CN109843700A - 用于机动车辆的包括能量吸收装置的转向柱 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的转向柱，所述转向柱包括可旋转地支撑转向轴(4)的内套管(1)以及连接至车辆底盘并且其中接纳和固定有内套管(1)以便能够使内套管(1)沿轴向方向(3)移位的外壳体单元(2)；所述转向柱包括根据效果布置在套管(1)与壳体单元(2)之间的能量吸收装置(17、22)，并且在套管(1)相对于壳体单元(2)伸缩地移位时在碰撞事件中产生的能量的一些能量能够在能量吸收装置(17、22)中被吸收，其中能量吸收装置(17、22)具有紧固在套管(1)上的至少一个变形条(17)，并且在至少一个变形条(17)上布置有连接至壳体管(2)的至少一个变形滑动件(22)，所述至少一个变形滑动件(22)围绕至少一个变形条(17)的外窄侧部接合并且如此牢固地夹持至少一个变形条(17)的外窄侧部，使得如果变形滑动件(22)在碰撞事件中在变形条(17)上沿轴向方向(3)移位，所述变形滑动件(22)使所述变形条(17)变形，通过以下变形条(17)，转向柱在更具成本效益的生产和更可靠的运行方面获得了改进：变形条(17)通过布置在套管(1)上的至少一个间隔件(32、33)而与套管(1)保持距离且沿径向方向(35)固定。

Description

用于机动车辆的包括能量吸收装置的转向柱

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱，所述转向柱具有可旋转地安装转向轴的内套管以及能够连接至车辆底盘并且其中接纳有内套管以便能够使内套管沿轴向方向移位和固定的外壳体单元，所述转向柱具有可操作地布置在套管与壳体单元之间的能量吸收装置，并且当套管相对于壳体单元伸缩地移位时在碰撞事件中产生的能量的一部分能够在能量吸收装置中被吸收，其中能量吸收装置包括紧固至套管的至少一个变形条，并且在至少一个变形条上布置有连接至壳体单元的至少一个变形滑动件，所述至少一个变形滑动件包围并夹紧至少一个变形条的外窄侧部，使得当变形条在碰撞事件中相对于变形滑动件沿轴向方向移位时，变形滑动件使至少一个变形条变形。

背景技术

由DE 10 2011 015 140 A1已知一种用于机动车辆的这种类型的转向柱。在碰撞事件中用作制动器的变形滑动件在变形条上被拉动，变形条在此被挤压和变形。变形条具有凸起的凸脊，凸起的凸脊保证变形条与套管间隔开并将变形条支撑在套管上，并且在碰撞事件中防止变形条挠曲并被推出变形滑动件。变形条上的凸脊的构造是非期望的，因为所述凸脊损害了变形条结构中的设计自由度。

发明内容

本发明的目的是详细说明一种用于机动车辆的转向柱，所述转向柱包括在开头处提及的类型的能量吸收装置，该能量吸收装置提供变形条的替代性支撑。

根据本发明对该目的的解决方案提供了：保持变形条以便使其与套管间隔开并且通过布置在套管上的至少一个间隔件沿径向方向固定变形条。

优选地，该间隔件或每个间隔件设计为从套管沿至少一个变形条的方向突出的套管的径向凸状部。所述凸状部也可以称为突出部。这使得间隔件的单独生产及附接至套管是多余的。凸状部和套管优选地构造为单件式一体部件。

