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的转向柱（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）具有外罩板（4），所述外罩板具有至少一个环周闭合的区域（5）用于容纳至少一个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，其中外罩板（4）在其固定区域（6）中具有由至少两个相互对置的、分别自由突出的固定接片（8）形成边界的开口（9），其中所述固定接片（8）是外罩板（4）的一部分。
【专利说明】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外罩板，其具有至少一个环周闭合的区域用于容纳至少一个轴承以可转动地支承转向轴，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。
[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，以及用于制造转向轴支承单元的不同方法。
[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来实现。
[0006]由此设计的是，外罩板在其固定区域中具有由至少两个相互对置的、分别自由突出的固定接片(Befestigungsstegen)形成边界的开口，其中所述固定接片是外罩板的一部分。
[0007]在该情况中有利的是，固定接片超出与其相邻的外罩板区域而优选向外伸出。
[0008]这种转向轴支承单元可以用不同的方式和方法来成本非常低廉地制造。尽管如此，仍然容易地满足对于转向轴支承单元的刚性的一般提出的要求。
[0009]根据本发明的转向轴支承单元的特别优选的构型设计了，外罩板由一体式的板成型。换而言之，在该变形方案中的外罩板由唯一的板成型。在此，一体式意味着，板作为一个部件来制造，而并非由不同的部分板组成或者焊接在一起。为了制造这种转向轴支承单元，一种优选的方法设计了，外罩板由一个或者恰好一个唯一的一体式板通过变形、优选通过弯曲来成型出。在此特别优选地设计的是，在该变形(优选弯曲)之后，一体式的板的相互对置的端侧为了构建环周闭合的区域而相互连接，优选焊接或者冲制。
[0010]根据本发明的转向轴支承单元的一种可替选的制造方法设计了，外罩板由环周闭合的管体制造，其中管体的壁在固定区域中被切开，并且自由突出的固定接片以及由固定接片形成边界的开口通过壁的如下区域的变形(优选弯曲)来构建:该区域通过所述切开而形成边界。
[0011]替代一体式地实施外罩板，也可以设计的是，外罩板由多个板部件组成，优选焊接在一起。于是，也可以使用一种用于制造根据本发明的转向轴支承单元的方法，其中外罩板由多个预成型的板部件或者板变型部件组成，优选焊接在一起。无论是一体式地构建还是由不同的板部件组成，该外罩板都有利地由金属构成，优选由钢构成。
[0012]本发明的优选构型设计了，外罩板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。可以特别有利地制造的变形方案在此设计了，其涉及恰好两个环周闭合的区域用于分别容纳至少一个轴承。外罩板的环周闭合的区域可以管状地构建。然而也可以设计的是，外罩板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。
[0013]出于完整性原因要指出的是，可以特别简单地制造的根据本发明的转向轴支承单元设计了，外罩板在其固定区域中具有由恰好两个相互对置的、分别自由突出的固定接片形成边界的开口，其中这些固定接片又是外罩板的部分。为了附加地增强固定接片，可以设计的是，固定接片优选在其自由突出的端部上借助单独的连接板相互连接。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。单独的连接板在固定接片上、尤其是在其自由突出的端部上的固定优选以持久连接的形式来进行。持久连接原则上理解为所有如下类型的连接:其中并未设计仅仅暂时地或者可松开地构建该连接。在当前情况中，连接板应当持久地、即在使用转向轴支承单元的整个时间上相应地固定在固定接片上或者其自由突出的端部上。持久连接的例子除了已经提及的焊接之外还有翻边、冲制等等。持久的夹入也是可能的。换而言之，在该持久连接的情况下也可以称之永久连接。连接板至少部分地传递施加到固定装置的两个支承部件卷边(LagerteiIsicken)上的压力。
[0014]外罩板的自由突出的固定接片可以分别具有至少一个穿通开口，用于引导穿过转向柱的本身已知的夹紧螺栓。为了提高固定接片的区域中的刚性，可以设计的是，固定接片的至少之一、优选两个固定接片具有至少一个转向轴支承单元卷边。在该情况中，本发明的特别优选的构型设计了，用于穿过夹紧螺栓的穿通开口优选分别地布置在转向轴支承单元卷边中。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，其中分别布置有一个穿通开口。优选的是，穿通开口是长形孔。此外有利的是，穿通开口分别布置在转向轴支承单元卷边的卷边底部上。特别有利的是，穿通开口大致对称地在形成卷边底部边界的、大致平行走向的侧壁或者边缘之间布置在卷边底部中。
[0015]转向轴支承单元卷边有利地涉及所谓的内卷边。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。
[0016]在本发明的优选构型中设计了，转向轴支承单元、优选外罩板至少分区域地、优选全部地单层壁式地实施。这尤其是适用于固定区域，然而优选地也适用于环周闭合的区域，该区域用于容纳至少一个用于可转动地支承转向轴的轴承。
[0017]有利的是，外罩板或者由其形成外罩板的板部件是金属板。优选的是，其由钢、铝、镁或者包含这些金属的合金构成。
[0018]对于该情况要指出的是，用于将夹紧螺栓引导穿过所述固定接片的所述穿通开口以及在外罩板的固定区域中的开口(该开口由至少两个相互对置的、分别自由突出的固定接片形成边界)是彼此不同的空隙或者开口。在一个特别优选的情况中，转向轴支承单元包括恰好两个转向轴支承单元卷边，其分别布置在自由端部附近的自由突出的固定区域中。
