用于机动车辆的转向柱的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱，其包括调整单元、支撑单元和夹紧装置，该调整单元具有以可绕其纵向轴线旋转的方式安装在壳体单元中的转向轴，该支撑单元能够连接到机动车辆的车身并且具有在竖直方向上延伸的第一和第二侧壁，该第一和第二侧壁具有彼此横向于纵向轴线相对的第一和第二内侧，壳体单元布置在第一和第二内侧之间，该夹紧装置作用在侧壁上并且在固定位置中将第一内侧夹紧到壳体单元的第一外侧，并且将第二内侧夹紧到壳体单元的第二外侧，并且在释放位置中从外侧释放内侧并且释放调整单元相对于支撑单元的调节，其中，至少在第一外侧上形成突起的第一和第二支承面，第一和第二支承面接触第一内侧并且彼此间具有间距。

背景技术：

为了使方向盘位置适应机动车辆的驾驶员的就坐位置，在现有技术中已知这种转向柱，其中相对于行驶方向安装在转向轴的后端部的方向盘可以在竖直方向上横向于转向柱纵向轴线定位在车辆内室。

高度可调节的实现方式为，支撑转向轴的调整单元在壳体单元的区域内具有摆动轴承，该区域相对于行驶方向在前并且背离驾驶员位置，并且在该区域内安装为可围绕在横向方向上水平的摆动轴线在车辆的车身上摆动。通过摆动，调整单元的后部区域可在竖直方向上运动和调节。

为了固定所设定的高度位置，设置有可松开的夹紧装置，其也被称为锁定装置、固定装置或夹持装置，并且其可以选择性地被置于固定位置或释放位置中。在松开或释放位置中，可以使壳体单元相对于车身摆动，在固定位置中，壳体单元以相对于车身设定后的调节位置固定在固定安装在车身上的支撑单元(也称为托架或保持单元)上。在该类构造形式中，支撑单元具有两个叉状地向下突出的侧壁，在这些侧壁的内侧之间布置壳体单元。

为了固定，操纵夹紧装置，从而经由夹紧传动装置施加夹紧力，该夹紧力将侧壁相对彼此压紧，使得侧壁的内侧以摩擦配合的方式压靠壳体单元的外侧。由此，调整单元力配合地被夹持在侧壁之间并且在设定后的调节位置被固定在支撑单元上。夹紧传动装置例如可以具有凸轮盘装置、楔盘装置、螺纹装置或倾斜销装置，它们将横向贯穿两个侧壁的夹紧轴的手动通过操作杠杆或由马达引起的转动转换成夹紧力，通过该夹紧力将侧壁在夹紧轴的轴向方向上彼此相对地拉近。

为了调整转向柱而松开夹紧装置，也就是说，调整至释放位置，其中，夹紧力被取消并且力配合被松开，从而使得调整单元的壳体单元能够在支撑单元的侧壁之间至少沿竖直方向上下移动。

为了在行驶过程中预期的机械应力下可靠地固定方向盘的位置，在支撑单元的内侧和与其摩擦配合地接触的壳体单元的外侧之间需要限定的力配合的连接。为了实现这一点，例如从us2008/0252056a1中已知，在壳体单元的每个外侧上分别构成至少两个在空间上分离的、突起的支承面，所述支承面在外部位于从外侧突出的支承突起上。在夹紧装置夹紧时，仅这些支承面与侧壁的内侧的对应的面区域形成摩擦配合。通过预先确定支承面的大小和由夹紧装置施加的夹紧力，可以在支承面与侧壁的内侧之间产生限定的单位面积压力，该单位面积压力产生可靠的力配合的固定所需的摩擦力。

在现有技术中，所述突起的支承面分别在两个外侧上同样地构造，并且相对于由纵向轴线和竖直方向围成的镜像平面对称地布置。通过不仅在第一外侧上而且在相对置的第二外侧上分别彼此间隔地布置两个支承面，虽然夹紧力集中到支承面上，然而针对将壳体单元夹紧在第一和第二内表面之间形成机械上超定的系统。由此，各个支承面在固定位置上可能被夹紧力不同地加载，由此，力配合的连接会出现不期望的偏差并且会影响固定作用，并且转向柱的固有频率和刚度会不利地减小。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于改进开头所述的转向柱中的调整单元的固定，以实现可靠的固定以及高的固有频率和刚性。

