[發明專利]用于機動車的轉向柱和用于制造轉向柱的方法

有效

• 申請號: 201480034466.1
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN105392686B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: T·海茲;S·雷格納;A·沙赫特
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯普利斯坦股份公司
• 主分類號: B62D1/16
• 分類號: B62D1/16;B29C70/38
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術領域

本發明涉及用于制造轉向柱組件的構件的方法和用于機動車的這種轉向柱組件。

背景技術

機動車的轉向柱接納上方轉向系的軸承，所述上方轉向系由單部件軸或多部件軸組成并且具有朝向轉向盤和朝向中間轉向軸的界面。中間轉向軸聯接在轉向柱上并且連接至轉向器。此外，轉向柱有可能使轉向盤相對于駕駛員定位。

例如，DE 10 2005 034 952 B3公開了轉向柱，所述轉向柱的高度和傾斜度可調節。轉向節軸頭可旋轉地安裝在設置部件中，所述設置部件也被稱為套管單元、轉向柱管或轉向節軸頭安裝單元。套管單元保持在保持部件中，所述保持部件安裝在保持夾具中，所述保持夾具可以緊固至車身。為了適應轉向節軸頭或待緊固至轉向節軸頭的轉向盤的位置，提供夾持系統，所述夾持系統可以利用設置杠桿而在打開位置和關閉位置之間調節。在夾持系統的打開位置下，套管單元可以相對于保持部件在其縱向方向上移位同時保持部件可以相對于保持夾具圍繞樞轉軸線在其傾斜度內樞轉。在夾持系統的關閉位置下，轉向節軸頭相對于安裝在車身上的保持夾具固定。在現有技術的各個實施方案中已知這種類型的轉向柱和夾持系統。

此外，轉向柱特別有助于駕駛安全。在發生事故的情況下，當駕駛員撞擊安全氣囊時，轉向柱以一定方式屈服。

在轉向柱的技術構造中，在需要安裝空間、剛度和重量方面的目的之間存在矛盾。所討論類型的轉向柱及其構件目前優選由鋼、金屬片和鑄鋁或鑄鎂制成。

然而，希望減小轉向柱及其結構元件的重量同時強度和剛度性質至少維持相同。該減小可以造成燃料消耗方面的有利效果并且改進機動車的駕駛動力學并且增加電動汽車的續駛里程。

可以通過使用特定材料(例如纖維復合材料)實現自重的最小化同時保持相同的剛度和強度。

纖維復合材料由嵌入基質中的增強纖維組成。一般原則是，纖維復合材料或金屬與纖維復合材料的混合材料的比剛度高于金屬本身的比剛度。只有通過兩種組分的相互作用才能實現優異的性質。存在多種制造方法，其中處理用基質材料預浸漬的纖維。已經確立的制造方法之一是纖維纏繞法。在纖維纏繞法中，以連續工藝將連續纖維束(粗紗)纏繞在纏繞芯上。在此，通常在相同的操作步驟的過程中用基質樹脂浸泡和濕浸漬纖維，或者處理未浸泡纖維，在纏繞工藝之后通過樹脂注射方法浸泡所述未浸泡纖維。纖維纏繞工藝的區別在于高的層壓件品質和纖維-樹脂含量方面以及纖維定向方面的高精確度，同時具有高的自動化程度并且非常經濟。

EP 1 268 164 B1中公開了由纖維增強的塑料材料制成的格狀類型的構件及其制造方法。根據預定的應力或期待的應力，通過纖維纏繞法進行格狀類型的構件的制造。為此目的，在纏繞板上提供多個纏繞線軸，預浸漬的纖維圍繞所述纏繞線軸纏繞。用填充材料至少局部地填充由此形成的外帶部分和中間結構之間的空腔。填充材料支撐格狀類型的中間結構的受到壓縮負載的那些部分，并且在超過所述部分的經計算負載的時候避免不受控制的翹曲。格狀類型的結構的區別在于其高的穩定性水平。設想這些元件例如在車輛底盤中用作支撐梁，填充材料在碰撞的情況下特別促進能量的吸收。由于預定的格狀類型的結構，因此不能單獨設計支撐梁構件的增強件的形狀和輪廓。的確可以通過可變數目的纖維使增強件適應于負載，但是沿著構件的受力線的特定的設計實施方案是不可能的。

發明內容

因此本發明的目的是通過纖維技術提供單獨模制的構件，所述構件特別用于機動車的轉向柱組件及其構件，所述構件具有高的強度性質和剛度性質并且重量較低。此外，提供這種類型的構件的設計，所述設計能夠實現構件的一定構思。

因此，提供了用于制造特別是用于機動車的轉向柱組件及其構件的方法，所述方法包括如下步驟：

a)沿著預定軌道圍繞纏繞芯的至少一個纏繞線軸纏繞纖維；

b)將可固化樹脂引入所述纖維；

c)固化所述樹脂并形成所述纖維復合構件；

d)優選朝向所述纏繞芯的內部除去所述至少一個纏繞線軸；

e)除去所述纏繞芯并釋放所述纖維復合構件；

f)安裝所述轉向柱組件，并將所述纖維復合構件裝配在所述轉向柱中。

在一個優選的實施方案中，在步驟a)之后將經卷繞的纏繞芯移動至模具中，在步驟c)之后從模具中將纖維復合構件連同纏繞芯除去。然后在步驟b)中將樹脂引入模具。