專利名稱：機動車的轉向柱的制作方法
機動車的轉向柱本發明涉及一種機動車的轉向柱，其中轉向柱具有外殼單元和包圍空腔的管狀支承部件，其中轉向軸可轉動地安置在外殼單元中，并且外殼單元設置在支承部件的空腔中，并且在轉向柱的至少一個工作狀態中能夠與縱軸線平行地推移，轉向軸可以圍繞該縱軸線轉動，其中轉向柱具有至少一個楔形體和至少一個彈性預張元件作為無間隙調節裝置(Spielfreistellungseinrichtung),其中彈性預張元件將楔形體朝向外殼單元按壓,并且楔形體設置在外殼單元和支承部件之間用于無間隙調節，其中楔形體為了無間隙調節而分別以其一個楔形外表面靠置在外殼單元上，并且以其另外的楔形外表面靠置在支承部件上。所述類型的轉向柱是所謂可調節轉向柱的一種特別的構型。其能夠實現通過將外殼單元相對于支承單元推移來將轉向輪的位置與機動車的駕駛員匹配。此外，外殼單元的可推移性必要時也可以在碰撞情況下用于使得轉向輪在駕駛員撞擊時或者撞擊前被推移，以便減小或者避免對駕駛員的傷害。為了使得外殼單元連同轉向軸以及其上安裝的轉向輪雖然能夠以所述的方式和方法來推移，然而仍然并不發出吱嘎聲，在現有技術中已經公開了用于這種轉向柱的不同類型的無間隙調節裝置，其要將在與推移方向正交的方向上在外殼單元和支承部件之間的間隙盡可能減小到零。這些無間隙調節裝置由此用于將外殼單元無間隙地在支承部件中弓I導。US5, 199，319公開了一種轉向柱，在那里用于無間隙調節的楔形體可推移地位于固定裝置的螺栓上，借助該固定裝置可以將外殼單元夾緊在支承部件以及支架單元上，以便進行固定。由此，涉及一種解決方案，其中無間隙調節裝置集成到轉向柱的固定裝置中，其中固定裝置用于在打開狀態中允許外殼單元相對于支承部件的推移，并且在閉合狀態中將外殼單元在其位置中固定。為了固定外殼單元，在轉動張緊把手時外殼單元通過使用楔形體而與支架單元張緊。同時，支承單元與支架單元張緊。從EP1905665A2中公開了這種類型的轉向柱，其中無間隙調節同樣由固定裝置來實現。在US5，199，319和EP1905665A2中實現的將無間隙調節裝置集成到固定裝置中用于卡鎖外殼單元具有的缺點是，附加的元件降低了固定裝置的剛性和夾緊力。為了在固定裝置的打開狀態中表現出限定的推移力以及表現出外殼管與支架單元以及支承部件與支架單元的同時的張緊，固定裝置的開口行程針對楔形體的大小以及針對在固定裝置中的彈簧和其他參數的精確協調是必須的。固定裝置的設計相應地針對固定以及針對間隙自由度(Spielfreiheit)來考慮。此外，附加的部件提高了固定裝置的復雜性并且由此增大了固定裝置的安裝開銷。本發明的任務是，改進這種轉向柱，使得減少現有技術的所提及的至少一些問題。根據本發明，這通過根據權利要求1所述的轉向柱來實現。由此設計的是，轉向柱具有固定裝置用于將外殼單元鎖緊，并且固定裝置和無間隙調節裝置相互分離。通過所述措施，得到有效作用的無間隙調節裝置，其在其構造中非常簡單，然而可靠并且與必要時存在的固定裝置無關地用于鎖緊外殼單元。在根據本發明的轉向柱情況下，由此可能的是，將那里設置的無間隙調節裝置與現有技術中已知的任意的固定裝置組合。可以涉及馬達驅動的或者可手動操作的固定裝置。它們可以基于摩擦配合和/或形狀配合。其可以是任意地成形的夾緊系統。術語“分離”在該上下文中可以理解為，其是一種轉向柱，其中無間隙調節裝置并不像總是構建的那樣集成到固定裝置中。對應于優選的實施形式，楔形體設置在固定裝置的元件相互之間的直接力流之外或者設置在外殼單元或者支架單元和固定裝置的元件之間。于是，沒有用于鎖緊外殼單元的力借助固定裝置傳遞到楔形體上。無間隙調節優選在與縱軸線或者推移方向正交的至少一個方向上進行。縱軸線是一種可能假想的軸線，轉向軸圍繞該軸線可轉動地安置在外殼單元中。