专利名称：转向齿条磨损补偿器的制作方法
转向齿条磨损补偿器技术领域[OOOl]本发明涉及用于车辆的齿条齿轮转向系统，尤其是用于齿条齿轮转向系统的磨损补偿器。
技术背景
—种现有技术的补偿系统提供了在相对于小齿轮轴齿轮相反的方向上滑动接合齿条的齿条从动件，旋进转向器壳的调节螺丝，以及设置在二者之 间的轴向压縮弹簧(推力弹簧)。那么，当磨损发生时，弹簧ffl^续将齿条从 动4锡压至啮条上、保持齿条接合小齿轮轴齿轮来解决磨损问题。当这种配置 在一些车辆上可以正常工作时，对于其它系统内的磨损来说在转向系统内仍然足以造成 驾驶员可以听到的敲击声，尤其是当行驶在不平整的道路上时。 发明内容
—个实施例的目的是提供一种用在车辆齿条齿轮转向总成内的磨损 补偿器，所述车辆齿条齿轮转向总成包括在转向器壳内接合小齿轮轴齿轮的齿 条。磨损补偿器包括齿条从动件，调整塞，磨损凸轮，和扭力弹簧。齿条从动 件包括主体，所述主体具有从其上延伸的导板，所述主体配置为接合并滑动顶 靠齿条。调整塞具有主体，所述主体被配置为保持在转向器壳内并具有塞凸轮 面。磨损凸轮安装在齿条从动件和调整塞之间并且可以相对于调整塞转动，所 述磨损凸轮包括可操作地接合塞凸轮面的磨损凸轮面。扭力弹簧连接在调整塞 和磨损凸轮之间，并相对于调整塞转动偏压磨损凸轮。
—个实施例的目的是提供一种用在车辆齿条齿轮转向总成内的磨损 补偿器，所述车辆齿条齿轮转向总成包括在转向器壳内接合小齿轮轴齿轮的齿 条。磨损补偿器包括齿条从动件，所述齿条从动件包括主体，所述主体具有从其上延伸的导板并配置为滑动接合齿条具有主体的调整塞，其ses为接合并由转向器壳保持，并包括塞凸轮面；磨损凸轮，其安装在齿条从动件和调整塞 之间并相对于调整塞可以转动，所述磨损凸轮包括可操作地接合塞凸轮面的磨 损凸轮面；连接在调整塞和磨损凸轮之间的扭力偏压，凭此磨损凸轮相对于调 整塞被可转动地偏压；以及安装在齿条从动件和磨损凸轮之间的弹性部件。
—个实施例的目的是提供一种在具有转向器壳的齿条齿轮转向总成 内偏压齿条使其顶靠小齿轮轴齿轮的方法，所述方法包括以下步骤相对于磨 损凸轮可转动地偏压调整塞，使得磨损凸轮面在最小高度预安装位置可选择性 地接合塞凸轮面；以滑动接合齿条的方式安装齿条从动件；在转向器壳内安装 调整塞，使得磨损凸轮安装在齿条从动件和调整塞之间；以及相对于调整塞转 动磨损凸轮，以便当齿条齿轮转向总成内发生磨损时磨损凸轮面和塞凸轮面从 最小高度预安装位置离开。[薩7]实施例的优点是磨损补偿器将补偿转向齿条总成的磨损，使得减小或消除敲击声。
实施例的优点是当在转向总成内仍然保持与传统类型的总成相似尺 寸的封装空间时磨损补偿器解决敲击声问题。
[(X)09]图1表示根据第一实施例磨损辛M尝器的侧视亂 [OOIO]图2表示根据第一实施例的磨损补偿器的儘透视亂
图3表示与图2相似、但取自不同角度的，透视图；
图4表示沿图1中线44、縮小尺寸的切面示意图，也包括转向齿条 总成的其它部分；[(X)13]图5表満小尺寸、与图1相似但标磨损州尝器处于完全伸出位 置的视图6表示根据第二实施例的处于预安装位置的磨损补偿器的侧面剖视图7与图6相似但表示处于安装位置的磨损补偿器的视图； [(X)16]图8标根据第三实施例的处于预安驗置的磨损补偿器的侧面剖视图；[Q017]图9表示根据第四实施例的处于预安装位置的磨损补偿器的侦舰亂[(K)18]图10表示第四实施例处于安^ffl的磨损祝尝器的侧面咅舰亂 [謝9]图11転根据第四实施例闩锁法兰处于收縮位置的磨损彬尝器的分 解透视图；[(X)20]图12表示根据第五实施例的处于安装位置的磨损补偿器的侧面剖视图。
