转向柱组件的制作方法

本发明涉及转向柱组件的改进。更具体地，本发明涉及这样的转向柱组件，其包括强制锁定(positivelocking)系统，所述强制锁定系统由带齿块体和齿条之间的相互作用来提供。

背景技术：

已知提供一种收缩式转向柱组件，其包括支撑在转向柱护罩内的转向轴。为了防止在碰撞事件中对驾驶员造成严重伤害，转向柱应当能够在通过方向盘施加轴向载荷时(例如当未被约束的驾驶员被抛甩到方向盘上的正面碰撞时)进行收缩。

典型的收缩式转向柱组件包括伸缩式护罩，所述伸缩式护罩具有外护罩部分和内护罩部分，内护罩部分的端部延伸到外护罩部分中。外护罩部分可以定位成比内护罩部分更靠近方向盘，或者定位成比内护罩部分更远离方向盘。同样具有上轴部和下轴部的伸缩式转向轴通过一个或多个轴承组件被支撑在护罩内。方向盘固定到上轴部。

最靠近方向盘的护罩部分必须能够在碰撞期间移动或收缩，以便允许方向盘相对于车身向前移动，但要防止所述方向盘在正常使用期间移动。还需要相对于车身固定护罩以便限定方向盘的倾斜位置。这通常通过夹紧机构来实现，该夹紧机构将护罩紧固到支撑托架，该支撑托架又固定到车身，或者所述支撑托架可以固定到设置在车辆的仪表盘后面的横梁。夹紧机构能够调节，以便允许方向盘的作用范围调节或倾斜调节或同时允许两者。在发生碰撞时，护罩必须能够移动，如果护罩能够脱离夹紧机构或者对于支撑托架而言护罩能够脱离车身，则护罩实现移动，以便允许转向柱组件伸缩式地收缩。

杆可以设置在夹紧螺栓的端部上，该夹紧螺栓形成夹紧机构的一部分，驾驶员可以推动或拉动所述杆以便旋转夹紧螺栓，从而操作夹紧机构。

已知转向柱组件，其包括夹紧机构，该夹紧机构在锁定以防止柱组件的不希望的运动时仅依赖摩擦力。可以通过锁定杆的移动来解锁和锁定夹紧机构，或者有时使用马达来电动地或者可能液压地或气动地解锁和锁定。这些柱通常可以在滑动之前抵抗施加在方向盘上的600n的径向和/或轴向的力。

然而，来自汽车制造商越来越多的要求是，当施加高达6000n的力时，转向柱组件应该没有较大的运动。目的是防止方向盘在碰撞中发生不希望的运动，从而使得理想地控制气囊的展开。

为此，仅仅摩擦通常是不够的，因为需要巨大的夹紧力来实现此目的。需要一些强制锁定的方法。通常，这涉及使用相互啮合的齿。

使用多排相互啮合的齿的“强制锁定”类型的柱存在众所周知的问题，其中在驾驶员操作锁定杆之前，所选择的方向盘位置导致一排齿的齿尖与它们应该啮合的齿组的齿尖完全对准。因此，阻止了在夹紧操作期间的齿的相互啮合，并且如果驾驶员向夹紧杆施加过大的力以迫使其完成其行程，则齿的齿尖可能发生永久性损坏。至少，这样的齿对齿情况将要求驾驶员有意识地重新释放杆、找到稍微不同的方向盘位置然后重新接合杆。除非设置特殊设备来克服这个问题，否则所述问题可能发生在所有调整操作的10％到20％中。这是不期望的。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种转向柱组件，其包括：

