齿条和小齿轮磨损补偿的制作方法
【专利摘要】本发明涉及齿条和小齿轮磨损补偿。机动车的转向系统包括：具有齿条和小齿轮的转向组件；以及齿条承座，所述齿条承座构造成与所述齿条相接触，所述齿条承座布置在壳体的齿条承座孔内。所述系统还包括磨损补偿组件，所述磨损补偿组件与布置在所述齿条承座内的齿条承座孔腔流体连通，所述磨损补偿组件构造成响应于所述齿条承座在所述齿条承座孔内的运动而将流体引入所述齿条承座孔腔中。
【专利说明】齿条和小齿轮磨损补偿
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2013年3月12日提交的第61/777，611号美国临时专利申请的优先权，其全部内容并入本申请中作为参考。
【背景技术】
[0003]典型的机动车齿条和小齿轮转向组件包括小齿轮轴和齿条,结合有包括常规齿条承座、螺旋弹簧和调整柱塞设计的设计。在使用过程中，所述转向组件的各个部件会发生磨损。这些部件可包括齿条承座衬套以及齿条和小齿轮的齿。此类磨损会在部件之间产生隔开的间隙，从而可引起不期望的噪声和振动。
【发明内容】
[0004]机动车转向系统的实施例包括:转向组件，所述转向组件包括齿条和小齿轮；以及构造成与所述齿条接触的齿条承座，所述齿条承座被设置在外壳的齿条承座孔中。所述系统还包括磨损补偿组件，其与设置在所述齿条承座内的齿条承座孔腔流体连通，所述磨损补偿组件构造成响应于齿条承座在所述齿条承座孔内的运动而将流体引入所述齿条承座孔腔中。
[0005]磨损补偿组件的实施例包括与壳体的齿条承座孔流体连通的流体源，所述齿条承座孔构造成将齿条承座设置于其内，所述齿条承座构造成与齿条和小齿轮转向组件中的齿条相接触。所述组件还包括流体控制装置，其构造成响应于在所述齿条承座和调节柱塞之间形成通道而使得流体从所述流体源前进到所述齿条承座孔内，所述调节柱塞安置在所述齿条承座孔上，且构造成保持所述齿条承座孔与所述齿条承座孔。
[0006]从下述描述结合附图将更加显而易见到这些以及其他的优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]在申请文件的结尾处的权利要求书中具体地指出并且明确地要求保护被认作本发明的主题内容。通过下述详细描述结合附图将显而易见本发明的前述以及其他的特征和优点，其中；
[0008]图1示出了齿条和小齿轮转向组件的示例性实施例；以及
[0009]图2示出了图1中的转向组件的密封部件的剖面图。
【具体实施方式】
[0010]在本发明的示例性实施例中提供了用于补偿转向组件的磨损的系统、设备和方法。磨损补偿组件的实施例包括流体源，其构造成将流体(如，液压转向流体)注入由于转向组件的部件的磨损而形成的通道、间隙或者隔开空间中。在一个实施例中，所述磨损补偿组件包括流体储存室，其与壳体中的齿条承座孔流体连通。由于所述通道内的负压，流体可被引入到所述孔中以及还被引入通道、间隙或者隔开空间中(如，在齿条承座和调节柱塞之间)。如本文所使用的，术语“负压”是指相邻区域之间的压力差，因此所述负压表示其压力低于相邻区域的区域。在所示的示例性实施例中，负压是指比大气压力更低的压力。
[0011]所述磨损补偿组件提供一种用于降低或者抑制由转向组件的部件磨损(如，齿条承座衬套、齿条和小齿轮的齿的磨损)而形成的间隙所引起的运动的机制。当车辆载荷冲击通过所述齿条和小齿轮时，这种间隙可能导致部件的加速增大。这会产生令人厌恶的噪音。由所述磨损补偿组件将流体引入到通道或隔开空间(如，所述齿条承座和所述调节柱塞之间的空间)中借助于顺应例如所述齿条承座和调节柱塞之间的潜在间隙的区域而抑制加速和令人厌恶的噪音。
[0012]参照图1，示例性机动车转向组件10包括壳体12，其与齿条14和小齿轮轴16相互作用。所述壳体12包括齿条承座18 (如,招齿条承座)，其与所述齿条14相接触。所述齿条承座18可包括齿条承座衬套，以减少对于所述齿条14和所述齿条承座18之间的相对滑动的摩擦阻力。螺旋弹簧20或者其他偏压部件偏置所述齿条承座18，以便使所述齿条承座18与所述齿条14保持接触。在一个实施例中，所述齿条承座18布置在形成于所述壳体12中的齿条承座孔22内。
