CN113840769A - 用于机动车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的转向柱(1)，该转向柱包括壳单元(3)，在壳单元中转向主轴(4)安装成使得该转向主轴(4)能够绕沿纵向方向延伸的纵向轴线(L)旋转，并且该壳单元具有至少两个转向柱管(31，32，33)，转向柱管导引成能够相对于彼此沿纵向方向进行调节并且具有多边形横截面，其中，在滚道(34，35，36，37)中的转向柱管(31，32，33)之间布置有具有滚动元件半径(k)的滚动元件(7，8)，使得滚动元件能够沿纵向方向滚动，其中，至少三个滚道(34，35，36，37)分布在圆周上。为了实现较大的刚度和紧凑的设计，根据本发明，可以在转向柱管(32，33)的外侧上径向地滚动的滚动元件(7，8)的中心点(K1，K2)具有距外接转向柱管(32，33)的包络圆(90，93)小于或等于滚动元件半径(k)的径向距离(a，b)，滚动元件可以在转向柱管的外侧上滚动。

Description

用于机动车辆的转向柱

现有技术

本发明涉及用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括壳单元，在壳单元中转向主轴安装成使得转向主轴可以绕沿纵向方向延伸的纵向轴线旋转，并且该壳单元具有至少两个壳管，壳管具有多边形横截面并且导引成使得壳管可以相对于彼此沿纵向方向进行调节，在壳管之间布置有具有滚动体半径的滚动体，使得滚动体可以在滚道中沿纵向方向滚动，至少三个滚道布置成分布在圆周上。

用于机动车辆的转向柱具有带转向主轴的转向轴，在转向主轴的面向驾驶员的后(在驾驶方向上)端部处附接有用于通过驾驶员引入转向命令的方向盘。转向主轴以可旋转的方式安装在致动单元的壳单元中，该致动单元经由保持壳单元的支承单元安装在车辆本体上。可调节的转向柱使致动单元相对于车辆本体的调节成为可能。

已知的是，将转向柱设计成使得可以沿纵向方向、也就是说沿转向主轴的轴向方向对转向柱进行调节，以使在针对舒适转向干预的操作位置中的方向盘适应于手动驾驶操作中的驾驶员的位置。对于没有发生手动转向干预时的自主驾驶，转向柱可以具有沿纵向方向的尽可能大的调节路径，其结果是，方向盘可以通过最大伸缩的方式沿纵向方向移动到操作位置之外的收起位置，以便空出车辆内部空间用于一些其他用途。

为了沿纵向方向进行调节，壳单元具有伸缩式布置的壳管。单个伸缩式布置是已知的，在这种情况下，内壳管伸入到外壳管中。特别地，为了实现大的调节比，多个伸缩式布置是已知的，在这种情况下，一个或更多个中间壳管插入在多个伸缩式布置之间。为了实现平稳运行和低游隙调节能力并且为了在过程中能够产生尽可能高的壳单元的抗弯刚度，已知的是，在壳管之间设置有线性滚子轴承系统。例如，US 5,737,971公开了一种通用型的转向柱，在这种情况下，壳单元具有总共四个滚动体导引件，这些滚动体导引件关于纵向轴线成对地彼此相对布置。在每种情况下，一个槽道形状或凹槽形状的滚道布置在内壳管的外侧上以用于滚动体导引件中的每个滚动体导引件，并且在每种情况下，一个槽道形状或凹槽形状的滚道布置在外壳管的内侧上以与前者径向相对布置。在沿纵向方向对壳管进行相对调节的情况下，可以在滚道上滚动的多个滚珠在每种情况下布置为界定在滚道之间的滚道横截面中的成排滚动体。可以借助于下述事实来实现平稳运行和低游隙调节：在横向于纵向轴线的滚动方向上表示滚动体横截面的滚动横截面以低公差与滚道横截面相适应。

滚道布置在连接侧部上；这些是呈矩形横截面的壳管的侧面。虽然多边形壳管本身具有相对高的刚度，但是对于给定横截面的壳管来说，借助于下述事实仅能够使整个壳单元实现有限刚度：滚动体导引件布置在形成连接侧部的侧面上。此外，安装空间要求相对大。