该凸状部或每个凸状部有利地设计为由套管的内侧加入的滚压特征。因此，能够以简单且成本有效的方式将凸状部模塑在套管中。

在本发明的第一有利实施方式中，间隔件设计为沿轴向方向排布的凸脊。在该实施方式的情况下仅需要单独的间隔件。

特别有利的是，间隔件在变形条的可变形区域上沿轴向方向延伸。因此，在整个可变形纵向区域上，防止了变形条的任何挠曲和从变形滑动件的任何滑脱。

第二有利实施方式提供了：在套管上设置有布置成在变形条的可变形纵向区域上分布的多个间隔件。通过多个间隔件也能够有效地防止变形管的任何挠曲和从变形滑动件的任何滑脱。

在本发明的另一个有利示例性实施方式的情况下，提供了两个变形条，其中下部变形条直接布置在套管上，并且上部变形条布置在下部变形条上。为了防止上部变形条的任何挠曲和从关联的变形滑动件的任何滑脱，下部变形条设置有沿上部变形条的方向突起的至少一个突出部。下部变形条的突起的突出部使上部变形条保持间隔、沿径向方向固定所述上部变形条并且保证能量吸收装置的完美运行。在本文中下部变形条构造成比上部变形条宽，并且布置在上部变形条上的第一变形滑动件比布置在下部变形条上的第二变形滑动件窄，其中第二变形滑动件包围两个变形条但仅夹紧下部变形条，而第一变形滑动件仅包围并夹紧上部变形条。

能够将至少一个突出部有利地模塑在下部变形条中。为此，一个简单的操作步骤就足够了。

在本发明的示例性实施方式的第一有利变型中，以凸脊的方式设计突出部。由此，在大的纵向区域上，保证了两个变形条的相互间隔和两个变形条的固定。

凸脊型突出部在下部变形条的可变形纵向区域上延伸是特别有利的。因此保证了在整个变形区域上的完美运行。

在本发明的示例性实施方式的第二变型中，在下部变形条上设置有布置成在下部变形条的可变形纵向区域上分布的多个突出部。当由于施工技术的原因而不能考虑在整个可变形纵向区域上延伸的凸脊型突出部时，推荐该变型。

本发明的有利设计实施方式还提供了：至少一个变形滑动件通过齿条板连接到外壳体单元，其中设置有齿的止动元件通过收紧装置连接到外壳体单元，收紧装置将止动元件推靠在齿条板上以便在驱动操作中将齿条板不可移动地固定在壳体单元上，使得在碰撞事件中只可能通过致动能量吸收装置使套管相对于壳体单元移位。该组件需要的安装空间特别小。

被推靠在齿条板上的止动元件应被理解为止动元件和齿条板相互接合。为此，不需要用于将止动元件沿齿条板的方向预先张紧的力。

收紧装置可以优选地包括第一升降盘和第二升降盘，其中第一升降盘以不相对旋转的方式连接到致动杆和张紧螺栓并且与第二升降盘相互作用，其中，在通过致动杆使第一升降盘相对于第二升降盘旋转时，提供了沿张紧轴线方向的夹紧行程(clampingstroke)。第二升降盘联接到止动部分。第一升降盘优选地包括凸轮部分。第二升降盘优选地包括能够与凸轮部分相互作用的凸轮轨道轮廓。

通过致动杆，收紧装置被收紧或被释放，也被称为固定位置和释放位置。一方面，在收紧装置的释放状态(释放位置)中，套管能够相对于壳体单元伸缩。在张紧状态(固定位置)中，套管相对于壳体单元被阻挡，使得仅当超过预定起步阻力(breakaway force)的力被引入转向轴中时，套管才可能相对于壳体单元移位。换句话说，在碰撞事件中，套管能够伸缩到套管单元中，同时能量由能量吸收装置吸收。收紧装置在正常操作中处于固定位置中，在固定位置中对转向轴位置的适配、即套管相对于壳体单元的调节被阻止。

在一个实施方式中，作为手动调节的替代方案，套管和壳体单元能够通过机动驱动器相互伸缩。套管相对于壳体单元的固定能力是通过机动驱动器的停止来实现的，并且在一个有利实施方式中是通过自锁齿轮机构来实现的。