[0019]除了转向轴支承单元本身，本发明还涉及用于机动车的转向柱，其带有为了将转向柱固定在机动车的车身上而设置的支架部件，其具有至少两个侧部，其中根据本发明的转向轴支承单元以其固定区域布置在所述侧部之间，并且借助固定接片保持在侧部上。[0020]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。
[0021]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。在优选的构型中，在支架部件的侧部和转向轴支承单元之间布置有支承部件。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。
[0022]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。
[0023]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，同样实现了高的刚性。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。
[0024]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。
[0025]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的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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031 ] 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相应于支承部件长度的一半，优选至少为四分之三。
[0032]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。
[0033]也要考虑的是，关于卷边方面而提及的转向柱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。
[0034]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:
[0035]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；
[0036]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；
[0037]图5示出了根据本发明的第二实施例的变形；
[0038]图6示出了根据本发明构建的第一转向轴支承单元，如其在根据图1至图5的转向柱中可以使用的那样；
[0039]图7至图9示出了根据图6的转向轴支承单元的不同截面图；
[0040]图10示出了图2中的区域A ;
[0041]图11示出了图4中的区域B ;
[0042]图12示出了在固定区域中的外罩板可以如何由两个板变形部件组成的例子；
[0043]图13示出了外罩板的固定区域的一个可替选的构型；
[0044]图14和图15示出了根据本发明构建的第二转向轴支承单元的视图，如其在使用根据图13的固定区域6情况下在根据图1至图5的转向柱中可以使用的那样。
[0045]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。
[0046]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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。可以想到并且可能的是，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)。
[0050]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。
[0051]图2中的区域A被放大地再次在图10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。
[0052]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。
[0053]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。也可以想到并且可能的是，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。
[0054]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。
[0055]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。
[0056]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的极耐扭转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。
[0057]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。
[0058]在图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。[0059]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11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10的描述内容也适用。
[0060]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。
[0061]一般地要指出的是，转向轴2通常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、这里在外罩板4的环周闭合的区域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，附加地还在支承部件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。
