CN103079931A - 机动车的转向柱 - Google Patents

Abstract

一种机动车的转向柱（1），其中转向柱（1）具有外壳单元（2）和包围空腔的管状支承部件（4），其中转向轴（3）可转动地安置在外壳单元中，并且外壳单元（2）设置在支承部件（4）的空腔中，并且在转向柱（1）的至少一个工作状态中能够与纵轴线（5）平行地推移，转向轴（3）能够围绕该纵轴线转动，其中转向柱（1）具有至少一个楔形体（6）和至少一个弹性预张元件（7）作为无间隙调节装置，其中弹性预张元件（7）将楔形体（6）朝向外壳单元（2）按压，并且楔形体（6）设置在外壳单元（2）和支承部件（4）之间用于无间隙调节，其中楔形体（6）为了无间隙调节而分别以其一个楔形外表面（8）靠置在外壳单元（2）上，并且以其另外的楔形外表面（9）靠置在支承部件（4）上，其中转向柱（1）具有固定装置（10）用于将外壳单元（2）锁紧，并且固定装置（10）和无间隙调节装置相互分离。

Description

机动车的转向柱

本发明涉及一种机动车的转向柱，其中转向柱具有外壳单元和包围空腔的管状支承部件，其中转向轴可转动地安置在外壳单元中，并且外壳单元设置在支承部件的空腔中，并且在转向柱的至少一个工作状态中能够与纵轴线平行地推移，转向轴可以围绕该纵轴线转动，其中转向柱具有至少一个楔形体和至少一个弹性预张元件作为无间隙调节装置（Spielfreistellungseinrichtung），其中弹性预张元件将楔形体朝向外壳单元按压，并且楔形体设置在外壳单元和支承部件之间用于无间隙调节，其中楔形体为了无间隙调节而分别以其一个楔形外表面靠置在外壳单元上，并且以其另外的楔形外表面靠置在支承部件上。

所述类型的转向柱是所谓可调节转向柱的一种特别的构型。其能够实现通过将外壳单元相对于支承单元推移来将转向轮的位置与机动车的驾驶员匹配。此外，外壳单元的可推移性必要时也可以在碰撞情况下用于使得转向轮在驾驶员撞击时或者撞击前被推移，以便减小或者避免对驾驶员的伤害。为了使得外壳单元连同转向轴以及其上安装的转向轮虽然能够以所述的方式和方法来推移，然而仍然并不发出吱嘎声，在现有技术中已经公开了用于这种转向柱的不同类型的无间隙调节装置，其要将在与推移方向正交的方向上在外壳单元和支承部件之间的间隙尽可能减小到零。这些无间隙调节装置由此用于将外壳单元无间隙地在支承部件中引导。

US5,199,319公开了一种转向柱，在那里用于无间隙调节的楔形体可推移地位于固定装置的螺栓上，借助该固定装置可以将外壳单元夹紧在支承部件以及支架单元上，以便进行固定。由此，涉及一种解决方案，其中无间隙调节装置集成到转向柱的固定装置中，其中固定装置用于在打开状态中允许外壳单元相对于支承部件的推移，并且在闭合状态中将外壳单元在其位置中固定。为了固定外壳单元，在转动张紧把手时外壳单元通过使用楔形体而与支架单元张紧。同时，支承单元与支架单元张紧。

从EP1905665A2中公开了这种类型的转向柱，其中无间隙调节同样由固定装置来实现。

在US5,199,319和EP1905665A2中实现的将无间隙调节装置集成到固定装置中用于卡锁外壳单元具有的缺点是，附加的元件降低了固定装置的刚性和夹紧力。为了在固定装置的打开状态中表现出限定的推移力以及表现出外壳管与支架单元以及支承部件与支架单元的同时的张紧，固定装置的开口行程针对楔形体的大小以及针对在固定装置中的弹簧和其他参数的精确协调是必须的。固定装置的设计相应地针对固定以及针对间隙自由度（Spielfreiheit）来考虑。此外，附加的部件提高了固定装置的复杂性并且由此增大了固定装置的安装开销。

