用于机动车辆的转向柱的制作方法

文档序号:13346743阅读:360来源:国知局
用于机动车辆的转向柱的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱,该转向柱包括调节单元、支承单元以及夹持装置,调节单元具有转向主轴,转向主轴以可旋转的方式绕转向主轴的纵向轴线安装在套管中,支承单元可连接至机动车辆的车身,并且在支承单元中可以容纳调节单元,在正常操作中,夹持装置在固定位置中将调节单元相对于支承单元固定,以及释放调节单元相对于支承单元的沿至少纵向方向的运动,其中,夹持装置包括致动元件,该致动元件与夹持机构相互作用,该夹持机构将致动元件的致动转换成横向于纵向轴线定向的夹持行程,以将支承单元夹紧至调节单元,并且其中,夹持装置包括至少一个锁定部,所述至少一个锁定部沿纵向方向被支承在支承单元上,其中,在固定位置中,锁定部的形状配合元件与连接至调节单元的接合部的形状配合元件在纵向方向上不可移位地接合,并且在释放位置中,锁定部的形状配合元件与接合部的形状配合元件分离,并且释放调节单元相对于支承单元的沿纵向方向的运动,其中,接合部通过能量吸收装置连接至调节单元。



背景技术:

为了调节机动车辆的方向盘相对于驾驶员的乘坐位置的位置,在现有技术中已知各种构型的转向柱。除了通过调节转向柱的倾斜而实现的竖向调节之外,也可以通过沿着转向柱的纵向轴线方向进行长度调节而将布置在该转向柱的转向主轴的后端的方向盘在车辆内部定位。

该长度调节通过调节单元来实现,该调节单元包括以可旋转的方式安装在套管中的转向主轴,调节单元沿纵向方向相对于支承单元以可伸缩的方式运动,该调节单元形成对与车身牢固地连接的转向柱的支承,并且调节单元可以借助于可释放的夹持装置固定在各个纵向位置中,即,调节单元能够以可释放的方式固定。也被称为固定装置的夹持装置作用在由支承单元保持的调节单元上,使得在夹持装置的打开状态——也称为释放位置或松动位置——中调节单元可以相对于支承单元在纵向方向上移位,并且在关闭状态——也称为固定位置或锁定位置——中,调节单元被夹紧于支承单元,并且在正常操作中方向盘位置在期望的机械载荷的作用下被固定。

de102008034807b3中描述了这种转向柱。这里描述的夹持装置包括具有被设计为夹持轴的致动元件的夹持机构。通过操作杆施加的夹持轴的旋转运动由夹持机构转换成夹持行程,该夹持行程在支承单元上沿横向方向施加力,使得安装在支承单元中的调节装置被牢固地支撑,这与夹具的功能类似。以这种方式,实现了调节单元在纵向方向上的力的锁定。

作为一种为了提高在车辆撞击——即所谓的车辆的碰撞或正面撞击——期间当驾驶员以高速甩向方向盘时乘员的安全性的有效措施,设计如下转向柱是已知的,当在方向盘上施加有仅在碰撞的情况下发生的超过限值的较大的力时,该转向柱即使是在夹持装置的固定位置中也能够沿纵向方向可折叠。为了提供对撞击在方向盘上的身体的受控的抑制,在支承单元与调节单元之间联接有能量吸收装置,在正常操作中,该能量吸收装置、支承单元以及调节单元通过夹持装置固定和夹持在一起,但是在碰撞过程中则彼此挤压在一起。这例如通过断开撕拉突片(tearingtabs)或使长形的长弯曲元件比如弯曲的线状部或弯曲的带状部弯曲或者通过借助于螺栓的加宽的长圆孔或通过拉伸金属板条或通过切削带平面的剃齿而将引入的动能转换为能量吸收元件的塑性变形。

在已知转向柱中的,当固定调节单元时会通过夹持装置发生对能量吸收装置(碰撞装置)的激活。具体地,对于碰撞激活,以不可沿纵向方向移动的方式安装在支承单元上的锁定部也随着夹持装置的夹持行程而同样地移动,并且使得接合部的形状配合元件——优选地,锯齿——与对应的形状配合元件——即优选地,对应的锯齿——形成形状配合接合。接合部通过能量吸收装置连接至调节单元,该调节单元在正常操作期间不受应力,即该调节单元在支承单元与调节单元之间形成刚性连接。然而,在发生碰撞的情况下,相当大的力被施加到调节单元上,使得调节单元和支承单元沿纵向方向朝向彼此移动,于是能量吸收元件变形从而抑制该运动。锁定部与接合部之间的形状配合连接确保能量吸收装置的固定端部能够通过接合部抵靠支承单元而被牢固地支撑。换句话说,在发生碰撞的情况下,锁定部与接合部之间的形状配合连接保持不变,使得在能量吸收装置中发生能量吸收,该能量吸收装置独立于锁定装置而单独设计并且在功能上独立于锁定装置。就转向柱的移动而言,当夹持装置处于释放位置中时,一方面释放调节单元在支承单元中的夹持被释放,另一方面锁定部相对于接合部提升反向的夹持行程,使得形状配合元件脱离接合,并且在调节到不同位置之后,锁定部与接合部可以再次连接。

