CN101277862A - 转向柱组件 - Google Patents
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Abstract
一种转向柱组件包括支撑用于转向车轮的转向轴的转向柱罩、相对于车辆的一部分固定就位的支撑托架和在锁定位置和解锁位置之间可移动的夹紧机构,在所述锁定位置中夹紧机构将所述罩相对于支撑托架固定就位,在所述解锁位置中夹紧机构允许所述罩相对于支撑托架移动。支撑托架包括大体U形元件,U形元件从其基部延伸的两个悬臂使柱罩的一部分位于它们之间。也提供了一种夹紧机构,一旦所述夹紧机构锁定,其在所述U形元件的两个臂之间提供张紧,由此将转向柱罩夹紧就位。所述U形元件的一个臂包括从所述基部延伸到所述臂的自由端的外叶片和连接到所述臂的自由端并且从所述自由端朝着所述基部向上延伸的内叶片,内叶片位于外叶片和所述U形元件的另一臂之间,夹紧机构用于在内叶片和所述另一臂之间施加张紧,这种张紧用于牵引内叶片远离外叶片。
Description
技术领域
本发明涉及转向柱组件的改进,尤其涉及用于这样的组件的支撑托架。
背景技术
用于机动车辆等的转向柱组件越来越多地需要在倾度上并且在许多情况下在作用范围上可调节。这需要附着到转向轮的转向柱轴可旋转地位于其中的柱罩通过夹紧机构固定到车辆上,所述夹紧机构可以被锁定或解锁以分别阻止或允许柱罩位置的调节。
一种普通布置使用包括两个管的伸缩式柱罩,一个管在另一个管内部滑动以允许作用范围调节。焊接到所述管之一的固定横档通过可释放夹紧机构固定到支撑托架。倾度调节可以通过提供一种支撑托架获得,所述支撑托架包括夹紧机构穿过其中的竖向延伸狭槽。固定到固定横档的夹紧机构可以在这些狭槽内竖向移动,随之带动所述柱以调节倾度。
用于受限空间中的已知布置利用倒U形形状的托架,该托架具有从基部悬挂的两个臂,所述臂具有形成于其中的竖向狭槽。夹紧机构包括穿过所述狭槽以将所述臂连结在一起的螺栓并且所述柱位于所述臂之间。上紧所述螺栓使所述臂靠拢在一起以将它们挤压在所述柱上。
发明内容
根据一个方面提供了一种转向柱组件,其包括支撑用于转向车轮的转向轴的转向柱罩、相对于车辆的一部分固定就位的支撑托架和在锁定位置和解锁位置之间可移动的夹紧机构,在所述锁定位置中夹紧机构将所述罩相对于支撑托架固定就位,在所述解锁位置中夹紧机构允许所述罩相对于支撑托架移动,其中支撑托架包括:大体U形元件,U形元件从其基部悬挂的两个臂使柱罩的一部分位于它们之间,和夹紧机构,一旦所述夹紧机构锁定,其在所述U形元件的两个臂之间提供张力,由此将转向柱罩夹紧就位,其特征在于:所述U形元件的一个臂包括从所述基部延伸到所述臂的自由端的外叶片和连接到所述臂的自由端并且从所述自由端朝着所述基部向上延伸的内叶片,内叶片位于外叶片和所述U形元件的另一臂之间,夹紧机构用于在内叶片和另一臂之间施加张力。
通过提供一种托架,其中一个臂借助于在它们的自由端处连接的外叶片和内叶片有效地在自身上向后折叠通过180度,与单个叶片臂相比总的向内挠性增加。在空间约束限制了可以使用的托架的臂的长度的情况下,这是特别有利的。此外,该挠性的大小较少地取决于转向柱的倾度位置。所以本发明解决了申请人注意的一个问题,在空间被限制到这样一个程度使得托架的臂的长度必须最小化的情况下会出现该问题。在该情况下,对于简单的单个叶片托架,对于给定的夹紧力,所述臂的总挠曲量将根据所述柱的倾度位置变化。如果所述柱处于其最高位置,使得夹持机构作用在托架的基部附近,则与它处于其最低位置相比,对于给定的夹紧力,所述臂将较小地偏转。这通过作用在内叶片上的夹持机构改善。
