蜗轮蜗杆传动机构的制作方法

本发明涉及一种蜗轮蜗杆传动机构和一种具有这种蜗轮蜗杆传动机构的电助力转向装置。

背景技术：

蜗轮蜗杆传动机构、也称为螺旋齿轮传动机构是一种滚齿传动机构。这些蜗轮蜗杆传动机构通常包括螺旋形的蜗杆和蜗轮。在蜗杆旋转运动时，蜗杆接合到蜗轮中。通常，力矩通过蜗杆被引入到蜗轮蜗杆传动机构中并被传递到蜗轮上。

因为蜗杆通常螺旋形啮合地但固定地支承，所以出现高的轴向力。因此，根据运转情况，可能需要在两侧通过轴向轴承充分地支撑蜗杆。此外，应当注意，蜗杆也经受弯曲应力，因此支承结构必须相应地设计成弹性的或角度补偿的。

由公开文献de102008001878a1已知一种蜗轮蜗杆传动机构，其构造用于使用在助力转向装置中。传动机构包括蜗杆，该蜗杆布置在传动机构壳体中并且与蜗轮处于接合之中。为了改善接合，蜗杆可枢转地得到支承。为此，蜗杆借助于一个万向地支承在传动机构壳体中的轴承环可枢转地支承。在此，轴承环构造为枢转环。此外，设置有预紧装置，以便径向地以预紧力加载蜗杆。所描述的蜗轮蜗杆传动机构使得蜗杆能够垂直于旋转轴线且朝蜗轮的方向可枢转地运动。因此，蜗杆围绕其枢转的轴线平行于蜗轮的旋转轴线。

技术实现要素：

在此背景下，提出了一种根据权利要求1所述的蜗轮蜗杆传动机构和一种具有权利要求11所述特征的电助力转向装置。实施方案由从属权利要求和说明书中得出。

所提出的蜗轮蜗杆传动机构包括设有一个或多个螺距（schraubengang）的轴、蜗杆和啮合在其中的斜齿轮、蜗轮。在大多数情况下，这两者的轴线错开90°。蜗杆是斜齿轮的一种特殊形式。倾斜齿部的角度在此选择得如此大，使得一个齿多重螺旋状地围绕轮轴盘绕。通常，蜗杆与电驱动马达的驱动轴连接。

现在规定，蜗杆比如如此支承在传动机构壳体中，使得该蜗杆在第一端部的区域中借助于固定轴承来支承并且在与所述第一端部对置的第二端部的区域中借助于浮动轴承来支承，其中所述固定轴承如此设置，从而使得蜗杆围绕正交于所述蜗轮的旋转轴线的轴线枢转。

因此，蜗杆的特殊支承结构允许其在蜗轮的齿宽方向上运动。

蜗杆在设计方案中借助于两个轴承、即固定轴承和浮动轴承来支承。以这种方式，在空间中同时限定的位置的情况下实现蜗杆的旋转。在这里所实现的固定-浮动-支承结构中通过固定轴承承担对于轴向力、即在蜗杆的旋转轴线的方向上作用的力的吸收。固定轴承除了轴向引导蜗杆外也承担其径向支撑。

对于固定轴承例如考虑滑动轴承和滚动轴承、例如球轴承。

所提出的蜗轮蜗杆传动机构和由此所描述的包括这种蜗轮蜗杆传动机构的电助力转向装置也至少在一些实施方案中具有一系列优点。因此，在设计方案中，蜗杆可以围绕两根枢转轴线（特别是结合附图，在本文中被称为y轴和z轴）容易的（leichtgängig）运动。通过围绕两根轴线的容易的运动可能性，夹紧引导部可以在浮动支承部位上使用。原则上可以实现新的浮动轴承方案。通过两个结构元件实现枢转和弹性装置（anfedern）的解耦，从而消除了目标冲突，即得到：

-轻微可枢转意味着小的横截面，

-小的横截面导致弹性装置的使用寿命降低。

枢转几何结构的现在可能的更坚固的实施方案导致高的使用寿命，此外防止破裂。

此外，允许使用更大的球轴承，由此导致在更高的传动机构负荷下的更长的使用寿命。使用稳健的枢转几何形状提供了在无裂纹和承受更高传动机构负荷的能力方面的优点。此外，可以与使用寿命要求无关地容易地应用用于补偿基本间隙的弹簧刚度。此外，可以以简单的方式调整用于补偿基本间隙的弹簧特性曲线。渐进的或递减的特征曲线或不同的弹簧刚度与偏移相关。

本发明的其它优点和设计方案由说明书和附图得出。

不言而喻，前面所提及的和后面还要阐述的特征不仅可以以分别说明的组合、而且也可以以其他组合或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

图1示出根据现有技术的蜗轮蜗杆传动机构的一种实施方案。

图2以两个图示示出所提出的蜗轮蜗杆传动机构的一种实施方案。

具体实施方式

本发明借助附图中的实施方式示意性示出并且下面参照附图详细描述。

图1示出了根据现有技术的蜗轮蜗杆传动机构的一种实施方案。该蜗轮蜗杆传动机构整体上由附图标记10表示。该图示一方面以整体视图10a并且另一方面以纯示意性视图10b来示出蜗轮蜗杆传动机构10。坐标系12也分别配属于两个视图，在所述坐标系中分别标出轴，即x轴14、y轴16和z轴18。此外，设置有用于弹性作用的弹性元件36。