附图说明

下面将通过附图更详细地解释本发明的示例性实施方式。在附图中：

图1示出了具有可变换开关的能量吸收装置的根据本发明的转向柱的立体图；

图2示出了具有能量吸收装置的内套管的立体图：

图3示出了在套管上的根据本发明的能量吸收装置的分解图；

图4示出了具有能量吸收装置的部分的套管的截面图；以及

图5示出了在替代实施方式中的具有根据本发明的能量吸收装置的部分的套管的立体图。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的转向柱，其中内套管1安装在外壳体单元2中以便能够沿轴向方向3纵向移位。转向轴4可旋转地安装在套管1中，方向盘(未示出)能够组装在所述转向轴4的面向机动车辆的驾驶员的端部5上。壳体单元2能够通过保持件6连接到车辆底盘(未示出)。保持件6固定地螺纹配合到车辆底盘，同时壳体单元2安装成能够相对于保持件6沿竖向方向7枢转。壳体单元2包括能够连接至车辆底盘并且通过沿竖向方向7的调节而弹性变形的紧固部分201。

用于可枢转安装的保持件6设置有包围壳体单元2并包括竖向槽9的两个夹爪8。收紧装置10设置有穿过夹爪8的竖向槽9并穿过壳体单元2的两个孔13的张紧螺栓11。收紧装置10包括构造为凸轮盘的第一升降盘101和构造为凸轮轨道盘的第二升降盘102，其中第二升降盘具有凸轮轨道103。第一升降盘101以旋转固定的方式连接到致动杆12和张紧螺栓11。由于第一升降盘101相对于第二升降盘102围绕张紧螺栓11的轴线旋转，通过致动杆12，收紧装置10被收紧或被释放。在收紧装置10的释放状态(释放位置)中，一方面，能够使套管1相对于壳体单元2沿轴向方向3移位，另一方面，能够使壳体单元2相对于保持件6沿竖向方向7枢转。因此，能够实现方向盘沿轴向方向3的纵向调节和方向盘沿竖向方向7的高度调节。在收紧装置10的收紧状态(固定位置)中，套管1被紧紧地夹在壳体单元2中，并且壳体单元2也被紧紧地夹在保持器6中，使得转向柱是固定的并且不再可能进行方向盘的高度条件或纵向调节。

如图2中最佳所示，套管1设置有沿轴向方向3排布的齿条板14。能够由收紧装置10推靠在齿条板14上的止动元件15同样设置有齿。当处于收紧装置10的收紧状态中的止动元件15被压靠在齿条板14上时，可操作地连接至第二升降盘102的止动元件15的齿与齿条板14的齿啮合，使得将齿条板14固定成相对于保持件6不可移动。在这种情况下，不再可能使齿条板14相对于保持件6沿轴向方向3移位。

为了在车辆的正常操作中使套管1相对于壳体单元2沿轴向方向3移位，必须通过致动杆12释放收紧装置10，即从固定位置转换到释放位置，其中，使止动元件15从齿条板14上升，并且齿条板14相对于止动元件15沿轴向方向3的移位是可能的。止动元件15本身不能相对于保持件6和壳体单元2沿轴向方向3移位，因为通过竖向槽9防止了张紧螺栓11进行这样的移位。然而，张紧螺栓11能够在竖向槽9中沿竖向方向7移位。因此，壳体单元2与布置在其中的套管1一起沿竖向方向7枢转。收紧装置10与张紧螺栓11、致动杆12和止动元件15一起也与套管1和壳体单元2一起沿竖向方向7枢转，使得止动元件15始终保持在齿条板14的区域中。

如图3中最佳所示，在套管1上布置有沿轴向方向3排布的两个变形条16、17，其中上部变形条16布置在下部变形条17的顶部上。下部变形条17直接布置在套管1上。为了紧固到套管1，套管1设置有突出超过套管1的表面并且穿过在变形条16、17的端部处的相应开口19的紧固元件18。

