具有受转向壳体的套筒保护的弹性阻尼器的转向拉杆的制作方法

本发明涉及用于车辆的转向机构，并且更具体地涉及拉杆装置，该拉杆装置用于这些机构以便将转向齿条的转向运动传递至承载转向轮的短轴。

背景技术：

已知路面的粗糙产生冲击和振动，这些冲击和振动趋向于通过使转向机构的运动链升高而从轮传播至方向盘，这对于驾驶员而言是不舒适源。

这是有时在转向机构内设置允许对由此产生的冲击和振动进行阻尼的弹性阻尼构件的原因。

此外，发明人已经发现，适当定尺寸的阻尼构件的设置可以有利地允许在驾驶员操纵方向盘时产生转向轮的取向角度与方向盘的角度之间的相位偏移(延迟)，该相位偏移导致车辆的转向半径相对于轮准确地并及时地依循方向盘角度的情况下的转向半径增大，并因此使车辆的横摆率减小，使得车辆不太可能过度转向。

然而，这些阻尼构件的实施往往使转向机构的尺寸和重量增大，并且使所述机构暴露于较高的腐蚀风险至水或盐雾(即，悬浮于空气中的盐水滴，该盐水滴是天然产生的——因为车辆位于海边——或者是例如在通过加盐对道路进行除雪之后产生的)有时可以渗入遮蔽所述阻尼构件的金属部件之间的程度。

技术实现要素：

因此，指定给本发明的目标是旨在克服前述缺点并旨在提出转向机构的新的布置，转向机构的新的布置确保有效地机械过滤由路面的粗糙引起的冲击和振动以及确保改善车辆动态行为、特别是横摆中的车辆动态行为，同时保持一定的紧凑性和良好的耐腐蚀性。

指定给本发明的目标借助于下述转向机构来实现：该转向机构包括转向齿条，该齿条以可滑动的方式安装在转向壳体中，所述齿条具有端部，该端部从所述转向壳体伸出并连接至拉杆，所述拉杆包括杆，所述杆将第一铰接构件连接至第二铰接构件，第一铰接构件比如为连接至齿条的球形接头球体，第二铰接构件用于将所述拉杆附接至执行器构件、比如短轴，所述机构还包括弹性密封套筒，该弹性密封套筒将转向壳体接合至拉杆，以便界定围绕齿条的端部的至少不透液态水的保护性围封件，所述机构的特征在于，拉杆的杆被再分为承载第一铰接构件的上游杆部段和不同于上游杆部段且承载第二铰接构件的下游杆部段，上游杆部段通过包括弹性阻尼构件的接合部附接至下游杆部段，弹性阻尼构件置于上游杆部段与下游杆部段之间，以便能够对下游杆部段相对于上游杆部段的相对移位进行阻尼，并且所述接合部位于由密封套筒界定的保护性围封件内。

有利地，置于上游杆部段与下游杆部段之间的弹性阻尼构件使得下游杆部段相对于上游杆部段有一定的相对移动性、并且特别是往复的轴向相对运动且同时消散所述相对运动的能量，特别地，根据第一功能，这允许对来自路面的冲击和振动进行阻尼并因此防止所述冲击和振动到达方向盘，或者根据第二功能，这允许形成方向盘的操纵与转向轮的实际取向的响应之间受控的相位偏移，以便降低横摆率并因此使车辆的转弯行为更渐进。

此外，将上游杆部段与下游杆部段之间的接合部安置在与转向壳体的敞开端和齿条的端部相同的保护性围封件中允许保护所述接合部免受至少液态水、并且特别是盐雾、或灰尘、砾石或存在于车辆上的流体——比如，燃料、润滑剂、制动液等——的任何侵入，其中，转向壳体的敞开端和齿条的端部被密封套筒遮蔽，密封套筒可以优选地是转向波纹管。

