[发明专利]齿条式转向装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿条式转向装置，具体说，是用于机动车的齿条式转向装置，根据权利要求1前序部分所述，该转向装置包含转向装置外壳、与转向轴不可旋转地连接并可旋转地安装于转向装置外壳内的小齿轮，以及可轴向位移地安装于转向装置外壳内的齿条，小齿轮的开齿与齿条的开齿啮合。

该齿条式转向装置以公知的方式用于传递方向盘的旋转运动，该方向盘例如通过转向轴不可旋转地连接至齿条式转向装置的小齿轮、齿条式转向装置的齿条，该齿条进而轴向位移并通过连接至一个或多个车轮架的转向联动装置转动一个或多个车轮。

背景技术

尤其在电力和/或液压驱动的助力转向系统中，齿条式转向装置有时要在小齿轮和齿条之间传递非常大的转矩。通常，在小齿轮和齿条之间传递的转矩随转向角度的增加而增加，即，随齿条离开中心位置向齿条的轴向末端位置轴向位移的增加而增加。在小齿轮和齿条啮合时，会产生对应于要传递的转矩的大径向力，该力可以引起小齿轮与齿条分离。另外，转向系统中的冲击负荷(shock loadings)也在小齿轮和齿条啮合时产生大的径向力。为了防止小齿轮与齿条分离，通常的做法是将齿条按压或预载紧靠在轴向和径向上刚性安装在转向装置外壳中的小齿轮上。

例如，美国6,119,540号专利公开了一种齿条式转向装置，其中，轴向和径向上刚性、但可旋转地安装在转向器转向装置外壳中的小齿轮的开齿与轴向可位移地安装转向装置外壳中的齿条的开齿啮合。齿条通过压块预载紧靠到径向刚性安装在转向装置外壳中的小齿轮上。为了达到该目的，特别地，在压块和转向装置外壳或可以通过螺钉拧入转向装置外壳的可调节支座部件之间提供两个弹簧元件，该弹簧元件按压压块以及齿条抵靠在小齿轮的开齿上。例如提供常规压缩弹簧和弹性O形环(elastomeric O-ring)作为各弹簧元件。齿条可滑动地安装在压块上。

由美国6,435,050号专利可知一种相似的齿条式转向装置，然而，其中，除了常规压块之外，齿条还通过齿条上的轴承环按压抵靠在小齿轮上。齿条同时可滑动地安装在压块上和轴承环内。该发明的目的在于减低或抑制齿条/压块连接发出噪音的趋势。

为了防止作用于小齿轮和齿条啮合的径向力造成小齿轮和齿条的分离，例如，由于冲击负荷或要传递的大的转矩，根据现有技术的压块利用弹簧元件预载紧靠到齿条式转向装置的小齿轮上相对更强。该预载使得在压块及可滑动地安装于其上的齿条之间产生相对较高的、不可忽略的摩擦力。然而，由于具有高内部摩擦力的齿条式转向装置产生不期望的不精确的转向手感，因此，齿条与压块之间的高摩擦对转向手感有不利影响，特别在转向装置处于直行或中心位置时。

发明内容

针对这样的技术背景，本发明的目的在于，提供一种齿条式转向装置，该转向装置不增加产生噪音的趋势而实质上降低内部摩擦力，并给出精确的转向手感。

通过以下所述的齿条式转向装置达到该目的。

本发明提供一种齿条式转向装置(1)，包含转向装置外壳(2)、与转向轴不可旋转地连接并可旋转地安装于转向装置外壳(2)内的小齿轮(3)和可轴向位移地安装于转向装置外壳(2)内的齿条(5)，所述小齿轮(3)的开齿与所述齿条(5)的开齿啮合，小齿轮(3)可以预载顶住齿条(5)，并且齿条(5)通过线性滚动轴承安装在转向装置外壳(2)内。

进一步地，在齿条(5)和/或转向装置外壳(2)上形成至少一个线性滚动元件导轨(18)以引导至少一个滚动元件(19)。

进一步地，小齿轮(3)可以通过至少一个弹簧元件(14)弹性地预载顶住齿条(5)。

进一步地，小齿轮(3)可以通过至少一个阻尼元件(17)支承顶住转向装置外壳(2)。

进一步地，预载力可以通过至少一个张紧装置(15)进行调节。

进一步地，通过固定轴承(10)和至少一个可移动轴承(11)以小齿轮(3)可以在径向上转动的方式安装小齿轮(3)。

进一步地，通过至少一个弹簧元件(14)使可移动轴承(11)在径向上负载弹簧。

进一步地，可移动轴承(11)通过至少一个阻尼元件(17)支承顶住转向装置外壳(2)。

应该指出，权利要求中分别限定的特征可以以任何技术上所需的方式相互结合，并表明本发明的其他构造。本说明书具体结合附图还详细阐述了本发明的特征。