具体实施方式
参照附图1-5,表示齿条齿轮转向系统20的转向齿条总成。齿条齿 轮转向系统20包括转向器壳22，在其中安装有齿条24和小齿轮轴齿轮26 (仅 在图4中示出)。齿条24可以在转向器壳22内滑动，其包括与小齿轮轴齿轮26 上的齿30接合的齿条齿28。
齿条齿轮转向系统20还包括磨损补偿器32。磨损补偿器32安装在 转向器壳22内与齿条24相邻，并位于相对于小齿轮轴齿轮26相反的位置。磨 损补偿器32包括齿条从动件34，调整塞(螺母)36，磨损凸轮38。齿条从动 件34具有主体40， /Ai体40延伸出一对倾斜的导板42。导板42形成齿条凹 槽44，并以滑动接合的方式接合齿条24。齿条从动件34也包括密封凹槽46和 校准凹槽50 ， O形密封圈48安装在密封凹槽46内。
调整塞36具有主体52，其上限定有弹簧腔54和六角头56。在外部， 主体52的圆柱面可以包括螺纹(未示出)或用于在转向器壳22中固定调M 36的其它装置。为了将调整塞36旋进转向器壳22内，六角头56可以被工具夹 紧。六角头56具有一对防转孔57，防转孔57沿径向延伸穿过六角头56。调整 塞36也包括塞凸轮面58，塞凸轮面58包括沿其圆周隔开的三个斜坡60。塞凸 轮面58面对并选择性地接合磨损凸轮38上的磨损凸轮面62，磨损凸轮面62 也包括三^H科皮64。这里j顿的术语"选择性地接合"是指两个凸轮面互相作用 来实现期望的结m~~当两者互相转动时沿轴向延长或收縮。因此，两个凸轮 面58、 62可以在表面上互相接触(如图l-5所示)，或者可选择性地，例如，在 两賴面之间设置滚子轴承或;鹏由承~^^这两种情况下凸轮面58、 62选择 性地互相接合。为了帮助保新周整塞36和磨损凸轮38同轴，塞凸轮面58和磨 损凸轮面62也可以分另惧有相应的径向坡度。当然，如果需要，*凸轮面也 可以使用其它数量的相应斜坡。
扭力弹簧78也安装在凸轮主轴68周围。扭力弹簧78的第一端连接 在调整塞36上，第二端，在磨损凸轮38上，并被扭转使调整塞36相对磨损 凸轮38产生转动偏压。也就是说，当彼此自由相对转动时，扭力弹簧78将使 磨损凸轮38相对于调整塞36沿着导致凸轮斜坡60、 64 {鹏损补偿器32延伸 的方向转动，如图5所示。所述转动最初被预安装的防转销80阻止。当这些销 80只需要用于初始装配时，这些销80可以作为注塑成型塑料形成。
磨损补偿器32可以通过在凸轮主轴68上安装扭力弹簧78和0形圈 76棘配。调整塞36被装配在凸轮主轴68上面，因雌凸轮面58接触磨损凸 轮面62。当卩Iih磨损凸轮38转动时，调整塞36相对于磨损凸轮38转动，这将 使扭力弹簧78产生扭转偏压。转动沿这样的方向进行， 产生用于磨损补偿 器32的最小总高度(见图1)。也就是说，斜坡60和斜坡64在每个相应斜坡的 底部接合。这种情况下，预安装的防转销80形成或插入在防转孔57和防转凹 槽74内以保持调整塞36相对于磨损凸轮38的转动位置。
O形密封圈48安装在齿条从动件34上，齿条从动fffi入转向器壳 22内并使导板42与齿条24表面接触。磨损凸轮38可以安装在齿条从动件34 上，其定心盘66对准校准凹槽50。调整塞36的六角头56可以接合工具(未示 出)以便将调整塞36固定在转向器壳22中。 一旦固定到期望的位置，防辯肖 80可被移除以允许调整塞36和磨损凸轮38之间发生转动。