该目的通过具有权利要求1和权利要求11的特征的用于机动车辆的转向柱来实现。有利的改进方案由从属权利要求给出。

为了解决上述问题，根据本发明，针对开头所述类型的转向柱提出，第二外侧具有突起的第三支承面，该第三支承面与第二内侧接触并且至少部分地设置在第一支承面和第二支承面之间的间距中。

在本发明中，所述支承面在其中一个第一外侧上的布置相对于另一个第二外侧不对称地构造，不同于在现有技术中已知的在两个外侧面上的对称的镜像相同的布置。

在本发明的意义中，第三支承面的布置(其至少部分地设置在第一支承面与第二支承面之间的间距中)可如此来理解，即当第三支承面投影到第一外侧上时，其至少部分地设置在第一支承面与第二支承面之间的间距中。

支承面通过如下方式突起地构造，即，支承面在外侧布置在支承突起部上，这些支承突起部从壳体单元的相应的外侧向外(朝向相应的侧壁的分别相对置的内侧)伸出。在第一外侧上形成的第一支承面和第二支承面之间的间距的区域内，外侧相应地回缩，并且不与侧壁接触。

在第二外侧上构造有第三支承面，同样构造在支承突起部上，该支承突起部接触对应的第二内侧并且相对于第一和第二支承面布置在空隙中。相应地，第三支承面在第一和第二支承面之间的间距的区域中延伸。

夹紧力经由第一、第二和第三支承面传递到壳体单元上。通过三个支承面的非对称的、错开的布置实现三点式夹紧，其构成机械上明确确定的系统。在所述第一支承面和所述第二支承面上总是施加与在所述第三支承面上相同的夹紧力。夹紧力的明确分布使得能够实现均匀的单位面积压力，该单位面积压力在固定转向柱时能够可靠地重复产生。结果，在固定位置，壳体单元被牢固地夹紧在侧壁之间，而很大程度上与部件和制造公差无关，并且相应地，调整单元摩擦配合地与支撑单元连接，由此以有利的方式增加了转向柱的固有频率和刚度。

根据本发明的三个支承面的非对称布置是稳固且可靠的，并且与现有技术相比，利用已知且经证实可靠的制造和装配方法实际上可以在没有额外制造花费的情况下实现。

优选地，第一支承面和第二支承面在竖直方向上具有间距。根据本发明，第三支承面在对置的第二外侧上定位在所述间距的高度上。在横截面视图中，三个支承面在壳体单元的周长上分布地布置在三角形的角区域中。由此，调整单元与在三爪卡盘中类似地力配合地夹紧在支撑单元中。通过这种明确确定的机械三点式夹紧系统的方式，实现了可靠且可再现的固定，由此提高了转向柱的固有频率和刚性。

支承面可以沿纵向轴线的纵向方向延伸，并且例如构成在条状的支承突起部上。支承面或支承突起部的长度优选可以这样预设，使得在每个调节位置中都确保了三个支承面与侧壁的内侧的为了产生根据本发明的三点式夹紧所需的接触。特别地，支承面可以与内表面在纵向方向上的尺寸一样长或比内表面在纵向方向上的尺寸更长。纵向方向对应于纵向轴线的方向。

替代地，代替连续地纵向延伸的支承面，也可设置有分段地中断的、分成子支承面的支承面。子支承面可例如布置在纵向布置成一排的、基座状突出的子支承突起部上。

可以规定，第三支承面基本上居中地设置在第一支承面和第二支承面之间的间距中。基本上居中可理解为，第三支承面的面形心设置在第一支承面和第二支承面之间的间距中。如果所述间距沿竖直方向延伸，那么所述第一和第二支承面在所述第一外侧上布置在等腰三角形的底边的角区域中，并且在所述第二外侧上的所述第三支承面布置在所述三角形的顶角的区域中。由此，施加的夹紧力可以优化地分布到第一支承面和第二支承面上，从而以有利的方式使单位面积压力均匀化。

