用于可转动地支承转向轴的转向轴支承单元的制作方法

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），其中转向轴支承单元（1）由至少两个、优选恰好两个半壳（39，40，47）通过接合在一起、优选借助焊接来形成，所述半壳分别具有固定区域（6）的至少一个区段和所述至少一个环周闭合的区域（5）的至少一个区段。
【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]由此换而言之设计的是，以半壳技术给出转向轴支承单元，也即由半壳来构建，所述半壳分别具有固定区域的区段和至少一个环周闭合的区域的区段。接合可以优选借助焊接来进行，然而也可以借助其他的接合方式来进行。
[0007]由此，本发明的一个基本思想是，转向轴支承单元由多个预制的构件接合在一起，所述构件可以分别以成本低廉的方式制造。在此，对于相应的构件可能使用优化的制造方法如深拉、挤压、浇铸等等，并且分别针对要求而使用优化的材料，其中转向轴支承单元由至少两个半壳形成，所述半壳本身具有环周闭合的区域的区段用于容纳转向轴的轴承结构，以及具有固定区域的区段用于将转向轴支承单元固定在车辆上。
[0008]通过首先相互分离地制造这些半壳可能的是，快速并且成本低廉地制造半壳。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。单个的半壳或者其部分半壳或组成部分(其由这些组成部分接合在一起)可以在制造时借助板变形、以小的变形程度来成型，使得在固定区域中也能够实现良好的强度和较少的壁厚减小。
[0009]优选的是，转向轴支承单元由恰好两个半壳构建。然而为了制造转向轴支承单元也可以涉及将多于两个半壳接合在一起。在此，保留了术语“半壳”，然而也可以通过部分壳来替代。每个半壳或者部分壳无论如何都具有固定区域的区段以及至少一个环周闭合的区域的至少一个区段。
[0010]本发明的特别优选的扩展形式设计了，半壳或者部分壳在对称平面中接合在一起，优选焊接在一起，其中所述对称平面通过转向轴支承单元的纵轴线地走向。
[0011]半壳或者部分壳可以是深拉的板半壳。转向轴支承单元的纵轴线有利地与如下轴线重合:转向轴围绕该轴线可转动地支承或者可支承在转向轴支承单元中。这可以在不同的实施形式中这样实现。
[0012]例如对于其他功能所需的其他独立的构件可以与由半壳或者部分壳形成的转向轴支承单元连接。
[0013]在一个优选的实施形式中，转向轴支承单元在固定区域中至少局部环周闭合地构建。在此特别优选的是，转向轴支承单元处处都单层壁式地构建。这借助半壳技术可以特别简单并且有利地给出。
[0014]本发明的优选的扩展形式设计了，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。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。
[0015]有利的是，转向轴支承单元的固定区段包括至少两个彼此间隔的固定接片，其分别带有端部区域，其中在固定接片的端部区域中分别布置有穿通开口之一，并且端部区域借助连接区段相互连接，其中优选地设计的是，连接区段具有V形横截面。
[0016]连接区段的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，尤其是沿着连接线走向，其中半壳或者部分壳沿着该连接线相互连接。
[0017]一种用于制造根据本发明的转向轴支承单元的优选方法设计了，在第一方法步骤中制造至少两个、优选恰好两个半壳或者部分壳，其分别具有固定区域的至少一个区段以及分别具有所述至少一个环周闭合的区域的至少一个区段，并且这些半壳或者部分壳在随后的方法步骤中为了形成转向轴支承单元而相互优选直接地连接、优选焊接。
[0018]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端部区域附近。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。
[0019]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的方向深入的卷边(Sicken)。
[0020]在本发明的优选的扩展形式中设计了，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。
[0021]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。
[0022]除了转向轴支承单元，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的车身上的支架部件，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。
[0023]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。
[0024]这种转向柱的优选扩展形式设计的是，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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。然而可替选地可想到并且可能的是，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。
[0029]如已经提及的那样，本发明的构型设计了，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。
[0030]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上。
[0031]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。
[0032]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。[0033]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。
[0034]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扩展形式设计了，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。
[0035]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安置。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安置在支承部件中。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。