伸缩式护罩，其具有外护罩部分和内护罩部分，该内护罩部分的端部延伸到外护罩部分中；

夹紧轨道，其固定到内护罩部分并且包括沿内护罩部分轴向延伸的槽，该槽限定了两个相对的壁，所述两个相对的壁各承载一排齿，这两排齿由此彼此间隔开，其中齿朝向彼此延伸；

夹紧螺栓，其垂直于护罩延伸并且可以通过操作锁定杆来围绕所述夹紧螺栓的长轴线旋转；

带齿块体，其连接到夹紧螺栓并且在夹紧螺栓的旋转时移位，所述带齿块体在每侧上具有一排齿，每排齿之间的齿距等于槽的对应排的齿的齿距或者为其整数倍，

所述带齿块体由承载元件支撑，该承载元件响应于夹紧螺栓的旋转而移动，进而使带齿块体在夹紧位置和非夹紧位置之间移动，在所述夹紧位置中，带齿块体位于槽中，其中带齿块体的齿位于与槽的齿相同的平面中，在所述非夹紧位置中，带齿块体保持成使得带齿块体的齿位于槽的齿的平面之外；

承载元件支撑带齿块体使得带齿块体在槽中时可以自由地从一侧移动到另一侧，

槽的两排齿中的齿和带齿块体的两排齿中的齿成形为使得对于外罩相对于内罩的任何给定位置，带齿块体在承载元件从非夹紧位置移动到夹紧位置时可以自由移动到槽中，而不会由于带齿块体的齿撞击槽的齿而被阻挡，并且

其特征在于，槽的第一排的齿和带齿块体的对应齿在齿面对齿面接触时会防止带齿块体沿着槽在对应于护罩的伸缩式收缩的方向上的轴向移动，并且槽的第二排的齿和带齿块体的对应齿允许带齿块体沿着槽在对应于护罩的收缩的方向上的轴向移动，同时向带齿块体施加推力，所述推力使得带齿块体侧向移动穿过槽，从而使得第一排齿的齿面面朝块体的对应齿的齿面。

通过设置四排齿，如上所述两排齿布置在槽上而两排齿布置在块体上，根据本发明的转向组件确保在夹紧机构的非夹紧位置中，在移动齿条上的排齿保持与固定齿条的排齿相脱离，而在夹紧位置中，移动齿条的一排齿与固定齿条的一排齿互锁，这样的互锁是这样保证的：通过布置槽上的齿与带齿块体相对于彼此对准，使得在固定齿条上的排中的一排中的齿的端面的在齿对齿的位置中与移动齿条的排中的一排中的齿的端面对准，槽上的另一排的齿在齿对齿的位置中将不会与带齿块体上的另一排的齿对准，并且进一步通过将机构构造且布置成在该齿对齿情况发生在从非夹紧位置移动到夹紧位置时，随后在继续移动期间，槽的齿与带齿块体的齿相互作用，以便使得带齿块体沿着未处于齿对齿位置中的排齿的方向而侧向移动，从而使得这些排齿在机构最终抵达锁定位置时变为互锁。

因为始终存在一对排齿在锁定期间不处于齿对齿的位置，并且使移动齿条移动以便允许该对排啮合，因此始终确保强制锁定。

此外，因为每排齿的齿尖在平行于其他排齿的齿尖的平面中延伸，所以确保在发生碰撞时(所述碰撞将倾向于使固定的齿条和移动的齿条试图沿着排齿延伸的方向而彼此平行地移动)，在移动齿条的解锁运动的方向上不存在力的分量。如果存在这种情况，则是非常不期望的，因为碰撞载荷会试图拉伸夹紧销，从而而引发潜在的故障。至少，这种不需要的力将使得对所述力作用的支撑托架进行加强成为必要，这也是不期望的。

因此，齿可以全部沿着平行于带齿块体的移动的大体方向而延伸，所述带齿块体的移动是夹紧机构在其从未锁定移动到锁定时所引起的。

组件可以布置成使得对于护罩部分的所有伸缩位置而言，可以获得强制锁定。确保这一点的一种方法是，通过将排齿中的齿布置成所有齿均具有相同的齿距(从一个齿的齿尖到相邻齿的齿尖的间距)。所述排齿中的齿可以具有相同的齿高度(从齿喉部(throat)测量到齿尖)，使得它们可以完全啮合。

