CN108778894B - 用于机动车辆的转向柱和用于制造转向柱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1),该转向柱包括:具有套筒管(21)的套筒单元(2),套筒单元具有至少一个夹持部分(23),该夹持部分具有沿纵向轴线(22)的方向延伸的槽(7);夹持套环(4),夹持套环(4)具有两个腿部(41a、41b),所述两个腿部横向于纵向轴线(L)彼此相对设置并且通过弧形部分(42)相互连接,并且套筒管(21)的夹持部分(23)至少部分地容置在所述腿部之间;布置在套筒管(21)中的致动单元(3),该致动单元具有围绕纵向轴线(22)可旋转地安装在致动单元中的转向轴(31);夹持装置(6),夹持装置(6)在固定位置将夹持套环(4)夹持在套筒管(21)上,其中,夹持装置(6)在固定位置将腿部(41a、41b)横向于纵向轴线(22)朝向彼此推压。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱,该转向柱包括:
具有套筒管的套筒单元,该套筒单元包括至少一个夹持部分,该夹持部分具有沿纵向轴线的方向延伸的槽;
夹持套环,该夹持套环具有两个腿部,所述两个腿部横向于纵向轴线而彼此相对设置并且通过弧形部分相互连接,并且套筒管的夹持部分至少部分地容置在所述两个腿部之间;
布置在套筒管中的致动单元,该致动单元具有围绕自身的纵向轴线可旋转地安装在致动单元中的转向轴;
夹持装置,该夹持装置在固定位置将夹持套环夹持在套筒管上,其中,夹持区域被夹持在致动单元上并将致动单元相对于套筒管在纵向轴线的方向上固定,并且夹持装置在释放位置松开夹持套环并且释放致动单元相对于套筒管的在纵向轴线的方向上的调整,
其中,夹持装置在固定位置将腿部横向于纵向轴线而朝向彼此推压。
本发明还涉及一种制造用于转向柱的套筒管以及制造转向柱的方法。
背景技术
为了使方向盘位置适应于机动车辆的驾驶员的就座位置,已知长度可调节的转向柱,在该转向柱中,附接在转向轴的后端部上的方向盘可以沿纵向方向——即,沿车辆内部的转向柱纵向轴线的方向——定位。
为此,致动单元以在纵向方向上可伸缩调节的方式设置在套筒管中,套筒管也被称为外套筒管或导引套筒并且借助于安装或支撑单元连接至车身。借助于可释放的夹持装置,致动单元可以被紧固、即以可释放的方式固定在沿着纵向轴线的不同纵向位置中。
在通用型转向柱的——例如从JP 2011 105122A已知的通用型转向柱——的情况下,固定是借助于夹持套环实施的,该夹持套环在夹持部分中包围套筒管。也被称为紧固装置的夹持装置在固定位置中通过夹持力将夹持套环的腿部朝向彼此推压,因此,夹持套环被夹紧并被夹持在套筒管上,套筒管在此过程中于夹持部分中被径向压缩,夹持部分借助于槽而被纵向分开。因此,致动单元被径向夹持在夹持部分中并且在纵向方向上以摩擦接合的方式相对于套筒管固定。在打开状态——打开状态也被称为释放位置或断开接合位置——下,施加在腿部上的夹持力被释放,因此夹持套环被松开并释放夹持部分以使得套筒管与致动单元之间的摩擦接合被释放并且使得致动单元相对于套筒管在纵向方向上的移位是可能的以设定方向盘位置。
在所述JP 2011 10522A中,夹持套环在夹持期间被夹紧,其中,腿部在径向方向上被朝向彼此推压并且因此被从外部推压成在夹持部分中抵靠套筒管。因此,夹持力可以被从夹持套环传递至致动单元,其中,夹持部分的被纵向槽分开的周向区域被推压成抵靠致动单元的外侧部并以摩擦接合的方式连接至该外侧部。然而,不利的是,从夹持套环至夹持区域的力施加主要是在径向方向上进行的并且因此会产生可变地分布在夹持部分的周向上的高局部表面压力。因此,夹持力以相对低等级的效率被传递至套筒管与致动单元之间的摩擦副上。因此,必须施加相对高的夹持力以实现致动单元的可靠固定。
根据前述问题,本发明的目的在于提供一种在序言中提到的能够实现致动单元在套筒管的夹持部分中的改进的且更均匀的夹持的这种类型的转向柱。
发明内容
