專利名稱：用于汽車的電的轉向裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有根據權利要求1的前序部分的特征的用于汽車 的電的轉向裝置。
背景技術：
DE 100 56 133 Al說明了 一種用于汽車的電的轉向裝置，如其借助圖 9大致地示出。通常的這種轉向裝置具有齒條轉向機構。與轉向盤4作用 連接的輸入軸2裝有齒條轉向機構的傳動小齒輪，其中該傳動小齒輪與 齒條轉向機構1的齒條嚙合。齒條與兩個轉向推桿5和6 —起形成輸出 機構，該輸出機構與未示出的待轉向的車輪作用連接。齒條還形成轉向 機構的傳動部分。通過這種轉向裝置可以將轉矩從轉向盤4傳遞至待轉 向的車輪。將一輔助轉矩施加到輸入軸2上的電機7用于輔助轉向。電 機7在此優選如下設置其軸線垂直于輸入軸2的軸線，由此垂直于傳 動小齒輪的軸線。但也可以采用其它角度方位。電機7用于通過蝸桿13 驅動蝸輪30，以便通過蝸輪30將輔助轉矩傳遞到傳動軸2上。在此，傳 動軸2在中心沿著作為旋轉軸線的軸線X穿過蝸輪30。
傳動軸2和蝸輪30之間的力傳遞或轉矩傳遞間接地通過中間連接的 減震器來進行，該減震器由作為兩個減震部件的兩個彈性的間隔保持件 構成。這兩個減震部件在此基本為環形結構。通過由非常軟的彈性的材 料、如橡膠構成的結構實現減震作用。兩個減震部件的兩個環形的部段 分別具有徑向向外的凸起，這些凸起嵌入到在齒圏30的內側面和側面上 開設的齒圏凹口中。由此實現既沿著徑向的又沿著圓周方向的高度彈性 的減震。
盡管這種解耦的齒輪已經一方面提供了良好的力傳遞，另一方面提 供了改善的駕駛舒適性，但也表現出了缺點。通常，減震、特別是用于齒圏-凸輪的碰撞減震沿著扭轉方向漸進起 作用。但在相應的誤差特征曲線的零點，減震會早早地弱化，其中有時 甚至會在齒圏和法蘭之間產生間隙。但這是一個重要的且非常關鍵的方 面，以便實現對電機轉矩輔助裝置的無頓挫的控制。因此要求減震特征 曲線在中間位置周圍的最小增益。
在徑向、也就是在間隙補償的方向上，這種解決方案很困難。由此 不再正確地實現嚙合間隙補償。
減震應該關于所有的溫度都類似地起作用。但橡膠類的減震材料改 變其材料彈性的特性，如強度、回彈特性、壓力變形殘余、彈性和滯后
性。為了關于所有的溫度都得到無間隙的扭轉的減震特征曲線，此時必 須使用不利的大的預應力或減震特征曲線的很高的最小增益。
發明內容
本發明的目的在于，提出一種用于汽車的轉向裝置，其一方面可以
實現聲音去耦(acoustic decoupling )并且另 一方面可以實現用于在齒部 中特別是無間隙的夾緊的徑向彈性。
所述目的通過具有根據權利要求1的特征的用于汽車的電的轉向裝 置得以實現。有益的改進是從屬權利要求的主題。
據此，電的轉向裝置優選具有由一齒圏、至少一個法蘭和至少一個 將齒圏和法蘭彈性耦合的減震器構成的齒圏裝置，其中減震器由至少一 個第一減震元件和優選一個第二減震元件構成，其中兩種減震元件具有 不同的彈性。
但根據本發明，也可以只使用唯一的一個減震元件，該減震元件完 全由金屬構成，或者至少具有金屬的組成部分。
優選裝置的第 一減震元件具有非直線的彈性特征曲線，第二減震元 件具有特別是筆直上升的直線的或者近似直線的特征曲線。由此產生改 善的整體特征曲線。
優選第二減震元件和第一減震元件一起形成滯后形狀的具有恒定的 或持續的增益(Steigimg)的彈性特征曲線，該彈性特征曲線在換向點區 域中不會僅僅構成一個水平走向。換句話說，使用如下減震元件，它們 在材料、形狀和/或尺寸方面形成一共同的特征曲線，該特征曲線至少在 中心的特征曲線部分內具有持續升高的走向。
