專利名稱：旋轉(zhuǎn)支撐的轉(zhuǎn)向軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求I的前序部分的特征的用于機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向裝置的執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
在具有通用構(gòu)型的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置的機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向裝置中，齒條或轉(zhuǎn)向軸可縱向移動(dòng)地支承在轉(zhuǎn)向裝置殼體中。在縱向方向上的位移通過與齒條連接的轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)造成機(jī)動(dòng)車的已轉(zhuǎn)向的輪的樞轉(zhuǎn)。齒條在通常情況下由轉(zhuǎn)向軸通過齒部哨合驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪與齒條的齒段嚙合時(shí)的齒部嚙合同時(shí)也防止了齒條圍繞其縱軸線的旋轉(zhuǎn)。因此，該主動(dòng)齒輪抵抗旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)地支撐所述齒條。能夠造成齒條的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的扭矩一方面通過轉(zhuǎn)向橫拉桿引入齒條中。另一方面存在機(jī)電驅(qū)動(dòng)或輔助的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置，其中設(shè)有用于將齒條的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置例如能夠具有循環(huán)球裝置，所述循環(huán)球裝置同軸地圍繞齒條，并且與齒條上的球螺紋共同作用。循環(huán)球裝置通過空心軸馬達(dá)或通過從側(cè)面設(shè)置在循環(huán)球裝置旁的電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)。循環(huán)球裝置的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致齒條或轉(zhuǎn)向軸的縱向位移。如上所述，支撐與其相關(guān)聯(lián)的扭矩。由于不同的原因，人們對(duì)于特定的應(yīng)用致力于避免轉(zhuǎn)向軸，即避免在方向盤和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主動(dòng)齒輪之間的剛性的連接。由于事故安全性的原因，這能夠是有利的，但是也用于避免在機(jī)動(dòng)車的前軸和內(nèi)室之間的固體聲傳播。為這樣的情況研發(fā)了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置，其中例如通過索或通過液壓主動(dòng)單元和從動(dòng)單元提供在方向盤和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置之間的機(jī)械耦聯(lián)。這樣的轉(zhuǎn)向裝置能夠構(gòu)造成具有或者不具有伺服助力。還已知的是線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供在方向盤和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置之間的電耦聯(lián)。當(dāng)省去在主動(dòng)齒輪的區(qū)域中的傳統(tǒng)的扭矩支撐時(shí)，必要的是，通過其他方式支撐通過機(jī)動(dòng)車道的反作用或者通過伺服驅(qū)動(dòng)裝置所產(chǎn)生的扭矩。這尤其適用于具有已提及的循環(huán)球裝置的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置或其他旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的是，在具有液壓工作缸的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器中實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向軸的支撐，所述轉(zhuǎn)向軸可實(shí)現(xiàn)特別緊湊的構(gòu)型。所述目的通過具有權(quán)利要求I的特征的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檗D(zhuǎn)向執(zhí)行器具有非圓環(huán)形的、特別是非圓的液壓活塞，所以所述轉(zhuǎn)向軸能夠通過活塞支撐在同樣非圓環(huán)形的轉(zhuǎn)向裝置殼體處。由此可靠地阻止在出現(xiàn)扭矩時(shí)圍繞縱軸線的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸作為傳動(dòng)元件優(yōu)選是傳動(dòng)裝置的部件,所述傳動(dòng)裝置將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向軸的線性運(yùn)動(dòng)，例如為行星齒輪傳動(dòng)裝置、螺桿傳動(dòng)裝置等等。