可能的是，第三支承面完全在第一支承面与第二支承面之间的间距中延伸。因此，第三支承面在第一外侧上的投影完全设置在间距中是优选的。通过使第三支承面在所述间距的方向上(例如在竖直方向上)具有小于或等于所述间距的尺寸，实现了在三个限定的、分开的表面区域中引入夹紧力，由此能够最佳地实现根据本发明的三点式夹紧的机械方式确定的系统的所描述的优点。

所述第三支承面可以构造得比所述第一支承面或者第二支承面大，其中，优选所述第一支承面和第二支承面的总和基本上等于所述第三支承面。第一和第二支承面的总和理解为第一和第二支承面的表面积之和。夹紧力经由在力流中平行设置的第一和第二接收面、以及与此在力流中串联设置的第三支承面传递到壳体单元上。因此，对于第一和第二支承面，有效的单位面积压力由夹紧力与这两个面的总和之比得出，而对于第三支承面，有效的单位面积压力由夹紧力与其面积之比得出。通过将第三支承面选择得分别大于第一或第二支承面中的任意一个，可以使单位面积压力匹配于这两个面。可以有利的是，对于所有三个支承面，有效的单位面积压力基本上大小相同，这意味着，相对于最大的有效的单位面积压力的20％的偏差是允许的。由此，在壳体单元的两个外侧上得到力配合的连接的相近的强度。

替代地可能的是，第三支承面小于第一或第二支承面，以便实现更高的单位面积压力。换句话说，第三支承面的面积小于第一支承面的面积，或者第三支承面的面积小于第二支承面的面积。

第一和第二支承面可以在面积方面基本上构造得大小相同，或者也可以构造得不同，以便限定地分配夹紧力。

第一和第二支承面的面积总和具有一数值，该数值优选处于第一外侧的面积数值的30％与70％之间。

第三支承面的面积数值优选地处于第二外侧的面积数值的10％与30％之间。

优选地，第一支承面和第二支承面可以分别通过一个凸起形成。特别优选地，该凸起相对第一外侧突出至少0.5mm。

优选地，第三支承面可以通过凸起形成。特别优选地，凸起相对于第一外侧突出至少0.5mm。

可以有利的是，支承面中的至少一个设置在纵向轴线的高度上。换句话说，纵向轴线于是位于水平面中，该水平面的法线方向与竖直方向一致并且与支承面中的一个相交。这对于相对于纵向轴线的定位而支撑和保持调整单元是有利的。

这三个支承面优选如上所述在壳体单元的周长上分布地位于三角形的角区域中。通过使纵向轴线相对于竖直方向在支承面之一内延伸，即水平面与该支承面相交，该纵向轴线直接位于夹紧力的力流内，即在所述三角形的内部，或者至少紧邻于该三角形，由此实现了调整单元关于纵向轴线的定位的特别牢固的固定。优选地，三角形不与纵向轴线相交。

至少其中一个支承面可以分成至少两个彼此间隔开的子支承面。当第一支承面和第二支承面在竖直方向上具有间距时，子支承面横向于间距地、例如在纵向方向上间隔开。划分成子支承面在制造技术上可以是有利的，例如用于避免在铸造技术制造方面的材料堆积。此外，可以将夹紧装置布置在子支承面之间的相关支承面的高度上。

可以规定，夹紧装置具有夹紧轴，该夹紧轴穿过侧壁和外侧。这种夹紧装置、如开头所述具有夹紧传动装置，该夹紧传动装置将夹紧力通过在水平的夹紧平面中横向于纵向轴线的夹紧轴施加到两个侧壁上并且使这两个侧壁彼此相向运动。夹紧轴可以设置在纵向轴线附近，以便在调整单元承受竖直负荷时将作用在力配合上的杠杆力保持得很小。在此有利的是，夹紧轴穿过支承面之一，例如第一或第二支承面。通过将用于夹紧螺栓的通孔布置在支承面的区域中，夹紧力以有利的方式直接沿力方向被导入该支承面中。在调整单元受负载时，在夹紧轴和支承面之间不会出现杠杆作用，并且通过直接的力导入以有利的方式提高力配合的连接的刚性进而提高转向柱的刚性。