在對于這些裝置來說常見的作用力區域或作用轉矩區域中的非直線 的彈性特征曲線和兩種減震元件的直線的特征曲線的組合令人意想不到地產生幾乎理想的甚至就是理想的、具有所希望的最小增益的彈性特征 曲線。特別地，在彈性特征曲線的換向點區域中這種增益最好略大于lNm/°,優選大于4-8Nm/。。也就是說，彈性特征曲線具有一最小增益， 其具有中間的直線上升。
優選裝置的第二減震元件由金屬、特別是鋼構成和/或由硬塑料構成。 這些材料特別易于加工，且同時提供一種至少幾乎筆直直線的彈性特征 曲線。
優選第二減震元件是結構化的(stmkturiert )，且被設置用于引起所述至少一個法蘭和齒圏的彼此間的相對對中。也優選具有特別是徑向彈性 的第一減震元件是結構化的，且被設置用于引起在齒圏的齒部中無間隙的夾緊。
第二減震元件可以有益地由易于加工的彎曲的彈性板構成。
減震元件優選可以由凸起和環形的、特別是閉合的連續環形的部段 構成，其中這些凸起從環形的部段沿著徑向伸入到齒圏的齒圏凹口中。
優選裝置的這些凸起呈T形，特別是具有徑向往回延伸的端部部段 的T形。
這些凸起也可以由徑向延伸的彈性元件和在徑向外側橫向延伸地置于所述彈性元件上的橫向部段構成。因此在該設計方案中，凸起并非是 一體的，特別是并非與環形的部段一體構成的凸起。
代替與環形的部段一體地構造，這些凸起可以設置在環形的部段上， 特別是牢固固定在環形的部段上。
由沿著齒圏的和所述至少一個法蘭的軸向注塑或彎曲的部段構成的 這些凸起易于制造。
優選裝置的第一減震元件和第二減震元件是兩個獨立的部件，其中
第 一減震元件設置在齒圏和法蘭之間，第二減震元件設置在齒圏和第二 法蘭之間。
另外優選裝置的第二減震元件被構造成金屬彈簧、特別是鋼質彈簧，
其在凸起徑向伸入到齒圏凹口中的終端位置時的級數(Progression)大 于第一減震元件。由此可以代替單獨的減震元件。 也可以使用金屬-彈性體復合結構的減震器。
通常，這種裝置提供很多具有各自優點的各個方面。通過根據優選 實施方式的設計，將任務分配到不同的部件上，其中一方面可實現利用 彈性體的碰撞減震，另一方面可實現利用彈性元件的對中。其中可以非 常精確地實現具有恒定的彈性系數的中間區域。優選在彈性特征曲線的 過零處不應產生間隙。另外最好與溫度無關。優選彈性特征曲線在壽命 期間或可用期間不應減弱(nachlassen )。
更為有益的是，輔助地采用一些方法，用于避免減震特征曲線的最 小增益在相應的中間位置不需要的超前，所述超前會不需要地惡化徑向 剛性。最后有益地實現分解成徑向和扭轉的彈性作用。
實際上，可使用在彈簧、特別是鋼質彈簧、塑料彈簧等范圍內的相 應的實施例。其中可以采用鋼質彈簧、塑料彈簧、具有包封塑料的鋼質 彈簧、鋼-彈性體復合減震器和在終端位置具有大的級數的鋼質彈簧形式 的設計方案，以侵/沒計減震元件。
下面對照附圖詳細說明實施例和變型方案。其中相同或相同作用的 部件分別標有相同的附圖標記。特別是為了避免重復，在說明不同的實 施方式時，針對于未改變的部件和功能，引用在其它實施方式范圍內的 說明。圖中示出
圖1為根據第一實施方式的齒輪裝置的分解圖2示出這種裝置的第二減震元件；
圖3為帶有改型的第二減震元件的第二實施方式的分解圖4示出這種改型的減震元件；
圖5為第二改型的實施方式的分解圖6示出該進一步改型的實施方式的相應的第二減震元件；
圖7為這種齒輪裝置的側剖視圖8示出不同減震元件的或減震元件組合的四個舉例的彈性特征曲 線；和
圖9示出根據現有技術的電的轉向裝置的各個部件。
具體實施例方式
