CN101516683B - 转向柱模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转向柱模块，具有定子、具有可相对于定子旋转且联接到转向轮的转子，还具有用于在转子和定子之间传递电信号的至少一个连接元件，其中，当转子旋转时，所述连接元件的至少一部分或多个部分可被卷拢和松开，其中，环状元件被设置为安装在定子中，旋转地联接到定子并可以以与转子不同的转速被转子驱动。本发明的特点在于，在转子上设置有锁定元件且在环状元件上设置有接合凹部，以使得锁定元件在旋转紧固位置中接合在接合凹部中，在该位置中，转子相对于定子旋转紧固。

Description

转向柱模块
本发明涉及一种转向柱(steering-column)模块，其具有定子、具有可相对于定子旋转且联接到方向盘(steering wheel)的转子，并具有设置在转子和定子之间的至少一个连接元件，且当转子旋转时，所述连接元件被至少部分地(at least in sections)卷拢(wind up)和松开(unwind)，用于在转子和定子之间传递电信号，被设置为安装在定子中的环元件旋转地联接到转子并可以以与转子不同的转速被转子驱动。
这种类型的转向柱模块目前可以从DE102004041068A1中得知。在其中，转子和环元件之间存在不等于1的传动比，其导致转子和环元件的不同转速。连接元件的卷拢和松开位置可以通过环元件和转子的不同转速和各自的相对位置来检测。此外，还已知提供阻挡件，其防止转子超速，该转子超速是不期望的且可能导使得连接元件的损坏。
本发明的目的是改进上面介绍中描述的转向柱模块，其方式是使得转子可以处于旋转紧固位置，转子被设置为使得，在该位置中它相对于定子旋转紧固。旋转紧固位置的设置是有利的，特别是在转向柱模块的安装和拆卸期间。可以防止转子相对于定子的意外旋转，特别是当转向柱模块被拆下时。
该目的通过具有权利要求1的特征的转向柱模块实现。由此，现有的转向柱模块、尤其是来自DE102004041068A1的转向柱模块被如此改进，使得在转子上设置有锁定元件且在环元件上设置有接合凹部，以使得锁定元件在旋转紧固位置接合到接合凹部中，在该位置中，转子相对于定子旋转紧固。转子相对于环元件以及由此相对于定子的旋转紧固，可以通过这种类型的转子侧锁定元件的设置和设置在环元件上并与锁定元件在旋转紧固位置相互作用的接合凹部而实现。
在本发明的一个尤其优选的实施例中，提供有设置在定子上的锁定切口，以使得在旋转紧固位置，锁定元件接合到接合凹部和锁定切口中。有利的是，经由锁定元件在转子和定子之间实现了直接旋转紧固。在一个没有在定子上设置锁定切口的实施例中，转子和环元件之间通过锁定元件、而环元件和定子之间经由环元件和定子之间的旋转联接装置来实现旋转紧固。此处，啮合系统可以用作旋转联接装置，例如如DE102004041068A1中已知的。
此处，锁定元件如此设置且接合凹部和锁定切口如此构造，以使得只有当锁定元件同时与接合凹部和锁定切口重叠时才可以处于旋转紧固位置，且当锁定元件与接合凹部或者锁定切口之一重叠时不能处于该旋转紧固位置。在旋转紧固位置，锁定元件具体地说可沿径向或者轴向方向接合到接合凹部和锁定切口中。此处，尤其是沿轴向或者径向方向，接合凹部和锁定切口于是彼此紧贴或彼此重叠并且彼此互补(complement)。
根据本发明的进一步改进，接合凹部可如此设置在环元件上且所述锁定切口如此设置在定子上，以使得在转子的中央位置锁定元件接合到接合凹部和锁定切口中。这可以规定，在旋转紧固位置，转子处于已定义的中央位置，在该位置中，转子可以沿两个旋转方向旋转相同的范围。
此外，有利的是，转子和环元件之间的转速或传动比被选定为使得，只有在转子的一个旋转位置中，锁定元件接合到接合凹部和锁定切口中。结果，在转子的可允许旋转范围内只有一个旋转紧固位置，其中该旋转紧固位置有利地位于转子的中央位置，且该转子的可允许旋转范围一般来说在五到七个回转之间。由于被相应选择的转速或者转子和环元件之间的传动比，接合凹部和锁定切口可以被选定为使得，只在一个旋转位置，锁定元件可以接合到接合凹部和锁定切口中。