本發明的優選的擴展方案設計了，楔形體為了無間隙調節而直接設置在外殼單元和支承部件之間。在該擴展形式中，其由此直接地作用到外殼單元上以及作用到支承部件上。在該情況中特別有利的是，楔形體為了無間隙調節而分別以其一個楔形外表面靠置在外殼單元上，并且以其另外的楔形外表面靠置在支承部件上。通過該優選的實施形式，彈性預張元件并不在支承部件和外殼單元之間的直接的力流中。由此可能的是，借助彈性預張元件的小的彈性力在打開的固定裝置情況下滿足關于無間隙調節或者間隙自由度方面的所希望的要求，并且同時滿足良好的可推移性。通過楔形體放大了預張元件的彈性力。這種無間隙調節裝置相比于現有技術也對于老化現象明顯不那么易受影響。根據本發明的轉向柱是所謂的可調節轉向柱，其中外殼單元連同轉向軸在轉向柱的至少一個工作狀態中可以至少與縱軸線平行地推移，其中轉向軸能夠圍繞所述縱軸線轉動。附加地，在根據本發明的轉向柱中也可以如已知的那樣實現高度調節，其中外殼單元必要時與支承部件一同也可以相對于要車身固定地安裝的支架單元樞轉或者在其他方面可調節。在該情況中，支承部件是在轉向柱的至少一個工作狀態中可樞轉地安裝在支架單元上的中間件。然而也可以設置為使得支承部件本身是支架單元，用于將轉向柱固定在機動車上。此外也可能的是，支承部件例如通過焊接而直接固定在機動車的車身上。本發明的優選的擴展形式設計了，支承部件具有至少局部圓柱殼體形的、包圍空腔的內輪廓，并且外殼單元的至少局部圓柱殼體形的外輪廓被支承部件的內輪廓包圍。用于無間隙調節的楔形體和/或彈性預張元件例如可以設置在支承部件的優選向外敞開的容納開口中。在該區域中于是例如可以存在支承部件的內輪廓和/或外殼單元的外輪廓中的與圓柱殼體形狀的偏差。彈性預張元件和楔形體可以一件式地實施，即實施為集成的部件，也可以多件式地實施，即實施為分離的、只是相互有效連接的部分。彈性預張元件例如可以是彈簧，優選是彎曲的板式彈簧。本發明的優選的擴展形式設計了，在支承部件和外殼單元之間設置有至少兩個楔形體。它們可以相互鏡像對稱地布置。可能的是，針對這些楔形體的每個都設置有專用的彈性預張元件用于預張緊。然而在簡單結構的意義中優選的是，至少兩個楔形體被相同的彈性預張元件預先張緊。在本發明的一個特別優選的實施形式中，設置有四個楔形體，其中兩個楔形體分別設置在沿著轉向軸的縱軸線的第一位置上，并且兩個楔形體分別設置在沿著轉向軸的縱軸線的、與第一位置間隔的第二位置上。通過這種方式，在支承部件中的外殼單元保持無間隙，并且尤其是可以容易地推移，而并不出現歪斜或者卡住。通過楔形體的彈性加載(Anfederung),在四個點中的連接并不一致,并且可以良好地補償公差波動。帶有楔形體的優選的實施形式(所述楔形體尤其是在功能上和結構上與固定裝置分離地布置)保證了簡單的結構以及相互分離的如下功能的獨立可調節性間隙自由度和固定力或者固定。有利的是，所述楔形體的至少之一、最好是所有設置的楔形體都可以從外部穿過支承部件中的開口引導，并且借助彈性的預張元件通過外部安裝的保持裝置(其優選構建為夾子)朝著外殼單元的方向上預張緊地布置。這種夾子在最簡單的情況中由塑料構成。由于楔形形狀，小的彈性力或者預張力是足夠的，并且相應地僅僅需要在夾子中的小的保持力，這極大簡化了安裝。彈性預張元件或者彈簧尤其是可以為螺旋壓力彈簧、盤形彈簧、彈性板條或者彈性彎曲的金屬絲。優選的是彈簧由彈性板條構成的構型(板式彈簧)，其具有兩個腳和中間的彎曲區域用于連接兩個腳。所述腳以相對于彼此大約20°至60°的角度彎曲。彎曲區域保持在夾子中的凹處或者凹陷中，并且兩個腳分別將楔形體朝著外殼單元的方向預張緊。有利的是，在支承部件中構建有引導裝置，楔形體在其中引導，其中也可以設置附加的潤滑室，以便防止楔形體的歪斜。本發明的優選擴展形式的其他特征和細節借助示例性選擇的以及附圖中所示的實施例來闡述。其中