圖1示出作為中心部件的中心的齒輪的齒圏31。在齒圏31的內側開 設有用于插入傳動軸2的穿孔。另外，在穿孔和外側的齒圏31之間的部 段中設有結構化的部分，特別是齒圏凹口 37或齒圏裂隙，其用于嵌接或 插入法蘭32的和必要時另一法蘭33的法蘭部件。因此齒圏31是一種結 構復雜的部件，而不僅僅是外部的圓周區域的構造。
在優選的實施方式中，法蘭32的和所述另一法蘭33的中心的旋轉 軸線與齒圏31的軸線X重合。在齒輪的兩個相對的側面的組裝狀態下， 法蘭32和另一法蘭33通過它們的相應的法蘭部件相互嵌接。傳動軸穿 過法蘭32的和所述另一法蘭33的相應的穿孔，并與法蘭32和/或所述 另一法蘭33處于旋轉的作用連接，用于在作為一方的法蘭32和另一法 蘭33與作為另 一方的傳動軸之間傳遞轉矩。
為了使法蘭32和所述另一法蘭33與齒圏31耦合，以及為了在它們 之間傳遞轉矩， 一方面在法蘭32和齒圏31之間和另一方面在另一法蘭 33和齒圏31之間分別裝有第一減震元件34和第二減震元件35。兩個減 震元件34、 35由基本為環形的、具有在外側徑向突出的凸起的部段構成。 這些凸起嵌入到相應的齒圏凹口 37中，并用于在傳動軸或齒圏31旋轉 的情況下傳遞轉矩。其中第一減震元件34由高彈性材料、例如橡膠制成， 并用于減震。相反，第二減震元件35由具有不同彈性和強度的較堅固的 材料構成。優選第二減震元件35由金屬、特別是彈簧鋼制成，或者由注 塑的塑料制成。
圖8示出示例性的彈性特征曲線。左上方示出所希望的理想的減震
特征曲線或彈性特征曲線h。右上方示出在使用兩個這種第一減震元件
34時產生的彈性特征曲線h (34)或減震特征曲線。在滯后構成的彈性 特征曲線h (34)的換向點u的區域中可清楚地看到水平的曲線。但在 這種齒輪裝置中，如以前一樣由于該水平的曲線產生噪聲以及其它所述 缺點。
左下方示出彈性特征曲線h (35 )，其在理想情況下呈直線上升形狀。 這種彈性特征曲線h (35)可通過由硬的彈性元件制成的、理想的彈性 的彈簧得到。但這種硬的彈簧裝置起不到足夠的減震作用。
但令人意想不到的是，呈連續傾斜形狀的彈性特征曲線h也可以在 換向點u得到，其方式為，在這種齒輪裝置中組合第一減震元件34以及 第二減震元件35作為減震器。該組合導致在圖8右下方所示的彈性特征 曲線h,其明顯近似于所希望的彈性特征曲線。
圖2放大地示出根據第一實施方式的第二減震元件35。在安裝結束 狀態下嵌入到齒圏31的相應的齒圏凹口 37中的多個凸起36朝著徑向外 側從優選連續環繞地構成的環形的部段40突出。為了實現防止旋轉地嵌 入到齒圏31的和/或所述另一法蘭33的相應的結構中，環形的部段40 具有凹口 44，這些凹口在所示的方案中從外側部分地伸入到環形的部段 40中并且矩形地構成。
環形的部段40優選為狹窄的部分圓筒形結構。
優選的凸起36分別由從環形的部段40徑向延伸的彈性元件41和在 其外側端部上的橫向部段42構成，從而凸起36呈T形。相應的橫向部 段42在此優選相互間隔，且平行于環形部段40的外圓周。根據特別優 選的設計方案，橫向部段34在外側過渡至端部部段43，該端部部段34 向后地或者徑向反向地重新朝著環形部段40的方向延伸。
特別地，借助圖2所示的第二減震元件35可以特別簡單地制成塑料 注塑件。
第二實施方式借助圖3和4示出。該實施方式的示例性的第二減震 元件35。同樣由基本為環形的部段40。構成，在該實施方式中，從環形的 部段40。形成徑向朝內的凸起36。。環形的部段40。在此由垂直于旋轉軸
線延伸的面狀部件構成，且可以側向地靠到齒圏31的側壁上。
