[发明专利]转向机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种转向机构和特别是一种用于汽车的助力转向系统的转向机构。

背景技术

在通常的汽车中安装助力转向系统，其在转向时产生辅助转矩并因此减小由司机施加到转向柱上的转向力矩。

这种已知的助力转向系统基于一转向机构，其转换液压的或电动的驱动装置的传动功率并且传到转向柱上。这样的转向机构经常构成为螺旋辊传动机构的形式并且特别是构成为螺旋齿轮传动机构或蜗轮蜗杆传动机构、亦即它们包括一个齿轮(其直接或间接地连接于转向杆)和一经由驱动装置被小齿轮轴驱动的小齿轮。

成问题的是在这样的转向机构中出现的齿轮啮合间隙，其由于各构件公差、各传动元件的不同的热膨胀和由于磨损构成。特别是在所谓交替转向时、亦即在直接依次相继的包括交替的转向角的转向时，这样的齿轮啮合间隙产生不符合要求的嗓声，其由小齿轮和齿轮的轮齿的各对置的齿侧面的交替的贴紧产生。

已知这样消除齿轮啮合间隙，即小齿轮轴可绕一垂直于小齿轮轴的纵轴线的且以一个到小齿轮和齿轮的齿啮合部位的间距延伸的轴线可偏转地支承而且借助一个或多个弹簧元件被压向齿轮。将小齿轮轴的可偏转性集成于两个轴承之一中，小齿轮轴在末端侧经由各轴承支承。该轴承也称为“固定轴承”。轴承在另一端的区域内则制成有间隙(所谓“浮动轴承”)，以便能够实现通过转动运动引起的偏转。通常固定轴承设置在驱动侧，而将浮动轴承设置在小齿轮轴的自由端上。用于向齿轮压紧小齿轮的弹簧元件或各弹簧元件经常集成在浮动轴承中。

例如由WO 2011/073089 A1已知一种相应的同一类的转向系统。在那里设定，在固定轴承的区域内接纳小齿轮轴的滚动轴承在外侧支承于转动环中。转动环包括内环(该内环在相当大程度上无间隙地接纳滚动轴承)和外环，该外号在相当大程度上无间隙地固定于转向机构的壳体的孔中，其中外环和内环经由多个窄的接条相连接，它们在外环相对内环的旋转时被扭绞。

其它的用于构成可转动的固定轴承的方案设定，滚动轴承在外侧可转动地支承于滑动轴承中或在内侧可转动地支承于静止套筒中，或简单地一滚动轴承设有如此大的间隙，而使要求的可偏转性是可能的。

在各已知的方案中在结构上引起转动轴与固定轴承的中轴线或小齿轮轴的纵轴线相交。

在由现有技术已知的用于实现小齿轮和齿轮的啮合的无间隙性的各支承方案中不利的是，在转向柱的左转或右转时可感受到不同的转向性能。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的在于，为汽车的助力转向系统提供一种改进的转向机构。特别是拟提供一种转向机构，其不具有或至少只在减少的程度上具有由描述的现有技术已知的在转向柱的左转或右转时不同的转向性能。

通过独立权利要求的目标达到该目的，有利的实施形式是各从属权利要求的内容并且由本发明的以下描述得出。

本发明基于这样的认识，即在已知的具有齿轮啮合间隙补偿的转向机构中由于绕固定轴承的偏转轴的相反定向的各力矩产生不同的转向性能，这些力矩在转向柱的左转或右转和助力转向系统的驱动装置的相应的辅助旋转时产生。这些不同的力矩由在左转或右转时相反指向的啮合力结合杠杆臂产生，该杠杆臂由啮合力的作用线到偏转轴的间距得出。绕偏转轴的相反的各反应力矩在一个方向上引起力的增大(借助于该力将小齿轮压向齿轮)并且因此引起转向机构的增大的摩擦力矩，并且在相反的方向上引起转向机构的相应减小的摩擦力矩。

因此本发明基于这样的构想，即尽可能消除、然而至少减小这些相反作用的力矩。这如此实现，即，将在啮合力的作用线与偏转轴之间的径向间距构成尽可能小的并且优选直至减到(基本上)为零。该间距的减小(优选直到零)也引起各摩擦力矩的减小(消除)。由此可以减小或完全避免由现有技术已知的在左转或右转时不同的转向性能。

一种同类型的转向机构(其包括齿轮、与齿轮啮合的小齿轮和包含小齿轮的小齿轮轴，该小齿轮轴能够绕一横向于小齿轮轴的纵轴线的偏转轴偏转)据此按照本发明这样进一步构成，即在偏转轴与齿啮合部位之间的径向间距(参照小齿轮轴或齿轮)是尽可能小的，但至少小于小齿轮的芯半径(亦即在小齿轮轴的纵轴线与小齿轮的齿根之间的径向间距)。

特别优选该间距基本上为零，借此可以完全避免产生引起不同的转向性能的各反应力矩。

按照本发明“齿啮合部位”理解为在小齿轮和齿轮的节圆或滚动圆的接触点中的切向平面。