圖1和圖2從不同方向示出了根據本發明構建的轉向柱的透視圖；圖3示出了在平行于彈性預張元件的作用方向上設置的截平面中所見的截面；圖4示出了在該實施例中使用的楔形體的細節視圖；圖5示出了針對該根據本發明的實施例的分解圖；以及圖6示出了在平行于彈性預張元件的作用方向上設置的截平面中所見的通過本發明的可替選的實施形式的截面。在附圖中，作用相同或者相似的元件設置有相同的附圖標記。在圖1中示出了至少大致在如下狀態中的轉向柱I的根據
具體實施例方式在該狀態中該轉向柱I也可以安裝在機動車中。為了將轉向柱I固定在車輛中，設置有支架單元11。其具有固定接片18，借助這些固定接片可以將轉向柱I固定在車輛的車身上。在該實施例中，在該支架單元上可圍繞樞轉軸線21樞轉地設置有中間件12，其在該實施例中形成支承部件4。當這里僅僅示意性示出的固定裝置10在其打開狀態中時，通過中間部件或者支承部件4、12相對于支架單元11的樞轉，如已知的那樣，高度調節是可能的。在該打開狀態中，外殼單元2并且由此轉向軸3在平行于縱軸線5的方向上相對于支承部件或者中間部件4、12的推移是可能的，并且由此轉向柱I的長度調節是可能的。轉向軸3可圍繞縱軸線5轉動地安置在外殼單元2中。在轉向輪連接部17上可以將這里未示出的轉向輪安裝在轉向軸3上。如果如已知的那樣將固定裝置10置于其閉合狀態中，則支承部件4、外殼單元2以及由此還有轉向軸3至少在機動車的正常運行中相對于支架單元11并且由此也相對于車輛固定在其位置中。于是，至少在不考慮碰撞的情況下，在平行于縱軸線5的縱向方向上以及在與其正交的高度方向上都不可能調節。其中外殼單元2在平行于縱軸線5的方向上相對于支承部件可推移的工作狀態由此例如可以通過如下方式實現其中將固定裝置10如已知的那樣置于其打開狀態中。固定裝置10可以用馬達方式也可以如這里所表明的那樣借助可手動樞轉的把手22在打開狀態和閉合狀態之間調節。在圖2中示出了在翻轉后的狀態中圖1中的轉向柱1，使得看見支承部件4的下偵U。在那里也可以看到容納開口 16，其中分別設置有彈性預張元件7以及分別設置有兩個楔形體6，如尤其是可以清楚地從接下來繪出的圖3和圖6中看出的那樣。在任何情況下還要理解的是，如借助該實施例所闡述的那樣，借助楔形體6和彈性預張元件7構建的無間隙調節裝置并不集成到固定裝置10中，而是與其分離地構建。為此同樣設置的是，楔形體6為了無間隙調節而設置在外殼單元2與支承部件4之間，如可以特別清楚地在圖3和圖6中看到的那樣。圖3示出了橫截面，其中截平面平行于彈性預張元件7的作用方向設置。在圖3中選擇的截平面由此也與縱軸線5正交，轉向軸3可圍繞縱軸線轉動。在圖3中特別清楚地看到的是，外殼單元2設置在支承部件4的相應的空腔中。支承部件4可以如這里所示的那樣由單個部件、尤其是澆注件構成。然而可以想到并且可能的是，支承部件4由兩個或者更多個部分殼體給出。這種兩件式可以沿著圖5中示出的截平面構建。在任何情況下設置的是，楔形體6為了無間隙調節而設置在外殼單元2和支承部件4之間。在所示的優選擴展形式中，其以其一個楔形外表面8靠置在外殼單兀2上并且以其另外的楔形外表面9靠置在支承部件4上。以彎曲的板式彈簧形式構建的彈性預張元件7分別在作用方向13上壓向楔形體6之一的與最小角14背離的側15。楔形體6由此在該方向中被按壓，由此實現所希望的無間隙調節。在圖4中所示的最小角14由此有利地與彈性預張元件7背離地設置，其中楔形體6的也被削平的所謂尖端指向所述最小角的方向。楔形體6的、彈性預張元件7按壓到其上的側15分別與最小角14對置。楔形外表面8和9將該最小角14相互閉合，其中楔形體6分別借助所述楔形外表面靠置在外殼單元2或者支承部件4上。