凸起36。在由板或鋼板形成時可通過第一步驟中的沖裁和在另一制 造步驟中的彎曲以簡單的方式形成。凸起36。在此同樣由第一徑向延伸的 彈性元件41構成，但該彈性元件在朝著徑向內側延伸且部分沿著旋轉軸 線的軸向延伸。徑向延伸的彈性元件41在背離環形的部段40。的端部上 同樣過渡至一橫向部段42°，從而產生基本為T形的形狀。但相應的橫 向部段42。的兩個旁側部段是彎曲的，從而它們的外側的端部的至少部分 的方向分量平行于旋轉軸線的方向。由此，彎曲的橫向部段42。可插入到 相應的齒圏凹口 37中。
環形的部段40。優選同樣具有凹口 44。，這些凹口 44。被j殳計用于固 定在齒圏和/或相鄰的另一法蘭33上。這些凹口 44。在此例如為孔，這些 孔平行于旋轉軸線穿過環形的部段40的材料。
借助圖5和6再次示出另一實施方式。在該實施方式中，第二減震 元件35*由相互固定的多個單獨部件構成。本體同樣是優選圓筒形狀的環 形的部段40*。凸起36*同樣徑向向外。凸起36*同樣由在外側徑向延伸 的彈性元件41*構成，該彈性元件例如由折疊板制成。各個肋在此彼此相 鄰地在外側沿著徑向延伸。代替單個折疊的板，也可以設置多個單獨的 徑向向外延伸的肋。對這種徑向延伸的彈性元件41*的固定可以在環形的 部段40*上以簡單的方式如下進行連接部段一方面在外側固定地容納徑 向延伸的彈性元件41*，另一方面與環形的部段40固定連接，例如從旁 側套接到該環形的部段40上。
在外側， 一個或多個徑向延伸的彈性元件41優選同樣過渡至橫向部 段42*,其中該橫向部段具有特別優選重新沿著徑向往回延伸的端部部段 43*。而環形體40*和徑向延伸的彈性元件41*優選由金屬材料、特別是 鋼、例如彈簧鋼制成，用于連接徑向延伸的彈性元件41*和環形部段40* 的連接件46*以及外側的橫向部段42*及其端部部段43*優選由硬的塑料 制成。這些塑料部件在此特別是通過壓塑來制成，必要時甚至在壓塑的 情況下固定地容納金屬部件。
例如，可以附加地在環形部段40*上裝有彎曲的部段或塑料部段作為
連接部段，其嵌入到特別是所述另一法蘭33的相應的配合件或凹口中。 圖7為組裝的齒輪裝置的剖視圖，其中在左側示出第二減震元件35
形式的弧形延伸的彈性元件的剖視圖。相反，在相對的右側示出環形的
橡膠彈性的第一減震元件34的兩個部段的剖視圖。
除了所示的實施方式外，還可以采用其它以不同方式結構化的實施
用的實施方式進行組合設計。除了設有兩種獨立的減震元件作為彈性的 彈性元件和特別是金屬的彈性元件外，還可以考慮必要時具有唯一的減 震元件的組合構造，其中第 一和第二減震元件的不同的特性通過相應的 組合設計來提供。通常，可以使用一方面由金屬制成另一方面由塑料制 成的不同元件的組合。
權利要求
1.一種電的轉向裝置，具有由一齒圈(31)；至少一個法蘭(32)；和至少一個將所述齒圈(31)和法蘭(32)耦合的減震器構成的齒圈裝置，其特征在于，所述減震器具有至少一個減震元件(35；35°；35＊)，所述減震元件由金屬構成或者具有金屬的組成部分；或者所述減震器具有第一減震元件(34)和第二減震元件(35；35°；35＊)，第一減震元件和第二減震元件分別具有不同的彈性。
2. 如權利要求1所述的裝置，其中所述第一減震元件(34)具有非 直線的彈性特征曲線(h (34))，所述第二減震元件(35; 35°; 35*)具 有直線的或近似直線的彈性特征曲線(h (35))。
3. 如權利要求1或2所述的裝置，其中所述第二減震元件(35; 35°; 35*)和所述第一減震元件(34) —起形成一在換向點(u、 u)的區域中 具有恒定的或持續的增益的彈性特征曲線(h)。
4. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35。； 35*)由金屬、特別是鋼和/或由塑料構成。
5. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35°; 35* )是結構化的并且被設置用于引起所述至少一個法蘭(32 )和齒圏(33)彼此之間的相對對中。
6. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中具有特別是徑向彈性 的所述第一減震元件(34)是結構化的并且被設置用于引起在所述齒圏(31)的齒部中無間隙的夾緊。
7. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35°; 35*)由彎曲的彈性板構成。
8. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35°; 35*)由環形的、特別是閉合的連續環形的部段(40; 40°;40*)和凸起(36; 36°; 36*)構成，其中這些凸起從所述環形的部段(40; 40°; 40*)沿著徑向伸入所述齒圏(31)的齒圏凹口 (37)中。
9. 如權利要求8所述的裝置，其中所述凸起(36; 36*)構成為T 形，特別是構成為具有徑向往回延伸的端部部段(42; 42"的T形。
10. 如權利要求9所述的裝置，其中所述凸起(36; 36*)由徑向延 伸的彈性元件(41; 41。； 41*)和在徑向外側橫向延伸地置于所述彈性 元件上的橫向部段(42; 42*)構成。
11. 如權利要求8至10中任一項所述的裝置，其中所述凸起(36*) 設置、特別是牢固固定在所述環形的部段(40*)上。
12. 如權利要求1至9中任一項所述的裝置，其中所述凸起(36°) 構成為由沿著所述齒圏(31)和所述至少一個法蘭(32 )的軸向方向(X) 注塑或彎曲的部段(43°)。
13. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第一減震元件 (34)和所述第二減震元件(35; 35°; 35* )構成為兩個獨立的部件，其中所述第一減震元件設置在所述齒圏(31)和所述法蘭(32)之間， 所述第二減震元件(35; 35。； 35*)設置在所述齒圏(31)和一第二法 蘭(33)之間。
14. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35°; 35*)構造成金屬彈簧、特別是鋼質彈簧，其特征曲線在終端位置具有較大的級數。
15. 如前述權利要求中任一項所述的裝置，其中所述第二減震元件 (35; 35°; 35* )構成為由金屬和彈性體構成的復合件。
全文摘要
本發明涉及一種電的轉向裝置，具有由齒圈(31)、至少一個法蘭(32)和至少一個將所述齒圈(31)和法蘭(32)彈性耦合的減震器構成的齒圈裝置，其中所述減震器或者由唯一的一個減震元件構成，該減震元件由金屬構成或者具有金屬的組成部分，或者所述減震器由至少一個第一減震元件(34)和至少一個第二減震元件(35；35°；35*)構成，其中這兩種減震元件(34、35；34、35°；34、35*)具有不同的彈性。所述第一減震元件(34)具有非直線的彈性特征曲線(h(34))，所述第二減震元件(35；35°；35*)具有直線的或近似直線的彈性特征曲線(h(35))。
文檔編號F16H55/14GK101357647SQ20081014410
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月29日 優先權日2007年7月30日
發明者B·恩茨曼, N·維爾曼, S·奧伯勒 申請人:Ims傳動裝置有限公司