專利名稱：齒條式轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒條式轉(zhuǎn)向裝置，具體說，是用于機(jī)動(dòng)車的齒條式轉(zhuǎn)向裝置，根據(jù)權(quán)利要求I前序部分所述，該轉(zhuǎn)向裝置包含轉(zhuǎn)向裝置外殼、與轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接并可旋轉(zhuǎn)地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)的小齒輪，以及可軸向位移地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)的齒條，小齒輪的開齒與齒條的開齒嚙合。該齒條式轉(zhuǎn)向裝置以公知的方式用于傳遞方向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該方向盤例如通過轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接至齒條式轉(zhuǎn)向裝置的小齒輪、齒條式轉(zhuǎn)向裝置的齒條，該齒條進(jìn)而軸向位移并通過連接至一個(gè)或多個(gè)車輪架的轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)ー個(gè)或多個(gè)車輪。
背景技術(shù)：
尤其在電カ和/或液壓驅(qū)動(dòng)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，齒條式轉(zhuǎn)向裝置有時(shí)要在小齒輪和齒條之間傳遞非常大的轉(zhuǎn)矩。通常，在小齒輪和齒條之間傳遞的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)向角度的増加而增加，S卩，隨齒條離開中心位置向齒條的軸向末端位置軸向位移的增加而增加。在小齒輪和齒條嚙合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對應(yīng)于要傳遞的轉(zhuǎn)矩的大徑向力，該カ可以引起小齒輪與齒條分離。另外，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷(shock loadings)也在小齒輪和齒條哨合時(shí)產(chǎn)生大的徑向力。為了防止小齒輪與齒條分離，通常的做法是將齒條按壓或預(yù)載緊靠在軸向和徑向上剛性安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼中的小齒輪上。例如，美國6，119，540號專利公開了ー種齒條式轉(zhuǎn)向裝置，其中，軸向和徑向上剛性、但可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向裝置外殼中的小齒輪的開齒與軸向可位移地安裝轉(zhuǎn)向裝置外殼中的齒條的開齒嚙合。齒條通過壓塊預(yù)載緊靠到徑向剛性安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼中的小齒輪上。為了達(dá)到該目的，特別地，在壓塊和轉(zhuǎn)向裝置外殼或可以通過螺釘擰入轉(zhuǎn)向裝置外殼的可調(diào)節(jié)支座部件之間提供兩個(gè)彈簧元件，該彈簧元件按壓壓塊以及齒條抵靠在小齒輪的開齒上。例如提供常規(guī)壓縮彈簧和弾性0形環(huán)(elastomeric 0_ring)作為各彈簧元件。齒條可滑動(dòng)地安裝在壓塊上。由美國6，435，050號專利可知ー種相似的齒條式轉(zhuǎn)向裝置，然而，其中，除了常規(guī)壓塊之外，齒條還通過齒條上的軸承環(huán)按壓抵靠在小齒輪上。齒條同時(shí)可滑動(dòng)地安裝在壓塊上和軸承環(huán)內(nèi)。該發(fā)明的目的在于減低或抑制齒條/壓塊連接發(fā)出噪音的趨勢。為了防止作用于小齒輪和齒條嚙合的徑向カ造成小齒輪和齒條的分離,例如，由于沖擊負(fù)荷或要傳遞的大的轉(zhuǎn)矩，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓塊利用彈簧元件預(yù)載緊靠到齒條式轉(zhuǎn)向裝置的小齒輪上相對更強(qiáng)。該預(yù)載使得在壓塊及可滑動(dòng)地安裝于其上的齒條之間產(chǎn)生相對較高的、不可忽略的摩擦力。然而，由于具有高內(nèi)部摩擦力的齒條式轉(zhuǎn)向裝置產(chǎn)生不期望的不精確的轉(zhuǎn)向手感，因此，齒條與壓塊之間的高摩擦對轉(zhuǎn)向手感有不利影響，特別在轉(zhuǎn)向裝置處于直行或中心位置吋。

