专利名称：转向轴部件、转向轴及制造方法
技术领域：
本发明一般地涉及车辆转向系统的技术领域，特别是转向轴领域。更具体地，本发明涉及转向轴部件、转向轴及其制造方法。在本文中，用于在转向盘和转向齿轮之间进行转向动力传递的所有部件都被理解成是“转向轴”。例如，术语“转向轴”尤其包括常常被称作 “转向管柱”或“转向柱轴”的那些部件。
背景技术：
现今，在车辆结构中通常采用液压的或电动的动力辅助转向系统(“伺服转向系统”)。在这类转向系统中，车辆操作者的转向力和/或转向动作被感测并且转换为液压阀的致动动作或转换为电信号。DE 10 2007 047 827 Al示出了一种具有被构造为扭杆的扭力元件的转矩传感单元。这种设计以许多不同的形式被公知。然而，通常，具有扭杆的转向组件在制造和组装方面需要花费大的力气。扭杆是必须被引入到转向柱轴中的单独部件。在实际中，这导致较高比例的废品，其中如果不能具有期望的特性曲线，则整个组件在所有情况下都必须废弃。DE 101 20 580 Al示出了一种用于测量转轴、如机动车辆的传动或万向轴的转矩的传感器。该传感器测量轴的扭转(扭力)并将其转换为电信号。尽管所公开的专利申请提到了所述传感器在机动车辆的转向轴上的可能应用，但是这看上去是几乎不可行的，因为通常尺寸的转向轴在通常的转向力下仅微小地扭曲。这样，难以实现或至少需要大的力气才能实现足够精确的测量。
发明内容
本发明的目的是提出一种特别经济有效的转向轴部件的设计。特别地，根据本发明的转向轴部件应当适合用于转向力的测量或适合用于伺服转向系统的转向。本发明由独立权利要求来限定。从属权利要求涉及本发明的实施例的可选特征。根据本发明的第一方面，转向轴部件包括第一和第二转向轴部段以及在所述第一和第二转向轴部段之间延伸的至少一个第一弯曲部，其中所述第一弯曲部与所述转向轴部段中的至少一者形成为一体但与该转向轴部段具有不同的截面。该实施例在制造和组装方面特别经济有效，因为其减少了所需部件的数量。根据本发明的第二方面，转向轴部件包括具有共同的纵向轴线的第一和第二转向轴部段以及彼此分离的至少两个弯曲部，其中每个所述弯曲部基本上沿轴向在所述第一和第二转向轴部段之间延伸并且配置成与所述共同的纵向轴线隔开。根据本发明的第三方面，转向轴部件包括第一和第二转向轴部段以及至少一个第一弯曲部，其中所述第一弯曲部基本上沿所述转向轴部件的纵向在所述第一和第二转向轴部段之间延伸，并且在所述第一转向轴部段相对于所述第二转向轴部段转动时比经受扭转更多地经受弯曲。根据本发明的第四方面，转向轴部件包括管状的第一转向轴部段和管状的第二转向轴部段，其中所述第一和第二转向轴部段彼此形成为一体并且具有限定出所述转向轴部件的至少一个弯曲部的至少一个缺口。根据本发明该方面的转向轴部件能特别经济有效地制造。此外，与具有扭转测量区域的传统转向轴相比，这种转向轴部件由于它们的一体化设计在安装到机动车辆中时需要更少的轴承。根据本发明，设置有用于限制所述两个转向轴部段相对于彼此的最大转动角度的机械止挡。在一些实施例中，刚才提到的特征以不同的方式彼此组合，如在从属权利要求中所限定的那样。在一些实施例中，各个弯曲部分别与所述转向轴部段中的至少一者形成为一体， 或者与所述两个弯曲轴部段形成为一体。由此所需部件的数量减少。在一些实施例中，可设置两个、三个、四个、五个或更多个弯曲部。这些弯曲部可相应数量的缺口来限定，所述缺口本身可构造为U形或H形。在一些实施例中，用于限制所述两个转向轴部段相对于彼此的最大转动角度的止挡由所述转向轴部段之一的至少一个止挡区域形成，该止挡区域构造成在达到最大容许转动角度时与至少一个弯曲部或另一个转向轴部段的至少一部分接触。在不同的实施例中， 所述止挡区域可为在侧向上基本刚性的或可屈服(变形，弯曲，yielding)的，其中在侧向上可屈服的止挡区域用于缓冲侧向止挡碰撞。在一些实施例中，设置有防止所述转向轴部段在轴向上被拉开的拉出保护装置。在一些实施例中，所述转向轴部件包括对所述第一转向轴部段相对于所述第二转向轴部段的转动作出反应的影响装置。该影响装置可例如为传感器或阀。在一些实施例中，设置有至少另一个部件，该部件包括进入到所述弯曲部和相邻的止挡区域之间的缺口之一中的至少一个幅片(web)。该另一个部件可例如构造为环或夹子。根据本发明的转向轴包括转向轴部件及可选地其它部件。在根据本发明的方法中，通过在扁平金属工件中冲裁出至少一个缺口、将经冲裁的工件弄成圆形以形成管子并将所述管子焊接在一起，来制造转向轴部件。
从几个示例性实施例的示意性附图可清楚看到本发明的其它特征、优点和目的。 在图中图IA和图IB分别示出根据本发明的第一示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图IC示出第一示例性实施例中的转向轴部件的侧视图，图ID示出沿图IC中的线D-D截取的放大剖视图，图2A示出根据本发明的第二示例性实施例的转向轴部件的分解视图，图2B示出图2A的转向轴部件的透视图，图3A示出根据本发明的第三示例性实施例的转向轴部件的分解视图，图:3B示出沿图3A中的线B-B截取的放大剖视图，图4示出根据本发明的第四示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，
