用于可转动地支承转向轴的转向轴支承单元的制作方法
【专利摘要】一种用于可转动地支承机动车转向柱（3）的转向轴（2）的转向轴支承单元（1），其中转向轴支承单元（1）具有至少一个环周闭合的区域（5）用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴（2）的轴承，以及具有至少一个固定区域（6）用于将转向轴支承单元（1）固定在转向柱（3）的支架部件（7）上，其中在固定区域（6）中布置有至少一个穿通开口（12）、尤其是两个穿通开口（12），用于引导穿过转向柱（3）的夹紧螺栓（13），其中固定区域（6）和环周闭合的区域（5）构建为首先分离的并且随后相互优选直接连接、优选焊接的构件。
【专利说明】用于可转动地支承转向轴的转向轴支承单元
[0001]本发明涉及一种用于可转动地支承机动车转向柱的转向轴的转向轴支承单元，其中转向轴支承单元具有至少一个环周闭合的区域用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴的轴承，以及具有至少一个固定区域用于将转向轴支承单元固定在转向柱的支架部件(Konsolenteil)上,其中在固定区域中布置有至少一个穿通开口、尤其是两个穿通开口，用于引导穿过转向柱的夹紧螺栓。
[0002]另外，本发明还涉及一种带有这种转向轴支承单元的转向柱，以及一种用于制造转向轴支承单元的方法。
[0003]由 EP1535824B1、EP1547902A1、EP1553002B1、US7, 350，813B2 以及 JP10-7003 公
开了这种转向轴支承单元，对于它们而言共同之处是，转向轴支承单元在固定区域中被展宽，以便提供合适的固定面积用于将转向轴支承单元固定在支架部件上并且由此固定在机动车的车身上。在固定区域中的外罩板的展宽具有两个主要缺点。一方面，由于展宽而导致变薄并且由此导致外罩板在该区域中的弱化。另一方面，外罩板的展宽过程与增大的技术开销关联。
[0004]因此本发明的任务是，提供一种转向轴支承单元，其能够尽可能简单并且价格低廉地生产，并且尽管如此仍然满足对于刚性的要求。
[0005]根据本发明，这通过根据权利要求1所述的转向轴支承单元以及对应于权利要求10的方法来实现。
[0006]由此在转向轴支承单元中设计的是，固定区域和环周闭合的区域构建为首先分离的并且随后相互优选直接连接、优选焊接的构件。
[0007]在此有利的是，固定区域和环周闭合的区域直接相互连接。连接的一种优选可能是焊接。固定区域优选具有两个穿通开口用于将夹紧螺栓弓I导穿过。
[0008]由此，本发明的一个基本思想是，由多个预制的构件接合在一起形成转向轴支承单元，其中要接合在一起的构件之一是固定区域，而至少一个另外的构件是环周闭合的区域，其为用于可转动地支承转向轴的至少一个轴承的容纳装置。
[0009]通过首先相互分离地制造这些构件可能的是，快速并且成本低廉地制造构件。相互的连接(尤其是通过焊接)也可以简单并且成本低廉地进行。通过这种方式，可以用非常经济的方式和方法来制造转向轴支承单元。此外，在这种方式中，满足对于刚性的所需要求也是毫无问题的。
[0010]在此优选地设计的是，形成固定区域以及环周闭合的区域的构件在转向轴的纵轴线方向上相继布置。在此，固定区域和相应的环周闭合的区域相互触碰地彼此连接，或者至少局部交迭。这种交迭部例如可以用于形成连接区域，在所述连接区域中，固定区域和环周闭合的区域相互连接。这在不同的连接方式如焊接、拧合等等中会是有助的，或者甚至是必要的。
[0011]本发明的特别优选的构型设计了，固定区域一体式地构建。于是例如可能的是，将该固定区域实施为(优选恰好一个)挤压型材。可替选地，固定区域例如也可以实施为(优选恰好)一个板变形部件。[0012]另外的变形方案设计了，固定区域由多个部件组成，优选焊接在一起。这些单个部件也可以是挤压型材或者板变形部件或者铸件。在该情况中总是有利的是，转向轴支承单元在固定区域中至少局部环周闭合地构建。
[0013]用于容纳至少一个轴承的环周闭合的区域也可以一体式地例如也作为挤压型材或者板变形部件来预制。于是例如可以设想的是，将这些区域构建为管件，并且随后固定在固定区域上。当然也可能的是，固定区域由多个部件组成，优选焊接在一起。这里也考虑由多个挤压型材和/或板变形部件进行组合。
[0014]一种用于制造根据本发明的转向轴支承单元的方法有利地设计了，固定区域和环周闭合的区域首先构建为独立的构件，并且随后相互(优选直接地)连接，优选焊接。
[0015]本发明的优选构型设计了，转向轴支承单元具有至少两个环周闭合的区域用于分别容纳至少一个用于可转动地支承转向轴的轴承，并且固定区域布置在环周闭合的区域之间。在此，可以特别有利地制造的变形方案设计了，其为恰好两个环周闭合的区域，用于分别容纳至少一个轴承。用于容纳至少一个轴承的转向轴支承单元的环周闭合的区域可以管状地构建。
