用于机动车的转向机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转向机构，尤其涉及一种用于机动车的转向机构。
【背景技术】
[0002]对于所谓的中级车、豪华车、越野车和轻型商用车等较大和较重的车辆，说明了一种优先使用的机动车电子助力转向机构的结构形式，对于该形式而言，转向助力通过第二个小齿轮传导至转向齿杆。此外还存在一种转向机构，对于该结构而言，除了转向小齿轮的咬合外，在转向齿杆上还设有一球形螺纹，该螺纹通过一球形螺纹小齿轮和伺服电机相连。此处，转向助力通过球形螺纹传导至转向齿杆。由此降低了转向小齿轮的负载。包含对转向齿杆作用的球形螺纹小齿轮的转向机构相对较贵。
[0003]在DE102010027553A1中公开了一种小齿轮紧凑的价格低廉的转向机构，对于该机构而言，转向齿杆具有第一齿段和沿转向齿杆纵轴与第一齿段相对的第二齿段，其中转向小齿轮和第一齿段相咬合，第二个由伺服电机驱动的小齿轮和第二齿段相咬合。通过两个小齿轮的紧凑结构，可以取消价格昂贵的垫块。但因为助力力矩传导至输入轴区域，因此其结构空间的自由度受到较大限制。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于，创造一种转向机构，该转向机构具有较高的结构空间自由度，且可以提供重型机动车所需的转向助力。
[0005]本发明提供了一种用于机动车的转向机构，包含一转向装置外壳，在所述外壳中以可沿纵向移动的方式安装有一转向齿杆，为进行摆动，该转向齿杆和车轮相连，其中，转向齿杆具有第一齿段，所述第一齿段和小齿轮轴的第一转向小齿轮相咬合，小齿轮轴通过输入轴直接和方向盘相连；转向齿杆具有第二齿段，所述第二齿段和第二小齿轮相咬合；转向齿杆还具有第三齿段，所述第三齿段在转向齿杆的纵轴上和第二齿段相对；同时所述用于机动车的转向机构设有第三小齿轮，所述第三小齿轮和第三齿段相咬合。通过设置三个小齿轮，可以非常灵活的进行构建其结构空间。优先通过至少一个电动机施加所需的转向助力，该电动机和第二小齿轮和/或第三小齿轮进行咬合。
[0006]比较有利的方法是，第二齿段和第三齿段设置在第二转向齿杆段中，第一齿段设置在和第二转向齿杆段间隔一定距离的第一转向齿杆段中。该结构可以形成较高的结构空间自由度，因为助力力矩不会传导至输入轴区域。
[0007]在一种实施形式中，第二小齿轮由第一电动机驱动，第三小齿轮由第二电动机驱动。
[0008]该实施形式对于Steer-by-Wire (线控)转向的转向机构特别有利。
[0009]特别优先的方法是，两个相对小齿轮的旋转轴相互呈尖角设置，且两个在转向齿杆上相对于纵轴成相对排布的转向齿杆段设置在相互倾斜的平面内，因为该方式通过将转向齿杆在夹角中进行预应力可以实现无间隙的齿部咬合。可以理解和实现的是，两个相对小齿轮的旋转轴相互平行设置。在该情况下，可以设计特殊的垫块，该垫块可以排除齿部之间的间隙，齿部在预应力下进行咬合。对此可以使用小齿轮轴弹性预张紧安装技术或者其他技术，例如在涡轮转向机构中已经公开的间隙排除技术。
[0010]如果转向齿杆在第二转向齿杆段区域至少具有一个导向装置，该导向装置和至少一个导向元件共同作用使得转向齿杆沿平行的或者成夹角相互设置在转向小齿轮的旋转轴进行移动，转向小齿轮可以几乎无轴向力，间隙可以进行调节，且转向齿杆可以精确地进行控制。
[0011]可以设计成，第一转向齿杆段区域具有至少一个导向装置，该导向装置和至少一个导向元件共同作用使得转向齿杆沿第一转向小齿轮的旋转轴方向进行移动。
【附图说明】
[0012]在下文中将根据图纸对上述发明的实施示例进行更详细的说明。相同的元件或者功能相同的元件使用相同的标号。其中:
[0013]图1为具有两个小齿轮以及两个驱动电机和转向小齿轮的转向机构示意图；
[0014]图2为与图1类似的转向机构视图；
[0015]图3为图2的转向机构的另一视图；
[0016]图4为带扭转传感器的转向轴纵截面；
[0017]图5为带两个小齿轮以及一个驱动电机的转向机构空间示意图。
[0018]在不同实施示例中相同作用或相同类型的元件使用相同的标号，以便于理解。
【具体实施方式】
[0019]图1为具有两个小齿轮以及两个驱动电机和转向小齿轮的转向机构示意图，含方向盘1，该方向盘1和上部转向轴2和下部转向轴3以不可旋转的方式连接在一起。下部转向轴3进一步和第一转向小齿轮4以不可旋转的方式连接在一起。第一转向小齿轮4以已经公开的方式和转向齿杆6的第一齿段5相咬合。转向齿杆6沿其纵轴方向以可移动的方式安装在转向装置外壳中。在其自由端，转向齿杆6通过未作说明的锥形传动装置和转向横拉杆7相连。转向横拉杆7以已经公开的方式通过轴颈分别和一个机动车的转向车轮8相连。方向盘1的旋转通过上部转向轴2和下部转向轴3以及第一转向小齿轮4的连接形成转向齿杆6的纵向移动，由此形成转向车轮8的摆动。转向车轮8通过移动轨道9形成一个反向作用，该反向作用逆向于转向移动。为了让转向车轮8摆动需要一个力，该力在方向盘1上需要相应的旋转力矩。设有两个伺服电机10，11，以便在转向移动时为驾驶员提供助力。伺服电机10，11的旋转方向和旋转力矩通过转向轴上的扭转传感器12进行控制。伺服电机10，11将转向助力通过第二小齿轮13或者第三小齿轮15传递给转向齿杆6，第二小齿轮13和第二齿段14相咬合,第三小齿轮15和第三齿段16相咬合。第一齿段5位于第一齿杆段17内，第二和第三齿段14，16位于和第一齿杆段相距一定距离的第二齿杆段18内。此外，第二和第三齿段14，16设置在齿杆6上相对的两侧，其中，第三齿段16位于和第一齿段5相同的齿杆侧。第二小齿轮13的旋转轴131 (虚线轴)和第三小齿轮15的旋转轴151 (虚线轴)在本示例中相互平行设置。通过未作说明的预张紧元件和/或小齿轮13，15轴的偏心支架可以减小小齿轮13，15和转向齿杆6的第二齿段14，第三齿段16在传动咬合过程中的齿面间隙。也可以选择小齿轮轴相互成夹角的结构。
[0020]在图2和图3中对和图1类似的转向辅助传动区域进行了更详细的说明。转向齿杆6在相对的第二齿段14和第三齿段16区域具有大致为正方形的横截面。第二齿段14和第三齿段16设置在转向齿杆6两个相对的侧面。在该具体的实施形式中，第二齿段14和第三齿段16形成大约10度的夹角，从而使得第二齿段14和第三齿段16形成的平面从伺服电机10，11处看相互连接在一