为了解决上述问题,根据本发明提出了驱动元件布置在套筒管上且在槽的相对设置的边缘区域中,并且腿部在其彼此面对的侧部上具有接触元件,该接触元件在固定位置能够横向于纵向轴线而压靠在驱动元件的彼此背离的外侧部上。
根据本发明,布置在槽的两侧的驱动元件附接或形成在夹持部分上或夹持部分中。驱动元件从套筒管的外周部沿径向向外突出。驱动元件可以优选地布置成直接紧邻槽,即沿槽的在周向方向上彼此相对的边缘区域布置,使得在槽宽度——也就是说横向于纵向轴线,即,在周向方向上,测得的槽的宽度——的间隙内,驱动元件包括彼此相对的内侧部。
驱动元件可以设计为径向突出的突出部,其可以在槽的轴向长度的一部分上的某些部段或在槽的轴向长度的整个长度上延伸。相对于槽,驱动元件在每种情况下在周向方向上成对布置,即横向于纵向轴线相对地设置,其中,驱动元件包括在每种情况下相对地设置在槽的两侧的彼此面对的内侧部以及在周向方向上背向槽的外侧部,该外侧部在每种情况下包括外表面区域,该外表面区域具有向外指向的表面法向部,该表面法向部基本上与套筒管的外周相切,如沿槽观察到的。
如沿周向方向观察的,驱动元件的外侧部在每种情况下背向槽定位,即相对设置的驱动元件的外侧部在周向方向上彼此背离。如从套筒管的纵向轴线观察到的,外侧部主要(main)沿径向向外延伸成使得外侧部覆盖平行于纵向平面的表面区域,纵向轴线位于纵向平面中,并且纵向平面延伸穿过槽。
根据本发明,对应于驱动元件的接触元件布置在夹持套环上。接触元件定位在腿部的在周向方向上彼此面对的内侧部上,使得槽和位于槽的边缘上的驱动元件位于在周向方向上相对设置的接触元件之间。在这种情况下,接触元件从腿部突出成使得相对于夹持部分的外周,接触元件主要在相对于套筒管的外周的切向方向上朝向驱动元件定向。其结果是,在夹持装置的固定期间,接触元件以及腿部的在此过程中待沿周向方向移动至彼此的内侧部也都将移动至彼此,即,基本上在槽的区域中沿相对于套筒管的周部的切向方向移动至彼此。在该过程中,接触元件在每种情况下接触在周向方向上——即,在相对于夹持部分的外周的切向方向上——相对设置的驱动元件的外侧部。因此,在夹持装置的固定期间,接触元件使在周向方向上彼此相对的驱动元件在周向方向上朝向彼此移动。
因此,在该过程中,来自夹持装置的夹持力根据本发明通过夹持套环的腿部并且通过夹持装置的接触部分主要沿周向方向或者沿与套筒管的驱动元件相切的方向传递,使得槽的相对设置的边缘区域朝向彼此被牵拉。换句话说,根据本发明,夹持力作用在槽宽度方向上的边缘区域上,即,夹持力直接影响槽宽度的减小。因此,夹持力作为张紧力被引入到夹持区域中的套筒管的周部中。因此,夹持区域被夹持成几乎在其整个周部上平坦地抵靠致动单元的外周部,从而减小槽的宽度。以这种方式,确保了夹持力从夹持装置经由夹持套环到夹持部分以及从夹持部分到致动单元的更有效的传递。
由于根据本发明的沿与周部相切的方向引入夹持部分中的夹持力,因此与现有技术中主要引入径向力的情况下的不均匀的高表面压力相比,也实现了在周部上的有利的更均匀的力引入。
夹持套环优选地可以是大致U形的设计。大致U形的理解是通过弧形部分相互连接的腿部以±10°定向成彼此平行。腿部彼此相距一定距离,其中,在腿部之间形成单个间隙。
夹持部分优选地仅包括单个槽。由于夹持装置从释放位置转换到固定位置,因而该槽变窄。
在有利的改进方案中,可以使得套筒管的驱动元件和套环的接触元件可以通过焊接相互连接。在焊接操作之后,可以提供将心轴插入到套筒管中以精确地确定套筒管的内径。换句话说,在焊接之后,可以提供套筒管的内径的校准,以补偿由焊接引起的变形。
驱动元件优选地可以从套筒管沿径向向外突出。驱动元件包括在槽的两侧上的相对设置的内侧部,该内侧部优选地在槽宽度的间隙内彼此隔开一定距离并且包括具有基本朝向彼此定向的表面法向部的内表面区域。在驱动元件的在切向或周向方向上背离槽的外侧部上,表面区域形成为具有彼此背离地定向并且主要相对于套筒管切向地指向槽的边缘区域的表面法向部的驱动表面,表面法向部基本上可以在切向方向上与接触元件接触。
