CN102416976A - 转向柱组件 - Google Patents

Abstract

具有转向轴的转向柱组件，所述转向轴可轴向移动但不可相对于彼此旋转，其设置在包括外套筒和内套筒的柱套筒内，内套筒轴向可滑动地设置在外套筒内，外套筒设置有延伸穿过所述外套筒的第一通孔，摩擦片位于所述孔中，且所述孔设置有被配置为用于在摩擦片上施加径向导向力的径向力传递装置，使得当操纵所述力传递装置时，摩擦片挤压内套筒。力传递装置包括第一凸轮构件和第二凸轮构件，其各自包括多个彼此面对的倾斜表面，且一个凸轮构件相对于摩擦片旋转地固定，而另一个凸轮构件通过手柄相对于所述片旋转地安装，以通过所述表面提供这两个凸轮构件之间的轴向移位力，所述移位力提供作用于所述摩擦片上并指向内套筒的径向移动。

Description

转向柱组件

技术领域

本发明涉及伸缩类型的转向柱，其中内套筒与外套筒配合，内套筒可被锁定至外套筒。

背景技术

本发明涉及转向柱，更具体地，涉及伸缩式转向柱的锁定机构。

转向柱通常既能伸缩也能倾斜，以使用户可通过转动转向柱和/或在所述转向柱的前后方向上移动转向盘来调整该转向盘的位置。

转向柱常常被制得较小且是系列定制的。通常，转向柱必须以定制的长度和直径来制造，以适应其将被安装的车辆。为此，如果使转向柱的尽可能多的组件标准化，即所有系列使用相同的组件，则是有利的。

现代车辆，特别是非公路工业车辆，要求驾驶员控制车辆的多种不同功能，诸如操纵轮式装载机的铲斗。因此，驾驶员周围的空间受到限制。因此，如果转向柱能够紧凑，则是有利的。

锁定机构能够被快速且容易地调整的话将更有利。可能需要在转向柱的组装期间调整锁定机构，以补偿部件的生产偏差。例如为了补偿部件的磨损的目的，当将转向柱安装到车辆中时，还可能需要调整锁定机构。在此情况下，允许机械师容易地接近调整装置是重要的。

从现有技术中已知，进行锁定的用于转向柱的伸缩锁包括设置在外套筒的窗口中并与内套筒接触的摩擦片。当所述片承受将摩擦片推向套筒的轴的力时，摩擦片使所述套筒在轴向上相对于彼此锁定。该机构包括转动手柄，其通过致动手柄的旋转而转动。

已知的还有在用于伸缩式转向柱的锁定机构中使用的各种类型的凸轮机构。

使用凸轮机构，即两个具有协同操作的倾斜表面的凸轮构件，其中一个连接至转动手柄，以在手柄转动时增加凸轮机构的有效宽度，从而锁定转向柱的伸缩功能，这是众所周知的。显示了凸轮机构的专利包括，例如US 7,010,966、US 2006/0207378、US 7,413,222、US7,516,985、US 2005/0217407、US 5,921,577和US 7,516,985。

这些现有技术的参考文献公开了一种伸缩锁，其包括含两个侧臂的托架，所述两个侧臂设置在套筒两侧中的任一侧。螺栓连接这两个侧臂，且凸轮机构设置在该螺栓上。当凸轮构件被启动时，即变宽时，其通过减少两个侧臂之间的距离来锁定套筒。

具有这种结构的伸缩式转向柱具有如下缺点：侧臂、且因此锁定机构将从转向柱突出并伸入车辆的驾驶室。

另一个现有技术的参考文献JP 10053144A公开了一种伸缩锁，其中两个夹件、托架部件围绕外套筒设置，摩擦片设置在外套筒的窗口中并与内套筒接触，锁定机构连接至转动手柄。锁定机构包括设置在所述外套筒上并从所述外套筒突出的凸台，凸台内有螺纹，螺纹锚杆设置在所述凸台内并连接至所述转动手柄。当转动手柄转动时，锚杆在凸台内旋转，从而根据其图2推动摩擦片，使摩擦片与内套筒连接。

