用于机动车辆的转向柱的制作方法

本发明涉及用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括壳单元，转向主轴在该壳单元中安装成能够绕沿纵向方向延伸的纵向轴线旋转，并且该壳单元具有能够在外壳管中沿纵向方向以套叠伸缩的方式进行调节的至少一个内壳，转向柱包括具有至少一个轴承支承件的滚子导引装置，轴承支承件径向地支承在内壳上并且能够在内壳上移动，并且至少一个滚子在轴承支承件中安装成能够绕与纵向轴线横向的滚子轴线旋转，并且滚子可以以其外周抵靠壳管的内侧的方式沿纵向方向滚动，其中，预加载装置与轴承支承件相互作用，以将滚子抵靠壳管进行径向地预加载。

背景技术：

1、为了输入手动转向指令，转向主轴的在行驶方向上位于后方的端部附接有方向盘或一些其他的手动转向手柄，其面向驾驶员并且以能够绕其纵向轴线旋转的方式安装在转向柱的壳单元中。壳单元具有外壳管、例如保持在车身上的外壳或容纳在其中的中间壳。其中安装有转向主轴的内壳被安装、容纳在该外壳管中，使得能够沿由纵向轴线限定的纵向方向以套叠伸缩的方式进行调节。外壳管借助于承载单元保持在车辆车身上。可以通过将内壳相对于外壳管推入或推出而进行纵向调节，以便调整方向盘位置。

2、已知包括作为套叠伸缩元件的壳管和内壳的简单的套叠伸缩布置结构，并且还已知壳管以套叠伸缩的方式容纳在外壳或者一个或更多个其他的壳管中的三重套叠伸缩布置结构或多重套叠伸缩布置结构。

3、为了实现平滑且同时低间隙的调节，已知的做法是在内壳与壳管之间提供线性滚子导引装置，例如，如de 10 2022 201 101b1中所述。该导引装置包括滚子，该滚子以能够相对于内壳绕其与纵向轴线横向的滚子轴线旋转的方式安装，并且可以在壳管的内侧部上沿纵向方向滚动。为了确保无间隙的滚动，滚子以其可以相对于内壳径向向外移动的方式安装在轴承支承件中。轴承支承件被预加载装置径向向外推动，并且因此滚子可以通过径向预加载被保持成与壳管的内侧部进行无间隙的滚动接触。

4、已知的套叠伸缩布置结构允许平滑、无间隙的高刚性调节。然而，由于预加载元件轴向地对准并在其效果方面得到支持，因此可能需要相对较大的轴向总长度。这可能更加难以适应可用安装空间。

5、鉴于上述问题，本发明的目的是实现对适应可用安装空间的改进。

技术实现思路

1、根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的转向柱来实现。有利的改进方案将在从属权利要求中找到。

2、在用于机动车辆的转向柱的情况下，转向柱包括壳单元，转向主轴在该壳单元中安装成能够绕沿纵向方向延伸的纵向轴线旋转，并且该壳单元具有能够在外壳管中沿纵向方向以套叠伸缩的方式进行调节的至少一个内壳，转向柱包括具有至少一个轴承支承件的滚子导引装置，该轴承支承件径向地支承在内壳上并且能够在内壳上移动，并且至少一个滚子在该轴承支承件中安装成能够绕与纵向轴线横向的滚子轴线旋转，并且滚子可以以其外周抵靠壳管的内侧的方式沿纵向方向滚动，其中，预加载装置与轴承支承件相互作用，以将滚子抵靠壳管进行径向地预加载，根据本发明设想的是，预加载装置使轴承支承件上的楔形表面与偏置楔形件上的楔形表面相互作用，这些表面相对于周向方向倾斜，其中，偏置楔形件通过偏置元件相对于轴承支承件沿周向方向被加载。