本发明的有利实施方式提供了至少一个驱动元件在槽的边缘区域的至少一部分中被设计为套筒管的弯折部。在这种情况下,驱动元件由槽的在纵向轴线的方向上——即在纵向方向上——延伸的轴向边缘区域形成,该轴向边缘区域至少在相对于纵向轴线的某些部分中向外弯折或翻转,使得边缘区域的弯折圆形边缘部分形成驱动元件。弯折部可以大致在90°+/-20°的区域内制成,使得相对设置的弯折边缘表面区域基本上彼此平行并且平行于纵向平面,该纵向平面延伸穿过槽,并且纵向轴线位于该纵向平面中。
例如借助于弯折或折回、压花、压缩、卷曲等,通过在槽的边缘区域中形成套筒管,驱动元件可以与套筒管一体设计。换句话说,驱动元件和套筒管是一件式整体部件。替代性地,肋部、凸缘或另一突出部可以固定在套筒管上。
如果套筒管设计为薄壁钢管,无论是作为无缝管还是作为金属板成形部件,都可以优选地进行套筒管的壁的弯折。因此,对于生产工程,可以通过沿径向向外的方向弯折的壁区域或金属板部分而特别高效地形成驱动元件。
套筒管可以优选地由钢或铝合金制成。
本发明的一个实施方式可以提供,至少一个接触元件从腿部横向于纵向轴线在周向方向上径向向内突出。在这种情况下,可能的是,至少一个接触元件形成在至少一个腿部的朝向套筒管折回的端部区域上。根据本发明,接触元件被添加在腿部的内侧部上,所述腿部的内侧部彼此面对并且在夹持装置的夹持期间朝向彼此移动。在这种情况下,接触元件优选地向内突出达到使得在夹持装置的放松状态下接触元件已经抵靠驱动元件的外侧部的程度。这可以通过例如使腿部的自由端上的端部部分向内形成——例如径向向内折回——来实现。然后,接触元件的实际接触区域可以形成在成形区域的边缘上,使得根据本发明,接触元件的实际接触区域可以通过驱动元件的外侧部上的驱动表面在切向方向上接触驱动元件。
有利的是,夹持套环设计为金属板成形部件,优选地设计为单件式整体部件。这使得能够合理地生产和灵活地成形。腿部可以与弧形部分一起形成在金属板坯上。此外,腿部的自由端部区域可以径向向内折回,其中,可以在端部上进行进一步的成形以使其指向套筒管以形成接触元件。通过进一步成形,尤其可以确保在夹持腿部期间,接触元件可以在切向方向上朝向相对应的驱动元件可靠地移动。
夹持部分优选地形成在套筒管的端部区域中。然后,槽可以形成为在平行于纵向轴线的纵向方向上延伸并且朝向套筒管的一个端部敞开的槽。因此,纵向槽从套筒管的一个端部延伸并且可以以特别简单的方式从端面沿纵向方向延伸形成、例如通过铣削。
夹持部分优选地具有限定的内径,该内径相对于致动单元的外径在径向方向上具有限定的公差。因此,在转向柱的固定期间可以实现限定的夹持行为。套筒管的在夹持部分中的内径优选地在生产期间被校准。
为了将转向柱附接在车辆中,套筒管可以被支撑在支撑单元的两个侧颊板之间,支撑单元可以附接至车身。这种支撑单元是已知的并且通常包括两个侧颊板,所述两个侧颊板横向于纵向轴线突出并且还横向于纵向轴线彼此相对并且可以将套筒管容置在它们之间。由于下述事实,套筒管可以以摩擦接合的方式固定在支撑单元上:侧颊板可以借助于夹持装置、通常通过所述的用于纵向调节的夹持装置被朝向彼此夹持并且因此从外侧抵靠套筒管。在这种情况下,套筒管可以通过其背对方向盘的前端区域以绕枢转轴线可枢转的方式安装并且可以在侧颊板的范围内的不同位置处进行固定,使得可以实现对方向盘位置的高度调节。在根据本发明的转向柱的情况下,侧颊板可以从外侧、优选地在腿部的区域中抵靠夹持套环。在借助于夹持装置进行固定期间,夹持套环因此固定在支撑单元上,套筒管以所述方式固定在夹持套环上并且致动单元固定在套筒管中。
本发明的一个有利的实施方式提供了一种如下的夹持装置:该夹持装置包括夹持销,夹持销横向于纵向轴线穿过腿部并连接至配对支承件和夹持齿轮,其中,配对支承件被支撑在一个腿部的外侧部上并且夹持齿轮被支撑在另一个腿部的外侧部上。夹持齿轮本身可以以已知的方式设计为提升齿轮,该提升齿轮从外侧被支撑在一个腿部上并且在操作元件的操作期间通常作为可手动操作的夹持杆而对夹持销施加向外的夹持力。因此,夹持销经由被支撑在另一个腿部的外侧部上的配对支承件而将该另一个腿部朝向该一个腿部拉动。因此,夹持套环以摩擦接合的方式被夹持在腿部之间。这种夹持装置原理上是已知的并且作为提升齿轮可以包括将夹持销的旋转转换成夹持行程或夹持力的例如楔形齿轮、凸轮齿轮或倾斜销齿轮。