[0016]在该构型中有利地设计的是，单个的环周闭合的区域并非直接相互连接，而是仅仅通过布置在其间的固定区域进行。在该意义中由此有利的是，环周闭合的区域仅仅通过布置在它们之间的固定区域来相互连接。
[0017]然而也可以设计的是，转向轴支承单元仅仅具有恰好一个环周闭合的区域用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴的轴承。用于转向轴的第二轴承于是例如可以布置在转向力支持单元中或者转向柱的支架部件中。
[0018]本发明的变形方案也可以设计的是，固定区域具有至少两个相互间隔的固定接片。它们可以优选分别地具有自由突出的端部。于是也可以设计的是，在固定接片中分别布置有穿通开口。为了进一步强化可以设计的是，固定接片的自由突出的端部借助单独的连接板来相互连接。在此，特别优选的变形方案设计了，连接板具有V形的横截面。该单独的连接板例如可以借助焊接来固定在固定接片上，并且尤其是固定在其自由突出的端部上。连接板的V形横截面的弯曲区域有利地与转向轴的纵轴线平行走向。特别有利的是，单独的连接板的V形的尖端或者弯曲区域纵向延伸。其可以以其纵向延伸在固定区域的对称平面中走向。
[0019]为了提高转向轴支承单元的刚性(尤其是在固定接片的区域中)，可以设计的是，在转向轴支承单元中布置有至少一个转向轴支承单元卷边。(优选每个)穿通开口可以优选分别地布置在转向轴支承单元卷边中。在该情况中，本发明的特别优选的构型设计了，转向轴支承单元具有恰好两个转向轴支承单元卷边，并且在每个转向轴支承单元卷边中布置有穿通开口，用于将本身已知的夹紧螺栓引导穿过。有利的是，每个自由突出的固定接片具有恰好一个转向轴支承单元卷边，其中分别布置有穿通开口。转向轴支承单元卷边有利地布置在固定接片的自由突出的端部附近。优选的是，穿通开口是长形孔。另外有利的是，穿通开口分别布置在转向轴支承单元卷边的卷边基底中。特别有利的是，穿通开口大致对称地在形成卷边基底的边界的、大致平行走向的侧壁或者边缘之间地布置在卷边基底中。
[0020]转向轴支承单元卷边有利地是所谓的内卷边。其特征在于，转向轴支承单元卷边构建为朝着固定区域内部空间的方向深入的卷边。[0021]在本发明的优选构型中设计了，转向轴支承单元在固定区域中和/或在用于容纳至少一个轴承的环周闭合的区域中和/或处处都单层壁式地构建。这尤其是适用于固定区域，然而优选也适用于环周闭合的区域，其用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴的轴承。
[0022]有利的是，转向轴支承单元由金属、优选由金属板构成。优选的是，其由钢、铝、镁或者合金构成，该合金包含这些金属。然而也可以使用复合材料、例如碳纤维复合材料或者铸件、或者所述材料构成的混合物。
[0023]除了转向轴支承单元本身，本发明还涉及一种用于机动车的转向柱，其带有设计用于将转向柱固定在机动车车身上的支架部件，该支架部件具有至少两个侧部，其中根据本发明的转向轴支承单元以其固定区域布置在侧部之间，并且借助固定接片保持在侧部上。
[0024]根据本发明的转向柱有利地是所谓的可调节转向柱。如本身已知的那样，其特征在于，转向轴连同转向轴支承单元能够相对于支架部件在其位置中进行调节。通过这种方式，可以将转向轮的位置与车辆的相应驾驶员匹配。根据本发明的转向柱的特别优选的构型设计了，转向轴能够在其纵向方向和/或与纵向方向正交的高度方向上调节。
[0025]这种转向柱的优选构型设计的是，在为了将转向柱固定在机动车的车身上而设置的支架部件的至少两个、优选恰好两个侧部之间支承有转向轴支承单元，用于可转动地支承转向柱的转向轴。在支架部件的侧部和转向轴支承单元之间，在优选的构型中布置有支承部件。转向柱的夹紧螺栓可以穿过支架部件的侧部和支承部件以及转向轴支承单元。支承部件在此可以具有至少一个支承部件卷边，并且转向轴支承单元具有至少一个转向轴支承单元卷边，其中支承部件卷边至少分区域地平面地靠置在转向轴支承单元卷边上。在这种构型的情况中，特别优选地设计的是，夹紧螺栓在支承部件卷边中穿过支承部件，而在转向轴支承单元卷边中穿过转向轴支承单元。
[0026]根据本发明的转向柱可以有利地在其高度方面(与其倾斜度同义)和/或在其长度方面可调节地构建。优选的是一般而言成本低廉的高度和长度可调节的转向柱，所述转向柱包括固定装置，其能够实现任选地释放(=固定装置的打开状态)或者固定(=固定装置的闭合状态)相应的调节方向。夹紧螺栓(作为这种固定装置的部件)结合另外的夹紧部件例如夹持件、凸轮板、锁紧螺母，在此可以用简单的方式用于将根据实施形式而可能的在纵向方向和/或高度方向上的调节用已知的方式来任选地释放或者固定。与形状配合或者力配合(还有摩擦配合)的固定无关地，总是有利的是，高的压力在固定装置的闭合状态中施加到一方面为转向轴支承单元和支承部件与另一方面为支承部件和支架部件之间的连接上。