图5示出根据本发明的第五示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图6A和图6B分别示出根据本发明的第六示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图7示出根据本发明的第七示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图8示出根据本发明的第八示例性实施例的转向轴部件的管状部段的侧视图，图9A示出根据本发明的第九示例性实施例的转向轴部件的管状部段的分解视图，图9B示出图9A的转向轴部件的所述部段的透视图，图IOA示出根据本发明的第十示例性实施例的转向轴部件的分解视图，图IOB示出图IOA的转向轴部件的透视图，图IlA示出根据本发明的第十一示例性实施例的转向轴部件的管状部段的侧视图，图IlB示出图IlA的转向轴部件的所述部段的透视图，图IlC示出沿图IlA中的线C-C截取的放大剖视图，图IlD示出图1IA-IIC的转向轴部件中的环的放大侧视图，图IlE示出图IlD的环的放大透视图，图12A示出根据本发明的第十二示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图12B示出图12A的转向轴部件的所述部段的放大侧视图，图12C示出图12A和12B的转向轴部件中的环的放大透视图，图13A示出根据本发明的第十三示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图13B示出图13A的转向轴部件的所述部段中的夹子的放大视图，图14A示出根据本发明的第十四示例性实施例的转向轴部件的管状部段的透视图，图14B示出图14A的转向轴部件的所述部段中的夹子的放大视图，以及图15示出根据本发明的第十五示例性实施例的转向轴部件的、插入有与图14B类似的夹子的管状部段的透视图。
具体实施例方式图1A-1D所示的示例性实施例的特征在于特别低的制造成本。转向轴部件10被构造为具有第一转向轴部段12和第二转向轴部段14的一体管。所述两个转向轴部段12、 14在轴向上串列配置并且具有共同的纵向轴线A。不用说，转向轴部件10能延伸超出图中所示的区域并且还可包括——一体形成的或附接的——元件。特别地，在一些实施例中转向轴部件10可以是用于安装在机动车辆中的转向管柱，而在其它实施例中，转向轴部件10只形成转向轴的较短的部段一例如，具有配置在转向齿轮上的小齿轮的转向柱轴。在所述两个转向轴部段12、14之间，本示例性实施例中的转向轴部件10包括三个 H形缺口 16A、16B、16C，它们在下文中统称为16x。如图IA作为示例所示，缺口 16A包括第一轴向(沿纵向轴线A的方向)延伸切口 18A，沿周向延伸的切口 20A的一端大致在中央引入切口 18A中。在其另一端，切口 20A又大致在中央引入第二轴向延伸切口 22A中。由三个切口 18A、20A和22A形成的缺口 16A限定出第一转向轴部段12的刚性止挡区域24A和第二转向轴部段14的刚性止挡区域2&L·相应地，缺口 16B和16C分别形成有一个第一轴向切口 18B、18C，一个沿周向延伸的切口 20B、20C，以及一个轴向切口 22B、22C。由这些缺口 16B、16C限定出第一转向轴部段 12的第一刚性止挡区域MB、24C和第二转向轴部段14的第二刚性止挡区域^BJ6C。每两个相邻的缺口 16x同时限定出弯曲部——在下文中统称为^x。 更具体地，第一弯曲部28A在侧向由第一缺口 16A的第二轴向切口 22A和第二缺口 16B的第一轴向切口 18B限定。相应地，第二缺口 16B的第二轴向切口 22B和第三缺口 16C的第一轴向切口 18C限定出第二弯曲部^B。最后，第三弯曲部^C由第三缺口 16C的第二轴向切口 22C和第一缺口 16A的第一轴向切口 18A限定。各个弯曲部28x与共同的纵向轴线A大致平行但从其侧向(沿径向)偏移地在第一转向轴部段12和第二转向轴部段14之间延伸。所述两个转向轴部段12、14通过弯曲部 28x相互连接，但另外又由切口 20x彼此分开。弯曲部28x朝外侧和内侧分别与管状的转向轴部段12、14的外壁和内壁齐平地终止，从而弯曲部^X的深度与转向轴部段12、14的壁厚相匹配。该深度可例如为至少2mm 或至少3mm或至少5mm。弯曲部^x的面向周向的侧表面沿源自纵向轴线A的径向放射线稍微倾斜地延伸。这样，每个弯曲部28x都具有圆弧的扇段的形状。