用于机动车的齿条式转向器的齿条的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动车的齿条式转向器的齿条以及具有这种齿条的齿条式转向器。
【背景技术】
[0002]由DE69607549T2例如公知一种具有可变的齿距的齿条。具有可变的齿距的区域的各个齿条齿的有效齿宽逐渐在宽度上增加或缩小，具体而言，从齿条齿列的中间位置朝齿条齿列的端部区域方向增加或缩小。因为有效齿宽变窄，所以齿条齿与螺旋小齿轮的接触位置朝着齿宽的中间方向调整。
[0003]具有可变的齿距的齿条例如用于机动车的齿条式转向器内，其中，应当改进转向感受。利用可变齿条的帮助可以累进地设计方向盘角度与一对转向车轮的平均转向角度之间的转向传动比。因而，从转向车轮的直行位置出发，在方向盘转动180度的情况下，由齿条沿其齿条轴线经过的调整路径例如可能小于在转向车轮的明显转向的位置中在方向盘转动180度的情况下的调整路径。在方向盘的直行位置中可以调节更大的转向传动比，以便平稳地转向。为了回转车轮可以缩小转向传动比，以便较小地转动方向盘即可实现掉头和驻车。
[0004]通常，转向横拉杆通过转向横拉杆铰链连接至齿条式转向器的齿条的轴向端部，转向横拉杆在其远离齿条的端部上作用于转向臂，转向臂铰接转向车轮。受结构限制，转向车轮的转向角通过齿条沿其齿条轴线的调整路径限制。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于提出一种齿条，该齿条可以实现转向车轮的较大的转向运动。根据本发明，该任务通过根据权利要求1的齿条解决。由于齿条由两个可彼此相对运动地布置的齿条部分形成，这两个齿条部分设有用于与各小齿轮进行作用的相同的齿部，所以会得到加大齿条沿其齿条轴线的调整路径的很多可能性。在该变型方案中，由两个齿条部分形成的根据本发明的齿条的初始端和末端之间的间距可以设计为是可变的，从而就所连接的转向横拉杆和转向臂而言展示了新的结构可能性。因而，该齿条可以在沿齿条轴线移动的情况下得到有针对性的缩短和延长。在另一变型方案中，分为两个齿条部分的齿条可以如下地设置，即，两个齿条部分在空间上彼此保持间隔地布置，从而就车辆的结构形式而言展示了新的结构可能性。
[0006]齿沿着齿部的齿距优选实施为自身公知的可变的齿距。这种可变的齿距例如在前述文献中已公开。具有可变的齿距的齿条例如可以与构造为螺旋小齿轮的小齿轮啮合。齿距可以从齿部的初始端出发朝齿部末端例如首先变大，然后变小，以便最后又变大。
[0007]在可变的齿部的情况下，在本发明意义下，齿部的两个直接彼此相邻地布置的齿之间的齿距可以与在齿部的初始端与末端之间的齿的位置有关。齿部的中间位置表示齿部初始端与末端之间的位置，在该中间位置中调节齿条的中立位置，即，针对车辆直行来调节转向车轮。在该中间位置中，彼此相邻地布置的齿之间的齿距与远离该中间位置的齿之间的齿距相比可以更小。以这种方式可以实现平稳的直行；方向盘的小的偏转角，即，用于与齿条作用的小齿轮的小的转动运动导致齿条部分沿齿条轴线仅略微的运动。随着与中间位置的间距增大，齿距可以变大，以便例如使车辆调节变得简单。齿距从中间位置出发的变化可以与期望的行驶舒适性有关地设计。
[0008]两个齿条部分的两个齿部无论如何在根据本发明的齿条的设置的调整区域上相同地构造。这意味着，这两个齿部例如基于制造技术的原因可以不等长地实施；重要的是，两个齿部的与小齿轮啮合的区段是相同的。
[0009]两个齿条部分沿着齿部的可变的齿距例如可以以如下方式构造，即，齿距从齿部初始端朝齿部末端非线性地增大。这种累进齿部可以满足驾驶员对改进转向感受的需求。
[0010]当例如两个齿条部分同轴且可彼此纵向移动地布置时，就能够实现齿沿着齿部的可变的齿距，以便调节转向车轮的更大的转向角度。
