可调节且可机械锁定的转向杆的制作方法

本发明涉及能够在对于车辆、主要旨在对于重型商用车辆、诸如卡车进行调节的转向杆。本发明尤其涉及设有片材状套件的转向杆，所述片材状套件在常规使用期间借助于摩擦力以期望和设定位置保持驾驶盘。当穿过转向杆的机械力达到上限值时，诸如在事故的情况下，期望的是转向杆借助于例如机械锁定以预设角度固定。本发明也涉及配有根据本发明的可调节且可机械锁定转向杆的车辆。

背景技术：

如今大多数车辆都配有转向杆，转向杆允许将车辆的驾驶盘设定在对于特定驾驶员合适的角度位置。容易实施这种设定且无需大费人力是重要的。

在碰撞期间转向杆的性能在汽车和卡车之间有所不同。汽车中的驾驶盘通常在碰撞期间基本维持其预设角度，且当驾驶员在碰撞期间将负载施加在驾驶盘或气囊上时，转向杆实际上在其纵向方向上压缩或移位。重型车辆、诸如卡车中的驾驶盘的性能是，驾驶盘经常实际上向上/向前移位到基本水平的条件。这个位置实际上是驾驶盘的停泊位置，即，当车辆静止时驾驶员施加给驾驶盘的位置，以在例如休息时在驾驶室中获得更多的空间、以有助于进出驾驶室等等。然而，驾驶盘在碰撞期间向上移位的事实意味着驾驶员在他或她被向前甩出的情况下将非常可能抵靠驾驶盘轮缘以胸、脖子或脸撞击到驾驶盘，这会导致严重的人身伤害。

在汽车中和卡车中的转向杆之间的技术差异在于，转向杆的旋转关节通常定位在相对于驾驶盘/驾驶员的不同距离处，且转向杆的调节区域必须在卡车中显著更大。然而，期望的是用于卡车的转向杆无论其它差异如何表现出与用于汽车的转向杆相同的性能。这个性能是卡车中的驾驶盘应该优选也在碰撞期间维持其预设角度位置，同时对于在常规使用的无级调节中调节保持简单。在事故期间将预设角度位置固定将减小驾驶员受伤的风险。

用于重型车辆的转向杆的许多设计不能够承受在碰撞期间产生的负载，且向上/向前移位。这个性能被驾驶盘的重量以及旋转关节相对靠近于驾驶盘和驾驶员定位的事实影响。当驾驶盘向上/向前移动时，驾驶员以不利的方式撞击驾驶盘的风险增加。驾驶员撞击驾驶盘的准确方式取决于数个因素，诸如在碰撞期间车辆的速度、驾驶员的高度、驾驶员座位的预设位置等等。因此，驾驶盘向上/向前移位的事实构成显著问题，尤其当驾驶盘配有气囊时。驾驶盘中的气囊因此在碰撞期间基本向上而非在朝向驾驶员的方向上发展，且不回给予驾驶员期望和必要的保护。对于降低在车辆中受伤的风险的越来越多的要求意味着在不安装和使用气囊的情况下满足这些要求正变成一直以来的困难。

因此问题在于构造用于重型车辆的转向杆，所述转向杆能够在无级调节中容易地进行调节，而且即使这样也在具有高机械负载的碰撞期间维持在其预设角度位置，以使得例如气囊的功能将如期望的那样。

先前已经做出数种尝试以解决这个问题且提出一种转向杆，所述转向杆在机械设定期间提供高灵活性，以将驾驶盘的位置和角度调节到特定驾驶员的期望，而且同时在产生抵抗驾驶盘的高机械负载的事故期间将驾驶盘保持在其当前角度位置。

例如文献US 5503431描述了用于车辆中的驾驶盘的设定的可锁定转向杆，其包括能够相对于彼此移位的上下驾驶盘轴。转向杆安装在能够相对于安装在车身处的第二支架基本水平移位的第一支架处。配有齿部的装置使得在将驾驶盘设定在其期望位置处之后，可以在锁定操作期间通过装置齿部锁定驾驶盘的设定，所述装置齿部与也设有齿部的对应第二装置相互作用。一个缺点是在这种情况下所述设定将不在无级调节中：其必须适配于齿部的分布。

文献EP 1070652还描述了包括摩擦锁定的用于车辆的可锁定转向杆。同样这个设计使用配有齿部的装置，这使得在将驾驶盘设定在期望位置处期间可以通过与也设有齿部的对应第二装置相互作用的所述装置齿部而锁定驾驶盘的位置。缺点再次是所述设定将就齿部的分布而言不在无级调节中。