另一个现有技术的参考文献US 7,516,985公开了一种锁定机构，其用于转向柱的两个套筒之间的伸缩运动。附带地，相同的锁定机构也用于锁定所述套筒的转动运动。锁定机构包括连接至外套筒的第一托架，所述第一托架包括两个侧壁，所述两个侧壁包括两个纵向槽，所述纵向槽与外套筒的轴平行，但与套筒的圆周间隔一定距离设置，以允许螺栓穿过这两个纵向槽。锁定机构还包括第二托架，所述第二托架包括两个侧壁，所述两个侧壁设置在外侧并与第一托架的两个侧壁平行，锁紧螺栓穿过第二托架的两个侧壁中的窗口和所述纵向槽而设置。在第一侧上，螺栓以非旋转的方式连接至转动手柄，手柄的近端构成第一获取构件，所述第一获取构件包括围绕锁紧螺栓周向分布的凸轮表面。第二凸轮构件可旋转地设置在锁紧螺栓上。在螺栓的第二侧上，螺栓具有螺纹并用于接收螺母。

在操作中，锁定机构工作，使得当操作手柄转动时，凸轮构件将有效地增加或减少其有效宽度，并因此分别压缩或释放第二托架的侧壁，从而夹持或松开第一托架。

发明内容

本发明的目的

本发明的一个目的在于提供一种用于伸缩式转向柱的锁定机构，所述机构需要最小的空间，且考虑到锁定机构的夹持力时还易于操作和调整。

本发明的另一个目的在于提供这样的用于转向柱的锁定机构，其具有最小的配合件(cooperating parts)。

目的还在于提供一种用于伸缩式转向柱的小型锁定机构。

本发明的再一个目的在于提供一种用于伸缩式转向柱的锁定机构，其易于调整磨损和制造偏差。

本发明的又一个目的在于提供一种用于伸缩式转向柱的锁定机构，使尽可能多的组件不受转向柱的长度和直径的支配。

本发明的公开内容

借助于随附的独立权利要求所限定的本发明而实现了这些目的。根据随附的从属权利要求，本发明的合适的进一步的实施例将变得明显。

本发明提供一种用于伸缩式转向柱的锁定机构。伸缩式转向柱包括：内转向轴，其可轴向滑动但以非旋转的方式设置在外旋转轴内。转向轴设置在柱套筒内；柱套筒包括内套筒和外套筒。内套筒可轴向滑动地设置在外套筒内。外轴安装至外套筒，以使其能够相对于外套筒旋转，但在轴向方向上不可移位，内轴以对应的方式安装在内套筒内。借助于这些套筒和轴实现了伸缩式转向柱。

外轴以不可旋转的方式连接至转向盘。一旦转向盘旋转，轴将指令传送至接收单元，所述接收单元可以是车辆的轮结构。

设置前后可调整且可倾斜的转向盘是可取的。前后调整是通过上述伸缩功能来提供的，同时倾斜是通过上述部件相对于车辆内部的转动连接来提供的。本发明的锁定机构的另外的优点是，其不受任何这样的转动连接的支配，并故此不需要考虑所述倾斜动作。

锁定机构安装在外套筒上，所述锁定机构包括两个分开的托架，所述托架围绕外套筒而被夹持在一起，并借助于穿过托架的两个部件的标准螺栓而被紧固在夹持位置上。这两个托架一起限定了外壳。在伸缩运动期间，该托架随外套筒运动。通过突出穿入外套筒的孔的托架的第一部件上的旋转挡块，防止了托架相对于外套筒的旋转移位。所述旋转挡块还突出穿过外套筒、导向轴衬和内套筒，用于诸如防止部件相对于彼此旋转。

托架的第二部件包括外壳部分，其中设置有凸轮机构。

从外套筒向外，凸轮机构包括：摩擦片、第二凸轮构件、第一凸轮构件和调整螺丝。每个凸轮构件包括若干倾斜表面，所述表面彼此面对。第一凸轮构件相对于所述外壳旋转固定并包括穿过其中间部分的钻孔，第二凸轮构件连接至手柄并包括内有螺纹的轴衬，第一凸轮构件设置在所述轴衬上，调整螺丝从外壳中的开口突出并穿过第一凸轮构件的钻孔，然后穿过第二凸轮构件螺接，以使其从第二凸轮构件的另一侧朝向摩擦片上的邻接表面突出。摩擦片设置在外套筒中的窗口中，并与内套筒接触。

