具有带驱动机构和非接触式带张紧机构的电动动力转向装置.pdf

本发明涉及一种用于机动车的电动动力转向装置，该动力转向装置具有轴向移动地支承在转向蜗杆盒(1)内的齿杆(11)，该齿杆(11)可由设置在电机壳体(7)内的电气伺服电机(16)经在周围壳体部(6)内运转的带(14)和传动装置(12)驱动来辅助转向，其中将带(14)配置成铁磁性的，并且至少一个磁铁(20)以邻近于带(14)并与带(14)隔开一定距离的方式设置在壳体部(6)内。

1.  一种用于机动车的电动动力转向装置，具有轴向移动地支承在转向蜗杆盒(1)内的齿杆(11)，所述齿杆(11)可由设置在电机壳体(7)内的电动伺服电机(16)经在周围壳体部(6)内运行的带(14)和传动装置(12)驱动以便辅助转向，其特征在于，所述带(14)配置成铁磁性的，并且至少一个磁铁(20)以邻近于所述齿形带(14)并与所述齿形带(14)隔开一定距离的方式设置在所述壳体(6)内。

2.  如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，所述带(14)为齿形带。

3.  如前述权利要求中任一项所述的动力转向装置，其特征在于，所述带(14)含有钢织物。

4.  如前述权利要求中任一项所述的动力转向装置，其特征在于，所述带(14)含有铁颗粒。

5.  如前述权利要求中任一项所述的动力转向装置，其特征在于，总共两个磁铁(20)设置在所述带(14)与皮带轮(13，15)的接触点之间的中间处并且分别邻近于所述带(14)的每个自由分支。

