CN111372832A - 用于机动车辆的转向轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向轴(1)，该转向轴(1)具有中空的外轴(2)，内轴(5)以扭矩传递和可轴向滑动的方式容纳在外轴(2)中，在内轴(5)或外轴(2)上连接有弹性波纹管(32)，该转向轴受到保护以防止灰尘和湿气的侵入，并且同时该转向轴具有均匀的滑动力且可以安静地进行调节。根据本发明，波纹管(32)至少部分地布置在转向轴(1)内。

Description

用于机动车辆的转向轴

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向轴，该转向轴具有中空的外轴，内轴以扭矩传递和可轴向移位的方式接纳在中空外轴中，内轴或外轴上连接有弹性罩。

背景技术

从JP 2013 117 271 A中已知，通过借助于塞子将内轴相对于外轴封闭并且将内轴的内部空间相对于外部区域封闭，防止了内轴与外轴之间的伸缩区域受到灰尘和湿气的影响。该措施的缺点在于，在内轴和外轴已知例如由空气泵而进行伸缩运动的情况下，会在轴的内部空间中产生压力差。所述压力差对移位力具有不利的影响并且导致破坏性的噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机动车辆的转向轴，该转向轴受到保护以防止灰尘和湿气侵入，并且同时该转向轴具有均匀的移位力并且可以低噪音地进行调节。

该目的通过权利要求1的特征来实现。在从属权利要求中描述了有利的实施方式。

根据本发明，罩至少部分地布置在转向轴内。

由于罩至少部分地布置在转向轴内，因此在转向轴的端部中的至少一个端部处保护了转向轴免受灰尘和湿气的侵入。同时，在借助于外轴在内轴上的伸缩对转向轴在轴向方向上的长度、也就是说对转向轴的纵向轴线的方向上的长度进行调节的情况下产生的空气压力变化借助于罩的相应体积变化而平衡。例如，如果外轴和内轴伸缩到彼此中，则它们共同的内部空间的体积减小，这在没有根据本发明的压力平衡的情况下将导致压力升高，其中，在伸缩运动之后的压力升高只能缓慢地平衡或完全不能平衡。然而，在根据本发明的转向轴的情况下，罩被一起推动，其结果是，内轴的内部空间的由罩占据的体积减小，而内部空间的填充有空气的体积增加。在此，位于罩的内部空间中的空气排到外部区域中。因此，该罩使得压力平衡成为可能，这也将导致在内轴的开口端部没有罩，但是仍然在过程中至少在转向轴的相对于周围环境的一个端部处封闭转向轴的内部空间。

在本发明的一个有利的改进方案中，罩完全布置在转向轴的内部，因此不需要在转向轴外部的安装空间。

一个实施方式是特别有利的，在该实施方式的情况下，罩布置在内轴的内部，罩具有联接部分，该联接部分紧固至内轴的内侧部。内轴呈至少部分中空的构型，内轴的内部空间在常规转向轴的情况下不被利用，而是仅用于减轻质量。因此，根据本发明的措施完全不需要任何额外的安装空间。

在有利的方式中，罩具有自由端部，该自由端部呈封闭构型。罩的封闭端部可以在罩的制造过程中形成，其结果是，可以有利地省掉罩的自由端部的塞子或其他封闭物。

在本发明的一个优选的实施方式中，由于外轴的方向盘侧的端部中的开口通过塞子封闭，使得转向轴的密封性得以改善。

在本发明的另一有利的改进方案中设置：联接部分具有与内轴的内侧部的横截面轮廓相对应的横截面轮廓。该措施确保了罩在其联接部分的区域中的外表面可以紧密地支承抵靠内轴的内壁并且可以封闭内轴的内部空间。

最后提及的措施的密封作用也可以有利地通过具有与联接部分的横截面轮廓相适应的横截面轮廓的支撑套筒来改善，该支撑套筒布置在罩的联接部分内，该支撑套筒从内部将弹性罩压靠在内轴的内侧部上。因此，实现了罩在内轴上的特别牢固的座。

该罩有利地由弹性体、优选地由橡胶或热塑性弹性体一体成型。以这种方式，可以通过廉价且简单的制造方法将罩的自由端部的封闭件和罩的联接部分的特定轮廓两者与实际的罩区域一体地制造。因此，节省了多个单个零件的生产及其组装。

在本发明的另一有利的改进方案中，设置有外罩，该外罩的第一端部封围内轴的周向区域的第一部分，并且该外罩的第二端部封围外轴的周向区域的一部分。通过所述罩，在内轴与外轴之间的伸缩区域相对于环境影响被封闭。罩可以基本上呈气密构型，并且罩可以连接至内轴和外轴，以便减少或防止气体、蒸气和细颗粒的侵入。

