转向柱组件、用于转向柱组件的套管以及具有转向柱组件的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种转向柱组件(1)，其具有：转向轴(3)和包围转向轴(3)的套管(5)，其中，转向轴(3)可绕纵轴线(L)相对于套管(5)转动地被支承；和开关模块(7)，开关模块具有壳体(9)和设置在壳体(9)上的固定套筒(11)，其中，固定套筒(11)被构造成，使得开关模块(7)可通过固定套筒(11)套装到套管(5)上并可借助于固定套筒(11)的径向压缩卡紧在套管上。在此提出，套管(5)在外周面(13)上具有至少一个径向突出部(15，17；23，23'；55)，固定套筒(11)在内周面(19)上具有至少一个在纵向方向上延伸的引导槽(21；57)，其中，当开关模块(7)被套装到套管(5)上时，径向突出部(15，17；23，23'；55)接合到引导槽(21；57)中，其中，该接合最迟在固定套筒(11)的卡紧状态中是无间隙的。
【专利说明】
转向柱组件、用于转向柱组件的套管以及具有转向柱组件的车辆
技术领域
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的转向柱组件、一种根据权利要求9所述的套管以及一种根据权利要求10所述的车辆。
【背景技术】
[0002]转向柱组件已经公知，所述转向柱组件具有转向轴和包围转向轴的套管(EPI572 519 BUDE 10 2007 060 631 Al)。转向轴可绕纵轴线相对于套管转动地被支承。设置有开关模块，所述开关模块典型地具有壳体和以弹性保持架的形式在很大程度上在中央设置在所述壳体上的固定套筒，所述固定套筒在径向方向上观察可压缩。弹性保持架包围壳体的用于套管的插入开口，从而开关模块可被套装到所述套管上并且可卡紧在套管上。壳体的插入开口与用于方向盘螺钉的旋拧开口对准，所述方向盘螺钉从与弹性保持架对置的侧同轴线地旋拧到壳体中。限定插入开口边界的壳体的内侧构造得朝向套管稍微锥形地扩大并且贴靠在弹性保持架的反形状的外侧上。弹性保持架在其朝向方向盘的端部上具有径向向内伸的止挡鼻，在被套装到套管上时所述止挡鼻为保持架预给定确定的轴向位置。为了装配，首先将壳体通过弹性保持架套装到套管上，之后在套装方向盘之后拧紧方向盘螺钉，由此，将壳体在轴向上朝套管的方向并且相对于弹性保持架移动。在此，由于弹性保持架外侧与壳体内侧的锥度，所述移动发挥楔形传动的作用，其中，弹性保持架在径向方向上观察弹性压缩，并且其中，所述弹性保持架的弹簧卡在套管上。附加地，优选在弹簧上设置有小的刀片形的突出部，所述突出部抓住套管。通过使开关模块卡紧在套管上，实现所述开关模块相对于套管的轴向固定。为了也在确定的角度位置中在周缘方向上观察相对于套管布置开关模块，将被加载弹簧负荷的卡锁滑块装入到弹性保持架中，所述卡锁滑块在开关模块的插接位置中沉入到套管的轴向的长孔中。如果在装配时在径向方向上压缩弹性保持架，则同时也将卡锁滑块压到套管的长孔中，由此保证开关模块在套管上的抗扭转。总地来说，开关模块由此在轴向方向上和周缘方向上观察无间隙地布置在套管上。
[0003]在公知构型中不利的是，卡锁滑块在壳体中需要大的结构空间，从而同时减小了供套管使用的结构空间。因此，限制了套管的刚性和固有频率，这需要附加的预防措施，以便保证配备有该转向柱组件的车辆的驾驶员的转向舒适性。在此，应尽可能感觉不到振动。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，提供一种转向柱组件、一种套管和一种车辆，所述转向柱组件、套管和车辆不具有上述缺点。特别是应实现开关模块无间隙地且准确取向地装配在套管上，其中，套管同时具有足够高的刚性和固有频率，以便保证车辆驾驶员的充分的转向舒适性。
[0005]该目的通过提供具有权利要求1所述特征的转向柱组件来实现。
[0006]转向柱组件具有转向轴和包围所述转向轴的套管。转向轴可绕纵轴线相对于套管转动地被支承。此外，转向柱组件具有开关模块，所述开关模块本身具有壳体和设置在壳体上的固定套筒。固定套筒被这样构造，使得开关模块可通过固定套筒套装到套管上并且可借助于固定套筒的压缩卡紧在所述套管上。所述转向柱组件的特征在于，套管在外周面上具有至少一个径向突出部。同时，固定套筒在内周面上具有至少一个在纵向方向上观察延伸的在周缘上设置有槽底部的引导槽，其中，当开关模块被套装到套管上时，径向突出部配合到引导槽中。在此重要的是，所述配合最迟在固定套筒的卡紧状态中为了开关模块的确定且可靠的工作方式构造成无间隙的。通过将固定套筒卡紧在套管上进行开关模块在套管上的轴向固定。然而，现在通过以下方式实现抗扭转，即，至少一个设置在套管上的从所述套管的外周面径向伸出的突出部配合到设置在固定套筒的内周面上的引导槽中。而固定套筒优选构造得没有用于在周缘方向上取向的卡锁滑块。确切地说通常设置在固定套筒或弹性保持架上的卡锁滑块的功能现在由套管、特别是由所述套管的至少一个径向突出部承担，从而可省去壳体中的否则为了卡锁滑块而设置的接收空间。这又具有的结果是，套管可构造有较大的直径，这实现了显著的刚性提高和其固有频率的提高。因此，套管上的所述至少一个突出部可相对紧凑地构造并且需要仅仅很少的结构空间。所提出的转向柱组件实现了在开关模块和转向柱之间无间隙的且经取向的连接，该连接也可持续地承受住高的转矩。