为了锁定所述锁定机构，转动手柄以旋转第二凸轮构件，一旦旋转，第一凸轮构件借助于凸轮构件结构而推动第二构件远离第一凸轮构件并朝向套筒。由于螺丝被螺接连接至第二凸轮构件，其在该运动过程中随第二凸轮构件一起运动。随着手柄的转动运动的完成，螺丝将紧靠邻接表面，并且摩擦片因此将防止套筒之间的任何轴向运动。调整螺丝包括螺纹杆(其在从外壳突出的外端具有用于接收工具的装置，以旋转螺纹杆)和止动螺母。当组装好锁定机构时，止动螺母将紧邻第二凸轮构件的向外突出的凸台(boss)。在组装或保养转向柱期间，为了调整所述调整螺丝，装配工/机械师仅需旋转螺纹杆，所述螺纹杆将调整相对于第二凸轮构件的邻接端的位置，从而调整摩擦片的位置。借助于该调整螺丝，简化了取决于部件公差或部件磨损的调整。

为了加强所述套筒之间的轴向滑动，在两个套筒之间设置导向轴衬。导向轴衬优选地由聚合物材料制成。导向轴衬一般成形为管状并包括：下缘，其将紧抵外套筒的下边缘；孔，其用于接收托架的旋转挡块；以及窗口，其用于接收摩擦片。借助于孔和窗口，当轴衬相对于内套筒位移时，其将随外套筒一起运动。

本发明涉及一种设有转向轴的转向柱组件，所述转向轴轴向可移动，但不会相对于彼此旋转。它们安装在包括外套筒和内套筒的柱套筒内。内套筒可轴向滑动地设置在外套筒内，所述外套筒设置有延伸穿过外套筒的第一通孔。在所述孔中设置有摩擦片，所述摩擦片设置并具有径向力传递装置，所述装置被配置为用于将径向导向力施加在摩擦片上，使得当操纵该力传递装置时，摩擦片挤压内套筒。力传递装置包括第一凸轮构件和第二凸轮构件，其每个包括若干彼此面对的倾斜表面。其中一个凸轮构件相对于摩擦片旋转固定，而另一个凸轮构件通过手柄相对于所述片旋转安装，以通过所述表面在两个凸轮构件之间提供轴向移位力。移位力提供了作用于摩擦片的径向导向运动。

在本发明的实施例中，施加在另一个凸轮构件上的运动设置为旋转。

在本发明的实施例中，第一凸轮构件固定安装，而第二凸轮构件相对于摩擦片可旋转地安装。

在本发明的实施例中，第一凸轮构件设置有穿过其中间部分的通道，调整螺丝穿过所述通道而突出，且调整螺丝还设置有螺纹，所述螺纹与第二凸轮构件中的对应的螺纹啮合，且调整螺丝的末端紧邻摩擦片的外表面。

在本发明的实施例中，调整螺丝通过延伸穿过第一凸轮构件的凸台而螺接连接至第二凸轮构件。

在本发明的实施例中，力传递装置和摩擦片安装在外壳或外壳的一部分内，并由所述外壳或外壳的一部分覆盖。

在本发明的实施例中，调整螺丝从外壳中的开口突出并穿过第一凸轮构件的通道，然后穿过第二凸轮构件，以使其从指向摩擦片的第二凸轮构件的另一侧突出并与摩擦片紧邻接触。

在本发明的实施例中，外壳设置有旋转挡块，所述旋转挡块从外壳的内表面径向延伸，穿过外套筒进入内套筒中的纵向导槽内。

在本发明的实施例中，导向轴衬设置在外套筒和内套筒之间。

在本发明的实施例中，导向轴衬设置有导向塞，所述导向塞突出伸入内套筒中的纵向导槽内。

附图说明

现在参考例示在附图中的示例性实施例对本发明进行更详细的描述，其中，

图1用伸缩式锁定机构的分解图例示了转向柱组件；

图2例示了安装有伸缩式锁定机构的转向柱；

图3例示了转向柱的主视图，其中转向柱的伸缩式锁定机构的一部分被剖开；

图4例示了图3中伸缩式锁定机构沿A-A方向的放大剖视图；

图5例示了伸缩式锁定机构的部件的放大安装视图。

具体实施方式

图1例示了设置有伸缩式锁定机构13的转向柱组件12。锁定机构包括螺丝1，所述螺丝1穿过第二安装托架3并穿过第一安装托架10而突出，这些托架由锁定螺母11固定。当安装时，这两个安装托架形成被夹持在转向柱组件12的外套筒8上的锁定机构的外壳。外套筒8滑动地安装在伸缩导向轴衬7上，并通过第一安装托架10内侧的、用作旋转挡块的径向突出部而锁定至所述轴衬，所述径向突出部延伸穿过外套筒8中的第一窗口14和轴衬7中的第二窗口15，然后进入内套筒9中的纵向导槽16内。