在这种情况下，在转向系统20需要稍后进行服务的地方，因为销80 不再是总成的一部分，外部斜坡驱动部件72可以被再次使用以使扭力弹簧78 产生扭力。也就是说，当接合六角头56使六角头56相对外部斜坡驱动部件72 转动时，还可以接合外部斜坡驱动部件72。
图6-7表示第二实施例。因为这个实施例与第一实施例樹以，相似的 附图标记恭示相似的部件，但是〗顿100-系列序号。齿条从动件134基本上与 第一实施例的没有改变，例外之处是具有垫圈保持法兰184。垫圈保持法兰184 在磨损补偿器132内帮助固定垫圈186，例如波形垫圈或膜片式弹簧垫圈。可选 地，槽内的O形圈(未示出)可以用于代替垫圈。为了允许在齿条(仅在图4 中示出)上存在高点和低点以及零部件的热胀^i,垫圈186可以允许，例如， 在齿条从动件134内少量的轴向运动。为了W尝，例如，凸面转向齿条，如果 需要，这种弹性垫圈配置(或可 0形圈)也可以包括在图1-5的实施例中。
磨损凸轮138包括保持孔168而不是凸轮主轴。保銜L 168可以设 置在部分垫圈保持法兰184的周围来保持磨损凸轮138与齿条从动件134同轴。 磨损凸轮面162仍选择性地接合调整塞136上的塞凸轮面158，但是调整塞136 的主体152上限定有不同形状的弹簧腔154。扭力弹簧178仍然安装在弹簧腔 154内，但是，另外，轴向压縮弹簧188、预安装防车转肖180和螺纹端塞190也 延伸进弹簧腔154。可选地，轴向压缩弹簧188在调整塞136和齿条从动件134 之间延伸，可以比传统的推力弹簧具有更小的负载。
防转销180从弹簧腔154延伸穿过磨损凸轮138内的保持孔168。防 转销180包括与保持孔168相邻的防转肩182。防转肩182可以确定大小以便被 压入保銜L 168内。可选地，防转肩182可以具有六角(或其它相似)職并 设置在相应形汰的保持孔168内，以便当肩182接合在保持孔168内时保持磨 损凸轮138不转动。螺纹端塞190延伸穿过六角头156并对准与肩182相反一 侧的防转销180的端部。
图6表示处于预安装位置的磨损补偿器132。在这个位置，防辩肖 180的防转肩182接合磨损凸轮138的保持孔168，螺纹端塞190只是部分容纳 在调整塞136内。此外，防转销180阻止调整塞136和磨损凸轮138彼此相对 转动，甚至使用扭力弹簧178的偏压作用于其上。因此，凸轮面158、 162被保 持在最小轴向长度位置。
图8表示第三实施例。因为这个实施例与第二实施例相似，相似的 附图标记表示相似的部件，但是4顿200-系歹ij序号。磨损凸轮238仍然安装在 齿条从动件234和调 236之间，使得防转销280的防转肩282初始保持调 整塞236和磨损凸轮238克服扭力弹簧278的偏压。然而，在这个实施例中， 磨损凸轮238设置为直接顶靠齿条从动件234而不使用中间垫圈。当垫圈的弹 性消除时，总封装高度减小。
图9-11表示第四实施例。因为这个实施例与第一实施例相似，相似 的附图标记表示相似的部件，但是使用300-系列序号。齿条从动件334基本上 与第一实施例中的相同。磨损凸轮338安装在齿条从动件334和调整塞336之 间，使得扭力弹簧378接合调整塞336和磨损凸轮338。在这个实施例中，也可 以在齿条从动件334和磨损凸轮338之间可选地设置波形垫圈或膜片式弹簧垫 圈(在图9-11中未示出)。
