将转向轴安装到相关联的安装套筒中的安装单元、和转向柱组件的制作方法

将转向轴安装到相关联的安装套筒中的安装单元、和转向柱组件
1.本发明涉及一种用于将转向轴安装到相关联的安装套筒中的安装单元，该安装单元包括环形或大致环形的安装本体，该环形或大致环形的安装本体围绕安装本体的中心轴线延伸。安装单元进一步包括用于将安装单元径向地支撑在安装套筒内的至少两个第一安装臂，这两个第一安装臂从安装本体伸出并且背离该安装本体延伸。此外，设置有用于将安装单元径向地支撑在安装套筒内的至少两个第二安装臂，这两个第二安装臂从安装本体的与第一安装臂相反的一侧伸出并且背离该安装本体延伸。第一安装臂与第二安装臂在径向方向上具有弹性。
2.本发明还涉及一种包括转向轴和安装套筒的转向柱组件，该转向轴借由这种安装单元径向地支撑在安装套筒内。
3.这种安装单元和配备有这种安装单元的转向柱组件在现有技术中是已知的。特别地，已知的安装单元用于影响配备有这种安装单元的转向柱组件的振动行为，其方式为使得转向柱组件的特征频率或固有频率与转向柱组件正常操作期间可能出现的激励频率不一致。换言之，这种类型的安装单元确保转向柱组件在操作期间仅可以轻微地振动。因此，从广义上讲，安装单元用于阻尼或防止振动。
4.本发明要解决的问题是进一步改进这种安装单元和配备有这种安装单元的转向柱组件。特别地，旨在从安装单元的可组装性和其生产成本方面来对已知的安装单元加以改进。因此，目标是提供一种可以在整体上容易组装且便宜生产的安装单元。当然，这些改进不应以牺牲振动阻尼为代价来实现。
5.该问题通过开篇提及的类型的安装单元得以解决，在该安装单元中，滚子轴承设置在安装本体的径向内侧，用于将安装单元径向地支撑在转向轴上，安装本体形成滚子轴承的外环，滚动元件在该外环上滚动。因此，安装本体和滚子轴承的外环由单个部件形成。结果，安装单元的结构尤其简单，这使得组装简单并且整体生产成本低。因为安装单元经由滚子轴承支撑在转向轴上，所以转向轴可以以很小的摩擦相对于安装单元旋转。因此，这种相对移动尤其容易。此外，经由滚子轴承的支撑是机械稳定且可靠的。这使得配备有该安装单元的转向柱组件具有有利的振动行为。特别地，转向柱组件的特征频率可以因此在通常在所述组件的操作期间发生的激励频率之外。因此，安装单元的效果是，配备有该安装单元的转向柱组件可以在有很小的振动或没有振动的情况下操作。
6.安装本体可以围绕圆周封闭或具有周向中断部、例如以槽缝的形式。特别地，在第二替代方案中，滚子轴承可以具有用于滚动元件的保持架，使得可以可靠地排除滚动元件在周向中断部上的滚动。
7.第一安装臂和第二安装臂优选地与安装本体合并成一体。因此，安装本体、第一安装臂以及第二安装臂被设计为单个部件。因此，不需要将安装臂安装在安装本体上。这使得安装单元的生产成本降低。
8.第一安装臂和第二安装臂可以大致轴向地延伸。在此背景下，安装臂的尤其相对于安装本体中心轴线的大致轴向延伸应理解为是指安装臂主要是轴向延伸。不言而喻，所
述壁还沿径向方向延伸，以便能够实现其支撑功能。然而，沿径向方向的延伸与沿轴向方向的延伸相比是微小的。
9.安装本体和与该安装本体合并成一体的外环可以由塑料材料制成。因此，可以使用标准的生产系统容易且便宜地生产安装本体和外环。这特别适用于批量生产安装本体和与该安装本体成一体的外环。因为第一安装臂和第二安装臂与安装本体合并成一体，所以它们当然也由塑料材料制成。钢滚珠或钢滚针可以用作滚动元件。
10.替代性地或另外，滚子轴承的内环和/或滚子轴承的至少一个滚动元件由塑料材料制成。因此，也可以容易且便宜地生产内环和/或至少一个滚动元件。整个滚子轴承优选地由塑料部件构造而成。这使得生产尤其便宜。