3、周向方向对应于滚子轴线的轴向方向。楔形表面形成在轴承支承件和/或偏置楔形件上并且布置成使得在从偏置楔形件观察时这些楔形表面在朝向轴承支承件的周向方向上会聚。楔形表面会聚的方向也被称为楔入方向。在偏置楔形件通过偏置元件沿该楔入方向朝向轴承支承件被加载的情况下，支承件由于楔形效应而横向于周向方向被径向向外推动。

4、根据本发明，偏置楔形件可以相对于轴承支承件沿周向方向移动，并且在轴承支承件与内壳之间沿该偏置楔形件的楔入方向被驱动，使得在轴承支承件上经由楔形表面施加横向于楔入方向并相对于纵向轴线径向向外定向的预加载力。因此，由偏置楔形件和轴承支承件形成的楔形布置结构或楔形装置引起由偏置元件沿周向方向施加在偏置楔形件上的偏置力发生偏转，从而作为径向向外定向的预加载力作用在轴承支承件上并使滚子从内侧以滚动接触的方式压靠外壳管。

5、根据本发明的预加载装置的轴向总长度基本上可以由偏置楔形件和轴承支承件在纵向方向上测量到的宽度来确定。由于该尺寸可以相对自由地配置并且可以定尺寸成对应地较小，因此与现有技术相比可以实现有利地更小的安装空间和更短的总长度。

6、另一优点在于，由偏置元件沿周向方向引入到偏置楔形件中的偏置力与由此施加在滚子上的径向预加载力之间的力传递比可以借助于在楔形表面之间封围的楔形角度以结构上简单的方式预先确定。在此，相对小的、即锐角的楔形角度产生较大的力传递比。优选地，楔形角度可以在5°与30°之间的范围内，特别优选地为约15°。

7、优选地进行设置的是，偏置元件具有弹簧元件。弹簧元件形成力产生元件，该力产生元件在偏置楔形件上沿周向方向施加弹性偏置力，该偏置力经由楔形装置对滚子以滚动接触的方式进行弹性加载。因此，可以以结构上简单且功能上永久可靠的方式确保均匀的预加载。

8、有利的是，偏置楔形件在内壳上沿周向方向被导引并且径向向内支承。沿周向方向的导引确保楔形装置在高载荷的作用下、例如在高横向力的作用下的可靠功能。由于偏置楔形件在径向方向上横向于其楔入方向、朝向纵向轴线径向向内地支承在内壳上，因此在偏置楔形件通过偏置元件在轴承支承件与内壳之间沿楔入方向被驱动时，轴承支承件以限定的方式被径向向外按压。沿周向方向的导引以及径向支承可以借助于其中偏置楔形件可以沿着周向方向滑动的滑动导引件、例如凹槽导引件以结构上简单的方式实现。

9、优选地，偏置元件可以沿周向方向布置在内壳的抵接部与偏置楔形件之间。作为力产生元件，偏置元件在偏置楔形件上沿周向方向施加偏置力。偏置元件可以具有压缩弹簧、例如螺旋弹簧、膜片弹簧组等。抵接部和偏置楔形件在周向方向上彼此相对，其中，偏置元件优选地在预加载的作用下插入抵接部与偏置楔形件之间。例如，压缩弹簧可以被插入并压缩到弹性恢复力对应于所需的偏置力的程度。在这种情况下，抵接部可以以结构上简单的方式形成在内壳中，例如呈径向表面的形式，该径向表面也可以形成在凹部中。

10、优选地，可以设置的是，两个偏置楔形件在周向方向上彼此相对并且与轴承支承件的各自对应的楔形表面相互作用。这两个偏置楔形件以其相反的楔入方向在周向方向上指向彼此。楔形布置结构可以优选地相对于偏置楔形件之间的径向平面镜像对称地形成，该径向平面垂直于周向方向，并且纵向轴线位于该径向平面中。轴承支承件上的对应的楔形表面彼此成钝角，该钝角的梢部朝向纵向轴线向内指向。对称布置对于产生均匀的径向预加载力是有利的。