[0027]通过借助夹紧螺栓来穿过转向轴支承单元卷边和支承部件卷边，由夹紧螺栓施加的夹持力直接传递到两个所述的卷边上，使得可以借助简单的结构来传递大的力。这也有助于减少构件的数目。在其中通过夹紧螺栓没有传递夹持力或者仅仅传递小的夹持力的打开状态中，在调节时同样实现了高的引导精度。当支承部件和转向轴支承单元在与两个侧部平行取向的表面上在转向轴两侧分别对应地具有转向轴支承单元卷边和支承部件卷边(所述卷边被夹紧螺栓通过)时，在此可以进一步提高刚性。这也有助于减少用于制造转向柱的构件数目和/或材料投入。在其中通过夹紧螺栓没有传递夹持力或者仅仅传递小的夹持力的打开状态中，通过根据本发明的布置没有大开销地实现了小游隙的引导系统。对于机动车的驾驶员而言，由此在该状态中在抓握固定在转向柱的转向轴上的转向轮时也给出了稳定的并且饱满的感觉。支承部件卷边和转向轴支承单元卷边以及下面还要提及的、必要时也存在的支架部件卷边有利地相互对应地构建。在该意义中优选地还设计的是，支承部件卷边在通过夹紧螺栓的纵向中轴线的截平面中看在几何结构上类似于转向轴支承单元卷边地构建。同样的情况有利地也适用于支架部件卷边(只要存在)。此外有利的是，支承部件卷边和/或转向轴支承单元卷边和/或必要时存在的支架部件卷边以关于夹紧螺栓的纵向中轴线轴对称的方式来构建。
[0028]有利的是，所述卷边分别以其侧壁优选成对地相互靠置。为了能够在轴方向上传递特别高的夹持力，本发明的优选的构型设计了，支承部件卷边和转向轴支承单元卷边以及如果存在的话还有支架部件卷边分别具有侧壁并且分别具有将侧壁相互连接的卷边基底。特别有利的是，在相应卷边中侧壁的如下构型:所述侧壁相对于卷边基底倾斜在30°至60°的范围中，优选在45°至60°的范围中。在固定装置的闭合状态中，支承部件卷边以及转向轴支承单元卷边以其相应的侧壁优选成对地借助预应力靠置在彼此上。夹紧螺栓有利地分别引导穿过相应的卷边基底中的开口。
[0029]在支承部件卷边中以及在转向轴支承单元卷边中的卷边基底的构型能够实现在提高两个卷边侧壁之间的接触部中的接触应力的同时补偿公差，其中所述支承部件卷边和转向轴支承单元卷边相互平行或者至少近似平行地取向。在该情况中，两个卷边基底在固定装置的闭合状态中并未相互触碰。然而可替选地可设想并且可能的是，在公差的限制下，将相应的卷边基底之间的该接触部设计为直的，其中同样对于侧壁之间的接触部能够实现显著的压力增大。
[0030]如已经提及的那样，本发明的优选构型设计了，支架部件的侧部分别具有至少一个支架部件卷边，并且夹紧螺栓穿过支架部件卷边中的侧部，并且支架部件卷边优选在夹紧螺栓的两个相互对置的侧上至少局部平面式地靠置在支承部件卷边上。
[0031]通过将夹紧螺栓引导穿过支承部件卷边、转向轴支承单元卷边以及必要时还有支架部件卷边，可以实现极为紧凑的结构方式。夹紧螺栓可以非常接近在转向轴支承单元中可转动地支承的转向轴地布置。这导致均匀的、紧凑的以及稳定的结构方式。此外，通过夹紧螺栓传递的力非常直接地作用到所述卷边(Sicken)上。
[0032]有利地设计的是，螺栓在中间穿过支承部件卷边和转向轴支承单元卷边以及必要时存在的支架部件卷边，这对于在相应卷边的所有侧壁上分布的、对称的力引入是进一步有利的。卷边基底的宽度有利地实施为使得夹紧螺栓可以完全引导穿过卷边基底中的开口。另外，卷边基底可以在所述开口旁边还具有如下区域:其借助所述区域支撑在另外的卷边的卷边基底上。在卷边或者卷边基底中的所述开口或者空隙(其中夹紧螺栓引导穿过它们)应当有利地大于夹紧螺栓的直径，使得夹紧螺栓并非直接靠置在所述开口或者空隙的边缘上。这例如具有的优点是，在车辆碰撞的情况中并不引起夹紧螺栓的旋转运动。此外，减少了在长形孔中的磨损。
[0033]出于完整性原因要指出的是，转向轴支承单元卷边是在转向轴支承单元中的卷边，支承部件卷边相应地是支承部件中的卷边，而支架部件卷边又相应地是支架部件中的卷边。如一般已知的那样，卷边是沟槽状的凹陷或者凹槽。当两个卷边可以通过相似变换、即如下的几何变换而转化为彼此时，这两个卷边在几何上是相似的:其中所述几何变换可以包括缩放和全等变换如平移、旋转、镜像。