槽和带齿块体的第一侧的齿可以被认为是功能性齿，因为它们在碰撞过程中主动地啮合以防止收缩。槽和带齿块体的另一侧上的齿可以被认为是非功能性齿，这因为它们不会阻止护罩在收缩方向上的移动，而是将带齿块体推动穿过到槽的另一侧以便允许功能性齿防止进一步的移动。

功能性齿和非功能性齿的目的是确保在碰撞期间带齿块体总是位于槽的同一侧，而不受所述带齿块体在移动到第一位置时紧接着夹紧之后其所处的位置的影响。这是有利的，因为这确保了在碰撞情况期间带齿块体相对于护罩轴线的一致定位。

带齿块体的一排齿的齿尖与带齿块体的另一排齿的齿尖之间的垂直距离可以基本上等于槽的一排的齿尖与另一排的齿根之间的间距，因此，当带齿块体的一排的齿尖与槽的对应排齿的齿尖对准时基本上防止带齿块体在槽中的旋转。

槽的一排齿可以相对于槽的另一排齿沿着槽而交错，同时带齿块体的一排齿可以与带齿块体的另一排齿对准。

替代地，带齿块体的一排齿可以相对于带齿块体的另一排齿沿着块体而交错，同时槽的一排齿可以与槽的另一排齿对准。

交错的齿可以相对于彼此基本偏移一排中齿之间的齿距的二分之一。

槽和带齿块体的每排中的所有齿都可以与相邻的一个或多个齿间隔相同的距离，即，一排齿都具有相同的齿距e。齿距可以等于带齿块体从非功能侧上的齿的接触部至功能侧上的齿的接触部的移动。

非功能侧上的齿中的每个齿的平坦齿尖部分的宽度c可以优选地设定为齿的齿距e的0.2倍至0.3倍之间。

可以选择带齿块体在非功能侧上的齿中的每个齿的宽度d(所述宽度在每个齿的齿根处测量)，使得满足以下表达式：

d＝c+[a2/tg(α)]

其中a2是带齿块体的齿的高度，tg(α)是非功能侧的齿的齿面的压力角，所述齿面在护罩收缩时彼此接触。

槽在非功能侧上的齿的宽度可以由以下表达式限定：

d＝c+[b2/tg(α)]

其中，b2是非功能侧上的槽的齿的高度。

在功能侧上的齿的宽度可以小于在非功能侧上的齿的宽度。

一排中每个齿的形状可以是相同的。齿可以沿着与相邻的一个齿或多个齿相同的定向而对准。它们可以各自具有相同的高度和相同的宽度。

排齿中的每个齿均可包括锯齿。这允许在齿的一个齿面上实现小的压力角(所述压力角可能低至0度)，同时在齿的齿根处保持足够的宽度以便防止其折断。

当柱收缩时，在功能侧上的齿的相互接触的齿面的压力角可以是零度，以便提供与齿面表面的摩擦系数无关的最大的运动阻挡。非零压力角也是可接受的。只要压力角的正切值小于作用在齿之间的摩擦系数，那么在功能侧上就不会发生齿的侧向分离，因此将确保在护罩的进一步收缩时完全锁定的带齿块体。

槽在功能侧上的齿和带齿块体在功能侧上的齿皆可以包括具有零或接近零压力角的平坦部分，因此它们在由该平坦部分的重叠部所限定的宽阔区域上接触。

当护罩沿收缩方向移动时，在非功能侧上的齿的彼此接触的齿面的压力角可以介于30度至60度之间，优选地为基本上50度的压力角，以便给予带齿块体朝向功能侧的最佳推力。齿的齿面的摩擦系数可以保持较低，例如使用诸如ptfe的低摩擦涂层，以便防止发生粘接。

类似地，当护罩可伸缩地延伸时在功能侧上的齿的彼此接触的齿面的压力角可以介于30度至60度之间，优选地是基本上50度的压力角，以便在如果驾驶员试图在正常使用期间拉动方向盘时，将带齿块体推动穿过功能侧。当护罩延伸时非功能侧上的齿的彼此接触的齿面的压力角可以是零度或接近零，以便在被夹紧的方向盘被拉向驾驶员时主动阻止运动。

