專利名稱：具有用于轉(zhuǎn)向力支持的電機(jī)的轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向器，特別用于汽車，包括一用于轉(zhuǎn)向力支持的電機(jī)和一轉(zhuǎn)向柱。
背景技術(shù)：
如通常由現(xiàn)有技術(shù)已知的，在一整合在轉(zhuǎn)向柱內(nèi)的伺服裝置中一電機(jī)將一支持力借助于一傳動(dòng)裝置傳給轉(zhuǎn)向柱。通過(guò)傳動(dòng)裝置減速比加大由電機(jī)作用到轉(zhuǎn)向柱上的轉(zhuǎn)矩，從而將要求的支持力傳給齒條。在一所謂電動(dòng)轉(zhuǎn)向器中幾乎只采用蝸輪傳動(dòng)裝置，借其可實(shí)現(xiàn)約1∶16至1∶30的減速比。但蝸輪傳動(dòng)裝置具有大的缺點(diǎn)，其是較昂貴的，在汽車壽命的期間不是無(wú)間隙的，并且具有一低的效率。此外其需要較多的結(jié)構(gòu)空間，因?yàn)殡姍C(jī)垂直于轉(zhuǎn)向柱設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，有針對(duì)性改進(jìn)開(kāi)頭所述型式的轉(zhuǎn)向器，使其可以明顯減小需要的結(jié)構(gòu)空間。
本發(fā)明利用一種開(kāi)頭所述型式的轉(zhuǎn)向器達(dá)到提出的目的，其中按照本發(fā)明將轉(zhuǎn)向柱和電機(jī)相互平行或同心地設(shè)置。通過(guò)這樣的設(shè)置以后可以明顯地節(jié)省結(jié)構(gòu)空間。此外通過(guò)這樣的設(shè)置減少危險(xiǎn)，即在發(fā)生事故時(shí)電機(jī)被推進(jìn)乘客內(nèi)室。因此按照本發(fā)明的設(shè)置還有助于在發(fā)生事故時(shí)保護(hù)汽車乘客。
電機(jī)的電機(jī)軸和轉(zhuǎn)向柱可以通過(guò)至少一個(gè)傳動(dòng)帶、特別是通過(guò)至少一個(gè)齒形帶相互連接。通過(guò)應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)帶，以后可以取消較昂貴的和占地方的蝸輪傳動(dòng)裝置。帶傳動(dòng)裝置與蝸輪傳動(dòng)裝置相比具有一更有利的效率。因此傳動(dòng)帶的應(yīng)用節(jié)省成本和安裝空間。此外傳動(dòng)帶的應(yīng)用還有助于在發(fā)生事故時(shí)保護(hù)汽車乘客，因?yàn)槲佪唫鲃?dòng)裝置在發(fā)生事故時(shí)不再可能被壓進(jìn)汽車內(nèi)室。齒形帶的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的轉(zhuǎn)矩傳遞。此外齒形帶在整個(gè)的汽車壽命的期間是無(wú)間隙的和無(wú)噪聲的。
為了在齒形帶的應(yīng)用中也實(shí)現(xiàn)盡可能大的減速比，可以在電機(jī)軸與轉(zhuǎn)向柱之間平行設(shè)置至少一個(gè)其它軸，其中所述至少一個(gè)其它軸分別通過(guò)至少一個(gè)傳動(dòng)帶與每一個(gè)與其鄰近的軸的相連接。按這種方式可以實(shí)現(xiàn)一多級(jí)的帶傳動(dòng)裝置。
在一多級(jí)的帶傳動(dòng)裝置中與電機(jī)相連接的傳動(dòng)帶是一具有小模數(shù)的齒形帶，而與轉(zhuǎn)向柱相連接的傳動(dòng)帶是一具有大模數(shù)的齒形帶。在應(yīng)用一具有小模數(shù)的傳動(dòng)帶時(shí)可以在高轉(zhuǎn)速下傳遞小的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)噪聲水平是低的。如果使用一具有大模數(shù)的傳動(dòng)帶，則可以在低轉(zhuǎn)速下傳遞大的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)噪聲水平和從齒形帶的齒跳過(guò)皮帶輪的齒的危險(xiǎn)是低的。
為了確保一減速比，一在電動(dòng)軸上設(shè)置的皮帶輪可以比在鄰近于電機(jī)軸的軸上設(shè)置的皮帶輪具有一較小的直徑。
同樣為了達(dá)到一減速比，一在轉(zhuǎn)向柱上設(shè)置的皮帶輪可以比在鄰近于轉(zhuǎn)向柱的軸上設(shè)置的皮帶輪具有較大的直徑。
在另一實(shí)施形式中電機(jī)和轉(zhuǎn)向柱可以利用一齒形帶傳動(dòng)裝置相互連接，其中齒形帶是兩面制齒的并且齒形帶的兩面具有不同的齒數(shù)。在該實(shí)施形式中同樣可以明顯地減小結(jié)構(gòu)空間，其中同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)極高的減速比。
在一同樣優(yōu)選的實(shí)施形式中電機(jī)可以具有一空心的電機(jī)軸，其容納轉(zhuǎn)向柱。該實(shí)施形式需要特別小的安裝空間。