文献US 2006/0082119还描述了用于车辆的可锁定转向杆的变型。转向杆的锁定能够通过配有与彼此相互作用的齿部的装置借助于杠杆打开或锁定，这引起与在先技术相同的问题：所述设定在阶梯调节中进行。

因此在先技术未能够给出用于重型商用车辆、诸如卡车的转向杆，所述转向杆允许驾驶盘在无级调节中设定，且当穿过转向杆的机械力在例如片状物之间的摩擦力不再能够将转向杆保持在其预设状况和期望状况下的事故期间到达上限值时，仅此时借助于优选配有齿部的成形件自动且机械锁定转向杆。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于解决以上描述的问题且提出一种转向杆，其易于在常规使用期间在无级调节中进行调节且主要借助于摩擦力将驾驶盘锁定在预设角度位置处，但是当摩擦锁定例如在碰撞期间不再能够将驾驶盘保持在其预设角度处时，转向杆自动启动固定驾驶盘的角度位置的机械形状锁定。

本发明的另一目的在于所述机械锁定将快速地可靠运作以能够承受重载，且同时需要用于安装的有限空间。

本发明的另一目的在于解决方案在原理上是简单的，且部件可以简单且符合成本效益地制造。

这些和其它目的及优点根据本发明通过转向杆实现，所述转向杆通过在独立权利要求1和11的特征中规定的特征限定。

因此，本发明尤其旨在用于商用车辆、诸如卡车等，但是本发明自然也能够用于其它类型的车辆，所述其它类型的车辆需要转向杆提供就设定驾驶盘的位置而言的高度用户友好性，而且同时比如在碰撞期间能够在高机械负载下时将驾驶盘紧固地保持在预设角度位置处。

本发明可以实现，因为在驾驶盘上的突然高机械负载的情况下可以机械锁定/固定驾驶盘的倾斜位置或倾斜角度。这借助于集成到转向杆的片材状套件中的成形件实现。有利的是成形件由设置在载体和片状物上的通常用于通过摩擦力锁定转向杆的带齿或轮齿轮廓构成。这给予无级摩擦锁定以叠加的机械形状锁定。

转向杆的倾斜角度因此借助于可调节支柱以无级方式锁定在期望位置处，可调节支柱优选包括设置在支柱内侧的片材状套件。支柱和片材状套件安装在上转向杆和滑块之间，滑块继而安装穿过车辆驾驶室中的主框架。轴横向通过滑块安装且在设置在支柱和片材状套件中的纵向扩展槽中延伸。当滑块中的气缸启动时，压缩弹簧抵抗片材状套件的力借助于杠杆减小，且摩擦锁定停止以使得驾驶员能够手动地将驾驶盘容易地调节到期望状况(位置和角度)。气缸随后被解除启动，且抵抗片状物的机械压力借助于压缩弹簧返回。驾驶盘通过在片材状套件中产生的摩擦力以这种方式锁定在其预设状况处。

片材状套件中的至少一个片材设计有在外边缘处的齿部/轮齿。齿部/轮齿基本平行于纵向槽且沿片材的至少一部分设置。至少一个区段部设计有抵靠片材的齿部/轮齿装配的对应齿部/轮齿。区段部借助于例如两个销、铆钉、螺钉、或类似物固定在载体上。有利的是如果片状物、载体和区段部的数量基本等于彼此。

载体安装以允许围绕垫片旋转且定位在片状物之间的方式在轴承中。垫片继而设置在所述轴上。所有片状物和中间垫片在支柱处通过至少一个外部压缩弹簧挤压在一起，且在片材状套件中摩擦锁定以这种方式实现。垫片安装在实际上用作锁定螺钉的轴上的轴承中，且垫片相对于滑块固定在锁定状况下。当弹簧力被允许以其完全强度起作用且以这种方式将驾驶盘固定在期望倾斜角度处时，大摩擦力在片状物、垫片和支柱的外表面之间产生。

至少一个拉伸弹簧被设置在来自载体中的至少一个的张力下，所述载体配有设有孔的杠杆。拉伸弹簧尝试通过销抵靠片状轮廓的齿部/轮齿挤压所有区段部。因此当摩擦锁定启动时，区段部的齿部/轮齿与片状物的齿部/轮齿取得接触，而齿部/轮齿并非必须插入彼此中。在齿部/轮齿之间的完全相互作用直到在例如具有高机械负载的碰撞期间支柱和片材状套件相对于轴在纵向方向上开始移动才产生。

