CN102947164A - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的具有电动助力装置的转向系统，其包括：转向轴支承单元，所述转向轴支承单元能够转动地支承所述转向轴，并且在滑座中引导，所述滑座能够与车辆车身连接，其中，所述转向轴支承单元至少在倾斜度方面是能够调节的；电动机，所述电动机通过减速器与转向轴可转动地耦联，其中，所述减速器由壳体包围和支承，其中，所述壳体具有用于构成枢转轴的机构，以便能够调节所述转向轴支承单元的倾斜度；所述转向系统还包括用于将所述转向系统固定在所述机动车上的保持夹，其中所述保持夹具有导轨，所述导轨与设置在所述滑座上的配合导向装置共同作用；其中，所述滑座在克服能够预设的释放力之后能够沿着所述导轨移动，并且在所述滑座沿着所述导轨移动的情况下，所述枢转轴相对于所述保持夹向上运动。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的具有电动助力装置的转向系统，其包括：转向轴支承单元，所述转向轴支承单元可转动地支承转向轴，并且能够在与汽车车身连接的滑座中引导，其中，转向轴支承单元至少在相对于滑座的倾斜度方面是可调节的；电动机，所述电动机经由减速器与转向轴可转动地耦联，其中，所述减速器由壳体包围和支承，其中，所述壳体具有用于形成枢转轴的机构，围绕所述枢转轴所述转向轴支承单元的倾斜度可调节，并且其中，转向系统还包括保持夹，以用于将转向系统固定在机动车上，其中，所述保持夹具有导轨，所述导轨与设置在滑座上的配合导向装置共同作用，其中，所述滑座在克服可预设的释放力后能够沿着导轨移动。

背景技术

在EP2050654A1中公开了一种转向系统，所述转向系统具有用于支承所述转向轴的两个彼此插接的柱部件，所述柱部件在碰撞的情况下被推到一起以吸收能量。相应地，转向轴在碰撞状况下沿其纵向方向朝车辆前部移动。所述解决方案具有的缺点是，不能够根据需求调节转向轴支承单元的移动方向。所述方向尤其取决于转向轴支承单元的在开始碰撞前相应设置的倾斜度。

文献WO 2005/005231A1说明了一种这样的转向柱，其中所述滑座在碰撞的情况下能够沿着导轨移动。没有采取预防措施来减少司机与减速器相撞的风险。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种转向系统，其中，转向轴的移动在碰撞情况下在可确定的移动方向上进行，并且减小了司机与减速器相撞的风险。

所述目的通过具有权利要求1的特征的转向系统得以实现。在从属权利要求中示出本发明的有利的改进方案。

转向系统包括用于将转向系统固定在机动车上的保持夹，其中，保持夹具有导轨，所述导轨与设置在滑座上的配合导向装置共同作用，其中，所述滑座在克服了可预设的释放力后能够沿着导轨移动。

在转向系统中，在装入机动车的状态下，转向轴支承单元至少在其相对于机动车的车身的倾斜度方面是可调节的，并且在碰撞情况下在超过可预设的力后能够沿所期望的方向相对于机动车移动。

根据本发明，转向系统构造为，使得在滑座沿着导轨移动的情况下，枢转轴在机动车中的安装位置方面相对于保持夹向上运动。因此能够减少司机由于与减速器的壳体接触而造成的受伤风险。特别地，枢转轴还优选在碰撞情况下也沿背离设置在乘客室和发动机室之间的车厢前壁的方向运动。

在最简单的情况下，用于形成枢转轴的机构通过在壳体上的孔构成，所述孔被枢转螺栓贯穿，并且支撑在相对车辆固定的固持装置上。

有利的是，在机动车中的安装位置中，导轨例如沿水平方向定向，以至于例如沿水平方向进行移动。

有利地，枢转轴在碰撞情况下的所述运动通过枢转轴的简单的引导来示出。为此，在滑座中设有至少一个第一长形孔，并且在保持夹中设有至少一个第二长形孔，其中，所述两种长形孔被枢转螺栓贯穿，所述枢转螺栓由用于构成枢转轴的机构保持，并且这些长形孔相对于彼此以大于20°，优选大于60°的角定向。通过滑座相对于保持夹的运动，枢转螺栓在剪状交叠的长形孔内移动，并且以这种方式移动枢转轴的位置。通过长形孔的定向能够确定在碰撞情况下枢转螺栓，并且从而枢转轴所经过的轨迹。因为枢转轴通过用于构成枢转轴的机构与壳体连接，所以壳体并且相应地减速器也随着枢转轴移动。有利的是，电动机固定在壳体上，或者进一步优选地集成在壳体中。由于所述连接，整个助力装置（=伺服单元）随着枢转轴移动。

