CN103209879B - 可调节高度的安全转向柱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节高度的安全转向柱装置，其具有固定于车辆上的托架（2），在所述托架中可摆动地安置有外部套管（1），所述外部套管包围具有万向节的转向轴（3）且还包围内部套管，所述内部套管围绕着所述转向轴（3）的可伸缩的方向盘侧的部段。外部套管（1）与固定于车辆上的托架（2）的可摆动连接借助两个铆钉连接来实施，其中所述两个铆钉连接沿直径相对地设置在套管（1）的周面上并且形成了与转向轴（3）的万向节轴线相一致的旋转轴线（D-D），其中对于通过两个铆钉（4）构成的连接中的每一个而言，固定于车辆上的托架（2）具有穿通孔（5），所述穿通孔一直通到外部套管（1）的穿通孔（6）中，其中铆钉墩头（4’）分别贴靠在套管侧。

Description

可调节高度的安全转向柱装置

技术领域

本发明涉及一种可调节高度的安全转向柱装置。

背景技术

在已知的可调节高度的安全转向柱装置中，其具有固定于车辆上的托架，能够将套管可摆动地安置在该托架上。在该套管中安置有具有万向节的转向轴，并且通常安置有内部套管，该内部套管具有可伸缩的方向盘侧的转向轴部段。对于可调节高度的安全转向柱装置来说，包括可摆动地安置在托架上的套管的调节系统必须借助旋转轴进行安置。在转向柱与托架——该托架构成摆动轴并且与车辆结构相连——组装期间，可以产生必须进行补偿的定位公差，以坚硬且无间隙地构成连接，并由此构成可靠的连接。

为了实现所述两个部件彼此间的精确定位（具有尽可能小的间隙），必须以细小的公差来制造装配区域中的待装配的部件（托架和套管），这由于需要以浇注工艺来进行制造，所以成本是极高的，并且需要对部件进行精加工。迄今为止几乎不能补偿间隙。

由DE102009052375A1已知一种用于转向柱支撑的定位装置，其用来对轴元件进行无间隙地固定，该轴元件可绕着一个元件摆动。围绕着该轴元件可通过以下方式摆动地安置有一个元件，即该元件与轴套连接，轴元件穿过该轴套。支撑部段中的凹陷部分是深孔，其高度和宽度大于轴元件的直径，以使该轴元件定位在垂直于该轴元件的平面中。该轴元件可以是其上安置有可分叉的夹紧元件的螺纹螺栓，该夹紧元件与深孔的内壁相啮合。在为所述元件而设置的摆动轴的螺栓在支撑部段的深孔中至少得以部分地定位之后，装置通过与深孔内壁夹紧的叉开的夹紧元件达成该定位装置的无间隙的固定。通过所使用的加紧元件，使得需进行支撑的部件（摆动元件以及支撑部段）在装配区域中能够以具有浇注公差的方式进行制造，并且不再需要进行精加工。

DE102004020048A1也公开了一种用于机动车辆的安全转向柱，其由可伸缩的转向轴构成并可旋转地安置在套管中，该转向轴具有靠近方向盘的上主轴部件以及远离方向盘的下主轴部件。套管以多部件且可伸缩的方式设置。管部件安置在固定于车辆上的托架上，其中没有进一步说明固定方式。

由DE29501552.7已知另一种用于机动车辆的转向柱固定方式，其具有作为安全元件的变形件。该变形件设置在转向托架和转向柱套管之间，该转向柱套管被转向柱穿透。该变形件可以例如借助铆钉固定在转向托架的支脚（Schenkel）上。这里所公开的转向装置既不能调节高度也不能伸缩。