[0007]对于纵向方向或轴向方向在这里以及在下文是指平行于转向轴的转动轴线伸展的优选与所述转动轴线重合的方向。径向方向垂直于纵向方向。对于周缘方向是指同心地包围纵向方向的方向。
[0008]优选转向柱组件被设置用于车辆、特别是机动车中。为此，优选方向盘可与转向轴相连接，特别是可套装到转向轴的转矩传递结构、例如齿部上并且可利用方向盘螺钉固定在转向轴上。
[0009]在转向柱组件的优选的实施例中，固定套筒布置在壳体上，特别是固定在所述壳体上。壳体优选构造成塑料壳体，其中，固定套筒优选包括金属或金属合金，优选由金属或金属合金构成。但是，这样的实施例也是可行的，在该实施例中固定套筒与壳体构造成一体或者构造成壳体的一部分。
[0010]在转向柱组件的优选的实施例中，固定套筒在径向方向上观察可压缩。优选所述固定套筒构造成弹性保持架。特别是固定套筒优选构造成基本上圆柱形的、优选圆柱形的，其中，所述固定套筒在朝向套管且背离方向盘的侧上具有至少一个边缘敞开的纵向缝隙，从而在固定套筒上构造有至少两个通过纵向缝隙分开的弹簧舌，所述弹簧舌在径向方向上观察可向内摆动。固定套筒可利用弹簧舌卡紧在套管上。为此，所述固定套筒特别优选具有稍微大于套管的外直径的内直径，从而固定套筒可在不卡住的情况下套装到套管上并且之后可通过径向压缩卡紧在所述套管上。
[0011]作为备选可行的是，固定套筒承载至少两个、优选三个或者更多个卡块，开关模块可利用所述卡块卡紧在套管上。
[0012]优选固定套筒在其在已装配的状态中朝向方向盘的端部上具有止挡、特别是至少一个在径向方向上向内伸的止挡鼻。止挡被设置用于在被套装到套管上时为固定套筒预给定确定的轴向位置。也可行的是，固定套筒具有环形凸缘，所述环形凸缘限定套管的在已装配的状态中朝向方向盘的端部上的止挡。也可行的是，固定套筒具有多个止挡鼻、优选至少三个、特别优选刚好三个止挡鼻。
[0013]套管上的径向突出部优选构造成驼峰状的抬高部。此外，径向突出部和引导槽优选这样地相互协调，使得所述径向突出部和引导槽一方面在固定套筒被套装到套管上时已经相互配合，从而在卡紧之前开关模块已经在周缘方向上固定在套管上，其中，另一方面，径向突出部基本上无间隙地、优选无间隙地配合到引导槽中，从而开关模块在套管上在周缘方向上观察基本上不具有间隙、优选不具有间隙。
[0014]所述无间隙性不仅对于车辆驾驶员的转向舒适性非常重要，而且对于保证优选集成到开关模块中的转向角传感器的功能性也重要。所述转向角传感器是优选设置在车辆中的疲劳识别装置的重要组成部分，所述疲劳识别装置被构造用于识别驾驶员的疲劳并且及时地警告驾驶员。因此，在周缘方向上观察，开关模块在套管上尽可能无间隙的、优选无间隙的布置对于车辆的安全性来说也重要。此外，转向角度值通过开关模块确定地高精度地输出给车辆的电子控制单元也可最大程度地用于无风险的自主驾驶功能和无事故的自动化停车辅助。
[0015]优选转向柱组件的这样的实施例，其特征在于，突出部具有在套管的轴向方向上长形的形状。这意味着，突出部在纵向方向上的延伸大于突出部在周缘方向上的延伸。即，突出部的长度大于宽度。优选所述突出部的长度至少取值为其宽度的两倍、特别优选至少三倍。以这种方式保证，被引入到突出部中的在周缘方向上作用的力可靠地且稳定地被所述突出部接收，这一方面提高了开关模块在套管上布置的固定精度一一在周缘方向上观察，并且另一方面提高了布置的刚性。
[0016]也优选转向柱组件的这样的实施例，其特征在于，突出部与套管构造成一体。优选突出部在外周面上压制、特别是从内向外压制、部分地冲制或成形而成。由此，突出部以尤其简单且成本低廉的方式在套管上形成，而不需要用于装配突出部的附加方法步骤以及用于存放和装配独立的元件的物流方面的额外投入。
[0017]然而转向柱组件的这样的实施例也是可行的，在该实施例中，作为备选，突出部作为独立的元件固定在套管上。特别是可行的是，突出部钎焊、熔焊、粘接或以其它合适的方式在那里固定在套管上、特别是所述套管的外周面上。也可行的是，突出部包括塑料或由塑料制成，其中，所述突出部借助于塑料注射特别是固定、因此注射在外周面上。套管和突出部的两件式的构型实现这些元件的不同材料选择，从而所使用的材料可与元件的不同任务和功能性相协调。此外，当突出部制成独立的元件并且紧接着与套管接合或者说固定在所述套管上时，可更精确地确定突出部的形状。也优选转向柱组件的这样的实施例，其特征在于，套管具有至少两个突出部。这改进了特别是在周缘方向上作用的力的支撑，并且整体上导致在套管和开关模块之间更稳定的连接。
[0018]优选至少两个突出部沿着套管的直径线观察彼此对置地布置。于是，套管具有至少两个在直径两端彼此正对着的抬高部。这具有的优点是，尤其均匀地传递从开关模块引入套管中的或者相反地引入的转矩。尤其当车辆的包括转向柱组件的驾驶系统这样地伸入到乘客车厢中，使得开关模块仅仅可安装在一个位置中，从而不再需要另外确定位置时，优选这种设计方案。
