本發(fā)明涉及用于機動車輛的轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸包括第一軸部件和能夠相對于第一軸部件伸縮的第二軸部件。

背景技術(shù)：

已知用于機動車輛的可伸縮轉(zhuǎn)向軸，其中提供內(nèi)軸和與內(nèi)軸同軸地互補布置的外軸，并且內(nèi)軸和外軸相對于彼此是可伸縮的。以該方式，在機動車輛中能夠?qū)崿F(xiàn)位置可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱，通過該轉(zhuǎn)向柱能夠使方向盤位置至少在轉(zhuǎn)向軸的軸向方向上適應(yīng)各個駕駛員位置，從而相應(yīng)地提高機動車輛針對駕駛員的人體工程學(xué)設(shè)計，由此提高安全性。而且，已知用于安全轉(zhuǎn)向柱的可伸縮轉(zhuǎn)向軸，其中在發(fā)生碰撞時(例如當(dāng)駕駛員撞擊方向盤然后向后推動方向盤和轉(zhuǎn)向軸時)，轉(zhuǎn)向軸將縮短或者彎曲。

在機動車輛中的轉(zhuǎn)向齒輪和方向盤之間采用可伸縮的轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸除了作用于位置調(diào)節(jié)和碰撞安全，還作用于補償轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向柱之間的距離的微小改變，例如，上述微小改變的產(chǎn)生是由于底盤的相應(yīng)扭轉(zhuǎn)和在橡膠件安裝中轉(zhuǎn)向齒輪的運動而在駕駛操作中引起的動載荷。這些距離的微小改變由可伸縮的轉(zhuǎn)向軸以盡可能小的噪音補償，并且應(yīng)該不會被駕駛員注意到。

例如，這種可伸縮的轉(zhuǎn)向軸可以設(shè)計為在轉(zhuǎn)向柱中的轉(zhuǎn)向芯軸和/或設(shè)計為在轉(zhuǎn)向芯軸和轉(zhuǎn)向齒輪之間的轉(zhuǎn)向中間軸。

除了平穩(wěn)和無震動的軸向調(diào)節(jié)之外，具有伸縮機構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸還盡可能無滯后地在內(nèi)軸和外軸之間傳遞轉(zhuǎn)向扭矩，使得駕駛員一方面不能察覺一個方向中的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)和另一個方向中的轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)之間的任何差異，并且另一方面駕駛員不會注意到在內(nèi)軸和外軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩時的任何晃動。

為了使駕駛員在伸縮轉(zhuǎn)向軸以調(diào)節(jié)方向盤位置時盡可能良好地獲得移動感知，期望減小或者很大程度上避免粘滑效應(yīng)(粘滑效應(yīng)是部件之間相對于彼此的初始黏著和突然脫離)，以流暢并且低噪音地調(diào)節(jié)方向盤位置。此外，以該方式減小或者避免在行駛模式中引入震動而產(chǎn)生的噪音。甚至由于該原因，也應(yīng)減小或者避免粘滑效應(yīng)，由于粘滑效應(yīng)而在震動期間產(chǎn)生頻繁的脫離，同樣也形成了行駛噪音。

在該方面，現(xiàn)有技術(shù)中已知在內(nèi)軸和外軸之間布置滑動套筒，該滑動套筒用于在伸縮期間減小內(nèi)軸和外軸之間的摩擦。例如，從WO2010/037509 A1中獲知這種滑動套筒，該文獻描述了具有永久改善滑動性能的滑動套筒。

從JP 2005-180631 A中獲知一種滑動軸連接方式，在該文獻中施加到內(nèi)軸的花鍵系統(tǒng)包括具有兩個不同幾何形狀的齒部，使得在無載荷狀態(tài)中(即，沒有產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩的情況下)，不是所有的齒部與外軸接合。內(nèi)軸上的這些不同花鍵系統(tǒng)幾何形狀制造復(fù)雜，并且要求極其高公差精度。

從EP 2 090 493 B1中獲知一種車輛轉(zhuǎn)向軸和車輛轉(zhuǎn)向裝置，在該文獻中彈性連接元件粘接在內(nèi)軸的沿軸方向延伸的槽中。這種轉(zhuǎn)向軸也需要復(fù)雜的制造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