此外，将接合部、并且更具体地将阻尼构件以及保护所述接合部的密封套筒(密封波纹管)安置在通常由所述密封套筒占据的空间的体积中允许不增大或至少不显著地增大转向机构的体积。

附图说明

本发明的其他目的、特征和优点通过阅读以下描述以及通过利用附图时进一步详细呈现出，附图被提供仅用于说明性而非限制性的目的，在附图中：

图1以局部立体图示出了根据本发明的转向机构，其中，密封套筒被移除以显露齿条的端部以及位于上游杆部段与下游杆部段之间的接合部。

图2以立体图示出了图1的转向机构，其中，密封套筒被放置就位。

图3以纵向截面细节图示出了图1和图2的转向机构的保护性围封件。

图4以纵向切割立体图示出了图1至图3的机构的拉杆的细节。

图5以纵向截面的分解图示出了图4的拉杆。

图6以横截面示意图示出了允许通过塑性变形对构成上游杆部段的两个元件进行紧固的压接操作。

具体实施方式

本发明涉及包括转向齿条2的转向机构1，转向齿条2以可滑动的方式安装在转向壳体3中。

所述齿条2具有端部2a，端部2a从所述转向壳体3伸出并连接至拉杆4。

所述拉杆4包括杆5，杆5将第一铰接构件6连接至第二铰接构件7，第一铰接构件6比如为连接至齿条2的球形接头球体6，第二铰接构件7用于将所述拉杆4附接至执行器构件8、比如短轴8。

如图2中示意性所示，所述短轴8承载至少一个转向轮9，使得当齿条2移位时，齿条2驱动拉杆4，拉杆4又作用在短轴8上以改变所述轮9的横摆取向。

优选地，并且如图2中示意性所示，转向机构1属于动力转向系统并配备有辅助马达10，辅助马达10优选地为电动辅助马达，例如无刷型电动辅助马达，所述辅助马达10用于产生辅助力，该辅助力根据存储在对所述转向系统进行管理的计算器中的预先确定的辅助规则来辅助驾驶员操纵转向机构1。

转向机构1还将以本身已知的方式包括方向盘11，方向盘11允许驾驶员致动所述机构1。

为此，优选地，所述方向盘11将由转向柱12承载，转向柱12借助于驱动小齿轮13接合齿条2。

为了方便描述，x4将指的是拉杆4的纵向轴线(主轴线)并且更具体地指的是所述拉杆4的杆5的纵向轴线，拉杆4在齿条2的操纵期间在牵引中或者在压缩中沿着x4被偏置。

然后，“轴向”将指的是被视为与所述纵向轴线x4同轴或平行的方向或尺寸，并且“径向”将指的是被视为垂直于所述轴线x4的方向或尺寸。

此外，如图2和图3中可见的，转向机构1还包括将弹性密封套筒14，弹性密封套筒14(在轴向上)将转向壳体3接合至拉杆4，以便限定围绕齿条2的端部2a并且更具体地围绕第一铰接构件6的至少不透液态水的保护性围封件15。

保护性围封件15的密封将有利地防止任何液态水、并且特别地防止来自雨或由轮射出的任何流水、或任何盐雾入侵到保护性围封件15中。

更具体地，保护性围封件15将在至少超过大气压力100巴或甚至更大的压力的压力范围内是至少不透液态水的，以便支持高压清洁。

当然，保护性围封件15将甚至是不透固体颗粒的以及不透液体的，所述固体颗粒为砾石型，所述液体不同于水，所述液体可能是位于转向机构1的外部环境中并且期望的是这些液体不能渗透到保护性围封件15中，所述液体比方说例如为润滑剂(油)、燃料、冷却剂、制动液类型的汽车液体。

