专利名称：用于机动车的转向器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的用于机动车的转向器。
背景技术：
这种类型的齿条-伺服转向系如此地进行构造，以致转向器壳体在其安装位置上横向地布置在车辆中并且在该转向器壳体中一个齿条也沿机动车的横向可运动地被支承。一方面，齿条通过转向盘和转向柱由一个与齿条相啮合的转向小齿轮来驱动。另一方面，一个具有活塞-/缸装置的伺服驱动装置在侧向上与小齿轮在齿条中的啮合部相隔开地布置，该装置同样直接在作用到齿条上。齿条通常是一体件。
在这种类型的伺服转向系中，通过经由球窝关节铰接在齿条的端侧的转向横拉杆实现对转向轮子的驱动。在一些情况下，还设置一个所谓的中间分支点(Mittenabgriff)，在这种情况下，转向横拉杆铰接在转向器的中间区域内。
在许多机动车的新结构中，在结构上的主要指标是，在给定的外形尺寸情况下实现尽可能大的可供使用的内部空间，为了实现这个目的，因此需要使机动车的主要零部件尽可能地紧凑。但是，使传统齿条-伺服转向系更加紧凑的各种努力受到下面的限制，即在具有共轴线并排布置的齿条件和液压件的整体式齿条中，具有布置于其上的液压驱动装置的齿条的长度一定得等于沿一个方向的转向系行程的至少六倍。此外还出现在构造机动车时必须作为自由空间加以考虑的齿条的移动路径(Verfahrweg)。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种新型转向器装置，该装置使液压齿条-伺服转向系具有特别紧凑的尺寸的优点。
这个目的通过具有权利要求1的特征的转向器来实现。
由于齿条和活塞杆布置成沿轴向相互平行而横向于该轴向相互隔开，因此减小了沿轴向所需要的结构空间。因此，在布置转向系时不得不考虑较小空间的限制的机动车结构产生了所争取的优点。
有利的是，齿条沿轴向与活塞杆固定连接，因此可以确保两个结构件之间的强制结合。优选的是，缸与转向器壳体相连接。
在这种情况下，所述缸可以带有一个旋转滑阀，使得所需要的、与一个传统齿条转向系的基本上结构相同的零部件布置在缸的附近。
在一种实施方式中，齿条的自由端用罐形套筒进行包封，这些套筒包围齿条的所需运动空间并且对外密封。它们也可以用滑套或波纹管进行包封，滑套或波纹管适合于释放出在轴向上位于齿条旁边的例如用于一个车轮转向角的自由空间。
旋转滑阀可以作为模件固定在框架的左边或右边，因此对于右置转向盘和左置转向盘的机动车而言，几乎所有结构件具有相同的结构。
在另一种实施方式中还规定，齿条沿轴向与缸相固定连接。当活塞杆相对于车辆基本上不能运动地被支承时，然后使具有齿条的缸移动。因此，在缸和齿条相对可运动地被支承时，旋转滑阀可以机架固定地安装到框架和活塞杆上。
用于操纵伺服驱动装置的液压流体可以有效地通过活塞杆的端侧(自由端)进行供给。用于待操纵的转向横拉杆的中间分支点可以直接固定在所述缸上，这使得结构更加紧凑。
在第三种实施方式中，总共设置了三个平行的、轴向隔开的杆，即齿条、活塞杆和引导杆。
在具有框架固定的缸的实施例中转向横拉杆铰接在活塞杆的端侧上。
在下面，参照附图来描述本发明的实施例。其中图1齿条和活塞杆结合起来的第一实施例的转向系的俯视的横截面图；
图2图1的转向系的透视图；图3齿条和缸结合起来的第二实施例的转向系的俯视的横截面图；图4图3的转向系的透视图；以及图5具有独立引导杆的第三实施例的示意俯视图。
具体实施例方式
在图1中示出了一种按第一实施例的本发明转向器。该转向器具有转向器壳体1，该转向器壳体具有一个沿转向器壳体的横向延伸的圆柱形孔2和一个平行于圆柱形孔2而延伸的齿条孔3。一个活塞杆4沿孔轴线5的方向可运动地布置在圆柱形孔2内。活塞杆4在中间支承着液压活塞6，该活塞与孔2和两个端侧的引导和密封元件7一起限定出一个左边的工作室8和一个右边的工作室9。
一个齿条11沿其齿条轴线12可运动地布置到齿条孔3内。齿条轴线12平行于孔轴线5地进行延伸。此外，转向器壳体1支承着一个小齿轮13，该小齿轮与齿条11的啮合齿14相啮合，并且绕着垂直于图面的旋转轴线15可旋转地支承在转向器壳体1中。
转向器壳体1在其与齿条孔3相对置的一侧上总共具有3个螺纹孔16，这些螺纹孔用来把转向器壳体固定在一辆机动车的框架上。
活塞杆4和齿条11在其自由端的区域内分别通过一个端板20相互连接起来。端板20使两个结构件这样地结合，以致它们沿轴向即沿轴线5和12的方向不能相互移动。此外，活塞杆4在两个自由端上分别具有一个球珠套21，所述球珠套分别具有一个支承于其中的转向横拉杆22。这些转向横拉杆22最后在把转向系安装到汽车中和在运行中如此地与机动车的转向轮子的转向节相连接，使得转向系的操纵可以导致转向轮子的偏转。
