CN104105632B - 滑动套筒坯件和具有由该坯件制成的滑动套筒的机动车转向心轴装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造滑动套筒（1）的滑动套筒坯件（1’），该滑动套筒用于机动车转向心轴的转向心轴轴体（10），其中所述滑动套筒坯件（1’）具有筒形形状并且在一端部上具有带凸缘（4）的区段（6），从该凸缘起沿径向伸出的翼状接片（5）朝向端部方向延伸。滑动套筒坯件（1’）是冷挤压构件，该冷挤压构件在所述区段（6）上具有在该区段（6）的部分长度上延伸的预制齿部（3）。

Description

滑动套筒坯件和具有由该坯件制成的滑动套筒的机动车转向 心轴装置

技术领域

本发明涉及一种滑动套筒坯件，该滑动套筒坯件适用于由其为机动车转向心轴装置的转向心轴轴体实现滑动套筒，本发明还涉及机动车转向心轴装置本身。

背景技术

已知的转向心轴装置具有转向心轴轴体和滑动套筒，所述转向心轴轴体包括在端侧具有外齿部的轴区段，滑动套筒在其大部分长度上具有内齿部。滑动套筒的内齿部在转向心轴装置中与转向心轴轴体的外齿部可移动地啮合。为实现尽可能直接地传递转向心轴的转向力矩并同时在滑动套筒和转向心轴轴体之间建立在运行中安静工作的连接，转向心轴轴体一般利用塑料包覆注塑。

滑动套筒的齿部通过锻造产生是已公开的，因为由此可以实现高精度设计的齿。在锻造中，向空心的滑动套筒中插入具有齿状轮廓的芯件，然后从外部沿径向利用锻造加工套筒，其中套筒的内轮廓形成芯件的齿轮廓，而同时套筒的横截面变小。套筒的外轮廓仍保持光滑。

由于结构上的原因，这种类型的滑动套筒在安装状态下在指向扭转减振器方向的端部上设有凸缘，在该凸缘的连接部上设有翼状接片，所述套筒借助该翼状接片埋入到位于转向心轴装置端部的扭转减振器上的相应的空隙中。由此使套筒处于规定的角位置。

在扭转减振器上构成止挡的该凸缘位于如下的区段中：直至该区段的开端处能借助锻造进行加工。在存在翼状件和凸缘的区域中不能从外部进行锻造。

由此，由上述的齿部所生成的滑座在滑动路径方面是有限的。这一点之所以是有缺点的，是因为在将发动机装入车辆时转向心轴应当尽可能远地后撤，以使其不会与发动机产生干涉。在此同时必须保持转角位置不变，以能够毫无阻碍地将转向心轴安装到转向传动机构上。

但如果转向心轴相应后撤，那么这个要求就不能实现，这是因为由于在滑套的一个端部上缺少内齿部而使转向心轴能自由转动。

原则上，金属质的空心筒状精密件可以不是通过锻造而是以冷挤压方法成型。这种类型的方法在DE10 2005 033 188 A1中得到公开。在此使用棒料作为原材料并且在对其修整后制成坯料件，该坯料件在外部的周向表面上被切削并被加工出内孔。通过冷挤压，该坯料件可以成型成具有所希望的内部和外部几何结构并被提供外齿部。

一种长度可变的、在安装发动机时自身可以后撤的转向心轴在DE19750005 C1中得到公开：在此，该长度可变的转向心轴具有至少两个同轴设置的、轴向可移动的管件，其中一个管件形状锁合地设置以用于传递转矩。内部型材和外部型材的外、内周轮廓由具有交替的曲率半径的弯曲部构成；在这两个型材间存在延伸的间隙。在该间隙中容纳有由高分子材料制成的滑动套筒，该滑动套筒沿其周向轮廓仅局部地并且交替地贴靠在型材的界定出该间隙的壁部上。所述滑动套筒交替地贴靠在内部型材的凸出部段和外部型材的凹入部段上。

发明内容

基于现有技术所要解决的技术问题是：提供一种结构简单且有利于制造的转向心轴装置，当转向心轴沿滑动套筒轴向移位的情况下该转向心轴装置仍允许保持心轴在转向传动机构上的转角位置。