优选地，所述密封套筒14由弹性体材料制成。

以特别优选的方式，密封套筒14由波纹管、优选地由弹性体波纹管形成并且因此可以在下文中被同化成波纹管。

这种波纹管形状将特别便于密封套筒14在轴向压缩、轴向伸展和角度偏转(挠曲)中的弹性变形，这允许所述密封套筒14适应齿条的端部2a和拉杆4的朝向及远离转向壳体3的移位，而不管所述拉杆4相对于齿条2和转向壳体3的角度取向如何。

根据本发明，拉杆4的杆5被再分成承载第一铰接构件6的上游杆部段5a和不同于上游杆部段5a且承载第二铰接构件7的下游杆部段5b。

上游杆部段5a通过包括弹性阻尼构件17的接合部16附接至下游杆部段5b，弹性阻尼构件17置于上游杆部段5a与下游杆部段5b之间，以便能够对下游杆部段5b相对于上游杆部段5a的相对移位(以及上游杆部段5a相对于下游杆部段5b的相对移位)进行阻尼。

更具体地，弹性阻尼构件17将设置成能够通过弹性阻尼构件17自身的弹性变形对上游杆部段5a相对于下游杆部段5b的轴向相对移位进行阻尼。

所述相对移位可以例如由在转向操纵期间通过齿条2、并且特别地由方向盘11对转向轮9施加的牵引力或压缩轴向力导致，或者由与由路面对转向轮9的作用造成的冲击和振动相对应的牵引力或压缩力导致。

常规上，“上游”在此将指的是元件朝向齿条2、壳体3和方向盘11定向，并且“下游”指的是元件朝向短轴8和转向轮9沿相反方向定向。

阻尼构件17的刚度有利地选择为低于上游杆部段5a和下游杆部段5b的杨氏模量，以便使得能够一方面通过所述阻尼构件17在牵引/压缩中的弹性变形实现所述上游杆部段5a与下游杆部段5b杆部段的弹性相对移动性、特别是轴向弹性相对移动性，并且另一方面，实现对牵引/压缩中的轴向振荡的阻尼。

根据本发明，杆被再分成上游部段5a和下游部段5b，并且因此包括阻尼构件17的接合部16不同于铰接构件6、7并位于铰接构件6、7的外部并与铰接构件6、7相距一定距离，特别如图1、图3和图4中可见的。特别地，所述接合部被视为不同于分别将杆5连接至齿条2和短轴8的球形接头连接件并位于球形接头连接件的笼状部的外部。接合部16位于由密封套筒14界定的保护性围封件15内，如图1、图2和图3中可见的。

因此，密封套筒14形成从一方面的壳体3延伸至另一方面的接合部16的下游、特别地所述接合部16的表观分开线部21的下游的围封件，所述密封套筒14以至少不透液态水的方式固定至壳体3，例如借助于弹性环类型的第一收缩凸缘20以至少不透液态水的方式固定至壳体3。

“分开线部21”将指的是上游杆部段5a与下游杆部段5b之间出现物理分开的区域。

实际上，所述分开线部21可以因此通过阻尼构件17的夹置在上游杆部段5a与下游杆部段5b之间的可见部段而具体化，如图3和图4中所示的。

弹性环类型的第二收缩凸缘22允许全部围绕纵向轴线x4将密封套筒14以至少不透液态水的方式夹持成抵靠拉杆4的杆5，如图2和图3中可见的。

有利地，由密封套筒14形成的围封件因此不仅覆盖齿条的端部2a以及拉杆4的包括第一铰接构件6的部分，而且还覆盖接合部16并且更具体地覆盖分开线部21，并且因此围封件保持所有这些元件都被遮蔽在从壳体3(至少)延伸至拉杆4的下游杆部段5b的同一密封的保护性围封件中。

因此，密封套筒14有效地保护接合部16并且更具体地保护由阻尼构件17在上游杆部段5a与下游杆部段5b之间形成的位于分开线部21处的界面(至少)不受湿气和水的影响，而不需要在所述分开线部21处提供专门的密封构件。