此外，有必要在已知壳单元的情况下以接近于零的低公差以相对精确的方式对滚动体相对于滚道的轴承游隙进行预先限定，因为大的轴承游隙使刚度降低，但是过低的轴承游隙使调节力增加，这导致不可接受的生硬调节。在已知转向柱的情况下，要保持窄公差则导致高的制造和组装费用。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种改进的、刚度增加且总体设计紧凑的滚子安装式壳单元。此外，旨在具有较低制造费用的改进功能。

发明内容

根据本发明，所述目的借助于具有权利要求1所述特征的转向柱并且借助于如权利要求12所述的用于生产转向柱的方法来实现。有利的改进方案由从属权利要求产生。

在用于机动车辆的转向柱的情况下，该转向柱包括壳单元，在壳单元中转向主轴安装成使得转向主轴可以绕沿纵向方向延伸的纵向轴线旋转，并且该壳单元具有至少两个壳管，壳管具有多边形横截面并且导引成使得壳管可以相对于彼此沿纵向方向进行调节，在壳管之间布置有具有滚动体半径的滚动体，使得滚动体可以在滚道中沿纵向方向滚动，至少三个滚道布置成分布在圆周上，根据本发明提出的是，可以在壳管的外侧上径向地滚动的滚动体的中心点处于距外接壳管的包络圆小于或等于滚动体半径的径向间距处，滚动体可以在壳管的外侧上滚动。

滚动体优选地构造为滚珠或构造为柱形滚子。

多边形横截面具有多边或多缘的基本形状，所述基本形状不同于圆柱形形状。此处的拐角不一定由不可微分的点形成，而是，拐角也可以是倒圆的。非常倒圆的横截面轮廓、比如三叶草状轮廓，也具有多边形横截面。

本发明指定了在多边形壳管的情况下滚动体导引件的优化构型和布置，该多边形壳管优选地具有三角形、矩形、六角形或八角形横截面。此处，指定了滚动体半径与在其外侧部上具有滚道的壳管的包络圆的直径的优化比率，该滚动体半径对应于滚动体直径的一半并且指定了滚动半径。

壳管的包络圆表示具有最小可能半径、包络圆半径的圆，包络圆封围了壳管的多边形外横截面，拐角与包络圆在至少三个点处接触。横截面优选地相对于纵向轴线对称地定向，其结果是，包络圆可以优选地位于相对于纵向轴线同心。

根据本发明，滚动体布置成滚动体的中心点在横截面呈圆环状的最佳区域内，并且最佳区域的内部半径对应于包络圆半径与滚动体半径之差，并且最佳区域的外部半径由包络圆半径与滚动体半径之和给定。

借助于包络圆被明确限定为壳管的给定横截面的事实，滚动体导引件可以以取决于滚动体半径的方式构造成具有较高的刚度，通过紧凑的总体设计，可以对机动车辆中通常缺乏的可用安装空间的利用做出改善。

中心点可以优选地位于包络圆外侧。因此，在滚道之间可能径向地具有较大的自由滚道横截面。可以选择壳管的较大的横截面，并且滚动体导引件的较高的抗弯刚度可以借助于下述事实来实现：滚动体进一步远离纵向轴线并且滚动体导引件可以在距彼此较大的径向间距处。

可以优选地设置的是，多边形横截面具有相对于彼此以角度离开的连接侧部，滚道布置在两个连接侧部之间，优选地在每种情况下所有滚道布置在两个相邻连接侧部之间。在外侧上，壳管具有在纵向方向上为长形的多边形基本形状，优选地为三角形、矩形、六角形或八角形的棱柱形状，在该情况下，通过侧面形成的连接侧部定向成平行于包络圆的割线。在每种情况下，连接侧部位于与边缘区域相交的侧平面中，边缘区域在每种情况下位于拐角区域中的横截面中。根据本发明，滚道优选地布置在两个连接侧部之间的所述拐角或边缘区域中。因此，可以产生高的滚道变形刚度，该滚道变形刚度在壳管的壁厚度相同的情况下可以高于在连接侧部内布置有抗摩擦轴承导引件的情况。此外，安装空间可以通过边缘区域中的布置来优化。

在上述实施方式的情况下，至少一个滚道可能布置在滚道侧部上，滚道侧部以成角度离开的方式布置在连接侧部之间。滚道面可以以类似于倒角的方式布置，并且在相对于相邻连接侧部倾斜的滚道平面中平行于纵向轴线延伸。例如，滚道侧部可以处于至少分段地距包络圆径向间距处，并且相对于包络圆径向地向内偏移。因此，滚动体可以以优化的方式定位在连接侧部的与滚道侧部相邻的边缘区域中，以产生尽可能高的刚度。