為了達(dá)到一盡可能大的減速比，在該實(shí)施形式中可以平行于電機(jī)軸和轉(zhuǎn)向柱設(shè)置一其它軸，在該其它軸上設(shè)置一大皮帶輪和一小皮帶輪，其中大皮帶輪與一在電機(jī)軸上的較小皮帶輪相連接，而小皮帶輪與一在轉(zhuǎn)向柱上的較大皮帶輪相連接。
特別考究的是，一轉(zhuǎn)矩傳感器整合入在轉(zhuǎn)向柱上設(shè)置的大皮帶輪中。于是轉(zhuǎn)矩傳感器可以檢測(cè)轉(zhuǎn)向所需要的轉(zhuǎn)矩，借此電機(jī)可以根據(jù)求得的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生一需要的轉(zhuǎn)向力支持。
符合目的地轉(zhuǎn)向柱支承在一轉(zhuǎn)向柱殼體中。


以下借助附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的轉(zhuǎn)向器的不同的實(shí)施例。其中圖1第一實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2第二實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3第三實(shí)施例的包括一兩面制齒的齒形帶的齒形帶傳動(dòng)裝置的俯視圖；圖4圖3的齒形帶傳動(dòng)裝置的剖視圖；圖5第四實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一電機(jī)10，其平行于轉(zhuǎn)向柱11設(shè)置。在一電機(jī)軸12上安裝一小皮帶輪13而在轉(zhuǎn)向柱11上安裝一大皮帶輪14。小皮帶輪13和大皮帶輪14由一齒形帶15相互連接。通過(guò)將小皮帶輪13設(shè)置在電機(jī)軸12上并且將大皮帶輪14設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱11上，達(dá)到電機(jī)10的轉(zhuǎn)速的一減速比。
圖2示出電機(jī)10和轉(zhuǎn)向柱11，其中平行于電機(jī)軸12和轉(zhuǎn)向柱11設(shè)置一其它軸20。在所述其它軸20上安裝一較大的皮帶輪21和一小的皮帶輪22。皮帶輪13和一較大的皮帶輪21由一齒形帶23相連接，而較小的皮帶輪22和皮帶輪14由一齒形帶24相連接。通過(guò)其它軸20實(shí)現(xiàn)一兩級(jí)的帶傳動(dòng)裝置，其中皮帶輪13、21、22和14的直徑選擇成使得盡可能達(dá)到電機(jī)10的轉(zhuǎn)速的一大的減速比。當(dāng)然除軸20之外同樣還可以設(shè)置其他的軸，以便構(gòu)造更多級(jí)的帶傳動(dòng)裝置，并且借此還可達(dá)到電機(jī)10的轉(zhuǎn)速的較大的減速比。
圖3示出一個(gè)包括一在兩面制齒的齒形帶31的齒形帶傳動(dòng)裝置30，所述齒形帶在兩面具有不同的齒數(shù)。利用該齒形帶傳動(dòng)裝置30可以以最小的結(jié)構(gòu)空間達(dá)到很大的減速比。
在該實(shí)施形式中一齒輪40與圖中未更詳細(xì)示出的電機(jī)相連接。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩從齒輪40傳給一齒輪41。齒輪41與一在其下面設(shè)置的皮帶輪42安裝在一共同的軸43上，其中齒輪41和皮帶輪42固定連接于軸43。因此轉(zhuǎn)矩通過(guò)軸43從齒輪41傳給皮帶輪42。齒形帶31利用其內(nèi)齒將轉(zhuǎn)矩從皮帶輪42傳給皮帶輪44、32和33(見(jiàn)圖3和4)。齒形帶31以其外齒圍繞一與一殼體45固定連接的皮帶輪46。通過(guò)齒形帶31的內(nèi)齒和外齒的不同的齒數(shù)使一與同樣未示出的轉(zhuǎn)向柱連接的圓盤47處于一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)圓盤47的轉(zhuǎn)速明顯地低于齒輪40的轉(zhuǎn)速。因此通過(guò)齒形帶傳動(dòng)裝置30降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
圖5示出一電機(jī)50，其具有一空心的電機(jī)軸51。在空心的電機(jī)軸51中插入一轉(zhuǎn)向柱52，因此該實(shí)施形式需要特別小的結(jié)構(gòu)空間。平行于轉(zhuǎn)向柱52設(shè)置一其它軸53。在電機(jī)軸51上設(shè)置一小皮帶輪54和一大皮帶輪55。在其它軸53上安裝一大皮帶輪56和一小皮帶輪57，大皮帶輪56經(jīng)由一齒形帶58與皮帶輪54相連接，小皮帶輪57經(jīng)由一齒形帶59與皮帶輪55相連接。通過(guò)選擇的皮帶輪54、55、56和57的設(shè)置可以達(dá)到一大的減速比。
皮帶輪55和57在軸52和53上設(shè)置在皮帶輪56和58的右邊。通過(guò)這樣的設(shè)置可以將一圖中未更詳細(xì)示出的轉(zhuǎn)矩傳感器在電機(jī)50的區(qū)域內(nèi)整合到轉(zhuǎn)向柱52中。