尤其優(yōu)選的是，轉(zhuǎn)向軸設(shè)有球螺紋，循環(huán)球傳動(dòng)裝置作用到所述球螺紋上用于電動(dòng)機(jī)式驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)向軸。進(jìn)一步優(yōu)選的是，構(gòu)造具有正多邊形的形狀的活塞。另一優(yōu)選的實(shí)施形式設(shè)計(jì)為使得活塞在其外周上設(shè)有密封襯墊和單獨(dú)的滑動(dòng)襯墊，所述密封襯墊和滑動(dòng)襯墊貼靠在轉(zhuǎn)向裝置殼體的內(nèi)側(cè)上。結(jié)合本專利申請(qǐng)，“轉(zhuǎn)向軸”應(yīng)理解為在轉(zhuǎn)向裝置殼體內(nèi)可縱向移動(dòng)地支承的、桿形傳動(dòng)元件，所述傳動(dòng)元件在功能上相應(yīng)于齒條，但是不必須具有相應(yīng)的齒部。單詞“柱形”應(yīng)在數(shù)學(xué)意義上理解，并且表示為具有兩個(gè)全等的基面的形狀，所述基面通過側(cè)表面相互連接。術(shù)語“非圓”意味著在這個(gè)定義的情況下，所述基面不是圓形的。


下面借助于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖示出圖I示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的縱剖圖；以及圖2示出圖I中的執(zhí)行器沿著線II-II的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中示出用于機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的縱剖視圖。所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行器包括轉(zhuǎn)向裝置殼體1，轉(zhuǎn)向軸2可縱向移動(dòng)地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向裝置殼體中。轉(zhuǎn)向軸2設(shè)有球螺紋3，所述球螺紋連同球4和球螺母5 —起構(gòu)成球螺紋傳動(dòng)裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，球螺紋傳動(dòng)裝置通過齒帶6由電動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)。以已知的方式，球螺母5的旋轉(zhuǎn)造成轉(zhuǎn)向軸2在縱向方向上的直線位移。轉(zhuǎn)向軸2還具有活塞8。所述活塞8設(shè)有密封襯墊9和滑動(dòng)襯墊10，并且大致同心地位于轉(zhuǎn)向軸2上。轉(zhuǎn)向裝置殼體I具有柱形的內(nèi)表面11，活塞8借助密封襯墊9和滑動(dòng)襯墊10貼靠在所述柱形的內(nèi)表面上。在轉(zhuǎn)向軸2縱向移動(dòng)時(shí)，活塞8在表面11上沿縱向方向滑動(dòng)。轉(zhuǎn)向裝置殼體I的內(nèi)表面11限定了被活塞2劃分為第一工作腔12和第二工作腔13的內(nèi)腔。第一工作腔12借助于密封環(huán)14相對(duì)于轉(zhuǎn)向裝置殼體I的其中設(shè)有球螺紋傳動(dòng)裝置的部段液壓地密封。在轉(zhuǎn)向裝置殼體I的相對(duì)置的端部上具有自由端15，在所述自由端15中，轉(zhuǎn)向軸2支撐在滑動(dòng)軸承16中。第二工作腔13借助密封環(huán)17相對(duì)于滑動(dòng)軸承16密封。因此，轉(zhuǎn)向軸2與活塞8和兩個(gè)工作腔12、13構(gòu)成雙重作用的活塞-缸單元。設(shè)有液壓接口 18和19以用于將工作腔12或13與本身已知的液壓系統(tǒng)連接。轉(zhuǎn)向執(zhí)行器不具有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)小齒輪。相反，轉(zhuǎn)向執(zhí)行器根據(jù)這個(gè)實(shí)施例設(shè)計(jì)為用于下述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中方向盤通過短的轉(zhuǎn)向柱與液壓活塞-缸單元連接作為主動(dòng)單元。主動(dòng)單元通過液壓管路與轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的接口 18和19連接。然后，兩個(gè)工作腔12和13連同活塞8 一起構(gòu)造為從動(dòng)單元,所述從動(dòng)單元在未示出的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)造成轉(zhuǎn)向軸2在縱向方向上的位移，更確切地說，在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施形式中不具有液壓轉(zhuǎn)向輔助裝置。這樣的液壓系統(tǒng)由于省去液壓泵是“液壓剛性的”，并且本身能夠設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要耗費(fèi)的傳感裝置，并且不需要完全的冗余。轉(zhuǎn)向助力在需要時(shí)由電動(dòng)機(jī)7通過球螺紋傳動(dòng)裝置施加到轉(zhuǎn)向軸2上。在這種情況下，沿著扭矩箭頭20的方向產(chǎn)生圍繞縱軸線的扭矩。為了支撐所述扭矩，活塞8非圓地構(gòu)成，如在圖2中所示。圖2示出圖I中的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器沿著線II/II的橫截面。活塞8基本上構(gòu)成為帶有倒圓的角的六邊形，并且所述活塞沿外周方向支撐在相應(yīng)構(gòu)造的轉(zhuǎn)向裝置殼體I中，其中，所述密封襯墊9和滑動(dòng)襯墊10未示出。