转向柱组件的制作方法

[0001]
本发明涉及电动动力辅助转向柱组件。


背景技术：

[0002]
已知提供一种可溃缩式(collapsible)转向柱组件，该可溃缩式转向柱组件包括支撑在转向柱护罩内的转向轴。为了防止在发生碰撞的情况下对驾驶员造成重大伤害，转向柱应能够在通过方向盘施加轴向载荷时、例如在未受约束的驾驶员被猛推向方向盘的正面碰撞时溃缩。
[0003]
典型的可溃缩式转向柱组件包括伸缩护罩，该伸缩护罩具有外护罩部分和内护罩部分，内护罩部分的一端延伸到外护罩部分中。外护罩部分可以比内护罩部分更靠近方向盘，或者更远离方向盘。也具有上部轴部分和下部轴部分的伸缩转向轴通过一个或多个支承组件支撑在护罩内。方向盘固定至上部轴部分。在某些情况下，护罩将不包括两个部分，而是护罩将简单地相对于支架移动。
[0004]
护罩的最靠近方向盘的部分必须能够在碰撞过程中移动或溃缩，以允许方向盘相对于车身向前移动，但是要防止在正常使用过程中移动。还需要相对于车身固定护罩以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至支撑支架，该支撑支架进而固定至车身，或许固定至设置在车辆仪表板后面的横梁、或者固定至固定到横梁上的安装支架。
[0005]
为了允许调节倾斜度，夹紧机构通常包括夹紧销，该夹紧销可以沿着支撑支架中的大致竖直的槽缝上下移动。可以设置形成夹紧机构的一部分的杠杆，驾驶员可以推动或拉动该杠杆以旋转夹紧螺栓，从而在夹紧状态与松开状态之间操作夹紧机构。
[0006]
夹紧机构还可以为了允许调节方向盘的触及范围而是可调节的。在这种情况下，当夹紧机构处于松开状态时，夹紧螺栓可以沿着护罩中的大致水平的槽缝自由移动。本发明适用于针对倾斜度(rake)进行调节的转向机构，并且可选地还适用于针对触及范围进行调节的机构。
[0007]
在转向组件可针对倾斜度进行调节的情况下，需要枢转组件以允许护罩转动来调节柱倾斜度。枢转组件需要确保在操作过程中具有一致的低阻力，以免影响移动柱时的感受。枢转组件还需要抵抗由于马达施加的转矩而引起的任何移动，因为驾驶员会感觉到任何移动。枢转组件应位于支撑支架的与方向盘相反的一侧。