6.  如前述权利要求中任一项所述的动力转向装置，其特征在于，至少一个磁铁(20)为永磁铁。

具有带驱动机构和非接触式带张紧机构的电动动力转向装置
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的电动动力转向装置。
背景技术
DE 10052275A1公开了一种这样的动力转向装置。在该动力转向装置中，电动伺服电机产生辅助转向力，并且通过皮带轮、齿形带和减速传动装置将该辅助转向力传递到齿杆上。其中不仅仅是因为所期望的低噪声而需要使带驱动的间隙尽可能地小，并且尤其是在驱动的两个运行方向上保证恒定的带张力。
在公知的动力转向装置中，通过靠在齿形带背面上的、被固定地调节的张紧辊产生预紧。
在其他机电的动力转向装置中，还已知有另外两种带张紧的调节方式。一方面可以通过偏心轮调节带张紧，另一方面采用拉动装置，该拉动装置将电机壳体从转向传动装置的壳体拉开并由此张紧带。该解决方案成本很高并且相应地昂贵。
英国专利文献GB 1,117,763公开了在驱动的两个运行方向上张紧环形驱动装置的另一种可能性。在该装置中，利用固定且被可移动地支承的轴张紧链传动，使得经由弹簧预紧的楔将可移动的轴承座推离固定支承的轴。
日本专利申请JP 09257109A公开了一种带有电磁铁的带张紧装置。在其中建议使磁铁通过转子对张紧辊施加张紧力。该张紧装置不是非接触式的。
最后由公开文献DE 2138288公开了为了使热塑性线波动而用可磁化的颗粒来配备环形带，并且在操作中利用磁铁使环形带以某种方式变形。
发明内容
因此本发明的任务在于，改进开始提到的那种动力转向装置，从而无需额外的部件——例如靠在带上的张紧辊——就能够产生带张紧，进而排除了通过张紧元件对带的额外磨损。其中还应避免额外的高成本的调节元件。
该任务通过具有权利要求1的特征的动力转向装置来实现。
用于机动车的电动动力转向装置具有在转向蜗杆盒内轴向移动支承的齿杆，该齿杆可由设置在电机壳体内的电动伺服电机通过带和传动装置驱动以辅助转向，由于在该动力转向装置中将带配置成铁磁性的并且至少一个磁铁以邻近于带并与带隔开一定距离的方式设置在包围带的壳体部内，从而在磁铁的作用下在带内形成张紧。所述带最好为齿形带。
可以将带配置成使得带含有由可磁化的钢制成的钢织物。也可以提出，带含有铁磁性的钢纤维或铁颗粒。
另外，当总共两个磁铁设置在带与皮带轮的接触点之间的中间并且分别邻近于带的各个自由分支时，对于张紧装置在带的两个运行方向上的均匀作用是有益的。
其中在至少一个磁铁为永磁铁时，可以得到简单的结构。
附图说明
下面将结合附图说明本发明的实施例。附图示出：
图1示出电动动力转向装置的立体图，该动力转向装置带有轴平行于齿杆设置的伺服电机；
图2示出图1的转向装置的伺服驱动机构的分解图；以及
图3示出根据图1和图2的转向装置沿图1的线III-III的径向剖视图。
具体实施方式
图1示出带有转向蜗杆盒1的电动动力转向装置，该转向蜗杆盒1包围在内部可移动支承的齿杆。齿杆在末端分别带有一个由波纹管2包围的万向球接头。万向球接头又分别带有转向横拉杆3。小齿轮壳体4包围与齿杆啮合的转向小齿轮。转向小齿轮又适于与转向柱和转向轮相连。它进一步带有用于控制转向的扭矩传感器，该扭矩传感器设置在传感器壳体5内。
在转向蜗杆盒1的相对端上，在可松开的壳体部6内设置有用于驱动齿杆的减速传动装置。壳体部6进一步带有电机壳体7，该电机壳体7平行于转向蜗杆盒1间隔设置。电机壳体7又带有用于控制设置在电机壳体7内的伺服电机的控制电子设备8。
图2中进一步示出伺服驱动机构的组件。壳体部6在其可见的凸缘侧带有用于固定到不可见的转向蜗杆盒1上的凸缘10。齿杆11在其纵向或轴向上穿过壳体部6伸出。齿杆11带有滚珠丝杠传动装置12，该滚珠丝杠传动装置12利用它的球无间隙地嵌入齿杆11的相应螺纹中。将滚珠丝杠传动装置12可旋转地支承在壳体部6的内部。滚珠丝杠传动装置12在周向具有用于齿形带14的齿部。齿形带14又在壳体部6内从滚珠丝杠传动装置12朝伺服电机16的相应构造的小齿轮15运行，该伺服电机16设置在电机壳体7内。
电机壳体7固定在壳体部6上预定的固定位置处。
现有技术已经公开了到目前为止所说明的部件的其它共同作用，在此无须对其进行进一步说明。同样的情况适用于动力转向系统的控制和操作。
另外在壳体6内，邻近于齿形带设置有磁铁20，也就是在齿部13与小齿轮15之间大致中间并邻近于齿形带14的直线运行的分支(Trum)的位置。
图3示出大致沿着图1的线III-III，即在齿形带14的区域内穿过图1的动力转向装置的剖视图。
壳体部6在此包围动力转向装置的驱动机构，该驱动机构从伺服电机16的小齿轮15经齿形带作用在滚珠丝杠传动装置12的齿部13上并由此作用在齿杆11上。因此小齿轮15的旋转导致齿杆11的轴向移动。在壳体部6的内侧总共设置有两个磁铁20，并且两个磁铁20相对于壳体部6的对称轴对称，该对称轴连接齿杆11和伺服电机16的两个中点。
不希望齿形带14的带张力在使用过程中减小并因此出现间隙，该间隙尤其是在转换伺服驱动机构旋转方向时被认为是缺点。它将导致噪声和可能出现的前置控制器的不利的限定状态。还可能在各个未加载的分支内形成摆动。因此齿形带14配置为铁磁性的，例如齿形带14通过加入钢织物、钢纤维或者铁颗粒来配置为铁磁性的。在磁铁20的作用区域内，齿形带14在磁性拉力的作用下被向外拉伸并由此被张紧。由此阻止摆动的形成。
磁铁20可以是永磁铁，但也可以是电磁铁。磁铁20与齿形带14之间的空气间隙可以在局部达到几个毫米，例如2-4毫米，因为齿形带14在其工作寿命周期开始的时候张紧并且在运行中的预期伸长量极小。因此保证了由于小的空气间隙而使作用在齿形带14上的拉力足够大。
附图标记列表
1    转向蜗杆盒
2    波纹管
3    转向横拉杆
4    转向小齿轮壳体
5    传感器壳体
6    壳体部
7    电机壳体
8    控制电子设备
10   凸缘
11   齿杆
12   滚珠丝杠传动装置
13   齿部
14   齿形带
15   小齿轮
16   伺服电机
20   磁铁