本发明的任务是，改进这种转向柱，使得减少现有技术的所提及的至少一些问题。

根据本发明，这通过根据权利要求1所述的转向柱来实现。

由此设计的是，转向柱具有固定装置用于将外壳单元锁紧，并且固定装置和无间隙调节装置相互分离。

通过所述措施，得到有效作用的无间隙调节装置，其在其构造中非常简单，然而可靠并且与必要时存在的固定装置无关地用于锁紧外壳单元。在根据本发明的转向柱情况下，由此可能的是，将那里设置的无间隙调节装置与现有技术中已知的任意的固定装置组合。可以涉及马达驱动的或者可手动操作的固定装置。它们可以基于摩擦配合和/或形状配合。其可以是任意地成形的夹紧系统。术语“分离”在该上下文中可以理解为，其是一种转向柱，其中无间隙调节装置并不像总是构建的那样集成到固定装置中。对应于优选的实施形式，楔形体设置在固定装置的元件相互之间的直接力流之外或者设置在外壳单元或者支架单元和固定装置的元件之间。于是，没有用于锁紧外壳单元的力借助固定装置传递到楔形体上。

无间隙调节优选在与纵轴线或者推移方向正交的至少一个方向上进行。纵轴线是一种可能假想的轴线，转向轴围绕该轴线可转动地安置在外壳单元中。

本发明的优选的扩展方案设计了，楔形体为了无间隙调节而直接设置在外壳单元和支承部件之间。在该扩展形式中，其由此直接地作用到外壳单元上以及作用到支承部件上。在该情况中特别有利的是，楔形体为了无间隙调节而分别以其一个楔形外表面靠置在外壳单元上，并且以其另外的楔形外表面靠置在支承部件上。

通过该优选的实施形式，弹性预张元件并不在支承部件和外壳单元之间的直接的力流中。由此可能的是，借助弹性预张元件的小的弹性力在打开的固定装置情况下满足关于无间隙调节或者间隙自由度方面的所希望的要求，并且同时满足良好的可推移性。通过楔形体放大了预张元件的弹性力。这种无间隙调节装置相比于现有技术也对于老化现象明显不那么易受影响。

根据本发明的转向柱是所谓的可调节转向柱，其中外壳单元连同转向轴在转向柱的至少一个工作状态中可以至少与纵轴线平行地推移，其中转向轴能够围绕所述纵轴线转动。附加地，在根据本发明的转向柱中也可以如已知的那样实现高度调节，其中外壳单元必要时与支承部件一同也可以相对于要车身固定地安装的支架单元枢转或者在其他方面可调节。在该情况中，支承部件是在转向柱的至少一个工作状态中可枢转地安装在支架单元上的中间件。然而也可以设置为使得支承部件本身是支架单元，用于将转向柱固定在机动车上。此外也可能的是，支承部件例如通过焊接而直接固定在机动车的车身上。

本发明的优选的扩展形式设计了，支承部件具有至少局部圆柱壳体形的、包围空腔的内轮廓，并且外壳单元的至少局部圆柱壳体形的外轮廓被支承部件的内轮廓包围。用于无间隙调节的楔形体和/或弹性预张元件例如可以设置在支承部件的优选向外敞开的容纳开口中。在该区域中于是例如可以存在支承部件的内轮廓和/或外壳单元的外轮廓中的与圆柱壳体形状的偏差。

弹性预张元件和楔形体可以一件式地实施，即实施为集成的部件，也可以多件式地实施，即实施为分离的、只是相互有效连接的部分。弹性预张元件例如可以是弹簧，优选是弯曲的板式弹簧。

本发明的优选的扩展形式设计了，在支承部件和外壳单元之间设置有至少两个楔形体。它们可以相互镜像对称地布置。可能的是，针对这些楔形体的每个都设置有专用的弹性预张元件用于预张紧。然而在简单结构的意义中优选的是，至少两个楔形体被相同的弹性预张元件预先张紧。

在本发明的一个特别优选的实施形式中，设置有四个楔形体，其中两个楔形体分别设置在沿着转向轴的纵轴线的第一位置上，并且两个楔形体分别设置在沿着转向轴的纵轴线的、与第一位置间隔的第二位置上。通过这种方式，在支承部件中的外壳单元保持无间隙，并且尤其是可以容易地推移，而并不出现歪斜或者卡住。通过楔形体的弹性加载（Anfederung），在四个点中的连接并不一致，并且可以良好地补偿公差波动。带有楔形体的优选的实施形式（所述楔形体尤其是在功能上和结构上与固定装置分离地布置）保证了简单的结构以及相互分离的如下功能的独立可调节性：间隙自由度和固定力或者固定。

