[发明专利]用于机动车辆的转向轴

说明书

本发明涉及用于机动车辆的转向轴(10)，该转向轴包括中空的外轴(20)，在该外轴中同轴地且可伸缩地布置有内轴(30)，并且该内轴经由至少一个滚动元件(40)以扭矩传递的方式连接至外轴(20)，其中，在相对于围绕纵向轴线(L)的旋转的周向方向上，滚动元件(40)在滚动元件滚道(22、23)之间以互锁的方式接触内轴(30)和外轴(20)。该转向轴包括固定元件(70)，该固定元件固定在外轴(20)上并且具有联接部段(72)，内轴(30)和外轴(20)可以经由该联接部段以扭矩传递的方式被连接。为了在滚动元件(40)发生失效的情况下的改进的冗余扭矩传递，联接部段(72)具有至少一个传递元件(8)，所述至少一个传递元件就围绕纵向轴线(L)的旋转而言以松弛地互锁的方式接合在内轴(30)和外轴(20)的滚动元件滚道(22、23)之间。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的转向轴，该转向轴包括外轴，该外轴构造为中空轴，并且在外轴中同轴地布置有内轴，该内轴可以相对于外轴沿转向轴的纵向轴线的方向伸缩并且经由至少一个滚动体以扭矩传递的方式连接至外轴，滚动体可以沿纵向轴线的方向滚动，并且所述滚动体沿相对于围绕纵向轴线的旋转的周向方向在滚动体滚道之间以形状配合锁定的方式承靠内轴并承靠外轴，转向轴包括固定元件，该固定元件固定在外轴上并且具有联接部段，该联接部段布置在内轴与外轴之间，并且内轴和外轴可以经由该联接部段以扭矩传递的方式被连接。

背景技术

机动车辆中的可伸缩转向轴使转向柱的调节成为可能，在后方处(相对于驾驶方向)附接至转向轴的方向盘的方向盘位置可以沿转向轴的轴向方向被纵向地设定，以便适应距驾驶员位置的间隔。此外，在发生碰撞的情况下，转向轴可以在纵向方向上被推动到一起，因此可以有效防止转向柱进一步穿透到乘客室的内部中并导致乘员受伤。这通常通过下述方式来实现：设置可以相对于彼此伸缩的两个轴、即外部轴或外轴以及内部轴和内轴，外部轴或外轴构造为呈管状中空轮廓的形式的中空轴，内部轴和内轴在外部轴或外轴中安装成使得内部轴和内轴可以沿转向轴的纵向轴线的方向纵向地移位。内轴和外轴一起形成可以通过可伸缩的相对运动来缩短或延长的转向轴。

在一般类型的转向轴、也称为滚动滑动轴的情况中，至少一个滚动体、通常多个滚动体例如滚珠用于构造低摩擦的线性抗摩擦支承系统，该支承系统确保了内轴在外轴内沿纵向轴线的方向的长期平稳运行的调节，以便沿纵向方向设定方向盘位置。滚动体同时用作形状配合锁定元件，该形状配合锁定元件用于将出于转向目的引入的扭矩从从内轴传递至外轴。为此，在内轴和外轴中构造有彼此径向相对地定位并且沿纵向方向延伸的凹槽状滚动体滚道，滚动体可以在滚道中仅沿纵向方向滚动。就围绕纵向轴线的旋转而言，滚动体以形状配合锁定的方式接合到滚动体滚道中。因此，作为扭矩输入到内轴中的转向力矩作为周向方向上的力被从内轴的滚动体滚道经由滚动面传递至滚动体，并且从滚动体经由滚动体的其他滚动面传递至外轴的滚动体滚道。滚动体用作形状配合锁定元件，该形状配合锁定元件以形状配合锁定的方式布置在就周向方向上的力传递而言的滚动面之间。滚动体以较低的滚动摩擦沿纵向方向滚动，结果是这些滚动体可以几乎无游隙地插入在滚动体滚道之间。这具有的优点在于，输入转向力矩几乎无游隙地传递，这使得可靠、精确且低噪声的转向成为可能。

为了在紧急情况下——当滚动体由于极端过载而破裂或者从形状配合锁定连接中脱去并且不能作为用于传递扭矩的主要扭矩传递元件时——确保至少基本的转向功能能够继续，扭矩传递装置可以具有冗余设计。例如，DE 10 2014 017 555 A1公开了一种用于构造内轴与外轴之间的替换联接的固定元件。该固定元件具有止挡元件并且具有联接部段，止挡元件构造为覆盖帽并抵抗围绕纵向轴线的旋转而固定在外轴的自由端部上，并且牢固地固定成随固定元件旋转，联接部段接合到内轴与外轴之间的敞开的横截面中并且以形状配合锁定的方式至少部分地围绕内轴接合，并因此布置成将内轴与外轴以扭矩传递的方式连接。以此方式，止挡元件经由联接部段在内轴与中空轴之间产生扭矩传递连接。由于止挡元件主要为了该止挡元件的组装、止挡和密封性能而在止挡元件的形状、尺寸和材料方面被优化并且为此例如被制造为由弹性的、可滑动材料比如塑料制成的相对薄壁的部件，因而止挡元件仅传递相对较小的扭矩，但是该扭矩小于可以通过滚动体传递的扭矩。