作为操作杆的替代方案,夹持装置也可以借助于机动驱动装置进行操作。
在本发明中,夹持销优选地被导引穿过相对设置的腿部中的开口,这些开口位于端部区域附近。
夹持销优选地正交于纵向轴线设置并与纵向轴线相距一定距离。
当套筒管被保持在支撑单元中时,夹持销可以穿过支撑单元的侧颊板。侧颊板优选地包括长形孔,夹持销被导引穿过该长形孔并且夹持销可以在该长形孔中沿竖向方向移位以对高度位置进行调节。
槽可以在至少一个端部上包括沿周向方向加宽的部分。加宽部分在位于套筒管的纵向延伸范围内的槽的端部区域中可以包括沿周向方向横向于纵向延伸范围延伸的槽区域,使得槽具有T形设计。因此,实现了下述效果:在对夹持单元上的夹持部分的通过槽而彼此分开的区域进行夹持期间,在槽的端部区域中没有产生不期望的高材料应力。由此还实现了固定位置中的更均匀的夹持。
本发明还涉及一种用于制造用于转向柱的套筒管的方法,套筒管包括具有槽的夹持部分,所述槽从套筒管的一个端部沿纵向轴线的方向延伸,其特征在于下述步骤:
-提供具有粗略内径和粗略外径的管部分,
-从一个端部沿轴向方向将槽引入到管部分中,其中,槽在其相对设置的边缘区域之间横向于纵向延伸范围而具有粗略槽宽度并且在轴向方向上具有槽长度,
-将槽的边缘区域沿径向向外弯折,以形成从管部分沿径向向外突出的驱动元件,其中,槽在驱动元件之间具有标称槽宽度。
管部分在套筒管的长度中作为坯料被提供,槽被首先从轴向方向——在下文中,轴向方向被同义地称为纵向方向——上的端部例如通过铣削被引入管部分中,其中,铣削的宽度被称为粗略槽宽度。管部分的粗略内径最初不必精确地适配致动单元的外径,可以使用具有通常尺寸公差的常规标准管材料。
接下来,相对设置的边缘区域沿着弯折边缘沿径向向外弯折、优选地弯折90°+/-20°的弯折角度,其中,弯折边缘平行于纵向方向上的边缘延伸。弯折边缘区域的轴向长度小于或等于槽长度。
弯折边缘区域从管部分的外径沿径向向外突出并形成根据本发明的驱动元件。槽在这些驱动元件之间延伸,换言之,在沿周向方向观察驱动元件时,驱动元件在槽的两侧上彼此相对设置,其中,驱动元件的内侧部彼此面对。驱动元件的外侧部设置在驱动元件的在周向方向上彼此背对的侧部处并且因此也背对槽,如上所述,外侧部包括能够在周向方向上或切向地接触的驱动表面。
上述方法的实施可以优选地通过成形工具来执行,该成形工具包括具有径向突出的成形楔入件的心轴,成形楔入件的宽度对应于标称槽宽度(加上弹性回复),为了弯折边缘区域,将心轴从夹持部分长度上的端部沿轴向方向插入管部分中,其中,成形楔入件沿纵向方向移动通过槽。
将成形工具与心轴沿轴向方向插入套筒管的敞开的管横截面中,并且成形工具在管部分的敞开的端部中插入期望的夹持部分长度,该夹持部分长度小于或等于槽长度。在这种情况下,成形楔入件沿纵向方向移动通过槽。由于成形楔入件的宽度大于粗略槽宽度并且槽的边缘区域不能朝向心轴沿径向向内偏转的事实,因而边缘区域沿径向向外弯折以形成驱动元件。
根据本发明的方法的优点在于,在单个成形步骤中,通过成形工具与心轴和成形楔入件的轴向运动,可以在套筒管的夹持部分中形成驱动元件以实现根据本发明的转向柱。
根据本发明的方法的有利改进包括:
-将管部分在夹持部分长度上沿径向方向压缩至标称内径,该标称内径小于粗略管内径。
标称内径对应于致动单元的外径加上预定间隙。在压缩期间,套筒管在夹持部分中被校准至致动单元的尺寸。
替代性地,也可以规定标称内径小于致动单元的外径,标称内径和致动单元的外径优选地相对于彼此具有较小的余量。因此,当夹持装置处于释放位置时,可以实现致动单元在套筒管中的低间隙或无间隙的坐置。
该方法步骤可以通过包括护套的成形工具以特别有利的方式实施,护套同轴地包围心轴,其中,心轴具有与标称内径相对应的外径,并且护套具有与管部分的外径相对应的内径,管部分在夹持长度内被压缩至标称内径。
为了进行制造,成形工具如上所述的那样沿轴向方向朝向套筒管坯料的端部移动夹持部分长度。由于护套,管端部在这种情况下被径向压缩直到其内周抵靠心轴为止。以此方式,套筒管内径在夹持部分中被校准至心轴外径,心轴外径对应于夹持部分的预期的标称内径。在径向压缩期间,套筒管壁趋于沿周向方向扩展到槽的冗余宽度中、但其开始抵靠沿着槽移动的成形楔入件,因此套筒管壁沿径向向外弯折。