U形托架的基部优选地位于所述柱组件的一部分之上,夹紧机构也是如此。因此,所述基部可以水平地位于所述转向柱的所述部分之上,且所述臂竖直地向下悬挂使得U形被倒转。
所述一个臂的内叶片和外叶片可以形成一体。最优选地通过提供过长的臂并沿着其长度在对应于外叶片的预期长度的地点使其在自身上向后弯曲而形成它们。这是方便和相对便宜的。
备选地,内叶片可以包括在所述臂的自由端处或附近固定到外叶片的独立部件。它可以通过焊接(或许使用两个或以上点焊)被固定。当然,取决于用于内和外叶片的材料的选择,它可以通过任何其他已知技术被固定。
尽管作为独立部件提供内叶片和外叶片更复杂并且可能比通过弯曲更复杂,但是它可以允许内叶片和外叶片的性质不同。可以使用不同材料或不同材料的厚度。
夹紧机构可以包括连接内叶片和所述另一臂的夹紧螺栓。所述螺栓可以包括轴,该轴可以在一端带有螺母或螺栓头,所述轴和螺栓头/螺母完全穿过外叶片中的开口(例如孔或狭缝)但是被阻止穿过内叶片中的开口和继续穿过另一臂中的开口,于是提供朝着另一臂牵引所述轴的装置。这可以采用凸轮的形式,该凸轮作用在所述臂和固定到所述轴的末端的固定螺母或头之间。
备选地,内叶片可以带有螺纹,该螺纹接收所述轴上的互补螺纹以将所述轴固定到内叶片。在又一备选方案中夹紧轴可以焊接或以另外方式固定到内叶片。无论选择什么布置,重要的是当朝着另一臂牵拉夹紧轴时,它仅仅牵拉内叶片而不是外叶片,内叶片转而牵拉外叶片。
所述另一臂可以具有比带有内和外叶片的臂更大的刚性,从而提供相对固定基准以用于固定所述柱和保证总侧向硬度仍然足够。
所述罩可以是伸缩式的并且可以包括内元件和外元件,所述内元件至少部分地接收在所述外元件内。
所述U形元件的臂可以夹紧到所述外或内元件的一部分上,或者夹紧到与之固定的固定横档上。内叶片和固定横档(或另一部分)之间的啮合优选地相比固定横档(或另一部分)和更刚性臂之间的啮合在更小的竖直距离上。竖直距离表示当认为托架的臂竖直对准时的竖直距离。这保证了当锁定夹紧机构时内叶片离开垂向的小变形被吸收而不会有所述柱组件的任何显著旋转。
夹紧组件可以被布置成使得当夹持处于解锁位置时转向柱的倾度可以被调节,而内元件和外元件仍然相对于彼此固定。这被称为单调节机构。
另外,当处于解锁位置时夹紧机构可以允许内元件相对于外元件移动以提供作用范围调节,当夹紧机构移动到其锁定位置时防止该运动。这被称为双调节机构。所以该布置允许从夹紧机构的单次解锁进行倾度和作用范围调节。
在双调节机构的一个实施例中,外元件或固定横档可以在通过夹紧机构固定的区域中带有一个或多个狭缝,使得锁定夹紧机构的动作闭合狭缝,并且因此使外元件变形使得它夹住内元件。它可以直接或例如通过中间元件间接地夹住它,中间元件可以被选择成提供内和外元件之间的所需摩擦。
内和外元件均可以是大体管状,外元件至少在由夹紧机构夹紧的区域中沿着其长度具有至少一个细长狭缝,由此一旦夹紧时外元件的有效直径被减小以夹住内元件。
根据本发明的第二方面提供了一种用于转向柱组件的支撑托架,该支撑托架包括大体倒U形元件,其具有基部和从其悬挂的两个臂;所述臂中的至少一个包括从所述基部延伸到所述臂的自由端的外叶片和连接到所述臂的自由端并且从所述自由端朝着所述基部向上延伸的内叶片,所述内叶片位于外叶片和所述U形元件的另一臂之间。
内和外叶片可以通过基于自身向后折叠单个元件优选地通过180度而形成。
内和外叶片可以包括通过焊接、粘结、铆接等连接的独立部件。
