带齿的带轮、转向驱动器以及转向系统的制作方法

本发明涉及用于机动车辆转向系统的带齿的带驱动器的带齿的带轮，该带齿的带轮包括齿轮环，该齿轮环具有外部环绕的齿部并且附接至毂本体。用于具有这种带齿的带轮的机动车辆的转向系统的转向驱动器和用于机动车辆的转向系统也是本发明的主题。

背景技术：

1、在机电转向系统中，至少一个电动转向驱动器被设置成用于提供机动化致动力，该致动力作为转向力施加，以用于在可转向轮上产生转向角。转向驱动器具有电动马达，该电动马达根据转向指令致动，例如通过手动转向输入或自动提供的控制信号致动。马达扭矩经由变速箱转换，以用于调节可转向轮。

2、在现有技术中，例如从de 10 2011 012311a1中已知一种转向驱动器，在该转向驱动器中，在马达与操作性地连接至可转向轮的致动器元件之间结合有带驱动器，以便驱动主轴驱动器。带齿的带轮作为驱动轮附接至马达轴，该驱动轮经由旋转的带在驱动方面联接至带齿的带轮，该带齿的带轮同轴地连接至轴向支承的主轴螺母，螺纹主轴接合在该主轴螺母中。螺纹主轴可以通过主轴螺母的旋转驱动以线性方式轴向移动，并且用作致动器元件。

3、主轴螺母以旋转固定的方式连接至带齿的带轮的毂本体。从de 102006 059946a1中已知一种实施方式，在该实施方式中，由塑料材料制成的齿轮环附接至由金属制成的毂本体。缺点是齿轮环的相对较高的磨损和毂本体的复杂生产。

4、鉴于上述问题，本发明的目的是减少磨损和制造复杂性。

技术实现思路

1、根据本发明，该目的通过具有一个主要方面的特征的转向系统来实现。有利的改进方案从附加方面得出。

2、在用于机动车辆转向系统的带齿的带驱动器的带齿的带轮中，该带齿的带轮包括齿轮环，该齿轮环具有外部环绕的齿部并且附接至毂本体，根据本发明设置的是，该带齿的环形成为塑料成形的金属成形部件，并且毂本体包括塑料材料部件。齿部优选地设计为螺旋齿部。

3、根据本发明，带齿的带轮构造为复合部件，其中，齿轮环由金属形成，该齿轮环同轴地建立在毂本体上，该毂本体可以完全由塑料材料构造或者可以至少包括塑料材料部件。毂本体或毂本体的塑料材料部件可以形成为适配器本体，该适配器本体同轴地连接至另一功能元件。

4、金属齿轮环的一个优点是磨损比塑料材料齿轮环小。另一优点是，借助于塑性成形工艺比如说例如压制、挤压等进行的生产能够以特别经济和成本有效的方式实施，由此生产复杂性显著低于例如减材加工、烧结或铸造工艺。

5、由塑料材料制成的同轴附接的毂本体能够以相对较小的生产复杂性实现公差补偿和齿轮环的对中。与已知的金属毂本体相比，较低的重量也是有利的。

6、塑性成形的另一优点是在金属材料中产生连续的结构，这确保了高强度。因此，齿轮环可以制造得相对薄壁，这可以节省材料和重量。

7、优选的是，成形部件包括挤压部件。齿轮环可以具有基本形状，该基本形状基本上呈管状部段的形式或套筒的形式。这使得在生产期间可以从呈管状部段的形式的坯料开始，该管状部段可以根据标准可用管材切割成一定长度。该坯料可以借助于挤压、例如中空反向挤压经济地塑性成形，以形成形成齿轮环的挤压部件。

8、优选地，可以设置的是，成形部件由钢材料形成。钢可以利用塑性成形经济地加工，并保证低磨损。由于可以通过塑性成形额外增加的高强度，可以以有利的方式实现齿轮环的低材料厚度以及对应的低重量。例如，可以使用材料编号为e235+n(1.0308)的钢材料。

9、可以有利地设置的是，齿轮环具有带凸缘的轮。带凸缘的轮形成齿部的轴向边界，并且可以形成为环绕的、径向突出的环形突出部。该带凸缘的轮可以与齿部共同塑性模制，以便一体地结合在成形部件上。用于生产包括齿部和带凸缘的轮的齿轮环的塑性成形可以在一次操作中进行，使得经济生产成为可能。

10、有利的是，毂本体具有热塑性塑料材料。热塑性塑料材料比如聚丙烯(pp)、聚甲醛(pom)以有利的材料特性比如高弹性、强度、重量等而著名，并且可以经济地加工。

11、有利的实施方式可以设置的是，毂本体被注射到齿轮环中。毂本体可以通过塑料注射模制来制造，由此同时产生与齿轮环的物质对物质的结合。这实现了经济且成本有效的生产。

12、毂本体可以以力配合和/或形状配合的方式连接至齿轮环。毂本体可以例如作为单独的塑料材料部件被提供，例如作为压入到齿轮环中的注射模制部件被提供。因此，可以产生力配合连接。附加地或替代性地，可以设置形状配合元件，当例如在压配合期间或者在通过注射模制进行的注射期间将毂本体结合至齿轮环时，所述形状配合元件以形状配合的方式互锁。