在夹持装置致动时的碰撞激活为车辆乘客提供了大量附加的安全性。然而,现有技术的缺点是夹持装置的夹持行程必须至少足够大以在锁定期间和释放期间发生锁定部与接合部的形状配合元件的稳定的接合和分离,即使对调节单元的夹持只需要较小的夹持行程或甚至不需要夹持行程而只需要夹持力的情况下亦是如此。这就限制了当需要确保碰撞装置的功能时在夹持装置的手动锁定过程中的夹持行程和力传递方面的夹持装置的设计。

从美国专利us2010/0300236a1已知具有能量吸收装置的转向柱。与上述de102008034807b3不同,该专利中的能量吸收假定在夹持装置本身中发生,在发生碰撞的情况下,接合部相对于锁定部滑动,即,锁定部与接合部之间的形状配合接合被破坏。然而,该发明的缺点是实际上被提供用于锁定的锯齿可能产生突然的且难以控制的能量吸收,因此在实践中不适合。

鉴于上述问题,本发明意在解决的一个问题是提供一种具有夹持装置和单独的能量吸收装置的转向柱,该转向柱提供碰撞激活的改进的可能性,特别地,该转向柱克服了对夹持装置的夹持行程的依赖性。



技术实现要素:

为了解决上述问题,根据本发明,意在将致动元件连接至与夹持机构分离的提升机构,该提升机构连接至锁定部,并且该提升机构将致动元件的致动转换为锁定部相对于接合部的工作行程,其中,提升机构的工作行程可独立于夹持机构的夹持行程进行设置。

根据本发明,如现有技术中那样,碰撞激活通过夹持装置的致动、例如借助于安装在致动元件上的锁定杆或借助于联接至致动元件的机电驱动机构而发生。如所描述的,可由致动元件驱动的夹持机构确保调节单元夹持在支承单元中。此外,提供了额外的提升机构,该提升机构可以由致动元件同样驱动,并进而将致动元件的运动转换成独立于夹持机构的提升运动,即转换成锁定部相对于接合部的工作行程,提升机构用于将锁定部和接合部中的形状配合元件彼此接合或脱离接合。由于夹持机构相对于提升机构“独立”,这意味着夹持机构和提升机构可以在结构上彼此独立地设计,而不会使夹持机构的特性和提升机构的特性相互影响。因此,可以独立于夹持行程设计工作行程,从而具有相应的设计自由度。在根据本发明的单个转向柱中,由于夹持机构和提升机构可以由致动元件驱动,因此夹持机构和提升机构可以借助于致动元件啮合在一起使得夹持行程不与工作行程分开执行。

由于本发明提供了一种用于碰撞激活的特定提升机构,所以可以使锁定部的运动独立于夹持机构的夹持运动,并且可以实现优化的运动顺序。因此,例如,可以想到并且可能的是,可以对夹持机构分配相对较小的夹持行程和相对较大的夹持力,并且,通过提升机构的相应传动比确保对应于致动元件的同一运动的工作行程大于夹持行程。以这种方式,可以确保在锁定部和接合部上的具有均匀深度的形状的形状配合元件——需要相对较大的工作行程以实现完全的形状配合接合或彼此完全的分离——稳固且牢固地接合在一起以实现碰撞激活,并且在锁定装置的释放期间,锁定部和接合部移动分离地远至使得形状配合元件完全断开接合并且因此易于实现调节单元在支承单元中的移动。

本发明的重要方面是锁定装置和能量吸收装置表示单独的部件,其中每一者具有其各自不同的功能。通过借助于夹持装置可选择地进行锁定装置的释放或锁定,调节单元可以从支承单元释放或者由支承单元支撑、即固定,在固定位置或锁定位置中,调节单元由支承单元支撑,并且在正常驾驶操作中的方向盘位置在预期的机械应力下被固定。因此,锁定装置用于实现转向柱的运动。在锁定状态下,与锁定装置分开的能量吸收装置联接在调节单元与支承单元之间。这不会对转向柱的运动产生影响,而是仅在发生碰撞时用于能量吸收,因为接合部与锁定部之间的相对固定通过锁定装置保持完整不变。

