转向柱组件的制作方法
【专利说明】转向柱组件
[0001]本发明涉及对包括支承托架的类型的转向柱组件的改进，该支承托架能够在碰撞过程中塌缩(collapse)。还涉及包括支承托架的转向组件。
[0002]用于机动车辆等的转向柱组件日益要求可对于方向盘高度(称为斜度)和(在很多情况下)方向盘距离(称为伸出范围)进行调节。这需要柱护罩，附接在方向盘上的转向柱轴可旋转地布置在该柱护罩内，以便通过夹持机构而固定在车辆上，该夹持机构能够被锁定和开锁，以便分别防止或允许柱护罩位置的调节。
[0003]一种普通结构使用伸缩的柱护罩，该伸缩柱护罩包括内部部件和外部部件(通常为两个细长金属管)，它们一个在另一个内部滑动，以便能够进行伸出范围的调节。固定导轨焊接在其中一个管上，并通过可释放的夹持机构而固定在第一支承托架上。支承托架再固定于车辆底盘的相对固定部件上(通常通过将第一支承托架固定在第二支承托架上，该第二支承托架固定于车辆上)。当夹持机构夹持时，固定导轨和支承托架彼此相对固定。当松开时，它们能够彼此相对运动，以便能够进行所需的伸出范围的调节。
[0004]能够通过提供支承托架来实现斜度调节，该支承托架的形状类似于倒U形，并包括在它的侧部臂中的竖直延伸的狭槽，夹持机构通过该狭槽。夹持机构能够在这些狭槽内竖直运动，使得所述柱与它一起来调节斜度。
[0005]在碰撞事件中，希望转向柱组件以可控制的方式塌缩。这有助于降低驾驶员与方向盘或它的气囊碰撞的力。能够在事故过程中运动的转向柱称为可塌缩的转向柱组件。
[0006]在一种已知结构中，通过使U形托架与车辆或与第二支承托架脆弱地连接(使用一个或多个脆弱膜囊)而使可伸缩调节的转向柱组件能够控制地塌缩。在碰撞中，在U形托架上的力足够高，以便使得它从膜囊脱离，因此使得U形托架能够相对于车辆或第二支承托架运动。
[0007]为了在塌缩过程中控制所述柱的运动，通常设置某些形式的能量吸收装置，这些能量吸收装置作用在U形托架和车辆本体之间。在使用中，能量吸收装置在转向组件的塌缩事件中吸收能量。在本文中，塌缩是指所述护罩超过它的正常调节范围的运动(由于通过方向盘沿转向柱轴的轴线施加力)。通常当驾驶员身体在碰撞中撞上方向盘时将产生所述力。对于可调节伸出范围的转向柱组件，调节的正常范围将对应于转向柱的允许的伸出范围调节，这不应与能量吸收装置对立，因为这将使得转向柱很难调节伸出范围。
[0008]能量吸收装置控制支承托架的运动。例如，可变形条带可以固定在U形托架上，并可以在固定砧台上面滑动，从而使得所述条带逐渐变形，以便吸收能量。尽管该结构能够非常有效，但是已经发现在一些情况下它能够产生包装问题。
[0009]根据第一方面，本发明提供了一种转向柱组件，它包括:
[0010]护罩，该护罩支承转向柱轴；
[0011]支承托架组件，用于在将护罩固定于车辆上时使用，支承托架组件包括至少第一支承托架，该第一支承托架布置成通过可释放的夹持组件而固定在护罩上，并通过至少一个脆弱膜囊而固定在车辆的固定部件上；
[0012]以及至少一个能量吸收装置，该能量吸收装置作用在第一支承托架和车辆的固定部分或膜囊之间，该能量吸收装置在转向柱组件的塌缩事件中使得膜囊破裂变形，以便吸收能量，从而至少部分地控制所述转向柱组件的塌缩；
[0013]其特征在于:
[0014]能量吸收装置包括细长条带，该细长条带有两个相对端部和中心部分，该中心部分与端部部分相互连接，该细长条带缠绕成盘绕圈，且条带的两个自由端凸出而离开所述盘绕圈，第一端部固定在第一支承托架部件上，第二端部固定在车辆的固定部分或膜囊上;
[0015]因此，在转向柱组件的塌缩事件中，在膜囊破裂之后，条带的两端相互拉开，从而使得条带的盘绕部分至少局部展开，从而控制所述转向柱组件的塌缩。
[0016]能量吸收装置可以布置成这样，当在塌缩过程中护罩首先沿它的轴线运动时，用于使得能量吸收装置的端部移动而分开所需的力相对较低，且通过进一步运动，用于使得能量装置的端部移动而分开所需的力增加。