齿条板14在其位于车辆行进方向上的端部20处连接到两个变形滑动件21、22，其中第一变形滑动件21能够脱离联接。联接轨道23将齿条板14的端部20连接到两个变形滑动件21、22，其中至第二变形滑动件22的连接是固定的，并且至第一变形滑动件21的连接设计成能够脱离联接。齿条板14和第二变形滑动件22构造为单件式一体部件。齿条板14和第二变形滑动件22能够构造为成形部件或者构造为烧结部件。夹持弹簧141用作限制元件，并且在背对第一变形滑动件22的一侧上，将齿条板14紧固到第二变形条17，以防止在碰撞事件中齿条板14的任何径向上升。第一变形滑动件21至联接轨道23的联接是通过能够被引入第一变形滑动件21的孔25中的联接螺栓24(未示出)来执行的。通过在联接轨道23的孔26中的紧固螺栓28将点火开关27紧固。联接螺栓在正常情况下突出穿过第一变形滑动件21的孔25。通过致动点火开关27，能够将联接螺栓从第一变形滑动件21的孔25中拉出，使得将第一变形滑动件21与联接轨道23脱离联接。

例如，当驾驶员在碰撞事件中撞击方向盘时，能够导致套管1相对于壳体单元2沿轴向方向3移位的沿行进方向的非常强的力作用在方向盘上并且从而作用在转向轴4和套管1上。由于齿条板14通过收紧装置10经由止动元件15以不可移动的方式连接到壳体单元2，所述齿条板14不能沿轴向方向3移动。这同样适用于不可释放地连接至齿条板14的第二变形滑动件22，并且当第一变形滑动件21通过点火开关27和联接螺栓连接到联接轨道23时也适用于第一变形滑动件21。当在碰撞事件中通过强力使套管1相对于壳体单元2沿轴向方向3强制移位时，所述套管1将固定连接至套管1的两个变形条16、17带走。另一方面，由于两个变形滑动件21、22不能相对于壳体单元2移位，所述两个变形滑动件21、22在关联的变形条16、17上被拉动并且在此使变形条16、17变形。为了变形条16、17的变形必须产生的变形能量因此从动能被吸收。在此，使套管1以及通过转向轴4和方向盘使冲击的驾驶员减速到动能被吸收在两个变形条16、17中的程度。

当在碰撞事件中出现其他情况时，例如因为驾驶员被安全带固定，所以在方向盘上的冲击将不那么强烈，并且将必须由能量吸收装置吸收的能量较少。在这种情况下，致动将联接螺栓拉出第一变形滑动件21的孔25的点火开关27。当在这种情况下通过在碰撞事件中产生的力再次使套管1相对于壳体单元2沿轴向方向3移位时，解耦的第一变形滑动件21是不移动的，而是保持在由所述变形滑动件21在碰撞前假定的位置处。只有不可释放地连接至联接轨道23的第二变形滑动件22在第二变形条17上被拉动。

在这种情况下，只有下部变形条17因此变形；上部变形条16保持不变形。单独的变形条17变形所需的变形能量小于在必须使两个变形条16、17变形的其他情况下的变形能量。因此，单独的变形条17的变形吸收的动能也小于两个变形条16、17的变形吸收的动能。在套管1相对于壳体单元2移位之前致动点火开关27因此导致由根据本发明的能量吸收装置在沿轴向方向3的移位中吸收的动能小于在没有致动点火开关27的情况下所吸收的动能。在碰撞事件中所吸收的动能因此能够适应碰撞事件的相应主要情况。

由于变形条16、17和齿条板14直接布置在彼此的顶部上而在套管1的表面的同一侧上，根据本发明的适应性能量吸收装置仅需要非常小的安装空间。为了使第一变形滑动件21仅使上部变形条16变形，并且使第二变形滑动件22仅使下部变形条17变形，位于更靠近套管1处、横向于轴向方向3的下部变形条设计成比上部变形条16略宽。第一变形滑动件21通过其短侧面部仅包围上部变形条16。第一变形滑动件21的短侧面部在此如此牢固地夹紧上部变形条16的窄侧部，使得一旦第一变形滑动件21被沿轴向方向3在上部变形条16上拉动时，所述窄侧部就使上部变形条16变形。