最后，齿条11配备有波纹管23，所述波纹管23在孔3外部包围齿条11的自由端并且对外密封地封闭。因此，以本身公知的方式可以防止啮合齿14的污染，污染一方面会产生磨损和侵蚀，而另一方面会导致小齿轮和啮合齿14之间的啮合的卡住。在这里有利的是，小齿轮13在啮合齿14中的啮合必须非气密地封闭孔3，以使在齿条11轴向运动通过孔3时，可以实现波纹管23之间的体积补偿，并且不必设置波纹管23的独立的通风或放气装置。
在图2中以透视图示出了图1的转向系。相同的结构件具有相同的标记。
显然的是，在小齿轮13上部的转向器壳体的上侧上设置一个本身公知的旋转滑阀30，借助该滑阀30把液体从液压管31、32导入到工作室8、9中。旋转滑阀30具有一个啮合的旋转分流阀33，该旋转分流阀同样以常规方式与机动车的一个没有示出的转向柱相连。
大体描述的伺服转向系的安装这样进行，使得转向器壳体1在螺纹孔13的区域内大致居中地安装在一辆机动车的转向轴线的区域内，其中这些轴线5和12布置在机动车的横向即水平方向并且与行驶方向成横向。转向横拉杆22与转向轮子的转向节相连。旋转滑阀30在连接孔34的区域内与一个液压泵和回程相连接。旋转分流阀33最后与一个转向柱的多齿锁紧装置抗扭地相连。
如果在运行时配备有所描述的转向系的机动车的驾驶员在转向盘上通过转向柱产生一个与行驶方向改变后的期望一致的旋转角，那么旋转分流阀33以本身公知的方式转动，继而使得小齿轮13也以本身公知的方式进行转动。一股液压流根据旋转方向导入到管路31或32中，使得在工作室8或9内的压力提高。小齿轮13使齿条11沿横向产生移动，其中这种运动通过端板20与活塞杆4和转向横拉杆22的相应运动同步地实现。按一种传统的齿条-伺服转向系，在两个工作室中的一个工作室内的液压压力支持这种运动。
与传统的转向系相比，在这种结构中产生的优点在于，啮合齿部分14或整个齿条11设置成不与活塞杆4共轴线。沿横向即沿轴线5的方向的结构空间因此得以减小，使得这种转向系在布置到机动车中时所需要的限制较小。另一个优点是，在两个波纹管23内不需要外部压力平衡。最后，该转向系的安装更加方便且过程更加可靠，因为在啮合齿区域14内相对尖锐的齿条11不必进入到端件7的液压密封件的区域中。因此，在安装过程中可以可靠地消除对密封件的损坏。
在图3中示出了本发明转向系的另一种实施方式。该图与图1的视图相对应。相同的结构件再次具有相同的标记。
在本实施例中，一个转向器壳体40设有两个固定区域41。通过在固定区域41附近将活塞杆4与转向器壳体40螺纹连接在一起的方式，转向器壳体40固定地且不能运动地支承活塞杆4。活塞杆4在这里还支承有一个液压活塞6，该液压活塞与一个缸42一起限定出两个工作室8和9。该缸42在其朝向齿条11的一侧上具有一个桥接部分43，该桥接部分在一个螺纹孔44内与齿条11固定地螺纹连接。齿条11轴向可运动地支承在转向器壳体40内的两个滑动轴承45中。
在本实施例中，齿条11具有两个自由端46，这些自由端用固定的、罐形的套筒47进行包封以免受环境影响。
在图4中以透视图进一步示出了图3的实施例。在该附图中可以看到，小齿轮13与第一实施例一样是一个旋转滑阀装置30、33的一部分。此外还可以看到，本实施例中的缸42具有一个法兰，该法兰带有螺纹孔48，在安装时，没有详细示出的转向横拉杆可以拧入到这些孔中。
在实践中，按本实施例的转向系在连接法兰41的区域内与机动车框架螺纹连接。使轮子偏转的转向横拉杆以一个相应的关节件在孔48的区域中拧入到缸42上。在小齿轮13旋转时，通过使小齿轮啮合到啮合区域14中，齿条11沿横向即沿轴线12的方向移动。通过经桥接部分43把齿条11刚性地固定在缸42上，所述缸也沿横向一起运动，同时活塞杆4相对于转向器壳体40静止并且因此相对于机动车的框架静止。一个由旋转滑阀30的转动所导致的液压控制信号通过液压管路31和32传递到工作室8或9中，从而通过在相应工作室中的压力增大来保证一种辅助支持。因此，有利的是，来自管路31和32的液压流体的供给通过活塞杆4的内部进行。
本实施例在结构上也提供了优点，即齿条11和活塞杆4沿径向相互分开并且沿机动车的横向并排地布置成不共轴线。沿横向所需要的结构空间通过这种布置得到明显减小。此外，在本实施例中，在螺纹孔48的区域内的一个中间分支点特别容易实现。
由于转向器壳体和结构件尤其是旋转分流阀和齿条允许一种很大程度上的模块化结构，因此对于右侧驾驶的汽车/左侧驾驶的汽车这两种变形所需要的改变很少。
最后，图5以与图1和图3的视图相对应的示意性图示出了第三实施例。