所使用的提升机构理论上可以是任何类型的传动装置,该传动装置能够将致动元件的运动——致动元件的运动被执行用于致动夹持装置以将转向柱固定和释放——转换成锁定部的提升运动。

在一个优选实施方式中,夹持机构被设计成倾斜的销夹持机构、楔形盘和凸轮夹持机构、或者辊和连杆夹持机构。这种夹持机构从现有技术中是充分已知的。

一个有利的实施方式要求提升机构的工作行程横向于夹持机构的夹持行程定向。“横向”也意在包括至多±10°的空间角度的偏差。这在锁定部和接合部的布置方面产生更大的设计自由度。例如,可以想到将能量吸收装置布置在调节单元的一侧,使得锁定部的运动与调节单元大致相切。由于锁定部的运动不再发生在与夹持装置的夹持行程相同的方向上,因此可以更好地利用可用的结构空间。

优选地,致动元件被设计成夹持轴、也称为夹持杆,该夹持轴横向于纵向方向延伸并且可绕其轴线旋转以致动夹持装置,并且在夹持轴上以不可旋转的方式布置有径向突出的凸轮,并且其中,锁定部包括联接部段,该联接部段具有平行于夹持轴定位的至少一个控制面,凸轮的凸轮轮廓可与所述至少一个控制面操作接合。“平行”同样包括至多±10°的空间角度偏差。在该实施方式中,提升机构被设计为凸轮机构,在该提升机构中,通过夹持轴的旋转,从夹持轴偏心地突出的凸轮可以抵靠着连接至锁定部的控制面移动通过其环绕夹持轴外侧的凸轮路径(凸轮轮廓)的一部分。当夹持轴旋转时,凸轮的偏心部分将抵着控制面施加垂直于夹持轴的力,使得锁定部执行工作行程,即,横向于夹持轴的平移运动。优选地,仅在一个方向上执行平移运动。这种凸轮机构是坚固的、可靠的,并且可以用很少的费用来实现。此外,凸轮轮廓的形状可以指示锁定部在夹持轴旋转时行进在不同部段处具有不同的力/距离比的运动轮廓。例如,可以设置成在锁定过程期间的锁定部首先抵靠接合部快速移动,然后被更加缓慢地固定并被施加更大的力。也可以使用具有杠杆、倾斜销、滑动或滚动体等的其他种类的提升机构来适应特定应用的情况。

本发明的一个有利的实施方式要求至少一个控制面被设计为提升表面,该提升表面的表面法线的指向沿着在锁定部上的形状配合元件与接合部上的形状配合元件的接合方向。提升表面的表面法线可以指向接合部,换句话说,提升表面平行于锁定部上的形状配合元件定向。优选地,该接合方向对应于锁定部的使其与接合部的形状配合元件接合及脱离接合的运动方向。优选地,控制面的表面法线大致垂直于锯齿定向,意思是相对于由锁定部的锯齿与接合部的锯齿之间的接触点形成的平面垂直。“大致垂直”包括至多±10°的空间角度的偏差。现在,如果凸轮在提升表面上施加力,则锁定部将被提升离开接合部。在夹持轴致动时,锁定部将被移动离开接合部,直到形状配合元件完全脱离接合并且可以执行支承单元和调节单元的相对移动为止。通过根据本发明的凸轮机构可以容易地实现对应的工作行程。

本发明的另一有利实施方式要求至少一个控制面被设计为挤压表面,该挤压表面的表面法线的指向与锁定部上的形状配合元件与接合部上的形状配合元件的接合方向相反。这意味着提升表面的表面法线——也被称为正法向矢量——背离接合部定向,换句话说,挤压表面形成在锁定部的相对于形状配合元件的相反侧上。在这种情况下,如果凸轮在挤压表面上施加力,则锁定部将抵靠接合部移动。在致动夹持轴以固定转向柱时,锁定部将抵靠接合部移动,直到在调节单元与支承单元之间的沿纵向方向的力流中形状配合元件彼此完全接合并且碰撞装置通过呈形状配合形式的接合部和锁定部而联接为止。通过根据本发明的凸轮机构可以容易地实现用于该碰撞激活的足够的工作行程。

特别有利的是形成在锁定部上的提升表面和挤压表面的组合。以这种方式,可以在夹持轴旋转时通过凸轮实现对锁定部的强制引导,即,锁定部在提升机构的锁定期间和释放期间都具有主动施加到该锁定部上的力。提升表面和挤压表面在功能上形成切换叉的内表面,切换叉通过布置在该提升表面与该挤压表面之间的凸轮而沿着工作行程的方向或沿着与工作行程的方向相反的方向移动。这一方面确保了形状配合被牢固地关闭以用于碰撞激活,另一方面确保了形状配合元件彼此明确地分离以便于转向柱的移动,特别地,避免了任何干扰或阻碍。

