,其能夠在使用轉(zhuǎn)向柱的情形中吸收額外的力。為了形成轉(zhuǎn)向柱的組件,優(yōu)選地沿路徑延伸的增強(qiáng)纖維被布置在該至少一個(gè)非編織紗幕的表面之上。在該情形中,提供至少兩個(gè)非編織紗幕也是有利的,其中沿路徑延伸的增強(qiáng)纖維被布置在兩個(gè)非編織紗幕之間。
[0025]在使用了非編織紗幕的情形中,非編織纖維被盡可能平行定向,并且通過(guò)連接纖維彼此連接。在最終組件中,非編織纖維承擔(dān)吸收力的功能。連接纖維僅僅承擔(dān)穩(wěn)定非編織紗幕用于進(jìn)一步處理的功能。作為非編織紗幕的替代,還可以使用編織物,其中編織纖維通過(guò)經(jīng)典的編織技術(shù)彼此連接在一起。與非編織紗幕相比,編織物中所有纖維更為頻繁的偏轉(zhuǎn)意味著當(dāng)使用編織物時(shí),僅僅很小的力能被傳遞或吸收。非編織纖維和編織纖維二者優(yōu)選地均由碳、芳綸或玻璃構(gòu)成。選擇使用非編織紗幕還是編織物是由使用轉(zhuǎn)向柱時(shí)要吸收的力確定的。
[0026]為了增加最終組件的剛度,在使用至少兩個(gè)非編織紗幕的情形中,紗幕中分別平行于彼此定向的非編織纖維的方向在紗幕之間是不同的。優(yōu)選地,非編織纖維相對(duì)于彼此具有的角度在至少10°到至多80°的范圍內(nèi)。角度更優(yōu)為在20°到50°的范圍內(nèi)。在此情形中,兩個(gè)直接鄰近的非編織紗幕的纖維相對(duì)于彼此的角度應(yīng)當(dāng)小于60°。
[0027]在進(jìn)一步的步驟中,結(jié)構(gòu)單元可以浸潰在可固化樹(shù)脂中,并且在固化之后,形成包含增強(qiáng)纖維的轉(zhuǎn)向柱的組件。
[0028]本發(fā)明提及的問(wèn)題通過(guò)一種與權(quán)利要求6相對(duì)應(yīng)的制造轉(zhuǎn)向柱的方法來(lái)解決。在權(quán)利要求7中,給出了本發(fā)明的有利改進(jìn)。從屬權(quán)利要求中給出了進(jìn)一步的有利改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱包括:
[0029].轉(zhuǎn)向主軸,其繞其軸可旋轉(zhuǎn)地被安裝在轉(zhuǎn)向主軸支承單元中,
[0030].保持部件,其被設(shè)計(jì)為將轉(zhuǎn)向主軸支承單元直接或間接連接到機(jī)動(dòng)車輛的車身,
[0031]其中轉(zhuǎn)向柱的至少一個(gè)組件被形成為纖維復(fù)合組件。在此情形中,根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0032]a)定位由底襯纖維構(gòu)成的底襯,所述底襯纖維在編織工藝中彼此連接在一起,
[0033]b)在底襯的表面之上沿著應(yīng)力分布的規(guī)定路徑與角度無(wú)關(guān)地定位增強(qiáng)纖維,并且在縫紉或刺繡工藝中用保持纖維固定增強(qiáng)纖維,以形成增強(qiáng)元件;
[0034]優(yōu)選地包括:
[0035]c)將增強(qiáng)元件施加到至少一個(gè)非編織紗幕上,所述至少一個(gè)非編織紗幕分別包括平行定向的非編織纖維,所述非編織纖維彼此連接在一起以形成增強(qiáng)包;
[0036]d)將增強(qiáng)元件或增強(qiáng)包(如果有的話)引入模具中,用以形成增強(qiáng)元件或增強(qiáng)包(如果有的話)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);
[0037]e)用可固化樹(shù)脂填充增強(qiáng)元件或增強(qiáng)包(如果有的話);
[0038]f)固化樹(shù)脂并且形成纖維復(fù)合組件;
[0039]g)在將纖維復(fù)合組件并入轉(zhuǎn)向柱中的同時(shí),安裝轉(zhuǎn)向柱。
[0040]由增強(qiáng)纖維、底襯和至少一個(gè)非編織紗幕和固化的樹(shù)脂構(gòu)成的纖維復(fù)合組件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很容易地通過(guò)本方法調(diào)整為期望的設(shè)計(jì)以及/或者滿足所使用的轉(zhuǎn)向柱的要求,同時(shí)模型計(jì)算的結(jié)果可以在增強(qiáng)纖維結(jié)構(gòu)中有效實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地利用自動(dòng)刺繡機(jī)來(lái)執(zhí)行工作,其掃描纖維的線路,并且以對(duì)應(yīng)于軟件模型的方式,根據(jù)最優(yōu)刺繡圖案將增強(qiáng)纖維縫合到底襯材料上。
[0041]相比于其他制造方法獲得了以下優(yōu)點(diǎn):
[0042]-與角度無(wú)關(guān)的定位:個(gè)體纖維可以如所期望的那樣布置,個(gè)體纖維的布設(shè)角度沿著纖維可以在0°至360°之間變化。自動(dòng)刺繡機(jī)持續(xù)性地沿著纖維在規(guī)定路徑上定位并固定纖維,對(duì)其不設(shè)限制。纖維排列因而不局限于彼此平行排列或沿直線路徑排列。
[0043]-通過(guò)重復(fù)縫合同一位置可以獲得不同的組件厚度,
[0044]-更高的定位準(zhǔn)確度以及