外罩优选地借助于内轴上的第一夹子以及借助于外轴上的第二夹子固定。

夹子可以优选地构造为可以被压缩的软管夹子或构造为凸耳夹子。也可以将束线带用作夹子的替代物。

为了确保外轴在内轴上的低摩擦和均匀滑动，建议在内轴的周向区域的端部部分与外轴的内壁之间布置异型套筒或滑动涂层。作为替代方案，也可以设置由异型套筒和滑动涂层组成的组合。

附图说明

下面将基于附图更详细地描述本发明的一个示例性实施方式。在图中，详细地：

图1示出了具有多节伸缩式转向轴的用于机动车辆的转向装置的示意图，

图2示出了转向轴的一部分的立体图，该转向轴的一部分包括外轴和内轴，

图3示出了组装前的外轴、内轴和罩的立体图，

图4示出了组装后的外轴、内轴和罩的截面图，以及

图5示出了在将罩组装在内轴的内部之前的立体图。

具体实施方式

图1示出了用于机动车辆的转向装置，在该转向装置的情况下，由多个部件组成的转向轴1通过方向盘侧端部3连接至方向盘4。转向轴1具有构造为万向节的旋转接头7，该旋转接头7连接至转向轴1的另一轴部件88。轴部件88经由构造为万向节的另一旋转接头9连接至转向齿轮10的输入轴15。转向齿轮10的小齿轮11与齿条12相互作用，其结果是，在方向盘4旋转的情况下，导致了齿条12的横向线性移位，其结果是，将转向轴1的旋转运动转换成齿条12的平移运动。齿条12在两个端部处经由横拉杆13连接至转向车轮14，转向车轮14可以借助于横拉杆13进行枢转。机电动力转向装置容纳在壳体16中。

转向轴1安装在引导托架17中。引导托架17可枢转地紧固至与车辆底盘固定连接的支架部分18上，其结果是，转向柱4可以向上或向下枢转。引导托架17可以通过锁定装置19锁定，其结果是，阻止了方向盘4的高度调节。而且，方向盘4在轴向方向上的可调节性也通过锁定装置19而被阻止。为了在轴向方向上或在竖向上调节方向盘4，驾驶员可以手动释放锁定装置19，并且在将方向盘4设置在他/她的优选的方向盘位置后，可以再次将方向盘4锁定。

图2以立体图示出了转向轴1的一部分。

转向轴1包括内轴5和外轴6，所述轴以扭矩传递的方式彼此接合。内轴5具有不同于圆柱形的外部横截面轮廓，并且通过在它们之间连接的异型套筒23以形状配合的方式接合到外轴2的内部横截面轮廓中，该内部横截面轮廓对应于内轴5的横截面轮廓。内轴5以扭矩传递的方式联接至万向节9的轭91。外轴2具有连接部分300，该连接部分300可以联接至万向节7的轭。

如在图3和图4中最清楚地看到的，由于外轴2布置在内轴5上，使得转向轴1可以在轴向方向20上移位，但是在旋转方向上以扭矩传递的方式移位，从而使转向轴1在轴向方向20上的纵向调节成为可能。这可以通过外轴2和内轴5的横截面轮廓的特定形状来实现。外轴2和内轴5两者均被构造为中空轴。内轴5具有四叶草形的横截面轮廓，这在图3中可以最清楚地看到。因此，内轴5包括沿轴向方向20延伸的四个径向向外突出的突出部21。所述四个径向突出部21被布置成在内轴5的圆周上分布，其结果是，所述四个径向突出部21在它们之间围有四个径向凹部22，这些凹部22与径向突出部21被布置成以交替的方式分布在内轴5的周向上。作为四叶草形横截面轮廓的替代方案，还可以设置花键系统或花键轴轮廓。

异形套筒23布置在内轴5的端部部分40上。异形套筒23同样具有四叶草形的横截面轮廓，该四叶草形的横截面轮廓具有四个径向向外突出的突出部24和四个径向凹部25，径向凹部25与径向突出部24以交替的方式布置并在异型套筒23的整个长度上延伸。