此处，接合凹部本身有利地设置在环元件的面向环元件旋转轴线的侧上，并径向地向外侧延伸。由此，锁定元件可以通过径向地向外侧延伸的运动而接合到接合凹部中。
锁定切口有利地设置在用于可旋转地安装环元件的定子侧环状接收座中，锁定切口沿径向方向延伸并在旋转紧固位置与接合切口重叠或者与之邻接。沿轴向方向观察，锁定切口和接合凹部有利地彼此相邻，特别地处于相同的高度，由此只有在锁定切口和接合凹部重叠以使得它们一个位于另一个上方时，锁定元件才可以接合到锁定切口和接合凹部中。
为了实现转子和环元件之间的不同转速，可以将环状接收座设置为相对于转子的旋转轴线偏心。结果，环元件相对于转子的旋转轴线偏心地安装在环状接收座中。
锁定元件有利地构造为当转子没有联接到方向盘时处于锁定位置，而当转子联接到方向盘时处于解锁位置，锁定元件在锁定位置可以接合到接合凹部中、并可选地还接合到锁定切口中，所述锁定元件在解锁位置不接合到接合凹部中、也不接合到锁定切口中。这实现了这样的情况，在转向柱模块安装之前的操作(handling)中，可以在转子和定子之间实现旋转紧固，且锁定元件在安装方向盘之前不会处于解锁位置。在转向柱模块的拆卸期间，也就是说在方向盘的移除期间，锁定元件被送入其锁定位置。如果转子然后旋转到相应的旋转位置，锁定元件可以接合到接合凹部中用于旋转紧固并可选地还接合到锁定切口中。此处，锁定元件有利地设置为使得，其通过弹簧元件被施加预应力而进入到锁定位置中。
锁定元件本身可以具有可平行于旋转轴线移动的滑动件和以运动方式联接到滑动件的杆，该杆可以在锁定位置枢转到接合凹部中。此处，滑动件有利地与方向盘相互作用以使得，当转子联接到方向盘时，它将杆移到解锁位置中，也就是说移出接合凹部。
此处，杆可绕相对于转子的旋转轴线垂直延伸的枢转轴线设置在转子上。滑动件可以设置在转子上的相应引导槽中，以使得它可以沿轴向方向移动。具体地说，带槽引导件可以被用于以运动方式将滑动件联接到杆。
此外，有利的是，设置有弹簧元件，其沿朝向方向盘的方向对杆加载和/或沿朝向环元件的方向对滑动件加载。这种类型的弹簧元件可以实现这样的情况，即在方向盘被移除时，锁定元件被加载到锁定位置中。当转子相对于定子旋转到预定的旋转紧固位置中时，锁定元件于是可以自动接合到接合凹部和锁定切口中，其中，该旋转紧固位置有利的是转子的中央位置。
本发明的其它细节和有利的改进可以从下面的描述中得到，通过下面的描述，附图中示出的示例性实施例将得到更详细的说明和解释。
在附图中：
图1示出了根据本发明的转向柱模块的部件的分解图示；
图2示出了处于锁定位置的根据图1的转向柱模块的锁定元件；
图3示出了处于解锁位置的锁定元件；
图4示出了根据图1的转向柱模块的局部视图，其恰在抵达旋转紧固位置(rotationally secured position)之前；
图5示出了当抵达旋转紧固位置时与图4相应的视图；
图6示出了通过图5的局部截面。
图1示出了根据本发明的转向柱模块10，其包括定子12和可相对于定子12旋转并联接到方向盘(未示出)的转子14。带状电缆形式的连接元件(未示出)设置在定子和转子之间，该连接元件可以在转子旋转期间被至少部分地卷拢和松开并且电信号可以通过该连接元件在转子和定子之间传递。此外，还设置有环元件16，其安装在定子12中并旋转地联接到转子14，当转子14旋转时，该环元件16以不同于转子14的转速而被转子14驱动。为了将环元件16旋转地联接到转子14，环元件16具有内部啮合系统18而定子具有与啮合系统18相互作用的外部啮合系统20，其在图1中不可见。在安装状态下，环元件18被可旋转地安装在转子侧的环状接收座22中。此处，环状接收座22被设置为相对于转子14的旋转轴线稍稍偏置，也就是说被偏心地设置。为了获得转子14和环元件16之间的不同转速，环元件16的啮合系统18有利地比外部啮合系统20多一个齿。DE102004041068A1描述了相应的情况。