可以在位于非功能侧上的齿上设置平坦的齿尖，在使用时，在带齿块体沿着槽移动而同时所述带齿块体与槽的功能侧对准的情况中所述平坦齿尖将在彼此之上滑动。平坦齿尖可以由圆角所界定，这确保了齿尖在接触时将不会被损坏并且有助于引导带齿块体直到平坦齿尖相接触为止。

平坦齿尖的设置使得当带齿块体沿着槽移动时所述带齿块体在功能侧上花费的时间最大化。

可以选择相对于槽的宽度b1以及相对于带齿块体的宽度a(所述带齿块体的宽度是在块体的两排齿的齿尖之间测量)的槽的齿的高度b2，使得当平坦齿尖接触时，带齿块体的功能侧上的齿的齿尖接触槽在功能侧上的齿之间的齿部位或者处于所述齿部位的1mm或2mm内。

在功能侧上的齿之间的齿部位也可以是平坦的以便引导带齿块体。

在功能侧上的齿的齿尖可以是尖的、没有任何显着的平坦部分，这是因为确保在任何延长距离上带齿块体与槽的非功能侧保持对准是无益处的。

夹紧轨道可以固定到内护罩部分的上部面或侧面。

为了确保在夹紧期间不会发生齿对齿阻挡，可以对槽和/或带齿块体的齿的端面进行倒角或倒边以便限定互补的斜坡部。由齿尖彼此面对的两排齿中的一排齿的端部所形成的斜坡部可以倾斜，使得从齿根延伸并且向前经过齿尖的线将与来自另一朝向的排齿的斜坡部的对应线相交。背向的另外两排齿的斜坡部可以在相反方向上倾斜，使得从齿的齿尖延伸并且向前经过齿根的线将与来自另一排齿的斜坡部的对应线相交。

在一种布置中，斜坡部可以成形为使得齿在其齿根处比在其齿尖处更宽。斜坡确保在带齿块体的齿的侧部撞击槽的齿的侧部的情况下，所施加的任何锁定力因此将被部分地转换成将带齿块体移动到侧部所需的侧向力。

当然，不需要在引起块体的侧向移动的齿的倒边的、斜坡的端面之间发生直接接触。与槽并排的块体和轨道可以设置有突出部，当齿处于齿对齿的位置中或者否则将处于齿对齿的位置中时，所述突出部彼此撞击。然后，这些突出部而非齿本身产生侧向力。突出部可以被认为是用于移动齿条的引导件。

转向柱组件另外还可以包括摇臂，所述摇臂包括本体，杆臂从所述本体延伸，所述本体具有开口，夹紧螺栓穿过所述开口，所述摇臂将夹紧螺栓沿着第一方向围绕其轴线的旋转转换成杆臂向上运动，以及当夹紧螺栓沿相反的第二方向旋转时转换成向下运动，该带齿块体连接到承载元件，该承载元件又连接到摇臂的杆，使得杆臂的上下运动导致承载元件在带齿块体的第一位置和第二位置之间的上下运动，由此，在承载元件处于降低位置的情况下，带齿块体位于槽内的第一位置，并且由此，在承载元件处于升高位置的情况下，带齿块体的齿处于第二位置，在所述第二位置中，带齿块体的齿保持与槽脱离。