本发明的有利的修改是在凸轮的凸轮轮廓与控制面之间布置弹簧元件。弹簧元件可被设计成压缩弹簧,从而提供凸轮与相应控制面的弹性联接。这意味着当凸轮轮廓沿着朝向控制面的方向移动时,弹簧元件对控制面施加力。当凸轮轮廓与控制面之间的弹簧偏置或压缩得更强烈时,力随之增大。换句话说,借助于弹簧,凸轮将在其接触控制面之前在控制面上施加控制力,即,控制面通过偏置弹簧的可能弹簧行程引导凸轮轮廓。以这种方式,在控制面为挤压面的情况下,能够以弹性灵活的方式将锁定部通过其形状配合元件压靠在接合部上的形状配合元件上。如果出现“齿对齿”的情况,在此期间,一个形状配合元件的突出部段精确地撞击在相对的形状配合元件的同样的突出部段上,并且不以形状配合的方式接合在邻接的形状配合凹口中,凸轮并且因此致动元件的运动可以继续,直到其到达固定位置为止,在此期间一开始只有弹簧元件会被压缩。在操作期间,由弹簧元件偏置的锁定部将通过轻微振动——比如在起动车辆发动机或驾驶离开时发生——而从阻塞状态略微移动,然后在弹簧力的作用下通过其形状配合元件而以形状配合的方式自动地接合在相对的配合元件中。为此,弹簧元件的可用的弹簧行程将定尺寸为使得凸轮可以在“齿对齿”情况下移动直到终点止挡部,即,处于最终位置的凸轮可以被置于固定位置中。这有效地确保了在固定致动元件的转向柱时,驾驶员可以在固定转向柱时始终完全关闭致动元件的操作杆或机电驱动机构,从而可靠地实现碰撞激活。否则,在使用阻塞的致动元件的情况下,会有通过强力的致动造成损坏的危险,或者转向柱未牢固固定,并且碰撞装置未被激活,这些方面在所有情况下都应该避免。

此外,当凸轮在锁定位置与释放位置之间移动时,弹簧元件可以补偿凸轮轮廓与控制面之间的间隙。以这种方式,可以减少不期望的的噪声产生。

在一个优选实施方式中,弹簧元件成形为叶片弹簧、螺旋弹簧或板弹簧。

另外有利的是,在支承单元上形成有导引件,在该导引件中,锁定部沿接合部的方向以可移位的方式被引导。导引件可以被设计为导引凹槽或导轨,从而实现锁定部相对于接合部的受导引的移动。此外,导引件可以形成形状配合座部,在碰撞的情况下,锁定部在形状配合座部中被可靠地支撑在支承单元上。锁定部的牢固支撑是特别重要的,因为在碰撞的情况下,身体撞击方向盘的整个动量将通过接合部传递到锁定部并且从锁定部引导到支承单元中。这可以通过导引件来保证。

优选地,导引件的与锁定部相互作用的至少一个接触表面具有小于或等于10μm的表面粗糙度rz。由于这种表面粗糙度,可以确保锁定部在导引件中的最佳运动。

优选地,形状配合元件构造成锯齿。因此,锁定部可以被设计为齿块,该齿块在面向接合部的一侧上具有锯齿,并且接合部可以被设计为齿条或齿板,齿条或齿板在面向锁定部的一侧上具有对应的相对的锯齿。锯齿具有横向于纵向轴线延伸的齿并且优选具有尖齿轮廓。这确保了一方面很少发生上述“齿对齿”的情况且另一方面通过轻微的晃动而解除上述“齿对齿”的情况,使得齿以形状配合的方式滑入彼此之中。一个有利的改型要求齿具有锯齿形横截面,像倒刺一样指向彼此的齿在发生碰撞事件时发生相对运动。这确保形状配合元件即使在沿纵向方向的极限负载下也不会彼此脱离。

在一个优选的改型中,接合部和/或锁定部被形成为烧结部。通过烧结工艺成型为烧结部使得能够以简单且经济的方式制造接合部和/或锁定部。

接合部上的形状配合元件可以形成为板并且平行于夹持轴且平行于纵向轴线定向。例如,形状配合元件可以被设计为与齿条的一部分对应的齿板,被设计成具有对应锯齿的齿块的锁定部可以接合齿板。“平行”同样包括至多±10°的空间角度偏差。

附图说明

下面借助于附图更详细地说明本发明的有利实施方式。具体地,附图中示出了:

图1是根据本发明的转向柱的示意性立体图,

图2是处于部分拆卸状态的图1的转向柱的详细视图,

图3是图2的转向柱的局部细节视图,

图4是图4的转向柱的处于打开状态的提升装置,

图5是图4的转向柱的处于关闭状态的提升装置,

图6是图4的转向柱的处于“齿对齿”情况下的提升装置,

图7是类似于图3的替代性局部细节视图,

图8是用于根据本发明的转向柱的调节单元,其中,示意性地描绘了根据图7的碰撞激活,

图9是在碰撞之前的根据图8的调节单元的纵向截面图,

图10是在碰撞之后的根据图8的调节单元的纵向截面图,

图11是处于打开状态的提升装置的替代实施方式,

图12是根据图11的处于关闭状态的提升装置,

图13是处于关闭状态的提升装置的另一替代实施方式,

图14是根据图13的处于打开状态下的提升装置。

具体实施方式

在各个附图中,相同的部件始终以相同的附图标记表示并且因此通常仅被指定或提到一次。

图1至3示出了转向柱1,其包括调节单元2,调节单元2具有套管21,其中,转向主轴22安装在套管21中以能够绕纵向轴线l旋转。在转向主轴22的关于驾驶方向而言的后部段23处,可以附接有方向盘(未示出)。

调节单元2保持在支承单元3中,支承单元3又被紧固至可以布置在未示出的机动车辆的车身上的支架单元4。

支承单元3包括其中接纳有调节单元2的凹部,同时支承单元3包括侧部段31和32,槽33在侧部段31与侧部段32之间沿纵向轴线l的方向延伸,并且可以通过横向于纵向轴线l的夹持装置5将夹持力施加在侧部段31和侧部段32上,通过该夹持力可以将侧部段31和侧部段32朝向彼此挤压,从而使槽33变窄。以这种方式,布置在支承单元3中的调节单元2的套管21可以在夹持装置5的关闭位置(固定位置)中被紧固在支承单元3中,而在松开位置(释放位置)中,支承单元3不对套管21施加任何夹持力,使得调节单元2可以在纵向轴线l的方向上、即在纵向方向lr上移动,以便调节方向盘位置。优选地,方向盘位置的移动也可以发生在竖向方向hr上。

夹持装置5包括作为其致动元件的夹持轴51,该夹持轴51可以在支承单元3的相对定位的侧部件31、32中绕该夹持轴51的旋转轴线s转动。在夹持轴51上安装有夹持手柄54,该夹持手柄54以可旋转的方式固定,用于使夹持轴51的手动旋转。

夹持轴51与在图3的示意图中可清楚地识别的夹持机构6相互作用,图3示出了相对于旋转轴线s沿与图2相反的方向的视图,同时为了更好的可见性已经省去了侧部件31、32。

在所示的实施方式中,夹持机构6包括牢固地连接至夹持手柄54和夹持轴51的第一凸轮盘61和连接至支承单元3的侧部件31的第二凸轮盘62。凸轮盘61和62具有沿轴向方向相反定向的凸轮63和64,凸轮63和64紧靠彼此滑动。为了固定调节单元2,通过夹持手柄54使夹持轴51转动,使得凸轮63和64从释放位置到达固定位置,在释放位置中,一个凸轮盘61、62的凸轮63、64接合在另一凸轮盘62、61的凸轮64、63之间的凹口中,在固定位置中,凸轮63、64通过它们的凸起部(elevation)而轴向地紧靠彼此。以这种方式,夹持行程k被施加在夹持轴51上,如在图3的示意图中由箭头k所表示的。夹持轴51支撑在侧部件32上的邻接部(未示出)上,使得夹持行程k将夹持力传递至支承单元3,由此,侧部件31和32压靠位于侧部件31与侧部件32之间的套管21,并且调节单元2被固定在支承单元3中而不能进行沿纵向方向lr的位移。

关于夹持行程k的尺寸,应当注意的是,在如下情况下该尺寸在理论上可以接近于零,即,支承单元3已经与调节单元2的套管21接触并且包围调节单元2的套管21,因此该夹持操作仅需要增加在侧部件31和32上的夹持力使得侧部件31和32向套管21移动一小段距离。然而,实际上由于支承单元3和夹持装置5的不可避免的弹性变形,将始终会出现最小的夹持行程k,该最小的夹持行程k可能在0.5mm至4.2mm的范围内。

碰撞装置7包括呈齿块71的形式的锁定部71和呈齿板72形式的接合部72。构造为齿板72的接合部72通过能量吸收装置73连接至调节单元2的套管21,并且在一个侧表面上具有构造为锯齿75的形状配合元件,该锯齿75平行于纵向轴线l且平行于旋转轴线s定向的。齿块71具有与锯齿75相对的对应的锯齿74,锯齿74可以以形状配合的方式接合在锯齿75中。优选地,锯齿74、75的齿741、751具有锯齿形横截面。