發(fā)明內(nèi)容
針對這樣的技術(shù)背景，本發(fā)明的目的在于，提供一種齒條式轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置不增加產(chǎn)生噪音的趨勢而實(shí)質(zhì)上降低內(nèi)部摩擦力，并給出精確的轉(zhuǎn)向手感。通過以下所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置達(dá)到該目的。本發(fā)明提供一種齒條式轉(zhuǎn)向裝置(I)，包含轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)、與轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接并可旋轉(zhuǎn)地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的小齒輪(3)和可軸向位移地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的齒條(5)，所述小齒輪(3)的開齒與所述齒條(5)的開齒嚙合，小齒輪(3)可以預(yù)載頂住齒條(5)，并且齒條(5)通過線性滾動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)。進(jìn)ー步地，在齒條(5)和/或轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)上形成至少ー個(gè)線性滾動(dòng)元件導(dǎo)軌(18)以引導(dǎo)至少ー個(gè)滾動(dòng)元件(19)。進(jìn)ー步地，小齒輪(3)可以通過至少ー個(gè)彈簧元件(14)弾性地預(yù)載頂住齒條(5)。進(jìn)ー步地，小齒輪(3)可以通過至少ー個(gè)阻尼元件(17)支承頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼⑵。進(jìn)ー步地，預(yù)載カ可以通過至少ー個(gè)張緊裝置(15)進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)ー步地，通過固定軸承(10)和至少ー個(gè)可移動(dòng)軸承(11)以小齒輪(3)可以在徑向上轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝小齒輪(3)。進(jìn)ー步地，通過至少一個(gè)彈簧元件(14)使可移動(dòng)軸承(11)在徑向上負(fù)載彈簧。進(jìn)ー步地，可移動(dòng)軸承(11)通過至少一個(gè)阻尼元件(17)支承頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼⑵。應(yīng)該指出，權(quán)利要求中分別限定的特征可以以任何技術(shù)上所需的方式相互結(jié)合，并表明本發(fā)明的其他構(gòu)造。本說明書具體結(jié)合附圖還詳細(xì)闡述了本發(fā)明的特征。根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置包含轉(zhuǎn)向裝置外殼、與轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接并可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)的小齒輪以及可軸向位移地安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)的齒條。小齒輪的開齒與齒條的開齒嚙合，以便將轉(zhuǎn)矩從小齒輪傳遞到齒條，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的小齒輪可預(yù)載頂住齒條，齒條安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)的線性滾動(dòng)軸承上。在本發(fā)明的含義內(nèi)，“小齒輪可預(yù)載頂住齒條”應(yīng)該理解為，當(dāng)小齒輪安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)時(shí)，受到實(shí)質(zhì)上沿小齒輪運(yùn)動(dòng)方向作用的力，以使小齒輪的開齒與齒條的開齒嚙合。