壳体单元可以构造为铸件，例如由金属铸件如铝铸件、镁铸件或锌铸件构造。在该铸件上可以一体地成型有从外侧向外突出的贴靠凸起，这些凸起具有第一、第二和第三支承面。这种铸件可以经济且尺寸精确地制造，其中，可以如下地优化凸起的支承面以减少材料堆积，即中断较大的连续平坦的外表面以形成子支承面。可替代地，壳体单元可以被设计为板材成型件，优选由钢板制成，该钢板优选通过压制、冲压和弯曲而冷成型。在该板材成型件中，根据本发明的凸起的支承面在外部在加强筋状成型的贴靠凸起上实现。这种板材成型件同样可以低成本地制造。

本发明还涉及一种用于机动车辆的转向柱，其包括调整单元、支撑单元和夹紧单元，该调整单元具有以可绕其纵向轴线旋转的方式安装在壳体单元中的转向轴，该支撑单元能够连接到机动车辆的车身并且具有在竖直方向上延伸的第一侧壁和第二侧壁，壳体单元布置在第一侧壁和第二侧壁之间，夹紧单元作用在侧壁上并且在固定位置中将侧壁夹持到壳体单元，并且在释放位置中从壳体单元释放侧壁并且允许调整单元相对于支撑单元的调节。

根据本发明，在垂直于纵向轴线定向的横截面中，壳体单元和侧壁恰好在三个面区段中接触。这三个面区段被分布成使得侧壁中的一个在两个面区段中与壳体单元接触，并且侧壁中的另一个在一个面区段中与壳体单元接触。因此，壳体单元和支撑单元的侧壁在正好三个分布在周长上且相互间隔的面区段中接触。

优选地，在壳体单元中容纳有内部套管。

附图说明

下面借助于附图对本发明的有利的实施方式进行详细解释。详细地示出：

图1示出了转向柱左后方视角的示意性透视图，

图2示出了在部分地彼此拉开的状态下的第一实施方式中的根据图1的具有第二外侧的转向柱(左＝第二外侧)，

图3示出了右后方视角的第一实施例中的根据图2的第一外侧的转向柱(右＝第一外侧)，

图4示出了穿过根据前述附图的转向柱的横截面c-c，

图5以如在图2中的视图示出了在第二实施方式中的具有第二外侧的转向柱，

图6以如图2中的视图示出了在第三实施方式中的具有第二外侧的转向柱，

图7以如图3中的视图示出了在第二实施方式中的具有第一外侧的转向柱，

图8以如图3中的视图示出了在第三实施方式中的具有第一外侧的转向柱。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件始终具有相同的附图标记，并且因此通常也分别仅命名或提及一次。

图1示出了相对于行驶方向从左后侧观察作为整体的转向柱1的视图。在图2中，转向柱1以相同的视角被部分分解示出；图3示出了从右后方观察的视图。

转向柱1包括具有壳体单元21的调整单元2，壳体单元保持内部套管22，转向轴23安装在内部套管中，使得转向轴能够围绕纵向轴线l旋转。用于附接这里未示出的方向盘的固定区段24位于转向轴23的后端。

壳体单元21具有右侧的第一外侧211和左侧的第二外侧221，所述第一外侧和第二外侧横向于纵向轴线l和竖直方向h沿水平方向或横向方向q侧向外指向地对置。

支撑单元3具有两个侧壁31、32，即第一或右侧侧壁31和第二或左侧侧壁32，该两个侧壁沿竖直方向h以弓形布置向下延伸。侧壁31、32具有在横向方向q上水平对置的第一和第二内侧311和321，如在图2和3中可看出的那样。为了固定在机动车的车身上，支撑单元3具有固定机构33，例如固定开口。在固定机构33周围构成环形支架331，该环形支架完全包围固定机构33。此外，在支撑单元3中设置有接片状的突起332，其在横向方向上延伸。接片状的突起332与固定机构33和环形支架331间隔开，其中环形支架331和接片状的突起332都能够与机动车辆的车身接触，使得转向柱1的振动性能由此得到改善。