附图说明
现在将仅仅作为例子描述本发明的三个实施例,其中:
图1(a)是作用范围和倾度可调节的转向柱组件的平面的总图;
图1(b)是备选转向柱组件的总图;
图2(a)是当沿着转向柱的轴线观察时通过根据本发明的转向柱的夹紧组件的第一实施例的横截面;
图2(b)是当从侧面观察时图2(a)的托架的备选视图;
图3(a)是当沿着转向柱的轴线观察时通过根据本发明的转向柱的夹紧组件的第一实施例的横截面;和
图3(b)是从侧面观察的图2(a)的托架的备选视图;
图4是为了向夹紧机构提供预负荷可以对图1、2和3的组件作出的修改的视图。
具体实施方式
如图1(a)和1(b)中所示,转向柱组件包括伸缩式转向柱罩,该柱罩包括内元件1和接收内元件1的一部分的外元件2。内和外元件是金属的和管状的,外元件的内径仅仅稍大于内元件的外径以通过滑动允许它们之间的相对运动。在图1(a)的例子中,内元件1进入变速器外壳3中,而外元件2远离它朝着转向轮延伸。在图1(b)中则是外元件2连接到变速器外壳3。在由电动马达驱动以提供辅助转矩的电动转向系统的情况下该外壳可以包含变速器。
所述轮(未显示)由在转向柱罩1、2内旋转的伸缩式转向轴4支撑。低摩擦材料例如软塑料构成的衬套5(可选的)位于内和外元件之间,从而控制在调节转向轮的作用范围时或在事故中当所述两个元件一个在另一个上运动以延伸或收缩转向柱时生成的摩擦。
转向柱罩1、2在点6处可枢转地固定车辆主体的一部分并且也固定到通过夹紧机构固定到车辆主体的支撑托架(未在图1中显示)。所述托架典型地在仪表盘之下的区域中被焊接或用螺栓固定就位并且在枢轴和转向轮之间的某一点夹紧所述罩。夹紧机构可以被锁定或解锁以允许通过围绕枢轴进行枢转来调节转向柱的倾度。除了在事故中之外当锁定时转向柱不能被移动。
在附图中的图2(a)和图2(b)中详细显示了本发明的第一实施例的支撑托架和夹紧机构。托架20采用压成倒U形的金属片的形式,U的基部21位于转向柱罩1、2上方的大体水平面中。U的两个臂22、23在大体竖直平面中向下悬挂并且在焊接到外罩元件2的固定横档24的两侧向下延伸。夹紧机构作用在两个臂22、23之间以当锁定时将它们靠拢在一起使得它们被挤压在固定横档24上,并且在该情况下也穿过固定横档中的狭缝(未显示)。沿着管状元件1、2的长轴的方向延伸的这些狭缝的目的是当夹紧机构被解锁时允许转向柱伸缩以进行作用范围调节。
托架的一个臂22分为两层,所以可以考虑包括内叶片22a和外叶片22b。外叶片22b从U形支撑件20的基部21向下延伸,然后在自身上向后折叠以形成内叶片22a。该内叶片位于外叶片的内侧(即面对另一臂),并且沿其折叠的线限定所述臂的自由端。另一臂22具有更刚性的构造,但是为单叶片的。所以可以通过挤压和折叠单金属片状部件产生完整托架20。
夹紧机构包括轴25,该轴朝着另一臂的内叶片穿过更刚性臂中细长的、大体竖向延伸的狭槽26。然后,它继续穿过内叶片中另一细长的、竖向延伸的狭槽或开口27并且也穿过外叶片22b中细长的、竖向延伸的狭槽或开口28。位于内叶片22a的外部的轴的一端上的螺母29位于外叶片22b中的开口内以不在外叶片上施加力。这可以通过使外叶片中的开口的水平宽度大于螺母29的尺寸实现。在另一方面,当朝着另一臂牵拉轴时通过内叶片22a中细长开口的合适宽度防止螺母29穿过内叶片22a。所以螺母29大于内叶片中的开口使得它不能穿过。这可以在附图的图2(b)中最佳地看到。