因此，預(yù)載力以這樣的方式將小齒輪壓向齒條即便在嚙合時(shí)有大的徑向力和沖擊負(fù)荷作用，也始終確保小齒輪和齒條的開齒嚙合。通常，施加在小齒輪上的預(yù)載カ的作用方向取決于小齒輪和齒條的開齒的類型，特別是其相對位置。因此，預(yù)載力可以實(shí)質(zhì)上僅在徑向上將小齒輪預(yù)載頂住齒條，或者，預(yù)載カ同樣也可以至少部分地在小齒輪的軸向上作用，例如，如果小齒輪和齒條通過錐齒(bevel toothing)相互哨合。由于根據(jù)本發(fā)明小齒輪可預(yù)載頂住齒條，因此，可以省去根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)提供的壓塊，齒條通?？苫瑒?dòng)地安裝于該壓塊上，并且通常使用該壓塊將齒條按壓緊靠在小齒輪上。這提供了根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的主要優(yōu)勢，即，在結(jié)構(gòu)上實(shí)質(zhì)上更小、更加節(jié)省空間。因此，該齒條式轉(zhuǎn)向裝置也可以用于如極其有限的安裝空間中，如，小型車輛中。另外，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置可以通過滾動(dòng)軸承単元，尤其是線性滾動(dòng)軸承単元，安裝在線性滾動(dòng)軸承上。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的摩擦力總體上明顯較低，這使得在轉(zhuǎn)向裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)齒條的低摩擦線性安裝成為可能。這允許齒條自如軸向位移。齒條的低摩擦安裝及由此形成的齒條式轉(zhuǎn)向裝置實(shí)質(zhì)上較低的內(nèi)部摩擦，導(dǎo)致實(shí)質(zhì)上更精確的轉(zhuǎn)向手感，這使得其自身感受積極正面，特別在轉(zhuǎn)向裝置處于直行或中心位置吋。由于根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的內(nèi)部摩擦實(shí)質(zhì)上減少，而無需減少將小齒輪按壓緊靠齒條的預(yù)載カ及小齒輪和齒條之間的接觸力，因此，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的齒條式轉(zhuǎn)向裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置發(fā)出噪音的趨勢有利地并沒有增強(qiáng)。根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的可預(yù)載頂住齒條的小齒輪，尤其是在沖擊負(fù)載的情況下，抵消在小齒輪和齒條之間嚙 合中產(chǎn)生的徑向カ并有效地防止小齒輪和齒條分離。因此，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置也能夠在小齒輪和齒條之間可靠地傳遞大的轉(zhuǎn)矩。另外，可預(yù)載頂住齒條的小齒輪也具有優(yōu)勢地能夠消除在安裝小齒輪和/或齒條中出現(xiàn)的軸承晃動(dòng)，并由此補(bǔ)償組件公差?？傮w上，由此有效地減少或抑制根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置任何發(fā)出噪音的趨勢。在本發(fā)明有優(yōu)勢的設(shè)置中，在齒條和/或轉(zhuǎn)向裝置外殼中形成至少ー個(gè)滾動(dòng)元件導(dǎo)軌。該導(dǎo)軌用于引導(dǎo)至少ー個(gè)滾動(dòng)元件。通過實(shí)質(zhì)上在齒條上，即，在齒條體周圍形成滾動(dòng)元件導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的特別緊湊的結(jié)構(gòu)。具體地，實(shí)質(zhì)上在齒條周圍部分形成根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的至少ー個(gè)滾動(dòng)元件導(dǎo)軌，其中，所述齒條周圍部分不提供齒條的開齒，例如是齒條上的開齒的對側(cè)。滾動(dòng)元件在形成于齒條和轉(zhuǎn)向裝置外殼中的滾動(dòng)元件導(dǎo)軌之間運(yùn)轉(zhuǎn)?？