有利的是，所述楔形体的至少之一、最好是所有设置的楔形体都可以从外部穿过支承部件中的开口引导，并且借助弹性的预张元件通过外部安装的保持装置（其优选构建为夹子）朝着外壳单元的方向上预张紧地布置。这种夹子在最简单的情况中由塑料构成。由于楔形形状，小的弹性力或者预张力是足够的，并且相应地仅仅需要在夹子中的小的保持力，这极大简化了安装。

弹性预张元件或者弹簧尤其是可以为螺旋压力弹簧、盘形弹簧、弹性板条或者弹性弯曲的金属丝。优选的是弹簧由弹性板条构成的构型（板式弹簧），其具有两个脚和中间的弯曲区域用于连接两个脚。所述脚以相对于彼此大约20°至60°的角度弯曲。弯曲区域保持在夹子中的凹处或者凹陷中，并且两个脚分别将楔形体朝着外壳单元的方向预张紧。有利的是，在支承部件中构建有引导装置，楔形体在其中引导，其中也可以设置附加的润滑室，以便防止楔形体的歪斜。

本发明的优选扩展形式的其他特征和细节借助示例性选择的以及附图中所示的实施例来阐述。其中：

图1和图2从不同方向示出了根据本发明构建的转向柱的透视图；

图3示出了在平行于弹性预张元件的作用方向上设置的截平面中所见的截面；

图4示出了在该实施例中使用的楔形体的细节视图；

图5示出了针对该根据本发明的实施例的分解图；以及

图6示出了在平行于弹性预张元件的作用方向上设置的截平面中所见的通过本发明的可替选的实施形式的截面。

在附图中，作用相同或者相似的元件设置有相同的附图标记。

在图1中示出了至少大致在如下状态中的转向柱1的根据本发明的实施例：在该状态中该转向柱1也可以安装在机动车中。为了将转向柱1固定在车辆中，设置有支架单元11。其具有固定接片18，借助这些固定接片可以将转向柱1固定在车辆的车身上。在该实施例中，在该支架单元上可围绕枢转轴线21枢转地设置有中间件12，其在该实施例中形成支承部件4。当这里仅仅示意性示出的固定装置10在其打开状态中时，通过中间部件或者支承部件4、12相对于支架单元11的枢转，如已知的那样，高度调节是可能的。在该打开状态中，外壳单元2并且由此转向轴3在平行于纵轴线5的方向上相对于支承部件或者中间部件4、12的推移是可能的，并且由此转向柱1的长度调节是可能的。转向轴3可围绕纵轴线5转动地安置在外壳单元2中。在转向轮连接部17上可以将这里未示出的转向轮安装在转向轴3上。如果如已知的那样将固定装置10置于其闭合状态中，则支承部件4、外壳单元2以及由此还有转向轴3至少在机动车的正常运行中相对于支架单元11并且由此也相对于车辆固定在其位置中。于是，至少在不考虑碰撞的情况下，在平行于纵轴线5的纵向方向上以及在与其正交的高度方向上都不可能调节。其中外壳单元2在平行于纵轴线5的方向上相对于支承部件可推移的工作状态由此例如可以通过如下方式实现：其中将固定装置10如已知的那样置于其打开状态中。固定装置10可以用马达方式也可以如这里所表明的那样借助可手动枢转的把手22在打开状态和闭合状态之间调节。

在图2中示出了在翻转后的状态中图1中的转向柱1，使得看见支承部件4的下侧。在那里也可以看到容纳开口16，其中分别设置有弹性预张元件7以及分别设置有两个楔形体6，如尤其是可以清楚地从接下来绘出的图3和图6中看出的那样。在任何情况下还要理解的是，如借助该实施例所阐述的那样，借助楔形体6和弹性预张元件7构建的无间隙调节装置并不集成到固定装置10中，而是与其分离地构建。为此同样设置的是，楔形体6为了无间隙调节而设置在外壳单元2与支承部件4之间，如可以特别清楚地在图3和图6中看到的那样。