[0036]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。
[0037]也可以设想并且可能的是，由两个或者更多个构件来制造转向轴支承单元，其中转向轴支承单元通过将构件沿着纵轴线接合到一起来形成，其中转向轴可沿着该纵轴线可转动地支承，其中所述构件的每个以半壳技术来制造，如其上面所描述的那样。特别地，转向轴支承单元可以通过纵向区段来形成，所述纵向区段按照上面描述的特征来构建，并且它们沿着纵轴线朝向彼此对准地布置，其中转向轴可围绕该纵轴线可转动地支承。纵向区段或者部分半壳相应地彼此连接。在此，纵向区段或者部分半壳的连接也可以通过焊接来进行。
[0038]也可以设计的是，所述半壳或者部分壳的至少之一、优选所述半壳或者部分壳在沿着转向轴支承单元的纵轴线的纵向方向上看，通过将至少两个部分半壳接合、优选焊接在一起来多件式地构建。
[0039]本发明的优选扩展形式的其他特征和细节借助下面的附图描述来给出。其中:
[0040]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；
[0041]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；
[0042]图5示出了根据本发明的第二实施例的变形；
[0043]图6示出了图2中的区域A ;
[0044]图7示出了图4中的区域B ;
[0045]图8示出了如何可以将半壳或者部分壳一体式构建的一个例子；
[0046]图9在前视图中示出了根据本发明的转向轴支承单元的视图；
[0047]图10示出了根据本发明的转向轴的视图；
[0048]图11在等距视图中示出了根据本发明的转向轴支承单元的另一实施形式；以及
[0049]图12和图13示出了带有三个半壳或者部分壳的实施例。
[0050]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的车身上。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。在接合区域4中，两个半壳或者部分壳39、40例如通过激光焊接来相互连接，其中转向轴支承单元由所述半壳或者部分壳形成。在所示的实施例中，在对称平面16内的接合区域4和纵轴线35相交，其中所述对称平面与固定接片8大致平行走向，转向轴2可围绕所述纵轴线35转动地支承。可以设想并且可能的是，在转向轴支承单元I的其他环周区域上构建接合区域4。这可以是有意义的，以便可以将两个半壳或者部分壳39、40在制造技术上更有利地构建。
[0051]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。
[0052]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。
[0053]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。
[0054]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，它们可以借助其安置到彼此中。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)。
[0055]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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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。根据本发明的转向轴支承单元I以及以半壳技术的制造工艺能够以简单的方式实现该结构类型。
[0059]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。
[0060]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安置。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，却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。
[0061]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。
[0062]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中的长度可调节性，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。
[0063]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。
[0064]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。
[0065]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部位上、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。
[0066]图9和图10现在单独地、即从其他的转向柱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。转向轴支承单元在该例子中通过两个镜像对称的半壳或者部分壳39、40形成，它们沿着接合区域4相互连接。
[0067]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半壳或者部分壳39、40首先彼此独立地制造，并且随后相互连接。通过这种方式，可以非常简单地提供特别稳定的并且刚性连接的转向轴支承单元I。
[0068]在图8中示出了半壳或者部分壳39，其分别包括第一环周闭合的区域5的区段41和第二环周闭合的区域5的区段42、以及固定区域6的区段43。在固定区域6的区段43中构建有固定接片8。在固定接片8的端部区域10中布置有穿通开口 12，其在此如优选的那样构建为长形孔。在端部区域10上连接有连接区段11的区段44，其已经具有转向轴支承单元I的连接区段11的V形的脚的形状。然而也可以设想并且可能的是，以W形来构建连接区段。形成V型或者W型的面在此也可以弧形地构建。
[0069]为了使得在半壳或者部分壳39、40之间的连接变得容易，可以附加地设置成型元件，借助其可以将构件在接合之前朝向彼此对齐地定位。沿着这些成型元件，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。
[0070]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。