[0019]作为备选或附加地，优选这样地布置所述至少两个突出部，使得所述突出部在周缘方向上观察彼此相对错位。在此，所述突出部特别是在周缘方向上测量彼此相对具有不等于0°也不等于180°的角度。这具有的优点是，由于错位和由此实现的对称性破坏，仅仅存在唯一的用于开关模块在套管上的装配可能性。如果套管包括两个以上突出部，则这些突出部整体上优选非对称地分布在套管的周缘上。在此当然可行的是，突出部中的两个在直径两端彼此正对着，其中，第三突出部错位地设置。如果设置有刚好两个突出部，则所述突出部优选与在直径两端正对着的布置方案具有仅稍微的错位，从而虽然由于对称性破坏而仅仅存在唯一的装配可能性，然而同时仍保证了从开关模块到套管中非常均匀的转矩引入。
[0020]作为备选或附加地，优选设置有至少两个突出部，其中，突出部在纵向方向上观察彼此相对错位地布置。即，必要时附加于在周缘方向上错位和/或在直径两端正对着布置，设置在纵向方向上的错位，由此，在开关模块和套管之间的支撑得到轴向延长。由此，出现的力或转矩在更大长度范围上分布地从开关模块引入套管中或者相反，由此，得到整体上更好的支撑和更刚性的布置。
[0021]优选固定套筒具有至少两个、优选多个引导槽，其中，每个引导槽配置有至少一个突出部。即，在周缘方向和/或纵向方向上彼此相对错位的突出部优选每一个都配合到固定套筒的配置给该突出部的、即在径向方向上对置的引导槽中。
[0022]尤其优选转向柱组件的这样的实施例，在该实施例中，设置有至少两个突出部，所述突出部在周缘方向上无错位地在纵向方向上观察先后布置，从而所述突出部配合到固定套筒的相同的引导槽中。这以特别的方式用于延长开关模块在套管上的支撑，由此得到尤其高的刚性。
[0023]当在套管上彼此相对在轴向上和/或在周缘方向上错位地设置多个长形的突出部时，得到具有高刚性的特别有利的固定，所述长形的突出部配合到固定套筒上的相应配置的引导槽中。优选设置有至少两个突出部，所述突出部成对地彼此相对仅仅在纵向方向上错位，然而在周缘方向上不错位。此外优选作为备选或附加地设置有至少两个突出部，所述突出部成对地彼此相对仅仅在周缘方向上错位，然而在纵向方向上不错位。优选作为备选或附加地设置有至少两个突出部，所述突出部成对地彼此相对不仅在周缘方向上而且在纵向方向上错位地布置。
[0024]也优选转向柱组件的这样的实施例，其特征在于，引导槽在横截面中观察具有梯形的轮廓。这意味着，引导槽的在纵向方向上延伸的侧壁至少局部地不是彼此相对平行地定向，而是确切地说彼此相对倾斜地伸展，其中，所述侧壁的距离径向向外减小，即，朝与纵轴线的径向距离更大的方向减小。可行的是，引导槽的侧壁基本上彼此相对平行地定向，但是其中，在侧壁的棱边上朝向槽底部设置有倒棱，从而在该区域中得到倾斜的壁区段。引导槽的梯形的轮廓具有的优点是，在固定套筒压缩时，突出部的在套管的纵向方向上伸展的纵向侧或纵向棱边被引导槽的倾斜的侧壁或壁区段卡住，由此，完全消除了突出部在引导槽中的径向间隙。这与被保持在开关模块的壳体中的卡锁滑块配合到在套管中的槽中的已知布置方案相比是很大的优点，因为在这种解决方案中，不可实现相应的卡住作用，从而不能完全消除径向间隙。相反地，在该情况中，如果情况确实如此，仅仅不充分地消除了径向间隙。而通过倾斜的侧壁或壁区段在突出部的长形的轮廓上的在此提出的贴靠，实现了开关模块在套管上更刚性的支承，并且由此也实现了转向柱组件的固有频率的提高。
[0025]可行的是，特别是当多个突出部在轴向上和/或在周缘方向上彼此相对错位时，在突出部上的夹紧力这样地大，使得不再需要通过弹性保持架的弹簧舌的超出所述突出部的卡紧。特别是于是不再需要通常在径向内部设置在弹簧舌上的点式地抓紧套管的突出部。确切地说仅仅需要具有构造在其上的引导槽的可压缩的固定套筒的设计方案，其中，与弹簧舌点式地通过在径向内部布置在所述弹簧舌上的突出部进行支撑的情况相比，通过突出部卡在引导槽中引起在纵向方向上观察更稳定且更长的支撑。由此，不仅改善了并且无间隙地实现了在周缘方向上的固定，而且更可靠且牢固地构造轴向的固定。
[0026]也优选转向柱组件的这样的实施例，其特征在于，开关模块具有至少一个卡锁元件，所述卡锁元件从径向外部配合到所述至少一个引导槽中并且在径向方向上观察可移动地被保持着。在此，卡锁元件径向向内、即朝向纵轴线被加载弹簧负荷、优选预张紧，其中，所述卡锁元件与突出部共同作用以便将开关模块轴向卡锁在套管上。优选在此所述至少一个卡锁元件被保持或支承在开关模块的壳体中。卡锁元件特别是用于在装配开关模块时防止从套管掉下。如果将开关模块插到套管上，则优选在内侧保持在壳体上的卡锁元件防止在开关模块卡紧在套管上之前所述开关模块从所述套管掉下。为此优选提出，在将开关模块和套管套到一起时卡锁元件在套管的至少一个突出部之后卡锁。在套到一起时，在径向方向上被加载弹性负荷或预张紧的卡锁元件从突出部抬起，其中，在纵向方向上观察，所述卡锁元件在突出部之后返回到其松弛的或预张紧的初始位置中。因此，整体上进行径向的往复运动。