在示例性实施例中，弯曲部28x可具有至少2cm或至少3cm或大约4-5cm的长度 (沿纵向轴线A的方向)。在周向上，弯曲部28x较窄；在它们的面朝外的侧面，例如，它们可具有至多8mm或至多3mm或大约0. 5_3mm的宽度。假定典型的转向轴直径，这对于各个弯曲部28x来说对应于至多30°或至多15°或大约2° -15°的角度范围。切口 20x在转向轴部件10的其余的圆周上延伸，即例如在大于270°或大于310°或大约310° -355° 的角度范围上延伸。在本发明的许多实施例中，弯曲部^x构造成比宽度长得多；例如，弯曲部^x的长度可以是最大宽度(在外周上)的至少5倍或至少10倍或至少15倍。缺口 16x的切口 18x、20x、2h较窄；它们的宽度可例如小于3mm或小于2mm或大约为l-2mm。在本示例性实施例中，该宽度在切口 18χ、20χ、22χ的整个深度上大致恒定不变。在本示例性实施例中，弯曲部28χ与第一转向轴部段12以及第二转向轴部段14 两者形成为一体。因此，为了制造图1A-1D所示的整个结构，只需在适当尺寸的管中切出缺口 16χ，或者在扁平金属工件中冲出缺口 16χ，在后面该工件被弄成圆形以形成管子。在转向轴部件10工作期间，转向轴部段12、14在车辆操作者执行转向动作时相对于彼此转动。所述两个转向轴部段12、14在任何转动角度下都保持与纵向轴线A对齐。当转向轴部段12、14转动时，弯曲部28χ不发生扭转(经受扭力)或仅在微小程度上发生扭转，而是基本上朝侧向(沿转向轴部件10的周向)弯曲。在低转向力的情况下，转向轴部段12、14之间的转动角度与施加在转向轴部件10 上的转矩成比例。该转动角度由适当的影响装置(在图1A-1D中未示出)测量和/或转换为转向动作。例如，该影响装置可以是向电子控制系统输出转向力信号的、电学的或光学的或磁学的传感器。在其它实施例中，该影响装置可以是用于控制液压动力辅助单元的液压阀。一机械止挡限制所述两个转向轴部段12、14分别沿两个方向相对于彼此的最大转动——从根据图1A-1D的未加载位置开始到几度。在本示例性实施例中，该机械止挡分别由所述六个刚性止挡区域中每一个的一个侧表面形成，该侧表面分别抵靠弯曲部 28x的一个侧表面。例如，在图IA中的第一转向轴部段12顺时针转动的情况下，刚性止挡区域24A的侧表面抵靠第三弯曲部^C，刚性止挡区域2队的侧表面抵靠第三弯曲部28h, 等等。在图IA中的第一转向轴部段12逆时针转动的情况下也是一样的(作必要的变更即可)。所述两个转向轴部段12、14的最大转动角度由轴向切口 18x、22x的宽度来限定。 作为示例，在给定该宽度如上所述为几毫米的情况下，最大转动角度例如小于10°或小于 5°或小于3°。由于弯曲部28x相对于它们的长度而言被设定得尺寸较窄，所以在中等转向力下就已经达到该角度，且由此所述机械止挡变得有效。在止挡位置，一定的剪切力作用在弯曲部28x上。当然，必须确保弯曲部28x不会因此损坏。特别地，轴向切口 18x、22x的具有恒定不变宽度的设计用于保护弯曲部观1，而弯曲部18x和止挡区域Mx、26x在它们的横截面上被构造为圆弧的扇段。当转向轴部段 12、14 一直转动到止挡时，弯曲部18x由此在它们的整个深度上靠在相应的止挡区域Mx、 26x 上。不用说，在替换实施例中可设置多于或少于三个的缺口 16x，特别是只有两个缺口或者有四个、五个、六个、七个或八个缺口。在这样的情况下，转向轴部件10包括相应数量的弯曲部^X。在一些实施例中，在转向轴部件10的一侧上可存在仅单个缺口和/或单个弯曲部。通常，然后需要附加的外引导套筒或内引导销，以便确保当转向力施加在转向轴部件10上时转向轴部段12、14保持在它们共同的纵向轴线A上。当然，这些可能的替换方案不仅可在根据图1A-1D的示例性实施例中提供，而且可在本文所述的所有的示例性实施例中提供。在图2A和2B所示的示例性实施例中，转向轴部件10被构造为转向柱轴，并且包括小齿轮30、所述两个转向轴部段12、14以及用于转向管柱或十字接头的带齿连接器32。 根据图2A和2B的转向轴部件10在其设计上可完全对应于带有扭杆的传统转向柱轴，从而不必对已有的壳体进行改动。在根据图2A和2B的转向轴部件10中，每个缺口 16x都被构造为U形。换句话说，各个缺口 16x的周向延伸切口 20x不是形成在大致中央，而是形成在图2A和2B中相关的轴向切口 18x、22x的下端。在沿周向延伸的切口 20x和轴向切口 18x、2h之间的过渡处形成有倒圆部，其减小在转向轴部件10的止挡位置由于作用在弯曲部28x上的剪切力而加在弯曲部28x上的机械应力。不用说，本文所述的所有的示例性实施例都能可选地构造有 H形或U形的缺口 16x。图2A和2B还示出了用于将转向轴部件10支撑在齿轮齿条式转向系统的转向柱轴壳体(未示出)中的两个轴承；34、36。此外，图2A和2B还示出影响装置38，其在本示例性实施例中具有两个磁环40、42和传感器44。