本发明涉及一种用于机动车的机电式转向组件，其包括具有驱动单元的力反馈促动器，所述驱动单元通过传动装置与方向盘连接部作用连接，其中，该驱动单元具有用于操控该传动装置的驱动轴并且该方向盘连接部具有与该传动装置作用连接的从动轴。
背景技术：
现代的机动车转向桥通常具有所谓的线控转向系统，其像在传统的通过手动转动方向盘来机械式转向那样接收驾驶员的转向指令。待转向的车轮的转向角度的调节以机电方式借助于转角传感器或扭矩传感器进行，所述转角传感器或扭矩传感器检测输入到方向盘中的转向指令并且将据此确定的电控制信号发送给转向促动器，该转向促动器至少间接地调节转向车桥的车轮的相应的转向角或转向角度。因为转向促动器并非直接地与方向盘机械连接，因此在实施转向促动器或调节模块的操控和由此引起的车轮转向角的调节时起初在方向盘上并不提供力反馈，但是这种反馈力原则上是值得期望的。由于缺少了触觉反馈，对于驾驶员来说难于可靠地获知当前的驾驶状况并实施适当的转向操作，因此会损害车辆的操控性并且从而损害行驶安全性。
为了在与方向盘机械解耦的调节模块中也能实现力反馈或复位力矩(也称为英文的force-feedback)，设置了力反馈促动器，其构造为使得在转向轴上或直接在方向盘上产生与驾驶状况有关的力反馈或复位力矩，所述力反馈或复位力矩给驾驶员提供触觉的力反馈。换言之，借助于所述力反馈促动器通过在方向盘上调节复位力矩对于驾驶员模仿已知的转向感觉。
de102013014122a1公开了一种用于线控转向系统的转向止挡，其具有用于与方向盘连接的转向轴。蜗轮与该转向轴耦合，其中，该蜗轮的纵轴线和该转向轴的纵轴线布置为相互平行。该蜗轮与蜗杆配合并且该蜗杆设有驱动装置。
技术实现要素：
本发明的任务在于，进一步研发一种机电式转向组件，并且特别是降低该转向组件所需的安装空间。该任务通过具有优选实施方案特征的机电式转向组件来解决。本发明的有利的实施方式由下面的说明以及附图得出。
本发明提出一种用于机动车的机电式转向组件，其包括具有驱动单元的力反馈促动器，所述驱动单元通过传动装置与方向盘连接部作用连接，其中，该驱动单元具有用于操控该传动装置的驱动轴并且该方向盘连接部具有与该传动装置作用连接的从动轴，其中，该驱动单元的驱动轴和该方向盘连接部的从动轴同心地布置，其中，在该驱动单元与该方向盘连接部之间的能流中布置至少一个第一中间轮。该力反馈促动器例如可以与控制装置连接，该控制装置将指令发送给该力反馈促动器，用于生成复位力矩(也称为力反馈)，以对于机动车的驾驶员产生或模仿相应于驾驶状况的实际的转向和驾驶感觉。
术语“力反馈”可理解为力的反馈或复位力矩，其中，该复位力矩在方向盘上产生，用于给驾驶员提供关于瞬时驾驶状况的人工模仿的触觉反馈，该触觉反馈是驾驶员在方向盘和调节模块之间以传统方式机械或液压耦合以调节车轮的转向角度的情况下期望的。换言之，给驾驶员提供通过力反馈促动器产生的触觉信号，借助于该触觉信号，驾驶员可以评估当前的驾驶状况并且对此做出反应。
优选地，所述力反馈促动器通过方向盘连接部与方向盘连接，其中，经由该方向盘连接部或转向轴一方面将驾驶员的手动转向指令通过转动该方向盘导入到所述力反馈促动器中，另一方面将复位力矩沿相反的力路径由力反馈促动器传输至方向盘。
从动轴和驱动轴的同心布置具有的优点是，可以最佳地利用机动车中已有的结构空间。特别是，转向组件可以构造为相对细长，从而可以实现所谓的联机布置，在该联机布置中，本发明的转向组件可以安装在转向管之内。此外，通过所述至少一个中间轮可以实现更高的传动比。
术语“作用连接”可理解为：两个传动元件、例如两个齿轮可以直接地相互连接，或者，在两个传动元件之间也可以存在另外的传动元件，例如一个或多个轴或齿轮。设置两个相互形成齿配合的齿轮，用于将转矩或转速从一个齿轮传递到另一个齿轮。“齿轮”可理解为小齿轮、齿圈以及一件式或多件式齿圈传动装置的中间轮。
优选地，所述传动装置具有第一小齿轮以及齿圈，所述第一小齿轮与所述驱动轴抗扭转地连接，所述齿圈与所述从动轴抗扭转地连接。换言之，所述齿圈至少间接地通过方向盘连接部与机动车的方向盘抗扭转地连接，其中，该方向盘连接部优选至少区段地构造为空心轴。在驱动轴与从动轴之间传递转矩或复位力矩以及转速，其中，传动比取决于这些相互作用连接的构件的直径和齿数。