從已知的現(xiàn)有技術(shù)考慮，本發(fā)明的目的是提供能夠伸縮的轉(zhuǎn)向軸，其具有高抗扭剛度和低滑動力，并且同時能夠更容易地制造。

通過具有權(quán)利要求1的特征的轉(zhuǎn)向軸實現(xiàn)該目的。另外的有益改進從從屬權(quán)利要求中獲得。

因此，提供了一種用于機動車輛的轉(zhuǎn)向軸，所述轉(zhuǎn)向軸包括第一軸部件和第二軸部件，所述第二軸部件能夠相對于所述第一軸部件伸縮，其中，所述第一軸部件包括至少一個花鍵區(qū)域，所述至少一個花鍵區(qū)域具有至少一個導(dǎo)向元件和至少一個傳動元件，所述至少一個導(dǎo)向元件與所述第二軸部件以形狀配合的方式接合以在伸縮期間相對于所述第二軸部件引導(dǎo)所述第一軸部件，所述至少一個傳動元件以間隙形狀配合的方式與所述第二軸部件接合以傳遞轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明，所述花鍵區(qū)域至少部分地利用塑料包覆成型，并且所述導(dǎo)向元件在所述包覆成型部中形成。

由于所述第一軸部件利用塑料包覆成型，并且所述導(dǎo)向元件在所述包覆成型部中形成，因此可以獲得用于沿著軸方向伸縮所需的低滑動力，這是因為在無載荷狀態(tài)中，在轉(zhuǎn)向軸上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況下，第一軸部件和第二軸部件之間的形狀配合接觸僅僅通過由塑料形成的導(dǎo)向元件產(chǎn)生，其中，導(dǎo)向元件與第二軸部件以形狀配合的方式接合。作為對比，傳動元件僅僅通過間隙形狀配合與第二軸部件接合，使得在這種情況下由于傳動元件和第二軸部件之間不發(fā)生接觸，因而產(chǎn)生非常小的摩擦或者甚至不產(chǎn)生摩擦。此外，這里，僅僅在塑料和金屬之間產(chǎn)生摩擦，其中，通過選擇塑料可以實現(xiàn)極其優(yōu)選的摩擦性能。

為了將轉(zhuǎn)矩從第一軸部件傳遞到第二軸部件并形成高扭轉(zhuǎn)剛度，一旦第一軸部件和第二軸部件之間發(fā)生微小的相對轉(zhuǎn)動，那么設(shè)置在第一軸部件上的傳動元件就與第二軸部件發(fā)生接合，并且通過傳動元件和第二軸部件中與傳動元件互補的結(jié)構(gòu)之間的間隙形狀配合形成的氣隙被克服。為了傳遞轉(zhuǎn)矩，基本所有傳動元件都可以使用，使得可以通過提供的轉(zhuǎn)向軸以高扭轉(zhuǎn)強度來傳遞轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)向力矩。導(dǎo)向元件還作用于轉(zhuǎn)矩傳遞，導(dǎo)向元件的該作用依賴塑料材料的彈性或者導(dǎo)向元件的彈性。如果導(dǎo)向元件是高彈性的，那么對傳遞轉(zhuǎn)矩的作用較小，而且即便在第一軸部件和第二軸部件之間產(chǎn)生微小的相對轉(zhuǎn)動時，傳動元件也和第二軸部件中與傳動元件互補的結(jié)構(gòu)發(fā)生接合。

由于第一軸部件利用塑料包覆成型，因此可以以簡單的方式制造第一軸部件。可以適當(dāng)?shù)厥÷栽诮饘俚谝惠S部件中的具有不同幾何形狀的花鍵的精細制造。利用塑料的包覆成型或模制成型明顯比第一軸部件的成形過程或者切削過程易于實施。而且，與可能的成形工具相比，用于形成包覆成型部所需的注塑模具的生產(chǎn)明顯更簡單且更具有成本效益。