外轴2在其内壁41上具有径向向内突出的内突出部26，该内突出部26接合到异型套筒23的径向凹部25中。由于外轴2的内突出部26接合到异型套筒23的径向凹部25中并且内轴5的径向突出部21接合到异型套筒23的径向突出部24的内侧部上形成的凹部中，从而防止了内轴5相对于外轴2的转动，其结果是，内轴5和外轴2以扭矩传递的方式彼此连接。然而，外轴2可以相对于内轴5在轴向方向20上移位。在此，异形套筒23用于在沿轴向方向20的相互移位期间减小外轴2的内壁41与异形套筒23之间的有效摩擦系数。异型套筒23优选地由具有良好的滑动摩擦特性的塑料制成。然而，为了代替异型套筒23，内轴5的外侧的端部部分40或外轴2的内壁41也可以设置有滑动涂层，或者可以在内轴5与外轴2之间布置滚动体。

为了封闭内轴5与外轴2之间的轴向伸缩区域，设置了被构造为橡胶罩的外罩27。外罩27的第一端部28连接至轭91的周向区域的第一部分29，并且因此连接至内轴5。罩27的第二端部30连接至外轴2的周向区域的一部分31。在此，外罩27封围外轴2的一部分和内轴5的一部分。

在转向轴1的内部，确切地说在内轴5的内部，布置有构造为压力平衡罩的罩32。罩32的联接部分33紧固至内轴5的内侧部34。罩32的自由端部35相对于外部区域以气密的方式封闭，因为罩32在其自由端部35处呈封闭构型。在联接部分33的区域中，罩32与内轴5的内侧部34的横截面轮廓相适应。两个横截面轮廓为四叶草形构型。压力平衡罩32由弹性材料构成；在本示例性实施方式中，罩32由弹性体形成。罩32、特别是其波纹管形的中央部分36、其封闭的自由端部35以及其具有四叶草形横截面轮廓的联接部分33在单项加工操作中由橡胶材料一体成型。为了将罩32的联接部分33更好地固定在内轴5的内侧部34上，设置了支撑套筒37，该支撑套筒37具有四叶草形的横截面轮廓，该四叶草形的横截面轮廓与罩32的横截面轮廓相适应。支撑套筒37优选地由比罩32更硬和/或更坚固的材料构成。支撑套筒37从内部将弹性罩32压靠在内轴5的内侧部34上，从而将固定端部33相对于内轴5密封。

沿纵向截面、即沿平行于轴向方向20定向的截面观察，罩32的波纹管形的中央部分36具有蛇形的横截面。在外轴2的连接部分300中的开口39通过由弹性材料制成的塞子38相对于外部空间或环境密封。

通过密封塞38、外轴2本身、将外轴2相对于内轴5密封的外罩27、内轴5本身以及用其封闭的自由端部35密封内轴5的内侧部34的罩32的的联接部分33，提供了可以在轴向方向上伸缩并防止污染物和湿气侵入的转向轴，该转向轴在内轴5相对于外轴2进行调节的情况下通过罩32的膨胀或收缩确保了压力平衡。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的转向轴(1)，所述转向轴(1)具有中空的外轴(2)，内轴(5)以扭矩传递和可轴向移位的方式接纳在所述外轴(2)中，在所述内轴(5)或所述外轴(2)上连接有弹性罩(32)，其特征在于，所述罩(32)至少部分地布置在所述转向轴(1)内。

2.根据权利要求1所述的转向轴，其特征在于，所述罩(32)布置在所述内轴(5)的内部，所述罩(32)具有联接部分(33)，所述联接部分(33)紧固至所述内轴(5)的内侧部(34)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的转向轴，其特征在于，所述罩(32)具有自由端部(35)，所述自由端部(35)呈封闭构型。

4.根据前述权利要求中的一项所述的转向轴，其特征在于，所述外轴(2)的方向盘侧端部(3)中的开口(39)通过塞子(38)封闭。

5.根据前述权利要求中的一项所述的转向轴，其特征在于，所述联接部分(33)具有与所述内轴(5)的所述内侧部(34)的横截面轮廓相对应的横截面轮廓。

6.根据权利要求5所述的转向轴，其特征在于，在所述罩(32)的所述联接部分(33)内布置有支撑套筒(37)，所述支撑套筒(37)具有与所述联接部分(33)的横截面轮廓相适应的横截面轮廓，所述支撑套筒(37)从内部将所述弹性罩(32)压靠在所述内轴(5)的所述内侧部(34)上。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向轴，其特征在于，所述罩(32)由弹性体一体成型。

8.根据前述权利要求中的一项所述的转向轴，其特征在于，设置有外罩(27)，所述外罩(27)的第一端部(28)封围所述内轴(5)的周向区域的第一部分(29)，并且所述外罩(27)的第二端部(30)封围所述外轴(2)的周向区域的一部分(31)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的转向轴，其特征在于，在所述内轴(5)的周向区域的端部部分(40)与所述外轴(2)的内壁(41)之间布置有异型套筒(23)或滑动涂层。

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