优选地，下游杆部段5b设置有容置壳体23，容置壳体23用于接纳阻尼构件17及上游杆部段5a的承载所述阻尼构件17的部分24，部分24被称为“脚部”24。

特别地如图3至5中所示，并且根据可以单独构成发明的优选特征，所述容置壳体23由在下游杆部段5b中进行轴向冲孔而成的盲孔形成，该盲孔在径向上由侧壁23l界定，并且该盲孔具有允许将阻尼构件17和上游杆部段5a的脚部24引入所述容置壳体23中的通道开口25。

为此，优选地，下游杆部段5b具有末端凸起26，末端凸起26优选地为筒形并以纵向轴x4为中心，末端凸起26凹进以形成容置壳体23。因此，所述凸起26形成一种接合壳体。

有利地，侧壁23l全部围绕纵向轴线x4是完整的并且因此是不透水的，使得通向容置壳体23的唯一入口、并且因此可能易受水入侵的唯一区域是通道开口25。

根据可以单独构成发明的优选特征，并且特别地如图2和图3中清楚可见的优选特征，密封构件14然后可以接合容置壳体23的侧壁23l的径向外表面，所述容置壳体的通道开口25沿上游方向敞开，以便位于保护性围封件15内。

因此，在这种情况下呈环状并且以纵向轴线x4为中心的分开线部21被完全容纳在保护性围封件15中、密封套筒14内，并且容纳在一方面、所述密封套筒的第一上游端部14a与另一方面、所述密封套筒的第二下游端部14b之间，其中，第一上游端部14a密封地附接至壳体3，第二下游端部14b在分开线部21的下游密封地附接至下游杆部段5b的凸起26并因此被所述下游杆部段5b阻挡。

有利地，通道开口25沿上游方向定向因此允许容易地且有效地保护密封套筒14内的接合部16，并且更具体地保护分开线部21，而且因此保护通向壳体23和阻尼构件17的入口，而不存在特别地因所述分开线部21滑动或磨损而使密封套筒14意外露出的风险。

将指出的是，下述事实有利地提供所述密封套筒14在所述下游杆部段5b上的牢固接合：密封套筒14通过密封套筒14的下游端部14b环形夹持在凸起26上而接合壳体23的整个侧壁23，即接合下游杆部段5b的扩大的直径部。

这允许将所述密封套筒14紧固至下游杆部段5b，并且因此特别地避免了所述密封套筒14相对于接合部16的任何摩擦和任何磨损。

有利地，并且如图1中清楚可见，在壳体23的侧壁23l的外表面、凸起26的周界上可以设置有凹槽27，以便增强密封套筒14的轴向锚固。

此外，将指出的是，上述布置特别适于通过密封套筒14遮盖接合部16，根据上述布置，下游杆部段5b优选地形成接合部16的阴部分，而上游杆部段5a形成接合部16的配合阳部分，这是因为根据将被称为“上游接合变型”的变型而允许将通道开口25和分开线部21沿上游方向定向。

然而，根据被称为“下游接合变型”的另一变型，可以设想相反的布置，其中，阴上游杆部段5a接纳阳下游杆部段5b，而不脱离本发明的范围。

根据这种下游接合变型，连接至齿条2的上游杆部段5a将形成接合部16的阴部分且同时承载壳体23，并且在适当的情况下承载末端凸起26，而连接至短轴8的下游杆部段5b将形成阳部分(脚部24)，使得接合部16并且更具体地分开线部21和通道开口25将沿下游方向(而不是如图3中的上游方向)定向在凸起26的下游。

在这种构型中，为了确保密封保护性围封件15，密封套筒14将沿下游方向延伸成(在下游方向上)超过凸起26并超过接合部16而接合下游杆部段5b。

在绝对意义上，下游接合变型或上游接合变型中的每一者保证了对接合部16的保护，因为接合部16始终被密封套筒14适当地环绕，密封套筒14与所述接合部16轴向叠置，以便在接合部16的两侧(并且更具体地在分开线部21的两侧)沿上游方向以及下游方向轴向延伸。