以此方式,套筒管可以在夹持部分中被校准,并且驱动元件可以在一个制造步骤中使用根据本发明的轴向成形工具以特别合理的方式形成。
接下来,
-在槽的端部区域中引入加宽部分,加宽部分在周向方向上的宽度大于粗略槽宽度或标称槽宽度,例如,可以通过机加工比如铣削等来执行该步骤。因此,槽获得T形形状,因此减小了在进行固定期间在槽的端部区域中产生的材料应力。
附图说明
在下文中参照附图更详细地描述本发明的有利实施方式。详细地,在附图中:
图1以立体图示出了根据本发明的转向柱,
图2以局部分解图示出了根据图1的转向柱,
图3示出了根据图2的转向柱的细节视图,
图4以分解图示出了根据图3的细节视图,
图5示出了根据图1的转向柱的横截面图,
图6示出了根据图1的转向柱的夹持部分的横截面图,
图7a示出了处于第一制造状态(套筒管坯料)的套筒管的示意性纵向视图,
图7b示出了根据图7a的套筒管的横截面,
图8a示出了处于第二制造状态的套筒管的示意性纵向视图,
图8b示出了根据图8a的套筒管的横截面,
图8c示出了根据图8a的成形工具的横截面,
图9示出了处于第三制造状态的套筒管的示意性纵向视图,
图10示出了在根据图9的制造状态之后的制造步骤中的套筒管的另一示意性纵向视图,
附图10a、10b示出了接着将成形工具从套筒管的夹持部分中收回的示意图,
图11示出了处于第四制造状态的套筒管的示意性纵向视图。
具体实施方式
在各个图中,相同的部件始终被提供有相同的附图标记,并且因此通常在每种情况下也仅被提及或提出一次。
图1示出了转向柱1,转向柱1包括具有套筒管21的套筒单元2,套筒管21中容置有具有转向轴31的致动单元3,转向轴31以绕纵向轴线22可旋转的方式安装在致动单元中。未被示出的方向盘可以相对于行进方向紧固在后紧固部分32上。
套筒管21在其面向观察者的端部区域上包括夹持部分23,夹持部分23上设置有夹持套环4。在夹持部分23中,套筒管21包括平行于纵向方向上的纵向轴线22延伸并朝向套筒管21的后端部敞开的槽7,其中,套筒管21的后端部在图1至图4中是面对观察者的端部。
具有可以附接在未示出的车身上的支撑元件51的支撑单元5将套筒管21在夹持部分23的区域中容置在从顶部横向于纵向轴线22突出的两个侧颊板52a与52b之间。包围套筒管21的夹持部分23的夹持套环4位于侧颊板52a与侧颊板52b之间。侧颊板52b包括加强部分521b,使得侧颊板52b具有比侧颊板52a在抗挠刚性方面更好的设计。
夹持装置6包括夹持销61,夹持销61横向于纵向轴线22延伸穿过侧颊板52a和52b中的开口55a和55b。附接至夹持销61的是操作杆62,借助于操作杆62,夹持销61可以被手动地绕轴线旋转。夹持销61连接至夹持齿轮63,夹持齿轮63被设计为提升齿轮——比如凸轮齿轮、楔入件形齿轮或倾斜销齿轮,并且夹持齿轮63被支撑在一个侧颊板52a的外侧上。经由配对支承件64(见图5),夹持销61在背对观察者的一侧的外侧被支撑在另一个侧颊板52b上。如果夹持装置6通过操作杆62的旋转操作被带入固定位置,则夹持销61借助于夹持齿轮63而相对于侧颊板52a被提出或拉出,并且在该过程中通过夹持力S将另一个侧颊板52b朝向该一个侧颊板52a拉动。在这种情况下,侧颊板52a和52b以这种方式通过夹持力S被朝向彼此推压,如图2和图5中的力箭头S所指示的。
在固定位置中,夹持套环4与套筒管21一起以摩擦接合的方式被夹持在侧颊板52a与52b之间。由于在这种情况下所施加的夹持力S,致动单元3也以摩擦接合的方式被夹持在夹持部分23中,如下面进一步更详细地描述的。
如果夹持装置6被带入释放或断开接合位置,则施加在侧颊板52a和52b上的夹持力S被放松,因此夹持套环4被松开并释放夹持部分23以使得套筒管21与致动单元3之间的摩擦接合被释放。因此,致动单元3相对于套筒管21在纵向方向L上——纵向方向L平行于纵向轴线22——的用于调节方向盘位置的移位是可能的。