[0013]在一个实施例中，所述螺旋弹簧20借助于调节柱塞24而至少部分在所述齿条承座孔腔23内保持就位，其中所述调节柱塞24可包括附加柱塞26。所述调节柱塞24和/或柱塞26由锁紧螺母28紧固。第一 O形环密封件30设置在所述壳体12和所述齿条承座18之间，第二 O形环密封件32设置在所述调节柱塞24和所述壳体12之间。在所示的实施例中，所述O形环30和32是能够弹性变形的弹性构件。
[0014]所述组件10包括液压磨损补偿组件40或者与液压磨损补偿组件40可操作地连通。所述磨损补偿组件40包括流体源，其构造成抑制或者以其他方式减少由所述转向组件的各个部件的磨损所导致的运动和噪音。所述流体可以是能够提供阻力和/或抑制效果的任意适合的流体。示例性流体包括液压流体,如液压动力转向流体。在示例性实施例中，所述液体源为流体储存室42，其安装成借助于流体源通道41与所述齿条承座孔22流体连通。所述流体储存室42安装成与壳体12连接或者安装在壳体12内，但不限于此。主流体储存室42包括各种密封件以将所述流体保持于其内，所述密封件例如是储存室密封件44和柱塞46。
[0015]所述磨损补偿组件40构造成从将流体从流体储存室42中引出通过流体源通道41并且经由在齿条承座孔22和齿条承座18之间形成的第一通道部分或挤压间隙54以及在齿条承座18和所述调节柱塞24之间形成的第二通道部分56而被输出至所述齿条承座孔腔23。第二通道部分56是由所述齿条承座18在齿条承座孔22内的磨损而形成的。具体地，由于当在转向组件10的使用寿命期间所述齿条承座18在齿条承座孔22内运动时所述齿条承座18的磨损而形成第二通道部分56。如可见的，一旦在齿条承座18和调节柱塞24之间存在磨损，所述第一通道部分54和/或第二通道部分56就打开，并且与齿条承座孔腔23流体连通。
[0016]可以看出，至少第二通道部分56不必是明确或限定的流动路径，但是相反可包括任意间隙或者隔开区域，其中在齿条承座18和调节柱塞24间形成空间。一般来说，在装配期间借助于O形环密封件30和32的相对尺寸在齿条承座18和齿条承座孔22之间形成第一通道部分54，如图2中最佳地所示的。然而，可以看出，随着部件磨损，第一通道部分54的尺寸和大小在所述组件10的使用寿命内可以变化。如图所示，第一通道部分54在其相对的端部受第一 O形环密封件30和第二 O形环密封件32约束。由此，可以看出，第一通道部分54还可包括在调节柱塞24和壳体12之间形成的挤压间隙部分，所述挤压间隙部分在第二通道部分56和第二 O形环密封件32之间延伸。
[0017]所述流体储存室42构造成允许流体前进到所述齿条承座孔22中。例如，由于第一通道部分54而在所述孔22内产生的负压使得流体从所述流体储存室42被引入至少第一通道部分54和孔22中。随着形成第二通道部分56并且负压继续从流体储存室42中引出流体流，所述第二通道部分56和/或所述齿条承座孔腔23填充有所述流体。通道部分54、56和/或齿条承座孔腔23内的流体一起形成流体抑制器，以便减轻所述孔22内的突然冲击和加速。
[0018]在一个实施例中，所述组件40包括流体控制装置，例如止回阀48或者构造成允许流体前进至所述通道部分54、56和齿条承座孔腔23中的其他阀系统。例如，止回阀48的止回阀球形密封件和止回阀螺旋弹簧50在导致形成通道部分的磨损情况下允许流体前进到所述孔22中，而例如在齿轮加载事件期间所述流体不会漏出或者回流到流体储存室42中。在流体进入到所述孔22中的通道部分54、56中之后，所述流体借助于诸如O形环密封件30、32和所述止回阀48的密封部件而被保持在所述隔开空间内。
[0019]在使用中，例如当在所述系统10内发生磨损时，所述齿条承座螺旋弹簧20朝向所述齿条14和小齿轮16推动所述齿条承座18，这在所述齿条承座18和所述调节柱塞24之间产生间隙，从而在所述孔22内特别是在通道部分54和56内产生负压。负压(即，流体储存室42和齿条承座孔22之间的压力差)使所述止回阀48打开从而允许所储存的液体从所述流体储存室42进入所述齿条承座孔腔23，并且保持所述组件10的加速和噪音抑制性能。例如，如图2中所示的，所述流体通过在所述壳体12内的所述齿条承座18和齿条承座孔22之间形成的第一通道部分或挤压间隙54而进入孔22中。在一个实施例中，所述柱塞46包括通气片52，其使得所述流体储存室42能够在其中保持大气压。由此，在所示实施例中的负压将小于大气压力。