从图1中可以看出，转子14具有用于锁定元件26的接收区域24，该锁定元件可以设置在转子侧上。环元件16在其径向内侧上具有径向向外延伸的接合凹部28，锁定元件26在旋转紧固位置中接合到其中。转子14相对于环元件16的旋转被锁定元件26进入接合切口28的这种接合所阻止，结果转子14不再能相对于定子12旋转。
为了改进旋转紧固，锁定切口30在定子12上设置在环状接收座22的区域中。在旋转紧固位置，锁定元件26于是在环元件侧接合到接合凹部28中并接合到定子侧的锁定切口30中。在此，锁定切口30和接合凹部28的位置以及环元件16和转子14之间的传动比被选择为使得，锁定元件26可以在转子14相对于定子12的可允许回转中的仅一个旋转位置中接合到接合凹部28中并同时接合到锁定切口30中。此处，这一个旋转紧固位置被有利地选择为使得，转子14位于其旋转的中央位置处。
锁定元件26本身可以处于(assume)图2所示的锁定位置和图3所示的解锁位置。锁定元件26具有滑动件32和杆36，滑动件32可以平行于转子14的旋转轴线移动，杆36以运动的方式(in movement terms)联接到滑动件32并可以绕相对于转子14的旋转轴线垂直延伸的枢转轴线34枢转。如果转向柱模块10没有安装在车辆中，滑动件32受到设置在滑动件32和杆36之间的弹簧38轴向向上的加载。如图2所示，由于设置在滑动件32上的被相应构造的带槽引导件40和在杆36上的与带槽引导件40协作的凸轮42，杆36的面向环元件16的那个端部44径向地向外侧枢转。在该位置，杆36的自由端44可以首先接合到环元件侧上的接合凹部28和定子侧的锁定切口30中。
如果方向盘被安装，则如图3所示，滑动件32被方向盘沿箭头46的方向轴向向下地加载。由于杆36在转子14上的可枢转安装以及带槽引导件40的相应构造，杆36于是偏转以使得，杆36的自由端44偏转出接合凹部28和锁定切口30。由此，转子14于是不可相对于定子12被锁定。
由于弹簧38的设置，锁定元件26在方向盘被移除时自动地被加载到其锁定位置中。如果转子14没有位于预定的中央位置，锁定元件26不能接合到接合凹部28和锁定切口30中。当方向盘被移除时，如果转子14旋转，锁定元件26在转子处于其预定的旋转紧固位置时栓入接合凹部28和锁定切口30中。
图4示出了旋转位置，其中接合切口28没有与锁定切口30叠合(congruent)，杆36的自由端44因此不能接合到锁定切口30中。
只有当抵达转子14的预定旋转位置时，接合切口28才会处于与转子侧的锁定元件26的旋转角和锁定切口30的定子侧位置相符合的旋转角。在该旋转紧固位置，其中接合切口28和锁定切口30重叠，被加载到锁定位置中的锁定元件26可以接合到接合切口28中并同时接合到锁定切口30中，以用于旋转紧固。
图6中示出了相应的情况，从其中可以清楚地看出只有当锁定切口和接合凹部重叠或一个位于另一个轴向上方时，杆36的自由端44才可以接合到锁定切口30中并同时接合到接合凹部28中。锁定元件26不可能仅接合到锁定切口30中或仅接合到接合凹部28中，因为当只有锁定元件26和锁定切口30或接合凹部28重叠时，锁定元件26的偏转将会被环元件16或定子12所阻止。由此根据图5和图6，只有在锁定元件26可以接合到接合凹部28和锁定切口30中时可以处于旋转紧固位置，在该位置中转子14被相对于定子12旋转紧固。

Claims (12)