在也可以附接至车身的第二支撑元件53上,套筒管21的后端部绕横向于纵向轴线22的枢转轴线54以可枢转的方式安装。在夹持装置6的释放位置中,套筒管21可以绕该枢转轴线54枢转,其中,夹持销61可以在槽状开口55a和55b中沿竖向方向H移动,以调节方向盘的高度位置。在固定位置中,套筒管21经由夹持套环4在侧颊板52a和52b上以摩擦接合的方式固定于调节后的高度位置。
图3示出了套筒管21的局部视图,其中,夹持套环4包围形成在套筒管21的后端区域中的夹持部分23。图4以相同的视角示出了从夹持部分23移除的夹持套环4,其中,夹持套环4被示出为在纵向方向L上被向后收回。
在图3和图4中可以观察到槽7如何从套筒管21的敞开端部——即,槽7朝向该端部敞开——沿纵向方向L延伸长度j。在所描绘的示例中,长度j大于夹持套环4的长度k,长度k对应于夹持部分23的长度。夹持套环4具有两个腿部41a和41b,这两个腿部41a和41b在槽7的两侧彼此相对设置并经由弧形部分42相互连接。在它们的自由端部区域中,腿部41a、41b包括开口43,如从图5的横截面图中可知,夹持销61在根据图1的组装状态下横向于纵向轴线22穿过开口43。
根据本发明的驱动元件71沿着槽7并且沿着沿纵向方向延伸的相对设置的槽边缘形成,该驱动元件在所描绘的示例中由套筒管21的沿径向向外弯折约90°的壁区域形成,如图6中所示。驱动元件71具有在周向方向上——即,在与夹持部分23的周向相切的方向上——彼此相对设置的内表面72和在该周向方向上背对彼此并形成接触表面73的外表面。接触表面73和内表面72彼此平行并与纵向轴线22所在的沿径向向外延伸穿过槽7的中心的纵向平面平行。驱动元件71包括供夹持销61延伸穿过的切口711。在由于事故而导致车辆碰撞的情况下,可能出现夹持销61被支撑在驱动元件71的位于纵向轴线22的方向上的边缘上的情况。
腿部41a和41b的自由端部向内弯折成圆弧以形成接触元件44,接触元件44向上突出至槽7的边缘区域。在槽7的边缘区域,接触元件在周向方向——即,在夹持部分23中与套筒管21的外周相切的方向——上抵靠驱动元件71的径向突出的接触表面73。
如果夹持装置6被带入固定位置,则夹持力S从外部通过夹持销61经由侧颊板52a和52b而施加至夹持套环4的腿部41a和41b。由于腿部被它们的接触元件44在周向方向上支撑成抵靠驱动元件71的外接触表面73,因而驱动元件71利用夹持力S并通过槽7的相对设置的边缘而被朝向彼此推压。换言之,夹持力S致力于减小槽7的宽度,其中,夹持力S被引入套筒管21的位于夹持部分中的周部中。以此方式,根据本发明,在周向上均匀地引入的力通过夹持套环4施加至对应地被均匀夹持在致动元件3上的夹持部分23中。
在夹持部分23的内侧设置有纵向延伸的夹持元件24,夹持元件24沿径向向内突出并以段状方式在周部的一部分上延伸,并且夹持元件24例如由套筒管21中的径向端部成形部形成并且能够将夹持力S中的局部适配的力引入致动单元3中。
在下文中将参照图7a至图11中示意性示出的制造状态来描述根据本发明的用于制造套筒管21的方法。
首先,根据图7a和图7b,提供了在纵长方向上切割成具有一定尺寸的管部分200,管部分200包括自由端部201以及粗略外径Ra和粗略内径Ri。
粗略槽700从自由端部201例如通过铣削被引入到管部分200中,粗略槽700在周向方向上具有粗略槽宽度bro并且在纵向方向上具有槽长度j。
包括具有与致动元件3的直径相对应的直径Rs的心轴901的成形工具900定位在自由端部201的前方。从心轴901径向突出有成形楔入件902,成形楔入件902具有沿周向方向测得的宽度B。宽度B与成品槽7的宽度一致,即,宽度B与图6中的驱动元件71的内表面72之间的在周向方向上的间隙一致。
心轴901被具有内径Rh的护套903同轴地包围。
护套903的内径Rh小于管部分的粗略外径Ra:Rh<Ra。
管部分200的粗略内径Ri大于心轴901的与致动单元的直径相对应的直径Rs:Ri>Rs。
成形楔入件902的宽度B优选地大于在每种情况下在周向方向上测得的粗略槽宽度bro:B>bro。