[0071]为了将单个构件5和6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。尤其是借助半壳技术特别简单地可能的是，构建环周闭合的区域5，使得可以直接压入用于支承转向轴2的轴承，用于给出转向柱I。
[0072]在图11中示出了转向轴支承单元的另一实施形式。转向轴支承单元I在此由两个半壳或者部分壳39、40给出。转向轴支承单元I通过将半壳或者部分壳39、40沿着转向轴支承单元I的纵轴线35接合到一起来形成，其中转向轴2可沿着该纵轴线可转动地支承。半壳或者部分壳39、40的每个在所阐述的半壳技术中由部分半壳45和46制造。半壳或者部分壳39、40沿着纵轴线35取向地布置，并且在接合区域4中相互连接。这里，半壳或者部分壳39、40的连接也可以通过焊接进行。原则上，接合操作的顺序并不重要。可以设想并且可能的是，首先将部分半壳45、46相互连接为半壳或者部分壳39、40，并且随后将半壳或者部分壳39、40互相连接。可替选地，也可以首先分别将部分半壳45和45或者部分半壳46和46相互连接(它们分别布置在对称平面的一侧上)，并且接着将这样形成的两个构件作为半壳或者部分壳39、40相互连接。[0073]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。
[0074]在根据图12和图13的实施例中，给出了带有转向轴支承单元I的一个实施形式，其由总共三个半壳或者部分壳39、40和47构建。这三个半壳或者部分壳39、40和47也在该实施例中借助焊接来接合到一起，并且分别具有固定区域6的至少一个区段和所述至少一个环周闭合的区域5的至少一个区段。该实施例也用于再次表明，半壳的术语并非意味着其必须为恰好两个半壳或者部分壳39、40、47。半壳的术语也并非一定确定了半壳或者部分壳39、40、47必须大小相同或者轴对称地或者镜像对称地实施。半壳或者部分壳39、40和47可以大小不同地并且彼此并不对称地实施。其数目并非局限于两个。
[0075]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。
[0076]附图标记表
[0077]I转向轴支承单元 25锁紧螺母
[0078]2转向轴26长形孔
[0079]3转向柱27转向轴支座
[0080]4接合区域28侧壁
[0081]5环周闭合的区域 29卷边基底
[0082]6固定区域30长度
[0083]7支架部件31纵向方向
[0084]8固定接片32中间纵轴线
[0085]9 开口33 区域
[0086]10端部区域34高度方向
[0087]11连接区段35纵轴线
[0088]I2穿通开口36孔
[0089]13夹紧螺栓37孔
[0090]14转向轴支承单元卷边 38枢转轴线
[0091]15侧部39半壳
[0092]16对称平面40半壳
[0093]17支承部件41区段
[0094]18支承部件固定装置 42区段
[0095]19操纵杆43区段
[0096]20转向轮连接部44区段
[0097]21支承部件卷边45部分半壳
[0098]22支架部件卷 边46部分半壳
[0099]23凸轮板47半壳 [0100] 24夹持件
【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)，其中转向轴支承单元(I)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(I)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，所述转向轴支承单元(I)由至少两个、优选恰好两个半壳(39，40，47)通过接合在一起、优选借助焊接来形成，所述半壳分别具有固定区域(6)的至少一个区段和所述至少一个环周闭合的区域(5)的至少一个区段。
2.根据权利要求4所述的转向轴支承单元，其特征在于，所述半壳(39，40，47)在对称平面(16)中接合在一起、优选焊接在一起，其中所述对称平面延伸通过转向轴支承单元Cl)的纵轴线(35)。
3.根据上述权利要求之一所述的转向轴支承单元，其特征在于，所述转向轴支承单元(O通过其他独立的构件形成，所述构件与转向轴支承单元(I)的接合在一起的半壳(39,40，47)连接。
4.根据上述权利要求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(I)在固定区域(6)中至少局部环周闭合地构建。
5.根据上述权利要求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(I)在固定区域(6)中和/或在环周闭合的区域(5)中和/或处处都单层壁式地构建。
6.根据上述权利要求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)具有至少两个彼此间隔的固定接片(8)，其分别带有端部区域(10)，其中在固定接片(8)的端部区域(10)中分别布置有穿通开口(12)之一，并且所述端部区域(10)借助连接区段(11)相互连接，其中优选地设置的是:所述连接区段(11)具有V形横截面。
7.根据上述权利要求之一所述的转向轴支承单元(I)，其特征在于，所述转向轴支承单元(I)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的轴承(2)，并且所述固定区域(6)布置在这些环周闭合的区域(5)之间。
8.根据上述权利要求之一所述的转向轴支承单元(1)，其特征在于，所述半壳(39，40，47)至少之一、优选所述半壳在沿着转向轴支承单元(I)的纵轴线(35)的纵向方向上看，通过将至少两个部分半壳(45，46)接合、优选焊接在一起来多件式地构建。
9.一种用于机动车的转向柱(3)，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6所述的转向轴支承单元(I)以其固定区域(6)布置在侧部(15)之间，并且借助固定接片(8)保持在这些侧部(15)上。
10.一种用于制造根据权利要求1至8之一所述的转向轴支承单元(I)的方法，其特征在于，在第一方法步骤中制造至少两个、优选恰好两个半壳(39，40，47)，其分别具有固定区域(6)的至少一个区段以及分别具有所述至少一个环周闭合的区域(5)的至少一个区段，并且这些半壳(39，40，47)在随后的方法步骤中为了形成转向轴支承单元(I)而相互优选直接地连接、优选焊接。
11.根据权利要求10所述的用于制造转向轴支承单元(I)的方法，其特征在于，所述半壳(39，40 )镜像对称地成型。
【文档编号】B62D1/16GK103889817SQ201280051100
【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