在此，所述第一中间轮优选与所述第一小齿轮和所述齿圈处于齿配合中。所述小齿轮通过所述驱动轴由驱动单元旋转驱动，其中，所述齿圈通过与所述第一小齿轮啮合的第一中间轮旋转驱动。由此，通过驱动单元产生的转矩或复位力矩作用到方向盘上，并且从而向机动车的驾驶员提供触觉信号。
在第一中间轮的齿和小齿轮或齿圈的齿之间存在所谓的重叠或齿廓重叠。在此，重叠的程度相应于啮合长度与相应齿轮即相应小齿轮、中间轮或齿圈的齿距之比。为了在中间轮和第一小齿轮或齿圈之间实现转矩的连续传递，啮合长度必须大于齿距，也就是大于节圆上的两个同侧齿面之间的距离。由此，确保了至少一个齿、优选多个齿处于齿配合中。重叠度越大，传动装置的声学特性越好。此外，通过高重叠度可以降低损坏，例如可降低点蚀孔的形成。
此外优选地，所述第一中间轮可转动地支承在第一支承销上，该第一支承销抗扭转地布置在所述驱动单元的壳体区段上。所述驱动单元的壳体区段位置固定地、也就是不能转动地固定在例如机动车的底盘或车身上。由此，第一中间轮围绕位置固定的第一中间销的纵轴线旋转。
此外优选地，在所述第一支承销上布置有第一支承元件，用于可转动地支承所述第一中间轮。在此，所述第一支承元件可以是球轴承或滚柱轴承或者其他合适的轴承。所述第一支承元件确保了第一中间轮在第一支承销上的轴向固定且可转动的布置。
根据一个替换的实施例，所述第一中间轮与所述第一小齿轮处于齿配合中，其中，所述第一中间轮与第二小齿轮抗扭转地连接，该第二小齿轮与第二中间轮处于齿配合中，其中，该第二中间轮与所述齿圈处于齿配合中。换言之，该轴向上相邻的第一中间轮和所述第二小齿轮共同形成阶梯齿轮，该阶梯齿轮至少间接地在第一小齿轮与齿圈之间传递转矩和转速。第一中间轮优选具有第一直径，该第一直径构造为大于第二小齿轮的第二直径。
优选地，所述第二中间轮可转动地支承在第二支承销上，该第二支承销抗扭转地布置在所述方向盘连接部的壳体区段上。优选地，该第二支承销布置为固定在方向盘上。
此外优选地，在所述第二支承销上布置有第二支承元件，用于可转动地支承所述第二中间轮。在此，所述第二支承元件也可以是球轴承或滚柱轴承或者其他合适的轴承。所述第二支承元件确保了第二中间轮在第二支承销上的轴向固定且可转动的布置
本发明包含的技术教导是，所述第一小齿轮、所述第二小齿轮、所述第一中间轮、所述第二中间轮和/或所述齿圈具有渐开线斜齿。渐开线斜齿(evoloid-verzahnung)指的是斜的渐开线齿，该斜的渐开线齿为了在具有复数个平行轴线的传动级中实现高的传动比使用直至只有一个齿的小齿轮齿数。利用所述渐开线斜齿可以降低传动级的数量和/或将模数增大到其值的多倍。在此，相应的渐开线斜齿可以构造用于减速传动或增速传动。
此外优选地，所述驱动单元构造为电动机。在此，所述力反馈促动器特别是与方向盘连接部作用连接，该方向盘连接部同时构造为用于手动输入转向指令的驱动轴以及构造为用于将复位力矩传递到方向盘上的从动轴。
附图说明
下面根据两个附图与本发明的两个优选实施例的说明一起来详细阐述本发明的另外的改进措施。
图1示出本发明的根据第一实施方式的机电式转向组件的简化的示意性纵截面图；和
图2示出本发明的根据第二实施方式的机电式转向组件的简化的示意性纵截面图。
具体实施方式
根据图1和图2，用于(这里未示出的)机动车的机电式转向组件1包括力反馈促动器2，该力反馈促动器具有驱动单元4，该驱动单元通过传动装置3与方向盘连接部5作用连接。该驱动单元4构造为电动机，其驱动一驱动轴6以及所述传动装置3的与该驱动轴抗扭转地连接的第一小齿轮9a，其中，该驱动轴6可转动地支承在所述驱动单元4的壳体区段12上。
所述方向盘连接部5在相反于所述传动装置3的自由端处至少间接地与(这里未示出的)方向盘连接并且具有与所述传动装置3作用连接的从动轴7，该从动轴与所述传动装置3的齿圈或空心轮10抗扭转地连接。因此，该从动轴7区段地构造为空心轴。在此，所述驱动单元4的驱动轴6和所述方向盘连接部5的从动轴7同心或同轴地布置。
图1示出，在驱动单元4与方向盘连接部5之间的能流中布置有第一中间轮8a。在此，该第一中间轮8a与所述第一小齿轮9a和所述齿圈10形成齿配合。所述第一中间轮8a借助于第一支承元件13a可转动地支承在第一支承销11a上，该第一支承销抗扭转布置在所述驱动单元4的壳体区段12上。该壳体区段12支撑在机动车的(这里未示出的)车身上并且因此是抗扭转的。可以考虑的是，对于高的驱动力矩还可以在力反馈促动器2中设置另外的中间轮8a。