横向于轴向方向3的第二变形滑动件22设计成其较宽且较长的侧面部到达位于上部变形条16下方的较宽的下部变形条17，使得第二变形滑动件22通过其较长的侧面部如此牢固地夹紧下部变形条17的窄侧部，使得一旦第二变形滑动件22在下部变形条17上被拉动，所述第二变形滑动件22就使下部变形条17变形。

在本文中第二变形滑动件22还包围上部变形条16。然而，由于第二变形滑动件22比第一变形滑动件21宽，第二变形滑动件22的侧面不包围上部变形条16的窄侧部。因此，当第二变形滑动件22沿轴向方向3在上部变形条16上被拉动时，上部变形条16不会变形。

第一变形滑动件21包括与变形条16的窄侧部相互作用并在相对运动的情况下使变形条16的窄侧部变形的螺栓型突出部211。突出部相互间隔开，其中突出部之间的间隔小于变形条16的宽度，即变形条17的窄侧部的宽度。螺栓型突出部可包括圆角表面。

第二变形滑动件22包括第一对螺栓型突出部221和第二对螺栓型突出部222，所述螺栓型突出部221、222与变形条17的窄侧部相互作用并使变形条17的窄侧部变形。突出部221和突出部222分别相互间隔开，其中突出部221之间的间隔和突出部222之间的间隔分别小于变形条17的宽度，即变形条17的窄侧部的宽度。螺栓型突出部221和螺栓型突出部222包括圆角表面。可以规定，第二突出部222的相互间隔小于、等于或大于第一突出部221的相互间隔。因此能够根据结构设定碰撞特性。

如图3至图5中最佳所示，在套管1上布置有一个或多个间隔件32、33。在图5所示的实施方式的情况下，凸脊形间隔件32在变形条17的可变形纵向区域上延伸，所述可变形纵向区域在组装状态下直接支承在间隔件32上并由间隔件32沿径向方向35固定。因此，变形条17不能以这样的方式挠曲。图5中所示的套管1仅配备有单独的变形条17。凸脊形间隔件32构造成与套管1成一体。或者，同样能够想到并且可能的是，所述间隔件32例如由塑料材料构造为单独的部分，并通过比如为夹持件的固定元件紧固到套管1。

图3和图4中所示的实施方式与图5中所示的实施方式具有相同的效果，其中在图3和图4中的套管1上设置有布置成以相互间隔开的方式在下部变形条17的可变形纵向区域上分布的多个间隔件33。

在所提到的两个实施方式中，已经通过来自内侧部36的滚压将间隔件32、33模塑在套管1中，使得所述间隔件32、33呈现为套管1的外侧部37的凸状部32、33。

如图3和图4中所示，下部变形条17在其面向变形条16的上侧部30上设置有用作变形条16、17之间的间隔件的凸脊型突出部34。由于这种措施，两个变形条16、17能够直接布置在彼此的顶部上。这能够实现特别紧凑的构造模式。通过突出部34确保了变形条16、17不能以使得所述变形条16、17滑出相应的变形滑动件21、22的方式挠曲。此外，因此能够得到用于变形条16、17的窄侧部变形的空间，从而避免了所述变形条16、17的功能的相互阻碍。在一个实施方式(未示出)中，变形条17的突出部34也能够构造为多个间隔件，例如构造为模塑在变形条中的单独的螺柱。