梢允褂盟谐Ｒ?guī)滾動(dòng)元件作為用于安裝齒條的滾動(dòng)元件，如球形、筒形、圓柱形滾柱等。在滾動(dòng)元件導(dǎo)軌中可以接收一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)元件。如果在齒條上提供多個(gè)滾動(dòng)元件，可以使用保持器(cage)將其罩住，確保滾動(dòng)元件之間具有一定距離。在本發(fā)明有優(yōu)勢的設(shè)置中，在齒條和/或轉(zhuǎn)向裝置外殼中形成多個(gè)滾動(dòng)元件導(dǎo)軌。這些滾動(dòng)元件導(dǎo)軌可以均勻地分布于齒條周圍或可以特別地提供在齒條需要承載特別高的負(fù)載的位置。由于作用于齒條上的力，例如，作用于小齒輪和齒條之間嚙合的徑向カ或由小齒輪施加到齒條上的預(yù)載力，通過多個(gè)滾動(dòng)元件均勻地傳遞到轉(zhuǎn)向裝置外殼，這使得穩(wěn)固地安裝齒條成為可能。在本發(fā)明尤其有優(yōu)勢的設(shè)置中，小齒輪通過至少一個(gè)彈簧元件可弾性地預(yù)載頂住齒條。特別地，通過彈性預(yù)載，小齒輪可以有效地吸收沖擊負(fù)荷，該負(fù)荷可能導(dǎo)致剛性安裝的小齒輪破裂。另外，小齒輪頂住齒條的弾性預(yù)載確保磨損的自動(dòng)補(bǔ)償。因此，可以免除小齒輪/齒條連接的手動(dòng)再調(diào)節(jié)。在本發(fā)明更有優(yōu)勢的設(shè)置中，小齒輪還可以通過至少ー個(gè)阻尼元件，特別是弾性阻尼元件，支承頂?shù)睫D(zhuǎn)向裝置外売上。特別地，阻尼元件能夠減弱小齒輪由沖擊負(fù)荷引起的震動(dòng)，因此，特別有效地抵消由齒條式轉(zhuǎn)向裝置產(chǎn)生的噪音。根據(jù)本發(fā)明更有優(yōu)勢的設(shè)置，將小齒輪按壓緊靠在齒條上的預(yù)載カ可以通過至少ー個(gè)張カ調(diào)整裝置調(diào)節(jié)。該張カ調(diào)整裝置使獨(dú)立于可能在齒條式轉(zhuǎn)向裝置中出現(xiàn)的任何組件公差和軸承晃動(dòng)而對預(yù)載カ進(jìn)行精確調(diào)節(jié)成為可能。在本發(fā)明其他有優(yōu)勢的設(shè)置中，小齒輪通過ー個(gè)固定軸承和至少ー個(gè)可移動(dòng)軸承以小齒輪可以在徑向上轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼內(nèi)。固定軸承和/或可移動(dòng)軸承的優(yōu)選實(shí)施例分別為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。固定軸承在徑向和軸向上實(shí)質(zhì)上剛性地支承小齒輪。相反地，可移動(dòng)軸承相對于固定軸承具有額外的自由度，因而，小齒輪例如在徑向上不受可移動(dòng)軸承的阻礙，并允許小齒輪在徑向上運(yùn)動(dòng)?？梢苿?dòng)軸承的這ー額外的自由度允許小齒輪不受可移動(dòng)軸承的阻礙，在徑向上有足夠大的運(yùn)動(dòng)自由度，因而，小齒輪可以在該方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，小齒輪可以在該方向上移動(dòng)或預(yù)載，以使小齒輪的開齒與齒條的開齒更緊密地嚙合。為了使小齒輪的足夠大的往復(fù)運(yùn)動(dòng)成為可能，可以選擇自對準(zhǔn)軸承作為固定軸承。在本發(fā)明其他的設(shè)置中，小齒輪的可移動(dòng)軸承有優(yōu)勢地通過至少一個(gè)彈簧元件在徑向上負(fù)載彈簧。因此，小齒輪可以通過負(fù)載彈簧的可移動(dòng)軸承預(yù)載頂住齒條。該預(yù)載力可以通過選擇合適的彈簧元件的簡單方式確定，例如，具有合適的彈簧特性的螺旋彈簧或碟形彈簧。 本發(fā)明的其他設(shè)置還提出，通過至少一個(gè)阻尼元件，特別是弾力或弾性阻尼元件，將可移動(dòng)軸承支承緊靠在轉(zhuǎn)向裝置外売上。由此減弱由特別是由沖擊負(fù)荷引起的可移動(dòng)軸承和小齒輪在徑向上的震動(dòng)，有效地抑制噪音的產(chǎn)生。