从图8a中所示的情形开始,具体地,将成形工具900从图中箭头的方向从右向左地沿轴向方向推压到自由端部201上达大致长度k,长度k与夹持套环4的长度相对应并与夹持部分23的长度相对应。这在图9中示出。
借助于护套903,管部分200被径向压缩至护套内径Rh,其中,管部分200被推压到心轴901上并且像这样获得内径Rs。因此,夹持部分23形成并被校准至该标称内径Rs。
在先前所描述的护套903与心轴901之间的直径校准期间,管部分200的壁在周向方向上扩展到粗略槽700中,从而减小了冗余的粗略槽宽度bro。这样,槽的边缘区域开始抵靠在粗略槽700中沿纵向方向移动的成形楔入件902。由于心轴901完全填满被压缩的管部分23的通道横截面,因而所涉及的边缘区域可以仅径向向外偏离成形楔入件902。因此,粗略槽700的边缘向外弯折,从而形成驱动元件71,根据本发明,驱动元件71在夹持部分23的区域中从套筒管21沿径向向外突出。因此,槽7在驱动元件71之间被校准成与成形楔入件的宽度B相对应的槽宽度B。
接着将成形工具900从套筒管21的夹持部分23中收回,如图10a和图10b中所示。
在图11中,槽7通过加宽部分74完成,加宽部分74以沿周向方向延伸的槽部分的形式被引入、例如通过机加工比如铣削等被引入槽的背对管端部201的端部上。因此总体上,槽7获得其最终的T形形状,这减少了在夹持装置6的固定期间不期望的局部材料应力的产生。
附图标记列表
1 转向柱
2 套筒单元
21 套筒管
22 纵向轴线
23 夹持部分
24 夹持元件
3 致动元件
31 转向轴
32 紧固部分
4 夹持套环
41a,41b 腿部
42 弧形部分
43 开口
44 接触元件
5 支撑单元
51 支撑元件
52a,52b 侧颊板
53 支撑元件
54 枢转轴线
55a,55b 开口
6 夹持装置
61 夹持销
62 夹持杆
63 夹持齿轮
64 配对支承件
7 槽
71 驱动元件
72 内表面
73 接触表面
S 夹持力
L 纵向方向
j 槽的长度
H 竖向方向
k 夹持套环/夹持部分的长度
200 管部分
201 自由端部
700 粗略槽
900 成形工具
901 心轴
902 成形楔入件
903 护套
Ra 管部分的粗略外径
Ri 管部分的粗略内径
bro 粗略槽宽度
Rs 心轴的直径/夹持部分的内径
B 成形楔入件的宽度
Rh 护套的内径
Claims (14)
1.一种用于机动车辆的转向柱(1),所述转向柱(1)包括:
具有套筒管(21)的套筒单元(2),所述套筒单元(2)包括至少一个夹持部分(23),所述夹持部分(23)具有沿纵向轴线(22)的方向延伸的槽(7);
夹持套环(4),所述夹持套环(4)具有两个腿部(41a、41b),所述两个腿部横向于纵向轴线(L)彼此相对设置并且通过弧形部分(42)相互连接,并且所述套筒管(21)的所述夹持部分(23)至少部分地容置在所述两个腿部之间;
布置在所述套筒管(21)中的致动单元(3),所述致动单元(3)具有围绕纵向轴线(22)可旋转地安装在所述致动单元(3)中的转向轴(31);
夹持装置(6),所述夹持装置(6)在固定位置将所述夹持套环(4)夹持在所述套筒管(21)上,其中,所述夹持部分(23)夹持在所述致动单元(3)上并将所述致动单元(3)相对于所述套筒管(21)在所述纵向轴线(22)的方向上固定,并且所述夹持装置(6)在释放位置松开所述夹持套环(4)并且释放所述致动单元(3)相对于所述套筒管(21)的在所述纵向轴线(22)的方向上的调整,
其中,所述夹持装置(6)在所述固定位置将所述腿部(41a、41b)横向于所述纵向轴线(22)朝向彼此推压,
其特征在于,
在所述套筒管(21)上且在所述槽(7)的相对设置的边缘区域中布置有驱动元件(71),并且所述腿部(41a、41b)在所述腿部的彼此面对的侧部上包括接触元件(44),所述接触元件(44)在所述固定位置能够横向于所述纵向轴线(22)压靠在所述驱动元件(71)的彼此背向的外侧部上;由于所述夹持装置(6)从所述释放位置转换到所述固定位置,所述槽(7)变窄。