夹紧螺栓和带齿块体之间的连接限定了空转机构。

空转机构可以提供在夹紧螺栓和摇臂之间的空转，或者提供在摇臂和承载元件之间的空转，或者同时提供以上两者的空转。

空转机构可以允许夹紧螺栓的角位移至少为20度或至少为30度，并且所述角位移优选地介于30度至40度之间，同时实现带齿块体的小于20mm的线性运动。

附图说明

现在将参照附图并且如附图所示的那样仅通过示例的方式描述本发明的一个实施例，其中：

图1描绘了根据本发明的第一方面的转向柱组件的轴测图；

图2示出了图1的转向柱组件的平面图；

图3是图2的转向柱组件沿线a﹣a的横截面图；

图4是图3的摇臂、带齿块体和槽的放大视图；

图5示出了带齿块体和承载元件，其中带齿块体在夹紧状态下位于槽中，为清楚起见，移除了所有其它的部件；

图6示出了被保持在非夹紧位置中的带齿块体，其中带齿块体的齿脱离槽的齿，但带齿块体的一侧的齿直接位于槽的齿上方；

图7a至图7c示出了带齿块体从图6中所示的非夹紧位置到夹紧位置的行进路径，带齿块体向下移动到槽中并且还通过齿的侧部上的斜坡部而移位到一侧；

图8a至图8f示出了在碰撞期间带齿块体穿过并沿着槽的运动，其中带齿块体在槽的非功能侧上的位置中出发并且最终在功能侧上结束，在所述功能侧上，因为功能侧的齿发生齿面与齿面的接触而防止所述带齿块体进一步移动；和

图9至图10中使用在整个说明书中使用的术语标记了齿、槽和带齿块体的各种尺寸。

具体实施方式

首先参照图1至图3，示出了根据本发明的第一方面的转向柱组件100。转向柱组件100包括护罩102、104，所述护罩具有内护罩部分102和外护罩部分104，所述内护罩部分和所述外护罩部分中的每个均包括基本上圆柱形的管。护罩102、104从固定于枢转点处的齿轮箱壳体(未示出)延伸到车体的一部分，而且所述护罩还可释放地固定到支撑托架106，所述支撑托架通常通过焊接或螺栓固定而被固定到仪表盘下方、位于枢轴和方向盘之间某处的区域。

护罩部分102、104能够相对于彼此移动，其中内护罩部分102的端部滑动配合在外护罩部分104的端部内。护罩102、104围绕伸缩式转向柱轴108、110。轴108、110包括上轴部分108，该上轴部分至少部分地围绕下轴部分110，这两个部分通过互补的轴向延伸花键112连接。上轴部分108的相对的端部是渐缩形，使得其可以被紧固到方向盘(未示出)。下轴部分110连接到齿轮箱壳体(未示出)，所述齿轮箱壳体转而又连接到车辆的行驶轮。本领域技术人员将理解的是，本发明还应用于所谓的“反转的管中管”组件，其中移动部件将在被固定部分之上滑动而不是在其内滑动。

如图所示，上轴部分108配合在下轴部分110上并且可以轴向移动，而下轴部分110沿轴向方向固定。类似地，内护罩部分102定位成朝向方向盘并且在外护罩部分104内滑动，所述外护罩部分也沿轴向方向固定。上柱轴承组件114位于上轴部分和外护罩部分之间。这紧密地填充该空间并确保轴108、110牢固地定位在护罩102、104内。

护罩102、104通过夹紧机构116固定到托架106。夹紧机构116可以被解锁和锁定，以便允许通过围绕枢轴点枢转来调节转向柱护罩102、104的倾斜。当被锁定时，转向柱护罩102、104不能轻易移动。

托架106包括两个臂部118，所述两个臂部在竖直平面中大致向下延伸并且向下延伸到护罩102、104的两侧。使用穿过托架116中的开口120的螺栓(未示出)能够将托架106紧固到车身。

夹紧机构116包括夹紧螺栓122或销，所述夹紧螺栓或销穿过每个臂部118中的相应的大致竖直的槽124。竖直的槽124的形状决定转向柱护罩102、104的可用的倾斜调节。槽124包括具有多个齿的竖直齿条126。安装在夹紧螺栓122上的相应的凸轮128在夹紧螺栓122旋转时与竖直齿条126的齿可释放地啮合。毗邻夹紧螺栓122的一个端部安装的杆130使这种旋转成为可能。因此，可以调节转向柱组件100的倾斜。

为了调节作用范围，设置夹紧轨道或水平齿条132，所述夹紧轨道或水平齿条在所示的实施例中被固定到内护罩部分102的外表面134。水平齿条132包括具有相对且平行的两排齿138的槽136，所述槽沿着内护罩部分102在轴向方向上延伸。