由具有以下给出的特征的滑动套筒坯件提供解决该技术问题所需的滑动套筒。

由具有以下给出的特征的机动车转向心轴装置来解决提供得到改进的转向心轴装置的技术问题。

以下还列出根据本发明的转向心轴装置的改进方案。有利地，在根据本发明的转向心轴装置中，滑动套筒的预制齿部和锻造的内齿部各具有至少一个缺齿并且转向心轴轴体的外齿部具有至少一个组齿，其中根据缺齿和根据转向心轴轴体的预定的转角位置来对组齿定位进行选择。

为实现根据本发明的机动车转向心轴装置，根据本发明首先提出了滑动套筒坯件，该滑动套筒坯件可以为机动车转向心轴装置的转向心轴轴体提供滑动套筒。该坯件具有筒形形状并且在它的一端部上具有一区段，该区段具有环绕的凸缘和从该凸缘起一直延伸到套筒端部的径向伸出的翼状接片。

根据本发明的滑动套筒坯件在此是在制造时直接获得内齿部的冷挤压构件，所述内齿部在上述区段的部分长度上延伸。该区段是那种不进行锻造加工的区段。

这样，由根据本发明的滑动套筒坯件提供了一种构件，该构件能在进一步加工时以已知方式利用锻造成型为具有另外的、锻造的齿部的滑动套筒。

因此，由根据本发明制成的滑动套筒坯件提供的滑动套筒具有两个内齿部：即从滑动套筒一个端部延伸至具有凸缘的区段的第一内齿部，其中该第一内齿部由锻造制造；和第二内齿部，也就是所谓的预制齿部，该第二内齿部处于与第二端部相邻的区段中。这样实现了一种滑动套筒，该滑动套筒几乎在其整个程度上具有内齿部并且可以为转向心轴轴体提供更长的、受引导的滑动路径。

根据本发明的机动车转向心轴装置包括这种带有外齿部的转向心轴轴体和滑动套筒，所述外齿部是转向心轴的一部分，转向心轴轴体能以轴向可动的方式被接纳在滑动套筒中。所述滑动套筒具有优点地由根据本发明的滑动套筒坯件制成并由此具有已知的、锻造的内齿部，所述内齿部从滑动套筒的第一端部朝向靠近第二端部的区段的方向延伸，所述区段具有凸缘和沿径向伸出的翼状接片。在转向心轴装置的装入位置中，锻造的内齿部与转向心轴轴体的外齿部滑动啮合。

此外，根据本发明的转向心轴轴体在所述区段的部分长度上具有根据本发明的预制齿部，该预制齿部在转向心轴轴体的安装位置中与外齿部啮合。在此，转向心轴轴体在装入位置中通过啮合而占据的转角位置或者说利用其使转向心轴轴体定位的转角位置通过转向心轴轴体从锻造的内齿部到预制齿部的过渡而得到保持。

转向心轴轴体的外齿部的长度可以具有优点地被选择成，即转向心轴轴体在从装入位置过渡到安装位置时不间断地通过滑动套筒的锻造的内齿部和预制齿部引导。

转向心轴轴体的外齿部可以通过包覆注塑来提供。

此外，滑动套筒的预制齿部可以具有如下的齿参数：使得在安装结构中在预制齿部和外齿部之间提供公差补偿间隙。由此补偿例如尤其通过冷挤压方法产生的制造公差。

另一种补偿制造公差的可能方案可以通过使锻造区域中的齿部在滑动套筒中具有缺齿来实现。这样可以在锻造区域中使转向心轴轴体具有组齿/齿块(Blockzahn)。而在滑动套筒的预制齿部区域中只有一个缺齿。