根据图2，在驱动单元4与方向盘连接部5之间的能流中布置有第一中间轮8a以及第二中间轮8b。该第一中间轮8a与所述第一小齿轮9a形成齿配合，其中，该第一中间轮8a与相对于该第一中间轮轴向相邻布置的第二小齿轮9b抗扭转地连接并且由此形成具有不同直径的阶梯轮。所述第二小齿轮9b与第二中间轮8b形成齿配合，其中，该第二中间轮8b与所述齿圈10形成齿配合，从而将转矩和转速从驱动单元4的驱动轴6传递到方向盘连接部5的从动轴7上。通过这两个相互作用连接的中间轮8a、8b可以实现高的总传动比。
所述第二中间轮8b借助于第二支承元件13b可转动地支承在第二支承销11b上，该第二支承销则抗扭转布置在所述方向盘连接部5的壳体区段14上。在本例中，所述第一小齿轮9a和所述第一中间轮8a具有渐开线斜齿。
附图标记清单
1机电式转向组件
2力反馈促动器
3传动装置
4驱动单元
5方向盘连接部
6驱动轴
7从动轴
8a,8b中间轮
9a,9b小齿轮
10齿圈
11a,11b支承销
12驱动单元的壳体区段
13a,13b支承元件
14方向盘连接部的壳体区段。
1.一种用于机动车的机电式转向组件(1)，其包括力反馈促动器(2)，该力反馈促动器具有驱动单元(4)，该驱动单元通过传动装置(3)与方向盘连接部(5)作用连接，其中，该驱动单元(4)具有用于操控该传动装置(3)的驱动轴(6)并且该方向盘连接部(5)具有与所述传动装置(3)作用连接的从动轴(7)，
其特征在于，所述驱动单元(4)的驱动轴(6)和所述方向盘连接部(5)的从动轴(7)同心地布置，其中，在该驱动单元(4)与该方向盘连接部(5)之间的能流中布置至少一个第一中间轮(8a)。
2.根据权利要求1所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述传动装置(3)具有第一小齿轮(9a)以及齿圈(10)，所述第一小齿轮与所述驱动轴(6)抗扭转地连接，所述齿圈与所述从动轴(7)抗扭转地连接。
3.根据权利要求2所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述第一中间轮(8a)与所述第一小齿轮(9a)和所述齿圈(10)处于齿配合中。
4.根据以上权利要求中任一项所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述第一中间轮(8a)可转动地支承在第一支承销(11a)上，该第一支承销抗扭转地布置在所述驱动单元(4)的壳体区段(12)上。
5.根据权利要求4所述的转向组件(1)，
其特征在于，在所述第一支承销(11a)上布置有第一支承元件(13a)，用于可转动地支承所述第一中间轮(8a)。
6.根据权利要求2所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述第一中间轮(8a)与所述第一小齿轮(9a)处于齿配合中，其中，所述第一中间轮(8a)与第二小齿轮(9b)抗扭转地连接，该第二小齿轮与第二中间轮(8b)处于齿配合中，其中，该第二中间轮(8b)与所述齿圈(10)处于齿配合中。
7.根据权利要求6所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述第二中间轮(8b)可转动地支承在第二支承销(11b)上，该第二支承销抗扭转地布置在所述方向盘连接部(5)的壳体区段(14)上。
8.根据权利要求7所述的转向组件(1)，
其特征在于，在所述第二支承销(11b)上布置有第二支承元件(13b)，用于可转动地支承所述第二中间轮(8b)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述第一小齿轮(9a)、所述第二小齿轮(9b)、所述第一中间轮(8a)、所述第二中间轮(8b)和/或所述齿圈(10)具有渐开线斜齿。
10.根据以上权利要求中任一项所述的转向组件(1)，
其特征在于，所述驱动单元(4)构造为电动机。
技术总结