在一个优选的实施形式中，保持夹包括底部区域，在所述底部区域上设有两个侧颊板，所述两个侧颊板垂直于底部区域定向。滑座的侧腿容纳在两个侧颊板之间。在所述实施形式中，在保持夹的两个侧颊板中和在滑座的两个侧腿中优选构造有长形孔，所述长形孔被唯一的枢转螺栓贯穿。枢转螺栓可转动地保持在壳体中的一个或者两个孔中。在此，所述螺栓能够支承或者也固定在滑动轴承中。还可设想且可行的是，相应设有仅一个侧颊板和一个侧腿，其中，所述一个侧颊板和一个侧腿也能够相对于转向系统位于中心地定向。

在一个优选的实施形式中，转向轴支承单元也能够沿转向轴的纵向方向相对于滑座调节。

转向系统优选包括固定装置，所述固定装置可在打开位置和闭合位置之间调节，其中，在打开位置上，转向轴支承单元能够相对于滑座移动，并且在闭合位置上，其借助于摩擦接合或形状接合以不能够相对于滑座移动的方式被保持。

此外优选的是，在转向轴支承单元的两侧上设有保持颊板，所述保持颊板固定在壳体上，并且与转向轴支承单元的侧面接触，其中，所述保持颊板具有长形孔，所述长形孔由夹紧螺栓贯穿并且与滑座和转向轴支承单元以摩擦接合的方式连接。以这种方式提高了所述布置的刚性。减速器和电动机尤其支承在所述保持颊板上。

有利的是，在转向系统中设有用于吸收能量的机构，所述用于吸收能量的机构在滑座相对于保持夹移动的情况下吸收能量。

所述机构能够由弯曲带和或弯曲断裂板构成。在此，带或者板由弯曲的板构成，所述弯曲的板具有弯曲段和两个连接在所述弯曲段上的直段，所述直段也能够被称为端部。带的或板的一端固定在保持夹上。带的或板的优选U形向后弯曲的另一端固定在滑座上。在碰撞情况下，两个端部相对彼此移动，其中，所述带在弯曲段移动的情况下变形。在此，带的一部分也能够从底板中被拉出。

附图说明

借助于附图阐述本发明的实施例。附图示出：

图1示出本发明的实施例的从机动车后侧来看的视图；

图2示出相应于图1的转向系统的从机动车前方来看的视图；

图3示出相应于图1的转向系统的在碰撞前在转向轴的已设置的纵向位置上的情况下的实施例的侧视图；

图4示出相应于图1的转向系统的在碰撞后的情况下的实施例的侧视图；

图5示出相应于图1的转向系统的在转向轴的已设置的纵向位置上和最高的设置位置上的情况下的实施例的侧视图；

图6示出相应于图1的转向系统的在转向轴的已设置的纵向位置上和最低设置位置上的情况下的实施例的侧视图；

图7示出相应于图1的转向系统的在碰撞前在转向轴的已设置的纵向位置上的情况下的实施例的侧视图，其中，保持夹未示出；

图8示出相应于图1的转向系统的在碰撞后的情况下的实施例的侧视图，其中，保持夹未示出；

图9示出相应于图1的转向系统的弯曲断裂板的视图；

图10示出类似于图1的转向系统的弯曲断裂板的视图，所述弯曲断裂板在一个替选的实施形式中是固定的；

图11示出具有导轨的部分视图的保持夹的部分。

具体实施方式

在图1-9中示出本发明的第一实施例。所述转向系统包括转向轴1，在所述转向轴上能够固定有方向盘2。所述转向轴1包括上方的转向轴部分1a和下方的转向轴部分1b，所述上方的转向轴部分和下方的转向轴部分能够彼此相对移动。方向盘2能够固定在上方的转向轴部分1a上。所述转向轴可转动地支承在转向轴支承单元3中，并且引入减速器4中（未详细示出），所述减速器安装在壳体5中。虚线示出的电动机6设置在另一壳体7中。电动机根据控制信号控制，并且提供相应的辅助力，以用于辅助司机在操纵方向盘2时的转向运动。为此，电动机的输出轴经由减速器4与转向轴1耦联。附图仅高度示意地图解示出电动机6和减速器4。在现有技术中已知这类传动装置，以至于在这里不必详细地深入研究。容纳在壳体5和7中的减速器4和电动机6共同构成伺服单元8。在伺服单元8的输出轴9上在力线中连接有转向系统的其他部分，特别是转向小齿轮，借助于所述转向小齿轮操纵齿条，所述齿条造成车轮的枢摆（在附图中未示出）。转向轴支承单元3被保持在具有侧腿101、102的滑座10中。所述滑座具有在其侧腿101或102中的长形孔103、104。所述侧腿被夹紧螺栓11贯穿，所述夹紧螺栓能够借助夹紧杠杆12转动。通过凸轮-凸轮从动件对，如其在现有技术中已知的，在转动夹紧螺栓11时，凸轮相对于凸轮从动件转动，以至于夹紧螺栓11轴向移动。在闭合位置上，压力板14压靠凸轮-凸轮从动件对，因此，两个侧腿101、102挤靠转向轴支承单元3的侧面。在附图中未示出的固定装置的打开位置上，凸轮-凸轮从动件对13相对彼此转动，使得压力板14不再挤靠侧腿101，并且从而转向轴支承单元能够相对于滑座10沿着在侧腿101或102中的长形孔103、104移动。