连接侧部和/或滚道侧部可以优选地为基本平面构型。此处，连接侧部和/或滚道侧部可以形成多边形壳管的外侧部面，在每种情况下，连接侧部和/或滚道侧部位于连接平面或滚道平面中，连接平面或滚道平面定向成平行于包络圆的割线。连接侧部和滚道侧部可以以成规则或不规则、对称或非对称的方式进行布置。可以有利的是，在每种情况下，两个连接侧部或滚道侧部位于彼此相对且关于纵向轴线平行。

可以优选地设置的是，布置在相邻滚道中的滚动体的中心点的相对于纵向轴线垂直的横向间距为滚动体半径的至少四倍。对应于至少两倍滚动体直径的所述横向间距有利地确保了作用于壳单元上的横向力的支承，该支承分布在圆周上并且因此是均匀的。

有利的是，多个滚动体被保持在滚动体保持架中，使得滚动体可以绕滚动体的中心点旋转。滚珠或滚子可以用作滚动体，例如，在每种情况下，多个滚动体沿纵向方向以一间距布置在滚道中。滚动体保持架可以构造为滚珠保持架或滚子保持架，并且用于保持和导引接纳在相应构造的接纳部中的多个滚动体，使得滚动体可以绕其滚动轴线或滚子轴线自由地旋转。在壳单元中，滚动体在两个壳管之间的中间空间中同轴地布置，其结果是，滚动体定位在滚道横截面中。以这种方式，多个滚动体可以在每种情况下成排布置，优选地布置成以与滚道的布置相对应的方式分布在圆周上的多排。滚动体保持架可以为管状封闭构型并且可以相对于纵向轴线同轴地插入壳管之间，或者可以沿周向方向具有单独的部段。

本发明的一个有利实施方式在于：壳单元具有至少三个壳管，至少三个壳管至少包括一个外壳管、一个中间壳管以及一个内壳管，其中至少一个中间壳管布置在外壳管中并且在至少一个中间壳管中布置有内壳管或其他中间壳管，滚动体可以在至少一个中间壳管和内壳管的外侧上滚动。在该类型的多个伸缩件的情况下，一个或更多个中间壳管以伸缩的方式插入在外壳管与内壳管之间。因此，可以实现最大伸缩调节位置与最大延伸调节位置之间的特别大的调节比，这是有利的，例如，在转向柱可以被收起进行自动驾驶操作的情况下。在每种情况下，内壳管和一个或多个中间壳管在其外侧部上具有外滚道以界定滚道横截面，外滚道与布置在外壳管中的内侧上或者其他中间壳管中的内侧上的相应滚道径向地相对布置。因此，根据本发明可以优选地构造内壳管和一个或多个中间壳管。由于壳单元的刚度受到多个滚动体轴承系统的刚度的严重影响，因此由此实现的滚动体轴承系统的刚度增加特别有利，特别在多个伸缩件的情况下。此处，可以实现紧凑的总体设计，特别地通过滚动体在边缘区域中的上述布置。

在上述实施方式中，可以优选地设置的是，布置在第一壳管上的第一滚动体处于距布置在第二壳管上的第二滚动体平均间距处，该平均间距小于或等于最大滚动体的滚动体半径的四倍。借助于下述事实特别地可以产生彼此抵靠的刚度支承：布置在关于中间壳管的内侧和外侧上的内抗摩擦轴承系统和外(相对于内抗摩擦)抗摩擦轴承系统的滚动体之间的平均间距或中心点间距小于或等于滚动体直径的两倍。因此，可以提高壳单元的刚度。

滚道可以构造为槽道形状的成形凹部。滚道的以槽道形状或凹槽形状的方式沿径向方向凹陷的该横截面可以优选地适应滚动体的形状和尺寸，以在凹进敞开的横截面中产生滚动体的限定滚动。壳管可以由管状型材形成，其中滚道通过冷成形的方式制成，例如通过轧制或压制制成。

