专利名称：传力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传力装置，特别是用于将旋转运动转为平移运动的传力装置，特别用于车辆的转向机构。
传力装置应用于例如车辆的转向机构，即将旋转运动转为直进运动。这时通常会采用球旋转螺轴将旋转运动转为直进运动。或者采用带有小齿轮和齿条的简单变速档位， 通常出于成本优势会优选使用该变数档位。在助力转向时通常是将辅助力矩通过蜗轮传动直接传递至车辆转向柱或者小齿轮上。但这时由于小齿轮和齿条的构造，传递力的上限约为8500牛。另外，在这种传动的设计上也必须注意结构空间尽可能小、重量尽可能低，以便能够顺利用于车辆狭小的构造空间内。发明内容
具有权利要求1所述特征的依据本发明的传力装置的优势在于，该装置构造特别紧凑且简单。另外，利用依据本发明的传力装置可传递增大的力矩。此外，蜗杆和齿条上的径向力可以抵消。由此使蜗杆不会产生弯曲的现象，减小蜗杆直径。依据本发明可实现， 该动力传动装置包括驱动装置、作为传力装置输入部件的蜗杆、第一和第二蜗轮、第一和第二小齿轮以及双啮合部件。每个小齿轮分别与蜗轮一同旋转。两个蜗轮与蜗杆的同一蜗形啮合部相咬合。这也就是说，为了实现尽可能紧凑的构造，蜗杆设计有一个共同的蜗形啮合部，该啮合部即部位够与第一也能够与第二蜗轮相咬合。蜗轮优选彼此相对地布置在共同的蜗形啮合部上，进而实现消除蜗杆上的力。双啮合部件设计作为输出部件并包括第一和第二齿列，其中第一齿列与第一小齿轮，第二齿列与第二小齿轮相咬合。这样能够实现一种非常紧凑的构造，其具有相对成本有优势地可制造的配件，特别是能够传递较大的力。依据本发明的传力装置在其构造方面非常灵活，从而特别是在结构空间上与熟知的传力装置相比具有优势。依据本发明的传力装置可直接适应不同要求，例如适用于不同的机电制动力放大器，或者对于转向机构适应不同的车辆生产者的不同要求。
从属权利要求给出本发明的其他优选改进实施方案。
双啮合部件优选地是一个双齿的齿条或者一个双齿的齿环。该双齿齿条设计有两个位于彼此相反面的齿列并且能够用于例如制动力放大器或者转向机构或者在太阳能设备中作为伺服驱动装置用于镜面或者集热器的追踪运动。该双齿齿环能够用于例如带有可旋转结构的建筑机械的转圈，如起重机和挖掘机。另外，双齿齿环也可以用在风力发电设备中转体(Rotorgondeln)的旋转驱动装置或者动子叶片倾斜角的伺服驱动装置。
特别优选的是小齿轮的轴线与齿条呈一定夹角，优选地此夹角小于90°。这样可以实现蜗轮、蜗杆以及驱动装置布置的大的变化性。另外还实现了，其中一小齿轮的轴线与齿条呈第一夹角，第二小齿轮的轴线与齿条呈不同于第一夹角的第二夹角。另外还实现了， 蜗杆与其中一个蜗轮的至少一个轴线所呈夹角度数不是90°，而是小于90°。
依据另一个优选的可能的实施方式，蜗杆包括至少三个蜗形啮合部和四个蜗轮， 其中两个蜗轮可同时与三个蜗形啮合部中的一个相咬合。这样实现了更大的可变化性。
为了实现传力装置的间隙补偿，该传力装置优选地在其中至少一个小齿轮和蜗轮之间有一个间隙补偿装置。该间隙补偿装置包括凸块，第一和第二止挡，其中凸块在第一和第二止挡间有一个小间隙，还包括一个预紧元件，它将凸块预紧于其中一个止挡上。该预紧元件确保凸块始终与其中一个止挡接触，以保证传力装置的啮合中没有间隙。这样产生一个无间隙、无紧压的传力装置。
另外优选的是，齿条浮动设置于两个小齿轮之间。这样，可以不再需要齿条额外的支承结构，必要时还可进行齿条上的侧面导引。