11.特别地，在此背景下，整个安装单元在单个注射模制过程中产生，其中，内环、与安装本体和安装本体上设置的任何安装臂合并成一体的外环、以及布置在内环与外环之间的滚动元件在单个模具内产生。在这种情况下，可以完全省略用于组装安装单元的组装步骤。作为对此的替代方案，可以使用衍生式制造工艺来生产安装单元。即使如此，也可以完全省略组装步骤。
12.在一个实施例中，当从径向方向看时，第一安装臂中的至少一个第一安装臂和/或第二安装臂中的至少一个第二安装臂是大致梯形的。特别地，当从径向方向看时，所有的安装臂都是大致梯形的。这种安装臂易于生产。此外，以此方式，可以容易地实现安装臂的弹性特性。
13.可以在第一安装臂中的至少一个第一安装臂上和/或在第二安装臂中的至少一个第二安装臂上布置有径向突出部，以与安装套筒接触。这特别适用于所有安装臂。于是，安装单元可以容易且可靠地放置在安装套筒上。这简化了安装单元在安装套筒上的安装。
14.径向突出部优选地由周向延伸的卷边形成。可以容易且便宜地生产这种径向突出部。
15.有利地，滚子轴承是滚珠轴承或滚针轴承。因此，滚动元件是球形或针形的。仅占少量空间的滚珠轴承可以用作径向-轴向轴承。结果，安装单元被构造成整体上是紧凑的。
16.在变体中，在被设计用于使安装单元与转向轴径向接触的径向内接触表面上设置有公差补偿元件。特别地，可变形径向突出部从径向内接触表面伸出。内接触表面优选地设置在滚子轴承的内环上。径向突出部可以被设计为轴向延伸肋。如果设置了可变形径向突出部，则在安装单元被推到转向轴上时，径向突出部变形而发生公差补偿。因此，始终确保将安装单元精确且可靠的放置在转向轴上。
17.问题还可以通过开篇提及的类型的转向柱组件得以解决，其中，转向轴借由根据本发明的安装单元径向地安装在安装套筒内。特别地，转向轴和安装套筒可相对于彼此轴向移位，使得可以轴向地调节转向柱组件。因此，可以对连接至转向柱组件的方向盘进行伸缩调节。由于上文解释的安装单元的特性，这种转向柱组件还具有有利的振动行为，使得该转向柱组件在操作期间仅轻微地振动或摆动。
18.滚子轴承的内环可以借由过盈配合而固持在转向轴上。如果设置了公差补偿元件，则这些公差补偿元件可以在形成过盈配合时变形。可以容易且便宜地产生过盈配合。此外，滚子轴承的内环可靠地固持在转向轴上。不需要附加的紧固元件，并且因此，安装单元的组装是容易且便宜的。
19.滚子轴承的内环还可以借由机械固定元件而轴向地固持在转向轴上。特别地，这种固定元件是固定环。同样，以此方式，滚子轴承的内环可以可靠地固持在转向轴上。
20.第一安装臂和第二安装臂优选地在径向预加载下与安装套筒接触。因此，转向轴无游隙地径向固持在安装套筒内。可以通过安装臂来阻尼和/或几何地补偿可能产生的任何相对移动。还可以阻尼或完全避免对应的振动。
21.下面参照附图所示的两个实施例对本发明进行解释，在附图中：
[0022]-图1示出了具有根据本发明的安装单元的根据本发明的转向柱组件的截面视图，
[0023]-图2示出了图1的转向柱组件的转向轴和根据本发明的安装单元的分离透视图，
[0024]-图3示出了图1的转向柱组件的根据本发明的安装单元和安装套筒的一部分的分离透视图，
[0025]-图4示出了图1的转向柱组件的根据本发明的安装单元的分离透视图，以及
[0026]-图5示出了根据替代性实施例的转向柱组件的一部分的分解视图。
[0027]
图1示出了转向柱组件10。
[0028]
所述组件包括安装壳体12，转向柱组件10可以经由该安装壳体而紧固在机动车辆(未详细示出)中。
[0029]
转向柱组件10还具有转向轴14。在所示的实施例中，该转向轴被设计为所谓的上转向轴。这意味着方向盘16(图1仅示意性地示出)可以紧固至转向轴14。
[0030]
转向轴14可旋转地联接至另一个转向轴18，该另一个转向轴沿转向机构(未详细示出)的方向连接至转向轴14。转向轴14和另一个转向轴18可沿相关联的中心轴线20相对于彼此轴向地移位，以便确保转向柱组件10可以伸缩调节。