[0062]在图6中现在示出了根据本发明地构建的、由外罩板4构成的转向轴支承单元I的一个例子，如其在根据图1至图5的转向柱3的实施变形方案中那样，然而也可以使用在其他根据本发明的实施形式中。在图6中所示的变形方案中，外罩板4由一件式的板成型，并且单层壁式地构建。外罩板4的两个在纵向方向上看的端部构建为环周闭合的区域5，用于容纳至少各一个轴承，所述轴承用于可转动地支承转向轴2。可替选地也可以设想并且可能的是，仅仅设计一个环周闭合的区域5，用于容纳转向轴2的至少一个轴承结构。例如当转向轴的第二轴承结构直接在车辆车身上给出或者在另一装置中、例如在用于伺服转向装置的助力装置中给出时，可以使用这种转向轴支承单元。固定区域6位于其间，其中存在由两个相互对置的、分别自由突出的固定接片8形成边界的开口 9。一般而言有利的是，在环周方向上看，开口 9在外罩板4的外环周的至少10%、优选至少20%上在固定区域6中延伸。固定接片8这里是外罩板4的一体式的部分。为了加强固定接片8，如在图6中也实现的那样，可以设置单独的连接板11用于连接固定接片8。有利的是，连接板11将固定接片在其自由突出的端部10上连接。如可以特别清楚地在图2和图4中看到的那样，该连接板11有利地具有V形横截面。V形横截面的弯曲部位有利地在纵向方向31中走向。V形横截面的弯曲部位(=V形的尖端)有利地在固定区域6的对称平面38中走向。优选转向轴2的纵轴线35优选也在该对称平面38中走向，其中所述转向轴2可绕着该纵轴线转动地支承在转向轴支承单元I中。然而也可以设想并且可能的是，连接板以W形构建。形成所述V或者W的面在此也可以弧形地构建。
[0063]在图6中示出的外罩板4可以借助开头已经阐述的方法来制造。例如可能的是，将被冲压或者铸造的一体式板部件首先U形弯曲。在弯曲之前进行的该板部件的锯割中，形成仅仅非常小的边角料(如果有的话)。之后的环周闭合的区域5在U形弯曲之后被进一步变形或者卷起，直到它们以其端侧16靠在彼此上，并且由此提供了环周闭合的、优选管形的轴颈。端侧16于是可以在环周闭合的区域5中在焊接线39上相互焊接，或者在相应的位置上相互冲制。可能的是，会在这些区域5中进行轴颈的事后定标。图7示出了在端侧的端部16弯曲被弯曲到彼此靠置的状态中之前在所述区域5之一中外罩板4的截面。图8示出了在最终构型中的该区域5，其中其环周闭合地并且在此管状地构建。出于完整性原因要指出的是，外罩板4在环周闭合的区域5中也不必一定管状地或者具有圆环形横截面地构建。多边形或者其他几何形状也是可能的。
[0064]图9示出了在固定区域6中外罩板的截面。在此，成型出带有其自由突出的端部10的固定接片8。在所示的实施例中，两个固定接片8分别具有转向轴支承单元卷边14。分别自由突出的固定接片8形成开口 9的边界。为了加强固定区域6，连接板11可以使用在固定接片8之间并且在那里例如被焊接。特别优选的是，将连接板11安装在固定接片8的自由突出的端部10上。当不存在卷边时，单独使用的连接板11可以非常接近夹紧螺栓13地安装，甚至直接在开口 9上相切。这借助在固定区域6中的比较小的弹性形变保证了高的夹持力传递。
[0065]可替选地，如已经阐述的那样，为了制造转向轴支承单元I也可以设计的是，外罩板4由环周闭合的管状体制造，其方式是，管状体的壁在固定区域6中被切开，并且自由突出的固定接片8以及由固定接片形成边界的开口 9通过变形、优选弯曲由通过切开而形成边界的壁区域来构建。这也可以借助图7至图9来阐述。不同于上面的描述，首先从环周闭合的管出发。在区域5中(其中要安装用于支承转向轴2的轴承)，该管于是可能根本不必再被进一步加工。为了形成固定区域6，初始环周闭合的、在图8中示出的管或者其壁被切开。这种切割例如可以在如下部位上进行:在该部位上在图8中绘出了焊接线39。接着，如在图7中所示，固定接片8通过将由切割而形成边界的壁区域变形、尤其是弯曲来制造。同时或者接着，可以通过相应的变形工艺或者加工工艺来引入还在图9中示出的转向轴支承单元卷边14和穿通开口 12。
[0066]如开头已经阐述的那样，替代外罩板4的一体式成型也可以设计的是，外罩板4由多个板部件、尤其是挤压型材或者板成型部件组成(优选焊接在一起)。多个板部件构成的外罩板的组成示例性地在图12中示出。在此，示出了在其他情况下与图9类似的、固定区域6的截面。然而，这里首先存在两个相互分离的板成型部件，它们在相应的端面40上例如通过焊接相互连接。
[0067]在图12中由此示出了转向轴支承单元的另一制造技术。相应地也可以设想并且可能的是，整个转向轴支承单元由两个半壳制造，其中所述半壳在以后的固定区域6上以及在区域5上延伸。在第一步骤中，为此将两个板部件成型，它们直接在连接到一起之后形成整个转向轴支承单元，如其在图6中所示的那样。为此，半壳优选沿着对称平面38相互连接。单独的连接板11相应地事后插入，以便形成根据本发明的转向轴支承单元I。正是这种技术良好地适合于给出由复合材料(例如预制板构成的碳纤维复合材料)构成的转向轴支承单元。
[0068]在焊接到一起时，可以使用传统的焊接方法如轨道摩擦焊接(Orbitalreibschweissen)或者尤其是也可以使用激光焊接。板部件的相应的引导轮廓成型可以按照现有技术来制造。带有多个组合的板部件的构型具有的优点是，构件可以更适合制造或者更适合接口地构建。特别地，于是可能特别简单的是，在不同的位置上设置不同的壁厚度。这样于是例如用于支承转向轴的环周闭合的区域5可以比固定区域6壁更薄地构建。在区域5中的轮廓形状也可以在内部是圆形的，而在外部是多边形的，以便能够实现简单地安装到不同车辆的车身中。
[0069]借助图13至图15还示例性地示出了本发明的另一构型，其中外罩板由多个板部件组成，优选焊接在一起。在示例性地借助图13至图15示出的根据本发明的实施变形方案中设计了，固定区域6和环周闭合的区域5构建为开始分离并且随后相互(优选直接地)连接的、优选焊接的构件。换而言之，在该变形方案中设计了，固定区域6作为单独的构件来制造，其与至少一个区域5接合用于容纳至少一个可转动地支承转向轴2的轴承，以便这样构建转向轴支承单元I。在这些变形方案中可以设计的是，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。然而同样可能的是，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。在该实施例中，由其形成的转向轴支承单元I或者其外罩板4也到处都单层壁式构建。在优选的变形方案中从未出现双层或者多层壁。图13示出了固定区域6。其在所示的实施例中由两个板部件形成。由一个板部件通过变形而形成固定接片8以及外罩板4的将其连接的区段。第二板部件通过带有其V形横截面的单独的连接板11形成，如已经在前面的实施例中所描述的那样。通过在固定接片8之间在其自由突出的端部10上使用单独的连接板11，将开口 9向上形成边界。于是在所示的实施例中，这样构建的固定区域6可以与两个环周闭合的区域5连接用于容纳用于支承转向轴2的轴承。图14示出了在将区域5与固定区域6连接或者接合之前的状态。图15示出了最终产品，其中区域5在此借助焊接线39固定在预制的固定区域6上。由此，这里也设计的是，外罩板4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。这样构建的转向轴支承单元I同样可以使用在转向柱3中，如其在图1至图5中所示的那样，或者也可以使用在其他根据本发明的转向柱3的实施例中。