驾驶盘的倾斜角度和驾驶盘的长度调节的设定通过由驾驶员易于触及的调节器或阀以启动的两个气缸而发生。

根据本发明的设计的优点是，与在当前用于卡车的转向杆中相同的调节大区域在无级调节中实现，而此外碰撞中的期望性能通过在碰撞期间不产生角度改变的驾驶盘实现。因此要求车辆气囊起作用且如期望的保护驾驶员的状况以这种方式显著改进。而且，碰撞中驾驶盘的性能将独立于在碰撞期间车辆的速度、驾驶员的高度、驾驶员座位的位置等等而相同。

根据本发明的解决方案的另一优点是功能非常可靠且要求用于安装的最小空间。这使得在新生产车辆期间应用新解决方案相对容易且便宜。

本发明的其它特征和优点通过以下更加详细的对本发明的说明且通过附图和其它权利要求变得清晰。

附图说明

下文在参考附图的一些优选实施方式中更加详细地描述了本发明。

图1示出根据本发明的转向杆的侧视图。

图2更加详细且以侧视图示出包括片材状套件的能够移位的内部支柱。

图3示出类似于图2的支柱的侧视图，但是其中支柱以其面向观众的外侧之一被拆卸地示出，以使得片状物和区段部的形状变得更清晰。

图4从侧面示出在未锁定状况下、即在驾驶员能够调节驾驶盘的位置和角度的状况下的自由片材、垫片、载体和区段部。

图5从侧面示出与图4相同的图，但是区段部处于其摩擦锁定状况下，即，处于驾驶员已经完成驾驶盘的位置和角度的设定的状况下。

图6以类似方式示出片材，但是在此处于示出例如在碰撞之后区段部的齿部/轮齿与片状物的齿部/轮齿如何完全相互作用的完全锁定状况下。

具体实施方式

图1示出根据本发明的转向杆1的侧视图，所述转向杆安装在滑块2处，所述滑块继而安装在车辆驾驶室中的主要框架3中，例如安装在踏板和/或横梁的金属板中(图中未示出)。主要框架3在其侧面上设有基本水平的外部槽4，滑块2通过所述外部槽能够相对于车辆和驾驶员向前或向后移位。上转向杆5的旋转关节6以关节结合方式安装在从车辆的纵向方向看去的滑块2的后部分中。

转向杆的旋转关节6还通过定位在与旋转关节6一段距离处的另外关节7机械接合到包括片材状套件9的支柱8(参见图2)。支柱8和片材状套件9都设有纵向槽10，轴11通过纵向槽横向于滑块2地设置。轴11相对于滑块2固定地设置。相同轴11也在主要框架的槽4中延伸。

由于支柱8当在未锁定状况下时能够相对于滑块2容易地移位，且由于支柱8的后端安装在与转向杆的旋转关节6接近的关节7处，驾驶盘12的倾斜角度α能够改变/调节。驾驶盘12的倾斜角度α借助于支柱8和设置在支柱内侧的片材状套件9中的摩擦力锁定在无级调节处。

支柱8的摩擦锁定借助于气缸13、14启动或解除启动。压缩弹簧(图中未示出)将片材状套件9的片状物15(参见图2)和垫片16抵靠彼此挤压在一起，由此摩擦力在支柱的纵向方向上相对于滑块2固定支柱8。驾驶盘的预设角度α以这种方式锁定在其状况下。

当第一气缸13启动时，压缩弹簧(图中未示出)通过杠杆17稍微压缩，且片状物15和垫片16之间的摩擦力被减小或完全消失。

图2示出滑块2的内部可移位部分、即支柱8(包括片材状套件9)的侧视图。片材状套件9由多个片状物15构成，所述多个片状物设置成并列、且在每个片材15的外边缘处设有数个/多个齿部/轮齿25，在此为下边缘(在图中示出为上边缘)。片状物15借助于附连件19固定到彼此和固定到支柱8。

载体18设置在每对相邻片状物15之间。每个载体18设置成使得其能够围绕设置在轴11(轴11仅示为虚线)上的垫片16旋转。垫片16的厚度稍微超过载体18厚度有如建议的0.1mm，这意味着基本无摩擦力在载体18和相邻片状物15之间产生。载体18借助于比如销、铆钉、螺钉或类似物的两个附连件20与彼此机械接合、且形成套件。销20可借助于锁定垫片21或类似物固定。

第二气缸14影响载体18和安装在载体上的区段部22的套件，以抵抗拉伸弹簧23的影响旋转。区段部的齿部/轮齿24(参见图3)以这种方式从其与片状物的齿部/轮齿25的接触释放。

支柱8能够以这种方式在滑块2中移位，且驾驶员可以容易且手动地调节驾驶盘12。因此，通过启动设置在滑块2中的气缸13、14，驾驶盘12不仅能够移位而且能够倾斜到期望状况。

