CN203902643U - 用于机动车的转向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于机动车的转向机构，具有一转向装置外壳，在该外壳中以可移动的方式安装有转向齿杆，为了让转向车轮摆动，转向齿杆和车轮进行连接，其中，转向齿杆具有第一齿段，该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，该第二齿段和第二小齿轮相咬合，转向齿杆具有第三齿段，该第三齿段与第二齿段基于转向齿杆的纵轴相对，同时具有第三小齿轮，该小齿轮和第三齿段相咬合，两个小齿轮的机械连接通过涡轮耦合。

Description

用于机动车的转向机构

技术领域

本实用新型涉及一种转向机构，尤其涉及一种机动车的转向机构。

背景技术

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。

在DE 10 2010 027 553 A1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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转向机构，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。

本实用新型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，转向齿杆和车轮进行连接以使转向车轮摆动，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，其中，两个小齿轮的机械连接通过涡轮耦合。

通过设置三个小齿轮，可以非常灵活地进行构建其结构空间。

所需的转向助力优先通过至少一个电动机进行施加，该电动机和第二小齿轮和/或第三小齿轮进行咬合。

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。

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。

该实施形式是Steer-by-Wire(线控)转向系统的组成部件。

在另一种实施形式中规定，第二小齿轮和第三小齿轮强制机械连接形成逆向旋转结构。

优选地，至少一个电动机通过转向轴上的扭转传感器进行控制。

附图说明

在下文中将根据图纸对上述实用新型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：

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；

图2为图1中转向机构的示意图；

图3为具有涡轮传动装置的转向机构示意图；

图4为带扭转传感器的转向轴纵截面。

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

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的旋转通过转向轴2和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。设有一个伺服电机11，以便在转向移动时为驾驶员提供助力。其中第二小齿轮13和第三小齿轮15借助涡轮27，28经由涡轮轴29进行驱动。伺服电机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设置在转向齿杆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的齿段14，16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。

图2显示的是与图1对应的转向机构示意视图。

图3显示的是一种具有涡轮传动装置的实施示例，其中，驱动装置通过涡轮轴30驱动和第一涡轮31相连的第二小齿轮13，和第三小齿轮15相连的第二涡轮32由第一涡轮31通过相应的齿轮传动级进行驱动。

图4中说明了扭转传感器12，带有安排在转向轴和第一转向小齿轮4之间的扭转棒21。方向盘1的旋转使得转向轴进行旋转，由此使得扭转棒21进行扭转。该扭转被扭转传感器识别，并输送给转向控制器。该控制器由此确定出伺服电机10，11正确的控制数值。转向力助力根据扭转棒21的扭转确定数值。

根据本实用新型的转向机构适合用于在方向盘和转向机构之间无机械连接的线控转向系统。对此，根据图1，2，3的具有两个相互独立的驱动电机的实施形式可以提供较大的冗余，这一点对于线控系统比较有利。在两个电动机中的一个出现故障时，另一个电动机可以确保紧急情况下的工作。这一点在停车以及在车辆低速行驶需要转向系统所有驱动功率时特别重要。

Claims (5)

1.用于机动车的转向机构，具有一转向装置外壳，在所述外壳中以可移动的方式安装有转向齿杆(6)，所述转向齿杆(6)与车轮进行连接以使转向车轮摆动，其中，转向齿杆(6)具有第一齿段(5)，所述第一齿段(5)和小齿轮轴的第一转向小齿轮(4)相咬合，小齿轮轴通过输入轴(2)直接和方向盘(1)相连，转向齿杆(6)具有第二齿段(14)，所述第二齿段(14)和第二小齿轮(13)相咬合，转向齿杆(6)具有第三齿段(16)，所述第三齿段(16)与所述第二齿段(14)基于转向齿杆(6)的纵轴相对，同时所述用于机动车的转向机构具有第三小齿轮(15)，所述第三小齿轮(15)和第三齿段(16)相咬合，其特征在于：两个小齿轮(13，15)的机械连接通过涡轮(27，28，31，32)耦合。

2.根据权利要求1的用于机动车的转向机构，其特征在于，第二齿段(14)和第三齿段(16)设置在第二转向齿杆段(18)中，第二齿段(5)设置在和第二转向齿杆段(18)间隔一定距离的第一转向齿杆段(17)中。

3.根据权利要求1或2的用于机动车的转向机构，其特征在于，转向机构是线控转向系统的组成部件。

4.根据上述权利要求1至3中任一项的用于机动车的转向机构，其特征在于，第二小齿轮(13)和第三小齿轮(15)强制机械连接形成逆向旋转。

5.根据上述权利要求中任一项的用于机动车的转向机构，其特征在于，至少一个电动机(10，11)通过转向轴上的扭转传感器(12)进行控制。