壳管可以优选地由钢制造或由铝合金制造，并且滚动体可以优选地由例如符合DIN EN ISO 683-17的100Cr6的滚动体钢制造。

为了尽可能高的刚度，滚动体具有相对于滚道的尽可能低的轴承游隙(轴承间隙)并且以实际上无游隙的方式运行是必要的。轴承游隙特别优选地为零，使得滚动体以无游隙的方式运行。然而，在此，必须确保滚动体可以在整个调节范围内以平稳运行且均匀的方式滚动，并且不会发生可能由太低甚至分段的轴承游隙引起的过高的调节力。在此，需要在系列的整个制造过程中将预先限定的调节力参考值保持在可接受的公差内，并且在调节范围内的波动也较低。因此，在现有技术中，壳管并且特别是滚道必须以尺寸精确的方式制造成具有窄公差，这导致相应的高费用，或者，在组装前必须对壳管进行测量并且在组装期间必须与具有匹配几何尺寸的滚动体进行相应地配装。在此，例如，提供了在每种情况下相对于彼此具有直径差为5μm的不同种类的滚动体。这增加了组装期间的循环时间和循环率，并且与高存储和物流成本相关联。

上述问题发生在带有滚子安装式壳单元的转向柱的情况下，在上述总体设计的转向柱的情况下，为了使根据本发明的高刚度的优点能够以最佳方式加以利用，优化的、低游隙的且同时运行平稳的抗摩擦轴承系统特别重要。

为了解决上述问题，此外，本发明包括一种用于生产转向柱的方法，该转向柱包括壳单元，在壳单元中转向主轴安装成使得转向主轴可以绕沿纵向方向延伸的纵向轴线旋转，并且该壳单元具有至少两个壳管，壳管导引成使得壳管可以通过预先限定的调节行程相对于彼此沿纵向方向进行调节，该壳管包括内壳管和外壳管，内壳管和外壳管具有彼此径向地相对布置的滚道并且在滚道之间布置有具有预先限定的滚动横截面的滚动体，使得滚动体可以沿纵向方向滚动，在该方法的情况下，要施加的用于壳管的相对调节的调节力被设定为预先限定的调节力参考值，

包括以下步骤：

A)提供具有外滚道的内壳管和具有内滚道的外壳管，内滚道和外滚道相对于纵向轴线横向地界定滚道横截面，

B)提供滚动体，该滚动体的滚动横截面大于滚道横截面，

C)将滚动体布置在滚道横截面中，

D)在整个调节行程中，对壳管沿纵向方向的相对运动施加轴向调节力，滚动体使滚道塑性地变形，沿着调节行程测量在过程中施加的调节力，

E)将测得的调节力与调节力参考值进行比较，

F1)如果在整个调节行程中，测得的调节力与预先限定的公差范围内的调节力参考值一致：则方法结束。

F2)如果测得的调节力大于调节力参考值：则再进行步骤D)。

在步骤D中，可以设置的是，另外将横向力和/或扭矩引入到壳管中。横向力的方向相对于纵向方向正交。因此，根据本发明的方法可以进一步改进。

根据本发明的方法使将滚动体轴承系统校准到预先限定的调节力参考值成为可能。在此特别有利的是，最初为组装设置的关于壳管的尺寸精度的要求低于滚动体导引件没有游隙所需的尺寸精度。

根据本发明的方法的特别特征在于，除滚动体的主要承载功能之外，利用滚动体作为制造手段，特别地作为用于滚道塑性成形的冷轧方法中的辊。由于根据本发明的方法，滚道在执行该方法后以最佳方式适应于滚动体。

根据A)和B)，壳管首先是预制的，即内壳管和外(相对于内)壳管，外壳管可以要么是外壳管，要么是伸缩布置的中间壳管。在此，滚道可以以受制于公差的方式界定滚道横截面。

滚动体、例如滚珠轴承球，可以作为具有预先限定尺寸的高尺寸精度的工业标准部件进行提供。

滚动体具有滚动横截面，该滚动横截面表示相对于纵向轴线在横向滚动方向上的滚动体横截面。滚珠相应地具有带滚珠直径的圆形滚动横截面。

对于步骤C)和步骤D)，壳管首先相对于纵向轴线彼此距一定轴向间距地同轴布置并且相对于纵向轴线定向，其结果是，彼此对应的内滚道和外滚道彼此径向地相对布置。在滚道横截面区域中，滚动体轴向地布置在壳管之间。通过施加轴向调节力，壳管沿纵向方向朝向彼此移动，直到内壳管完全伸入到外壳管中到达调节行程的末端为止，滚动体以摩擦锁定的方式在壳管之间被驱动。