技术实现要素：

[0008]
根据第一方面，本发明提供了一种转向柱组件，包括：转向轴；护罩，所述护罩通过至少一个支承组件支撑所述转向轴并且在使用中在一端支撑方向盘；电动马达，所述电动马达通过位于齿轮箱壳体内的齿轮组连接至所述转向轴；支撑支架，所述支撑支架紧固至所述车辆的第一固定部分；枢转组件，所述枢转组件在使用中将所述转向柱组件连接至所述车辆的第二固定部分；以及夹紧机构，所述夹紧机构在夹紧状态下将所述护罩夹紧至所
述支架，并且在松开状态下允许所述护罩绕所述枢转组件枢转以使得所述转向柱组件能够针对倾斜度进行调节，
[0009]
其中，所述枢转组件包括：具有圆柱形部分的套筒，所述套筒位于相应的超尺寸孔内，所述超尺寸孔与所述转向轴的轴线正交地延伸穿过所述齿轮箱壳体；以及环形衬套，所述环形衬套装配在所述圆柱形管状部分上，并且限定了一组周向间隔开的弹性构件以及一组周向布置的间隔构件，所述弹性构件各自均限定了与所述套筒和所述孔中的一者接触的接触表面，所述间隔构件各自均限定了与所述套筒和所述孔中的另一者接触的接触表面，所述间隔构件与所述弹性构件围绕整个所述衬套或所述衬套的相当大的一部分交替地布置。
[0010]
优选地，所述弹性构件限定了与所述孔接触的外接触表面，并且所述间隔构件限定了与所述套筒接触的内接触表面。
[0011]
本发明的组件提供了一种枢转组件，该枢转组件包括具有内接触面和外接触面的衬套，该衬套被形成为有效地像一组环形弹簧那样起作用，内接触面和外接触面分别与枢转销和壳体配合。
[0012]
环形衬套可以包括连续的波浪形环，该波浪形环围绕套筒的相应管状部分的完整圆周延伸。弹性构件和间隔构件可以围绕整个完整圆周或完整圆周的相当大的一部分延伸。
[0013]
衬套的围绕衬套的圆周的最高达20度延伸的周向区域可以没有弹性构件或间隔构件，以使得当套筒在孔内移动时，环的直径能够扩展或收缩。
[0014]
每个所述弹性构件均可以限定弧形板簧，所述弧形板簧所具有的曲率轴线平行于所述衬套的中心轴线并且在外与所述衬套的中心轴线间隔开，以限定当沿着所述衬套的轴线观看截面时的部分环形，其中，所述外接触表面由所述弹性构件的面向外的窄弯曲中央部段限定。
[0015]
每个弧部可以以端部连结至一对相邻的间隔构件，但是在衬套包括间隙的地方，在该间隙处，存在没有间隔构件的弹性构件，最靠近每个端部的弹性构件可以仅在一端连结间隔件。
[0016]
所述间隔构件可以是大致平坦的或者可以被略微成型(be contoured)为与所述衬套的外表面匹配。这些间隔构件可以在其整个区域上接触衬套。
[0017]
可以认为内表面和弹性构件一起形成了环，该环所具有的波浪形截面类似于带槽刀具的截面，从而限定了围绕套筒的一组间隔开的弧形板簧。这些弹簧有助于将套筒朝向孔的中心定位，特别是有助于抵抗由马达施加至转向轴上的转矩而引起的护罩的任何旋转。
[0018]
由每个弹性构件与孔限定的接触线可以具有在平行于衬套的轴线的方向上测量的长度，该长度是弹性构件与孔的接触区域的宽度的至少5倍或至少10倍。
[0019]
因此，弧形弹性构件的设置提供了足够长度的窄的线接触带，以牢固地支撑扭转传递的载荷。窄的接触带确保了低摩擦界面，这可以允许枢转销在衬套中旋转，也允许衬套在壳体中旋转，从而确保提供最小的旋转阻力。
[0020]
每个弹性构件的端部可以分别连接至相邻的间隔构件，由此内间隔构件位于圆的圆周上，而外接触表面位于更大直径的圆的圆周上。
[0021]
当衬套安装在所述套筒与所述孔之间时，至少一个弹性构件或优选地所有弹性构件可以压缩放置成在所述孔的内面上提供径向载荷。
[0022]
所述衬套可以包括径向凸缘，所述径向凸缘在一面连接至形成所述弹性构件和所述间隔构件的轴向材料条的一端。凸缘可以是连续的，或者可以包括与环形带中的间断对准的间断。
[0023]
衬套可以被布置成使得凸缘顶靠形成在孔的外端处的径向肩部，以沿着套筒轴向地定位衬套。
[0024]
所述枢转组件可以包括枢转销，所述枢轴销穿过所述套筒并且从所述套筒的每个端部突出。在调节倾斜度过程中，套筒可以绕枢转销旋转。衬套可以随套筒一起旋转，或者可以保持固定，以防齿轮箱壳体旋转。
[0025]
可以例如使用螺母将枢转销紧固至车辆的固定部分，该螺母被拧到枢转销的每个端部上。这些枢转销可以位于套筒穿过的孔的外侧。
[0026]
枢转组件的套筒和衬套可以位于形成在齿轮箱壳体的盖部分中的孔中。
[0027]
衬套可以是金属部件或塑料部件。
[0028]
可以设置两个环形衬套，这两个环形衬套沿着套筒间隔开并且各自均朝向套筒的相应端部定位。每个环形衬套均可以具有前面描述中列出的特征，并且它们可能是相同的，也可能是轻松得到的但在其他方面是相同的。当然，它们在某些布置中不必相同。