[0027]为了简化抬起运动，优选在卡锁元件上设置有具有相对小的斜度的第一倾斜面，该第一倾斜面尤其优选构造得与突出部的端侧的第一助滑面互补。在将开关模块套到套管上时，第一倾斜面在第一助滑面上滑动，其中，卡锁元件在径向方向上被抬起。在其在纵向方向上观察背离第一倾斜面的侧上，卡锁元件优选具有第二倾斜面，所述第二倾斜面具有明显更高的斜度，由此，开关模块从套管的拉出运动变得困难。突出部优选在套装好的状态中朝向卡锁元件的侧上也具有相应更陡的第二助滑面，从而开关模块的套装整体上比所述开关模块的拉出容易得多。以这种方式，在开关模块卡紧在套管上之前，通过卡锁元件在突出部之后卡锁，引起所述开关模块在套管上的至少第一紧固。优选开关模块具有多个卡锁元件，所述卡锁元件与多个突出部共同作用以便将开关模块轴向卡锁在套管上。
[0028]在转向柱组件的优选的实施例中，卡锁元件与销相连接，所述销在径向方向上观察可移动地在壳体中被引导。在此，这样地布置和构造销，使得当卡锁元件在纵向方向上观察布置在突出部的高度上时所述销向外穿过壳体的穿通孔，并且当卡锁元件在纵向方向上观察布置在突出部之前或之后时所述销不穿过穿通孔。优选卡锁元件由卡锁滑块形成，在所述卡锁滑块上在上侧固定有销，所述销可被引导地支承在布置在壳体内侧上的衬套或双轴承中。优选销具有止挡，所述止挡防止从衬套或轴承掉出来。优选销承载压力弹簧，所述压力弹簧一方面支撑在卡锁滑块上并且另一方面支撑在衬套或双轴承的内轴承上。
[0029]在开关模块的壳体上构造有穿通孔，所述穿通孔与销对准，并且所述穿通孔的直径优选大于销的与卡锁滑块对置的端部。如果将开关模块插到套管上并且卡锁元件在与突出部接触的情况下进行其径向往复运动，则与卡锁元件固定的销同时也进行径向往复运动。在此，销的端部穿过壳体的穿通孔并且因此可从外部被工人看到。当卡锁滑块在突出部之后卡锁时，在纵向方向上观察，卡锁滑块返回到突出部之后并且由此销也又向内返回到壳体中。于是，优选销以其背离卡锁元件的端部与穿通孔齐平。优选销的与卡锁元件对置的端部被彩色标记。
[0030]将开关模块插到套管上的工人由此可根据销看出，根据卡锁声响听出，并且也可触觉地感觉到，何时到达正确的装配位置、也就是说开关模块相对于套管并且由此也相对于转向轴的正确的相对位置。
[0031]如果到达了正确的相对位置，开关模块可卡紧在套管上。
[0032]据此，正确的装配位置可触觉地、声学地且视觉地反馈给工人，而为此不必使用附加的固定机构或装配过程件。
[0033]在转向柱组件的优选的实施例中，开关模块具有楔形传动，固定套筒可通过所述楔形传动卡紧在套管上。在这种情况中，壳体优选具有第一楔形面，其中，固定套筒具有第二楔形面，其中，楔形面这样地彼此相对布置和定向，使得当壳体相对于固定套筒且相对于套管在纵轴线的方向上移动离开转向轴的朝向方向盘的端部时，固定套筒卡紧在套管上。于是，通过工人将方向盘套装到转向轴上并且拧紧方向盘螺钉，开关模块可卡到套管上，由此，同时得到在壳体和固定套筒之间的以上描述的相对运动，由此，所述固定套筒被径向压缩并且由此被卡到套管上。这优选一直进行，直至在开关模块和套管之间在周缘方向和纵向方向上观察形成绝对的无间隙性。
[0034]已表明，固定套筒优选可相对于壳体移动地设置在壳体上、特别是布置或者说固定在壳体上。特别是固定套筒和壳体优选这样地相互连接，使得所述固定套筒和壳体在纵向方向上观察可相对于彼此移动。在这种情况中，壳体可相对于固定套筒移动，在所述移动中，壳体的第一楔形面在固定套筒的第二楔形面上滑动，从而整体上实现楔形传动，固定套筒通过所述楔形传动径向地压缩并且由此卡到套管上。
[0035]作为备选，这样的实施例是可行的，在该实施例中，开关模块具有用于卡紧固定套筒的卡环。于是，卡环优选布置且拧紧在固定套筒的背离方向盘的端部上，以便固定套筒在径向方向上观察压缩并且卡紧在套管上。在转向柱组件的设置有用于卡紧固定套筒的卡环的实施例中，可行的是，固定套筒固定地设置在壳体上，特别是这样地与所述壳体相连接，使得在壳体和固定套筒之间不可相对移动。即，所述固定套筒特别是与壳体构造成一体或者刚性地、例如通过螺纹连接或以其它合适的方式固定在所述壳体上。因此，在这种情况中，不需要在壳体和固定套筒之间的相对移动，因为所述固定套筒通过卡环径向压缩并且卡紧在套管上。
[0036]所述目的也通过提供具有权利要求9所述特征的套管来实现。套管特别是被构造在根据以上描述的实施例中任一项所述的转向柱组件中使用。其特征在于，所述套管在外周面上具有至少一个径向突出部。突出部优选构造成在轴向方向上长形的。在此，结合套管实现已经结合转向柱组件描述的优点。
[0037]最后，所述目的通过提供具有权利要求10所述特征的车辆来实现。车辆的特征在于根据以上描述的实施例中任一项所述的转向柱组件。在此，结合车辆实现已经结合转向柱组件描述的优点。车辆优选构造成机动车。
【附图说明】
[0038]下面借助于附图详细解释本发明。附图表示:
[0039]图1示出转向柱组件的第一实施例的示意性纵剖视图；