磁环40、42被分别压在转向轴部段12、14之一上，使得第一磁环40不可转动地连接到第一转向轴部段12且第二磁环42不可转动地连接到第二转向轴部段14。磁环40、42的径向凸缘46、48包括多个磁化区域。传感器44被构造为电磁场传感器，其感测磁环40、42的凸缘46、48并且确定磁环40、42相对于彼此的转动——对应于转向轴部段12、14的转动。传感器44产生表示所确定的转动及由此所施加的转向力的电信号。图2A和2B所示的传感器44应仅被看作一个示例；其它适当的传感器设计同样是公知的并且也能与根据本发明的转向轴部件10结合使用。此外，磁环40具有使转向轴部段12稳定并安全地防止在异常载荷的情况下止挡区域2 会被向外推出的任何风险的作用。不用说，该作用也可利用不被构造为磁环的其它不同的环来获得。这种保持环在本文所述的本发明的所有的示例性实施例中都可在止挡区域Mx的高度水平设置在转向轴部段12上或在止挡区域的高度水平设置在转向轴部段14上。在图3A和;3B所示的示例性实施例中，转向轴部件10被构造为用于液压伺服转向系统的转向柱轴。带有用于液压流体的入口和出口 52的外套筒50不可转动地连接到第二转向轴部段14。流体通道M被结合在第一转向轴部段12中——更具体地，被结合在止挡区域Mx的外表面中。外套筒50与流体通道M—起形成回转滑阀。以本身已知的方式， 所述两个转向轴部段12、14相对于彼此的转动经所述回转滑阀控制用于转向动力辅助的液压流体的通过量。图3A和;3B所示的液压阀的具体设计应仅被看作一个示例。液压阀的许多其它实施例同样是已知的并且也能用于根据本发明的转向轴部件10。从图;3B可看到，本示例性实施例的转向轴部件10包括四个弯曲部^AJ8BJ8C、 28D及相应地，由缺口 16x包围的四个——在此情况下为刚性的——止挡区域24A、24B、 24C,24D0如已经提到的，本文所述的所有的示例性实施例都能构造有不同数量的——优选地三个或四个——缺口 16x、弯曲部^x、止挡区域Mx以及可选地止挡区域^x。图4和5示出用于限制转向轴部段12、14之间的最大转动角度的机械止挡的两个替换实施例。在这些实施例中，弯曲部^x的功能与机械止挡的功能分离以便减小弯曲部 28x上的机械应力。不用说，根据图4和5的机械止挡的实施例能与本文所述的所有其它的示例性实施例组合。在根据图4的示例性实施例中，第二转向轴部段14包括多个突片56A、56B(统称为56x)，它们在转向轴部件10的未工作位置在两侧具有间距地分别突出到第一转向轴部段12的一个凹部58A、58B(统称为58x)中。每个凹部58x由缺口 16x之一的一个区域形成。当图4中的第一转向轴部段12相对于第二转向轴部段14顺时针转动时，凹部58x的右侧壁分别抵靠突片56x的右侧壁并限制最大转动角度。在逆时针转动的情况下，凹部58x 的左侧壁抵靠突片56x的左侧壁。这里，缺口 16x的轴向切口 18x、22x的尺寸被设定得较宽，使得弯曲部28x在任何可能的转动位置都不会与止挡区域2 接触。在图5所示的示例性实施例中，在第二转向轴部段14上形成有基本刚性的突片 56x，它们朝第一转向轴部段12转变为较窄和弹性的弯曲部^x。在第一转向轴部段12顺时针转动的情况下，突片56A以其右侧壁抵靠止挡区域MB的相邻的左侧壁。相应地，在第一转向轴部段12逆时针转动的情况下，突片56A以其左侧壁抵靠止挡区域24A的右侧壁。 同样，弯曲部28x得到保护，因为它们不承担任何止挡的功能。
在图6A和6B中示出另一个示例性实施例，其中提供了用于侧向(横向)转动止挡的缓冲。该示例性实施例基于根据图5的设计，但不用说，也可进一步发展本文所述的所有其它的实施例以使它们具有根据下述原理的缓冲功能。在图6A和6B中，止挡区域2 被构造为非刚性的，而是可侧向屈服的。为此目的，在止挡区域2 中引入开口 68x、70x，例如，止挡区域24B中的开口 68B、70B。在本示例中，开口 68x、70x被示出为源自缺口 16x并将各个止挡区域2 分割成三个舌片74x、76x、 78x的轴向延伸槽。然而，也可提供其中开口 68x、70x具有不同形状的实施例。此外，开口 68x、70x也能以这样的方式构造，使得它们具有附加的功能——例如，下述的拉出保护装置的功能。当在第一转向轴部段12顺时针转动的情况下突片56以其右侧壁抵靠止挡区域 24B的左侧壁时，切口 18B和开口 68B之间的较窄的舌片74B首先屈服，直到开口 68B在它开口的一侧在底部被完全压缩。直至侧部舌片74B抵靠止挡区域24B的中央舌片76B时才发生基本上刚性的止挡。于是，这导致这样的转向力特性(曲线)，该特性最初仅由弯曲部 28x的弹性常数确定并以较缓弱的方式发展，然后该特性具有较陡的部段，其中舌片74侧向弯曲，最后侧部舌片74B —旦抵靠中央舌片76B该特性便陡峭急剧上升。