[发明专利]用于机动车齿轮齿条转向机构的带间隙补偿的推压装置

说明书

概括而言，本发明涉及机动车的齿轮齿条转向机构。更具体而言，本发明涉及所谓的“推力线”装置，或者更简单地称为此种转向机构的“推压器”，其功能是保持齿条与转向齿轮的啮合同时对齿啮合缺陷进行补偿，此装置有利于齿轮在齿轮齿条转向系统壳体内的安装。再进一步具体而言，本发明涉及一种所谓的“偏心”推压器，该推压器配有用于对齿轮与齿条之间间隙进行自动补偿的系统。

在机动车齿轮齿条转向系统中，转向齿轮以可转动方式连接至转向柱，使用车辆的方向盘进行操作，经常要借助于液压或电动助力系统。转向齿轮与在转向齿轮箱内以滑动方式纵向安装的齿条相啮合。齿条位于箱体之外的两端分别与两个转向横拉杆相联结，继而分别与车辆的左、右转向轮相关联。由此，由转向柱传给齿轮的转向轮以某一方向进行的转动被转变为所述齿条的相应平移运动，所述齿条的相应平移运动通过转向横拉杆实现转向轮向左或向右转的取向。

在此类转向系统中，通过横拉杆连接至车辆前轮的齿轮齿条机构根据车辆所行驶的道路，会承受载荷、冲击和振动的传递。由于横拉杆与齿条所形成的角度的原因，可能会在齿条上产生载荷，使之存在被移离齿轮的风险。鉴于此，通常由所谓的“推压器”装置将齿条持续压靠在齿轮上，推压器弹性地作用在齿轮区域中的齿条背面，使该齿条的齿形紧紧压靠住齿轮。由于所述推压器的原因，齿条与齿轮的啮合缺陷得以补偿，且所述推压器还可确保齿条的导向，同时对该齿条在转向齿轮箱内的滑动力进行控制。

在其最常见的实施方式中，推压装置包含推压器，严格而言，所述推压器是沿基本垂直于齿条纵向轴线的方向以平移方式安装的刚性件，并由弹性装置压向齿条背面，以便由具备合适形状、尤其为凹形外形的端部在齿条背面施压，所述端部通常由摩擦垫制成，以便在所述摩擦垫与齿条之间具备较低的摩擦系数。所述弹性装置可由螺旋弹簧单独构成，也可由金属或弹性橡胶垫圈构成，抑或由这样的弹性元件结合而成。这些弹性装置压在调整螺钉上，由此可以调整推压器的回撤量，由此体现推压器的行程末端止挡器。

如前所示，这种装置可以实现齿轮与齿条之间的永久接触，同时可补偿这些组件的齿形啮合缺陷。由于弹性装置在调整螺钉与推压器之间的作用，也可以在齿轮、齿条和摩擦垫的运行中对磨损进行补偿，但对于回撤(即推压器与由其调整螺钉所形成的止挡器之间的间隙)，则会被增加一个等于这三个组件累计磨损量的值。

所述推压器的主要缺点，以及增加未被补偿的回撤量的影响，是在车辆在恶劣路面上行驶时可能出现噪音，且齿轮与齿条的齿接触区内的弯矩会增加，特别是在满载运行情况下。此推压装置的另一个缺点是它需要在装配线上进行昂贵的调整工作。

推压装置还有已知的不同的设计，称为“偏心式”推压器，例如US 6247375B1、FR 2219868、EP 0770538A2和US 2008/0190229A1号专利中所述。在此类装置中，回转垫包含将齿条向齿轮推的偏心部分，该旋转垫被安装在壳体内，绕平行于机柜纵轴的轴线转动。此垫的内边缘相对外边缘为偏心的，使得当它在壳体内转动时，其偏心部分形成被压靠在齿条背面的台阶，将齿条推向齿轮的轮齿，以保持其啮合。

在2008年11月6日以本申请人名义提交、2010年5月7日以FR 2938034编号发布的08.06207号法国专利申请中所述的偏心式推压器的一种具体实施方式中，旋转垫被旋转安装在支承壳体上，继而以滑动安装方式安装在转向齿轮箱内，其方向平行于齿条的齿形啮合面，而垂直于齿条的纵轴。诸如压缩弹簧的弹性元件被置于滑动壳体壁与旋转垫之间，以便以预定义方向压迫处于旋转中的该垫。诸如O形环的另一种弹性元件被置于滑动壳体与固定部分之间，例如转向齿轮箱。该垫包含一个径向臂，压缩弹簧的作用力施加于其上。该垫具备弓形“角”形状，使装置可以特别紧凑。

然而，此偏心式推压装置通常不具备坚固且不可更改的系统，只能实现微小的运行间隙以吸收轮齿的间隙。

因此本发明旨在提供一种偏心式推压器的改进实施方式，尤其具备自动间隙补偿功能，回撤量受控。