借助于滚动体相对于滚道横截面的尺寸过大的事实，当内壳管伸入到外壳管中时，特别在首次滚动的情况下，滚动体引起滚道的塑性变形。因此，滚道横截面变宽。可以优选地在滚动体与滚道之间设置例如以润滑脂形式的润滑剂，用于减少摩擦并且用于防止滚动体与相应的滚道之间卡住。

在滚动期间，测量为了使壳管相对于彼此移动而不得不施加的调节力。由于在此过程中要执行的变形工作，所述调节力在针对滚道的塑性变形的首次滚动的情况下要比在沿着变形滚道的后续调节运动的情况下高得多。

在首次滚动的情况下，滚动体用作滚道的冷成形的辊。这是可能的，没有问题，因为由滚动体钢制成的滚珠或滚子比壳管的材料——通常为未硬化且未回火的钢——硬得多。在此，可商购的滚珠和滚子具有高表面质量和低粗糙度，其结果是，滚道的表面冷成形为具有相应的高表面质量。在调节期间，通过经由滚动体的滚动，在滚道的滚动面的区域中引起了结构加工硬化，滚动体随后在该滚道上滚动，这也是积极的效果。产生了滚道的冷回火。

当壳管相对于彼此移动时，在整个调节行程中测量调节力并且与预先限定的调节力参考值进行比较。调节力参考值对应于必须手动施加或通过机动调节驱动器施加以在驾驶操作期间设置转向柱的调节力。如果滚动体相对于滚道横截面的尺寸过大，并且因此产生冷成形，则要被施加用于运动目的的调节力由于在此过程中要执行的变形工作而高于在无游隙配合情况下的调节力，在这种情况下，滚动体仅在滚道上滚动。

整个调节行程应被理解为意指最大可能调节行程的至少90％。

根据步骤F2)，只要测得的调节力大于调节力参考值，则重复步骤D)。在步骤D)中，在每种情况下，壳管沿前进方向并且随后沿相反的反向方向的相对运动可以优选地在整个调节行程中在每种情况下发生。在前进方向上，内壳管伸入到外壳管中，其结果是，发生伸缩，并且沿反向方向发生延伸。在每种情况下，在整个调节行程中可以优选地执行包括在每种情况下沿前进和反向方向的运动的双冲程。

根据步骤F1)，一旦检测到测得的整个调节行程中的调节力与预先限定的公差范围内的调节力参考值一致，则最终对壳单元进行校准，并且可以结束该方法。

对于多个伸缩式布置的应用，在沿纵向方向引入滚动体的情况下，可以将所有壳管相应地一起移动，对内壳管、中间壳管与外壳管之间的所有滚道相应地进行冷成形。

可以有利的是，将沿前进方向测得的调节力与沿反向方向测得的调节力进行比较，并且重复步骤D)，直到沿前进方向测得的调节力与沿反向方向测得的调节力在预先限定的公差范围内一致为止。这确保了在冷成形期间可能发生的弹性回弹得到补偿。

如果测得的调节力位于调节力参考值之外，即使在预先限定的运动次数之后，也可以输出错误信息并且可以终止该方法。如果即使在多次运行上述校准运动之后仍未能实现与调节力参考值一致，则可能存在无法通过根据本发明的方法进行补偿的过大的尺寸偏差，或者存在材料或制造故障。因此，通过监测调节力可以以小的费用实现制造和质量监测。

附图说明

将在下文中基于附图更详细地描述本发明的有利实施方式，在附图中，详细地：

图1以示意性立体图示出了根据本发明的转向柱，

图2以示意性局部内部视图示出了根据图1的转向柱，

图3示出了穿过根据图1的转向柱的横截面，

图4示出了穿过根据图1的转向柱的横截面，

图5示出了穿过另一实施方式中的转向柱的横截面，以及

图6示出了穿过根据图1的转向柱的(沿着纵向轴线的)纵向截面。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件总是设置有相同的附图标记，并且因此，相同的部件通常在每种情况下也仅被命名或提及一次。