通过以这种渐进的方式进行缓冲的止挡，减小了材料应力并且改善了转向感觉。侧向屈服止挡的上述基本原理可在其它实施例中继续采用以便获得转向力特性的更精细的渐进。例如，图7示出其中止挡区域24B被三个槽形开口 68B、72B、70B分割成四个舌片74B、76B、77B、78B的实施例。外侧开口 68B、70B被设计成在轴向上比中央开口 72B 长，从而相应地，两个外侧舌片74B、78B比中央舌片76B、77B更容易在侧向上屈服。另外两个止挡区域24A、24C被相应地构造。根据图7的设计导致这样一种精细的转向特性，该转向特性随着开口 68B、70B、 72B的压缩及由此起作用的舌片74B、76B、77B、78B数量的增加而不断更加陡峭地倾斜。不用说，这种缓冲设计也能用在本文所述的所有其它的实施例中。在到目前为止所述的示例性实施例中，所述两个转向轴部段12、14仅由较细的弯曲部28x相互连接。根据转向轴的承载的类型，在某些传动状况下可能有很大的拉伸力作用在转向轴部件10上。在极端情况下，较细的转向轴部段12、14有可能被拉脱开。为了排除这种可能性，在图8所示的示例性实施例中设置有拉出保护装置。该拉出保护装置包括经幅片62连接到第二转向轴部段14的扩宽部60。在扩宽部60的区域内， 缺口 16A、16B形成包围扩宽部60的区域64，而在幅片62的区域内，缺口 16A、16B留出总计比扩宽部60的宽度小的自由空间。如果在转向轴部件10上施加有过大的拉伸力，则扩宽部60的在图8的底部示出的侧部抵靠包围区域64的底端，从而防止弯曲部观被进一步拉伸并防止转向轴部段12、14被拉开。在替换实施例中，幅片62可构造得比弯曲部28A宽——但比扩宽部60窄，从而幅片62同时用作转动角度限制部——与图5中所示的类似。此外，在根据图4的示例性实施例中，突片56x也可在它们的端部设置有扩宽部。于是，与适当构造的凹部58x —起，突片 56x可既用作拉出保护装置，又用于限制最大转动角度。不用说，本文所述的所有实施例都可进一步构造成具有图8所示的或本段所述的拉出保护装置。在到目前为止所述的所有的示例性实施例中，所述两个转向轴部段12、14都形成为一体或至少不可分离地相互连接。但是，也可提供其中所述两个转向轴部段12、14至少在制造期间为两个分离部件的实施例。尽管这种实施例包括更多的部件，但它们的有利之处在于，若转向轴部段12、14是分离的，则可更容易地执行某些加工方法。此外，转向轴部段12、14的不同变型于是便可像在模块化系统中那样以多种可能的组合相结合来形成转向轴部件10。在图9A和9B所示的示例性实施例中，弯曲部28x与第二转向轴部段14形成为一体。此外，第二转向轴部段14包括用于限制转动的突片56x，如结合图5已经描述的那样。 第一转向轴部段12构造有三个刚性止挡区域Mx，在它们之间设有带凹槽64x(在图9A和 9B中只示出了一个凹槽64A)的缺口。在组装期间，所述两个转向轴部段12、14被推入彼此之中，并且在该过程中，弯曲部28x的各个端部66A、66B、66C(统称为66x)被压入相关的凹槽6 中。端部66x可通过压配合或焊接或熔接或粘接而保持在凹槽Mx中。在最终完成的转向轴部件10中，所述两个转向轴部段12、14可牢固地相互连接或者可彼此拆分。根据图9A和9B的由两个部分制造而成的转向轴部件10的功能与根据图5的示例性实施例的功能相同。在图IOA和IOB所示的另一个实施例中，弯曲部28x被构造为与所述两个转向轴部段12、14都不成一体的板簧。在第二转向轴部段14的部分上，弯曲部^x的端部被压入设在突片56x内的凹槽中。弯曲部28x可通过压配合保持在其中，或者被牢固地连接—— 尤其是焊接或熔接或粘接。在它们的面向第一转向轴部段12的端部66x，弯曲部28x是弯曲的并且插入到凹槽64x中。在本示例性实施例中，弯曲部28x仅通过它们的端部66x的弹性张力保持在凹槽64x中，而在替换实施例中可设置牢固的和/或不可分离的连接。特别地，各个端部66x可到达相关凹槽64x的适当形成的偏置部(offset)后方，就像倒钩一样。本文所述的转向轴部件10能以各种方法来制造。在具有形成为一体的转向轴部段12、14的实施例的情况下，可通过适当的切割方法在管状工件中加工出期望的缺口 16x。 具有两个最初分离的转向轴部段12、14的实施例也可由两个工件以这种方式制造。切割方法包括喷水切割、等离子切割、激光切割或电子束切割(EB-切割；EB=电子束)。这些方法产生高质量的工件，但是需要较长的周期时间。此外，还提供了这样的制造工艺，其中通过快速和经济有效的方法一一例如冲压——在扁平金属工件如金属片或金属板或金属带中形成缺口 16x。然后将经冲压的工件弄成圆形以形成管子并用纵向焊缝焊接在一起。其它的部件——例如小齿轮——也能在此被焊接到所述管子上。该方法既适于制造形成为一体的转向轴部段12、14，又适于制造各单个转向轴部段12、14，如它们例如在根据图9A和9B的实施例中被使用的那样。