Усилитель руля для автомобилей

Изобретение относится к сервомеханизмам рулевого привода транспортного средства, в частности автомобиля, и может быть использовано в качестве усилителя рулевого управления. Усилитель руля для автомобилей содержит корпус, рулевой вал из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала. Обе части рулевого вала выполнены в виде винтовой пары, причем входная часть рулевого вала выполнена в виде винта, а выходная часть выполнена в виде гайки и свободно установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а муфты выполнены фрикционными. Технический результат состоит в обеспечении предлагаемым усилителем руля для автомобилей и плавного подключения привода к выходной части рулевого вала. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сервомеханизмам рулевого привода транспортного средства, в частности автомобиля, и может быть использовано в качестве усилителя рулевого управления.

Известен усилитель руля для автомобилей, содержащий корпус, рулевой вал из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала (Патент Германии (DE) №3612619, приоритет от 15.04.1986 г.).

Этот усилитель руля для автомобилей позволяет производить отбор мощности от постоянно вращающегося двигателя, не требующего его остановки и последующего реверсирования. А изменение направления вращения выходной части вала производят с помощью фрикционных муфт.

Однако фрикционные муфты этого усилителя руля управляются специальным электронным блоком, поэтому этот известный усилитель руля не обладает высокой надежностью и требует высококвалифицированного обслуживания.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является усилитель руля для автомобилей, содержащий корпус, рулевой вал из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала (Выложенная заявка Германии (DE) №19518196, приоритет от 22.05.1995 г.).

Этот наиболее близкий к заявляемому изобретению усилитель руля содержит муфты, выполненные в виде обгонных муфт, встроенных в ступицы зубчатых колес червячной передачи понижающего редуктора, что позволяет избежать применения электронного блока управления муфтами и, как следствие, повышает надежность усилителя руля и не требует высококвалифицированного обслуживания.

Недостатком этого наиболее близкого к заявляемому усилителя руля для автомобилей является использование обгонных муфт, не обладающих возможностью плавного подключения привода к выходной части рулевого вала, а также недостаточной надежностью в работе в условиях вибрации и ударов, что может приводить к неустойчивой работе обгонных муфт.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности усилителя руля для автомобилей.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в обеспечении плавного подключения привода усилителя к выходной части рулевого вала.

Это достигается тем, что в усилителе руля для автомобилей, содержащем корпус, рулевой вал из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала, обе части рулевого вала выполнены в виде винтовой пары, причем входная часть рулевого вала выполнена в виде винта, а выходная часть выполнена в виде гайки и свободно установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а муфты выполнены фрикционными.

Предлагаемая конструкция усилителя руля для автомобилей позволяет использовать фрикционные муфты различного исполнения, в том числе конические и дисковые, а также зубчатые пары различного исполнения, в том числе цилиндрические, конические и червячные.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, представленным в виде кинематической схемы.

Усилитель руля для автомобилей содержит корпус 1; рулевой вал 2 из входной 3 и выходной 4 частей; торсион 5, связывающий части 3 и 4 рулевого вала 2; привод 6; понижающий редуктор 7 с приводным валом 8 и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, состоящих из шестерни 9 и входящих с ней в зацепление двух зубчатых колес 10 и 11; и две фрикционные муфты 12 и 13.

Обе части 3 и 4 рулевого вала 2 представляют собой винтовую пару, при этом входная часть 3 представляет собой винт, а выходная его часть 4 представляет собой гайку с закрытым торцом, на котором закреплен один из концов торсиона 5, второй конец которого закреплен на конце входной части 3 рулевого вала 2.

Каждая половина обеих фрикционных муфт 12 и 13 жестко связана с выходной частью рулевого вала, а другая половина обеих фрикционных муфт 12 и 13 вмонтирована в ступицы зубчатых колес 10 и 11.

Усилитель руля для автомобилей работает следующим образом.

Двигатель 6 постоянно вращает шестерню 9, приводящую во встречное вращение зубчатые колеса 10 и 11. При отсутствии крутящего момента на входной части 3 рулевого вала 2 обе муфты 12 и 13 отключены торсионом 5.

При наличии крутящего момента на входной части 3 рулевого вала 2, т.е при повороте его винта 3, происходит перемещение по его винтовой линии другой выходной части 4 рулевого вала 2, выполненной в виде гайки, которая перемещается до упора половины одной из муфт 12 или 13, закрепленной на ней, со второй ее половиной, вмонтированной в ступицу одного из зубчатых колес 10 или 11, в результате эта муфта замыкается, связывая приводной вал 8 двигателя 6 с выходной частью 4 рулевого вала 2. После этого крутящий момент от двигателя 6 передается на вращающуюся выходную часть 4 рулевого вала 2, усиливая его вращение. Таким образом, на выходной части 4 рулевого вала происходит суммирование двух крутящих моментов: одного - от входной части 3 рулевого вала 2, другого - от двигателя 6.

При изменении направления вращения входной части 3 рулевого вала 2 происходит поворот винтовой пары рулевого вала 2, приводящий к разъединению включенной муфты 12 или 13 и возврату торсионом 5 частей 3 и 4 рулевого вала 2 в нейтральное положение, при котором обе муфты 12 и 13 отключены, а крутящие моменты на входной и выходной частях рулевого вала одинаковы по величине и направлению.

Если при этом крутящие моменты на обеих частях рулевого вала 2 одинаковы, то усилитель руля работает вхолостую. Но если при этом крутящие моменты на обеих частях рулевого вала неодинаковы, то вновь происходит перемещение выходной части 4 рулевого вала 2, выполненной в виде гайки, до упора с соответствующей половиной одной из муфт 12 или 13, и снова после этого происходит суммирование крутящих моментов на выходной части 4 рулевого вала 2 от электродвигателя 6 и входной части 3 рулевого вала 2.

Таким образом, за счет выполнения частей рулевого вала в виде винтовой пары, а также использования фрикционных муфт в качестве соединительных муфт предлагаемая конструкция усилителя позволяет обеспечить плавное подключение электропривода к выходной части рулевого вала и тем самым повысить надежность усилителя руля для автомобилей.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналогов, характеризующихся признаками тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Определение из перечня выявленных аналогов наиболее близких решений позволило выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому техническому результату, отличительных признаков в заявляемом усилителе руля для автомобилей, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение “усилитель руля для автомобилей” соответствуют критерию “новизна”.

Предлагаемый усилитель руля для автомобилей с его новыми признаками готовится к использованию на предприятии при производстве усилителей руля для автомобилей.

1. Усилитель руля для автомобилей, содержащий корпус, рулевой вал из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала, отличающийся тем, что обе части рулевого вала выполнены в виде винтовой пары, причем входная часть рулевого вала выполнена в виде винта, а выходная часть выполнена в виде гайки и свободно установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а муфты выполнены фрикционными.

2. Усилитель руля для автомобилей по п.1, отличающийся тем, что муфты выполнены коническими.

3. Усилитель руля для автомобилей по п.1, отличающийся тем, что муфты выполнены дисковыми.

4. Усилитель руля для автомобилей по п.1, отличающийся тем, что зубчатые пары выполнены цилиндрическими.

5. Усилитель руля для автомобилей по п.1, отличающийся тем, что зубчатые пары выполнены коническими.

6. Усилитель руля для автомобилей по п.1, отличающийся тем, что зубчатые пары выполнены червячными.