为了得到特别紧凑的构造，优选的是驱动装置平行于齿条。驱动装置优选为电动机或者液压驱动装置。
依据本发明的传力装置优选作为机电制动力放大器或者车辆的助力转向机。根据车辆大小可以只使用一个驱动装置或者也可以使用两个或多个驱动装置，特别是电动机。 在应用时，旋转运动转为双齿条的平移运动。替换地依据本发明的传力装置也可以用在旋转的力中，例如建筑机械、风力发电设备、太阳能设备或者其他工业设备，如机器人。
下面借助于附图具体描述本发明的优先实施方式。附图示出
图1示出依据本发明的第一实施例的传力装置的示意图。
图2和3示出依据本发明的第二实施例的传力装置的示意图。
图4示出依据本发明的第三实施例的传力装置的示意图。
图5示出本发明的一个间隙补偿装置的示意图。
图6示出依据本发明的第四实施例的传力装置的示意图。
图7示出依据本发明的第五实施例的传力装置的示意图。
图8示出依据本发明的第六实施例的传力装置的示意图。
图9示出依据本发明的第七实施例的传力装置的示意图。
具体实施方式
下面借助于图1具体描述依据本发明一个优选实施例的传力装置1。
如图1中所见，传力装置1包括作为驱动装置2的电动机，该电动机驱动蜗杆3。 在蜗杆3上只有一个共同的蜗形啮合部13。另外，该传力装置1包括第一蜗轮6、第二蜗轮7、第一小齿轮8和第二小齿轮9。此外作为双啮合部件的是齿条10，它包括第一齿列11和第二齿列12。这两个齿列11、12位于齿条10彼此相对的侧上。第一小齿轮8与第一齿列 11，第二小齿轮9与第二齿列12相咬合。第一小齿轮8与第一蜗轮6相连，以便第一蜗轮 6和第一小齿轮8共同旋转。第二蜗轮7与第二小齿轮9以同样方式相连。蜗杆3上共同的蜗形啮合部位13驱动第一蜗轮6。第二蜗轮7同样由蜗杆3的共同蜗形啮合部13得到驱动。X-X标示齿条10的纵轴线。
如图1中所见，蜗杆3与双齿齿条10呈90°夹角。两个蜗轮6、7与两个小齿轮8、9在彼此相对侧位于双齿齿条10上，这样在运转中齿条上产生的力可以相互抵消。依据本本发明中在齿条10上通过两个小齿轮8、9能够传递较大的力，这样特别是可以费事和昂贵的球循环螺杆。另外，齿条额外还在两个小齿轮8、9之间进行滚动支承地导引，以便齿条浮动设置于小齿轮8、9之间。优选的，进行齿条的侧面导引。
图5示出间隙补偿装置20，它位于小齿轮8、9和蜗轮6、7之间。此间隙补偿装置 20包括凸块21、第一止挡22、第二止挡23和预紧元件对。如图5中所见，在第一止挡22 和凸块20之间出现一个间隙25的期间，预紧元件M预紧凸块21，以便它紧贴在第二止挡 23上。为了能够补偿部件公差，必须在安装时一个蜗轮能够围绕一个对应的小齿轮轴线旋转。在彼此处于正确的夹角位置时在组装方面组装小齿轮和蜗轮。然后啮合部彼此完全压紧从而实现无间隙。接着还可以在凸块21和第一止挡22之间，在预先设置预紧元件M的弹力的一定力水平下，在间隙25内部进行间隙补偿。优选的，还设计有一个缓冲部件(图中未作标识)，用以实现间隙补偿时的缓冲。依据本发明的间隙补偿装置可装入任何一个小齿轮-蜗轮单元之间。由此说明，这种间隙补偿装置可用于描述的所有实施例中。
图2和3示出依据本发明的第二个实施例的传力装置1，其中相同的或在具有相同功能的部件使用与第一实施例中相同的附图标记表示。
如图2中所见，驱动装置2平行于双啮合部件10。这样可以实现一种特别紧凑的结构。另外，在蜗杆3上设计有一个共同的蜗形啮合部位13。该蜗形啮合部位13同时与第一蜗轮6和第二蜗轮7咬合，其中蜗杆3上的蜗轮位于彼此相对，以实现力的平衡。在双齿齿条10上还有一个空隙10a，以便结构可以更为紧凑，因为驱动装置2的一部分插入空隙 IOa0其他方面该实施例与上述实施例相应，因此可参考上述以给出的说明。