图1示出了关于驾驶方向从后方倾斜观察的根据本发明的转向柱1，该转向柱1具有致动单元2。致动单元2包括壳单元3，该壳单元3具有外壳管31、中间壳管32和内壳管33。壳管31、32和33同轴地布置在彼此内部，使得壳管31、32和33可以沿纵向轴线L的方向以伸缩的方式移位，如通过双箭头所指示的。

转向主轴4安装在壳单元3中，使得转向主轴4可以绕纵向轴线L旋转，该转向主轴4在其后端部处具有用于附接方向盘(未示出)的连接器部段41。

调节驱动器6具有主轴驱动器，该主轴驱动器具有主轴螺母61和旋拧在主轴螺母61中的螺纹主轴62，该主轴螺母61和螺纹主轴62可以相对于彼此由电动马达63以旋转的方式驱动。螺纹主轴62平行于纵向轴线L延伸并且连接至内壳管33，并且主轴螺母61沿与纵向轴线L的轴向方向对应的纵向方向支承在外壳管31上。通过借助于马达63相对旋转的方式，螺纹主轴62和主轴螺母61根据旋转方向移动到一起或者彼此分开，因此，内壳管33沿轴向方向缩回到外壳管31中或者从外壳管31中延伸出，如通过双箭头所指示的。因此，实现了纵向调节，附接至连接器部段41的方向盘通过该纵向调节可以向前移动到收起位置，内壳管33和中间壳管32在收起位置缩回到外壳管31中，也就是说向前降下。

作为替代方案，主轴螺母61可以支承在内壳管33上，并且螺纹主轴62可以支承在外壳管31上。

在图2中，外壳管31和中间壳管32被切开并部分省略。图3和图4示出了穿过壳单元3的同一横截面。

形成滚动体的第一滚珠7被接纳在第一滚珠保持架71中，使得第一滚珠7可以绕第一滚珠7的滚珠中心点K1旋转。滚珠保持架71同轴地插入在外壳管31与中间壳管32之间。滚珠7布置成使得滚珠7可以在凹槽形状或槽道形状的滚道34与同样凹槽形状或槽道形状的滚道35之间滚动，滚道34平行于纵向轴线L伸长并且在外侧上形成至中间壳管32，滚道35在径向上与滚道34相对布置并且滚道35构造在外壳管31的内侧上。

形成滚动体的第二滚珠8被接纳在第二滚珠保持架81中，使得第二滚珠8可以绕第二滚珠8的滚珠中心点K2旋转。滚珠保持架81同轴地插入在中间壳管32与内壳管33之间。在此，滚珠8布置成使得滚珠8可以在凹槽形状或槽道形状的滚道36与同样凹槽形状或槽道形状的滚道37之间滚动，滚道36平行于纵向轴线L伸长并且在外侧上形成至内壳管33，滚道37在径向上与滚道36相对布置并且滚道37构造在中间壳管32的内侧上。

在每种情况下多个滚珠7、8(在图2的视图中可见三个)沿纵向方向、也就是说沿纵向轴线L的方向成排布置。如在图3和图4的横截面中可以看到的，在示出的示例中总共四排滚珠7、8布置成围绕纵向轴线L分布。

在示出的示例中，滚珠7与滚珠8的大小相等，滚珠半径为k，也就是说，滚珠直径为2k。

内壳管33和中间壳管32具有八角形横截面。内壳管33和中间壳管32具有连接侧部331和321，连接侧部331和321布置成在每种情况下相对于彼此成直角并且在每种情况下定位成关于纵向轴线L平行、成对地彼此相对。滚道侧部322和332布置在连接侧部321之间和连接侧部331之间的拐角区域中或边缘区域中。滚道侧部332具有滚道36并且滚道侧部322具有滚道34。滚道侧部322和332在每种情况下相对于相邻的连接侧部321和331倾斜，并且在示出的示例中以对称布置的方式以约45°角度离开。

滚道36形成在内壳管33中的滚道侧部332中的外侧上，并且滚道34在外侧上形成至中间壳管32的滚道侧部322。

中间壳管32的滚道侧部322在内侧上具有滚道37，该滚道37与滚道36相对应并且界定滚道横截面，在该滚道横截面中接纳有滚珠8。

中间壳管32的滚道侧部322优选地平行于内壳管33的滚道侧部332。

外壳管31具有矩形横截面，其具有四个连接侧部311，四个连接侧部311成直角布置并且在拐角区域中或边缘区域中连接至彼此。具有倒圆槽道形状横截面的滚道35位于边缘区域中的内侧上。