在已示出的实施例中，在转向轴支承单元3中构造有长形孔15，所述长形孔被夹紧螺栓贯穿并且以这种方式可实现转向轴支承单元3沿转向轴1的纵向方向移动。根据本发明的转向系统能够构造成不进行所述纵向调节。在转向轴支承单元3中不具有长形孔凹部15的解决方案是可设想且可行的。也能够使用不贯穿转向轴支承单元的分开的夹紧螺栓。

为了提供纵向可移动性（=转向轴在其纵向方向上的可移动性），转向轴1被分为两部分。其中，转向轴的上部1a支承在转向轴支承单元中，并且转向轴的下部1b与转向轴的上部抗扭地、但是在轴向方向上可移动地连接。转向轴的下部1b与减速器抗扭地连接。转向轴1的这种构造对于碰撞情况也是有利的。

为了将转向系统固定在机动车上而设有保持夹16。所述保持夹16包括底部区域30和在两侧上例如垂直于所述底部区域设置的侧颊板31。在侧颊板31中分别设置有导轨17，所述导轨通过连接板构成，并且沿水平方向在机动车中的安装位置中延伸（也参见附图11）。所述导轨沿移动方向32延伸，在设计转向系统时能够确定所述移动方向。导轨17与配合导向装置105、106接合，所述配合导向装置构造在侧腿101或102中。此外，在滑座的侧腿101、102中设有长形孔107，这些长形孔沿转向轴1的纵轴线的方向大致平行地延伸。在这种情况下要注意的是，转向轴的纵向方向在调节转向轴的倾斜度时改变，以至于在最有利的情况下，两个方向仅能够在唯一的调节位置上相一致。对于实施本发明也不强制使用于转向轴的可能的调节位置中的任一个的所述两个方向必须相一致。

保持夹16在其侧颊板31中具有长形孔18，所述长形孔与在滑座10的侧腿101、102中的长形孔107剪状地相交。所述长形孔107和18被枢转螺栓19贯穿，所述枢转螺栓固定在减速器4的壳体5上的容纳板20中的孔中。

在实施例中，保持夹16的导轨17以摩擦接合的方式夹紧配合导向装置105、106。在碰撞情况下，司机撞到方向盘2上，因此司机将他的能量传递到转向轴1上，并且由于在固定系统中的固定传递到滑座10上。在超过预先限定的力后，导轨17在配合导向装置105、106中的摩擦接合被克服，并且滑座10沿着在保持夹16中的导轨17沿移动方向32朝车辆前部运动。在此，上方的转向轴1a在下方的转向轴1b上移动，并且长形孔107朝向车辆前部移动。在图7和图8之间对比，这特别良好地图解示出，因为图7示出在碰撞前的情况，并且图8示出在碰撞后的情况。因为枢转螺栓19引入保持夹的长形孔18中并且引入滑座的长形孔107中，所以在已示出的实施例中，在该向前运动时，枢转螺栓19向上移动。相应地，伺服单元8向上沿方向40移动。因此，确保了在碰撞情况下保持机动车司机腿的自由性。

为了吸收能量，除了在导轨和配合导向装置之间的摩擦接合还设有弯曲断裂板20（图9和10）。弯曲断裂板具有一个（或者如在示例中所示出的多个）弯曲段21和连接在所述弯曲段上的端部段22和23。一个端部段22通过铆接或螺旋连接固定在保持夹16上。第二端部段23通过螺旋连接或铆接24与滑座10连接。在一个优选的实施方式中设有固定点25，所述固定点能够通过烟火开关（pyrotechnischen Schalter）以与载荷有关的方式控制、接通或切断，并且形成在板的端部段23与滑座10之间的连接。