在第二安装托架3内侧，第一凸轮构件4旋转地固定至第二安装托架3。第一凸轮构件4设置有倾斜表面410、420，其充当指向第二凸轮构件5上的对应的倾斜表面510、520的凸轮表面。第二凸轮构件5与位于外套筒8的第一通孔和轴衬7的第二孔中的摩擦片6配合，以使所述片6与内套筒9的外表面摩擦接触。第二凸轮构件5设置有伸缩手柄17，第二凸轮构件5可通过所述伸缩手柄17相对于第一凸轮构件4旋转。这种由手柄17操作的旋转，直接地或通过向内套筒9挤压的调整螺丝施加指向摩擦片6的力。从而，相对于内套筒锁定了外套筒。

此外，具有与凸台配合的外部螺纹杆2a的调整螺丝2从外壳的外侧向内安装在中心，并紧邻摩擦片6。所述凸台具有与螺丝2的杆2a的调整相配合的内螺纹，凸台安装在第二凸轮构件5中的中心孔中，并设置有边缘以将凸台轴向锁定至第二凸轮构件，从而阻止在操作调整螺丝时凸台的轴向运动。调整螺丝包括用于接收工具以旋转其螺纹杆的装置，且螺丝在其外端设置有止动螺母2b。在锁定该机构时，止动螺母将紧邻第二凸轮构件5的凸台的外端。

图2例示了转向柱组件12的安装视图，其中锁定机构13围绕外套筒8被夹持，公开的是所述外套筒8处于相对于内套筒9的受压最低位置，并覆盖导向轴衬。所述图显示了外壳21、其第一安装托架10和其第二安装托架3通过螺丝1和锁定螺母11连接。而且，操作手柄17由此安装在外壳21内以用于第二凸轮构件的旋转。图2清楚地例示了锁定机构13需要最小的空间，且考虑到锁定机构提供给摩擦片的夹持力，伸缩式锁定机构还容易操作和调整。在第二实施例中，可从两方中的任一侧安装外壳21，其中螺丝1直接与第一安装托架3或第二安装托架10中的内螺纹配合而不是使用所述螺母11。

图3例示了转向柱组件12的主视图，其中转向柱的伸缩式锁定机构13的一部分被剖开。在外套筒8和内套筒9的内部具有伸缩的内转向轴31，所述内转向轴31可轴向滑动地但非旋转地设置在外旋转轴32内，用于转向盘(未在图中示出)的安装结构33直接连接至外转向轴32。内转向轴和外转向轴之间的连接被配置为花键(spline)配置，用于这些部件之间的纵向移动，但相对于彼此的旋转被阻止。转向盘通常直接安装至外转向轴32的该安装结构33。

图4例示了通过锁定机构13的、图3的A-A横截面。通过螺丝1和螺母11，外壳21的第一安装托架10连接至外壳21的第二安装托架3。第一安装托架10的内表面设置有作为旋转挡块41的径向方向的突出部，所述旋转挡块41延伸穿过外套筒8中的第一窗口14并穿过轴衬7中的第二窗口15，然后经过轴衬7中的导向塞42进入内套筒9中的纵向导槽16内。还公开了内套筒9的内侧的外转向轴32，其通过花键配置49可在内转向轴31上轴向移动。

在外壳中旋转挡块41的对面，摩擦片6安装在外套筒8中的第一通孔44和轴衬7中的第二孔45中，所述摩擦片6与内套筒9的外表面摩擦接触。调整螺丝2的螺纹杆2a紧邻摩擦片6的外表面或伸入摩擦片6的表面上的凹槽内，所述调整螺丝2螺接进入圆筒形凸台46中，该凸台46在中心连接至第二凸轮构件5，所述凸台延伸穿过通道，该通道位于中心地穿过外壳21的第一凸轮构件4和第二安装托架3。凸台46相对于第二凸轮构件5轴向固定，以防止当紧固调整螺丝2时凸台从凸轮构件5、6滑出。优选地，两个凸轮构件4、5都是环形形状，但是在本发明的范围内，凸轮构件也可以具有其他形状。第一凸轮构件4设置有用于第二安装托架3中的径向导向的轴环47。止动螺母2b螺接至调整螺丝2的螺纹杆2a上，其在所述调整螺丝2b被锁定时紧邻凸台46的外端。