三个预安装的防辩肖380分别在各销孔392内滑动并延伸穿过调整 塞主体352。每个防转销380包括肩382，所述肩382可以滑动iSA磨损凸轮338 内的各防转 L394内，以及释放头396，所述释放头396具有从其上延伸的闩锁 法兰398。
在完全收縮的预安装位置(如图9所示)，扭力弹簧378被巻紧，因 此调整塞斜坡360在最小高度方向上对准磨损凸轮斜坡364，防转销380的肩 382延伸进防转孔394来阻止磨损凸轮338相对调整塞336转动。
—旦磨损辛M尝器332被安装在转向器壳内(仅在图4中示出)，释放 头396从调整塞336中拉出，直到闩锁法兰398弹出销孔392，阻止防转销380 滑动回到调整塞336内(如图10所示)。当释放头396被拉出时，也将肩382 拉出防转孔394，使磨损凸轮338相对于调整塞336自由转动。
图12表示第五实施例。因为这个实施例与第四实施例相似，樹以的 附图标记表示相似的部件，但是<顿400-系列序号。相同的预安装的防转销480 用于初始保持磨损凸轮438相对于调整塞436劍艮扭力弹簧478的偏压。这个实施例区另盱第四实施例之处在于，轴向压縮弹簧488在齿条从动件434的校 准凹槽450和调整塞436的弹簧腔454之间延伸。[0041根据详细描述的本发明的实施例，本领域的技术人员将识别出如权 利要求所限定的各种替换设计和实现本发明的实施例。
权利要求
1、一种用在车辆齿条齿轮转向总成内的磨损补偿器，所述车辆齿条齿轮转向总成包括在转向器壳内与小齿轮轴齿轮接合的齿条，所述磨损补偿器包括齿条从动件，其包括主体，所述主体具有从其上延伸的导板并配置为滑动接合所述齿条；具有主体的调整塞，其配置为接合并保持在转向器壳内，还包括塞凸轮面；磨损凸轮，其安装在齿条从动件和调整塞之间并且相对于调整塞可转动，所述磨损凸轮包括可选择性地接合塞凸轮面的磨损凸轮面；以及扭力弹簧，其连接在调整塞和磨损凸轮之间，凭此磨损凸轮相对于调整塞被可转动地偏压。
2、 根据权利要求1所述的磨损补偿器，其包括预安装的防转销，所述防转 销连接在调整塞和磨损凸轮之间并被配置为可选择性地阻止调整塞相对于磨损 凸轮转动。
3、 根据权利要求2所述的磨损补偿器，其中所述调整塞包括径向延伸的防 转孔，所鹏损凸轮包括邻接防转孔延伸的凸轮主轴，所胜轴包括防转凹槽， 当磨损凸轮在预安装位置相对于调整塞可转动定位时，防转凹槽对准防转孔， 防转孔和防转凹槽配置为容纳预安装的防转销。
4、 根据权利要求3所述的磨损补偿器，其中所述调整塞包括调整开口，所 述凸轮主轴包括外部斜坡驱动部件，所述外部斜坡驱动部件延伸进所述开口并 被配置为从调整塞的外部可接近，凭此斜坡驱动部件允许磨损凸轮相对于调整 塞转动。
5、 根据权利要求2所述的磨损W尝器，其中所述调整塞包括轴向延伸的防 转孔，使得预安装的防转销可滑动地容纳在防转孔内，以及所述磨损凸轮包括 防转凹槽，当磨损凸轮在预安装位置相对于调整塞转动定位时，防转凹槽对准 防转孔，防转凹槽被配置为可滑动地容纳预安装的防辩肖。
6、 根据权利要求5所述的磨损补偿器，其中所述预安装的防转销包括从调 整塞延伸的释放头和数个从释放头径向及轴向向外延伸的闩锁法兰。
7、 根据权利要求2所述的磨损补偿器，其中所述调整塞包括弹簧凹槽，在 所述弹簧凹槽内安装所述预安装的防转销，预安装的防转销包括在磨损凸轮内可滑动但不可转动地接合保持孔的肩，调整塞也包括容纳在弹簧凹槽内与预安 装的防转销接触的端塞。
8、 根据权利要求2所述的磨损补偿器，其包括波形垫圈鹏片式弹簧垫圈 中的一种，安装在所述齿条从动件和所述磨损凸轮之间。