[0017]初始塌缩运动可以对应于使得膜囊破裂所需的运动。实际上，膜囊可以允许一些运动，它在这些运动上变形而并不破裂，申请人认识到可能希望能量吸收装置并不提供较大的力来阻碍膜囊的这种破裂。
[0018]能量吸收装置可以在初始行程后提供基本均匀的阻力。能够通过选择条带沿其长度的宽度和厚度、条带的材料、条带的截面以及盘绕圈的形状来设置所述力。在两端上拉动将使得能量吸收装置拉紧，且当条带阻碍变形和阻碍所述盘绕圈展开时产生阻力。
[0019]在初始行程后的力可以是在初始行程过程中(当端部部分弯曲但所述盘绕圈并不展开时)提供的力的至少两倍，或者至少三倍，或者四倍或更多。
[0020]对于高达0.5cm或高达Icm或者也许高达2cm的初始塌缩距离，由能量吸收装置提供的力可以在相对较低的范围内，然后，所述力可以增加至相对较高范围的值。它可以保持在该较高范围，直到达到最大允许的塌缩运动。
[0021]条带可以包括较薄的细长平面形条带，该条带可以有在0.3_和2_之间的厚度。它可以有0.5mm或Imm的厚度。它可以有在1mm和30mm之间的宽度，例如20mmo
[0022]条带可以在两端之间在沿其长度的某位置处折回至它自身上，例如在条带的中点处或附近的位置，这样，在能量吸收装置的盘绕部分的基本整个长度上，一个条带部分与另一条带部分交叠，两个交叠的条带部分环绕折叠点呈螺旋盘绕，以使得条带的中心线保持在单个平面中。
[0023]所述盘绕圈可以是紧盘绕圈，其中，两个条带部分的表面在所述盘绕圈中相互接触。
[0024]在可选方式中，并不是将单个条带折回至它自身上，而是条带可以包括两个离散的条带部分，这两个条带部分通过焊接或粘接或任意其它合适的紧固技术而固定在一起。
[0025]所述盘绕圈可以经过至少两个整圈，或者至少三个或更多整圈。
[0026]条带可以有延展性，这样，通过在条带的端部拉动而展开所述盘绕圈的动作将使得条带塑性变形，从而也吸收转向系统中的能量，且当运动停止时提供相对较低的返回力，因此系统并不被拉回。因此，能量吸收装置应当设置成:当完全伸长时它进行塑性变形，且优选是，盘绕圈的任何展开将导致塑性变形。例如，它可以布置成这样，即，在塌缩过程中在任意点处施加给能量吸收部件的力大于lOONm，就将使它塑性变形(而不是在它的弹性极限内)。
[0027]条带可以包括金属或金属合金条带。它可以包括钢条带，并例如可以包括DC04C390，它是冷乳制的低碳钢。
[0028]形成盘绕圈的条带的长度可以近似对应于转向柱组件的完全塌缩距离。它可以稍微更小，由装置的端部部分的变形来允许少量的附加距离。
[0029]能量吸收装置的端部部分可以通过条带的大致线性部分而与盘绕部分间隔开。各部分可以有至少Icm的长度，或者至少2cm或更多。
[0030]端部部分可以与托架部分连接，这样，在初始运动中，在盘绕圈展开之前，通过条带的大致线性部分的弯曲来提供阻力。
[0031]为了帮助实现这一点，其中一个端部部分可以通过条带的反向弯曲部分而与所述盘绕圈间隔开，反向弯曲部分的意思是具有与盘绕圈方向相反的曲线的部分。这确保了在拉伸力施加给盘绕圈而使它开始拆开之前在塌缩过程中所述反向弯曲部分将首先拉直。
[0032]所述条带的固定在第一支承托架部分上的端部部分可以大致垂直于所述条带的固定于车辆的固定部件上的端部部分而延伸。
[0033]固定于第一托架上的端部部分可以是螺母、螺栓、螺钉、铆钉或螺柱。它可以焊接或粘接在托架上。可以有多个螺母、螺栓、螺钉、铆钉或螺柱。
[0034]固定在第二托架上的端部部分可以通过螺母、螺栓、螺钉或铆钉来固定。
[0035]固定在车辆的固定部件上的端部部分可以通过紧固件来固定就位，例如螺栓、螺柱和螺母，或者可能是铆钉，该紧固件在使用时将脆弱膜囊固定在车辆的固定部件上。该紧固件可以穿过膜囊的一部分，以便将膜囊固定就位。这很有利，因为它通过重新计划螺母或螺栓(该螺母或螺栓是