[0070]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上解释，并且在任何情况下都并未局限于金属的或者纯金属的板。
[0071]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。
[0072]附图标记表
[0073]I转向轴支承单元21支承部件卷边
[0074]2转向轴22支架部件卷边
[0075]3转向柱23凸轮板
[0076]4外罩板24夹持件
[0077]5环周闭合的区域 25锁紧螺母
[0078]6固定区域26长形孔
[0079]7支架部件27转向轴支座
[0080]8固定接片28侧壁[0081]9开口29卷边基底
[0082]10自由突出的端部30长度
[0083]11连接板31纵向方向
[0084]12穿通开口32中间纵轴线
[0085]13夹紧螺栓33区域
[0086]14转向轴支承单元卷边34高度方向
[0087]15侧部35纵轴线
[0088]16端侧36 孔
[0089]17支承部件37孔
[0090]18支承部件固定装置 38对称平面
[0091]19操纵杆39焊接线
[0092]20转向轮连接部 40 端面
【权利要求】
1.一种用于可转动地支承机动车的转向柱(3 )的转向轴(2 )的转向轴支承单元(I)，其中所述转向轴支承单元(I)具有外罩板(4)，所述外罩板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)用于将所述转向轴支承单元(I)固定在转向柱(3)的支架部件(7)上，其特征在于，所述外罩板(4)在其固定区域(6)中具有由至少两个相互对置的、分别自由突出的固定接片(8)形成边界的开口(9)，其中所述固定接片(8)是所述外罩板(4)的一部分。
2.根据权利要求1所述的转向轴支承单元(I)，其特征在于，这些固定接片(8)优选在其自由突出的端部(10)上借助单独的连接板(11)相互连接。
3.根据权利要求2所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述连接板(11)具有V形的横截面。
4.根据权利要求1至3之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述外罩板(4)由一体式的板成型。
5.根据权利要求1至3之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述外罩板(4)由多个板部件组成，优选焊接在一起。
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，所述外罩板(4)具有至少两个环周闭合的区域(5)用于分别容纳至少一个可转动地支承转向轴(2)的轴承，并且固定区域(6)布置在所述环周闭合的区域(5)之间。
7.根据权利要求1至6之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述外罩板(4)的自由突出的固定接片(8)分别具有至少一个穿通开口(12)，用于引导穿过转向柱(3)的夹紧螺栓(13)。
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，所述固定接片(8)的至少之一、优选两个固定接片(8)具有至少一个转向轴支承单元卷边(14)。
9.根据权利要求7和8所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，用于穿过夹紧螺栓(13)的穿通开口(12)布置在转向轴支承单元卷边(14)中。
10.一种用于机动车的转向柱(3)，该转向柱带有为了将转向柱(3)固定在机动车的车身上而设置的支架部件(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I至9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 )保持在侧部(15 )上。
11.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的转向轴支承单元(I)的方法，其特征在于，所述外罩板(4 )由一体式板通过变形、优选通过弯曲来成型。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述变形、优选弯曲之后，一体式的板的相互对置的端侧(16)为了构建环周闭合的区域(5)而相互连接、优选焊接或者冲制。
13.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的转向轴支承单元(I)的方法，其特征在于，所述外罩板(4)由多个预成型的板部件组成，优选焊接在一起。
14.一种用于制造根据权利要求1至9之一所述的转向轴支承单元(I)的方法，其特征在于，所述外罩板(4)由环周闭合的管体制造，其方式是，所述管体的壁在固定区域(8)中被切开，并且自由突出的固定接片(8)以及由固定接片(8)形成边界的开口(9)通过壁的如下区域的变形、优选弯曲来构建:该区域通过所述切开而形成边界。
【文档编号】B62D1/16GK103889818SQ201280051135
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月12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