[发明专利]用于机动车辆的齿轮装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的机动车辆的齿轮装置，该齿轮装置具有驱动轴和蜗轮轴，驱动轴轴向地延伸并且可旋转地安装，蜗轮轴与蜗轮配合并且在一端通过扭矩传递离合器装置连接到驱动轴并且在另一端通过滚子轴承安装，该滚子轴承可以通过预张紧元件加载，以使蜗轮轴抵靠蜗轮预张紧。

背景技术

现代机动车辆通常装备有助力转向系统，其中驾驶员的转向运动由车辆支持，并且如果需要的话，车辆可以产生特定的转向力矩，以便将驾驶员指向推荐的转向运动。除了液压动力转向系统，最重要的是使用机动动力转向系统。在后者系统中，通常具有驱动轴的电动伺服马达作用在蜗轮轴上，蜗轮轴相应地与蜗轮配合。蜗轮位于实际转向轴上，实际转向轴例如通过小齿轮和齿杆作用在转向横拉杆上。具有伺服马达、蜗轮轴和蜗轮的类似系统也用于机动车辆的其它区域，例如，车窗升降机。

尽管理论上，在理想条件下，即使蜗轮轴围绕固定轴线旋转，但与蜗轮的最佳接合将是可能的，实际上这可能由于生产引起或安装引起的不准确性、磨损效应、污物和环境影响(例如水分和温度)而劣化。即，上述影响(单独或结合)可能导致蜗轮轴和蜗轮之间的接合太松和/或太紧。接合太紧也是一个问题，因为其导致摩擦增加、使齿轮难以移动并且增加磨损。

一种用于减轻所概述的问题的现有技术中已知的方法是通过第一滚子轴承(通常为滚珠轴承)将蜗轮轴安装在面向驱动轴的一侧上，该第一滚子轴承允许横向于轴向方向的一定程度的倾斜运动或枢转运动，而在相对端，其通过第二滚子轴承安装，该第二滚子轴承通过弹簧连接到齿轮壳体或类似物，该弹簧将第二滚子轴承在蜗轮的方向上加载。因此，根据需要，蜗轮轴可以围绕第一滚子轴承枢转，以便保持与蜗轮大致恒定的接合。

然而，这里的缺点在于，可枢转性通常仅通过在第一滚子轴承的区域中的更大的间隙是可能的，这相应地导致在那里具有相关的冲击噪声的振动的可能性，相关的冲击噪声对于NVH(噪声、振动与粗糙度)方面是不期望的。齿轮机构的精度也受到不利影响，因为蜗轮轴的轴向和径向位置在第一滚子轴承的区域中不能被精确地设置。如果在滚子轴承的区域中减少间隙，这通常导致再次降低控制的精度的增加的摩擦，并且也可能导致增加的磨损。此外，已经尝试通过具有凸形外轮廓的轴承或通过在外轴承环中和齿轮机构壳体中接合的销钉来实现可枢转性。

US 2002/0189892 A1公开了一种动力转向系统，其中伺服马达的转子连接到蜗轮轴，该蜗轮轴相应地驱动蜗轮。根据一个实施例，转子在杯状凹部中与中心轴的一端接合，该杯状凹部连接到蜗轮轴。此外，转子和蜗轮轴通过用于传递扭矩的弹性联轴器连接在一起。蜗轮轴在这里通过分配离合器部件和第一滚珠轴承安装在与转子相邻的齿轮壳体上，并且通过在蜗轮的方向上由弹簧预张紧的第二滚珠轴承安装在相对端。

US 6,727,613 B2公开了一种用于车窗升降机的驱动系统，其中马达的可旋转轴通过离合器连接到蜗轮轴。蜗轮轴在两端通过相应的轴承可旋转地安装在壳体上。分配给马达轴的离合器部件接收轴向设置在两个轴之间的金属滚珠。由于蜗轮轴的弹簧加载，分配给蜗轮轴的离合器部件抵靠金属滚珠被按压。

US 2009/0288905 A1公开了一种用于动力转向系统的柔性连接装置。这里，弹性连接元件被推到马达轴上并且通过设置在两侧上的多个轴向突起在一侧被支撑在马达轴上且在另一侧被支撑在蜗轮轴上。此外，马达轴与蜗轮轴的衬套中的圆锥形端部接合。蜗轮轴通过被配置为倾斜轴承的滚珠轴承安装在壳体上的连接元件的区域中。

US 8,459,402 B2公开了一种动力转向系统，其中马达轴再次连接到蜗轮轴。这里通过爪式离合器实现连接，其中弹性元件设置在两个离合器部件之间。与蜗轮配合的蜗轮轴在一端通过传统的滚珠轴承安装，该滚珠轴承相应地弹性安装在壳体上。在面向马达轴的另一端，蜗轮轴通过倾斜轴承安装，该倾斜轴承相应地固定连接到壳体。这里倾斜轴承的滚珠在凹槽中运动，凹槽的内半径大于滚珠的半径。

类似的系统在US 8,517,141 B2中进行了描述，其中然而没有倾斜轴承被使用，但是蜗轮轴的倾斜性通过由凸形外部与滚珠轴承的内环接触、或者内环与蜗轮轴的凸形内部接触、或外环的凸形外部在凹形壳体侧凹部中被引导来实现。