優(yōu)選地，花鍵區(qū)域由金屬形成，其中，優(yōu)選地，第一軸部件和第二軸部件由金屬形成并且例如通過成形法(例如冷擠壓過程、旋鍛過程、擠壓成型過程或者軸向成形過程或切削過程)制造。

優(yōu)選地，花鍵區(qū)域圍繞所述第一軸部件的外周利用塑料包覆成型。因此，即使存在低轉(zhuǎn)矩，還是可以以該方式帶來有益的滑動力，這是因為整個花鍵區(qū)域被包覆，并且由此形成的第一軸部件的包覆成型部的塑料表面與第二軸部件與包覆成型部互補的結(jié)構(gòu)的金屬表面對擦。以該方式，可以減小或者完全避免粘滑效應(yīng)的發(fā)生，使得駕駛員獲得在軸線方向上的和諧滑動感覺。而且，以該方式能夠減小噪音水平。

優(yōu)選地，在第一軸部件的花鍵區(qū)域中提供均勻的花鍵系統(tǒng)，其中花鍵系統(tǒng)具有相同幾何形狀的齒部，并且用于形成至少一個導(dǎo)向元件的至少一個齒部具有包覆成型部。在本發(fā)明中，均勻的花鍵系統(tǒng)意味著規(guī)律的花鍵系統(tǒng)，其中，所有齒部具有相同的間隔和形狀。規(guī)律和均勻作為同義詞而相應(yīng)地使用。通過形成具有相同幾何形狀的齒部的花鍵系統(tǒng)，可以通過形成功能穩(wěn)定的間隙形狀配合來實現(xiàn)同時存在簡單且可靠的制造以及高功能安全性。尤其優(yōu)選地，通過規(guī)律花鍵系統(tǒng)的包覆成型部而形成花鍵區(qū)域的覆蓋層，其中，在至少一個導(dǎo)向元件的區(qū)域中形成的覆蓋層比在至少一個傳動元件的區(qū)域中形成的覆蓋層厚。因此，可以以極其簡單且高可靠的方式形成導(dǎo)向元件和傳動元件，與此同時，通過花鍵區(qū)域的在塑料覆蓋層下方布置的金屬花鍵而提供塑料覆蓋層的各個元件的結(jié)構(gòu)整體性。從外側(cè)觀察，花鍵系統(tǒng)由于覆蓋層的不同厚度而顯得不規(guī)律。如下構(gòu)造在原理上還能夠想到并且也是可能的：均勻地分布在外周上的包覆成型部的厚度，并且優(yōu)選地在包覆成型部下方不規(guī)律地形成金屬的花鍵，以通過該方式構(gòu)造導(dǎo)向元件和傳動元件。在這種情況中，包覆成型部必須至少在導(dǎo)向元件的區(qū)域中具有相應(yīng)地必要彈性。

在轉(zhuǎn)向軸的其他改進中，花鍵區(qū)域包括花鍵系統(tǒng)，該花鍵系統(tǒng)具有相同幾何形狀的齒部，其中，在通過包覆成型部形成導(dǎo)向元件的位置處設(shè)置至少一個齒部缺失部。由于齒部缺失部的形成不對使用的工具提出任何特殊的要求，因此還可以以簡單的方式制造這種花鍵區(qū)域。與設(shè)置與齒部相同幾何形狀的覆蓋層相比，通過在齒部缺失部的位置中形成導(dǎo)向元件，導(dǎo)向元件可以由更大體積的塑料材料制造。由于更大體積的塑料用于形成導(dǎo)向元件，導(dǎo)向元件的彈性在更大區(qū)域上可以是不同的，并且適于各個應(yīng)用情形。

優(yōu)選地，導(dǎo)向元件在其齒部頭部區(qū)域包括凹部，該凹部在第一軸部件的軸線方向上延伸以形成兩個彼此獨立的彈性側(cè)面，從而使導(dǎo)向元件彈性地抵靠第二軸部件的互補結(jié)構(gòu)。

通過前述結(jié)構(gòu)，能夠使第一軸部件和第二軸部件輕微地相對轉(zhuǎn)動，從而將傳動元件放置為與其互補的結(jié)構(gòu)抵靠，從而可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的扭轉(zhuǎn)剛度傳遞。在該情況中，導(dǎo)向元件不參與傳遞轉(zhuǎn)矩或者僅僅是基本不參與傳遞轉(zhuǎn)矩。