在本实施例中，一个转向器壳体40在法兰41的区域中拧入到一个框架50上。转向器壳体40支承活塞杆4，该活塞杆4上可运动地布置着缸42。缸42的结构基本上与图3中的相同。但是，到齿条11的桥接部分43偏心地安装在缸42上。与前面实施例不同的是，一个额外的导向杆51设置成平行于活塞杆4和齿条11，为此，该导向杆布置在一个导向装置52中，用于抵御在桥接部分43所产生的倾卸力矩。齿条11通过这种结构可以消除倾卸力矩。因此，齿条11本身可以基本上限定在转向器的行程长度内，同时在图1-4的实施例中，伺服转向系的长度更大。
在运行时，该转向器根据直到现在所描述的结构进行工作。一个施加在小齿轮13上的转矩导致齿条11沿横向移动。在这种情况下，齿条11通过桥接部分43带动所述缸42。在中间分支点的这种结构形式中布置在缸42中的转向横拉杆22把运动继续传递到一辆机动车的没有示出的转向轮子上。一个与小齿轮13相连接的旋转滑阀在两个工作室8或9中的一个工作室内产生了一股液压流，该液压流基本上与施加在转向盘上的转矩成比例地提供一种可供使用的辅助支持。倾卸力矩在滑动轴承52中得到吸收并且通过引导杆51和转向器壳体40继续传递到机动车50的框架上。活塞杆4和引导杆51与转向器壳体40固定连接，同时齿条11沿横向可以移动。这三个结构件布置成轴向平行并且沿径向相互隔开。
在图5中仅仅是示意性地示出了第三个实施例。精确的结构同样地构造如图1-4的实施例一样。
权利要求
1.一种转向器，它具有一个转向器壳体，一个限定一个轴向并与一个转向小齿轮相啮合的齿条，一个液压伺服驱动装置，一个具有一个活塞、一个沿轴向延伸的活塞杆和一个缸的活塞/缸装置，其特征在于所述齿条和活塞杆布置成沿轴向相互平行而横向于该轴向相互隔开。
2.如权利要求1所述的转向器，其特征在于，所述齿条与活塞杆沿轴向固定连接。
3.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述缸与转向器壳体相连接。
4.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述缸带有一个旋转滑阀。
5.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述齿条的自由端用优选罐形的套筒进行包封，所述套筒包围齿条的运动空间并且对外密封。
6.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述齿条的自由端用滑套或波纹管进行包封，滑套或波纹管将释放出在轴向上位于齿条旁边的例如用于一个车轮转向角的自由空间。
7.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述旋转滑阀作为模件固定在一个位于框架上的外部中心的区域内。
8.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述齿条沿轴向与缸固定连接。
9.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述活塞杆基本上不能相对于车辆运动地被支承。
10.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，用于待操纵的转向横拉杆的中间分支点直接固定在缸上。
11.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，用于操纵伺服驱动装置的液压流体通过活塞杆的端侧(自由端)进行供给。
12.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，总共设置了三个平行的、轴向隔开的杆，即齿条、活塞杆和引导杆。
13.如前述权利要求任一所述的转向器，其特征在于，所述转向横拉杆铰接在活塞杆的端侧上。
全文摘要
本发明涉及一种转向器，它具有一个转向器壳体(1)、一个限定轴向并与一个转向小齿轮(13)相啮合的齿条(11)、一个液压伺服驱动装置、一个具有一个活塞(4)、一个沿轴向延伸的活塞杆和一个缸的活塞/缸装置(2)，通过下面这些可以使得它特别紧凑，即所述齿条和活塞杆布置成沿轴向相互平行而横向于该轴向相互隔开。
文档编号B62D5/22GK1852826SQ200480026771
公开日2006年10月25日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年8月5日
发明者A·罗森菲尔德, D·莱希纳, J·霍瓦特, U·毛茨 申请人:蒂森克鲁伯普雷斯塔转向技术有限公司