9、 根据权利要求1所述的磨损IM尝器，其包括安装在所述齿条从动件和所 述磨损凸轮之间的弹性部件。
10、 根据权利要求1所述的磨损补偿器，其包括安装在所述齿条从动件和 所述调整塞之间的轴向压縮弹簧。
11、 根据权利要求1所述的磨损补偿器，其中所述塞凸轮面包括三^M斗坡， 以及所述磨损凸轮面包括三个对应的斜坡。
12、 根据权利要求1所述的磨损补偿器，其中所職凸轮面在其表面接触 所述磨损凸轮面。
13、 一种用在糊齿条齿轮转向总成内的磨损补偿器，所述车辆齿条齿轮 转向总成包括在转向器壳内与小齿轮轴齿轮接合的齿条，所述磨损补偿器包括:齿条从动件，其包括主体，所述主体具有从其上延伸的导板并配置为可滑 动接合齿条；具有主体的调整塞，其配置为接合^持在转向器壳内，并包括塞凸轮面;磨损凸轮，其安装在齿条从动件和调整塞之间并相对于调整塞可以转动， 磨损凸轮包括可选择性地接合塞凸轮面的磨损凸轮面；连接在调整塞和磨损凸轮之间的扭力偏压，凭此磨损凸轮相对于调整塞被 可转动地偏压；以及安装在齿条从动件和磨损凸轮之间的弹性部件。
14、 根据权禾腰求13所述的磨损补偿器，其中所述弹性部件是波形垫圈或 膜片式弹簧垫圈中的一种。
15、 根据权利要求13所述的磨损彬尝器，其包Mf页安装的防辩肖，所述预 安装的防转销连接在所述调整塞和所述磨损凸轮之间并被配置为可选择性地阻 止调整塞相对于磨损凸轮转动。
16、 根据权利要求13所述的磨损州尝器，其中所纏凸轮面包括三4^坡， 所述磨损凸轮面包括三个对应的斜坡。
17、 一种在具有转向器壳的齿条齿轮转向总成内偏压齿条使其顶靠小齿轮轴齿轮的方法，所述方法包括以下步骤(a) 相对于磨损凸轮可转动地偏压调整塞，使得磨损凸轮面在最小高度预安驗置可操作地接合塞凸轮面；(b) 以渭动接合齿条的方式安装齿条从动件；(C)在转向器壳内安装调整塞，使得磨损凸轮安装在齿条从动件和调整塞 之间；以及(d)相对于调整塞转动磨损凸轮，以便当齿条齿轮转向总成内发生磨损时 磨损凸轮面和塞凸轮面从最小高度预安驗置离开。
18、 根据权利要求17所述的方法，其中步骤(a〉进一步规定为，可转动 地偏压皿il安装在调整塞和磨损凸轮之间的扭力弹簧产生的。
19、 根据权禾腰求17所述的方法，其中步骤(a)进一步规定为，{顿至 少一个预安装的防转销将磨损凸轮和调 保持在最小高度的预安，置。
20、 根据权利要求17所述的方法，其包括在齿条从动件和磨损凸轮之间提 供轴向偏压的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种转向齿条磨损补偿器，其中磨损补偿器用于车辆齿条齿轮转向总成，本发明还涉及在齿条齿轮转向总成内偏压齿条使其顶靠小齿轮轴齿轮的方法。磨损补偿器包括齿条从动件，调整塞，磨损凸轮，和扭力弹簧。齿条从动件在齿条上滑动。调整塞保持在转向器壳内并包括塞凸轮面。磨损凸轮包括可选择性地接合塞凸轮面的磨损凸轮面，其安装在齿条从动件和调整塞之间，并且相对于调整塞可以转动。为了相对于调整塞可转动地偏压磨损凸轮，扭力弹簧连接在调整塞和磨损凸轮之间。
文档编号F16H55/02GK101402371SQ20081017568
公开日2009年4月8日 申请日期2008年9月28日 优先权日2007年10月1日
发明者C·J·小莱蒙, C·S·海斯, D·C·波默维尔, D·S·马拉德, J·M·洛佩斯, R·S·布赖恩斯, S·R·克勒斯, T·R·彼得森, W·C·格雷戈里 申请人:通用汽车环球科技运作公司