齿块71以可移位的方式安装在支承单元3上的提升方向h上的导引件34中,导引件34垂直于纵向轴线l和旋转轴线s定向。锯齿74和75在沿提升方向h运动时彼此分开移动、即它们被拆卸,并且在沿与提升方向h相反的方向运动时,它们接合在一起、即以形状配合的方式连接。

齿块71的移动通过由夹持轴51致动的提升机构8而发生。为此,径向突出的凸轮81以不可旋转的方式布置在夹持轴51上。从图3可以看到并且特别是从图4至图6的横截面图可以看到,在齿块71上形成有联接部段82,联接部段82具有被设计成提升表面83的一个控制面和被设计成挤压表面84的一个控制面。挤压表面84形成在与锯齿74相反的背侧,即挤压表面的表面法线背离锯齿74,而提升表面83平行于锯齿74定向,即提升表面83的表面法线指向锯齿75。在提升表面83与挤压表面84之间布置有凸轮81,所述凸轮轮廓能够与提升表面83和挤压表面84接触。

在挤压表面71与凸轮81之间布置有作为弹簧元件的叶片弹簧85。

下面将借助图4、图5和图6对提升机构8的功能进行说明。

图4示出了松开位置或释放位置,其中,齿块71的锯齿74沿提升方向h完全被提升离开齿板72的锯齿75,即齿块71的锯齿74与齿板72的锯齿75分离,使得碰撞装置7无效。提升机构8的这一释放位置同时对应于夹持机构6的释放位置,使得调节单元2能够相对于支承单元3沿纵向方向lr移动。

如果夹持轴51在所示的示意图中逆时针旋转,则凸轮远离提升表面83且朝向挤压表面84移动。凸轮轮廓作用在叶片弹簧85上,叶片弹簧85被压缩并且逆着提升方向h对挤压表面71施加力。换句话说,凸轮轮廓的移动通过叶片弹簧85传递至齿块71。以这种方式,齿块71在导引件34中沿齿板72的方向移动,直到达到图5所示的关闭位置(也称为固定位置或锁定位置)为止。从打开位置到固定位置的路径限定了提升机构8的工作行程。

在图5所示的固定位置中,齿板72的锯齿75与齿块71的锯齿74以形状配合的方式彼此接合。齿块71被叶片弹簧85压靠在齿板72上,使得碰撞装置7联接到支承单元3并由此被致动。在发生碰撞的情况下,齿板72沿由箭头指示的纵向方向lr(指向图中的左侧)被推动,于是齿751和741的锯齿状轮廓通过其陡峭的侧面相互支撑,使得没有力沿提升方向h施加在锯齿75、74上。因此,碰撞装置7能可靠地活动。在发生碰撞的情况下,调节单元2相对于支承单元3移动,并且在相对移动的过程中,由车辆的驾驶员产生的能量以受控的方式被吸收。为此,齿板72具有纵向凹槽76,从而以足够多的空间将能量吸收装置73容纳在该凹槽76中。这种多余的空间使得在发生碰撞的情况下在固定至调节单元2的能量吸收装置73与齿板72之间的相对移位期间引入的能量被耗散掉。此外,代替至少一个弯曲线状部或带状部221或者除了至少一个弯曲线状部或带状部221之外,可能的是或者可以想到将其他能量吸收机构联接至齿板72,比如撕拉突片、借助于销的加宽的长圆孔、或弯曲突片和撕拉突片的组合。

图6示出了特殊情况,其中,锯齿74和75在固定期间通过齿块71的与提升方向h相反的运动而通过齿741和751的尖端彼此撞击并且一开始不像图5中那样的锁定,该特殊情况对应于“齿对齿”的情况。应当注意到的是,凸轮81仍处于与如图5所示的固定位置对应的位置。然而,在这种情况下,由于齿块71的运动被阻挡,叶片弹簧85在凸轮轮廓与挤压表面84之间被重重地挤压,使得在未稳定安装的齿块71上被施加了增大的压力。因此,轻微的晃动或振动就足以使齿尖滑动分开,并且在弹簧加载下将锯齿74和75扣合到根据图5所示的正确位置。

以这种方式,驾驶员在固定转向柱时可以在任何情况下将夹持手柄54移动到其终点止挡部,同时夹持轴51实现根据图5或图6所示的位置,即使在齿块71的运动因“齿对齿”的情况而暂时中断时仍是如此。即使如此,仍然保证了碰撞激活可靠地发生。

为了调节方向盘,夹持轴51通过夹持手柄54的致动而沿相反方向转动。这使得凸轮81沿顺时针方向转动,并且其凸轮轮廓接触提升表面83,使得齿块71通过提升机构8的工作行程从图5所示的固定位置移动,并且因此进入图4所示的释放位置。工作行程通过凸轮81的适当构型而设计成使得齿板72和齿块71的齿741、751被牢固地接合以及完全脱离接合且彼此分离。通过凸轮81来使齿块71的提升运动强制性发生,即,通过夹持轴51致动的凸轮81主动地在齿块71上施加提升力,使得齿块71被可靠地释放,即使齿块71的移动性因为粘连或卡住而被阻碍时仍是如此。