然而，上游接合变型将是优选的，上游接合变型允许通过较短的套筒14实现更紧凑的实施方式并提供更好的耐磨性和耐蚀性。

此外，阻尼构件17可以采用任何适当的形状。

因此，例如，阻尼构件17可以由液压或气压阻尼器形成，并且/或者包括金属弹簧、甚至由金属弹簧形成，所述金属弹簧比如为螺旋弹簧，所述金属弹簧在预定移位范围内弹性地适应上游杆部段5a相对于下游杆部段5b的相对移位。

然而，根据特别简单、低成本且紧凑的优选实施方式，阻尼构件17由弹性体材料制成、并且特别优选地由弹性材料一体地形成，例如通过包覆模制一体地形成。

弹性体块的选择有利且低成本地提供了所需要的弹性变形性和阻尼特性。

优选地，如图3、图4和图5中所示，上游杆部段5a的脚部24被固定衬套30环绕，固定衬套30优选地为嵌入下游杆部段5b的容置壳体23中的金属衬套。

因此，阻尼构件17可以有利地由弹性体阻尼套筒形成，该弹性体阻尼套筒围绕脚部24包覆模制、特别地径向包覆模制成桥接为此设置在所述脚部24与所述固定衬套30之间的填充空间31。

将指出的是，根据这种特别紧凑且低成本实施的布置，阻尼构件17因此一方面在此至少径向地置于脚部24与固定衬套30之间，并且另一方面一体地保持在脚部24与固定衬套30之间，从而不仅被径向保持，而且还被轴向保持以确保其轴向阻尼器的功能。

固定衬套30又优选地通过压接到容置壳体23中来固定，优选地通过如图3中所示的那样将容置壳体23的侧壁23l的环状边缘32塑性折叠在所述固定衬套30的裙状部33上来固定。

有利地，通过嵌置和压接的这种组装特别简单且低成本地实施。

此外，将指出的是，压接大致在通道开口25的周界上大致沿着分开线部21进行，使得压接区域容纳在保护性围封件中并且因此免受水、灰尘和腐蚀的影响，特别地，不需要对构成固定衬套30的金属提供额外密封或进行特殊处理。

因此，将指出的是，这种布置还允许在保护性围封件15内有效地防腐蚀，在压接期间弹性变形的区域、并且更具体地容置壳体23的环状边缘32可能通过后期的压接操作而裂化并因此变得不起作用，尽管对下游杆部段5b、并且特别是环状边缘32进行了可选的前期抗腐蚀处理、例如表面处理。

如图3、图4和图5中所示，上游杆部段5a的脚部24具有套环43。

所述套环43优选地经由阻尼构件17有利地一方面在杆5于轴向压缩中被偏置时(即，当上游杆部段5a通过轴向压缩相对于阻尼构件17朝向下游杆部段5b移动时)抵接容置壳体23的底部23f，并且另一方面在杆5于轴向牵引中被偏置时(即，当上游杆部段5a相对于阻尼构件17远离下游杆部段5b轴向移动时沿与前述方向相反的方向)抵靠固定衬套30的边缘30b、此处为所述衬套的下游边缘30b。

ja将指的是预定轴向间隙，该轴向间隙在脚部24与衬套30之间、并且更具体地在套环43与衬套30的下游边缘30b之间限定了牵引中授权的轴向移位范围。

优选地，阻尼套筒(阻尼构件)17呈包括头部40和第一止挡裙状部41的蘑菇形状，头部40(至少轴向地)抵靠容置壳体23的与通道开口25相对的底部23f，第一止挡裙状部41形成第一肩部，固定衬套30的下游边缘30b(轴向地)抵靠第一肩部，并且第一肩部与头部40分隔开前述预定轴向间隙ja。