图5例示了摩擦片6在外套筒8的第一通孔44中的安装视图。第二凸轮构件5通过其凸台46和调整螺丝2的螺纹杆2a而接触摩擦片6。图5还公开了第二凸轮构件5上的两个倾斜表面510、520和第一凸轮构件4上的两个倾斜表面410、420，各自的倾斜表面彼此配合，以在第二凸轮构件5相对于第一凸轮构件4旋转时提供分离的径向力。为了在第二凸轮构件5通过手柄17而旋转时防止第一凸轮构件4的旋转，第一凸轮构件4设置有与外壳的第二安装托架3中的对应凹槽配合的凸片55或其类似物。

在本申请中描述了单个实施例，但是在如权利要求书所限定的本发明的范围内，所描述的锁定机构的各种部件的细节可变化。

Claims (10)

1.一种转向柱组件(12)，具有可轴向移动但不可相对于彼此旋转的转向轴(31、32)，所述转向轴(31、32)设置在包括外套筒(8)和内套筒(9)的柱套筒(8、9)内，所述内套筒(9)轴向可滑动地设置在所述外套筒(8)内，所述外套筒(8)设置有延伸穿过所述外套筒(8)的第一通孔(44)，摩擦片(6)位于所述孔中，且所述孔设置有被配置为用于在所述摩擦片(6)上施加径向导向力的径向力传递装置(2、4、5、46)，使得当操纵所述力传递装置(2、4、5、46)时，所述摩擦片挤压所述内套筒(9)，其特征在于，所述力传递装置(2、4、5、46)包括第一凸轮构件(4)和第二凸轮构件(5)，其各自包括多个彼此面对的倾斜表面(510、520、410、420)，且一个凸轮构件(4)相对于所述摩擦片(6)旋转地固定，而另一个凸轮构件(5)相对于所述片(6)旋转地安装并由手柄(17)操作，以通过所述表面提供这两个凸轮构件(4、5)之间的轴向移位力，所述移位力提供作用于所述摩擦片(6)上并指向所述内套筒(9)的径向移动。

2.如权利要求1所述的转向柱组件，其特征在于，施加在所述另一个凸轮构件(5)上的运动是旋转运动。

3.如权利要求2所述的转向柱组件，其特征在于，所述第一凸轮构件(4)是固定安装的，而所述第二凸轮构件(5)是相对于所述摩擦片(6)可旋转地安装的。

4.如权利要求3所述的转向柱组件，其特征在于，所述第一凸轮构件(4)穿过其中间部分设置有通道，调整螺丝(2)通过所述通道突出，且所述调整螺丝(2)设置有螺纹，所述螺纹与相对于所述第二凸轮构件(5)轴向固定的凸台(46)中的对应螺纹啮合，所述调整螺丝的端部紧邻所述摩擦片(6)的外表面。

5.如权利要求4所述的转向柱组件，其特征在于，所述调整螺丝(2)由延伸穿过所述第一凸轮构件(4)的凸台(46)螺接连接至所述第二凸轮构件(5)。

6.如权利要求1-5的任一项所述的转向柱组件，其特征在于，所述力传递装置和所述摩擦片(6)安装在外壳(21)内并由所述外壳(21)覆盖。

7.如权利要求6所述的转向柱组件，其特征在于，所述调整螺丝(2)从所述外壳(21)中的开口突出，并穿透所述第一凸轮构件(4)的通道，且螺接穿过所述第二凸轮构件(5)，以使其从所述第二凸轮构件的另一侧朝向所述摩擦片(6)突出并与所述摩擦片(6)紧邻接触。

8.如权利要求7所述的转向柱组件，其特征在于，所述外壳(21)设置有旋转挡块(41)，所述旋转挡块(41)从所述外壳(21)的安装托架(10)的内表面径向延伸，穿过所述外套筒(8)而进入所述内套筒(9)中的纵向导槽(16)内。

9.如权利要求1-7的任一项所述的转向柱组件，其特征在于，导向轴衬(7)设置在所述外套筒(8)和所述内套筒(9)之间。

10.如权利要求9所述的转向柱组件，其特征在于，所述导向轴衬(7)设置有导向塞(42)，所述导向塞(42)突出伸入所述内套筒(9)中的所述纵向导槽(16)内。

Images