本發(fā)明的其他有優(yōu)勢的細(xì)節(jié)和有益效果在結(jié)合以下附圖所示的示例性實(shí)施例中具體描述。圖I為根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置的示例性實(shí)施例的示意性截面圖。附圖標(biāo)記I......齒條式2......轉(zhuǎn)向裝置外殼3......小齒輪4……3的旋轉(zhuǎn)軸線5......齒條6......3的開齒7......5的開齒8......3的上軸外伸部9……3的下軸外伸部10......上部軸承，固定軸承11......下部軸承，可移動(dòng)軸承12......螺母13......閉合蓋14......螺旋彈簧15......張カ調(diào)整裝置16......凹槽17......阻尼元件18......線性滾動(dòng)元件導(dǎo)軌19......滾動(dòng)元件
具體實(shí)施方式
如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置I的示例性實(shí)施例包含轉(zhuǎn)向裝置外殼2，其中，小齒輪3繞旋轉(zhuǎn)軸線4可旋轉(zhuǎn)地安裝，并且齒條5可軸向位移地安裝。齒條5的軸向位移的方向與圖I的繪圖平面垂直。如圖I所示，小齒輪3具有實(shí)質(zhì)上圓柱形的構(gòu)造，在其外周具有與齒條5的開齒7哨合的開齒6。小齒輪3在其軸向端部分別具有上軸外伸部和下軸外伸部8和9。上軸外伸部8不可旋轉(zhuǎn)地連接至轉(zhuǎn)向軸(圖I中未示出)，該轉(zhuǎn)向軸進(jìn)而連接至方向盤(也未示出)，諸如機(jī)動(dòng)車駕駛員的操 作者通過該方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向輸入。在方向盤和小齒輪3之間有優(yōu)勢地提供伺服単元，特別是液壓和/或電伺服単元(也未示出)，用以輔助操作者的轉(zhuǎn)向輸入。小齒輪3和上、下軸外伸部8和9分別可旋轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼2的上部和下部軸承10和11上。軸承10和11宜為滑動(dòng)和/或滾動(dòng)軸承的形式，上部軸承10為固定軸承，下部軸承11為可移動(dòng)軸承。不考慮軸承晃動(dòng)的話，固定軸承10在徑向和軸向上實(shí)質(zhì)上剛性地支承小齒輪3，或上軸外伸部8，而可移動(dòng)軸承11只在軸向上支承下軸外伸部9。從圖I可以明顯看出，下軸外伸部9利用螺母12以其軸向末端固定在可移動(dòng)軸承11下方。為了組裝的目的，通過可被閉合蓋13關(guān)閉的開ロ可以在轉(zhuǎn)向裝置外殼2的下部區(qū)域接近螺母12。閉合蓋13例如可以旋入或擰入轉(zhuǎn)向裝置外殼2。可移動(dòng)軸承11在轉(zhuǎn)向裝置外殼2內(nèi)至少在徑向上具有一定的運(yùn)動(dòng)自由度。該運(yùn)動(dòng)自由度例如通過轉(zhuǎn)向裝置外殼2內(nèi)提供的相應(yīng)的狹縫預(yù)設(shè)，可移動(dòng)軸承11可位移地接收在該狹縫中。在圖I所示的示例性實(shí)施例中，狹縫的縱向軸線有利地設(shè)置在繪圖平面內(nèi)，并與旋轉(zhuǎn)軸線4垂直，這樣，小齒輪3就可以在轉(zhuǎn)向裝置外殼2內(nèi)朝向齒條5的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即，沿徑向轉(zhuǎn)動(dòng)。為了穩(wěn)定的橫向安裝，在橫向上，即與繪圖平面垂直方向上，例如可以由狹縫的側(cè)壁引導(dǎo)可移動(dòng)軸承U。固定軸承10也可以是自動(dòng)對準(zhǔn)軸承的形式，以便使小齒輪3能夠做足夠大的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖I所示，通過螺旋彈簧14使可移動(dòng)軸承11在徑向上負(fù)載彈簧，即，在不受可移動(dòng)軸承11阻礙的方向上負(fù)載彈簧。螺旋彈簧14為彈性彈簧元件。當(dāng)然，只要適于在不受軸承11阻礙的徑向上預(yù)載可移動(dòng)軸承11，螺旋彈簧14也可以由任何其他弾性彈簧元件代替。在遠(yuǎn)離可移動(dòng)軸承11的一端，螺旋彈簧14頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼2或頂住與轉(zhuǎn)向裝置外殼2連接的張カ調(diào)整裝置15。在圖I所示的示例性實(shí)施例中，可以將張カ調(diào)整裝置15擰入轉(zhuǎn)向裝置外殼2，由此，螺旋彈簧14壓緊可移動(dòng)軸承11的彈簧カ可以通過張カ調(diào)整裝置15進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)。