2.根据权利要求1所述的转向柱,其特征在于,所述驱动元件(71)从所述套筒管(21)沿径向向外突出。
3.根据前述权利要求2所述的转向柱,其特征在于,至少一个所述驱动元件(71)设计为所述套筒管(21)的在所述槽(7)的所述边缘区域的至少一部分中的弯折部。
4.根据前述权利要求1-3中的一项所述的转向柱,其特征在于,至少一个所述接触元件(44)从所述腿部(41a、41b)横向于所述纵向轴线(22)在周向方向上向内突出。
5.根据前述权利要求4所述的转向柱,其特征在于,至少一个所述接触元件(44)形成在至少一个所述腿部(41a、41b)的朝向所述套筒管(21)折回的端部区域上。
6.根据前述权利要求1-3中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述夹持套环(4)设计为金属板成形部件。
7.根据前述权利要求1-3中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述套筒管(21)被支撑在能够附接至车身的支撑单元(5)的两个侧颊板(52a、52b)之间。
8.根据前述权利要求1-3中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述夹持装置(6)包括夹持销(61),所述夹持销(61)横向于所述纵向轴线(22)穿过所述腿部(41a、41b)并且连接至配对支承件(64)和夹持齿轮(63),其中,所述配对支承件(64)被支撑在一个所述腿部(41a)的外侧部上,所述夹持齿轮(63)被支撑在另一所述腿部(41b)的外侧部上。
9.根据前述权利要求1-3中的一项所述的转向柱,其特征在于,所述槽(7)在至少一个端部上包括沿周向方向的加宽部分(74)。
10.一种用于制造用于转向柱(1)的套筒管(21)的方法,所述套筒管(21)包括具有成品槽(7)的夹持部分(23),所述成品槽(7)从所述套筒管(21)的一个端部沿纵向轴线的方向延伸,其特征在于下述步骤:
-提供具有粗略内径(Ri)和粗略外径(Ra)的管部分(200),
-从一个端部(201)沿轴向方向将粗略槽(700)引入到所述管部分(200)中,其中,所述粗略槽(700)在其相对设置的边缘区域之间横向于纵向延伸具有粗略槽宽度(bro)并且在轴向方向上具有槽长度(l),
-将所述粗略槽(700)的所述边缘区域沿径向向外弯折,以形成从所述管部分(200)向外突出的驱动元件(71),其中,所述成品槽(7)在所述驱动元件(71)之间具有标称槽宽度(B)。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于下述步骤:
-将所述管部分(200)在夹持部分长度(k)上沿径向方向压缩至标称内径(Rs),所述标称内径(Rs)小于所述粗略内径(Ri)。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,为了弯折所述边缘区域,将成形工具(900)从所述端部(201)沿轴向方向插入到所述管部分中,所述成形工具(900)包括具有径向突出的成形楔入件(902)的心轴(901),所述成形楔入件(902)的宽度(B)对应于所述标称槽宽度,其中,所述成形楔入件(902)移动通过所述粗略槽(700)。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述成形工具(900)包括护套(903),所述护套(903)同轴地包围所述心轴(901),其中,所述心轴(901)的外径与所述夹持部分(23)中的所述标称内径(Rs)对应,并且所述护套(903)的内径(Rh)与所述管部分的外径对应,所述管部分的外径在所述夹持部分长度内被压缩至所述标称内径。
14.根据权利要求10所述的方法,其特征在于下述步骤:
-将加宽部分引入到所述粗略槽的端部区域中,所述加宽部分的在周向方向上的宽度大于所述粗略槽宽度或所述标称槽宽度。
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