带齿块体140能够与水平齿条132可释放地接合。带齿块体140在其每个侧部上包括一排齿，所述齿互补地成形以便允许与水平齿条132的齿相啮合。通过承载元件142，带齿块体140自身相对于支撑托架106被保持在固定位置中。因此，在带齿块体140处于夹紧状态的情况下，齿提供将带齿块体140(从而提供将支撑托架106)相对于水平齿条132强制锁定，所述强制锁定防止内护罩部分102沿着轴向方向移动。下面在本说明书中将参照附图中的图7至图11来更详细地解释带齿块体的齿以及槽的齿的形状和功能。

摇臂144控制带齿块体140的可释放啮合，所述摇臂附接到夹紧螺栓122并且在使用中被定位在支撑托架106的两个臂部118之间。在图4中详细示出摇臂144。

摇臂144包括杆臂148和围绕夹紧螺栓122定位的主体146，所述杆臂朝向承载元件142中的开口149延伸并且被容纳在所述开口内。承载元件142在支撑托架106中被保持在引导件150内，所述引导件允许相对于护罩102、104的仅沿着径向方向的运动。因此，当摇臂144沿第一方向旋转时，杆臂148压靠在承载元件142的上部分152上，从而导致承载元件142远离水平齿条132的移动并且拉动带齿块体140脱离啮合。在摇臂144沿与第一方向相反的第二方向旋转时，承载元件142下降并且带齿块体140与水平齿条132啮合。

在将巨大的力施加在带齿块体140上的情况下(例如在车辆的驾驶员撞击方向盘的碰撞的情况中)，带齿块体140能够与承载元件142分离。带齿块体140通过易碎销154连接到承载元件142。易碎销154构造成在施加预定力时断裂，因此所述预定力可以构造成是在碰撞情况中可能承受的力。易碎销154的断裂允许内护罩部分102(其中所述内护罩部分附接有水平齿条132和带齿块体140)收缩，而同时夹紧机构116和承载元件142相对于支撑托架106保持就位。

在收缩期间，带齿块体140将撞击在牵拉器156上并且移动所述牵拉器移动。牵拉器156包括通常是金属的材料条，所述材料条在带齿块体140移动时围绕砧座158变形。这样，转向柱组件100的收缩受到控制。

包括摇臂144和承载元件142的夹紧机构116还包括空转机构160。空转机构160构造成使得夹紧机构116的杆130可以移动通过这样的角度：该角度大于使带齿块体140啮合和脱离啮合的角度。这导致增强的用户体验。

通过摇臂144和夹紧螺栓在它们接合的点处的相对形状来实现空转机构160的第一部分。该相对形状允许夹紧螺栓122在接合摇臂144并引起所述摇臂移动之前在摇臂144内自由运动。这允许杆130在摇臂144移动之前移动通过摇臂144和夹紧螺栓122的相对形状所允许的预定角度。因此，空转机构160的第一部分导致夹紧螺栓122和摇臂144之间的旋转复位。

在所示实施例中，夹紧螺栓122形成为平坦的圆柱体，以便产生两个额外的相对的面162。类似地，夹紧螺栓122所穿过的摇臂144的孔164基本上是圆筒形，而且具有两个向内弯曲的相对的面166。在夹紧螺栓122的相对的面162与摇臂144的向内弯曲的面166之间形成空间，所述空间允许在接合之前的空转。由于摇臂144的向内弯曲的面166的曲率，接合的区域相对较大，使得杆130运动的力分散在摇臂144上。然而，也可以设置平面，尽管这可能导致摇臂144内的高水平应力。

也可以使用在接合之前允许夹紧螺栓122和摇臂144之间运动的替代方法。例如，在这两个部件之间的松弛配合销可以允许自由游隙，或者可以调整任何其他形式的相互啮合以便实现该特征。