[0020]虽然本发明结合仅仅有限数量的实施例被详细描述，但是应当容易理解的是，本发明不限于这种公开的实施例。而是，本发明可修改以包括在前文未描述的任何数量的变形、修改、置换或者等价布置，但是所述变形、修改、置换或者等价布置与本发明的精神和范围相一致。此外，虽然描述了本发明的各个实施例，但是要理解的是，本发明的方面可包括所描述实施例中的仅一些。因此，本发明被视为不受前文的描述限制。
【权利要求】
1.一种机动车的转向系统,包括: 包括齿条和小齿轮的转向组件； 构造成与所述齿条接触的齿条承座，所述齿条承座布置在壳体的齿条承座孔中；以及 磨损补偿组件，所述磨损补偿组件能够与布置在所述齿条承座内的齿条承座孔腔流体连通，所述磨损补偿组件构造成响应于所述齿条承座在所述齿条承座孔内的运动而将流体引入所述齿条承座孔腔中。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述磨损补偿组件包括与所述齿条承座孔腔流体连通的流体储存室。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述流体储存室借助于在所述壳体中形成的流体源通道与所述齿条承座孔腔流体连通。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述流体构造成响应于在所述齿条承座孔腔内形成负压而被引入所述齿条承座孔腔中。
5.如权利要求2所述的系统，其中，所述磨损补偿组件包括在所述齿条承座和所述壳体之间形成的第一通道部分、以及在所述齿条承座和调节柱塞间形成的第二通道部分。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述流体储存室布置在所述壳体内，且包括构造成响应于形成所述第二通道而允许流体引入到所述齿条承座孔中的阀组件。
7.如权利要求1所述的系统，还包括在所述齿条承座和所述齿条承座孔之间形成的通道部分。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述通道部分包括相对的端部，且至少一个密封部件设置在所述相对的端部处并且构造成将所述流体保持在所述通道部分内。
9.如权利要求8所述的系统，其中，至少一个密封部件包括两个O形环，第一O形环布置在所述齿条承座孔和所述齿条承座之间，第二 O形环布置在所述壳体和调节柱塞之间，所述调节柱塞构造成将所述齿条承座保持在所述齿条承座孔内。
10.一种磨损补偿组件，包括: 与壳体的齿条承座孔流体连通的流体源，所述齿条承座孔构造成将齿条承座布置于其内，所述齿条承座构造成与齿条和小齿轮转向组件的齿条接触；和 流体控制装置，所述流体控制装置构造成响应于在所述齿条承座和调节柱塞之间形成通道而将流体从所述流体源引入所述齿条承座孔中，所述调节柱塞安置在所述齿条承座孔上，且构造成保持所述齿条承座孔与所述齿条承座孔。
11.如权利要求10所述的组件，其中，所述流体构造成响应于相对于所述流体源内的压力来说在所述通道内形成负压而被引入所述通道中。
12.如权利要求10所述的组件，其中，所述通道在所述齿条承座和所述调节柱塞之间延伸。
13.如权利要求10所述的组件，其中，所述流体源包括布置在所述壳体中的流体储存室，所述流体控制装置包括构造成响应于所述流体源和所述通道之间的压力差而打开和关闭的阀组件。
14.如权利要求10所述的组件，还包括在所述齿条承座和所述齿条承座孔间形成的挤压间隙，所述挤压间隙在所述流体源和所述通道之间流体连通。
15.如权利要求14所述的组件，还包括至少一个弹性密封部件，其构造成将流体保持在 所述挤压间隙之内。
【文档编号】B62D3/12GK104044630SQ201410167925
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】G·E·阿尔特, C·R·里克 申请人:操纵技术Ip控股公司