所述的优点和其他优点由下面借助附图的说明显现出。

附图说明

在说明中对附图的引用起到辅助说明和方便理解对象的作用。基本相同或相似的对象或对象部分可以具有同一附图标记。附图仅是本发明的实施方式的示意图。

其中示出：

图1示出根据本发明的滑动套筒坯件的纵剖面图，

图2示出根据本发明的滑动套筒的纵剖面图，

图3示出根据本发明的滑动套筒的纵向视图，

图4示出根据本发明的滑动套筒的纵剖面图，其中插入了转向心轴轴体，

图5a示出在锻造区域中的滑动套筒齿部的透视俯视图，

图5b示出预制齿部的透视俯视图，

图5c示出图5b的细节图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的滑动套筒坯件1’，其适用于被进一步加工成在图1中以侧剖面示出并且在图2中以侧视图示出的滑动套筒1。该滑动套筒坯件是冷挤压构件，其设计为空心筒并在其一个端部上具有其中设有凸缘4的区段，翼状接片5如图3所示地从该凸缘起直至端部沿径向延伸出来。

借助所述翼状接片，如图2至图4所示的成品套筒埋入图4所示的扭转减振器15中。为此在扭转减振器15中设有与翼状接片5接合的相应间隙，由此使滑动套筒1处于规定的角位置。同样如图4所示，凸缘4在此构成了扭转减振器上止挡。

如由现有技术已知的，滑动套筒1本身具有锻造的内齿部2，所述内齿部以如下方式在滑动套筒坯件1’中实现：利用已知的锻造方法可以高精度地制造内齿部2，其方法是将一具有齿状轮廓的芯件插入空心的滑动套筒坯件1’中。这时便可以在径向上从外部锻造加工滑动套筒坯件1’，其中滑动套筒的内轮廓形成芯件的齿部轮廓。在此如图2、3、4所示，滑动套筒坯件1’的横截面减小并形成成品套筒的形状。出于结构原因，在锻造中出现过渡区，使得滑动套筒1的由于锻造而变细的横截面朝向凸缘4的方向稍呈漏斗形地拓宽。

该过渡部经凸缘一直到带翼状接片5的滑动套筒1端部的区域在下文中被称为区段6。在该区段中不能利用锻造来制造内齿部。因此根据本发明，滑动套筒坯件1’直接作为冷挤压构件被制成，该冷挤压构件在区段6上具有在区段6的大部分长度上延伸的预制齿部3。术语“预制齿部”表明：该预制齿部3在锻造的内齿部2前被制成。

由此可以按照本发明制造出几乎在其整个长度上具有内齿部2的滑动套筒1，其中实现了根据本发明的转向心轴装置的加长的滑座，在该转向心轴装置中，作为转向心轴的一个区段并具有外齿部11的转向心轴轴体10如图4所示在滑动套筒1中以轴向可动的方式插入到滑动套筒1的具有锻造的内齿部2的区段中。

该改善的滑动路径的意义在于，在将发动机装入车辆时为避免转向心轴装置与发动机相干涉而应当使转向心轴尽可能远地后移。但是转向心轴的预先设定的转角位置为了使心轴不受阻碍地安装到转向机构上而必须得到保留。这只有在转向心轴轴体始终在滑动套筒中被引导时才能得到确保。根据本发明的机动车转向心轴装置达到了这一要求，该转向心轴装置提供了具有几乎连续的内齿部2的滑动套筒1。这样，转向心轴在插入到所述滑动套筒1中以后在任何时间点上都不能再自由转动。在此可设想：内齿部2以简单的构造方式由相应两个彼此沿直径相对设置的齿组成，其中每一对的齿较为接近地并排设置，使得外齿部11的相应一个齿能带有间隙地啮合到这两个齿之间的齿缺中。

之所以这样，是因为在转向心轴装置的装入位置中，锻造的内齿部2与转向心轴轴体10的外齿部11相啮合；并且在转变到发动机安装位置时——在该位置中后撤的转向心轴轴体在滑动套筒1中朝向扭转减振器15的方向移动——转向心轴轴体10直接从滑动套筒1的锻造的内齿部2进一步移动到预制齿部3。该转向心轴装置由此具有加长的滑动路径，在该加长的滑动路径中同时具有可靠的引导。可以如技术人员已知地那样，例如通过设置一沿周向围绕转向心轴轴体设置的安装止挡环来实现所希望的滑动路径限制。

如图4进一步所示，套筒1局部地被密封环13包围，该密封环上滑动地座置有一轴圈/皮碗(Manschette)，该轴圈为转向心轴装置穿过机动车驾驶室驾驶室端壁的通道隔离发动机排热和噪音。