[0040]图2示出转向柱组件的第二实施例的示意性横剖视图；以及[0041 ]图3示出转向柱组件的第三实施例的示意性细节图。
【具体实施方式】
[0042]图1示出了转向柱组件I的第一实施例的示意性纵剖视图。所述转向柱组件具有转向轴3和套管5，其中，套管5在周缘方向上观察包围转向轴3。
[0043]转向轴3可绕纵轴线L相对于套管5转动地被支承。优选套管5在空间上固定地布置，其中，转向轴3在所述套管中并且可绕纵轴线L相对于套管5转动地被支承。在此可行的是，转向轴3可转动地支承在套管5中。作为备选可行的是，转向轴3可转动地支承在另一部件上、特别是车辆的具有转向柱组件I的部件上。而套管5优选支撑在车辆的具有转向柱组件I的部件上，从而所述套管在那里在空间上固定地被保持着。
[0044]此外，转向柱组件I具有开关模块7，所述开关模块具有壳体9和布置在壳体9上的固定套筒11。固定套筒11在径向方向上观察、因此在垂直于纵轴线L的方向上观察可至少局部地被压缩，并且所述固定套筒被这样构造，使得开关模块7可通过固定套筒11套装到套管5上并且可卡紧在所述套管上。为此，固定套筒11优选具有稍微大于套管5的外直径的内直径，从而固定套筒11可插套到套管5上。如果局部地压缩了固定套筒11，则在被压缩的区域中所述固定套筒的内直径减小，从而固定套筒11被卡到套管5上。由此，特别是可建立开关模块7相对于套管5的轴向固定。
[0045]固定套筒11优选被固定在壳体9上。但是，下述这样的实施例也是可行的，在该实施例中，固定套筒11与壳体9一体地设置。特别优选固定套筒11在很大程度上在中央设置在壳体9上，其中，优选开关模块7的以及特别是壳体9的重心大致位于纵轴线L上。
[0046]优选固定套筒11包围壳体9的用于套管5的插入开口。该插入开口优选与用于方向盘螺钉的旋拧开口对准，所述方向盘螺钉可从与插入开口对置的侧同轴线地拧入到壳体9中，以将方向盘固定在转向轴3上。在此，方向盘螺钉优选同时与壳体9共同作用，以将开关模块7固定在套管5上。
[0047]在此优选提出，壳体9的内周面构造得朝套管5稍微锥形地扩大，其中，所述壳体贴靠在固定套筒11的反形状的外周面上。如果拧紧方向盘螺钉，则所述方向盘螺钉优选这样地沿着纵轴线L的方向挤压壳体9，使得由于固定套筒11的外周面和壳体9的内周面的锥度而产生楔形传动的作用，由此，固定套筒11至少局部地压缩并且卡在套管5上。
[0048]套管5在外周面13上具有至少一个径向突出部，在此是第一径向突出部15以及第二径向突出部17，其中，径向突出部15、17从外周面13开始沿着径向方向延伸离开纵轴线L。即，所述径向突出部从外周面13径向向外伸出。
[0049]固定套筒11在内周面19上具有至少一个在纵向方向上观察延伸的引导槽21。在此表明，径向突出部15、17在开关模块7套装到套管5上时配合到引导槽21中。在此，引导槽21这样地与径向突出部15、17相协调，使得开关模块7在周缘方向上观察无间隙地布置在套管5上。
[0050 ]在此，周缘方向是指同心地包围纵轴线L的方向。
[0051]因此，通过使径向突出部15、17配合到引导槽21中，可有效地且无间隙地避免开关模块7相对于套管5扭转。以这种方式在空间上固定地布置开关模块7，其中，转向轴3整体上可相对于套管5且可相对于开关模块7转动地被支承。开关模块7在套管5上无间隙的布置在此对于集成到开关模块7中的转向角传感器的功能性来说也是决定性的，该转向角传感器是优选集成在车辆中的疲劳识别装置的重要组成部分。此外，无间隙对于车辆驾驶员的转向舒适性来说是重要的。
[0052]为了将开关模块7在周缘方向上固定在套管5上，在传统的转向柱组件I中，典型地设置有集成到壳体9中的卡锁滑块，所述卡锁滑块配合到套管5上的槽中。然而，所述卡锁滑块需要在壳体9中相对大的结构空间，从而套管5必须构造有小的直径。
[0053]而在此提出的转向柱组件I完全没有这种安置在壳体9中的用于在周缘方向上固定开关模块7的卡锁滑块。因此，节省了为此所需的结构空间，并且在壳体9上仅仅必须设置引导槽21。确切地说是将用于在周缘方向上固定的径向突出部15、17设置在套管5上，从而所述套管可构造得比已知情况大。由此，提高了所述套管的刚性和固有频率，这减小了驾驶员能感觉到的振动并且因此提高了转向舒适性。同时，转向柱组件I的更刚性的构造方案也用于车辆及其乘员的安全性。
[0054]在优选的实施例中，突出部15、17在外周面13上成形、冲制或者压印而成。然而也可行的是，突出部15、17作为独立的元件固定在套管5上，其中，所述突出部特别是可钎焊、熔焊、粘接或注射到外周面13上。
[0055]已表明，在图1中示出的实施例中，在套管5上设置有两个突出部15、17，所述突出部在纵向方向上观察彼此相对错位并且特别是在轴向上先后布置，其中，所述突出部配合到相同的引导槽21中。这改善并加强了固定套筒11在套管5上的卡紧效果并且提高了转向柱组件I的刚性并且通过延长开关模块7在套管5上的支撑和引导而提高了无间隙的布置。