轉(zhuǎn)向軸2以已知的方式構(gòu)造為圓形的和桿形的。在此示意地示出和說明的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器能夠在其縱向方向上構(gòu)造為尤其短的，因?yàn)榕ぞ卦诜菆A的活塞的區(qū)域中支撐。在球螺紋3或液壓從動(dòng)單元外不需要引導(dǎo)或支撐。否則，這樣的支撐例如在軸套16的區(qū)域中提供，并且在那里需要附加的結(jié)構(gòu)空間。這借助已示出的解決方案得以避免。轉(zhuǎn)向軸借助于非圓的液壓活塞抵抗扭矩的支撐也能夠在其它類似的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置中提供，所述類似的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置具有在轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向軸之間通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)小齒輪等形 成的純機(jī)械連接。因?yàn)槌肆鬟f以外，所述組件不必還要支撐所述扭矩，所以能夠更簡(jiǎn)單并且從而更輕和更低成本地構(gòu)造機(jī)械連接的實(shí)施形式。液壓活塞的優(yōu)選的形狀在技術(shù)意義上是非圓的。在技術(shù)上，周期性地偏離圓或圓形運(yùn)動(dòng)的幾何形狀和橫截面被稱為非圓的?；钊绕淠軌蚓哂兴^的等厚的形狀。附圖標(biāo)記列表I轉(zhuǎn)向裝置殼體2轉(zhuǎn)向軸3球螺紋4 球5球螺母6 齒帶7電動(dòng)機(jī)8 活塞9密封襯墊10滑動(dòng)襯墊11柱形的內(nèi)表面12工作腔13工作腔14密封環(huán)15自由端16滑動(dòng)軸承17密封環(huán)18液壓接口19液壓接口20扭矩箭頭
權(quán)利要求
1.用于機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行器具有能夠沿縱向方向移動(dòng)地支承在轉(zhuǎn)向裝置殼體(I)中的轉(zhuǎn)向軸(2)，所述轉(zhuǎn)向軸抗扭地且不能移動(dòng)地承載活塞(8)，所述活塞與所述轉(zhuǎn)向軸(2)以可移動(dòng)的方式設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向裝置殼體(I)的構(gòu)造為缸的部段中，并且所述活塞連同轉(zhuǎn)向裝置殼體(I) 一起限定至少一個(gè)液壓工作腔(12、13)，其特征在于，所述活塞(8)和所述缸在垂直于所述縱向方向定向的平面中構(gòu)造為非圓環(huán)形的。
2.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，所述活塞(8)和所述缸在垂直于所述縱向方向定向的平面中構(gòu)造為非圓的。
3.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，作為傳動(dòng)元件的所述轉(zhuǎn)向軸(2)是傳動(dòng)裝置的部件，所述傳動(dòng)裝置將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述轉(zhuǎn)向軸(2)的線性運(yùn)動(dòng)。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置具有球螺紋傳動(dòng)裝置，所述球螺紋傳動(dòng)裝置同軸地包圍所述轉(zhuǎn)向軸(2)，并且與設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸(2)上的球螺紋(3)共同作用。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，所述活塞(8)和所述缸垂直于所述縱向方向具有帶有倒圓的角的多邊形橫截面。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，所述活塞(8)構(gòu)造為正多邊形的形狀。
7.如上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，其特征在于，所述活塞(8)在其外周上設(shè)有密封襯墊(9)和單獨(dú)的且在縱向方向上與所述密封襯墊(9)間隔開的滑動(dòng)襯墊(10)，所述密封襯墊和滑動(dòng)襯墊貼靠在所述轉(zhuǎn)向裝置殼體(I)的內(nèi)側(cè)(11)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向執(zhí)行器，該轉(zhuǎn)向執(zhí)行器具有可沿縱向方向移動(dòng)地支承在所述轉(zhuǎn)向裝置殼體中的轉(zhuǎn)向軸，其中，所述轉(zhuǎn)向軸抗扭且不可移動(dòng)地承載活塞，所述活塞與轉(zhuǎn)向軸以可移動(dòng)的方式設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向裝置殼體的構(gòu)造為缸的部段中，并且所述活塞限定了至少一個(gè)液壓工作腔，其中，所述活塞和所述缸在垂直于所述縱向方向定向的平面中非圓地構(gòu)造。
文檔編號(hào)B62D5/04GK102947165SQ201180031262
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者曼弗雷德·弗龍博爾德 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯普利斯坦有限公司