在该图示中示出了具有圆柱形的运行齿部的蜗杆20和蜗轮22，它们配合作用以传递力或力矩并且为此接合到彼此之中。此外，该图示示出了固定轴承座或具有旋转点的固定轴承30和浮动轴承座或具有止挡34的浮动轴承32。

应当注意，在当前使用的蜗杆或螺旋小齿轮中，固定轴承30包括弹性装置地构成。这允许围绕固定轴承30的轴线的小的运动，该轴线在图1中被称为y轴16。蜗杆20绕竖直轴线（在该情况下为z轴18）的运动几乎是不可能的。这在浮动轴承部位的相应的实施方案中、尤其在夹紧引导部中可能是缺点。

图2示出所提出的蜗轮蜗杆传动机构的一种实施方案，该蜗轮蜗杆传动机构总体上用附图标记100表示。该图示在左侧以俯视图示出蜗杆并且在右侧以侧视图示出蜗轮蜗杆传动机构100，该蜗轮蜗杆传动机构具有接合到彼此中的蜗杆102和蜗轮104。此外，在该图示中绘出了x轴110、y轴112和z轴114。z轴线114是正交于蜗轮104的旋转轴线118指向的轴线。蜗杆102围绕z轴114的枢转意味着蜗杆102在蜗轮104的齿宽方向上的运动。

该图示还示出了第一环140，其具有围绕枢转轴线运动的球轴承141。一种可行方案在于，将枢转轴线置于齿部轴线的高度上。由此得到更好的运动学。此外，设置有第二环142。此外，提供用于补偿齿部中的间隙的、用以产生绕y轴的杠杆臂的偏心元件146和用于施加弹簧力150的弹簧元件148。

两个环140和142允许蜗杆102围绕y轴112和z轴114枢转，并且因此围绕垂直于蜗轮104的旋转轴线118定向的轴线枢转。两个环140和142在此提供双重万向的（doppelkardanisch）支承结构。这种双重万向的支承结构是固定轴承160。该固定轴承160设置在蜗杆102的第一端部162的区域中。在蜗杆102的与第一端部162对置的第二端部164上设置有浮动轴承166。

第二环142包围第一环140。在该图示中，两个环140和142彼此同轴地布置。y轴112又垂直于z轴114并且在该实施方案中平行于蜗轮104的旋转轴线118延伸。当蜗杆102和蜗轮104之间平行并且由此y轴112和蜗轮轴线也彼此平行时，情况正好如此。如果在蜗杆102和蜗轮104之间存在75°的轴角度，则y轴112和蜗轮轴线118不平行，而是必要时彼此倾斜。

代替弹簧元件148，原则上可以使用弹性元件，例如由弹性体构成的层。此外，蜗杆102可以支承在传动机构壳体中。在该传动机构壳体中于是典型地布置有固定轴承160。

在所描述的蜗轮蜗杆传动机构100中，蜗杆固定轴承可以非常容易地围绕蜗杆102的两根枢转轴线枢转。蜗杆围绕y轴112和z轴114的枢转在此分别利用在第一环和第二环之间的以及在第二环和壳体或另一环之间的圆柱形销来实现。

该图示进一步示出了圆柱形销170，在这种情况下，所述圆柱形销使得蜗杆102围绕两根轴线枢转。

蜗杆绕y轴的枢转在此能够利用水平的圆柱形销170实现。这些圆柱形销与第一环140固定连接。同时，在这两个水平的圆柱形销170中，例如借助于弹簧或类似元件通过杠杆臂来施加力。以这种方式产生的围绕销纵轴线的力矩能够实现将蜗杆102压入到蜗轮104中并且补偿啮合间隙。同时，可以将端部止挡集成到弹性作用机构中。

在第二环142上的圆柱形销-配合部中的可能的间隙补偿尤其在具有小的间隙配合的实施方案中还可通过必要时附加的弹性装置来实现。允许绕y轴112枢转的圆柱形销170可以直接安装在球轴承外环上或安装在具有固定的轴承的环中。

在这种实施方案中，围绕z轴114的枢转同样可以利用两个圆柱形销170实现。这些圆柱形销固定地与第二环142连接并且在传动机构壳体或另一个环中具有小的间隙配合。在此也可以借助于附加的弹性装置使用间隙补偿。

也可以分别设置多于两个的圆柱形销170。

在图2中示出了一种实施方案中的蜗轮蜗杆传动机构100，该蜗轮蜗杆传动机构实现蜗杆102围绕y轴112和z轴114的枢转。原则上，在这里所提出的蜗轮蜗杆传动机构的特征在于，在该蜗轮蜗杆传动机构中，蜗杆102可以围绕z轴114并且由此围绕正交于蜗轮104的旋转轴线118定向的轴线枢转。