带有扭杆结构的转向传动装置、配备该转向传动装置的转向系统及安装方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有扭杆结构的转向传动装置、配备该转向传动装置的转向系统及安装方法，其中，在所述转向传动装置中支承经由扭杆连接的转向小齿轮和转向轴，以由所述转向轴产生的扭矩传输到所述转向小齿轮上，其中，所述扭矩导致所述扭杆扭转。为易于安装所述扭杆建议，所述转向轴或备选地转向小齿轮具有带通孔（14*)的管状的容纳段（14’），扭杆（12)的一个端部配合到所述通孔中。由此，所述扭杆（12)可从背侧安装和配合进去/压入。压入面（F士)的显著扩大使安装的实施变得容易。同时也可使用简化的安装工具。此外，能够实现在所述扭杆（12)的逐渐变细的区域内优化构造并减小切口效应。
【专利说明】带有扭杆结构的转向传动装置、配备该转向传动装置的转向系统及安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有扭杆结构的转向传动装置及配备该转向传动装置的转向系统。
【背景技术】
[0002]在传统的转向系统中，一般在转向传动装置和转向手柄或转向轮之间设置扭杆或扭力杆，以便将由驾驶者引起的旋转运动传输到转向传动装置上，所述转向传动装置将所述旋转运动转换成纵向运动，以使转向机械装置、特别是横拉杆偏移。扭杆上产生的扭转角被测得并用于调节辅助扭矩或辅助转向力。在电动转向系统中经常经由磁性传感器检测扭转。在液压式转向系统中，扭杆配设有扭转滑阀，所述扭转滑阀确定液压机构的流量或压力，并随之也确定所产生的辅助转向力。
[0003]由DE 10 2009 046 141 Al已知一种开头提及的转向系统，所述转向系统也在附图1a和Ib中示出，并具有以下部件:转向传动装置1、传感器壳体2、齿条3、压到所述齿条上并改善与转向小齿轮5的啮合的所谓压力件(DruckstUck)4、转向轴11、扭杆12，以及具有随动啮合机构17的转向轴头部16。此外，为了可旋转运动地支承包括管道8在内的不同元件而设有多个轴承6、7、9和10。扭杆12构成转向轴11和转向小齿轮5之间的机械连接，其中，所述扭杆12通常在转向轴11的一侧上被压入到该处的一个设计成盲孔的容纳区域14(见图1b中的压入区域P)中。扭杆12的另一侧用销形的固定元件15固定在转向小齿轮5的侧面上。图1b示出在该处设置的盲孔内部的转向轴11的区域内容纳有一个扭杆端部。
[0004]安装时，所述扭杆12沿压入方向R以其一个端部压入到容纳区域14中。为此需要增大的力。但所述扭杆在其中部，即所谓的扭转区域T内具有变窄部(Verschlankung)直到确定直径，所述直径小于扭杆端部的直径。在两个区域T和P之间，过渡部应尽可能平缓，以避免出现大的切口效应。但平缓的过渡部又加大了将扭杆端部压入容纳区域14的难度。为了能有效地将压入过程所需的力传输到扭杆12上，需要用以放置安装工具的最小面F，所述安装工具以所需的力沿压入方向R压到所述扭杆11上。因此，通常将扭杆12在过渡区域内构造成至少在外周上留有环形的压入面F，安装工具可放置到所述压入面上(见图lb)。所述安装工具也须具有特殊的环形结构。总的来说，在已知的结构中基本上存在以下问题:过渡区域(逐渐变细的区域)中具有小的倒圆角半径的大的直径突变(Durchmessersprung)增大切口效应。所述扭杆的构造主要受安装过程所必需的压入力或压入面的影响。为压入所述扭杆，需要复杂的装置或特殊工具。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的任务是，改进开头提及的结构，特别是带有扭杆结构的转向传动装置，从而有利地避免出现上述问题。本发明还建议一种转向系统，其配有经改进的转向传动装置。此外，还提出安装这种转向传动装置的方法。
[0006]该任务通过根据权利要求1的特征的带有扭杆结构的转向传动装置以及通过配有该转向传动装置的转向系统和根据并列权利要求其中之一所述的安装方法得以完成。