11、在上述实施方式中，可能有利的是，在沿周向方向的预载荷的作用下，两个偏置楔形件中的每个偏置楔形件经由偏置元件、例如诸如压缩弹簧等的弹簧元件抵靠内壳上的抵接部进行支承。因此，由两个偏置楔形件和轴承支承件形成的楔形装置可以在周向方向上以准浮动的方式弹性地保持在两个偏置元件之间。因此，滚子导引装置可以弹性地吸收外力、例如由于载荷反转等而产生的外力并且不会发生倾斜。

12、可以设置的是，轴承支承件在内壳的导引表面上被导引。例如，轴承支承件可以利用导引装置的至少一个径向定向的运动分量而沿着导引表面滑动。因此，当偏置楔形件在内壳与轴承支承件之间沿周向方向被驱动时，轴承支承件相对于内壳沿着径向导引路径的限定运动被预先确定。在这种情况下，轴承支承件可以在滑动导引件中被导引成使得例如预加载力沿着由该滑动导引件限定的方向被引入到滚子中。

13、优选地，可以设置的是，轴承支承件布置在内壳的孔口中。该孔口可以被设计为通向外侧的开口或者位于内壳的外侧部中的凹部。孔口可以具有导引表面，轴承支承件在该导引表面上沿径向方向被导引。此外，孔口可以具有用于在周向方向上支承偏置元件和/或偏置楔形件并且/或者用于径向支承偏置楔形件的抵接部。孔口或凹部优选地沿周向方向延伸了小于90°的角部段。

14、优选地，可以设置的是，滚子布置在垂直于纵向轴线的预加载平面中，在该预加载平面中以分布在圆周上的方式布置有至少两个固定的支承滚子。因此，在预加载平面中，根据本发明被预加载的滚子以及各自安装在径向固定的轴承中的至少两个支承滚子以分布在圆周上的方式安装在内壳上。引入到预加载滚子中的预加载力同样将支承滚子从内侧压靠外壳管。作为优选选项，在周向方向上间隔开的正好两个支承滚子可以布置在相对于纵向轴线与预加载滚子相对的周向区域中。由此，在预加载平面中实现三滚子轴承，该三滚子轴承在高刚度和功能可靠性方面是有利的。

15、作为优选选项，可以实现滚子和支承滚子相对于滚子之间的径向平面的镜像对称布置。

16、滚子可以以可旋转的方式安装在位于轴承支承件中的滑动轴承中。在这种情况下，滚子可以以可旋转的方式安装在轴承支承件中所容纳的轴、例如轴承销上。滑动轴承的优点在于，其具有较高的刚度和固有频率。

17、替代性地，滚子可以以可旋转的方式安装在位于轴承支承件中的滚动轴承中。在这种情况下，滚子可以经由旋转滚动元件例如针环以可旋转的方式安装在轴承支承件中所容纳的轴、例如轴承销等上。这种滚动轴承具有轴承摩擦力小的优点，从而有益于容易地调节。

18、内壳可以具有多边形外横截面。在这种情况下，内壳可以被设计为具有至少一个多边形外轮廓的多边形横截面轮廓，例如被设计为四边形轮廓、六边形轮廓、八边形轮廓、十边形轮廓或十二边形轮廓。其中以套叠伸缩的方式容纳有内壳的外壳管的通道横截面对应于内壳的多边形外轮廓。滚子可以在位于多边形轮廓的优选地平坦的侧面上的边缘之间滚动，相比于圆形横截面的情况，滚子与壳管之间的滚动接触部更宽，这在高刚度和低表面压力方面是有利的。另一优点是内壳以明确限定、防止旋转的方式布置在壳管中。

19、还可以设置的是，壳管以套叠伸缩的方式容纳在外壳中。以这种方式，可以提供具有至少三个套叠伸缩元件即内壳、壳管和外壳的多重套叠伸缩布置结构。在必要时，可以在其间插入附加的壳管。多重套叠伸缩布置结构允许转向柱的最大缩短调节状态与最大伸出调节状态之间的比率更大。