图IlA-图15示出转向轴部件10包括被构造为环80 (图IlA-图12C)或构造为可塞上的夹子82(图13A-图15)的附加部件的实施例。这些部件的共同特征在于，在装配好的状态下，它们包括面朝径向内侧并进入到弯曲部28x和相邻的止挡区域Mx、26x之间的缺口 16x中的幅片84。幅片84具有与幅片84的接合区域内的缺口 16x相同的宽度，或者具有该宽度的一部分。在前一种情况下，幅片84将相应的弯曲部^x固定在缺口 16x中， 而在后一种情况下，幅片84构成用于弯曲部^x的最大侧向偏转的止挡。不用说，具有幅片84的部件不仅能以这里作为示例示出的形式构造为环80或夹子82，而且能构造成其它设计形式。这种部件可用在本文所述的所有的示例性实施例中。在图IlA-图IlE所示的环80的情况下，幅片84完全填满缺口 16x——更具体地， 缺口 16x的轴向切口 18x、22x——的间隙宽度。换句话说，环80将弯曲部^x的位于环80 的高度水平的部分固定在止挡区域2 之间。转向轴部件10的弹簧作用在这种情况下仅由弯曲部^x的位于环80和第二转向轴部段14之间的部分引起。因此，环80的轴向位置对于有效弹簧特性且由此对于转向特性有影响。在一些实施例中，环80可在转向系统组装期间被调整，然后被牢固地固定。然而， 环80的轴向位置也可由汽车修理店来调整。在其它实施例中，环80被构造成能以机动操作的方式移动，从而驾驶员能够在操作车辆的同时设定不同的转向特性(运动的、舒适的
寸J ο在根据图12A-图15的实施例的情况下，环80或夹子82用于使得受限于两个转向轴部段12、14之间的小转动角度的转向系统制造更容易。这些可例如为运动型车辆的转向系统，其中对于特别直接和精准的转向动作有很高要求。为了将最大转动角度12、14机械地限制为小的程度，弯曲部28x和止挡区域Mx、 26x的侧表面之间的有效距离必须相应地小。如果使用传统的工具，这会花费较大的制造力气。在这种情况下，根据图12A-15的环80或夹子82的幅片84用作部分地填充缺口 16x中的——更具体地，缺口 16x的轴向切口 18x、22x的——自由空间的间隔件。这样，缺口 16x——更具体地，缺口 16x的轴向切口 18x、22x——的有效宽度及由此两个转向轴部段 12、14之间的最大转动角度减小。同样，在这种情况下，通过使用具有宽度不同的幅片84的环80或夹子82，也可在转向系统组装期间获得不同的转向特性。图12A-图12C示出具有用作用于限制转动角度的间隔件的上述幅片84的环80的实施例。图13A和1 示出具有与幅片84垂直的凸缘86的夹子82的实施例。各个夹子 82的凸缘86设置在缺口 16x的周向延伸切口 20x中并将夹子82固定在其轴向位置。在根据图14A和14B的实施例中，夹子82被尽量精简。该夹子82可例如通过压配合固定地保持在相应的弯曲部28x上。在图15的实施例中，夹子82配置在弯曲部^A的大致中央并且用作用于四个止挡区域24A、24B、26A和^B的止挡。在上面的说明中和图中示出的细节不应被看作对本发明范围的限制，而是本发明的一些实施方式的示例。其它变型对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，上述实施例的特征可例如彼此组合以便获得本发明的其它实施例。因此，本发明的范围不应由上述示例性实施例而应由权利要求书及其等同物来限定。
权利要求
1.转向轴部件(10)，包括:包括共同的纵向轴线(A)的第一和第二转向轴部段(12，14)，彼此分离的至少两个弯曲部08x)，其中每个所述弯曲部基本上沿轴向在所述第一和第二转向轴部段(12，14)之间延伸并且配置成与所述共同的纵向轴线(A)隔开，和至少两个缺口(16χ)，其中各个弯曲部分别在侧向上与这些缺口(16χ)中的至少一个相邻，其特征在于，所述缺口(16χ)中的至少一个限定出所述转向轴部段(12，14)之一的至少一个止挡区域0^，26χ)，该至少一个止挡区域构造成作为机械止挡限制所述两个转向轴部段(12， 14)相对于彼此的最大转动角度。
2.根据权利要求1所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述止挡区域构造成与至少一个弯曲部和/或另一个转向轴部段(12，14)接触，以便限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度。
3.根据权利要求1或2所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述至少一个止挡区域 (24χ,26χ)配置成在周向上与至少一个所述弯曲部邻近和/或与在轴向上与一个所述弯曲部相邻的至少一个突片(56χ)邻近。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，每个所述弯曲部在所述第一转向轴部段(1 相对于所述第二转向轴部段(14)转动时比经受扭转更多地经受弯曲。