[0034]在本发明的意义中可以设想并且可能的是，卷边构建为所谓的内卷边或者外卷边。优选的是，所述卷边构建为所谓的内卷边，因为在该情况中，更简单的结构得到相应稳定的转向柱。在本发明的意义中特别优选的是，将如下卷边理解为内卷边:其底部大致垂直于侧部的平面朝向转向轴的方向凹陷，其中底部基本上与侧部的平面平行走向。通过这种方式，实现了紧凑的结构方式。附加地，也可以传递大的力。在该意义中由此有利的是，支承部件卷边和转向轴支承单元卷边以及只要存在还有支架部件卷边构建为朝着支架部件的侧部之间的区域的方向凹陷的卷边。在有利的和尽可能有效的力传递的意义中，优选的变形方案另外设计了，支承部件卷边在夹紧螺栓的两个相互对置的侧上至少局部平面地、或者可替选地至少局部线型地靠置在转向轴支承单元卷边上。在小游隙的引导装置以及碰撞情况下也可以承受大的力的可能性的意义中，本发明的特别优选的构型设计了，支承部件卷边和/或转向轴支承单元卷边和/或必要时存在的支架部件卷边纵向延伸地构建。通过这种方式，在扭矩负荷的情况下、例如在碰撞情况中实现了特别大的引导长度并且由此实现了理想的力支持。
[0035]本发明的特别优选的构型设计了，支承部件一体式地例如由弯曲的、优选U形弯曲的板条形成。在稳定支承的意义中，支承部件具有至少两个相互离开的固定部位，在这些固定部位上其可以直接或者间接地固定在机动车的车身上。在该意义中，本发明的一个优选的构型设计了，支承部件在至少一个与夹紧螺栓隔离的位置上具有固定的或者形成枢转接头的支承部件固定装置，用于将支承部件固定在车辆的车身上或者支架部件上。支承部件固定装置在此可以被强化地或者加强地实施。在尽可能稳定、小游隙的支承的意义中有利的是，在夹紧螺栓和支承部件固定装置之间的距离至少对应于支承部件长度的一半，优选至少为四分之三。
[0036]如已经提及的那样，本发明的优选变形方案实施为所谓的可调节转向柱。于是可以设计的是，支承部件为了提供转向柱的高度可调节性而可枢转地支承。此外可以设计的是，转向轴支承单元为了提供转向柱的长度可调节性而在转向轴的纵向方向上可推移地支承在支承部件中。根据本发明的转向柱的特别优选的构型是既能高度调节又能长度调节。由此，其具有最后提及的特征的组合。出于完整性原因，要指出的是，根据本发明的转向柱也可以是所谓的固定转向柱，其不具有所述的调节可能性。
[0037]也要考虑的是，关于卷边方面而提及的转向柱的特征不仅可以用于实现能够尽可能小游隙地调节的转向柱。更确切地说，通过夹紧螺栓来穿过所述卷边也可以用于实现针对所述固定的或者可调节的转向柱的能量吸收装置，其方式是所述卷边实施为本身已知的、在碰撞情况中变形的碰撞卷边。通过卷边的构型，可以在碰撞情况中为了减小能量而实现在卷边引导装置上的滑行。在其中所述卷边附加地构建为碰撞卷边的可调节转向柱情况下，卷边的用于在碰撞情况中进行能量转换的相关区域有利地位于转向柱调节的调节路径的端部。
[0038]本发明的优选构型的其他特征和细节借助下面的附图描述来给出。其中:
[0039]图1和图2示出了长度可调节转向柱形式的根据本发明的第一实施例；
[0040]图3和图4示出了根据本发明构建的第二转向柱，其能够高度和长度调节；[0041]图5示出了根据本发明的第二实施例的变形；
[0042]图6示出了图2中的区域A ;
[0043]图7示出了图4中的区域B ;
[0044]图8示出了如何可以将固定区域一体式构建的一个例子；
[0045]图9和图10示出了带有根据图8的固定区域的根据本发明的转向轴支承单元的构造的视图；
[0046]图11示出了固定区域的一个可替选的构型。
[0047]在图1中示出了带有根据本发明的转向轴支承单元I的第一转向柱3。借助支架部件7，可以将其固定在这里未示出的车辆的车身上。图2示出了沿着夹紧螺栓13通过该转向柱3的垂直截面。特别是在图2中可以清楚看到的是，支架部件7具有两个侧部15，转向轴支承单元I保持在其间。在转向轴支承单元I中，转向轴2可围绕其纵轴线35转动地支承。转向轴2的转向轮连接部20设计用于将这里未示出的转向轮固定在转向轴2上。支承部件17位于侧部15和转向轴支承单元I之间。在背离夹紧螺栓13的端部上，支承部件17可以借助支承部件固定装置18在所示的实施例中固定在这里未示出的机动车车身上。如下构型也是可以设想的:其中支承部件固定装置18固定在支架部件7上。在第一实施例中，支承部件固定装置18总是刚性地实施。在附图中，支承部件17的长度设置有附图标记
30。如开头已经阐述的那样，有利的是，支承部件固定装置18尽可能远离夹紧螺栓13。为此，如已经阐述的那样，在夹紧螺栓13和支承部件固定装置18之间的距离应当最少为支承部件17的长度30的一半，优选为至少四分之三。
[0048]根据图1和图2的所示的实施例是长度可调节的转向柱3。调节方向用双箭头31标识。这对应于转向轴2的纵向方向。
[0049]为了一方面允许在纵向方向31中的调节，另一方面在工作期间保证转向轴支承单元I在支架部件7上的足够牢固的固定，如已知的那样，在该转向柱情况下设置有固定装置，其尤其是包括夹紧螺栓13和操纵杆19。当然，固定装置的马达操作也是可能的。在这些情况中，于是可以省去操纵杆19。用于可调节转向柱3的带有夹紧螺栓13的固定装置在现有技术中以多种构型已知。这里示出的实施例仅仅用作多种不同可能的变形方案的说明，如何可以进行固定装置的夹紧和松开。