有利地，当对杆5施加轴向压缩时，上游杆部段5a的脚部24将使阻尼构件17的头部40的下游部段抵靠容置壳体23的底部23f弹性压缩而没有冲击，而当对杆5施加轴向牵引时，脚部24将使阻尼构件17的头部40的上游部段弹性抵靠衬套30弹性压缩、并且更具体地抵靠置于套环23与所述衬套30的下游边缘30b之间的第一止挡裙状部41弹性压缩。

为了便于阻尼构件17在杆5的压缩期间进行弹性形变，可以在壳体23的底部23f中设置释放区域44、例如锥形释放区域，从而允许构成阻尼构件17的材料在其被上游杆部段5a的脚部24驱动时自由流动，上游杆部段5a的脚部24使所述阻尼构件压靠底部23f。

将指出的是，阻尼构件17的头部40优选地具有径向突出的肩部形状，该径向突出的肩部形状对应于由脚部24的套环43的弹性体材料形成的涂层。

这种形状一方面确保了构成阻尼构件17的弹性材料良好地轴向锚固在上游杆部段5a上，并且另一方面确保了对轴向间隙ja的精确调节，套环43被轴向布置成面对第一裙状部41和固定衬套30的对应的下游边缘30b。

将指出的是，当形成阻尼构件17、优选地通过在脚部24与衬套30之间进行包覆模制形成阻尼构件17时，可以产生除第一(下游)止挡裙状部40之外的第二(上游)止挡裙状部42，第二止挡裙状部42形成供固定衬套30的与下游边缘30b轴向相反定位的上游边缘30a抵靠的第二肩部。

为了方便制造，阻尼构件17的第二裙状部42将因此优选地定位在通道开口25处，以便构成阻尼构件17的表观部分，该表观部分标记上游杆部段5a与下游杆部段5b之间的分开线部21。

有利地，第一止挡裙状部41和第二止挡裙状部42可以有助于增强阻尼构件17在固定衬套30上的轴向锚固，并因此更一般地增强所述固定衬套30在上游杆部段5a上的(弹性)轴向锚固。

根据对应于图3至图5的优选变型，上游杆部段5a通过将一方面、梢端50与另一方面、脚部24接合而形成，其中，梢端50包括第一铰接构件6和带螺纹柄部51，脚部24用于在抵靠阻尼构件17并且优选地抵靠在阻尼构件17内侧，并且脚部24具有孔52，孔52在此是光滑的孔，带螺纹柄51接合在孔52中、然后通过在所述孔52的压制机54、55的作用下塑性变形而被固定，如图6中所示。

因此，有利地，在将所述脚部24相对于所述梢端50轴向放置在期望的调节位置之后，可以通过借助于模具54、55对孔52的抵靠带螺纹柄部51的管状侧壁进行径向挤压而将梢端50与脚部24不可逆地紧固。

优选地，所述模具54、55将具有大致六边形截面，以便在脚部24的表观表面上形成所产生的六边形轮廓。

将指出的是，为了制造根据本发明的拉杆5的杆，因此将有利地可以：

-准备对应于梢端50的“上游子组件”，

-准备具有壳体23的下游杆部段5b，

-形成“中间子组件”，该“中间子组件”包括脚部24、阻尼构件17和固体衬套30，所述阻尼构件17优选地包覆模制在所述脚部24上和衬套30内，

-然后通过下述方式形成“下游子组件”：将所述中间子组件嵌置到下游杆部段5b的容置壳体23中并通过将环形边缘32塑性折叠在裙状部33上而将衬套30固定至所述下游杆部段5b，

-并且最后，优选地通过压接将上游子组件(梢端50)固定至下游子组件，以便构成杆5。

当然，本发明还涉及比如车辆，并且更具体地涉及装配有根据本发明的转向机构1的机动车辆。

此外，本发明不限于上述变型，本领域技术人员特别地能够将上述特征彼此隔离或自由组合，或者用等同物替代这些特征。