優(yōu)選地，即使在沒有包覆成型部的情況下，在第一軸部件和第二軸部件之間仍然形成足以傳遞轉(zhuǎn)矩的間隙形狀配合，其中在該情況中，通過第一軸部件的金屬花鍵系統(tǒng)和第二軸部件的與花鍵系統(tǒng)互補的結(jié)構(gòu)來提供間隙形狀配合。因此，即使不存在塑料包覆成型部時，還是能進行轉(zhuǎn)矩傳遞。以該方式，可以為轉(zhuǎn)向軸提供增加的安全性，這是因為即使在塑料包覆成型部完全磨損或者破壞的情況下，仍然可以實施機動車輛的轉(zhuǎn)向操作。

當(dāng)導(dǎo)向元件包括用于與第二軸部件的互補結(jié)構(gòu)形成點接觸的表面幾何形狀或者用于與第二軸部件的互補結(jié)構(gòu)形成線接觸的表面幾何形狀時，能夠?qū)崿F(xiàn)滑動力的減小。包覆成型能夠通過構(gòu)造注塑模具以簡單的方式形成合適的結(jié)構(gòu)。

為了形成對稱的結(jié)構(gòu)，圍繞所述花鍵區(qū)域的外周均勻地布置至少兩個、三個或者四個導(dǎo)向元件，并且在每一個情況下在兩個導(dǎo)向元件之間布置至少一個傳動元件。因此，在無載荷狀態(tài)下可以進一步提高滑動性。通過盡可能少數(shù)量的導(dǎo)向元件，用于使第一軸部件相對于第二軸部件伸縮所需的滑動力也可以是小的滑動力。通過對稱的布置，還可以實現(xiàn)第一軸部件相對于第二軸部件的穩(wěn)定引導(dǎo)，以減小或避免傾斜，或者減少或避免發(fā)生吱吱的噪聲或震動。

優(yōu)選地，用于包覆成型部的塑料選擇為彈性塑料，使得導(dǎo)向元件在無載荷狀態(tài)下總是恢復(fù)到其初始形狀，因此，由于第一軸部件和第二軸部件之間的形狀配合，所以通過預(yù)載荷提供兩個軸部件相對于彼此的近似中間位置。因此，減小滯后或者不發(fā)生滯后，并且在正常操作期間當(dāng)駕駛員引入轉(zhuǎn)向力矩時，不會注意到導(dǎo)向元件初始承受彈性變形，以及在提供剛性轉(zhuǎn)向連接之前必須克服由傳動元件和第二軸部件之間的間隙形狀配合形成的氣隙。

優(yōu)選地，塑料包覆成型部在形成傳動元件的區(qū)域中提供第一軸部件的花鍵系統(tǒng)的覆蓋層。優(yōu)選地，在形成導(dǎo)向元件的區(qū)域中該覆蓋層優(yōu)選地形成得較厚，以確保導(dǎo)向元件和第二軸部件的與導(dǎo)向元件互補的結(jié)構(gòu)之間的形狀配合。依賴導(dǎo)向元件的幾何形狀，接觸可以是與導(dǎo)向元件的面接觸或線接觸，或者甚至是點接觸(在導(dǎo)向元件的相應(yīng)波浪形狀的情況下)。優(yōu)選地，為了減小或者避免粘滑效應(yīng)，優(yōu)選地提供設(shè)置在第一軸部件上的導(dǎo)向元件和第二軸部件之間的線性接觸或者點狀接觸。

因此，可以簡單地形成由金屬構(gòu)成的第一軸部件和第二軸部件，并且例如由更大齒部提供的導(dǎo)向元件的設(shè)計可以通過塑料包覆成型實現(xiàn)，使得整體能夠簡單的制造。

優(yōu)選地，第一軸部件是內(nèi)軸，在該內(nèi)軸上施加花鍵系統(tǒng)，優(yōu)選地，第二軸部件是外軸，該外軸包括用于容納內(nèi)軸的基本圓柱形容納部，在圓柱形內(nèi)側(cè)上設(shè)置與內(nèi)軸的花鍵系統(tǒng)互補的相應(yīng)花鍵系統(tǒng)。