[0050]在所示的实施例中，凸轮板23抗扭地与操纵杆19连接。该凸轮板23的凸轮与夹持件24的相应的配对凸轮共同作用。夹持件24抗扭地与支架部件7连接。在对置的侧上，夹紧螺栓13与锁紧螺母25固定。在那里也有夹持件24或者轴向轴承，其布置在锁紧螺母25和支架部件7的对应侧部15之间。通过围绕夹紧螺栓13的中央纵轴线32转动操纵杆23，将凸轮板23朝着与其相邻布置的夹持件24转动。根据所涉及的凸轮相对于彼此的状态，于是固定装置处于闭合状态中，其中转向轴支承单元I至少在正常工作中出现的力的情况下固定在支架部件7上。通过相应地转动操纵杆19，于是可以将固定装置置于打开状态中，其中在转向轴支承单元I的纵向方向31中相对于支架部件7的调节是可能的，并且由此转向轮的位置的设置是可能的。这种固定装置本身是已知的并且这里不必进一步阐述。
[0051]如特别是在根据图2的截面图中可以清楚看到的那样，支承部件17以及转向轴支承单元I都分别具有卷边，它们可以借助其支承到彼此中。具体地在第一实施例中设计的是，相应的支承部件卷边21在转向轴支承单元卷边14之一中引导。在所示的根据图1和图2的第一实施例中，附加地，支架部件7在两个侧部15的情况下分别具有支架部件卷边22，其在所示的实施例中分别配合到支承部件卷边21之一中。夹紧螺栓13引导穿过支承部件卷边21和转向轴支承单元卷边14。在所示的实施例中，其附加地还引导穿过支架部件卷边22。可以设想并且可能的是，在仅仅能在其长度中进行调节的转向柱3的情况下也可以省去支架部件卷边22。侧部15于是在夹持和调节的区域中优选平坦地构建(至少在朝向转向轴支承单元取向的表面中)。
[0052]如可以特别清楚地在图2中看到的那样，有利的是，在该实施例中也实现了将所述的卷边实施为所谓的内卷边。当其朝着支架部件7的侧部15之间的区域33中的方向或者朝着固定区域6的、形成所述区域33的内腔的方向凹陷地构建时，情况如此。
[0053]图2中的区域A被放大地再次在图6中示出。在此可以特别清楚地看到的是，卷边14、21和22的每个都分别具有两个侧壁28，其分别借助卷边基底29相互连接。夹紧螺栓13分别穿过所述卷边14、21和22的卷边基底29。对此所需的空隙或者开口的大小有利地选择为使得还存在卷边基底29的侧向边缘。这能够在支承部件卷边21靠置在相应的转向轴支承单元卷边14上时实现更高的刚性，因为通过这种方式，在夹紧螺栓13的中央纵轴线32的方向上可以特别好地传递力。侧壁28以及这里还有分别相邻的卷边14、21和22的卷边基底29平面地靠置在彼此上。它们关于夹紧螺栓13的中央纵轴线32对称地布置，并且在最佳的相互靠置的意义上具有几何上相似的构型。在根据图1和图2的第一实施例中，分别从外部配合到支架部件卷边22中的夹持件24具有对应于卷边凹陷而成型的凸起，其借助所述凸起配合到支架部件卷边22中。通过将夹紧螺栓13直接引导穿过卷边14、21以及这里还有22，夹紧螺栓13的夹紧力直接作用到所述卷边上，由此实现了同样简单并且有效的结构方式以及力传递。
[0054]有利的是，在转向轴支承单元I中的穿通开口 12或者形成穿通开口的长形孔比支承部件17中的孔36的直径宽。有利的是，在支架部件7中的孔37的直径小于支承部件17中的孔36的直径。通过这种方式，可以减小磨损。也可以设想并且可能的是，为了给出更大的调节长度，将孔36构建为长形孔。于是，长形孔的宽度而不是孔36的直径作为上述比较的标准。
[0055]一般地要指出的是，通过根据本发明的构造，非常紧凑的结构方式是可能的，其方式是在夹紧螺栓13和转向轴2之间的距离可以保持为非常小。这优选通过单层壁的实施形式来实现，其中转向轴支承单元I通过唯一的、优选环周的壁来形成，除了譬如可能的安装部件，其会针对另外的功能而还被安装。通过这种方式，在夹紧螺栓13和转向轴2之间没有如下的壁:其具有相应的壁厚度并且要求在转向轴2和夹紧螺栓13之间的增大的最小距离。于是如这里也实现的那样，在该情况中有利地设计了:至少在夹紧螺栓13的一个长度区段中，对于每个设置的调节位置，在夹紧螺栓13的该长度区段和转向轴2之间的空间没有转向轴支承单元和/或其他构件的壁区段。换而言之，在该区域中由此设计了，仅仅空气存在于转向轴2和夹紧螺栓13之间。有利地，夹紧螺栓13的该长度区段包括夹紧螺栓13的位于侧部15或者卷边基底29的内侧之间的整个长度。在此也有利的是，转向轴2和夹紧螺栓3或者其纵轴线并不相交。另外有利的是，转向轴并不以其外环周伸入到在其旁边(优选正交地)引导经过的夹紧螺栓13或者其纵轴线中。[0056]在第一实施例中，转向轴支承单元卷边14分别具有长形孔作为穿通开口 12，夹紧螺栓13引导穿过所述穿通开口。通过这些在转向轴2的纵向方向31中纵向延伸的长形孔，可能的是，将转向轴支承单元I在纵向方向31中相对于支架部件7进行调节。