[0045]-近似精確形狀的增強(qiáng)元件減少了刮擦和成本。
[0046]本方法特別適用于具有具體局部增強(qiáng)的更為復(fù)雜的增強(qiáng)元件結(jié)構(gòu),如轉(zhuǎn)向柱所期望的那樣。
[0047]具體而言,除了利用增強(qiáng)纖維的增強(qiáng)作用外,還可以利用幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行增強(qiáng),例如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的珠或凹槽。通過(guò)此方式,實(shí)現(xiàn)了固化樹(shù)脂和至少一個(gè)非編織紗幕和底襯的特性以及增強(qiáng)纖維的特性的最優(yōu)結(jié)合。
[0048]為了縮短工序,對(duì)于形成纖維復(fù)合組件有利的是,在向增強(qiáng)包填充可固化樹(shù)脂之前的方法步驟中在預(yù)定義位置處定位一個(gè)或多個(gè)功能元件,以便通過(guò)后續(xù)的方法步驟將這些功能部件與增強(qiáng)纖維相連接,從而形成與纖維復(fù)合組件一體的組件。這里例如可以使用支持轉(zhuǎn)軸或者可能具有固定器件所需齒結(jié)構(gòu)的金屬嵌體。
[0049]還可以將預(yù)定義位置處的一個(gè)或多個(gè)功能元件連接到底襯,并且只有在那以后才將增強(qiáng)纖維固定到底襯。還可以設(shè)計(jì)功能元件的組合,其中功能元件在將增強(qiáng)纖維以上述方式連接到底襯之后才被并入。
[0050]可以使用意在用來(lái)支持功能的元件作為功能元件,例如具有用于擰緊到其它組件的孔的金屬嵌體或者具有滑動(dòng)導(dǎo)軌的元件或者具有齒結(jié)構(gòu)的元件或者其它適體元件。還可以設(shè)想用于傳輸電流、傳感器記錄物理變量、轉(zhuǎn)向柱上有源聲學(xué)性能的壓電制動(dòng)器以及其它功能的功能元件。
[0051]有利的是,纖維復(fù)合組件已經(jīng)具有在從模具移出之后將被安裝到轉(zhuǎn)向柱的組件的最終形狀,其中封裝和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形成在模具中發(fā)生。為此目的,增強(qiáng)包優(yōu)選地在其被引入模具之前將其外周修整成規(guī)定的圓周輪廓。還可以設(shè)想在將增強(qiáng)包引入模具期間進(jìn)行修整。取決于應(yīng)用實(shí)例,集成允許模具中相應(yīng)輪廓修整的模具切割工具可能是有利的。特別地,還可以在將增強(qiáng)包引入模具之前或期間,增強(qiáng)包被提供有最終纖維復(fù)合組件的功能所需的空隙。
[0052]本發(fā)明在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,附圖中:
[0053]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱的實(shí)施例;
[0054]圖2示出了圖1的轉(zhuǎn)向柱的另一示圖;
[0055]圖3示出了轉(zhuǎn)向柱的組件示例,具體而言是保持部件,其被制造為纖維復(fù)合組件;
[0056]圖4示出了被制造為纖維復(fù)合組件的轉(zhuǎn)向柱的保持部件的示例;
[0057]圖5、6、7、8、9示出了將增強(qiáng)纖維連接到底襯的簡(jiǎn)要示意圖;
[0058]圖10、11示出了在示例性實(shí)施例中將增強(qiáng)纖維固定到底襯以獲得根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱的保持部件的工藝步驟的簡(jiǎn)要示意圖;
[0059]圖12、13、14示出了非編織紗幕結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要示意圖;
[0060]圖15、16、17、18示出了如本發(fā)明所提供的獲得根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱的保持部件的方法步驟的簡(jiǎn)要示意圖;
[0061]圖18、19、20、21示出了獲得根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)桿的方法步驟的簡(jiǎn)要示意圖。
[0062]圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱I,其包括轉(zhuǎn)向主軸2,轉(zhuǎn)向主軸2繞其旋轉(zhuǎn)軸3可旋轉(zhuǎn)地被安裝在罩單元4中。罩單元4在轉(zhuǎn)桿5中被可移動(dòng)地沿著轉(zhuǎn)向主軸的縱軸3導(dǎo)引。轉(zhuǎn)桿5安裝在保持部件7中,從而其可以繞轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。保持部件7可以在固定點(diǎn)8處被固定到機(jī)車車身(未示出)。由駕駛者通過(guò)方向盤(未示出)引入到轉(zhuǎn)向主軸2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)萬(wàn)向節(jié)9被引入到轉(zhuǎn)向裝置(未示出)以及進(jìn)一步的轉(zhuǎn)向桿部件10中。為了增加駕駛