附圖說明

通過以下對附圖的描述更詳細地解釋本發(fā)明的另外優(yōu)選實施例和方面。

圖1示出了利用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機動車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的示意性立體圖；

圖2示出了可伸縮轉(zhuǎn)向軸的示意性立體圖；

圖3示出了在展開圖中的轉(zhuǎn)向軸的示意性立體圖；

圖4示出了在第一示例性實施例中轉(zhuǎn)向軸的示意性截面圖；

圖5示出了來自圖4的一部分的細節(jié)圖；

圖6示出了在第二示例性實施例中轉(zhuǎn)向軸的示意性截面圖；以及

圖7示出了來自圖6的一部分的細節(jié)圖。

具體實施方式

以下通過附圖描述優(yōu)選的示例性實施例。這里，在各圖中相同元件、相似元件或者具有相同效果的元件用相同的附圖標(biāo)記進行標(biāo)記，并且在以下描述中部分地省略這些元件的重復(fù)描述以避免冗余。

在圖1中，示出了機動車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的示意圖，其中，駕駛員可以通過方向盤102將作為轉(zhuǎn)向命令的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩引入轉(zhuǎn)向軸1。之后，該轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸1被傳遞到與齒條106嚙合的轉(zhuǎn)向齒輪104，齒條106轉(zhuǎn)而通過相應(yīng)的拉桿108將預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)向角度傳遞給機動車輛的轉(zhuǎn)向輪110。

可采用與轉(zhuǎn)向軸1耦合的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、與齒輪104耦合的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)114和/或與齒條106耦合的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)116的形式，來設(shè)置電動和/或液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。各個助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、114或116將伺服轉(zhuǎn)矩引入轉(zhuǎn)向軸1、轉(zhuǎn)向齒輪104和/或?qū)⑺欧σ臊X條106，結(jié)果可以輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。在圖1中示出的三個不同的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、114和116示出其布置的可能位置。通常，僅在示出位置中的單獨一個位置配有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。確定將由各個助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、114或116產(chǎn)生的用于幫助駕駛員的伺服轉(zhuǎn)矩或者伺服力時，考慮由轉(zhuǎn)矩傳感器118確定的輸入轉(zhuǎn)矩。替代地引入伺服轉(zhuǎn)矩或伺服力或者結(jié)合伺服轉(zhuǎn)矩或伺服力的引入，還可以利用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、114和116將額外的轉(zhuǎn)向角度引入轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該角度與由駕駛員經(jīng)由方向盤102產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向角度疊加。

轉(zhuǎn)向軸1包括輸入軸10和輸出軸12，輸入軸10連接到方向盤102，輸出軸12經(jīng)由轉(zhuǎn)向齒輪104連接到齒條106。輸入軸10和輸出軸12通過圖1中未顯示的扭力桿而相對于彼此轉(zhuǎn)動彈性地耦合。因此，當(dāng)輸出軸12未與輸入軸10準(zhǔn)確同步地轉(zhuǎn)動時，由駕駛員通過方向盤102引入輸入軸10中的轉(zhuǎn)矩引起輸入軸10相對于輸出軸12的轉(zhuǎn)動。輸入軸10和輸出軸12之間的該相對轉(zhuǎn)動可以通過例如轉(zhuǎn)動角度傳感器來測量，因此，該相對轉(zhuǎn)動可以基于扭力桿的已知扭轉(zhuǎn)剛度來確定為相對于輸出軸的相應(yīng)輸入轉(zhuǎn)矩。以該方式，通過確定輸入軸10和輸出軸12之間的相對轉(zhuǎn)動，形成轉(zhuǎn)矩傳感器118。這種轉(zhuǎn)矩傳感器118在原理上是已知的，并且例如可以通過回轉(zhuǎn)滑閥、相對轉(zhuǎn)動的電磁測量或者其他測量的形式實現(xiàn)。