[0029]
转向柱组件可以进一步包括位于安装支架下方的支撑支架，在正常操作过程中，两个支架通过至少一个易碎的连接器连接在一起。
附图说明
[0030]
现在将仅通过示例的方式，参照附图并如附图所展示地描述本发明，在附图中：
[0031]
图1(a)是从上方观看的根据本发明的转向柱组件的实施例的主要部件的图示；
[0032]
图1(b)是从侧面观看的图1(a)的转向柱组件的图示；
[0033]
图2是齿轮箱壳体和固定螺栓的分解视图；
[0034]
图3是示出齿轮箱壳体的一部分和将齿轮箱壳体固定至车辆的枢转组件的部件的视图；
[0035]
图4是枢转组件的衬套的放大视图；以及
[0036]
图5是图4的衬套的替代性视图。
具体实施方式
[0037]
如图1(a)和图1(b)所示，用于车辆的转向柱组件1包括围绕转向轴2的两部分式伸缩护罩3。护罩可以具有两个部分，转向轴的上部部分从护罩的下部部分突出，并且终止于花键联接件28，该花键联接件允许将方向盘轴套(未示出)固定至转向轴2。轴2的相反端部可以连接至位于齿轮箱壳体7中的齿轮组6。
[0038]
护罩3围绕轴2伸缩地装配，从而允许伸缩地调节护罩的长度。这使得能够调节方向盘的触及范围，并且还允许在发生碰撞的情况下使方向盘溃缩，在该碰撞中，诸如未受约束的驾驶员将载荷施加至方向盘。本发明可以应用于不针对触及范围进行调节的转向柱组件，在这种情况下，护罩将不可调节，但在发生碰撞的情况下仍应能够溃缩。
[0039]
设置有支撑支架8，该支撑支架的上部部分紧固至车身的第一固定部分9。有两个臂从该固定部分垂下，护罩的每一侧有一个。每个臂均具有竖直槽缝8a，夹紧机构12的夹紧销穿过该竖直槽缝。杠杆14允许驾驶员夹紧和松开夹紧机构，以防止或允许护罩相对于支撑支架上下移动。在移动过程中，夹紧销沿着竖直槽缝8a移动。
[0040]
如图2所示，齿轮箱壳体具有两个主要部分，即在附图左侧的主体部分和在右侧的可移除的壳体盖部分17。这两者通过螺栓24固定在一起以容纳齿轮组6。电动马达5固定至壳体的一侧，并且具有与转向轴的轴线正交的转子。转子通过齿轮组6向轴2施加转矩。
[0041]
在壳体盖部分17的上部区域是枢转组件10。在图3中以分解视图示出了枢转组件10，并且在附图的图4和图5中示出了衬套。
[0042]
枢转组件10包括五个不同的部件。在齿轮箱壳体的盖体上形成有超尺寸孔16，但是该超尺寸孔可以形成在壳体的另一部分上。限定两个圆柱形部分的管状套筒15穿过孔。一对塑料注射成型衬套19在孔16内各自支撑套筒15的相应端部，并且最后枢转销27穿过套筒。销在每个端部均具有螺纹，从而允许其紧固至车身的固定部分。
[0043]
在使用中，转向柱组件1可以绕枢转销27枢转以针对倾斜度进行调节。
[0044]
在该示例中，管状套筒15是沿着其长度具有均匀截面的中空圆柱体从而在相反的两端部处限定两个圆柱形部分。这些端部部分中的每个端部部分均位于盖体的超尺寸孔16内。套筒15的外直径小于孔16的内直径，以在套筒15与孔16之间限定环形空间18。该空间被围绕套筒圆周的衬套19所占据。
[0045]
衬套19包括环，该环限定一组周向间隔开的弹性构件20以及一组周向布置的间隔构件22，这些弹性构件各自均限定了与孔16接触的外接触表面21，这些间隔构件各自均限定了内接触表面23，间隔构件22与弹性构件20围绕衬套19的相当大的一部分交替地布置。当组装时，外接触表面21各自均限定了与孔16接触的线，并且内间隔件22限定了与套筒15接触的更宽的区域。
[0046]
除了由交替的弹性构件20和间隔构件22构成的环之外，还在一端处设置有凸缘25，以对该环提供支撑并且提供与孔16的端部上所限定的肩部的配合表面。
[0047]
每个弹性构件20均是弧形的，并且围绕与衬套19的旋转轴线相平行的轴线而弯曲，以限定当沿着衬套的轴线观看截面时的部分环形。外接触表面21由弹性构件20的面向外的窄中央部段限定。除了在环的最末端处隔着小间隙26面向彼此的那些弹性构件之外，每个弹性构件20在每个端部处均连结至相邻的间隔件22。当弹性构件在载荷下变形时，该间隙26(并非在所有实施例中都是必不可少的)允许衬套的额外变形。
[0048]
在使用中，通过像一组波浪形弹簧那样起作用，每个弧形弹性构件20均在调节转向柱组件过程中帮助使套筒在孔中居中、并且防止套筒的不利径向移动，而当由马达(未示出)施加转矩时，这些部分环形的弹性构件的线接触抵抗齿轮箱壳体7的任何扭转，但又对衬套19相对于套筒15的旋转提供了低的摩擦阻力。