图5a-5c示出滑动套筒1的锻造的内齿部区域，所述滑动套筒在此具有缺齿12，以提供一定的间隙来补偿制造公差。作为与缺齿对应的元件，可以在转向心轴轴体10上设有未示出的组齿。由于转向心轴轴体10具有也可以提供齿部的塑料包覆部，所以组齿可以由塑料构成。这种类型的塑料包覆部尤其利于尽可能直接地传递转向力矩以及在转向心轴和滑动套筒之间建立尽可能安静的连接。

如图5b进一步所示，在预制齿部的区域中在滑动套筒1中同样可以存在缺齿12。由此并通过区段6中的更大的预制齿部3，可以使制造公差得到补偿，因此这种结构可能是需要的，这是因为作为冷挤压构件的滑动套筒坯件的冷成型在必要时实现的预制齿部不如通过锻造制造的内齿部精确。

图5b中的细节图示出，通过在滑动套筒1的相应选择的齿参数和由此产生的——尽管引导可靠仍然提供的——公差补偿间隙中，而产生一定的间隙来缓解所述的制造公差。

这样确保了：利用根据本发明的机动车转向心轴装置在转向心轴从装入位置到安装位置的过渡中所希望的转角位置在任何时候都被保持。

此外根据本发明的加长的滑动路径有助于补偿车辆公差，从而在车辆运行中能够补偿较小的运动。

Claims (6)

1.一种用于制造滑动套筒(1)的滑动套筒坯件(1’)，该滑动套筒用于机动车转向心轴的转向心轴轴体(10)，其中所述滑动套筒坯件(1’)具有筒形形状并且在一端部上具有带凸缘(4)的区段(6)，从该凸缘起沿径向伸出的翼状接片(5)朝向端部的方向延伸，其特征在于，所述滑动套筒坯件(1’)是冷挤压构件，该冷挤压构件在所述区段(6)上具有在该区段(6)的部分长度上延伸的预制齿部(3)。

2.一种机动车转向心轴装置，所述机动车转向心轴装置具有带外齿部(11)的转向心轴轴体(10)和滑动套筒(1)，所述转向心轴轴体(10)能被接纳在该滑动套筒中，其中滑动套筒(1)具有锻造的内齿部(2)，该内齿部从滑动套筒(1)的第一端部朝向靠近第二端部的区段(6)的方向延伸，所述区段具有凸缘(4)，从该凸缘起沿径向伸出的翼状接片(5)朝向第二端部的方向延伸，

其中在转向心轴装置的装入位置中，锻造的内齿部(2)在机动车中与转向心轴轴体(10)的外齿部(11)相啮合，

其特征在于，

滑动套筒在所述区段(6)的部分长度上具有预制齿部(3)，该预制齿部在转向心轴轴体(10)的安装位置中与外齿部(11)啮合，

其中，转向心轴轴体(10)在装入位置中通过啮合而处在的角位置通过转向心轴轴体(10)从锻造的内齿部(2)向预制齿部(3)的过渡而得到保持。

3.根据权利要求2所述的机动车转向心轴装置，其特征在于，转向心轴轴体(10)的外齿部(11)的长度被选择成，使得转向心轴轴体(10)在从装入位置向安装位置过渡时不间断地通过滑动套筒(1)的锻造的内齿部(2)和预制齿部(3)来引导。

4.根据权利要求2所述的机动车转向心轴装置，其特征在于，转向心轴轴体(10)的外齿部(11)通过包覆注塑来提供。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的机动车转向心轴装置，其特征在于，所述滑动套筒(1)的预制齿部(3)的齿参数在安装结构中在预制齿部(3)和外齿部(11)之间提供公差补偿间隙。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的机动车转向心轴装置，其特征在于，滑动套筒(1)的预制齿部(3)和锻造的内齿部(2)各具有至少一个缺齿(12)并且转向心轴轴体(10)的外齿部(11)具有至少一个组齿，

其中根据缺齿(12)和根据转向心轴轴体(10)的预定的转角位置来对组齿定位进行选择。