图3示出了横截面，其中截平面平行于弹性预张元件7的作用方向设置。在图3中选择的截平面由此也与纵轴线5正交，转向轴3可围绕纵轴线转动。在图3中特别清楚地看到的是，外壳单元2设置在支承部件4的相应的空腔中。支承部件4可以如这里所示的那样由单个部件、尤其是浇注件构成。然而可以想到并且可能的是，支承部件4由两个或者更多个部分壳体给出。这种两件式可以沿着图5中示出的截平面构建。在任何情况下设置的是，楔形体6为了无间隙调节而设置在外壳单元2和支承部件4之间。在所示的优选扩展形式中，其以其一个楔形外表面8靠置在外壳单元2上并且以其另外的楔形外表面9靠置在支承部件4上。以弯曲的板式弹簧形式构建的弹性预张元件7分别在作用方向13上压向楔形体6之一的与最小角14背离的侧15。楔形体6由此在该方向中被按压，由此实现所希望的无间隙调节。在图4中所示的最小角14由此有利地与弹性预张元件7背离地设置，其中楔形体6的也被削平的所谓尖端指向所述最小角的方向。楔形体6的、弹性预张元件7按压到其上的侧15分别与最小角14对置。楔形外表面8和9将该最小角14相互闭合，其中楔形体6分别借助所述楔形外表面靠置在外壳单元2或者支承部件4上。靠置在外壳单元2上的楔形外表面8在其形状中与外壳单元2的轮廓的、楔形外表面靠置在其上的区域匹配。在所示的实施例中，此外楔形外表面9也在其形状中与支承部件4的轮廓的、楔形外表面靠置在其上的区域匹配。在此可以想到并且可能的是，如在例子中所示的那样，在支承部件4中构建引导装置27，其中引导楔形体6（参见图5）。

在图4中再次示出了楔形体6，以便更好地示出侧15以及楔形外表面8和9以及最小角14。最小角14在此是楔形体的所有分别相邻的外侧（在此即侧15和楔形外表面8和9以及与侧15对置的侧）之间可以测量的所有角中的最小角。如在该实施例中那样，即使楔形体6并不具有精确的尖端，则最小角14是如下的角：楔形外表面8和9在该角上向尖端延伸。

图5又示出了支承部件4以及外壳单元2以及其中可转动地安置的转向轴3的分解图。在此可以特别清楚地看到的是，支承部件4为了容纳外壳单元2具有空腔，该空腔由支承部件4的圆柱壳体形的内轮廓19形成边界。外壳单元2具有同样圆柱壳体形的外轮廓20，其借助该外轮廓安置在支承部件4中。楔形体6以及这里构建为弯曲的板式弹簧的弹性预张元件7安置在支承部件4中的从外部可到达的容纳开口16中。在该例子中，支承部件4沿着阴影面被切开。可能的并且可想到的是，支承部件由分离的部件来形成，其在该平面上相互连接。

图6示出了本发明的一个可替选的实施形式。不同于对应于图3的实施形式，楔形体6借助夹子25来固定和预张紧，其中夹子25在安装之后在本发明的意义中可以理解为支承部件4的组成部分。构建为板式弹簧的弹性预张元件7支撑在夹子25的凹处26中。为了安装，有利地将楔形体6从外部通过支承部件4中的开口28引导，并且插入引导装置27中。弹簧7被单独地插入夹子25的凹处26中。夹子从外部以其卡锁元件24推移到卡锁突出部23上并且锁紧（在图6中极为示意性地示出），由此弹簧7将楔形体朝着外壳单元的方向预张紧。这种夹子25在最简单的情况中由塑料构成。由于楔形，小的弹力是足够的，并且相应地在夹子中仅仅需要小的保持力，这极大简化了安装。

可替选地，可以想到并且可能的是，楔形体6借助螺栓或者杆通过弹性元件（例如弹簧）中间连接来预张紧。由此，在安装时可以调节在外壳单元2和支承部件4之间的间隙或者推移力。

对应于所述实施例，楔形体6譬如设置在与纵轴线5平行走向的平面中，此外可能并且可以想到的是，将楔形体6的组设置在不同的平面上，尤其是在关于转向轴的纵轴线5相互对置地布置的两个平面上。相应地，尤其是可以设置四个、六个或者八个楔形体6。