[0031]
转向柱组件10进一步包括安装套筒22，该安装套筒被布置成可在安装壳体12内轴向地移位。这也用于转向柱组件10的伸缩调节。
[0032]
转向轴14经由滚珠轴承24被径向地和轴向地固持在安装壳体12中。
[0033]
此外，转向轴14借由安装单元26径向地安装在安装套筒22内部。
[0034]
图2至图4中更详细地示出了这种安装和相关联的安装单元26。
[0035]
安装单元26包括大致环形的安装本体28，该安装本体围绕安装本体的中心轴线30延伸(例如，参见图4)。
[0036]
在所示的实施例中，安装本体的中心轴线30与中心轴线20重合。
[0037]
在安装本体28的径向内侧设置有滚子轴承32，在所示的实施例中，该滚子轴承被设计为滚珠轴承。
[0038]
安装本体28还形成滚子轴承32的外环34，相关联的滚动元件36在该外环上滚动。为清晰起见，图3中仅一些滚动元件36提供有附图标记。
[0039]
滚子轴承32还包括内环38。滚动元件36也在该内环上滚动。
[0040]
此外，内环38上设置有径向内接触表面40，安装单元26可以经由该径向内接触表面而径向地接触转向轴14。
[0041]
为了能够补偿此区域中可能出现的任何公差，在接触表面40上设置有公差补偿元件42，在所示的实施例中，这些公差补偿元件被设计为呈轴向延伸肋形式的可变形径向突出部。
[0042]
此外，总共十个第一安装臂44和十个第二安装臂46从安装本体28伸出。换言之，第
一安装臂44和第二安装臂46与安装本体28合并成一体。
[0043]
为清晰起见，图2至图4中仅一些安装臂提供有附图标记。
[0044]
第一安装臂44从安装本体28的第一轴向侧伸出，并且第二安装臂46从与第一安装臂44相反的一侧伸出。
[0045]
第一安装臂44和第二安装臂46两者都用于在安装套筒22内径向地支撑安装单元26。为此目的，第一安装臂和第二安装臂大致轴向地延伸。
[0046]
不言而喻，第一安装臂44和第二安装臂46还径向地延伸相对较小的范围，以便能够执行上述的支撑功能。
[0047]
此外，第一安装臂44和第二安装臂46在径向方向具有弹性。
[0048]
从径向方向看，第一安装臂44和第二安装臂46两者都是大致梯形的。
[0049]
此外，为了与安装套筒22接触，所有的安装臂44、46都具有相应相关联的径向突出部48，在所示的实施例中，径向突出部由周向延伸的卷边50形成。
[0050]
同样，仅少量的径向突出部48和卷边50提供有附图标记。
[0051]
安装单元26完全由塑料材料组成。
[0052]
具体地，这意味着与安装臂44、46和外环34合并成一体的安装本体28由塑料材料制成。
[0053]
内环38也由塑料材料制成。在这种情况下，滚动元件36由钢形成。替代性地，可以设想滚动元件36也由塑料材料形成。
[0054]
可以是相同的塑料材料。替代性地，这些单独的部件还可以由不同的塑料材料制成。
[0055]
如上所述，滚子轴承32的总体目的是将安装单元26支撑在转向轴14上。为此目的，在安装单元26的组装状态下，内环38经由过盈配合52而固持在转向轴14上。
[0056]
此外，第一安装臂44和第二安装臂46在径向预加载下接触安装套筒22。
[0057]
以此方式，特别地，结合转向柱组件10的伸缩调节，安装单元26被至少径向地固持在转向轴14上。安装单元26可相对于安装套筒22沿轴向方向移位。
[0058]
图5示出了变体，在该变体中，安装单元26不是通过过盈配合固持在转向轴14上，而是借由机械固定元件54在轴向方向上固定在与安装单元26相关联的轴肩56上，从而形成机械锁定。
[0059]
另外，此变体与参考图1至图4解释的实施例相对应。