通过摇臂144的杆臂148与承载元件142的接合来形成空转机构160的另一部分。在承载元件142中的开口149大于杆臂148，使得杆臂148可以在接触承载元件142之前在承载元件142内移动。另外，由于开口149比杆臂148更宽，因此承载元件142可以在带齿块体140与水平齿条132啮合期间横向地移动，从而有助于啮合。

作为附加特征，片簧168被至少部分地定位在杆臂148和承载元件142之间。在所示的实施例中，当夹紧机构116处于夹紧位置中时，片簧168用于向承载元件142提供偏压力。有利地，片簧168还减小了承载元件142的咔哒声，从而确保用户的高质量的组装感。片簧168固定到承载元件142的上部152上并且在杆臂148的端部上延伸。当杆臂148顺时针运动时，片簧168不会吸收任何运动，并且杆臂148迫使承载元件142在引导件150中向上移动。然而，当杆臂148逆时针运动时，一旦啮合带齿块体140，那么弹簧168就会抵抗该运动，从而将偏压力施加到带齿块体140上并且向使用者提供增加的力反馈，使得使用者知道带齿块体140与水平齿条132啮合。为了帮助片簧168的下降，杆臂148包括突出部，所述突出部在运动中始终接合片簧168。替代地，可以在片簧168自身上设置突出部。

提供螺旋弹簧170，其将摇臂144定位在夹紧螺栓122的中心。螺旋弹簧170抵抗摇臂144沿夹紧螺栓122的任何实质横向移动，同时防止或限制支撑托架106、夹紧螺栓122和摇臂144之间的振动传递，从而降低了出现不希望的咔哒声的机会。

当从图6中所示的非夹紧位置移动到夹紧位置时，带齿块体140将被向下推入槽136中，直到带齿块体140的齿172位于槽136的齿138的平面中。在该运动期间，如果带齿块体140的一侧上的齿172完全或部分地位于槽136的齿138中的任何齿上方，则带齿块体140可以侧向移动。能够实现侧向推力是由于槽136的齿138的顶部的倾斜形状以及块体140的齿172的底侧的形状。如果在齿接触部上没有齿，则块体140将与槽的中心线对准搁置。这种左右运动是通过承载元件142的对应的左右滑动移动来提供的。

如从图8中可以看出的那样，槽136的一侧上的齿138与另一侧上的齿138偏移。在该示例中，它们偏移二分之一齿距。此外，槽138的侧部上的齿138的齿尖隔着槽而面朝彼此，并且带齿块体140的齿172从块体140的侧部面朝外。这种偏移对于确保避免齿对齿的状态至关重要。

图7a至图7c示出了当发生潜在的齿对齿碰撞时，带齿块体140将如何侧向移动，从而允许带齿块体140以完全夹紧状态搁置在槽136中而不会被阻挡。齿172的侧部上的斜坡部174有助于提供所需的侧向推力，并且齿172的偏移确保一旦已经到达斜坡部174的端部，则总是存在用于块体140向下移动的空间。

当被夹紧在图7c所示的位置中时，由于带齿块体140的齿174和槽136的齿138之间的相互作用，内护罩部分102不能在任一轴向方向上伸缩地移动任何显著的量。如果带齿块体140在夹紧之后位于槽136的功能侧上，则立即阻挡护罩沿着收缩方向的运动。如果所述带齿块体位于非功能侧上，则可以进行少量移动，这是因为非功能侧的齿将推动带齿块体140穿过至槽136的功能侧。系统中的摩擦意味着需要合理量的力来实现这一点。类似地，如果驾驶员尝试使内护罩部分102沿着与碰撞方向相反的方向移动(例如通过拉动方向盘)，则非功能侧的齿交换它们的目的并且变成功能性的齿，同时那些在另一侧上的齿交换它们的功能并用于推动带齿块体140穿过槽136。

在发生碰撞的情况中，在较小力的条件下，带齿块体140将防止护罩移动，但是在较高力的条件下，将带齿块体140连接到承载元件142的销154将被剪切断开。这允许带齿块体140在槽136中被承载，使得内护罩部分102可以收缩。可以设置能量吸收机构，所述能量吸收机构吸收与该收缩运动相关的能量。所述能量吸收机构可以在带齿块体140和支撑托架106之间起作用，使得当带齿块体140移动远离承载元件142时，其激活能量吸收机构。