[0057]支承部件卷边21和支架部件卷边22不必纵向延伸地构建。通过支承部件17在其长度30上的纵向延伸以及在纵向方向31中远离夹紧螺栓13地实现的支承部件固定装置18的布置，实现了转向轴支承单元I的耐扭转性的并且小游隙的支承。通过如在第一实施例中实现的那样也将支承部件卷边21纵向延伸地实施,可以进一步提高该结构的耐扭转性。通过这种方式，明显延长了支承部件卷边21在纵向方向31上进入转向轴支承单元卷边14的配合,这进一步提高了整个结构的耐扭转性。
[0058]现在在讨论根据图3和图4的实施例之前，要指出的是，在所有所示的实施例中，相应的卷边布置两侧地、即在支架部件7的两个侧部15上实现。这在小游隙的刚性的结构的意义中是有利的，然而并非必须如此。也可以设想的是，仅仅在侧部15之一的区域中实现相应的卷边布置。
[0059]在根据图3和图4的实施例中，附加于转向柱3在纵向方向31上的长度可调节性，还设计了该转向柱3或者其转向轴2在高度方向34上的高度可调节性。为此，在该实施例中在支架部件7的两个侧部15中分别布置有垂直走向的长形孔26，夹紧螺栓13可纵向推移地布置在其中。然而，只有当固定装置处于打开状态中时，才可能进行高度和长度调节。在固定装置的闭合状态中，该调节可能性至少在正常工作中出现的力的情况下并未给出。
[0060]为了也能够实现在高度方向34中的高度可调节性，在根据图3和图4的实施例中，支承部件17的支承部件固定装置18具有枢转接头。当进行高度调节时，支承部件17可以围绕支承部件固定装置18的该枢转接头与转向轴支承单元I 一同围绕枢转轴线38枢转。与第一实施例的另一区别在于，在该变形方案中省去了在两个侧部15上的支架部件卷边。在侧部15中两侧地设置了所述长形孔26。在该实施例中，夹持件24相应地也没有突起部(夹持件会借助该突起部配合到卷边中)。尽管如此设计的是，支承部件卷边21在转向轴支承单元卷边14中靠置，并且夹紧螺栓13穿过这些卷边。所有这些情况在图7中再次放大地示出，其中在该附图中示出了图4中的B部分。除了已经提及的区别之外，只要可应用，针对图6的描述内容也适用。
[0061]除了所述的区别之外，根据图3和图4的实施例基本上与第一实施例相同地实施，于是对此额外的说明是多余的。
[0062]一般地要指出的是，转向轴2优选至少两次地在转向轴支承单元I的两个相互间隔地设置的位置上、这里在转向轴支承单元I的环周闭合的区域5中借助这里未明确绘出的、然而本身已知的轴承来可转动地支承。在图5中所示的、根据图3和图4的实施例的改变的实施形式中，在支承部件17的马达侧的端部上设置有转向轴支座27。在其他情况下，根据图5的该实施例对应于根据图3和图4的变形方案。也可以设想并且可能的是，将该附加的转向轴支座27直接固定在这里未示出的车辆车身上，或者集成到这里未示出的、用于转向运动的助力支持装置的传动装置中。尤其是对于这些情况而言可以设想并且可能的是，转向轴仅仅可转动地支承在转向轴支承单元I中的唯一的轴承结构上。
[0063]图10现在单独地、即从其余的转向柱3上脱开地示出了根据本发明的转向轴支承单元1，如其在根据图1至图5的转向柱3的实施例中可以安装的那样，然而其也可以安装在其他根据本发明的变形方案中。根据本发明的变形方案如所述的那样其特征在于，固定区域6和环周闭合的区域5构建为开始独立的并且随后相互优选直接地连接(优选焊接)的构件。图9在一种分解图中示出了在其连接之前的三个构件，图8示出了固定区域6，其在图10中所示的转向轴支承单元I中。
[0064]如已经阐述的那样，本发明的一个基本思想是，将转向轴支承单元的单个构件首先彼此独立地制造，并且随后相互连接。通过这种方式，可以非常简单地实现在转向轴支承单元的不同区域中的不同横截面形状、壁厚等等，并且尽管如此仍然提供特别稳定的并且刚性连接的转向轴支承单元I。如可以在图8中特别清楚地看到的，该实施例的固定区域6一体式地、即作为一个部件地构建。其例如可以涉及在该例子中环周闭合的挤压型材，如其可以成本低廉地大批量制造的那样。可替选地也可能的是，将固定区域或者形成其的构件构建为板变形部件或者构建为铸件，或者构建为例如碳纤维强化的复合材料部件。在所示的实施例中，在该固定区域6的固定接片8中同样布置有转向轴支承单元卷边14.在其相应的卷边基底29中有分别以长形孔的形式构建的穿通开口 12.在图8中还示出了固定区域6的对称平面16以及图8至图10中未示出的转向柱3的转向轴2的纵轴线35.[0065]在图9中所示的用于容纳用于支承转向轴2的轴承的环周闭合区域5在所示的实施例中圆筒套状或者管状地构建。在此，其也可以是简单的管区段，其可以成本非常低廉地实现。然而，其也可以涉及不同地成型出的横截面。形成区域5的构件也可以作为板变形部件或者挤压型材或者铸件来制造，或者作为例如碳纤维强化的复合材料部件来制造。无论如何，通过开始彼此分离地构建区域5和固定区域6，并且接着相互连接，可能的是:成本低廉地实现在转向轴支承单元I的单个区段中极为不同的横截面形状。通过这些单个构件在焊接线4上的相互连接或者焊接，于是成本低廉地制造了整个转向轴支承单元I。如在根据图8至图10的该实施例中也表明的那样，无论如何有利的是，形成固定区域6和区域5的构件在纵向方向上、即在转向轴2的纵轴线35的方向上相继布置或者相互连接。
