[发明专利]电伺服转向系统

说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分中所述的用于机动车的电伺服转向系统，特别是用于汽车的助力转向系统，其包含丝杠，该丝杠包含沿轴向不可移动地支承在支架中的螺母和沿轴向可移动的构件。

DE10304189A1介绍一种用于机动车的电伺服转向系统，其包含丝杠，该丝杠包含一个沿轴向不可移动地支承在支架中的螺母和一个可沿轴向移动的构件，该构件的外螺纹与螺母的内螺纹相啮合。一个伺服电机在其轴上配有齿形皮带轮，螺母具有一个与之不可相对旋转地连接的、构成为齿形皮带轮的圆盘，设置一条齿带作为牵引机构，借以将伺服电机的轴的旋转运动传递到螺母上。

在采用这种牵引传动装置的情况下，伺服电机的电机轴承上的径向力以及通常构成为球循环螺母的丝杠螺母上的径向力都是不可避免的，因为所用的齿带必须是被预紧的。可沿轴向移动的构件和伺服电机从而会经过与相关支承力矩有关的力而受到加荷。此外，齿带的预紧也会提高现有的支承部位的摩擦，从而总体上减小助力转向系统的移动力。按现有技术的这种助力转向系统的另一个缺点在于：由于齿啮合和由于齿带的未与齿盘相啮合的部位的振动，亦可能增大这种助力转向系统的运动噪声。

本发明的任务是提供这样一种电伺服转向系统，其运行噪声可简单地被减小到最低程度，并且这种电伺服转向系统具有很小的损耗功率。

上述任务是利用具有权利要求1中所述特征的电伺服转向系统解决。

由于牵引机构由至少一个绳状或索状的第一绳索和一个绳状或索状的第二绳索形成，这些绳索如此至少间接地设置在伺服电机的轴上，使得在驱动轴旋转时一个绳索在轴和该绳索之间无打滑地至少间接地卷绕在该轴上并且一个绳索则从其上退绕，从而提供了一种伺服转向系统，其中可以实现几乎无预紧地从伺服电机至螺母的转矩传递，但是尽管如此仍然排除了驱动绳索的滑转。此外，消除了由于绳索上的各元件（这些元件可以促成绳索和轴或螺母上的圆盘之间的用于传递转矩的形锁合）的可能啮合之故而造成的运行噪声。

一些优选的实施方式见各从属权利要求中所述。

按电伺服转向系统的一个特别优选的实施例，这些绳索各自以其一个端部被固定在伺服电机的轴上。绳索端部的固定可以形锁合地或力锁合地在该轴上或在一个与该轴不可相对旋转地连接的圆盘上予以实现。在此这两个绳索的端部特别有利地彼此隔开轴向距离地固定在所述轴上，从而使得在该轴旋轴时这些绳索可沿一个方向或另一个方向呈螺旋状卷绕或退绕。各绳索可以是单个的、不相互连接的绳索。但这些绳索也可以是一个循环的环形的牵引机构的一部分，该牵引机构围绕伺服电机的轴的圆周和与螺母不可相对旋转地连接的圆盘的圆周缠绕。

这些绳索以一个剩余包缠角且优选各自以一个端部安置在或固定在伺服电机的驱动轴上。在伺服电机的轴转动时，一个绳索呈螺旋状地卷绕在该轴上或者卷绕在一个与该轴不可相对旋转地连接的圆盘上；一个绳索则从该轴或相应的圆盘上呈螺旋状地退绕。针对与螺母不可相对旋转地连接的圆盘而言，对于相应的绳索实现相反的过程。

为了支持相关绳索的呈螺旋状的卷绕且从而为了防止某个绳索的两个匝数的叠加，以及为了提高该绳索在伺服电机的轴上的摩擦锁合，或者为了提高在伺服电机的圆盘上的摩擦锁合和/或为了提高在与螺母不可相对旋转地连接的、该绳索嵌入在其中的圆盘上的摩擦锁合，根据电伺服转向系统的一个有利的具体实施方式，在轴和/或圆盘的表面上设置支持螺旋状的卷绕和支持摩擦锁合的几何构形，如某种围绕轴或圆盘的圆周呈螺旋状伸延的沟槽，绳索嵌置在所述沟槽中。

支持性的几何构形优选在伺服电机的轴上和/或在圆盘上促成绳索的相同的引入角和引出角。这一点优选通过该轴上和该圆盘上的支持性的螺旋状几何构形的相同螺旋角予以实现的。按照本发明的助力转向系统的一个特别优选的实施例，为了保护这些绳索，特别是避免产生裂纹，至少在该轴和绳索之间和/或在圆盘和绳索之间设置转矩限制装置。该转矩限制装置可以由滑动离合器形成。

这些绳索本身可以具有一种无凹凸结构的表面并且优选在其表面上构成为基本上平滑的牵引索或牵引绳。在此索这个概念指的是一个唯一的纤维或唯一的牵引金属线；而牵引绳则指的是多股绞合起来的索。为了形成牵引绳，也可使用多个由不同材料制成的索。这些绳索优选以一个至少大约为540度的剩余包缠角围绕轴或伺服电机的轴上的圆盘卷绕。

作为用于形成绳索的材料，适合的有非金属材料或金属材料如钢。此外，例如适合的是，绳由芳纶纤维、碳纤维、UHMWPE纤维（超高分子量聚乙烯）或E-玻璃纤维（无碱玻璃纤维布）和由此形成的粗纱或针织物和类似物形成。此外，为了形成绳索，还可采用上述材料的混合物。