四排齿138、174(两排齿位于带齿块体140上，两排齿位于槽136上)在槽136的一侧上与在槽136的另一侧上的不同。这可以在附图中的图9中最好地观察到。

具体地，如图所示，槽的第一排176的齿138(在图9中的右侧上)和带齿块体140的对应的齿174(也在右侧上)在它们的齿面上具有零压力角，所述齿面在内护罩部分102沿收缩方向移动时(槽136的向上移动，如图9所示)发生啮合。这确保了当这些齿面接触时，它们防止带齿块体140沿着槽136、在与护罩的伸缩式收缩相对应的方向上进一步的轴向移动。可以看出的是，接触部位于每个齿面的宽阔、平坦的区域上。图9中的槽136和带齿块体140的右侧被认为是槽136的功能侧176。

如图9中所示，在槽136的左侧上的第二排178的齿和带齿块体140的对应齿在齿面上具有更大的50度的齿侧角，所述齿面在护罩的收缩过程中彼此接触。这意味着一旦齿面接触，护罩相对于带齿块体140的进一步的轴向移动是可能的，这导致带齿块体140朝向功能侧侧向移动通过槽136。因此，左侧齿不会阻止轴向的收缩并且被认为是非功能侧178。

还值得注意的是，仅在非功能侧178上的齿的齿尖被平坦化，以便一旦带齿块体140在收缩期间被完全推动穿过时帮助沿着功能侧176来引导带齿块体140。这有助于防止带齿块体140在槽136中的旋转。

图8a至图8f示出了在带齿块体140与槽136的非功能侧178对准的位置开始时，在带齿块体140沿槽136移动期间这些齿138、172的功能。槽136从图8a中的低位置开始向上移动，而图8f中的较高位置标记护罩和槽136的所允许的收缩行程的结束处。可以看出的是，非功能性齿178推动带齿块体140至功能侧176，然后沿着功能侧176引导所述带齿块体，直到最终齿的齿面在功能侧176上啮合并且防止进一步的移动。

齿138、172可具有一系列不同的尺寸、形状和齿距。在最优选的布置中，齿138、172满足以下条件；

对于所有的四排齿而言齿距e相同；

所有齿的高度是相同的，a2是带齿块体的齿的高度，b2是槽的齿的高度；

不包括带齿块体上的齿的高度的带齿块体的宽度a1满足等式a1＝b1－3*a2＝>a2＝(b1－a1)/3

其中b1是包括齿的槽的宽度(即从槽的齿的齿根开始)

包括带齿块体的齿的带齿块体的宽度由以下等式给出：

a＝a1+2*a2

每个齿的高度如图9所示给出参数a1和b1。

如果期望更高的剪切齿强度，可以选择更高的齿，但在每种情况下，a必须始终等于或小于(在公差范围内的)b(其中b＝b1－b2)，以便提供reach带齿块体的平滑啮合和移动。

虽然所述齿侧角可以变化并且将取决于齿面的摩擦系数，但在所示的示例中，使带齿块体移动穿过槽所需的齿面的齿侧角α被设定为50°。作为引导件，可以将具有金属对金属齿面接触的非功能侧上的齿的平滑滑动的最小角度设定为45°。

如所示的优选实施例中的齿的其他重要尺寸如下：

c:这个尺寸限定了齿的齿尖上的平坦表面的尺寸，这个值应该涵盖两个部件上的齿的所有公差，以便在reach齿的带齿块体移动到功能侧(碰撞时)的期间提供齿的齿尖接触...推荐所述值为～1mm。它也是齿间距的驱动因素。

d:齿根，d＝c+[a2/tg(α)]

e:对于reach齿的带齿块体和reach齿板而言，齿距是相同的。该齿距也等于reach齿的带齿块体从非功能侧(上方右侧图)上的齿接触部到功能侧上的齿的接触部的移动。