[0066]如开头已经阐述的那样，在此可以设计的是，固定区域6和区域5分别相互触碰地彼此连接。然而也同样可能的是，在固定区域和相应的区域5之间实现一定的交迭。这例如可以对于设置焊接线或者螺旋连接装置是有利的。
[0067]在所示的实施例中，固定区域6居中地布置在两个区域5之间，所述两个区域5分别用于容纳至少一个用于支承转向轴2的轴承。这并非必须如此，也可以设想的是，在固定区域6上仅仅布置一个相应的环周闭合的用于容纳所述轴承的区域5。转向轴2于是也可以在其他部位上或者从转向轴支承单元I松脱地再次支承，例如在助力装置中或者在支架部件7的相应部分上。
[0068]为了使得在固定区域6和所述至少一个环周闭合的区域5之间的连接变得容易，可以附加地设置成型原件，借助其可以将构件在接合之前朝向彼此对齐地定位。沿着这些成型原件，可以将构件以间隙配合的方式或者略微的压配合的方式预先定位。在随后的方法步骤中，于是将构件相互连接，例如通过焊接、优选激光焊接来进行。在尽可能成本低廉的实施的意义中优选设计的是，如在根据图8至图10的所示实施例中也实现的那样，将转向轴支承单元I处处都单层壁式地构建。
[0069]为了将单个构件5焊接在一起，可以使用传统的焊接方法，如在相应的成型中的轨道摩擦焊接或者激光焊接。带有多个组合构件的构型具有的优点是，构件可以非常适合制造和/或适合接口地构建。特别地，于是可能特别简单的是，在不同的部位上设置不同的壁厚度。这样于是例如用于分别容纳至少一个用于支承转向轴2的轴承的环周闭合的区域可以比固定区域6壁薄地构建。在区域5的内部中的轮廓形状也可以是圆形的并且在外部例如多边形地实施，以便能够实现简单地安装到不同车辆的车身中。
[0070]还要指出的是，固定区域6和/或区域5也可以本身多件式地构造。于是，这些构件也可以是单个的或者分别由半壳构成的组合，其例如可以在对称平面16中结合在一起。正是这种技术良好地适合于制造由复合材料例如碳纤维复合材料构成的转向轴支承单元。
[0071]图11示出了图8的固定区域6的一种替选方案。借助图11又示例性地示出了:同样很可能的是，固定区域6由多个部件、优选由多个挤压型材、板变形部件、铸件和/或作为例如碳纤维强化的复合材料部件来组成，优选焊接在一起。通过这种方式，也可以实现转向轴支承单元I的连续单层壁的构型。在根据图11的变形方案中，固定区域6由两个板变形部件形成。由一个板变形部件通过变形来形成固定接片8以及将其连接的区段。第二板部件通过单独的、带有其V形横截面的板11形成。通过在固定接片8之间在其自由突出的端部10上使用单独的板11，将开口 9在固定接片8之间向上形成边界。这样构建的固定区域6于是例如可以替代图8中所示的固定区域6而安装根据图10的转向柱，其方式是将其与两个环周闭合的区域5连接或者焊接，其中所述环周闭合的区域用于容纳用于支承转向轴的轴承。对于单独的板11的V形横截面，还要指出的是，有利的是，V形横截面的弯曲部位或者尖端在纵向方向31中或者优选在固定区域6的对称平面16中走向。优选的是，转向轴2的纵轴线35也在该对称平面16中走向，其中转向轴2围绕该纵轴线可转动地支承在转向轴支承单元I中。然而可以设想并且可能的是，将连接板以W形构建。形成V型或者W型的面在此也可以弧形地构建。
[0072]当在前面的描述中提到板作为材料时，可以确定的是，构件或者中间成型件例如可以由钢板、铝板、镁板制造，然而也可以由碳纤维复合材料或者其他复合材料来制造。替代板材，也可以将铸件用作预成型部件或者预制部件。也可以设想并且可能的是，使用针对预成型部件的源自不同材料或者不同的制造方法的混`合来给出转向轴支承单元。板材的术语并且尤其是外罩板4的术语在外罩的意义中于是可以相应宽泛地在壁或者外罩的意义中解释，并且在任何情况下都并未局限于金属的或者纯金属的板。
[0073]只要可应用，在各实施形式中示出的所有特征都可以相互自由组合，而并未离开本发明的范围。
[0074]附图标记表
[0075]I转向轴支承单元 21支承部件卷边
[0076]2 转向轴22支架部件卷边
[0077]3 转向柱23凸轮板
[0078]4 焊接线24夹持件
[0079]5 环周闭合的区域30 25锁紧螺母
[0080]6 固定区域26长形孔
[0081]7 支架部件27转向轴支座
[0082]8 固定接片28侧壁