靠置在外殼單兀2上的楔形外表面8在其形狀中與外殼單兀2的輪廓的、楔形外表面靠置在其上的區域匹配。在所示的實施例中，此外楔形外表面9也在其形狀中與支承部件4的輪廓的、楔形外表面靠置在其上的區域匹配。在此可以想到并且可能的是，如在例子中所示的那樣，在支承部件4中構建引導裝置27，其中引導楔形體6 (參見圖5)。在圖4中再次示出了楔形體6，以便更好地示出側15以及楔形外表面8和9以及最小角14。最小角14在此是楔形體的所有分別相鄰的外側(在此即側15和楔形外表面8和9以及與側15對置的側)之間可以測量的所有角中的最小角。如在該實施例中那樣，即使楔形體6并不具有精確的尖端，則最小角14是如下的角楔形外表面8和9在該角上向尖$而延伸。圖5又示出了支承部件4以及外殼單元2以及其中可轉動地安置的轉向軸3的分解圖。在此可以特別清楚地看到的是，支承部件4為了容納外殼單元2具有空腔，該空腔由支承部件4的圓柱殼體形的內輪廓19形成邊界。外殼單元2具有同樣圓柱殼體形的外輪廓20，其借助該外輪廓安置在支承部件4中。楔形體6以及這里構建為彎曲的板式彈簧的彈性預張元件7安置在支承部件4中的從外部可到達的容納開口 16中。在該例子中，支承部件4沿著陰影面被切開。可能的并且可想到的是，支承部件由分離的部件來形成，其在該平面上相互連接。
圖6示出了本發明的一個可替選的實施形式。不同于對應于圖3的實施形式，楔形體6借助夾子25來固定和預張緊，其中夾子25在安裝之后在本發明的意義中可以理解為支承部件4的組成部分。構建為板式彈簧的彈性預張元件7支撐在夾子25的凹處26中。為了安裝，有利地將楔形體6從外部通過支承部件4中的開口 28引導，并且插入弓I導裝置27中。彈簧7被單獨地插入夾子25的凹處26中。夾子從外部以其卡鎖元件24推移到卡鎖突出部23上并且鎖緊(在圖6中極為示意性地示出)，由此彈簧7將楔形體朝著外殼單元的方向預張緊。這種夾子25在最簡單的情況中由塑料構成。由于楔形，小的彈力是足夠的，并且相應地在夾子中僅僅需要小的保持力，這極大簡化了安裝。可替選地，可以想到并且可能的是，楔形體6借助螺栓或者桿通過彈性元件(例如彈簧)中間連接來預張緊。由此，在安裝時可以調節在外殼單元2和支承部件4之間的間隙或者推移力。對應于所述實施例，楔形體6譬如設置在與縱軸線5平行走向的平面中，此外可能并且可以想到的是，將楔形體6的組設置在不同的平面上，尤其是在關于轉向軸的縱軸線5相互對置地布置的兩個平面上。相應地，尤其是可以設置四個、六個或者八個楔形體6。楔形體6可以由燒結材料構成，其孔優選用潤滑材料填充或者浸潤。此外可以想到并且可能的是，楔形體6由塑料例如PTFE或者POM來構建。其他已知的材料也可以使用。楔形體的表面可以設置有減小摩擦的涂層，例如設置有潤滑油。附圖標記表I 轉向柱2外殼單元3轉向軸4支承部件5縱軸線6楔形體7彈性預張元件8楔形外表面9楔形外表面10固定裝置11支架單元12中間部件13作用方向14最小角15 側面16容納開口17轉向輪連接部18固定接片19內輪廓20外輪廓21樞轉軸線
22把手23卡鎖突出部24卡鎖元件25夾子
26凹處27引導裝置28開口
權利要求
1.一種機動車的轉向柱(1)，其中轉向柱(I)具有外殼單元(2)和包圍空腔的管狀支承部件(4)，其中轉向軸(3)可轉動地安置在外殼單元中，并且外殼單元(2)設置在支承部件(4)的空腔中，并且在轉向柱(I)的至少一個工作狀態中能夠與縱軸線(5)平行地推移，轉向軸(3)能夠圍繞該縱軸線轉動，其中轉向柱(I)具有至少一個楔形體(6)和至少一個彈性預張元件(7)作為無間隙調節裝置，其中彈性預張元件(7)將楔形體(6)朝向外殼單元(2)按壓，并且楔形體(6)設置在外殼單元(2)和支承部件(4)之間用于無間隙調節，其中楔形體(6)為了無間隙調節而分別以其一個楔形外表面(8)靠置在外殼單元(2)上，并且以其另外的楔形外表面(9)靠置在支承部件(4)上，其特征在于，轉向柱(I)具有固定裝置(10)用于將外殼單元(2)鎖緊，并且固定裝置(10)和無間隙調節裝置相互分離。