本发明允许与较低的生产成本相关并且仍然保证能量吸收装置的可靠运行的特别紧凑的结构模式。

附图标记列表

1 套管

2 壳体单元

3 轴向方向

4 转向柱

5 端部

6 保持件

7 竖向方向

8 夹爪

9 竖向槽

10 收紧装置

11 张紧螺栓

12 致动臂

13 孔

14 齿条板

15 止动元件

16 上部变形条

17 下部变形条

18 紧固元件

19 开口

20 端部

21 第一变形滑动件

22 第二变形滑动件

23 联接轨道

24

25 孔

26 孔

27 开关

28 紧固螺栓

29 上侧部

30 下侧部

31

32 间隔件/凸状部

33 间隔件/凸状部

34 突出部

35 径向方向

36 内侧部

38 外侧部

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的转向柱，所述转向柱具有内套管(1)和外壳体单元(2)，所述内套管(1)能够旋转地安装转向轴(4)，所述外壳体单元(2)能够连接至车辆底盘，并且在所述外壳体单元(2)中接纳有所述内套管(1)以便能够使所述内套管(1)沿轴向方向(3)移位和固定；所述转向柱具有能量吸收装置(17、22)，所述能量吸收装置(17、22)操作性地布置在所述套管(1)与所述壳体单元(2)之间，并且当所述套管(1)相对于所述壳体单元(2)伸缩地移位时在碰撞事件中产生的能量的一部分能够在所述能量吸收装置(17、22)中被吸收，其中所述能量吸收装置(17、22)包括紧固至所述套管(1)的至少一个变形条(17)，并且在所述至少一个变形条(17)上布置有连接至所述壳体单元(2)的至少一个变形滑动件(22)，所述至少一个变形滑动件(22)包围并夹紧所述至少一个变形条(17)的外窄侧部，使得当所述变形条(17)在碰撞事件中相对于所述变形滑动件(22)沿所述轴向方向(3)移位时，所述变形滑动件(22)使所述变形条(17)变形，其特征在于，通过布置在所述套管(1)上的至少一个间隔件(32、33)保持所述变形条(17)以便使其与所述套管(1)间隔开并且使其沿所述径向方向(35)固定。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述间隔件或每个间隔件(32、33)设计为沿所述至少一个变形条(17)的方向从所述套管(1)突出的所述套管(1)的径向凸状部。

3.根据权利要求2所述的转向柱，其特征在于，所述凸状部或每个凸状部(32、33)设计为从所述套管(1)的内侧部(36)加入的滚压特征。

4.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述间隔件(32)设计为沿所述轴向方向(3)排布的凸脊。

5.根据权利要求4所述的转向柱，其特征在于，所述间隔件(32)在所述变形条(17)的能够变形的纵向区域上沿所述轴向方向(3)延伸。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向柱，其特征在于，在所述套管(1)上设置有布置成在所述变形条(17)的能够变形的纵向区域上分布的多个间隔件(33)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于：另外的上部变形条(16)布置在布置于所述套管(1)的下部变形条(17)上，所述下部变形条(17)设置有沿所述上部变形条(16)的方向突出的至少一个突出部(34)，所述下部变形条(17)构造成比所述上部变形条(16)宽，布置在所述上部变形条(16)上的第一变形滑动件(21)比布置在所述下部变形条(17)上的第二变形滑动件(22)窄，其中所述第二变形滑动件(22)包围两个变形条(16、17)但仅夹紧所述下部变形条(17)，以及所述第一变形滑动件(21)仅包围并夹紧所述上部变形条(16)。

8.根据权利要求7所述的转向柱，其特征在于，所述至少一个突出部(34)模塑在所述下部变形条(17)中。

9.根据权利要求7或8所述的转向柱，其特征在于，以凸脊的方式设计所述突出部(34)。

10.根据权利要求9所述的转向柱，其特征在于，凸脊型的所述突出部(34)在所述下部变形条(17)的能够变形的纵向区域上延伸。

11.根据权利要求7或8所述的转向柱，其特征在于，在所述下部变形条(17)上设置有布置成在所述下部变形条(17)的能够变形的纵向区域上分布的多个突出部。