
[0004]安裝時，所述扭桿12沿壓入方向R以其一個端部壓入到容納區域14中。為此需要增大的力。但所述扭桿在其中部，即所謂的扭轉區域T內具有變窄部(Verschlankung)直到確定直徑，所述直徑小于扭桿端部的直徑。在兩個區域T和P之間，過渡部應盡可能平緩，以避免出現大的切口效應。但平緩的過渡部又加大了將扭桿端部壓入容納區域14的難度。為了能有效地將壓入過程所需的力傳輸到扭桿12上，需要用以放置安裝工具的最小面F，所述安裝工具以所需的力沿壓入方向R壓到所述扭桿11上。因此，通常將扭桿12在過渡區域內構造成至少在外周上留有環形的壓入面F，安裝工具可放置到所述壓入面上(見圖lb)。所述安裝工具也須具有特殊的環形結構。總的來說，在已知的結構中基本上存在以下問題:過渡區域(逐漸變細的區域)中具有小的倒圓角半徑的大的直徑突變(Durchmessersprung)增大切口效應。所述扭桿的構造主要受安裝過程所必需的壓入力或壓入面的影響。為壓入所述扭桿，需要復雜的裝置或特殊工具。
【發明內容】
[0005]因此，本發明的任務是，改進開頭提及的結構，特別是帶有扭桿結構的轉向傳動裝置，從而有利地避免出現上述問題。本發明還建議一種轉向系統，其配有經改進的轉向傳動裝置。此外，還提出安裝這種轉向傳動裝置的方法。
[0006]該任務通過根據權利要求1的特征的帶有扭桿結構的轉向傳動裝置以及通過配有該轉向傳動裝置的轉向系統和根據并列權利要求其中之一所述的安裝方法得以完成。
[0007]因此，建議一種用于轉向系統的、帶有扭桿結構的轉向傳動裝置，該轉向傳動裝置的特征是，轉向軸或備選轉向小齒輪具有帶通孔的管狀容納段，扭桿的端部配合到所述通孔中。所述管狀容納段優選構造在所述轉向軸上，但也可構造在所述轉向小齒輪上。
[0008]由于通孔的原因，所述扭桿可以相當簡單地安裝，即方法是:在第一步驟中將扭桿從外穿過通孔引入(優選轉向軸的)管狀容納段，并在力作用到端側地設置在扭桿端部上的壓入面上的情況下將扭桿壓入到通孔中。所述扭桿也可以從外(背側地)并在充分利用端側壓入面的情況下被配合進去。然后可以在下一步驟中將所述扭桿的(在此時在轉向小齒輪上的)另一個端部以固定元件，特別是銷固定在中性位置(零角)中。
[0009]由從屬權利要求給出本發明的有利的構造方式。
[0010]因此，扭桿的一個端部被壓入到容納段的通孔中，優選用于構造圓柱式的縱向過盈配合(LSngs-Pressverband )。
[0011]所述通孔優選不具有小于所述扭桿的另一端部或扭桿自身直徑的直徑。由此可以在安裝時將所述扭桿穿過所述通孔完全地推到其較粗的端部處。
[0012]但所述通孔具有至少一個小于扭桿的配合到容納段內的(較粗)端部的直徑的直徑。
[0013]還可以優選地進行兩級式或更多級式地配合所述扭桿，其中，首先將扭桿預對中心，且然后才將其壓入。對此設定，所述扭桿在一個端部上有具有第一直徑(外直徑)的第一段和具有第二較大直徑(外直徑)的第二段，其中，所述扭桿的第一段限定預對中心區域，并且所述扭桿的第二段限定壓入區域(Einpressbereich)。
[0014]可以備選地或附加地設定，所述通孔在一個端部上有具有第一直徑(內直徑)的第一段和具有第二較小直徑(內直徑)的第二段，其中，所述通孔的第一段限定預對中心區域，且所述通孔的第二段限定壓入區域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]下文借助于實施例詳細地描述本發明，其中參考下列附圖:
[0016]圖1a和Ib:現有技術中的轉向系統；
[0017]圖2:以截面圖示出帶通孔的扭桿容納部的結構；
[0018]圖3a:以截面圖示出帶多級直徑實施方式的扭桿端部的結構；
[0019]圖3b:以截面圖示出帶通孔的扭桿容納部的結構，所述通孔具有多級直徑實施方式；以及
[0020]圖4:用于安裝所述轉向傳動裝置的方法的示意性流程圖。
【具體實施方式】
[0021]首先借助于圖2示出第一實施例，在該實施例中，轉向傳動裝置配有根據本發明所述的扭桿容納部。所述容納部設計成套筒形的、具有通孔14 *的外部件17 *，其中，所述外部件17 *是轉向軸頭(對照圖1a中的“16”)。本發明還可以在轉向小齒輪的側面上實施，但優選在所述轉向軸頭上實施，如圖2中示例性地示出的那樣。
[0022]帶通孔14 *的外部件或套筒17 *形成扭桿12的容納區域14 *。所述通孔14*的內直徑被構造成小于所述扭桿12的(要被配合進去的)端部的外直徑。安裝時，扭桿12以其第一端部(此處為轉向小齒輪側的端部)穿過通孔14 *引導，并且隨后以其第二端部(轉向軸側的端部)配合到通孔14 *中。在該端部上，所述扭桿12具有平面或者平面的壓入面F 從而可以用簡單的工具(壓模Druckstempel)實施壓入過程。
[0023]沿壓入方向R *、即沿轉向小齒輪的方向壓入扭桿12，從而在壓入區域P內構成圓柱形的縱向過盈配合。所述扭桿12的逐漸變細的區段構成通常的扭轉區域T。內直徑和外直徑的尺寸和壓入區域P的長度(縱向過盈配合部的段長)可以容易地配合給定的需求。通過向未被壓入的端部(轉向小齒輪側的端部)施加壓力，也可以容易地進行扭桿12可能需要的拆卸。
[0024]現借助于圖3a和圖3b描述其他能夠實現在壓入扭桿前進行預先對中心的實施例。對此，扭桿端部和/或通孔對于外直徑和內直徑多級地設定尺寸:
[0025]圖3a示出扭桿12’，所述扭桿在其要壓入的端部上具有至少兩個大小不同的直徑dl和d2。所述第一直徑dl尺寸小于第二直徑d2，而且第一直徑dl僅略小于所述通孔的內直徑(亦見圖2中的14 * )。相反，第二直徑d2略大于通孔的內直徑地確定尺寸。由此實現，在將扭桿12’插入到所述通孔中時，所述扭桿12’能夠首先以其第一直徑dl位于通孔中并預先對中心。此后所述扭桿12’可以沿壓入方向R* (參見圖2)繼續被壓入到通孔中。
[0026]因此，具有較小的第一直徑dl的區域是預先對中心區域V’，并且，具有較大直徑d2的區域是原本的壓入區域P’。
[0027]對此，所述通孔可以備選地或也補充地具有多級的直徑尺寸，如這示例性地在圖3b中所示的那樣。
[0028]帶通孔14 *的容納區域14”具有第一直徑Dl和小于第一直徑Dl的第二直徑D2。所述第一直徑Dl大小大致相等于或稍大于扭桿端部的最大直徑。例如Dl與圖3a中示出的直徑d2或圖2中的扭桿12的外直徑大致相當。
[0029]第二直徑D2設計成小于扭桿的最大外直徑，從而其限定原本的壓入區域P”。直徑Dl確定預對中心區域V”。因此，通過圖3b中示出的兩級的直徑尺寸，在外部件(套筒)區域中也可以構造預對中心區域V”和壓入區域P”。圖3b中示出的通孔14*的尺寸既可與簡單的扭桿(參見圖2)也可與一級式的扭桿(參見圖3a)組合起來。
[0030]現借助于圖4說明一種用于安裝轉向傳動裝置的方法(另見圖la/b、圖2以及圖3a/b)。