如圖I所示，由于可以將張カ調(diào)整裝置15擰入轉(zhuǎn)向裝置外殼2，并且其可以從外部接近，因此，即便例如當(dāng)齒條式轉(zhuǎn)向裝置I安裝在機(jī)動(dòng)車上，也無需大量的復(fù)雜性和花費(fèi)，即可對彈簧カ或預(yù)載カ進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過預(yù)載彈簧的可移動(dòng)軸承11，可以將小齒輪3預(yù)載頂住齒條5，使得小齒輪3上的開齒6與齒條5上的開齒7之間嚙合得更牢固。圖I表示小齒輪3處于被預(yù)載頂住齒條5的狀態(tài)?？梢钥闯?，在該狀態(tài)下，可移動(dòng)軸承11在齒條ー側(cè)并不在徑向上頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼2。在該位置處，轉(zhuǎn)向裝置外殼2具有例如凹槽16，或者接收可移動(dòng)軸承11的狹縫的尺寸可以制成在預(yù)載狀態(tài)下，可移動(dòng)軸承11在齒條ー側(cè)徑向上不與轉(zhuǎn)向裝置外殼接觸。從而確保預(yù)載カ不以不期望的方式因頂靠轉(zhuǎn)向裝置外殼而受到限制，而是可以自由調(diào)節(jié)。另夕卜，以此方式為可移動(dòng)軸承11和小齒輪3在徑向上提供足夠的運(yùn)動(dòng)自由度，因此小齒輪/齒條連接中可能出現(xiàn)的磨損通過負(fù)載彈簧的可移動(dòng)軸承11自動(dòng)補(bǔ)償。
也可以在凹槽16中有利地填充阻尼元件17，特別是弾力或弾性阻尼元件，由此，可移動(dòng)軸承11及小齒輪3可以通過阻尼元件17頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼2。這為有效地抑制由例如沖擊負(fù)荷引起的小齒輪3的震動(dòng)及因此特別是由齒條式轉(zhuǎn)向裝置I產(chǎn)生的噪音提供相當(dāng)優(yōu)勢。另外，可移動(dòng)軸承11的整個(gè)容腔，例如狹縫的內(nèi)表面，也可以襯有阻尼元件17，以便同樣減弱小齒輪3的橫向運(yùn)動(dòng)。由圖I可以看出，齒條5通過在齒條體實(shí)質(zhì)上與開齒7相対的一側(cè)的線性滾動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼2上。在根據(jù)本發(fā)明的齒條式I中，可以省略在現(xiàn)有技術(shù)中用于將齒條預(yù)載頂住在小齒輪的壓塊，由此根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置I具有特別緊湊并節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)。由圖I可以看出，不同于現(xiàn)有技術(shù)所使用的壓塊，線性滾動(dòng)元件導(dǎo)軌18形成于齒條5或齒條體中。在滾動(dòng)元件導(dǎo)軌18中引導(dǎo)至少一個(gè)滾動(dòng)元件19,例如,球形、筒形、圓柱形及其他滾動(dòng)元件。當(dāng)齒條5軸向位移時(shí)，滾動(dòng)元件19在齒條5和轉(zhuǎn)向裝置外殼2之間運(yùn)轉(zhuǎn)。對于同樣的預(yù)載力，與通常用于現(xiàn)有技術(shù)的壓塊上的齒條的滑動(dòng)軸承相比，在此情況下產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦相對較小。因此，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置I提供實(shí)質(zhì)上更精確的轉(zhuǎn)向手感。不言而喻，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置不限于描述的示例性實(shí)施例及附圖所示。因此，對于圖I所示的示例性實(shí)施例，可選地，可在齒條5上形成多個(gè)滾動(dòng)元件導(dǎo)軌18，例如圍繞齒條5周圍，每條滾動(dòng)元件導(dǎo)軌18分別接收并引導(dǎo)至少ー個(gè)滾動(dòng)元件19。這樣就確保了作用于小齒輪/齒條連接的力和該カ向轉(zhuǎn)向裝置外殼2的傳遞的分配得更均勻。同樣可以在轉(zhuǎn)向裝置外殼2上或同時(shí)在齒條5和轉(zhuǎn)向裝置外殼2上部分形成滾動(dòng)元件導(dǎo)軌18。另外，當(dāng)然，還可以在一個(gè)導(dǎo)軌18中提供多個(gè)滾動(dòng)元件19。在該情況下，滾動(dòng)元件19最好由保持器(cage)罩住，以保持滾動(dòng)元件19相互具有一定距離。另外，也可以通過小齒輪3的偏心安裝實(shí)現(xiàn)小齒輪3預(yù)載頂住齒條5。在優(yōu)選設(shè)置中，根據(jù)本發(fā)明的齒條式轉(zhuǎn)向裝置用于具有電カ和/或液壓驅(qū)動(dòng)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛中。