在图3中，包络圆90使用虚线进行图示，该包络圆90封围内壳管33并且在连接侧部331与滚道侧部332之间的拐角区域上相切。包络圆90的包络圆半径为h。

通过半径为(h-k)、k为滚珠半径的内圆界限91和半径为(h+k)的外圆界限92，对根据本发明的围绕所述包络圆90的圆环形最佳区域进行界定。内圆界限91和外圆界限92优选地相对于包络圆90同心。换言之，包络圆90的中心点与内界限91和外界限92的中心点重合并且位于纵向轴线L上。

根据本发明，滚珠8的滚珠中心点K2位于最佳区域内。在示出的示例中，滚珠8在此与包络圆90以径向向外的间距a间隔开，该间距a小于或等于滚珠半径k。

在图4中，包络圆93使用虚线进行图示，该包络圆93封围中间壳管32并且在连接侧部321与滚道侧部322之间的拐角区域上相切。包络圆93的包络圆半径为H。

通过半径为(H-k)、k为滚珠7的滚珠半径的内圆94和半径为(H+k)的外圆95对根据本发明的围绕所述包络圆93的圆环形最佳区域进行界定。

根据本发明，滚珠7的滚珠中心点K1位于最佳区域内。在示出的示例中，滚珠7在此与包络圆93以径向向外的间距b间隔开，该间距b小于或等于滚珠半径k。

图5示出了仅包括内壳管33和外壳管38的壳单元3。外壳管38具有与根据图3和图4的第一实施方式的中间壳管32类似的构造并且设置有相同的附图标记，但与中间壳管32相比，外壳管38在外侧上没有任何滚道。在此，如上所述，滚珠8也布置在围绕包络圆90的最佳区域中，该包络圆90外接内壳管33。

从图6中示出的沿着纵向轴线L的纵向截面可以看出的是，转向主轴4同样具有伸缩构型，其中转向主轴4具有内轴43，该内轴43可以沿纵向方向伸缩并且以形状锁定的方式接合到外轴42中，使用滑动轴承或抗摩擦轴承安装的扭矩传递线性轴承系统可以插入在内轴43与外轴42之间。

滚珠中心点K1与K2彼此之间的间距小于或等于滚珠直径(2k)的两倍，也就是说，滚珠半径k的四倍。

附图标记列表

1 转向柱

2 致动单元

3 壳单元

31、38 外壳管

32 中间壳管

321 连接侧部

322 滚道侧部

33 内壳管

331 连接侧部

332 滚道侧部

34、35 滚道

36、37 滚道

4 转向主轴

41 连接器部段

42 外轴

43 内轴

5 支承单元

51 紧固装置

6 调节驱动器

61 主轴螺母

62 螺纹主轴

63 马达

7、8 滚珠

71、81 滚珠保持架

90、93 包络圆

91、92 界限

94、95 界限

K1、K2 滚珠中心点

k 滚珠半径

L 纵向轴线

H、h 半径

a 间距

b 间距

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的转向柱(1)，所述转向柱(1)包括壳单元(3)，在所述壳单元(3)中转向主轴(4)安装成使得所述转向主轴(4)能够绕沿纵向方向延伸的纵向轴线(L)旋转，并且所述壳单元(3)具有至少两个壳管(31，32，33)，所述壳管(31，32，33)具有多边形横截面并且导引成使得所述壳管(31，32，33)能够相对于彼此沿所述纵向方向进行调节，在所述壳管(31，32，33)之间布置有具有滚动体半径(k)的滚动体(7，8)，使得所述滚动体(7，8)能够在滚道(34，35，36，37)中沿所述纵向方向滚动，

至少三个滚道(34，35，36，37)布置成分布在圆周上，

其特征在于，

能够在壳管(32，33)的外侧上径向地滚动的所述滚动体(7，8)的中心点(K1，K2)处于距外接所述壳管(32，33)的包络圆(90，93)小于或等于所述滚动体半径(k)的径向间距(a，b)处，所述滚动体能够在所述壳管(32，33)的所述外侧上滚动。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述中心点(K1，K2)位于所述包络圆(90，93)外侧。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的转向柱，其特征在于，所述多边形横截面具有相对于彼此以角度离开的连接侧部(321，331)，在两个连接侧部(321，331)之间布置有滚道(34，36)。