[0031]用于安裝帶有依據本發明的扭桿結構的轉向傳動裝置的方法100具有第一步驟110，在該步驟中，所述扭桿12從外穿過通孔14 *引進到管狀的容納段14中。所述容納段優選在轉向軸11上實現，但也可設置在轉向小齒輪5上。
[0032]在力作用到所述扭桿12的插入的端部的情況下，所述扭桿被壓入到通孔14 *中。所述壓力或壓入力直接作用到端側設置在扭桿端部上的平面的壓入面F *上。由此能使用簡單的工具(例如壓模)。也能最優地設定所述扭桿的過渡區域或逐漸變細的區域的尺寸。
[0033]如果所述扭桿和/或通孔具有多級直徑尺寸(見圖3a/b)，則在壓入前首先將所述扭桿預對中心。只要壓入扭桿，就進行下一個步驟120。
[0034]在該步驟120中安裝所述扭桿的另一個(未壓入的)端部。在所述實施例中，這是轉向小齒輪側的扭桿端部(也參見圖1a)，所述扭桿端部被裝到中性位置(零角)中，并且隨后通過固定元件、特別是銷15固定在該處。
[0035]因此，安裝總是沿一個方向上、即壓入方向R* (參見圖2)進行。因此安裝方向與壓入方向一致。所述扭桿可從背側壓入，其中，所述扭桿可以通過預對中心區域定位。通過改變安裝方向(比較圖2和圖1a)，明顯擴大壓入面積，簡化安裝工具，并能夠實現在扭桿(部件)自身上構造出針對切口效應的優化的過渡。
[0036]設有通孔的外部件(管套)不一定非要尺寸大于傳統的轉向軸頭(參見圖1a中的“16”)。所述壓入區域可以例如設有滾花，或者可設計成圓柱式的縱向過盈配合。
[0037]總的來說產生以下特別的優點:能夠實現優化扭桿構造和減小切口效應。繼而因此能夠實現使用強度更低的材料或預調質過的作用物。可使用簡化的安裝工具。壓入面的顯著擴大也使安裝的實施變得容易。
[0038]總地來說，本發明從傳統的、具有扭桿結構的轉向傳動裝置出發，其中，在所述轉向傳動裝置中支承有經由扭桿連接的轉向小齒輪和轉向軸，以將由所述轉向軸產生的的扭矩傳輸到所述轉向小齒輪上，其中，所述扭矩引起所述扭桿的扭轉。為易于安裝所述扭桿，建議所述轉向軸或備選地轉向小齒輪具有帶通孔的、管狀的容納段，所述扭桿的端部嵌入到所述通孔中。由此，所述扭桿可從背側安裝和配合入/壓入。壓入面積的顯著擴大使安裝的實施變得容易。同時也可使用簡化的安裝工具。此外，能夠實現在所述扭桿的逐漸變細區域內優化構造并減小切口效應。
[0039]附圖標記列表
[0040]I轉向傳動裝置
[0041]2傳感器殼體
[0042]3 齒條
[0043]4受壓件
[0044]5轉向小齒輪
[0045]6固定軸承
[0046]7浮動軸承
[0047]8 管道
[0048]9 軸承
[0049]10 軸承
[0050]11轉向軸
[0051]12、12，扭桿(扭力桿)
[0052]13隨動件(扭轉最大時的止擋件)
[0053]14容納區域、盲孔
[0054]15固定元件、銷
[0055]16轉向軸頭
[0056]17 隨動卩齒合機構(Mitnahmeverzahnung)
[0057]T扭轉區域
[0058]P、P’、P” 壓入區域
[0059]R、R*壓入方向
[0060]V’、V”預對準中心區域
[0061]F、F*針對壓入力的平面
[0062]14 * 通孔
[0063]17 *外部件(套管)
[0064]dl、d2扭桿端部上的直徑
[0065]D1、D2通孔內的直徑
【權利要求】
1.用于轉向系統的、具有扭桿結構的轉向傳動裝置(1)，其中，在所述轉向傳動裝置(I)中支承轉向小齒輪(5)和轉向軸(11)，所述轉向小齒輪和轉向軸經由扭桿(12)連接，以將由轉向軸(11)產生的扭矩傳輸到轉向小齒輪(5)上，其中，所述扭矩導致所述扭桿(12)扭轉，其特征在于，所述轉向軸(11)或轉向小齒輪(5)具有帶通孔(14*)的管道形的容納段(14)，扭桿(12)的一個端部配合到所述通孔中。