因此，僅僅在輸出軸12抵抗扭力桿的轉(zhuǎn)動阻力而相對于輸入軸10被轉(zhuǎn)動時，由駕駛員經(jīng)由方向盤102施加到轉(zhuǎn)向軸1或輸入軸10上的轉(zhuǎn)矩將引起通過助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)112、114和116中的一者的伺服轉(zhuǎn)矩的引入。

或者，轉(zhuǎn)矩傳感器118還可以布置在位置118′處，那么，轉(zhuǎn)向軸1分為輸入軸10和輸出軸12以及輸入軸10和輸出軸12的轉(zhuǎn)動彈性耦合相應(yīng)地出現(xiàn)在另外的位置，從而能夠從經(jīng)由扭力桿耦合到輸入軸10的輸出軸12的相對轉(zhuǎn)動確定相對轉(zhuǎn)動，并由此確定將引入的輸入轉(zhuǎn)矩和/或伺服力。

此外，圖1中的轉(zhuǎn)向軸1包括至少一個萬向接頭120，機動車輛中的轉(zhuǎn)向軸1的輪廓通過該萬向接頭可以適應(yīng)空間條件。

在圖2中，示出了轉(zhuǎn)向軸1的示意性立體圖。轉(zhuǎn)向軸1包括第一軸部件2和第二軸部件3，這里第一軸部件示出為內(nèi)軸的形式，第二軸部件示出為外軸的形式。第一軸部件2在伸縮方向X上能夠相對于第二軸部件3伸縮，其中，伸縮方向X在轉(zhuǎn)向軸1的軸線1000方向上延伸。

在圖3中，在展開圖中示出了來自圖2的轉(zhuǎn)向軸1。明顯的是，第一軸部件2包括花鍵區(qū)域20，該花鍵區(qū)域設(shè)置有多個齒部200，并在轉(zhuǎn)向軸1的軸線1000方向上延伸。

第一軸部件2可以被引入第二軸部件3中并且可以從第二軸部件再次抽出，第一軸部件以該方式伸縮。同時，花鍵區(qū)域20用于與在第二軸部件3中的凹部30中和花鍵區(qū)域互補的結(jié)構(gòu)配合，使得能夠傳遞轉(zhuǎn)矩。為了防止組裝之后的第一軸部件2從第二軸部件3中完全抽出，可以提供抽出保護部，例如嵌縫31。

在圖3中的兩個不同實施例中示出第一軸部件2的花鍵區(qū)域20。第一花鍵區(qū)域20包括兩個不同的花鍵系統(tǒng)段22，在兩個花鍵系統(tǒng)段22之間形成槽24，該槽24將兩個花鍵系統(tǒng)段22分開。因此，兩個花鍵系統(tǒng)段22可以是不同的。具體地，花鍵系統(tǒng)段22可以包括在下文描述的導(dǎo)向元件，優(yōu)選地結(jié)合在下文進行描述的傳動元件，但是另一個花鍵系統(tǒng)段22僅僅包括傳動元件。然而，兩個花鍵系統(tǒng)段22還可以是相同的。在替換例中，示出花鍵區(qū)域20′，該花鍵區(qū)域20′包括單個連續(xù)的花鍵系統(tǒng)段22，相應(yīng)地，該花鍵系統(tǒng)段20′包括導(dǎo)向元件和傳動元件兩者。

第二軸部件3包括凹部30和在第二軸部件內(nèi)壁上的花鍵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該花鍵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和第一軸部件2的花鍵區(qū)域20基本互補?；ㄦI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠傳遞轉(zhuǎn)矩，但是不損害可伸縮性。

在圖4和圖5中再次示出該實施例，其示出轉(zhuǎn)向軸1在花鍵區(qū)域中的截面圖。這里，第一軸部件2的花鍵區(qū)域20形成有如下花鍵系統(tǒng)，該花鍵系統(tǒng)具有齒部200和位于花鍵之間的槽部220，其中，齒部200的幾何形狀圍繞花鍵區(qū)域20的外周無區(qū)別。因此，所有齒部200進行相同地設(shè)計并且圍繞在第一軸部件2的外周基本規(guī)律地布置。然而，設(shè)置了三個齒部缺失部210，在該三個齒部缺失部210處未形成齒部200。三個齒部缺失部210分別相對于彼此間隔120°轉(zhuǎn)角布置。