5.转向轴部件(10)，包括:第一和第二转向轴部段(12，14)，和在所述第一和第二转向轴部段(12，14)之间延伸的至少一个第一弯曲部08x)，其中所述第一弯曲部与所述转向轴部段(12，14)中的至少一者形成为一体但与该转向轴部段(12，14)具有不同的截面，其特征在于，设置有用于限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度的至少一个机械止挡。
6.根据权利要求5所述的转向轴部件(10)，其特征在于，还设置有至少一个第二弯曲部08χ)，其中所述第二弯曲部与所述转向轴部段(12，14)中的至少一者形成为一体但与该转向轴部段(12，14)具有不同的截面。
7.根据权利要求5或6所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述第一和第二转向轴部段(12，14)设置有共同的纵向轴线(A)。
8.根据权利要求7所述的转向轴部件(10)，其特征在于，每个所述弯曲部基本上沿轴向在所述第一和第二转向轴部段(12，14)之间延伸并且配置成与所述共同的纵向轴线㈧隔开。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述第一和第二转向轴部段(12，14)被构造为管状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，各个弯曲部 (28χ)分别与所述转向轴部段(12，14)中的至少一者形成为一体。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，至少一个弯曲部与所述两个转向轴部段(12，14)形成为一体。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，各个弯曲部 (28χ)分别由所述转向轴部件(10)中的至少一个缺口(16χ)在侧向上限制。
13.转向轴部件(10)，包括:管状的第一转向轴部段(12)，和管状的第二转向轴部段(14)，其中所述第一和第二转向轴部段(12，14)彼此形成为一体并且具有限定出所述转向轴部件(10)的至少一个弯曲部的至少一个缺口(16χ)，其特征在于，设置有用于限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度的至少一个机械止挡。
14.根据权利要求13所述的转向轴部件(10)，其特征在于，各个弯曲部基本上沿所述转向轴部件(10)的纵向在所述第一和第二转向轴部段(12，14)之间延伸。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，设置有限定出至少两个弯曲部的至少两个缺口(16χ)。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，设置有限定出至少三个弯曲部的至少三个缺口(16χ)。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述缺口 (16χ)或所述缺口(16χ)中的至少一个是U形或H形的。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述两个转向轴部段(12，14)在它们的周边的大部分上由所述缺口(16χ)彼此分开。
19.根据权利要求18所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述两个转向轴部段(12， 14)在它们的周边的多于75%或多于90%上彼此分开。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，各个弯曲部 (28χ)具有至多8mm或至多5mm或至多3mm的最大宽度。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，各个弯曲部 (28x)的长度是所述弯曲部的最大宽度的至少5倍或至少10倍。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述转向轴部段(12，14)之一的至少一个止挡区域构造成与至少一个弯曲部和/或另一个转向轴部段(12，14)接触，以便限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度。
23.根据权利要求22所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述转向轴部段(12，14) 之一的至少一个止挡区域构造成与另一个转向轴部段(12，14)的至少一个突片 (56x)接触，以便限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度。
