[发明专利]车辆中的转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、车辆中的转向系统。

背景技术

例如从DE 197 03 903 A1中公开了一种车辆中的转向系统，所述转向系统具有能够通过方向盘来操纵的转向轴，所述转向轴与齿条相耦合，通过所述齿条能够以所期望的车轮转向角来调节能转向的车轮。为了进行转向力辅助，设置了电伺服电动机，该伺服电动机直接作用于所述转向轴并且向所述转向轴加载辅助的伺服力矩。

在安装时，应该注意在使电伺服电动机的纵轴线相对于转向轴轴线定向方面的较高的精度，以便保证在电伺服电动机的转子轴与转向轴之间的无间隙的动力耦合。这是用于较高的效率和较长的运行持续时间的前提条件。

发明内容

本发明的目的是，如此构成一种车辆中的转向系统，从而以紧凑的尺寸尤其是在转向力辅助的区域内在较长的运行持续时间的情况下产生较高的效率。

所述目的按照本发明利用权利要求1的特征来实现。从属权利要求给出有利的改进方案。

按本发明的转向系统用在车辆中，用于将由驾驶员预先给定的转向角转换为能转向的车轮的车轮转向角。所述转向系统包括转向主轴或者说转向轴，经由其通过操纵方向盘来预先给定转向角。此外，所述转向系统包括具有齿条的转向导杆，所述齿条与所述转向轴动力耦合并且通过所述齿条以所期望的车轮转向角来调节能转向的车轮。此外，为转向系统配备了用于产生辅助的驱动力矩的电伺服电动机，该伺服电动机与所述转向轴相耦合。在操纵所述伺服电动机时，用附加的力矩来辅助所述转向轴的旋转运动。

所述转向轴和所述伺服电动机的电动机轴被容置在一共同的轴承壳体中，这允许在转向力辅助的区域内获得紧凑的结构。所述转向轴和所述伺服电动机的电动机轴特别是彼此呈一角度，例如至少大致呈90°角，并且彼此错开地布置。伺服电动机的电动机轴与转向轴之间的动力耦合通过传动机构构件来实现，所述传动机构构件优选构造为蜗杆和蜗轮，其中所述蜗杆可以与伺服电动机的电动机轴一体构成，并且所述蜗轮不可相对转动地与所述转向轴相耦合。

为了能够对在伺服电动机的电动机轴与转向轴之间的动力传动链中的间隙进行补偿，所述轴中的至少一个、也就是转向轴和/或伺服电动机的电动机轴中被容置在处于轴承壳体中的能调节的偏心轴承中。通过该偏心轴承，能够调节所述轴在径向上相对于其纵轴线的位置。这种实施方式使得，将所述轴安装在轴承壳体中并且随后通过偏心轴承来实施间隙补偿。特别是在下述实施方式中——蜗杆与伺服电动机的电动机轴一体构成，并且在安装到轴承壳体中之后在没有随后进行调整的可能性的情况下沿径向方向被固定地容置在单轴承中，可以通过将转向轴支承在偏心轴承中而将在转向轴与电动机轴之间的间距调节到所期望的尺度。电动机轴在此有利地通过仅两个单轴承能旋转地被容置在轴承壳体中，其中所述单轴承例如轴向地在蜗杆的对置侧面上设置在所述电动机轴上。远离定子的单轴承在此有利地构造为固定轴承，并且朝向定子的轴承则构造为浮动轴承。

优选地，转向轴以能在至少一个偏心轴承中调节的方式被容置在轴承壳体中，而所述电动机轴则在没有这种调节可能性的情况下被容置在轴承壳体中。但是，原则上也可以考虑一些实施方式中，其中仅电动机轴通过至少一个偏心轴承进行支承，而转向轴则在不用这种偏心轴承的情况下被容置，或者考虑另外一些实施方式，其中不仅转向轴而且电动机轴都以能分别通过至少一个偏心轴承来调节的方式被容置在轴承壳体中。

按照一种有利的实施方式，所述轴中的至少一个被容置在轴承壳体中的、两个轴向间隔开的偏心轴承中。两个偏心轴承在此有利地在轴向上处于传动机构元件的不同侧面上，所述传动机构元件是在电伺服电动机与转向轴之间的动力传动链的一部分。在借助于蜗杆和蜗轮以及转向轴在两个偏心轴承中的支承来实现动力传递的实施方式中，两个偏心轴承优选处于固定地与转向轴相耦合的蜗轮的不同侧面上。在此可能有利的是，至少一个偏心轴承、必要时两个偏心轴承相应地直接与传动机构元件的端面邻接，也就是说在将传动机构元件构造为蜗轮时与蜗轮的相应的端面相接触。

在一轴上使用两个在轴向上彼此间隔开的偏心轴承的情况下，所述偏心轴承提供两种独立的调节可能性或者说调节自由度。为了避免轴在轴承壳体中在空间上倾斜并且避免所述轴关于理想位置仅在径向上相对于轴的纵轴线移动，有利地在共同的安装步骤中同步调节所述两个偏心轴承，从而轴向平行地沿着径向方向调节所述轴。按调节方向，可以实现所述传动机构元件之间的远离或靠近，应该调节所述传动机构元件的相对于彼此的间隙。