位于更刚性臂23的外部的轴25的另一端用凸轮机构固定,该凸轮机构设在可调节螺母33和更刚性叶片的外表面之间。该凸轮包括防止旋转的固定部分30和移动部分31,所述部分一起呈现一个在另一个上滑动的凸轮面。移动部分31由如图所示的杠杆32操作或者可以由电动马达操作。通过杠杆32的旋转使移动凸轮部分31旋转以锁定夹紧机构增加了凸轮的长度并且这推动可调节螺母33远离刚性臂23,导致轴25朝着刚性臂23牵引另一臂22的内叶片22a。凸轮旋转以解锁所述机构具有缩短凸轮长度的效果,因而减小了轴的张紧,释放了臂夹在固定托架上。
由于夹紧机构仅仅直接作用以在内叶片22a和另一臂23之间施加张力,因此对于臂的给定长度在臂中可以提供的弹簧量可以相对高。所以内叶片和外叶片可以被认为充当叉骨形弹簧,当夹紧机构被锁定时内叶片牵拉外叶片。重要的是,与仅仅包括单叶片的臂相比,由于调节倾度时发生的螺栓在开口内移动导致的该弹簧的变化对托架所提供的弹簧力即便有影响也影响有限。在该情况下,所述轴离所述臂的根部越近,所述臂抵抗夹紧所施加的力就越大。
在附图的图3(a)和3(b)中显示了根据本发明的转向柱组件的备选实施例。这类似于图2的实施例并且同样地类似参考数字用于指示类似部件。该实施例与图2的实施例的主要区别在于内叶片22a形成为通过点焊朝着外叶片22b的自由端固定到外叶片的独立板状元件。可以使用两个点焊34、35,需要时可以使用更多个。如前所述夹紧机构应当仅仅直接作用在内叶片而不是外叶片上。该布置的优点在于可以提供具有不同厚度的叶片,这可以创造更佳的设计。除了内叶片之外,整个U形托架例如可以由比内叶片更厚的板制成。
附图的图4显示了一个附加特征,该特征可以结合到例如附图的图1-3所示的转向柱组件中。该特征为夹紧机构提供预负荷使得当它被解锁时一定的张力保留在夹紧轴中以防止转向柱在倒U形托架的臂之间的过度侧向移动。它也提供了预负荷和锁定张力的精确调节。
更详细地,附加调节螺母40被拧到更刚性臂23的外部的夹紧轴25的端部上。在增加凸轮30、31和螺母33之前该螺母40可以被设置成当释放夹紧时限制托架的臂可以加宽的量。塑料垫圈42(可选的)被显示成在托架和夹紧轴/锁定螺母之间的滑动接触点提供受控的低摩擦,从而保证可以在一致的最大负荷下实现倾度调节,即使在未夹紧状态下存在张力。
可以是合适螺纹的任何六角螺母的附加调节螺母40位于凸轮的固定部分中的腔43内。凸轮31也键合到托架以防止它旋转。在该实施例中这由凸轮31上的两个竖柱44布置,所述竖柱精确地啮合在设在更刚性臂中的竖直狭槽内。所述腔为六角形形式以与调节螺母互补使得一旦调节螺母被安装它不能旋转。类似布置设在托架的另一侧,螺母29保持俘获在块体41中,所述块体被键合到托架以防止其旋转。
也显示了作用在调节螺栓的头部和固定凸轮的腔的内部之间的小螺旋弹簧45。这用于偏压固定凸轮远离托架以与移动凸轮部分啮合,从而当处于解锁位置时防止组件发出咔哒声。
Claims (17)
1.一种转向柱组件,其包括支撑用于转向车轮的转向轴的转向柱罩、相对于车辆的一部分固定就位的支撑托架和在锁定位置和解锁位置之间可移动的夹紧机构,在所述锁定位置中夹紧机构将所述罩相对于支撑托架固定就位,在所述解锁位置中夹紧机构允许所述罩相对于支撑托架移动,其中支撑托架包括:大体U形元件,U形元件从其基部延伸的两个悬臂使得柱罩的一部分位于其间;和夹紧机构,一旦所述夹紧机构锁定,其在所述U形元件的两个臂之间提供张紧,由此将转向柱罩夹紧就位,其特征在于,所述U形元件的一个臂包括从所述基部延伸到所述臂的自由端的外叶片和连接到所述臂的自由端并且从所述自由端朝着所述基部向上延伸的内叶片,内叶片位于外叶片和所述U形元件的另一臂之间,夹紧机构用于在内叶片和所述另一臂之间施加张紧,这种张紧用于牵引内叶片远离外叶片。