24.根据权利要求22或23所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述至少一个止挡区域包括用于侧向止挡缓冲的至少一个开口(68x，70x，72x)。
25.根据权利要求M所述的转向轴部件(10)，其特征在于，至少一个止挡区域(Mx， 26x)包括用于侧向止挡缓冲的具有至少两个不同长度的多个开口(68x，70x，72x)。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述第一和第二转向轴部段(12，14)在轴向上串列配置。
27.根据权利要求1至沈中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，设置有防止所述转向轴部段(12，14)在轴向上被拉开的拉出保护装置。
28.根据权利要求27所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述拉出保护装置由所述转向轴部段(12，14)之一的至少一个扩宽部(60)或进入到另一个转向轴部段(12，14)的缺口中的弯曲部(16x)的至少一个扩宽部(60)提供。
29.根据权利要求1至观中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述两个转向轴部段(12，14)至少在所述弯曲部(28x)的区域内具有大致相同的外周。
30.根据权利要求1至四中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述弯曲部 (28x)构造成将所施加的转向力转换为所述第一转向轴部段(1 相对于所述第二转向轴部段(14)的转动。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，还包括对所述第一转向轴部段(12)相对于所述第二转向轴部段(14)的转动作出反应的影响装置 (38)。
32.根据权利要求31所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述影响装置(38)是传感器或阀。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，在所述转向轴部段(12，14)之一的外表面中结合有至少一个流体通道(54)。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，还包括至少另一个部件，该部件包括进入到所述弯曲部和相邻的止挡区域之间的缺口(16x)之一中的至少一个幅片(84)。
35.根据权利要求34所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述至少另一个部件是在周向上包围所述转向轴部件(10)的环(80)。
36.根据权利要求34或35所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述止挡区域(Mx， 26x)构造成与所述至少另一个部件的至少一个幅片(84)接触，以便限制所述两个转向轴部段(12，14)相对于彼此的最大转动角度。
37.根据权利要求34至36中任一项所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述至少一个幅片(84)使所述弯曲部和相邻的止挡区域之间的自由空间变窄。
38.根据权利要求34或35所述的转向轴部件(10)，其特征在于，所述至少另一个部件能在所述转向轴部件(10)上沿轴向移动，以便获得不同的转向特性。
39.转向轴，包括根据权利要求1至38中任一项所述的转向轴部件(10)。
40.用于制造根据权利要求1至38中任一项所述的转向轴部件(10)的方法，其中在扁平金属工件中冲裁出至少一个缺口(16x)，将经冲裁的工件弄成圆形以形成管子，并将所述管子焊接在一起。
全文摘要
一种转向轴部件(10)，包括第一和第二转向轴部段(12，14)以及在所述第一和第二转向轴部段(12，14)之间延伸的至少一个第一弯曲部(28x)。所述第一弯曲部(28x)与所述转向轴部段(12，14)中的至少一者形成为一体但与该转向轴部段(12，14)具有不同的截面。此外，设置有用于限制所述两个转向轴部段相对于彼此的最大转动角度的机械止挡。
文档编号B62D5/083GK102548829SQ201080037496
公开日2012年7月4日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者维尔纳·M·布莱斯 申请人:维尔纳·M·布莱斯