图7至图10表示根据本发明的具有碰撞激活的能量吸收的替代实施方式。此处的转向柱具有与图1和图2的转向柱类似的结构布局。

在该替代实施方式中,夹持机构601包括牢固地连接至夹持手柄541和夹持轴511的第一凸轮盘611以及连接至支承单元的侧部件的第二凸轮盘621。凸轮盘611和621具有在轴向方向上相对定向的凸轮631和641,凸轮631和凸轮641紧靠彼此滑动。为了固定调节单元201,通过夹持手柄541使夹持轴511转动而使得凸轮631和641从释放位置到达固定位置,在释放位置中,一个凸轮盘611、621的凸轮631、661接合在另一凸轮盘621、611的凸轮641、631之间的凹口中,在固定位置中,凸轮631、641通过它们的凸起部而轴向地紧靠彼此。以这种方式,夹持行程k被施加在夹持轴511上,如在图7所示的示意图中由箭头k所表示的。

图7示出了松开位置或释放位置,其中,齿块711的锯齿7511沿提升方向h完全被提升离开齿板721的锯齿7411,即齿块711与齿板721分离,使得碰撞装置701无效。提升机构801的释放位置同时对应于夹持机构601的释放位置,使得调节单元201能够相对于支承单元沿纵向方向lr移动。

根据本发明的图7的提升机构801在功能上与图3至图6中的提升机构8相同。

碰撞装置701包括呈齿块711形式的锁定部711和呈齿板721形式的接合部721。齿板721通过能量吸收装置731连接至套管211,并且齿板721的一个侧表面上具有构造为平行于纵向轴线l且平行于旋转轴线s定向的锯齿7511的形状配合元件。齿块711具有与锯齿7511相对的对应的锯齿7411,锯齿7411可以以形状配合的方式接合在锯齿7511中。优选地,锯齿7411、7511的齿具有锯齿状横截面。齿板711包括平行于旋转轴线s延伸且面向套管211的驱动器788。

齿板721连接至布置在壳体中的弯曲的线状部或带状部221,该壳体由与套管211的一部分配合的具有u形横截面的导轨55形成。为此,接合部721具有由销形成的驱动器788,该销突出穿过导轨55的壁241中的槽231。槽231沿着纵向轴线l的方向延伸。导轨除了包括壁241之外还包括一个侧腿部251和一个侧腿部261,这些侧腿部251、261中的每一者大致平行于纵向轴线l和旋转轴线s。“大致平行”是指空间角度的偏差至多±10°。

发生碰撞时的力流从齿块711经过锯齿7411、7511到达齿板721,并且从齿板721经过驱动器788,从而横向于锯齿方向传递。驱动器788从齿板721突出到侧面,并且因此横向于齿块711的移动方向h,并且横向于纵向轴线l延伸穿过槽231。在该方向上,驱动器788通过形状配合的方式接合在弯曲带材221中的钻孔291中,使得在碰撞的情况下力传递平行于纵向轴线l发生。

通过将驱动器788插进该槽231,接合部721可以在调节单元201的纵向方向lr上进一步移位远离调节单元201。还可以想到的并且可能的是将驱动器布置在弯曲的线状部或带状部221上。由调节单元2执行的接合部721的可移位导引也可以以不同于所示方式的方式来完成。

弯曲的线状部或带状部221具有通过180°的弯曲部结合的大致沿着纵向轴线l的方向延伸的腿部271、281。两个腿部271、281位于壳体的相反两侧,即抵靠着导轨55的侧腿部251、261的内表面。弯曲的线状部或带状部221在其变形时的滚弯半径、特别是在发生碰撞而变弯曲期间的弯曲半径以此方式被限制和决定。

为了将齿板721连接至弯曲的线状部或带状部221,销状的驱动器788突出穿过腿部281中的钻孔291。还可以设想并且可能存在齿板721与弯曲的线状部或带状部221的其他连接方式。

弯曲的线状部或带状部221的未连接至齿板721的另一腿部271抵靠导轨55的终点止挡部301,因此,在调节单元201相对于支承件在纵向轴线l的方向上移位期间,弯曲的线状部或带状部221通过止挡件301支撑。还可以设想并且可能存在腿部271与壳体的其他连接方式,其中,弯曲的线状部或带状部221布置成便于在沿纵向轴线l的方向发生碰撞的情况下沿腿部271进行支撑。