壳体单元21在其前方端部区域还可围绕摆动轴35摆动地支承在支撑单元3的托架34上。为了调节高度，调整单元2可以通过向上和向下摆动来在竖直方向h上运动，如双箭头所示。

在根据图1的组装的使用状态中，壳体单元21被布置在侧壁31和32之间。

夹紧装置4包括夹紧轴41，夹紧杆42固定在夹紧轴上。夹紧轴41水平地、也就是说在横向方向q上穿过侧壁31、32的长孔36和穿过外侧211和221贯穿壳体单元21的开口25。在夹紧轴41的自由端部上固定有支座43，该支座从外部支撑在第一侧壁31上。夹紧传动装置43与该夹紧轴41配合作用，该夹紧传动装置43被设计成升降传动装置并且在外部支撑在第二侧壁32上，并且例如具有两个可相对彼此旋转的凸轮盘441和442。为了固定转向柱1，通过手动操作夹紧杆42使夹紧轴41绕其轴线旋转，其中，夹紧传动装置44引起夹紧轴41在其轴向上从第二侧壁32中向外拉出。由此，侧壁31和32在夹紧传动装置44与支座43之间以沿横向方向q作用的夹紧力f相向挤压，如在图4的横截面视图中可看到的那样。在此，将壳体单元21夹紧在内侧311和321之间，如在下面还要详细阐述的那样。

作为所述凸轮盘441、442的替代方案，夹紧传动装置44可以具有其他的传动元件，用于实现升降传动装置，例如像在现有技术中已知的用于滚动体或倾斜销的斜坡或容纳部。

在右侧的外侧211和左侧的外侧221之间，壳体单元21具有在纵向方向上延伸的槽210。槽210也可以被称为夹持槽。因此，壳体单元21形成夹紧套，内部套管22可借助于夹紧装置4夹紧在该夹紧套中，其中，槽210在固定位置中的宽度相对于在释放位置中的槽的宽度变窄。

如可从图3中得知的那样，在右侧的外侧211上构造有第一支承面51和第二支承面52，所述第二支承面包括两个子支承面52a和52b。支承面51和52关于第一外侧211突起地构造。这意味着，它们构造在向外从外侧211伸出的、长条形的贴靠凸起上，使得外侧211的其余面相对于支承面51和52回缩，也就是说，在横向方向上朝向纵向轴线l。支承面51和52在纵向上延伸，也就是说，在纵向轴线l的方向上延伸，其中第二支承面52在纵向方向上中断。

在竖直方向上，第一支承面51和第二支承面52彼此间具有间距a。

与在壳体单元21上的第一外侧211相对置的第二外侧221具有同样突起的第三支承面53，所述第二外侧在图2中的第一实施方案中示出。在所示的实施例中，长形支承面53包括两个沿纵向方向布置成一排的子支承面53a和53b。

根据本发明，第三支承面53关于竖直方向h设置在第一支承面51与第二支承面52之间的间距a中。这通过在图2中绘制的间距a来说明。优选地，第三支承面53沿竖直方向的尺寸小于或等于间距a，从而第三支承面53完全在第一支承面51与第二支承面52之间的间距a中延伸。在此，第三支承面53可基本上如所示出的那样居中地设置在第一支承面51与第二支承面52之间的间距a中。

如果夹紧装置4通过夹紧轴41的旋转借助于夹紧杆42被带到固定位置，则侧壁31和32从外部以夹紧力f被力配合地夹紧到壳体单元21上。在此，夹紧力f用于产生在第一和第二支承面51和52与第一侧壁31的对应的第一内侧311之间的摩擦配合或力配合的连接，以及在与此在力流中串联的第三支承面53与第二侧壁32的内侧321之间的摩擦配合或力配合的连接。