图10示出替选的实施方式，所述替选的实施方式基本上类似于图9，但是，弯曲断裂板26通过弯折部27形状接合地进入保持夹16的槽28中，并且因此与保持夹形状接合地连接。以这种方式能够节约螺旋连接件。槽28能够以简单的方式在铸造操作时加入到构成保持夹16的铸件中。当弯折部27相应地构成为锐边时，那么可通过相应的切割操作确保无间隙的形状接合，而不会在铸件中需要耗费的切削加工。

为了提高转向系统的刚性，能够设有保持颊板33，所述保持颊板由滑座10的侧腿101、102容纳并且固定在壳体5上。平行于转向轴1的轴线延伸的保持颊板33优选基本上平坦地构成。转向轴支承单元3在两个保持颊板33之间容纳和引导，在示例中，附加的导向装置34构造在保持颊板33中。在保持颊板中的所述导向装置34接合到在转向轴支承单元上的导向装置36中，以便在相对于保持夹16纵向调节转向轴1时确保转向轴支承单元的良好的引导。为了显示出在纵向方向上的可调节性，在保持颊板33中设有被夹紧螺栓11贯穿的相应的长形孔35。以这种方式实现了整个组件的附加的加固。

在转向系统具有保持颊板33的情况下，所述保持颊板优选通过固定系统在闭合位置上连同滑座10的侧腿101、102一起挤靠转向轴支承单元3的侧面。所述保持颊板33相应地设置在侧腿101、102和转向轴支承单元3之间的力线中。

只要可应用或可实施，在不脱离本发明的范围的情况下，能够彼此间更换和/或组合不同的实施例的所有不同的各个特征。

Claims (7)

1.用于机动车的具有电动助力装置的转向系统，包括：

-转向轴支承单元（3），所述转向轴支承单元能够转动地支承转向轴并且在滑座（10）中引导，所述滑座能够与车辆车身连接，其中，所述转向轴支承单元（3）至少在相对于所述滑座（10）的倾斜度方面是能够调节的；

-电动机（6），所述电动机通过减速器（4）与转向轴（1）能转动地耦联，其中，所述减速器（4）由壳体（5）包围和支承；

-其中，所述壳体（5）具有用于构成枢转轴的机构，以便能够调节所述转向轴支承单元（3）的倾斜度；

-所述转向系统还包括用于将所述转向系统固定在所述机动车上的保持夹（16），并且所述保持夹（16）具有至少一个导轨（17），所述导轨与设置在所述滑座（10）上的至少一个配合导向装置（105、106）共同作用；

-其中，所述滑座（10）在克服能预设的释放力之后能够沿着所述导轨（17）移动，其特征在于，

-在所述滑座（10）沿着所述导轨（17）移动的情况下，所述枢转轴相对于所述保持夹（16）向上运动。

2.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，在所述滑座（10）中设有至少一个第一长形孔（107），并且在所述保持夹（16）中设有至少一个第二长形孔（18），其中，所述至少一个第一长形孔（107）和所述至少一个第二长形孔（18）被枢转螺栓（19）贯穿，所述枢转螺栓被用于构成所述枢转轴的机构保持，并且这些长形孔（107、18）相对于彼此以大于20°，优选大于60°的角度定向。

3.如上述权利要求中的一项或多项所述的转向系统，其特征在于，所述转向轴支承单元（3）能够沿所述转向轴（1）的纵向方向相对于所述滑座（10）调节。

4.如上述权利要求中的一项或多项所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统包括固定装置，所述固定装置能够在打开位置和闭合位置之间调节，其中，在所述打开位置上，所述转向轴支承单元（3）能够相对于所述滑座（10）移动，并且在所述闭合位置上借助于摩擦接合或形状接合以不能相对于所述滑座（10）移动的方式被保持。

5.如上述权利要求中的一项或多项所述的转向系统，其特征在于，在所述转向轴支承单元（3）的两侧上设有保持颊板（33），所述保持颊板固定在所述壳体（5）上并且与所述转向轴支承单元（3）的侧面接触，其中，所述保持颊板（33）具有长形孔（35），所述长形孔被夹紧螺栓（11）贯穿，并且所述保持颊板与所述滑座（10）和所述转向轴支承单元（3）以摩擦接合的方式连接。

6.如上述权利要求中的一项或多项所述的转向系统，其特征在于，设有用于吸收能量的机构，所述用于吸收能量的机构在所述滑座（10）相对于所述保持夹（16）移动的情况下吸收能量。

7.如权利要求6所述的转向系统，其特征在于，所述用于吸收能量的机构由弯曲带和/或弯曲断裂板（20、26）构成，其中，所述带或所述板（20、26）的一端固定在所述保持夹（16）上，所述带或所述板（20、26）的优选U形向后弯曲的另一端固定在所述滑座（10）上。

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