[0083]9 开口29卷边基底[0084]10自由突出的端部30长度
[0085]11单独的板31纵向方向
[0086]12穿通开口32中间纵轴线
[0087]13夹紧螺栓33区域
[0088]14转向轴支承单元卷边34高度方向
[0089]15侧部35纵轴线
[0090]16对称平面36孔
[0091]17支承部件37孔
[0092]18支承部件固定装置38枢转轴线
[0093]19操纵杆
[0094]20转向轮连 接部
【权利要求】
1.一种用于可转动地支承机动车转向柱(3 )的转向轴(2 )的转向轴支承单元(1)，其中所述转向轴支承单元(1)具有至少一个环周闭合的区域(5)用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴(2)的轴承，以及具有至少一个固定区域(6)用于将转向轴支承单元(1)固定在转向柱(3)的支架部件(7)上，其中在固定区域(6)中布置有至少一个穿通开口(12)、尤其是两个穿通开口(12)，用于引导穿过转向柱(3)的夹紧螺栓(13)，其特征在于，所述固定区域(6)和环周闭合的区域(5)构建为首先分离的并且随后相互优选直接连接、优选焊接的构件。
2.根据权利要求1所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，形成所述固定区域(6)和所述环周闭合的区域(5)的构件在转向轴(2)的纵轴线(35)的方向上相继布置。
3.根据权利要求1或2所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述固定区域(6)—体式地、优选由恰好一个挤压型材或者板变形部件构建。
4.根据权利要求1或2所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述固定区域(6)由多个部件、优选由多个挤压型材或者板变形部件组成，优选焊接在一起。
5.根据权利要求1至4之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述转向轴支承单元(1)在固定区域(6)中至少局部环周闭合地构建。
6.根据权利要求1至5之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述转向轴支承单元(1)在固定区域(6)中和/或在用于容纳至少一个轴承的环周闭合的区域(5)中和/或处处都单层壁式地构建。
7.根据权利要求1、2或4至6之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述固定区域(6)具有至少两个相互间隔的固定接片(8)，所述固定接片分别具有自由突出的端部(10)，其中在固定接片中分别布置有穿通开口(12)之一，并且所述自由突出的端部(10)借助单独的连接板(11)来相互连接，其中优选设计的是，所述连接板(11)具有V形的横截面。
8.根据权利要求1至7之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述转向轴支承单元(1)具有至少两个环周闭合的区域(5)用于分别容纳至少一个用于可转动地支承转向轴(2)的轴承，并且固定区域(6)布置在环周闭合的区域(5)之间。
9.根据权利要求8所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，这些环周闭合的区域(5)仅仅通过布置在其间的固定区域(6 )相互连接。
10.根据权利要求1至9之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，在所述转向轴支承单元(1)中布置有至少一个转向轴支承单元卷边(14)，并且所述穿通开口(12)、优选每个穿通开口(12)布置在转向轴支承单元卷边(14)中。
11.一种用于机动车的转向柱(3)，其带有设置用于将转向柱(3)固定在机动车的车身上的支架部件(7)，该支架部件具有至少两个侧部(15)，其特征在于，根据权利要求1至10之一所述的转向轴支承单元(I)以其固定区域(6)布置在所述侧部(15)之间，并且借助固定接片(8 )保持在所述侧部(15 )上。
12.一种用于制造根据权利要求1至10之一所述的转向轴支承单元(1)的方法，其特征在于，所述固定区域(6)和所述环周闭合的区域(5)首先构建为独立的构件，并且随后相互优选直接地连接、优选焊接。
【文档编号】B62D1/16GK103889819SQ201280051165
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2011年10月19日
【发明者】罗尼·施尼策尔 申请人:蒂森克虏伯普利斯坦有限公司