[0011]当两个齿条部分的两个相同的构造有可变的齿距的齿部彼此镜像地布置并且与齿部作用的例如构造为螺旋小齿轮的小齿轮沿相同方向转动时，那么其中一个齿条部分可以沿着齿条轴线基于变大的齿距较多地移动，而另一齿条部分基于变小的齿距与此相对地得到沿着齿条轴线的较短的调整路径。以这种方式，在转向运动时，根据本发明的齿条缩短或延长。
[0012]两个齿条部分可以在它们的彼此面对的端部上可彼此纵向移动地受引导。例如，其中一个齿条部分可以在另一齿条部分的凹部内能纵向移动地受引导，从而在齿条的刚性足够的情况下可以实现根据本发明的齿条的所提到的缩短或延长。
[0013]在机动车的设有根据本发明的齿条的齿条式转向器中，各一个小齿轮与齿条部分的两个齿部作用。在齿条的中立位置处，即，在车辆直行时，小齿轮布置在齿部初始端与末端之间的中间位置处。该中间位置使在中间位置与齿部的面对转向横拉杆连接点的末端之间的齿部长度与在中间位置与齿部的远离转向横拉杆连接点的初始端之间的齿部长度相比更长。这意味着，用于内转弯车轮的转向的齿条与用于外车轮转向的齿条相比必须经过更长的整体路径。相应地，小齿轮的其中一侧的平均齿距比另一侧的平均齿距更大。
[0014]根据本发明的改进方案设置一种齿条式转向器，其应该随后被详细描述。根据本发明的齿条式转向器可以针对每个齿条部分分别设置驱动装置，其中，这些驱动装置支持齿条部分沿其齿条轴线转向。按照公知方式，驱动装置可以具有滚珠螺杆传动件，其螺纹心轴与齿条部分相连，用以将螺纹心轴的调整运动传递至齿条部分，其中，设置有马达，该马达驱动滚珠螺杆传动件的心轴螺母。所提到的驱动装置支持驾驶员通过方向盘所施加到进行作用的小齿轮上的调整运动。
[0015]针对轴向上很短地构造的齿条式转向器而设置的是，滚珠螺杆传动件的螺纹心轴与齿条部分保持平行间距地布置并且布置在其旁边。在具有伺服支持的公知的齿条式转向器中，螺纹心轴形成齿条自身的区段(因而意味着齿条的轴向延长)，而根据本发明的改进方案可以实现根据本发明的齿条沿其齿条轴线的在轴向上明显更短的结构类型以及同时更长的调整路径。
[0016]在根据本发明的齿条式转向器中，这两个齿条部分可以在它们彼此远离的端部上分别支承在转向横拉杆上。
[0017]公知的是，这种转向横拉杆支承在车轮支架的转向臂上，其中，转向臂铰接转向车轮。在该根据本发明的改进方案中，在两个齿条部分处于中立位置的情况下，转向臂和转向横拉杆的作用轴线之间的角度β (当车辆直行时)小于90度。作用轴线作为直线连接转向横拉杆和转向臂的铰接点。以下详细说明这种设计。
[0018]仅当在所有四个车轮的中心建立的垂直线在一点相遇时，在缓慢行驶时车辆的转弯走向才是精确的。如果后车轮不随同转向，那么在两个前车轮上的垂直线与后桥中心线的延长线必须在一共同点处相交。这意味着，在内转弯和外转弯的前车轮上出现不同的转向角度。从较大的内角出发可以计算针对外角的额定值，其也被称为所谓的阿克曼角。当以这种方式确定了两个转向车轮的两个转向角度时，那么就满足所谓的阿克曼条件。
[0019]在许多情况下，为了没有问题地满足阿克曼条件而设置的是，转向臂的轴线彼此倾斜地布置并且大致在后桥的中心相交。在转向臂的这种布局下，基于几何形状原因得到的是，在车轮完全转向时，转向横拉杆和转向臂的作用轴线之间的角度β在内转弯车轮的一侧可以变得非常大，从而几乎达到转向横拉杆与转向臂的展平状态。这种展平状态可以以如下方式避免，即，将转向臂进而转向臂轴线布置在另一方位中，以便在车轮完全转向时在内转弯车轮上减小转向横拉杆与转向臂之间的角度。然而，转向臂的这种经改变的布置具有如下缺点:转向臂的延长轴线不再大致上在后桥中心相交，从而很难满足上述的阿克曼条件。
[0020]然而，即使在转向