[0056]附加地或作为备选，优选设置至少一个第三突出部，所述第三突出部相对于突出部15、17在周缘方向上观察错位地布置，特别是错位成沿着直径线观察相对而置或者从180°位置稍微错出来，以便预给定开关模块7在套管5上的单义装配位置。在此，固定套筒11对于所述至少一个另外的突出部也优选具有引导槽，所述引导槽在纵向方向上延伸，并且所述至少一个另外的突出部配合到所述引导槽中。在图1中纯粹示例性地示出了两个另外的径向突出部23、23’。所述两个另外的径向突出部在周缘方向上观察相对于径向突出部
15、17错位地布置，然而这两者又相对彼此位于相同的角位置中，从而所述两个另外的径向突出部配合到固定套筒11上的一个未示出的另外的公用的引导槽中。在此，附加的突出部23、23’在此在纵向方向上观察不是相对于第一和第二径向突出部15、17错位地布置。但是，下述这样的实施例也可行的，在该实施例中，设置有另外的不仅在轴向上而且在周缘方向上错位的突出部。
[0057]开关模块7具有至少一个卡锁元件，其中，在图1中示出了两个卡锁元件25、27。所述卡锁元件从径向外部、因此在图1中从上方配合到引导槽21中并且在径向方向上观察可移动地被保持在壳体9中。卡锁元件25、27借助于压力弹簧29、31径向向内、即朝向纵轴线L被加载弹簧负荷并且优选被预张紧，其中，压力弹簧29、31—方面支撑在壳体9中并且另一方面支撑在卡锁元件25、27上。卡锁元件25、27与突出部15、17共同作用，以便将开关模块7轴向地卡锁在套管5上。在此，在将开关模块7套装到套管5上时，所述卡锁元件在图1中从右向左在突出部15、17之后卡锁。如果将开关模块7套到套管5上，则卡锁元件25、27滑过突出部15、17，即在此从所述突出部抬起并且由于通过压力弹簧29、31施加的预张紧力而在突出部15、17之后、即在图1中在所述突出部左侧又返回到其在引导槽21中的松弛的或者预张紧的初始位置中。
[0058]如果固定套筒11具有多于一个的引导槽21，则优选在每个引导槽中设置有至少一个卡锁元件25、27。为了使卡锁元件25、27从突出部15、17抬起并且可在所述突出部之后卡锁，固定套筒11具有相应的穿通开口。
[0059]卡锁元件25、27优选在其在套到套管5上的方向上观察朝向突出部15、17的侧上具有第一倾斜面33，所述第一倾斜面具有相对小的斜度，因此与纵轴线L夹有相对小的角度。这简化了在将开关模块7套到套管5上时卡锁元件25、27的径向的抬升运动。优选突出部15、17分别具有朝向第一倾斜面33的第一助滑面35，所述第一助滑面如第一倾斜面33那样具有相对小的斜度。优选第一助滑面35的斜度与第一倾斜面33的斜度相一致，由此，所述第一助滑面和所述第一倾斜面在楔形传动的意义上相对彼此滑动，由此，在将开关模块7套到套管5上时在突出部15、17的区域中得到卡锁元件25、27的特别轻松的抬升运动。
[0060]在背离第一倾斜面33的侧上，卡锁元件25、27分别具有第二倾斜面37，所述第二倾斜面具有比第一倾斜面33大的斜度，因此特别是与纵轴线L夹有更大的角度。由此，一旦卡锁元件25、27在突出部15、17之后、即在图1中在所述突出部左侧卡锁，开关模块7从套管5逆着套上方向、即在图1中从左向右的拉出运动就变得困难。
[0061]优选突出部15、17分别具有背离第一助滑面35布置的第二助滑面39，所述第二助滑面优选也具有比第一助滑面35大的斜度。特别优选提出，第二助滑面39在其斜度方面与第二倾斜面37不一致，从而在此得不到面状的楔形传动，而是确切地说仅仅得到线接触，这使得开关模块7从套管5的拉出运动更加困难。
[0062]在图1中示出了在套到套管5上时的开关模块7，其中，第二卡锁元件27还没与第二突出部17配合，其中，第一卡锁元件25刚好滑动到第一突出部15上并且被所述第一突出部移动到其抬高的位置中。
[0063]当两个卡锁元件25、27在突出部15、17之后、即在图1中在所述突出部左侧返回到其在引导槽21中的初始位置中时，壳体9在其卡锁位置中布置在套管5上。
[0064]与突出部15、17共同作用的卡锁元件25、27防止在固定套筒11最终卡到套管5上之前开关模块7从套管5掉落或不期望地分离。
[0065]卡锁元件25、27在此构造成卡锁滑块，在所述卡锁滑块上在径向外部、即在图1中在上侧分别固定有销41、43。销41、43优选在设置在壳体9上的未示出的衬套或双轴承中在径向方向上观察可移动地被保持和被引导。在此，销41、43分别具有未示出的止挡部，所述止挡部防止从衬套或者说双轴承中掉出。销41、43承载压力弹簧29、31，所述压力弹簧优选构造成螺旋弹簧并且包围销41、43。在此，压力弹簧29、31优选一方面支撑在卡锁元件25、27上、特别是卡锁滑块上，并且另一方面支撑在衬套或双轴承的内轴承上。
[0066]在壳体9上在外表面45上布置有穿通孔47、49，所述穿通孔与销41、43对准，其中，所述销优选可穿过穿通孔47、49。为此，穿通孔47、49的内直径构造得优选稍微大于销41、43的背离卡锁元件25、27的端部51、53。