三个支承面51、52和53在壳体单元21上的布置由在图4中示出的横截面得知，该横截面示出从后面观察的轴向剖视图。在其中可以看出，第一(右侧)侧壁31的第一内侧311仅在第一和第二支承面51和52处接触第一外侧211上的壳体单元21，并且第二(左侧)侧壁32的第二内侧321仅在第三支承面53处接触第二外侧221上的壳体单元21。在间距a中的第三支承面53如此相对于第一和第二支承面51和52布置在空隙上，使得第三支承面53处于三角形(d)的顶角的区域中，该三角形优选为等腰三角形并示意性地以虚线绘出，并且第一和第二支承面51和52处于三角形(d)的底边的角区域中。由此实现了将壳体单元21在侧壁31与32之间三点式夹紧。在所示的等腰结构中，夹紧力f可均匀分布地引入第一和第二支承面51和52中。

在图2中所示的第三支承面53的实施方案中，该第三支承面被划分成两个在纵向上间隔开的子支承面53a和53b，在它们之间将造型部26引入到第二外侧221中。通过该造型部26，在将壳体单元21制造为铸件时防止了不利的材料堆积的形成。

图5以与图2中相同的视图示出了第三支承面53的可能的第二实施方案，其中，第三支承面53不像在图2中那样划分，而是呈条形地在纵向上连续地成型，其中，造型部26成型到第三支承面53的面延伸部中。

图6以与图3中相同的视图示出了第三支承面53的可能的第三实施方案，其中，与图2中所示的实施方案不同，第三支承面53的整个面延伸部被填充为平坦的，即，不存在如图2或图3中那样的造型部26。该实施例在铸造技术上要求更高，但是可以很好地实现为板材成型件，其中，连续成型的第三支承面53形成一种用于加强的筋，该筋以有利的方式提高了壳体单元21的形状稳定性。

在根据图3的第一外侧211的第一实施方案中，第二支承面52被分成两个在纵向上间隔开的子支承面52a和52b，用于夹紧轴41的开口25位于所述子支承面之间。一方面，使夹紧力f直接引入到第二支承面52的区域中，另一方面该构造对铸造技术方面有利。第一支承面51在竖直方向h上优选如所示出的那样位于与纵向轴线l相同的高度位置中。

图7以与图3中相同的视图示出第二支承面52的第二可能的实施方案。在此，为了优化制造，在第一外侧211内在第一支承面51和第二支承面52之间的间距a中引入纵向连续的凹部27。当壳体单元21作为铸件制造时，由此可以减少材料堆积，在板材成型件中，凹部27可以形成加强筋。与图2不同，第二支承面52沿纵向呈条状连续地构成，其中，开口25位于第二支承面52的面延伸部之内。由此，与图1至4的实施方案相比，可以增大支承的有效接触面。

图8以与图3相同的视图示出了第三可能的实施例，该实施例在原理上与图7的实施例相同，其中省略了凹部27。

附图2、4和5中所示的包括第一支承面51和第二支承面52的第一外侧211的不同实施方案可以与附图3、7和8中所示的具有第三支承面53的第二外侧221的不同实施方案任意地组合。

在所示的实施方式中，第三支承面53在竖直方向h上的尺寸大于第一支承面或第二支承面51或52中的任意一个，然而优选小于或等于第一支承面和第二支承面51和52在该竖直方向上的尺寸之和。

附图标记说明

1转向柱

2调整单元

21壳体单元

210槽

211第一外侧

221第二外侧

22套管

23转向轴

24固定区段

25开口

26造型部

27凹部

3支撑单元

31第一侧壁

311第一内侧

32第二侧壁

321第二内侧

33固定机构

34托架

35摆动轴

36长孔

4夹紧装置

41夹紧轴

42夹紧杆

43支座

44夹紧传动装置

441、442凸轮盘

51第一支承面

52第二支承面

52a，b子支承面

53支承面

53a，b子支承面

a间距

l纵向轴线

h竖直方向

f夹紧力