同樣地，第二軸部件3包括具有齒部300的花鍵系統(tǒng)，在齒部300之間布置相應(yīng)的槽部320。齒部300和槽部320設(shè)置在第二軸部件3的內(nèi)側(cè)。因此，第一軸部件2的齒部200與第二軸部件3的槽部320接合，其中槽部320和齒部200互補。第二軸部件3的齒部300相應(yīng)地和第一軸部件2的槽部220接合，其中槽部220和齒部300互補。

如圖4和圖5的細節(jié)圖中所清楚顯示的，在第一軸部件2和第二軸部件3之間存在間隙形狀配合。因此，在生成例如在第二軸部件3上的轉(zhuǎn)矩期間，第一軸部件2和第二軸部件3之間直到他們各自的齒部200、300分別抵靠槽部320、220時才開始發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。在相應(yīng)的轉(zhuǎn)回期間，由于間隙形狀配合第一軸部件2和第二軸部件3之間直到齒部200、300再次分別抵靠槽部320、220或者它們各自的側(cè)面時才開始再次發(fā)生相對運動。

第一軸部件2和第二軸部件3優(yōu)選地例如通過成型法或切削法由金屬制造，使得在主動轉(zhuǎn)矩的一部分已經(jīng)克服由間隙形狀配合形成的氣隙之后，以及在由此導(dǎo)致的第一軸部件2和第二軸部件3之間的相對轉(zhuǎn)動之后，能夠穩(wěn)定地傳遞轉(zhuǎn)矩。

第一軸部件2的花鍵區(qū)域20具有塑料的包覆成型部4，該包覆成型部4在齒部200和槽部220的區(qū)域中，形成具有基本恒定厚度的覆蓋層42。

如在圖5中具體地清楚顯示的，即使存在覆蓋層42，在齒部200、300和分別與其互補的槽部320、220的區(qū)域中仍形成氣隙5，使得盡管在齒部200的區(qū)域中存在包覆成型部4，但是在第一軸部件和第二軸部件之間存在間隙形狀配合。

在花鍵區(qū)域20中的設(shè)置有包覆成型部4的齒部200被設(shè)置為傳動元件40，在由第一軸部件2和第二軸部件3之間的相應(yīng)相對轉(zhuǎn)動克服氣隙5之后，該傳動元件40與第二軸部件的分別與傳動元件互補的結(jié)構(gòu)側(cè)面接觸，以該方式能夠進行具有高扭轉(zhuǎn)剛度的轉(zhuǎn)矩傳遞。

在齒部缺失部210的區(qū)域中，包覆成型部4形成導(dǎo)向元件6。因此，包覆成型部4形成在第一軸部件2的花鍵區(qū)域20中的導(dǎo)向元件6和覆蓋層42。

將導(dǎo)向元件6的尺寸設(shè)計為大于結(jié)合有覆蓋層42的齒部200的尺寸。因此，在組裝狀態(tài)下，導(dǎo)向元件6以形狀配合的方式抵靠第二軸部件3的槽部320，使得形成線性接觸區(qū)域60，該線性接觸區(qū)域60存在于導(dǎo)向元件6的兩個側(cè)面上。因此，第一軸部件2經(jīng)由導(dǎo)向元件6與第二軸部件3形狀配合連接。依賴導(dǎo)向元件6的尺寸，因此可以在第一軸部件2和第二軸部件3之間實現(xiàn)低晃動連接或者無晃動連接。

此外，在示出的示例性實施例中，導(dǎo)向元件6包括在其齒部頭部區(qū)域中的凹部62，以形成兩個彈性側(cè)面64，這兩個彈性側(cè)面64如前所述在線性接觸區(qū)域60中抵靠第二軸部件3的與這兩個彈性側(cè)面64互補的結(jié)構(gòu)，例如槽部320。通過在齒部頭部區(qū)域形成凹部62，齒部頭部區(qū)域可以地相應(yīng)地形成為彈性地，使得例如即使導(dǎo)向元件6的尺寸略大，也總是能夠生成預(yù)載荷，以實現(xiàn)第一軸部件2相對于第二軸部件3的無晃動座接。因此，當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時不會注意到導(dǎo)向元件6最初輕微地彈性變形，直到第一軸部件2的傳動元件40開始抵靠第二軸部件3的與傳動元件40互補的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)具有高扭轉(zhuǎn)剛度的穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩傳遞。