楔形体6可以由烧结材料构成，其孔优选用润滑材料填充或者浸润。此外可以想到并且可能的是，楔形体6由塑料例如PTFE或者POM来构建。其他已知的材料也可以使用。楔形体的表面可以设置有减小摩擦的涂层，例如设置有润滑油。

附图标记表

1  转向柱

2  外壳单元

3  转向轴

4  支承部件

5  纵轴线

6  楔形体

7  弹性预张元件

8  楔形外表面

9  楔形外表面

10 固定装置

11 支架单元

12 中间部件

13 作用方向

14 最小角

15 侧面

16 容纳开口

17 转向轮连接部

18 固定接片

19 内轮廓

20 外轮廓

21 枢转轴线

22 把手

23 卡锁突出部

24 卡锁元件

25 夹子

26 凹处

27 引导装置

28 开口

Claims (8)

1.一种机动车的转向柱（1），其中转向柱（1）具有外壳单元（2）和包围空腔的管状支承部件（4），其中转向轴（3）可转动地安置在外壳单元中，并且外壳单元（2）设置在支承部件（4）的空腔中，并且在转向柱（1）的至少一个工作状态中能够与纵轴线（5）平行地推移，转向轴（3）能够围绕该纵轴线转动，其中转向柱（1）具有至少一个楔形体（6）和至少一个弹性预张元件（7）作为无间隙调节装置，其中弹性预张元件（7）将楔形体（6）朝向外壳单元（2）按压，并且楔形体（6）设置在外壳单元（2）和支承部件（4）之间用于无间隙调节，其中楔形体（6）为了无间隙调节而分别以其一个楔形外表面（8）靠置在外壳单元（2）上，并且以其另外的楔形外表面（9）靠置在支承部件（4）上，其特征在于，转向柱（1）具有固定装置（10）用于将外壳单元（2）锁紧，并且固定装置（10）和无间隙调节装置相互分离。

2.根据权利要求1所述的转向柱（1），其特征在于，支承部件（4）具有至少局部圆柱壳体形的、包围空腔的内轮廓（19），并且外壳单元（2）的至少局部圆柱壳体形的外轮廓（20）被支承部件（4）的内轮廓（19）包围，和/或支承部件（4）是用于将转向柱（1）固定在机动车上的支架单元（11）或者在转向柱（1）的至少一个工作状态中能够枢转地安装在支架单元（11）上的中间部件（12）。

3.根据权利要求1或2所述的转向柱（1），其特征在于，在平行于弹性预张元件（7）的作用方向（13）设置的截平面中看，楔形体（6）的两个楔形外表面（8，9）成最小角（14），并且所述最小角（14）背离弹性预张元件（7）地设置。

4.根据权利要求1至3之一所述的转向柱（1），其特征在于，在平行于弹性预张元件（7）的作用方向（13）设置的截平面中看，楔形体（6）的两个楔形外表面（8，9）成最小角（14），并且弹性预张元件（7）按压到楔形体（6）的与所述最小角（14）对置的侧（15）上。

5.根据权利要求1至4之一所述的转向柱（1），其特征在于，在平行于弹性预张元件（7）的作用方向（13）设置的截平面中看，楔形体（6）的两个楔形外表面（8，9）成最小角（14），并且所述楔形外表面之一（9）靠置在支承部件（4）上，而楔形外表面的另一个（8）靠置在外壳单元（2）上。

6.根据权利要求5所述的转向柱（1），其特征在于，靠置在支承部件（4）上的楔形外表面（9）在其形状中与支承部件（4）的轮廓的、楔形外表面靠置在其上的区域匹配，和/或靠置在外壳单元（2）上的楔形外表面（8）在其形状中与外壳单元（2）的轮廓的、楔形外表面靠置在其上的区域匹配。

7.根据权利要求1至6之一所述的转向柱（1），其特征在于，在支承部件（4）和外壳单元（2）之间设置有优选相互镜像对称的至少两个楔形体（6），所述楔形体被至少一个优选相同的弹性预张元件（7）预张紧。

8.根据权利要求1至7之一所述的转向柱（1），其特征在于，弹性预张元件（7）构建为弹簧，优选构建为弯曲的板式弹簧，和/或弹性预张元件（7）设置在支承部件（4）的向外敞开的容纳开口（16）中。

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