[0067]如果在将开关模块7套到套管5上时卡锁元件25、27在突出部15、17的区域中进行其径向的往复运动，则销41、43跟随卡锁元件25、27的该往复运动。在此，销41、43的自由端部51、53穿过穿通孔47、49，由此，通过使端部51、53伸出超过外表面45，所述端部暂时可从外部、即从壳体9之外被看到。为了提高端部51、53的可见性，所述端部优选被彩色标记。在套上方向上观察在突出部15、17之后，卡锁元件25、27返回到其在引导槽21中的松弛的或预张紧的初始位置中，由此，销41、43也返回到壳体9中。优选在该位置中端部51、53与外表面45齐平。
[0068]在图1中示出，第一销41的第一端部51刚好伸出超过外表面45，因为第一卡锁元件25在第一突出部15上滑动并且就此而言通过所述第一突出部径向抬起。而第二卡锁元件27布置在其在引导槽21中的松弛的或预张紧的位置中并且还未与第二突出部17配合。因此，第二销43的第二端部53也不伸出超过外表面45，而是与外表面45齐平地布置在第二穿通孔49中。根据图1的视图是示例性的。优选卡锁元件25、27和突出部15、17这样地布置在公用的引导槽21的区域中，使得卡锁元件25、27同时与突出部15、17配合，滑动经过所述突出部并且在所述突出部之后卡锁。在此，优选实现这样的卡锁位置，在所述卡锁位置中所有卡锁元件25、27都可靠地布置在突出部15、17紧后面并且在接触的情况下贴靠在所述突出部上，从而在开关模块7的装配位置中对于所有卡锁元件25、27都得到确定的且稳定的卡锁位置。但是，显然下述这样的实施例也是可行的，在该实施例中，一个引导槽21的卡锁元件25、27和突出部15、17如在图1中示出的那样相对于彼此布置，或者以其它方式布置。
[0069]通过与卡锁元件25、27共同作用的销41、43及其端部51、53的在此描述的机制，将开关模块7装配在套管5上的工人能看到、听到并且也能感觉到:何时到达开关模块7在套管5上的正确的装配位置。特别是伸出超过外表面45的端部51、53不仅可视觉地被看到，而且也可触觉地被触摸到。
[0070]如果到达了正确的装配位置并且开关模块7借助于卡锁元件25、27卡锁在套管5上，则可通过工人装上并且固定方向盘，其中，拧紧方向盘螺钉。在此，优选同时也将固定套筒11卡到套管5上，直至得到绝对的无间隙。作为备选可行的是，固定套筒11借助于卡环卡到套管5上，其中，卡环优选设置在固定套筒11的背离方向盘的端部上。
[0071]图2示出了转向柱组件I的第二实施例的示意性横剖视图。相同的元件以及功能相同的元件设置有相同的参考标号，从而就此而言参考以上描述。在此特别是示出，突出部15如何配合到引导槽21中，由此使开关模块7的固定套筒11在周缘方向上观察被固定在套管5上。
[0072]在第二实施例中，在套管5上设置有另外的突出部55，其中，所述另外的突出部配合到固定套筒11的相应的引导槽57中。在此表明，突出部15、55在此在直径两端彼此正相对着布置。由此得到从开关模块7到套管5中的或者相反的非常均匀的转矩引入。但是，同时也表明，原则上可实现开关模块在套管5上的两个不同的装配位置。当出于其它原因、例如由于开关模块布置在使用转向柱组件I的车辆的驾驶系统中而仅可实现开关模块7的一种布置时，这也不会有妨碍。
[0073]为了实现开关模块7在套管5上的单义的定位，在另一实施例中优选提出，所述另外的突出部55不直接与第一突出部15在直径两端正对着，而是确切地说在周缘方向上观察稍微相对于该正对的位置错位地布置，从而通过突出部15、55破坏了绕纵轴线L的旋转对称性。相应地于是也将引导槽57错位地布置在固定套筒11上，其中，最终形成开关模块7在套管5上的仅仅一个可能的装配位置。
[0074]显然可行的是，在套管5上设置多个另外的突出部并且在固定套筒11上设置多个相应的另外的引导槽，所述另外的突出部和所述另外的引导槽在周缘方向上观察可对称地或非对称地布置。
[0075]在引导槽21的侧壁和突出部15之间以及在引导槽57和突出部55之间的侧向距离在图2中过大地示出。实际上，引导槽21、57和突出部15、55的尺寸这样地彼此协调，使得无论如何在固定套筒11卡在套管5上的状态中得到开关模块7的无间隙的布置。
[0076]为了在周缘方向上完全消除开关模块7在套管5上的间隙，引导槽21、57优选具有带有彼此相对倾斜地布置的侧壁的梯形轮廓，从而在固定套筒11压缩时，突出部15、55的在套管5的纵向方向上延伸的纵向侧被引导槽21、57的倾斜的侧壁卡住。
[0077]代替总体上倾斜的侧壁，可行的是，引导槽21、57具有成斜面的角部，因此具有倒棱。
[0078]图3示意性地示出了转向柱组件I的一个这样的第三实施例。相同的以及功能相同的元件设置有相同的参考标号，从而就此而言参考以上描述。在此，引导槽21在槽底部61和在纵向方向上、因此相对于图3的绘图平面垂直地延伸的侧壁63之间分别具有倒棱59。利用倾斜的壁区段或者说倒棱59，引导槽21在固定套筒11径向压缩时被卡在突出部15上，从而最终对于套管5在固定套筒11中或者说对于固定套筒11在套管5上不再保留间隙。
[0079]优选固定套筒11的每个引导槽21都具有这种梯形的轮廓或者说倾斜的侧壁或倒棱59。因此，总地来说，开关模块7特别稳固地支承在套管5上并且由此转向柱组件I的固有频率提尚。