由于花鍵區(qū)域20中的覆蓋層42和導(dǎo)向元件6兩者均在第一軸部件2的金屬基體上成型，因此，可以實現(xiàn)導(dǎo)向元件6和覆蓋層42兩者的簡單制造。因此，以該方式形成的轉(zhuǎn)向軸1是能夠有益地生產(chǎn)，但是同時在伸縮方向X上提供更優(yōu)選的滑動性能，這是因為在無載荷狀態(tài)下，僅僅第一軸部件2的導(dǎo)向元件6沿著線性接觸區(qū)域60直接接觸第二軸部件3，而傳動元件40及其覆蓋層42不接觸第二軸部件3，從而提供軸部件2和軸部件3兩者相對于彼此的低摩擦和簡單滑動性。

然而，為了傳遞轉(zhuǎn)矩，以結(jié)合有覆蓋層42的齒部200、300形式的所有傳動元件40分別與槽部320、220相抵靠，使得扭轉(zhuǎn)剛度和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩傳遞成為可能。

在圖6和圖7中示出另外的示例性實施例，其中反過來，第一軸部件2的花鍵區(qū)域20具有包覆成型部4，該包覆成型部4形成具有不同厚度的覆蓋層42。

第一軸部件2包括圍繞其外周的在花鍵區(qū)域20中的多個齒部200，該多個齒部被有規(guī)律地布置并且所有齒部具有相同的幾何形狀。因此，第一軸部件2能夠以傳統(tǒng)方式簡單制造。第二軸部件3也具有多個齒部300，該多個齒部300同樣具有相同的幾何形狀。

將傳動元件40區(qū)域中的包覆成型部4再次設(shè)計為在第一軸部件2的齒部200上的覆蓋層42，該覆蓋層42的厚度使得在傳動元件40和第二軸部件3的與傳動元件40對應(yīng)的各個結(jié)構(gòu)(例如，槽部320)之間形成氣隙5。換言之，第一軸部件2的傳動元件40再次形成與第二軸部件3的間隙形狀配合。

在導(dǎo)向元件6的區(qū)域中，相對比地，齒部200的覆蓋層42具有的厚度使得以該方式形成的導(dǎo)向元件6和第二軸部件3的與導(dǎo)向元件6互補的結(jié)構(gòu)以形狀配合的方式接合。在這種情況下，導(dǎo)向元件6的幾何形狀通過覆蓋層42的相應(yīng)形狀形成，以形成在第二軸部件3的相應(yīng)槽部320上的線性接觸區(qū)域60。以該方式，轉(zhuǎn)而可以實現(xiàn)在第一軸部件2和第二軸部件3之間的形狀配合和基本無晃動連接。

只要適用，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，就可以使在各個示例性實施例中示出的所有單個特征彼此結(jié)合和/或彼此互換。

附圖標(biāo)記列表

1 轉(zhuǎn)向軸

10 輸入軸

12 輸出軸

100 機動車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

102 方向盤

104 轉(zhuǎn)向齒輪

106 齒條

108 拉桿

110 轉(zhuǎn)向輪

112 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

114 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

116 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

118 轉(zhuǎn)矩傳感器

118′ 轉(zhuǎn)矩傳感器

120 萬向接頭

1000 軸線

2 第一軸部件

20，20′ 花鍵區(qū)域

22 花鍵系統(tǒng)段

24 槽

200 齒部

210 齒部缺失部

220 槽部

3 第二軸部件

30 圓柱凹部

31 嵌縫

300 齒部

320 槽部

4 包覆成型部

40 傳動元件

42 覆蓋層

5 氣隙

6 導(dǎo)向元件

60 線性接觸區(qū)域

62 凹部

64 彈性側(cè)面

X 伸縮方向