下面借助于图4依据本发明的第三个实施例具体描述此传力装置。第三个实施例很大程度上与第二实施例相符，不同于第二实施例的是驱动装置2或蜗杆3的轴线与齿条 10的纵轴线X-X呈夹角a。其中对于两个蜗轮6、7在蜗杆3上再次设计有一个唯一共同的蜗形啮合部位13。其他方面下该实施例与第二实施例相符，因此可参考上述以给出的说明。
图6示出本发明的第四个实施例，其中相同的或在具有相同功能的部件一再使用与第一实施例中相同的附图标记表示。第四个实施例所示的带有双环齿轮14的传力装置 1作为带有第一齿环15和第二齿环16的双啮合部件。如图6中所见，双环齿轮14设计为带有内啮合部和外啮合部的齿圈。另外，依据第四个实施例，传力装置1中设计有两个驱动装置，即第一驱动装置2和与第一驱动装置2。图6中示出具有与第一驱动装置2的附图标记相同附图标记的第二驱动装置2’，并加上’来标示。通过图6中所示的结构在双环齿轮 14中不会产生径向力。还能够传递很大的力或力矩。由于内部第二齿环16的周长小于外部第一齿环15的周长，因此还需要内部小齿轮8，8’的分度圆小于外部小齿轮9，9’的分度圆。在此说明，图6所示的实施例基本也可以只通过唯一的驱动装置2来完成。图6所示的旋转的传力装置可用于如建筑机械、风力发电设备、太阳能设备或者其他工业设备。
图7示出依据本发明的第五实施例的传力装置1，其中相同的或在具有相同功能的部件一再使用与上述实施例中相同的附图标记表示。
如图7中所见，在第五个实施例中驱动装置2平行于设计为齿条10的双啮合部件。另外，平面El通过第一齿轮6与齿条的纵轴线X-X呈一夹角β 。平面Ε2通过第二蜗轮7与纵轴线X-X呈一夹角β 2，β 与β 2同样大，区别只在于符号。这样实现了小齿轮轴线的中轴线Y-Y可以呈一夹角y。这样第一小齿轮8和第二小齿轮9之间夹角δ的投影与角β 和β 2的总和对应。另外图7中标记17所示为转向盘，标记18所示为中间轴，标记19标识转矩感应器。为了齿条的侧面导引设置第一滑动支承30和第二滑动支承31。
图8示出第六个实施例，该实施例与图7描述的相似。与图7所示实施例不同之处在于两个蜗轮6、7在同一平面E上。另外驱动装置2与齿条10的纵轴线X-X呈夹角a。 如图8所示第一蜗轮6与第一小齿轮7分别盖住第二蜗轮和第二小齿轮。图8所示的传力装置1可特别节约成本地制造，以便它也适用于较低成本的车辆。
图9示出依据本发明的第七实施例的传力装置，其中相同的或在具有相同功能的部件一再使用与上述实施例中相同的附图标记表示。
如图9中所见，传力装置1包括驱动装置2和蜗杆3。在蜗杆3上准确设计有刚好三个啮合部，即第一啮合部34、第二啮合部35和第三啮合部36。驱动装置2与齿条10的中轴线X-X呈夹角α。第七个实施例的传力装置1还包括四个蜗轮41、42、43、44以及四个小齿轮45、46、47、48。如图9中所见，小齿轮45和46与齿条的第一齿列11相咬合，同时小齿轮47和48与第二齿列12相咬合。另外，第一蜗轮41与第一啮合部位34，第二和第三蜗轮42、43与第二啮合部位35，以及第四蜗轮44与第三啮合部位36相咬合。这样该实施例的传力装置1能够通过多个小齿轮传递较大的力。其他方面该实施例与上述实施例相符， 因此可参考上述以给出的说明。
对于所有所述的带有齿条的实施例可说明，齿条的啮合部优选地通过斜齿啮合部来实现。特别的优选是齿条啮合部的斜度均相同，啮合部在投影中展示为交错。那么可以取消例如在齿条的滑动支承31。