2.根據權利要求1所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述管道形的容納段(14)構造在所述轉向軸(11)上。
3.根據權利要求1或2所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述扭桿(12)的一個端部被壓入到容納段(14)的通孔(14*)中以構造圓柱式的縱向過盈配合。
4.根據上述權利要求之一項所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述通孔(14*)不具有比扭桿(12)另一個端部的和扭桿自身的直徑小的直徑(D1、D2)。
5.根據上述權利要求之一項所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述通孔(14*)具有至少一個直徑(Dl)，所述直徑小于扭桿(12)的配合到容納段(14)中的端部的直徑。
6.根據上述權利要求之一項所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述扭桿(12)在一個端部上有具有第一直徑(dl)的第一段(V’)和具有第二較大直徑(d2)的第二段(P’)，其中，所述扭桿(11)的第一段限定預對中心區域(V’)，并且所述扭桿(11)的第二段限定壓入區域(P，)。
7.根據上述權利要求之一項所述的轉向傳動裝置(I)，其特征在于，所述通孔(14* )在一個端部上有具有第一直徑(Dl)的第一段(V”)和具有較小第二直徑(D2)的第二段(P”)，其中，所述通孔(14*)的第一段限定預對中心區域(V”)，并且所述通孔(14*)的第二段限定壓入區域(P”)。
8.帶有具有扭桿結構的轉向傳動裝置(I)的轉向系統，其中，在所述轉向傳動裝置(I)中支承轉向小齒輪(5)和轉向軸(11)，所述轉向小齒輪和轉向軸經由扭桿(12)連接，以將由轉向軸(11)產生的扭矩傳輸到轉向小齒輪(5)上，其中，所述扭矩導致所述扭桿(12)扭轉，其特征在于，所述轉向軸(11)或轉向小齒輪(5)具有帶通孔(14*)的管道形的容納段(14)，扭桿(12)的一個端部配合到所述通孔中。
9.用于安裝具有扭桿結構的轉向傳動裝置(I)的方法，其中，在所述轉向傳動裝置(I)中支承轉向小齒輪(5)和轉向軸(11)，所述轉向小齒輪和轉向軸經由扭桿(12)連接，以將由轉向軸(11)產生的扭矩傳輸到轉向小齒輪(5)上，其中，所述扭矩導致所述扭桿(12)扭轉，其特征在于，在第一步驟中，將所述扭桿(12)從外穿過通孔(14*)插入轉向軸(11)的或轉向小齒輪(5)的管道形的容納段(14)中，并且在力作用到端側地設置在所述扭桿(12)的端部上的壓入面(F*)上的情況下將扭桿壓入通孔(14*)中；以及，在隨后的步驟中，用固定元件、特別是銷(15)將所述扭桿(12)的另一個端部固定在轉向小齒輪(5)或轉向軸(II)上。
【文檔編號】B62D3/12GK104210531SQ201410391972
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2013年5月28日
【發明者】T·庫爾茨, A·薩維迪斯, F·沃爾夫 申請人:Zf操作系統有限公司