1.一种转向柱模块(10)，具有定子(12)、具有可相对于定子(12)旋转且联接到方向盘的转子(14)，并具有设置在转子(14)和定子(12)之间的至少一个连接元件，且当转子(14)旋转时，所述连接元件可被至少部分地卷拢或松开，用于在转子(14)和定子(12)之间传递电信号，被设置为安装在定子(12)中的环元件(16)旋转地联接到转子(14)并可以以与转子(14)不同的转速被转子(14)驱动，其特征在于，在转子(14)上设置有锁定元件(26)且在环元件(16)上设置有接合凹部(28)，以使得所述锁定元件(26)在旋转紧固位置接合到所述接合凹部(28)中，在该位置中，转子(14)相对于定子(12)旋转紧固；还在于，所述锁定元件(26)在转子(14)没有联接到方向盘时处于锁定位置并在转子(14)联接到方向盘时处于解锁位置，锁定元件在所述锁定位置可以接合到所述接合凹部(28)中，而所述锁定元件在所述解锁位置不接合到所述接合凹部(28)中。
2.如权利要求1所述的转向柱模块(10)，其特征在于，在所述定子(12)上设置有锁定切口(30)，以使得在所述旋转紧固位置，所述锁定元件(26)接合到所述接合凹部(28)和所述锁定切口(30)中。
3.如权利要求2所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述锁定元件(26)如此设置且所述接合凹部(28)和所述锁定切口(30)如此构造，以使得只有当锁定元件(26)同时与所述接合凹部(28)和所述锁定切口(30)重叠时才可以处于所述旋转紧固位置，而当所述锁定元件仅与所述接合凹部(28)或者仅与所述锁定切口(30)重叠时不能处于所述旋转紧固位置。
4.如权利要求2所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述接合凹部(28)如此设置在环元件(16)上且所述锁定切口(30)如此设置在定子(12)上，以使得在转子(14)的中央位置，所述锁定元件(26)接合到所述接合凹部(28)和所述锁定切口(30)中，中央位置定义为，在该位置中，转子可以沿两个旋转方向旋转相同的范围。
5.如权利要求2、3或4所述的转向柱模块(10)，其特征在于，转子(14)和环元件(16)之间的转速被选择为使得，只在该转子(14)的可允许旋转范围内的一个旋转位置，所述锁定元件(26)可以同时接合到所述接合凹部(28)和所述锁定切口(30)中。
6.如权利要求1至4中的一项所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述接合凹部(28)设置在面向环元件(16)的旋转轴线的那侧上并径向地向外侧延伸。
7.如权利要求3或4所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述锁定切口(30)设置在用于可旋转地安装环元件(16)的定子侧环状接收座(22)中。
8.如权利要求7的转向柱模块(10)，其特征在于，环元件(16)和环状接收座(22)相对于所述转子(14)的旋转轴线偏心地设置。
9.如权利要求1所述的转向柱模块(10)，其特征在于，设置有弹簧元件(38)，当方向盘被移除时，所述弹簧元件将锁定元件(26)加载到锁定位置中。
10.如权利要求1所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述锁定元件(26)具有滑动件(32)和杆(36)，其中，所述滑动件(32)可平行于转子的旋转轴线移动，且所述杆(36)以运动的方式联接到所述滑动件(32)并可以在所述锁定位置枢转到所述接合凹部(28)中，其中，所述杆(36)被设置为使得，它可以绕枢转轴线(34)在转子(14)上枢转，该枢转轴线相对于所述转子(14)的旋转轴线垂直地延伸。\
11.如权利要求10所述的转向柱模块(10)，其特征在于，所述滑动件(32)和杆(36)经由带槽引导件(40)以运动的方式彼此联接。
12.如权利要求10所述的转向柱模块(10)，其特征在于，设置有弹簧元件(38)，其沿朝着环元件(16)的方向对所述杆(36)加载和/或沿朝着方向盘的方向对所述滑动件(32)加载。
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