依据本发明的实施例分别描述了用电动机作为驱动装置2。但同样说明，除了电动机还可以使用其他驱动装置，特别是使用液压驱动装置。
权利要求
1.传力装置包括-驱动装置⑵，-蜗杆⑶，-第一蜗轮(6)和第二蜗轮(7)，其中蜗杆C3)设计有一个共同的蜗形啮合部位(13)， 它可同时与第一和第二蜗轮(6、7)相咬合，-第一小齿轮(8)和第二小齿轮(9)，其中第一小齿轮(8)与第一蜗轮(6) —同旋转， 第二小齿轮(9)与第二蜗轮(7) —同旋转，以及-双啮合部件(10 ；14)，其包括第一齿列(11)和第二齿列(12)，其中第一齿列(11)与第一小齿轮(8)相咬合，第二齿列(12)与第二小齿轮(9)相咬合。
2.依据权利要求1所述的传力装置，其特征在于，双啮合部件(14)是双齿的齿环。
3.依据权利要求1所述的传力装置，其特征在于，双啮合部件(10)是双齿的齿条。
4.依据权利要求3所述的传力装置，其特征在于，小齿轮(8)的至少一个轴线与齿条呈夹角(y)，特别是小于90°的夹角。
5.依据权利要求3或者4所述的传力装置，其特征在于，第一小齿轮(8)与齿条呈第一夹角，第二小齿轮(9)与齿条呈第二夹角。
6.依据上述权利要求任一所述的传力装置，其特征在于，在蜗杆(3)的共同蜗形啮合部位(1 上蜗轮以180°彼此相对。
7.依据上述权利要求任一所述的传力装置，其特征在于，蜗杆C3)与蜗轮(6、7)的平面 (EUEl)呈夹角(β 1、β 2)。
8.依据上述权利要求3至7中任一所述的传力装置，其特征在于，齿条(10)浮动设置于第一和第二小齿轮(8、9)之间。
9.依据上述权利要求任一所述的传力装置，其特征在于，蜗杆C3)包括至少三个蜗形啮合部位(34、35、36)和至少四个蜗轮01、42、43、44)，并且其中至少两个蜗轮(42、43)可与一共同的蜗形啮合部位(35)相咬合。
10.依据上述权利要求任一所述的传力装置，另外还包括有间隙补偿装置(20)，该装置位于其中至少一个小齿轮(8、9)与其中一个蜗轮(5、6)之间，该间隙补偿装置位0)包括-凸块01)，-第一止挡0 和第二止挡(23)，凸块位于第一和第二止挡(22、23)之间并带有小的间隙05)，以及-预紧元件(M)，该预紧元件用于将凸块预紧于其中一个止挡上。
11.依据权利要求3至10中任一所述的传力装置，其特征在于，驱动装置(2)平行于齿条。
12.依据上述权利要求任一所述的传力装置，其特征在于，双啮合部件(10； 14)的齿列为斜齿状，齿列在投影中具有彼此相反的倾斜方向。
13.制动力放大器或者转向机构，包括依据权利要求3至12中任一所述的传力装置。
全文摘要
本发明涉及一种传力装置，包括驱动装置(2)，蜗杆(3)，第一蜗轮(6)和第二蜗轮(7)，其中第一和第二蜗轮(6、7)与蜗杆(3)相咬合；还包括第一小齿轮(8)和第二小齿轮(9)，其中第一小齿轮(8)与第一蜗轮(6)一同旋转，第二小齿轮(9)与第二蜗轮(7)一同旋转；并且还包括双啮合部件(10；14)，其包括第一齿列(11)和第二齿列(12)，其中第一齿列(11)与第一小齿轮(8)相咬合，第二齿列(12)与第二小齿轮(9)相咬合。
文档编号F16H19/00GK102498317SQ201080030476
公开日2012年6月13日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年7月6日
发明者A·弗哈根, H·福勒特, W·纳格尔 申请人:罗伯特·博世有限公司