4.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于，所述滚道(34，36)中的至少一个滚道布置在滚道侧部(322，332)上，所述滚道侧部(322，332)以成角度离开的方式布置在连接侧部(321，331)之间。

5.根据权利要求3或4所述的转向柱，其特征在于，所述连接侧部(321，331)和/或所述滚道侧部(322，332)为平面构型。

6.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，布置在相邻滚道(34，35，36，37)中的滚动体(7，8)的所述中心点(K1，K2)的相对于所述纵向轴线(L)垂直的横向间距为所述滚动体半径(k)的至少四倍。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，多个滚动体(7，8)被保持在滚动体保持架(71，81)中，使得所述滚动体(7，8)能够绕所述滚动体(7，8)的中心点(K1，K2)旋转。

8.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述壳单元(3)具有至少三个壳管(31，32，33)，所述至少三个壳管(31，32，33)至少包括一个外壳管、一个中间壳管以及一个内壳管，其中至少一个中间壳管(32)布置在所述外壳管(31)中并且在所述至少一个中间壳管(32)中布置有所述内壳管(33)或其他中间壳管(32)，滚动体(7，8)能够在至少一个中间壳管(32)和所述内壳管(33)的所述外侧上滚动。

9.根据权利要求8所述的转向柱，其特征在于，布置在第一壳管(32)上的第一滚动体(7)处于距布置在第二壳管(33)上的第二滚动体(8)平均间距处，所述平均间距小于或等于最大滚动体(7，8)的所述滚动体半径(k)的四倍。

10.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，滚道(34，35，36，37)构造为槽道形状的成形凹部。

11.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，机动调节驱动器(6)连接至所述壳管(31，32，33)。

12.一种用于生产转向柱的方法，所述转向柱包括壳单元(3)，在所述壳单元(3)中转向主轴(4)安装成使得所述转向主轴(4)能够绕沿纵向方向延伸的纵向轴线(L)旋转，并且所述壳单元(3)具有至少两个壳管(31，32，33)，所述壳管(31，32，33)导引成使得所述壳管(31，32，33)能够通过预先限定的调节行程相对于彼此沿所述纵向方向进行调节，所述壳管(31，32，33)包括内壳管(33)和外壳管(31，38)，所述内壳管(33)和所述外壳管(31，38)具有彼此径向地相对布置的滚道(34，35，36，37)并且在所述滚道(34，35，36，37)之间布置有具有预先限定的滚动横截面的滚动体(7，8)，使得所述滚动体(7，8)能够沿所述纵向方向滚动，在所述方法的情况下，要施加的用于所述壳管(31，32，33)的相对调节的调节力被设定为预先限定的调节力参考值，

其特征在于以下步骤：

A)提供具有外滚道(36，34)的内壳管(33，32)和具有内滚道(35，37)的外壳管(31，32)，所述内滚道(35，37)和所述外滚道(36，34)相对于所述纵向轴线(L)横向地界定滚道横截面，

B)提供滚动体(7，8)，所述滚动体(7，8)的滚动横截面大于所述滚道横截面，

C)将所述滚动体(7，8)布置在所述滚道横截面中，

D)在整个调节行程中，对所述壳管(31，32，33)沿所述纵向方向的相对运动施加轴向调节力，所述滚动体(7，8)使所述滚道(34，35，36，37)塑性地变形，沿着所述调节行程测量在过程中施加的所述调节力，

E)将测得的调节力与调节力参考值进行比较，

F1)如果在整个所述调节行程中，测得的所述调节力与所述调节力参考值在预先限定的公差范围内一致：则所述方法结束，

F2)如果测得的所述调节力大于所述调节力参考值：则再进行步骤D)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤D)中，在整个所述调节行程中，在每种情况下，所述壳管(31，32，33)的相对运动沿前进方向以及沿相反的反向方向发生。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将沿所述前进方向测得的所述调节力与沿所述反向方向测得的所述调节力进行比较，并且重复步骤D)，直到沿所述前进方向测得的所述调节力与沿所述反向方向测得的所述调节力在预先限定的公差范围内一致为止。

15.根据权利要求12至14中的一项所述的方法，其特征在于，如果在预先限定的运动次数之后测得的所述调节力位于所述调节力参考值之外，则所述方法终止。

Images