2.根據權利要求1所述的轉向柱(1)，其特征在于，支承部件(4)具有至少局部圓柱殼體形的、包圍空腔的內輪廓(19)，并且外殼單元(2)的至少局部圓柱殼體形的外輪廓(20)被支承部件(4 )的內輪廓(19 )包圍，和/或支承部件(4 )是用于將轉向柱(I)固定在機動車上的支架單元(11)或者在轉向柱(I)的至少一個工作狀態中能夠樞轉地安裝在支架單元(11)上的中間部件(12)。
3.根據權利要求1或2所述的轉向柱(1)，其特征在于，在平行于彈性預張元件(7)的作用方向(13)設置的截平面中看，楔形體(6)的兩個楔形外表面(8，9)成最小角(14)，并且所述最小角(14)背離彈性預張元件(7)地設置。
4.根據權利要求1至3之一所述的轉向柱(1)，其特征在于，在平行于彈性預張元件(7)的作用方向(13)設置的截平面中看,楔形體(6)的兩個楔形外表面(8,9)成最小角(14)，并且彈性預張元件(7)按壓到楔形體(6)的與所述最小角(14)對置的側(15)上。
5.根據權利要求1至4之一所述的轉向柱(1)，其特征在于，在平行于彈性預張元件 (7)的作用方向(13)設置的截平面中看,楔形體(6)的兩個楔形外表面(8,9)成最小角(14)，并且所述楔形外表面之一(9)靠置在支承部件(4)上，而楔形外表面的另一個(8)靠置在外殼單元(2)上。
6.根據權利要求5所述的轉向柱(1)，其特征在于，靠置在支承部件(4)上的楔形外表面(9)在其形狀中與支承部件(4)的輪廓的、楔形外表面靠置在其上的區域匹配，和/或靠置在外殼單元(2)上的楔形外表面(8)在其形狀中與外殼單元(2)的輪廓的、楔形外表面靠置在其上的區域匹配。
7.根據權利要求1至6之一所述的轉向柱(1)，其特征在于，在支承部件(4)和外殼單元(2)之間設置有優選相互鏡像對稱的至少兩個楔形體(6)，所述楔形體被至少一個優選相同的彈性預張元件(7)預張緊。
8.根據權利要求1至7之一所述的轉向柱(1)，其特征在于，彈性預張元件(7)構建為彈簧，優選構建為彎曲的板式彈簧，和/或彈性預張元件(7)設置在支承部件(4)的向外敞開的容納開口(16)中。
全文摘要
一種機動車的轉向柱(1)，其中轉向柱(1)具有外殼單元(2)和包圍空腔的管狀支承部件(4)，其中轉向軸(3)可轉動地安置在外殼單元中，并且外殼單元(2)設置在支承部件(4)的空腔中，并且在轉向柱(1)的至少一個工作狀態中能夠與縱軸線(5)平行地推移，轉向軸(3)能夠圍繞該縱軸線轉動，其中轉向柱(1)具有至少一個楔形體(6)和至少一個彈性預張元件(7)作為無間隙調節裝置，其中彈性預張元件(7)將楔形體(6)朝向外殼單元(2)按壓，并且楔形體(6)設置在外殼單元(2)和支承部件(4)之間用于無間隙調節，其中楔形體(6)為了無間隙調節而分別以其一個楔形外表面(8)靠置在外殼單元(2)上，并且以其另外的楔形外表面(9)靠置在支承部件(4)上，其中轉向柱(1)具有固定裝置(10)用于將外殼單元(2)鎖緊，并且固定裝置(10)和無間隙調節裝置相互分離。
文檔編號B62D1/185GK103079931SQ201180042609
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月26日 優先權日2010年9月3日
發明者雷內·阿爾戈伊爾, 斯特凡·芬克, 托馬斯·賴希 申請人:蒂森克虜伯普利斯坦有限公司