[0007]因此，建议一种用于转向系统的、带有扭杆结构的转向传动装置，该转向传动装置的特征是，转向轴或备选转向小齿轮具有带通孔的管状容纳段，扭杆的端部配合到所述通孔中。所述管状容纳段优选构造在所述转向轴上，但也可构造在所述转向小齿轮上。
[0008]由于通孔的原因，所述扭杆可以相当简单地安装，即方法是:在第一步骤中将扭杆从外穿过通孔引入(优选转向轴的)管状容纳段，并在力作用到端侧地设置在扭杆端部上的压入面上的情况下将扭杆压入到通孔中。所述扭杆也可以从外(背侧地)并在充分利用端侧压入面的情况下被配合进去。然后可以在下一步骤中将所述扭杆的(在此时在转向小齿轮上的)另一个端部以固定元件，特别是销固定在中性位置(零角)中。
[0009]由从属权利要求给出本发明的有利的构造方式。
[0010]因此，扭杆的一个端部被压入到容纳段的通孔中，优选用于构造圆柱式的纵向过盈配合(LSngs-Pressverband )。
[0011]所述通孔优选不具有小于所述扭杆的另一端部或扭杆自身直径的直径。由此可以在安装时将所述扭杆穿过所述通孔完全地推到其较粗的端部处。
[0012]但所述通孔具有至少一个小于扭杆的配合到容纳段内的(较粗)端部的直径的直径。
[0013]还可以优选地进行两级式或更多级式地配合所述扭杆，其中，首先将扭杆预对中心，且然后才将其压入。对此设定，所述扭杆在一个端部上有具有第一直径(外直径)的第一段和具有第二较大直径(外直径)的第二段，其中，所述扭杆的第一段限定预对中心区域，并且所述扭杆的第二段限定压入区域(Einpressbereich)。
[0014]可以备选地或附加地设定，所述通孔在一个端部上有具有第一直径(内直径)的第一段和具有第二较小直径(内直径)的第二段，其中，所述通孔的第一段限定预对中心区域，且所述通孔的第二段限定压入区域。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下文借助于实施例详细地描述本发明，其中参考下列附图:
[0016]图1a和Ib:现有技术中的转向系统；
[0017]图2:以截面图示出带通孔的扭杆容纳部的结构；
[0018]图3a:以截面图示出带多级直径实施方式的扭杆端部的结构；
[0019]图3b:以截面图示出带通孔的扭杆容纳部的结构，所述通孔具有多级直径实施方式；以及
[0020]图4:用于安装所述转向传动装置的方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0021]首先借助于图2示出第一实施例，在该实施例中，转向传动装置配有根据本发明所述的扭杆容纳部。所述容纳部设计成套筒形的、具有通孔14 *的外部件17 *，其中，所述外部件17 *是转向轴头(对照图1a中的“16”)。本发明还可以在转向小齿轮的侧面上实施，但优选在所述转向轴头上实施，如图2中示例性地示出的那样。
[0022]带通孔14 *的外部件或套筒17 *形成扭杆12的容纳区域14 *。所述通孔14*的内直径被构造成小于所述扭杆12的(要被配合进去的)端部的外直径。安装时，扭杆12以其第一端部(此处为转向小齿轮侧的端部)穿过通孔14 *引导，并且随后以其第二端部(转向轴侧的端部)配合到通孔14 *中。在该端部上，所述扭杆12具有平面或者平面的压入面F 从而可以用简单的工具(压模Druckstempel)实施压入过程。
[0023]沿压入方向R *、即沿转向小齿轮的方向压入扭杆12，从而在压入区域P内构成圆柱形的纵向过盈配合。所述扭杆12的逐渐变细的区段构成通常的扭转区域T。内直径和外直径的尺寸和压入区域P的长度(纵向过盈配合部的段长)可以容易地配合给定的需求。通过向未被压入的端部(转向小齿轮侧的端部)施加压力，也可以容易地进行扭杆12可能需要的拆卸。
[0024]现借助于图3a和图3b描述其他能够实现在压入扭杆前进行预先对中心的实施例。对此，扭杆端部和/或通孔对于外直径和内直径多级地设定尺寸:
[0025]图3a示出扭杆12’，所述扭杆在其要压入的端部上具有至少两个大小不同的直径dl和d2。所述第一直径dl尺寸小于第二直径d2，而且第一直径dl仅略小于所述通孔的内直径(亦见图2中的14 * )。相反，第二直径d2略大于通孔的内直径地确定尺寸。由此实现，在将扭杆12’插入到所述通孔中时，所述扭杆12’能够首先以其第一直径dl位于通孔中并预先对中心。此后所述扭杆12’可以沿压入方向R* (参见图2)继续被压入到通孔中。
