[发明专利]用于将齿条压紧到小齿轮上的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将齿条压紧到小齿轮上的装置以及一种具有这种压紧装置的用于机动车的齿条式转向机构。

背景技术

由现有技术已知齿条式转向机构的各种实施方式。基于齿条式转向机构的作用原理，所有齿条式转向机构具有转向传动机构，该转向传动机构具有齿条和小齿轮，其中，小齿轮与齿条的齿状区域啮合。经由转向盘施加到转向轴和小齿轮上的旋转力在此转化为齿条法向力并且传递给车辆的可转向的车轮。当今，齿条式转向机构通常构造为液压、电液或电的助力转向机构，其在转向过程中辅助车辆驾驶员。

由于在转向传动机构中有时出现相当大的力，很早就已发现需要采取特殊的预防措施来使齿条尽可能无间隙地与小齿轮保持啮合。否则存在如下的危险，通过齿条横向于齿条纵向变形，使得该齿条在受负荷的情况下运动离开小齿轮。在此至少会出现转向机构中的间隙不希望地增大，在极端情况下甚至会出现转向机构的滑转。

为了避免这点，在小齿轮区域中通常使用压力件，该压力件以尽可能恒定的压紧力将齿条向小齿轮加载。对希望的压紧力的调节、对由于在转向过程中出现的压力件与齿条之间的滑动摩擦而产生的磨损现象的考虑以及在车辆运行中避免扰人的啪嗒啪嗒声在此构成对齿条式转向机构的压紧装置的最大挑战。

US 7,654,166 B2已经描述了一种用于齿条式转向机构的压紧装置，该压紧装置在车辆运行中基本上无间隙地并且因此特别是低噪声地作业，另外还允许对压力件的压紧力的调节。

为了使压紧装置保持基本上无间隙，在该文献中设置有两个分开的楔形体，所述楔形体的倾斜的楔面作用在压力件上。两个楔形体被一个弹簧元件横向于压紧轴线地相对彼此加载，其中，径向力经由楔面转化为轴向力，该轴向力将压力件轴向地向齿条压紧。但该装置的装配、尤其是楔形体相对压力件的径向定向和定中心、通过径向作用的弹簧元件提供足够的轴向压紧力以及经由两个倾斜的楔面沿轴向方向精确加载压力件在这种情况下已证明是繁复且有问题的。偏心地或未正好沿轴向定向地加载压力件会导致压紧装置卡住并且因此导致转向过程中转向盘不希望的“猛冲”。

DE 10 2010 039 202 A1示出一种用于齿条式转向机构的压紧装置，在其中压力件在磨损情况下应自行再调节以维持希望的间隙。压紧装置为此具有壳体部件，由压力件弹簧向齿条方向加载的活塞可移动地在该壳体部件中引导。另外设有螺杆，该螺杆与压力件借助通过轴向力不可旋转的第一螺纹连接机构而耦合并且与螺母借助通过轴向力可旋转的第二螺纹连接机构而耦合，其中，活塞与螺母构成联接装置并且限制螺母相对活塞向背向齿条的方向运动。压紧装置还具有再调节弹簧，该再调节弹簧设置在压力件与活塞之间并且以弹簧力将压力件向齿条的方向加载。最后，压紧装置还包括止挡，该止挡限制螺母向齿条方向的行程。但所提出的压紧装置由于其复杂的结构而在制造和装配时相对繁复。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于齿条式转向机构的压紧装置，该压紧装置以小的装配费用补偿磨损现象并且保障精确定向地、均匀地以及足够强地沿轴向方向给压力件加载。

根据本发明，所述目的通过一种用于将齿条压紧到小齿轮上的装置得以实现，该装置包括壳体、在该壳体中沿压紧轴线可移动地引导的压力件、能轴向固定在该壳体上的支承元件、轴向被加载的力导入体以及楔形体，这些楔形体分别支撑在压力件、支承元件和力导入体上，其中，设置有沿周向均匀分布的至少三个楔形体，并且力导入体一方面径向向外对楔形体加载并且另一方面沿轴向远离支承元件地对压力件加载。在这种情况下，能简单且可靠地经由力导入体的直接的轴向加载来形成压力件的大多相当大的、希望的轴向压紧力。

优选地，压紧装置的楔形体由塑料制成。由于在选择适当的塑料时可以毫无问题地吸收出现的负荷，所以塑料方案在重量、制造成本和可适配的造型方面具有优势。

在用于将齿条压紧到小齿轮上的装置的一种实施方式中，楔形体相对彼此可运动。另外，楔形体可以借助耦合元件、尤其是借助柔性的耦合元件而彼此连接，由此减少单个构件的数量并且降低用于压紧装置的装配费用。

在这种实施方式中，尤其是两个沿周向相邻的楔形体可以相应地通过一个柔性的耦合元件连接。这提供一种简单的可能性：所有楔形体相对彼此定位但又可维持个体的径向可运动性。

特别优选的是：楔形体与耦合元件一体构造并且构成一个楔形体单元。所述楔形体单元尤其是可以以少的费用由塑料制出并且此外无需预装配，在该预装配中必须将各个楔形体经由分开的耦合元件彼此连接。