2.根据权利要求1所述的转向柱组件,其中U形托架的基部位于所述柱组件的一部分的上方,夹紧机构也是如此。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的转向柱组件,其中所述一个臂的内叶片和外叶片形成一体。
4.根据权利要求3所述的转向柱组件,其中通过提供过长的臂并沿着其长度在对应于外叶片的预期长度的地点使其基于自身向后弯曲而形成内叶片和外叶片。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的转向柱组件,其中内叶片包括在所述臂的自由端处或附近固定到外叶片的独立部件。
6.根据权利要求5所述的转向柱组件,其中内叶片通过焊接被固定。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的转向柱组件,其中内叶片和外叶片具有不同厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件,其中夹紧机构包括连接内叶片和所述另一臂的夹紧螺栓,所述螺栓包括轴,该轴在一端带有螺母或螺栓头,所述螺栓头/螺母完全穿过外叶片中的开口但是被阻止穿过内叶片中的开口。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件,其中夹紧机构包括连接内叶片和所述另一臂的夹紧螺栓,并且其中内叶片带有螺纹,该螺纹接收所述轴上的互补螺纹以将所述轴固定到内叶片。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件,其中所述另一臂具有比带有内和外叶片的臂更大的刚性,从而提供相对固定基准以用于固定所述柱。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件,其中所述罩是伸缩式的并且包括内元件和外元件,所述内元件至少部分地接收在所述外元件内,并且其中所述U形元件的臂夹紧到所述外或内元件的一部分上,或者夹紧到与之固定的固定横档上。
12.根据权利要求11所述的转向柱组件,其中内叶片和固定横档之间的啮合相比固定横档和所述更刚性臂之间的啮合在更小的竖直距离上。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的转向柱组件,其中外元件或固定横档在由夹紧机构固定的区域中带有一个或多个狭缝,使得锁定夹紧机构的动作闭合狭缝,并且因此使外元件变形,使得它夹住内元件。
14.一种用于转向柱组件的支撑托架,该支撑托架包括大体倒U形元件,其具有基部和从其悬挂的两个臂;所述臂中的至少一个包括从所述基部延伸到所述臂的自由端的外叶片和连接到所述臂的自由端并且从所述自由端朝着所述基部向上延伸的内叶片,所述内叶片位于外叶片和所述U形元件的另一臂之间。
15.根据权利要求14所述的支撑托架,其中内叶片和外叶片通过基于自身折叠单个元件而形成。
16.根据权利要求14或15所述的支撑托架,其中内叶片和外叶片包括通过焊接、粘结、铆接等连接的独立部件。
17.基本上如这里参考附图的图2a和2b、3a和3b或4所述并如图2a和2b、3a和3b或4所示的转向柱支撑托架。
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