[0026]因此，具有较小的第一直径dl的区域是预先对中心区域V’，并且，具有较大直径d2的区域是原本的压入区域P’。
[0027]对此，所述通孔可以备选地或也补充地具有多级的直径尺寸，如这示例性地在图3b中所示的那样。
[0028]带通孔14 *的容纳区域14”具有第一直径Dl和小于第一直径Dl的第二直径D2。所述第一直径Dl大小大致相等于或稍大于扭杆端部的最大直径。例如Dl与图3a中示出的直径d2或图2中的扭杆12的外直径大致相当。
[0029]第二直径D2设计成小于扭杆的最大外直径，从而其限定原本的压入区域P”。直径Dl确定预对中心区域V”。因此，通过图3b中示出的两级的直径尺寸，在外部件(套筒)区域中也可以构造预对中心区域V”和压入区域P”。图3b中示出的通孔14*的尺寸既可与简单的扭杆(参见图2)也可与一级式的扭杆(参见图3a)组合起来。
[0030]现借助于图4说明一种用于安装转向传动装置的方法(另见图la/b、图2以及图3a/b)。
[0031]用于安装带有依据本发明的扭杆结构的转向传动装置的方法100具有第一步骤110，在该步骤中，所述扭杆12从外穿过通孔14 *引进到管状的容纳段14中。所述容纳段优选在转向轴11上实现，但也可设置在转向小齿轮5上。
[0032]在力作用到所述扭杆12的插入的端部的情况下，所述扭杆被压入到通孔14 *中。所述压力或压入力直接作用到端侧设置在扭杆端部上的平面的压入面F *上。由此能使用简单的工具(例如压模)。也能最优地设定所述扭杆的过渡区域或逐渐变细的区域的尺寸。
[0033]如果所述扭杆和/或通孔具有多级直径尺寸(见图3a/b)，则在压入前首先将所述扭杆预对中心。只要压入扭杆，就进行下一个步骤120。
[0034]在该步骤120中安装所述扭杆的另一个(未压入的)端部。在所述实施例中，这是转向小齿轮侧的扭杆端部(也参见图1a)，所述扭杆端部被装到中性位置(零角)中，并且随后通过固定元件、特别是销15固定在该处。
[0035]因此，安装总是沿一个方向上、即压入方向R* (参见图2)进行。因此安装方向与压入方向一致。所述扭杆可从背侧压入，其中，所述扭杆可以通过预对中心区域定位。通过改变安装方向(比较图2和图1a)，明显扩大压入面积，简化安装工具，并能够实现在扭杆(部件)自身上构造出针对切口效应的优化的过渡。
[0036]设有通孔的外部件(管套)不一定非要尺寸大于传统的转向轴头(参见图1a中的“16”)。所述压入区域可以例如设有滚花，或者可设计成圆柱式的纵向过盈配合。
[0037]总的来说产生以下特别的优点:能够实现优化扭杆构造和减小切口效应。继而因此能够实现使用强度更低的材料或预调质过的作用物。可使用简化的安装工具。压入面的显著扩大也使安装的实施变得容易。
[0038]总地来说，本发明从传统的、具有扭杆结构的转向传动装置出发，其中，在所述转向传动装置中支承有经由扭杆连接的转向小齿轮和转向轴，以将由所述转向轴产生的的扭矩传输到所述转向小齿轮上，其中，所述扭矩引起所述扭杆的扭转。为易于安装所述扭杆，建议所述转向轴或备选地转向小齿轮具有带通孔的、管状的容纳段，所述扭杆的端部嵌入到所述通孔中。由此，所述扭杆可从背侧安装和配合入/压入。压入面积的显著扩大使安装的实施变得容易。同时也可使用简化的安装工具。此外，能够实现在所述扭杆的逐渐变细区域内优化构造并减小切口效应。
[0039]附图标记列表
[0040]I转向传动装置
[0041]2传感器壳体
[0042]3 齿条
[0043]4受压件
[0044]5转向小齿轮
[0045]6固定轴承
[0046]7浮动轴承
[0047]8 管道
[0048]9 轴承
[0049]10 轴承
[0050]11转向轴
[0051]12、12，扭杆(扭力杆)
[0052]13随动件(扭转最大时的止挡件)
[0053]14容纳区域、盲孔
[0054]15固定元件、销
[0055]16转向轴头
[0056]17 随动卩齿合机构(Mitnahmeverzahnung)