[0080]总地来说已表明，转向柱组件I以简单的方式实现开关模块7在套管5上的抗扭转，借助于该抗扭转获得套管5的提高的刚性和固有频率。在此，得到了稳定的固定，这种稳定的固定也承受得住高的转矩。在此，转向柱组件I可在不改变的情况下被集成到现有的装配流程中。
【主权项】
1.一种转向柱组件(1)，所述转向柱组件具有-转向轴(3)和包围所述转向轴(3)的套管(5)，-其中，所述转向轴(3)以能相对于所述套管(5)绕纵轴线(L)转动的方式被支承，以及-所述转向柱组件具有开关模块(7)，所述开关模块具有壳体(9)和设置在所述壳体(9) 上的固定套筒(11)，_其中，所述固定套筒(11)被构造成，使得所述开关模块(7)利用所述固定套筒(11)能 套装到所述套管(5)上并且借助于所述固定套筒(11)的径向压缩能卡紧在所述套管上，其特征在于，-所述套管(5)在外周面(13)上具有至少一个径向的突出部(15，17;23,23’；55)，_所述固定套筒(11)在内周面(19)上具有在纵向方向上延伸的至少一个引导槽(21; 57 )，其中，当所述开关模块(7)被套装到所述套管(5)上时，径向的突出部(15，17; 23，23 ’ ； 55)接合到引导槽(21 ;57)中，其中，所述接合最迟在所述固定套筒(11)的卡紧状态中是无 间隙的。2.根据权利要求1所述的转向柱组件(1 )，其特征在于，径向的突出部(15，17; 23，23 ’ ； 55)具有在所述套管的轴向方向上呈长形的形状。3.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，径向的突出部(15， 17;23,23’；55)与所述套管(5)构造成一体，其中，所述突出部(15，17;23,23’；55)优选在所 述外周面(13)上压印、部分地冲制或模制而成，或者所述突出部(15,17 ;23,23’； 55)作为独 立的元件固定在所述套管(5)上，特别是钎焊、熔焊、粘接或注射在所述套管上。4.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，所述套管(5)具有 至少两个径向的突出部(15，17;23,23’；55)，其中，这些突出部(15，17;23,23’；55)沿着直 径线观察彼此对置地布置或在周缘方向上观察彼此相对错位地布置，和/或，这些突出部 (15，17; 23，23 ’； 55)在纵向方向上观察彼此相对错位地布置，其中，所述固定套筒(11)优选 具有至少两个引导槽(21; 57)，其中，每个引导槽(21; 57)配设给至少一个突出部(15,17; 23,23,；55)〇5.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，所述引导槽(21; 57)在横截面中观察具有梯形的轮廓。6.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，所述开关模块(7) 具有至少一个卡锁元件(25,27)，所述卡锁元件从径向外部接合到所述至少一个引导槽 (21; 57)中并且以能在径向方向上移动的方式被保持，其中，所述卡锁元件(25，27)径向向 内被加载弹簧负荷、优选预张紧，并且与所述突出部(15，17;23,23’；55)共同作用以将所述 开关模块(7)轴向卡锁在所述套管(5)上。7.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，所述卡锁元件(25， 27)与销(41，43)相连接，所述销以能在径向方向上在所述壳体(9)中移动的方式被引导，其 中，这样地布置和构造所述销(41，43)，使得当所述卡锁元件(25,27)在纵向方向上观察布 置在所述突出部(15,17; 23，23’ ；55)的高度上时所述销向外伸过所述壳体(9)的穿通孔 (47,49)，而当所述卡锁元件(25,27)在纵向方向上观察布置在所述突出部(15，17;23,23’； 55)之前或之后时所述销(41，43)不伸过所述穿通孔(47,49)。8.根据上述权利要求中任一项所述的转向柱组件(1)，其特征在于，所述开关模块(7)具有楔形传动结构，所述固定套筒(11)能通过所述楔形传动结构卡紧在所述套管(5)上，或 者所述开关模块(7)具有用于将固定套筒(11)卡紧在所述套管(5)上的卡环。9.一种套管(5)，特别是用于根据权利要求1至8中任一项所述的转向柱组件(1)，其特 征在于，所述套管(5)在外周面(13)上具有至少一个优选在轴向方向上呈长形的、径向的突 出部(15，17;23,23’；55)。10.—种车辆、特别是机动车，具有根据权利要求1至8中任一项所述的转向柱组件(1)。
【文档编号】B62D1/16GK105960363SQ201480074782
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年12月4日
【发明人】A·赫本斯特雷特, H-D·勒夫勒, M·毛赫
【申请人】戴姆勒股份公司