如果超过极限值的力沿纵向轴线l的方向上(=碰撞)作用,则调节单元201将相对于支承单元沿纵向轴线l的方向移位,该支承单元牢固地结合到车辆(沿指向车辆前方的方向),由此,转向主轴22的伸缩部段被推入另一者中,并且调节单元201相对于由齿块711保持的齿板721移位,并且在该过程中弯曲的线状部或带状部221变形。该变形特别涉及腿部271、281之间的弯曲部的位置的变化。弯曲的线状部或带状部221的这种塑性变形使得能量被吸收。

在所示的示例性实施方式中,腿部271的厚度朝向其自由端部增加,例如以楔形的方式增加。以这种方式,并且由于弯曲的线状部或带状部221被夹持在由侧腿部251、261形成的壳体侧壁之间,所以随着调节单元201相对于转向柱的支承单元的移位增加,部段281(在设置有钻孔291的区域中)最终抵靠着腿部271的增厚区域行进,从而通过压缩产生了额外的变形作用。

弯曲的线状部或带状部221的几何构造使得可以实现期望的特性以用于能量耗散。为此,腿部271的横截面可以沿着其长度而在其面积和/或其轮廓方面具有预定的设置。

图11和图12示出了提升机构的替代实施方式。图11示出了处于打开状态的提升机构802,使得调节单元202可以相对于支承单元302移位。图12示出了处于关闭状态的提升机构802,使得调节单元202相对于支承单元302固定。

齿块712的移动通过由夹持轴512致动的提升机构802而发生。为此,径向突出的凸轮812以不可旋转的方式布置在夹持轴512上。从图11可以看出,在齿块712上形成有联接部段822,联接部段822具有被设计成提升表面832的一个控制面和被设计成挤压表面842的一个控制面。挤压表面842形成在与锯齿7412相反的背侧。在提升表面832与挤压表面842之间布置有凸轮812且布置成使得凸轮轮廓可以与提升表面832和挤压表面842接触。凸轮812在从打开位置移动到关闭位置时越过下止点,换句话说,凸轮812首先移动到达到齿块712并且同时偏置弹簧元件851,直到其越过下止点并且然后弹簧元件851再次松弛为止,但是在关闭状态下,凸轮812始终处于偏置力下,如可以从图12中看到的。凸轮812倾斜成使得弹簧元件851沿关闭方向向凸轮812施加力,换句话说,弹簧轮廓851将凸轮812挤压到关闭位置中。

根据本发明的提升机构8、801、802的主要优点在于,可以独立于夹持机构6、601的夹持行程来决定用于碰撞激活的工作行程,从而可以实现用于调节单元2、201、202以及碰撞装置7、701的优化的致动。

图13和图14示出了处于关闭以及打开状态的提升装置的另一替代实施方式。该实施方式原则上类似于图12和图11所示的实施方式的构造。然而,与图12和图11不同,在凸轮812与齿块712之间未布置有弹簧元件851。相反,在代表性示例中被设计为叶片弹簧的弹簧元件852通过其固定端部8521被固定至支承单元302,并且通过其自由端部8522使齿块712沿与提升方向h相反的方向压靠齿板722,使得齿板722和齿块712通过其锯齿7412和7512以形状配合的方式彼此接合。

最后所示的实施方式还具有可用于弹簧元件852的更多结构空间的优点。因此,弹簧特性可以在很宽的范围适应性调整,使得齿块712在每个操作状态下都能以足够且恒定的弹簧力压靠齿板722,并且因此确保安全的形状配合连接。此外,这种布置特别便于安装,在夹持轴512已经组装的情况下,齿块712可以简单地安装在支承单元312中,并且然后弹簧元件852可以紧固至支承单元302。

附图标记列表

1转向柱

2、201、202调节单元

21、211套管

22转向主轴

221弯曲的带状部/弯曲的线状部

23部段

231槽

241壁

251、261侧腿部

271、281腿部

291钻孔

3、302支承单元

301终点止挡部

31、32侧部段

33槽

34、342导引件

4支架单元

5夹持装置

51、511、512夹持轴

54、541夹持手柄

55导轨

6,601夹持机构

61、62、611、621凸轮盘

63、64、631、641凸轮

7、701碰撞机构

71、711、712齿块(锁定部)

72、721、722齿板(接合部)

73、731能量吸收装置

74、75、7411、7412、7511、7512锯齿(形状配合元件)

741、751齿

76纵向凹槽

788驱动器

8、801、802提升机构

81、811、812凸轮

82、821、822联接部段

83、831、832提升表面

84、841、842挤压表面

85、851、852叶片弹簧(弹簧元件)

8521固定端部

8522自由端部

k夹持行程

l纵向轴线

s旋转轴线

h提升方向

lr纵向方向

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