[0057]T扭转区域
[0058]P、P’、P” 压入区域
[0059]R、R*压入方向
[0060]V’、V”预对准中心区域
[0061]F、F*针对压入力的平面
[0062]14 * 通孔
[0063]17 *外部件(套管)
[0064]dl、d2扭杆端部上的直径
[0065]D1、D2通孔内的直径
【权利要求】
1.用于转向系统的、具有扭杆结构的转向传动装置(1)，其中，在所述转向传动装置(I)中支承转向小齿轮(5)和转向轴(11)，所述转向小齿轮和转向轴经由扭杆(12)连接，以将由转向轴(11)产生的扭矩传输到转向小齿轮(5)上，其中，所述扭矩导致所述扭杆(12)扭转，其特征在于，所述转向轴(11)或转向小齿轮(5)具有带通孔(14*)的管道形的容纳段(14)，扭杆(12)的一个端部配合到所述通孔中。
2.根据权利要求1所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述管道形的容纳段(14)构造在所述转向轴(11)上。
3.根据权利要求1或2所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述扭杆(12)的一个端部被压入到容纳段(14)的通孔(14*)中以构造圆柱式的纵向过盈配合。
4.根据上述权利要求之一项所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述通孔(14*)不具有比扭杆(12)另一个端部的和扭杆自身的直径小的直径(D1、D2)。
5.根据上述权利要求之一项所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述通孔(14*)具有至少一个直径(Dl)，所述直径小于扭杆(12)的配合到容纳段(14)中的端部的直径。
6.根据上述权利要求之一项所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述扭杆(12)在一个端部上有具有第一直径(dl)的第一段(V’)和具有第二较大直径(d2)的第二段(P’)，其中，所述扭杆(11)的第一段限定预对中心区域(V’)，并且所述扭杆(11)的第二段限定压入区域(P，)。
7.根据上述权利要求之一项所述的转向传动装置(I)，其特征在于，所述通孔(14* )在一个端部上有具有第一直径(Dl)的第一段(V”)和具有较小第二直径(D2)的第二段(P”)，其中，所述通孔(14*)的第一段限定预对中心区域(V”)，并且所述通孔(14*)的第二段限定压入区域(P”)。
8.带有具有扭杆结构的转向传动装置(I)的转向系统，其中，在所述转向传动装置(I)中支承转向小齿轮(5)和转向轴(11)，所述转向小齿轮和转向轴经由扭杆(12)连接，以将由转向轴(11)产生的扭矩传输到转向小齿轮(5)上，其中，所述扭矩导致所述扭杆(12)扭转，其特征在于，所述转向轴(11)或转向小齿轮(5)具有带通孔(14*)的管道形的容纳段(14)，扭杆(12)的一个端部配合到所述通孔中。
9.用于安装具有扭杆结构的转向传动装置(I)的方法，其中，在所述转向传动装置(I)中支承转向小齿轮(5)和转向轴(11)，所述转向小齿轮和转向轴经由扭杆(12)连接，以将由转向轴(11)产生的扭矩传输到转向小齿轮(5)上，其中，所述扭矩导致所述扭杆(12)扭转，其特征在于，在第一步骤中，将所述扭杆(12)从外穿过通孔(14*)插入转向轴(11)的或转向小齿轮(5)的管道形的容纳段(14)中，并且在力作用到端侧地设置在所述扭杆(12)的端部上的压入面(F*)上的情况下将扭杆压入通孔(14*)中；以及，在随后的步骤中，用固定元件、特别是销(15)将所述扭杆(12)的另一个端部固定在转向小齿轮(5)或转向轴(II)上。
【文档编号】B62D3/12GK104210531SQ201410391972
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2013年5月28日
【发明者】T·库尔茨, A·萨维迪斯, F·沃尔夫 申请人:Zf操作系统有限公司