附圖標(biāo)記清單10 電機(jī)23 齒形帶11 轉(zhuǎn)向柱 24 齒形帶12 電機(jī)軸 30 齒形帶傳動(dòng)裝置13 皮帶輪 31 齒形帶14 皮帶輪 32 皮帶輪15 齒形帶 33 皮帶輪20 其它軸 40 齒輪21 皮帶輪 41 齒輪22 皮帶輪 42 皮帶輪
43 軸53 其它軸44 皮帶輪54 皮帶輪45 殼體 55 皮帶輪46 皮帶輪56 皮帶輪47 圓盤 57 皮帶輪50 電機(jī) 58 齒形帶51 電機(jī)軸59 齒形帶52 轉(zhuǎn)向柱
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)向器、特別用于汽車，包括一用于轉(zhuǎn)向力支持的電機(jī)(10、50)和一轉(zhuǎn)向柱(11、52)；其特征在于，轉(zhuǎn)向柱(11、52)和電機(jī)(10、50)相互平行或同心地設(shè)置。
2.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，電機(jī)(10、50)的電機(jī)軸(12、51)和轉(zhuǎn)向柱(11、52)通過(guò)至少一個(gè)傳動(dòng)帶、特別是通過(guò)至少一個(gè)齒形帶(15、23、24、31、58、59)相互連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，在電機(jī)軸(12、51)與轉(zhuǎn)向柱(11、52)之間平行設(shè)置至少一個(gè)其它軸(20、53)，其中所述至少一個(gè)其它軸(20、53)分別通過(guò)至少一個(gè)傳動(dòng)帶與每一個(gè)與其鄰近的軸(11、12、53、52)相連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，與電機(jī)(10、50)相連接的傳動(dòng)帶是一具有小模數(shù)的齒形帶(23、58)，而與轉(zhuǎn)向柱(11、52)相連接的傳動(dòng)帶是一具有大模數(shù)的齒形帶(24、59)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，一在電機(jī)軸(12)上設(shè)置的皮帶輪(13)比在鄰近于電機(jī)軸(12)的軸(20)上設(shè)置的皮帶輪(23)具有一較小的直徑。
6.按照權(quán)利要求3至5之一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，一在轉(zhuǎn)向柱(11)上設(shè)置的皮帶輪(14)比在鄰近于轉(zhuǎn)向柱(11)的軸(20)上設(shè)置的皮帶輪(22)具有較大的直徑。
7.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，電機(jī)和轉(zhuǎn)向柱利用一齒形帶傳動(dòng)裝置(30)相互連接，其中齒形帶(31)是兩面制齒的并且齒形帶(31)的兩面具有不同的齒數(shù)。
8.按照權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，電機(jī)(50)具有一空心的容納轉(zhuǎn)向柱(52)的電機(jī)軸(51)。
9.按照權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，平行于電機(jī)軸(51)和轉(zhuǎn)向柱(52)設(shè)置其它軸(53)，在該其它軸上設(shè)置一大皮帶輪(56)和一小皮帶輪(57)，其中大皮帶輪(56)與一在電機(jī)軸(51)上的較小的皮帶輪(54)相連接，而小皮帶輪(57)與在轉(zhuǎn)向柱(52)上的較大的皮帶輪(55)相連接。
10.按照權(quán)利要求1至10之一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，一轉(zhuǎn)矩傳感器整合入在轉(zhuǎn)向柱(11、52)上設(shè)置的大皮帶輪(14、55)。
11.按照權(quán)利要求1至10之一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向器，其特征在于，轉(zhuǎn)向器(11、52)支承在一轉(zhuǎn)向柱殼體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向器、特別用于汽車，包括一用于轉(zhuǎn)向力支持的電機(jī)(10)和一轉(zhuǎn)向柱(11)。轉(zhuǎn)向柱(11、52)和電機(jī)(10、50)相互平行或同心地設(shè)置。
文檔編號(hào)B62D5/04GK101065285SQ200580040926
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者M·布達(dá)克, W·羅伊特 申請(qǐng)人:Zf操作系統(tǒng)有限公司