当第一气缸13解除启动时，杠杆17停止其对压缩弹簧(图中未示出)的影响，且将抵靠片状物15的支柱8的外侧26和片材状套件9中的垫片16以这种方式挤压在一起。在垫片16、片状物15和支柱8的侧面26之间的摩擦力确保驾驶盘的位置锁定/固定在其预设状况下。

图3示出支杆8的侧视图，类似于通过图2变清晰的支杆，但是所述支杆8以其面向观众的外侧之一被拆卸地示出，以使得片状物15和区段部22的形状变得更清晰。每个片材15因此沿其纵向边缘之一设有一排齿部/轮齿25，在本文中是下边缘(在图中示出为上边缘)。片材15的所述一排齿部/轮齿25的长度基本对应于纵向槽10的长度，但是相对于槽10稍微移位，即，片材的齿部/轮齿25的长度基本对应于支柱8的可能移位、支柱8的调节幅度。

区段部22设置在销20的区域中的每个载体18处。这些区段部22设有齿部/轮齿24，所述齿部/轮齿24指向片状物的齿部/轮齿25且设计成使得两者以已知为"形状装配"的方式装配到彼此中。每个区段部22以这种方式定位在与片材15相同的平面中且借助于所述销20机械固定地安装在载体18处。设置拉伸弹簧23的至少一个弹簧附件28设置在由载体18和区段部22形成的套件中。拉伸弹簧23在其第二相反末端处接合到例如滑块(图中未示出)，这意味着载体18和区段部22的套件一直尝试旋转，以使得区段部22的齿部/轮齿24与片状物15的齿部/轮齿25取得接触。

气缸14(参见图2)设置成挤压由一个或数个载体18形成的柱体27，且能够在启动期间将载体18和区段部22的套件在抵抗拉伸弹簧23的影响的方向上旋转一定角度。当气缸14启动时，载体18和区段部22的套件被旋转，以使得区段部的齿部/轮齿24在远离片状物的齿部/轮齿25的方向上移动。以这种方式，区段部22和片状物15之间的可能机械锁定被避免。当气缸14解除启动时，区段部22通过拉伸弹簧23抵抗片状物15被挤压，以使得区段部22与片状物15的齿部/轮齿25取得机械接触，然而无需与它们进入完全相互作用。

因此，每个区段部22设有至少一个齿部/轮齿24，优选一排数个、例如三个齿部/轮齿24，所述至少一个齿部/轮齿24抵靠片状物的所述一排齿部/轮齿25指向载体18和区段部22的套件中。由于支柱8可以通过摩擦力锁定在任何无级位置处，在片状物15和区段部22中的齿部/轮齿24、25将不与彼此进入完全相互作用。实际上，齿部/轮齿24、25中的一些将仅抵靠彼此搁置。仅当支柱8和片材状套件9由于例如超过预设极限值的机械负载开始相对于轴11滑动时，齿部/轮齿24、25之间的完全机械锁定完全实现。具有载体18和区段部22的套件继而通过拉伸弹簧23的影响稍微旋转，且齿部/轮齿24、25与彼此完全接合且相对于轴11机械锁定支柱8。

合适的是预设极限值借助于数个不同参数确定。由于在碰撞期间转向杆必须能够将驾驶盘保持在其角度位置处，一个参数是在碰撞期间车辆制动开始的速度。预设极限值也被驾驶盘的重量、以及安装在转向杆处或转向杆上的构件的重量影响。最后一个参数是驾驶员的重量，因为他或她在碰撞期间抵靠驾驶盘挤压。

图4从侧面示出自由片材15、垫片16、载体18以及区段部22。区段部22的齿部/轮齿24在图中定位在与片状物15的齿部/轮齿25一段距离处。支柱8和驾驶盘12完全在这个状况下未锁定。

图5以类似方式示出自由片材15，但是区段部22处于其摩擦锁定状况下，即，处于驾驶员已经完成驾驶盘12的位置和角度的设定的状况下。在此示出的示例中的齿部/轮齿24、25已经移动到与彼此基本尖端对尖端地接触，但是与彼此不完全接合。

图6以类似方式示出自由片材15，但是在此在示出区段部22的齿部/轮齿24如何与片状物15的齿部/轮齿25完全相互作用的状况下。在支柱8的轴向关节中的机械力在此已经超过片材状套件9中的摩擦力，这已经引起支柱8开始移动，且齿部/轮齿24、25已经借助于拉伸弹簧23与彼此进入完全相互作用。片材状套件9和支柱8在这个状况下相对于轴11和载体18与区段部22的套件完全且紧固地锁定。

以上说明主要旨在有助于理解本发明且自然不受限于特定实施方式：同样本发明的其它变型在创新性概念的框架和所附专利权利要求的保护范围内是可行且可构思的。