權(quán)利要求
1.一種齒條式轉(zhuǎn)向裝置(I)，包含轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)、與轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接并可旋轉(zhuǎn)地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的小齒輪(3)和可軸向位移地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的齒條(5)，所述小齒輪(3)的開齒與所述齒條(5)的開齒嚙合，其特征在于，小齒輪(3)可以預(yù)載頂住齒條(5)，并且齒條(5)通過線性滾動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，在齒條(5)和/或轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)上形成至少一個(gè)線性滾動(dòng)元件導(dǎo)軌(18)以引導(dǎo)至少一個(gè)滾動(dòng)元件(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，小齒輪(3)可以通過至少一個(gè)彈簧元件(14)彈性地預(yù)載頂住齒條(5)。
4.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，小齒輪(3)可以通過至少一個(gè)阻尼元件(17)支承頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)。
5.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，預(yù)載力可以通過至少一個(gè)張緊裝置(15)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，其特征在于，通過固定軸承(10)和至少一個(gè)可移動(dòng)軸承(11)以小齒輪(3)可以在徑向上轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝小齒輪(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(I)，其特征在于，通過至少一個(gè)彈簧元件(14)使可移動(dòng)軸承(11)在徑向上負(fù)載彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的齒條式轉(zhuǎn)向裝置(I)，其特征在于，可移動(dòng)軸承(11)通過至少一個(gè)阻尼元件(17)支承頂住轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種齒條式轉(zhuǎn)向裝置(1)，包含轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)、與轉(zhuǎn)向軸不可旋轉(zhuǎn)地連接并可旋轉(zhuǎn)地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的小齒輪(3)和可軸向位移地安裝于轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)的齒條(5)，所述小齒輪(3)的開齒與所述齒條(5)的開齒嚙合，小齒輪(3)可以預(yù)載頂住齒條(5)，并且齒條(5)通過線性滾動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)向裝置外殼(2)內(nèi)。
文檔編號B62D3/12GK102616270SQ20121001675
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者托斯滕·克盧格, 邁克爾·喬治·菲古拉 申請人:福特全球技術(shù)公司