13、可以设置的是，毂本体连接至主轴螺母。

14、本文中的毂本体与关于主轴螺母的螺纹轴线或主轴轴线同轴地设置，螺纹主轴可以接合在主轴螺母中，以便形成主轴驱动器。

15、在上述实施方式中，毂本体可以以物质对物质和/或力配合和/或形状配合的方式结合/连接至主轴螺母。例如，毂本体可以压配合至主轴螺母，或者主轴螺母可以通过注射嵌入热塑性塑料材料中。

16、本发明还包括用于机动车辆的转向系统的转向驱动器，该转向驱动器具有电动马达，该电动马达经由带齿的带驱动器操作性地连接至致动器元件，其中，带齿的带驱动器具有围绕带齿的带轮旋转的带齿的带，其中，根据本发明设置的是，至少一个带齿的带轮根据上述实施方式中的一个实施方式或其组合来构造。

17、带齿的带轮可以优选地包括附接至马达的马达轴的驱动带轮以及例如联接至用于调节机动车辆的可转向轮的致动器的从动带轮。根据本发明的带齿的带轮的高耐磨性、低重量和经济生产是有利的。

18、在有利的实施方式中可以提供的是，设置有螺纹主轴，该螺纹主轴能够沿其主轴轴线(螺纹轴线)的方向在壳体中轴向移位，并且接合在主轴螺母中，该主轴螺母在壳体中以可旋转的方式安装在轴承组件中，其中，主轴螺母连接至带齿的带轮的毂本体。这实现了主轴驱动器，该主轴驱动器可以集成在辅助动力转向系统或线控转向式转向系统的已知齿条及小齿轮转向装置中或与其结合。

19、本发明还包括用于机动车辆的转向系统，其中，根据本发明设置的是，转向驱动器根据上述实施方式中的一个实施方式或其组合来构造。螺纹主轴经由拉杆联接至可转向轮。

技术特征：

1.一种带齿的带轮(5)，所述带齿的带轮(5)用于机动车辆转向系统(1)的带齿的带驱动器(3)，所述带齿的带轮(5)包括齿轮环(51)，所述齿轮环(51)具有外部环绕的齿部(511)并且附接至毂本体(52)，

2.根据权利要求1所述的带齿的带轮，其特征在于，所述成形部件(51)具有挤压部件。

3.根据前述权利要求中的一项所述的带齿的带轮，其特征在于，所述成形部件(51)由钢材料制成。

4.根据前述权利要求中的一项所述的带齿的带轮，其特征在于，所述齿轮环(51)具有带凸缘的轮(512)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的带齿的带轮，其特征在于，所述毂本体(52)包括热塑性塑料材料。

6.根据权利要求5所述的带齿的带轮，其特征在于，所述毂本体(52)被注射到所述齿轮环(51)中。

7.根据前述权利要求中的一项所述的带齿的带轮，其特征在于，所述毂本体(52)以力配合和/或形状配合的方式连接至所述齿轮环(51)。

8.根据前述权利要求中的一项所述的带齿的带轮，其特征在于，所述毂本体(52)连接至主轴螺母(23)。

9.根据权利要求8所述的带齿的带轮，其特征在于，所述毂本体(52)以物质对物质和/或力配合和/或形状配合的方式结合/连接至所述主轴螺母(23)。

10.一种转向驱动器(2)，所述转向驱动器(2)用于机动车辆的转向系统(1)，所述转向驱动器(2)具有电动马达(4)，所述电动马达(4)经由带齿的带驱动器(3)操作性地连接至致动器元件，其中，所述带齿的带驱动器(4)具有绕带齿的带轮(31、5)旋转的带齿的带(32)，

11.根据权利要求10所述的转向驱动器，其特征在于，设置有螺纹主轴(22)，所述螺纹主轴(22)能够沿其主轴轴线(a)的方向在壳体(21)中轴向移位，并且接合在主轴螺母(23)中，所述主轴螺母(23)在所述壳体(21)中以可旋转的方式安装在轴承组件(24)中，其中，所述主轴螺母(23)连接至所述带齿的带轮(5)的毂本体(52)。

12.一种转向系统(1)，所述转向系统(1)用于机动车辆，所述转向系统(1)包括转向驱动器(2)，其特征在于，所述转向驱动器根据前述权利要求10至11中的一项所述的那样来构造。

技术总结
本发明涉及一种带齿的带轮(5)、转向驱动器(2)以及转向系统(1)，带齿的带轮(5)用于机动车辆转向系统(1)的带齿的带驱动器(3)，带齿的带轮(5)包括齿轮环(51)，该齿轮环(51)具有外部环绕的齿部(511)并且附接至毂本体(52)。为了减少磨损和制造复杂性，本发明提出，齿轮环(51)形成为塑性成形的金属成形部件，并且毂本体(52)包括塑料材料部件。

技术研发人员：亚历山大·佩奇,安德拉什·艾勒斯,亚戈·西尔瓦·洛佩斯,卡尼·穆斯塔菲
受保护的技术使用者：蒂森克虏伯普利斯坦股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16