EP1445169A1涉及一种转向柱，其具有高度和长度调节装置，并且在固定于车辆上的托架上具有滑动式摆动装置。该滑动式摆动装置具有用于固定转向柱管的壳体以及保持在滑动衬套中的铆钉，该铆钉从外部引入到壳体中并且在此固定，从而该壳体与托架借助衬套可滑动地连接。EP1561669A1以同样方式说明了一种可调节高度和长度的转向柱，在这种转向柱中包围着转向轴的套管借助两个折页销可摆动地安装在固定于车辆上的托架上。DE102008062634A1以类似的方式提出了一种转向柱，其连同转向柱托架一起可摆动地连接在横向支撑托架上。该可摆动性来源于横向支撑托架的端部上的铆钉衬套连接，其中横向支撑托架的两个横向于转向柱纵向方向间隔开来的轴承夹板（Lagerbacken）通过该连接而被固定在转向柱的两个轴承夹板上。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的在于，提出一种可调节高度的安全转向柱装置，借此为了实现转向柱的高刚度和固有频率，旋转轴一方面得到了尽可能牢固地连接，另一方面在装配简单易行的同时还获得了适宜的可调节性。而且，固定于车辆上的托架与套管之间的装配公差也应可以得到补偿。为此该解决方案应能简单、价格低廉且可靠地实现。

该目的通过具有权利要求1特征的可调节高度的安全转向柱装置来实现。

所述装置的改进方案在属权利要求中阐明。

所述可调节高度的安全转向柱装置的第一实施例具有固定于车辆上的托架，在该托架中可摆动地安置有外部套管，该外部套管包围具有万向节的转向轴并且还包围内部套管，该内部套管围绕着所述转向轴的可伸缩的方向盘侧的部段。外部套管与固定于车辆上的托架的可摆动的连接借助两个铆钉连接来实施，所述铆钉连接沿直径相对地设置在套管的周面上并且形成一旋转轴线，该旋转轴线与转向轴的万向节轴线一致，以防止在转向轴中的运动学上的偏移。

对于通过两个铆钉构成的连接中的每一个而言，固定于车辆上的托架都具有一个穿通孔，该穿通孔一直通到外部套管的相应穿通孔中。铆钉头分别贴靠在套管侧。这里，通过铆钉连接所获得的旋转轴线有利地构造成，使得在固定于车辆上的托架与外部套管之间的装配公差可以得到补偿。

这里，具有铆钉头和铆钉杆的铆钉被配置成，使得在铆钉连接闭合时产生的铆钉墩头在套管侧产生或闭合，这对于装配而言是有利的。

为了容纳铆钉头，固定于车辆上的托架的穿通孔有利地至少在其背离套管的一侧上具有倒角/坡口或埋头孔，其构造成与铆钉头的形状相对应。此外，外部套管的穿通孔还可以在其背离固定于车辆上的托架的一侧上具有倒角或埋头孔，以使铆钉墩头至少以其与铆钉杆的过渡部段容纳在其中。

就铆钉而言，可以采用已知的工业化制造的铆钉，如半空心铆钉、埋头铆钉、梳状铆钉（Krempelnieten）、压铆铆钉、斜轴铆钉（Taumelnieten）或其他适合的简单铆钉。

有利地，在通过套管侧的穿通孔和托架侧的穿通孔共同构成的穿通孔中安置衬套。如果该衬套至少延伸到所述穿通孔的形成在外部套管中部段中以避免铆钉-浇铸件连接的摩擦，则这是有利的；然而，该衬套也可以延伸到固定于车辆上的托架的穿通孔的相邻部段中。这种衬套可以有利地由塑料制成；其至少围绕着铆钉的杆。

为了优化装配，衬套在铆钉墩头侧构成有凸缘状的边缘。该边缘进一步可以至少部分地容纳在所述埋头孔或倒角中。

在另一实施例中，固定于车辆上的托架中的穿通孔在其指向外部套管的一侧上也具有倒角或埋头孔；该倒角或埋头孔与衬套的延伸到固定于车辆上的托架的穿通孔中的部段相对应，所述衬套具有与构成的穿通孔形状相应互补的形状。

衬套可以具有圆锥形的外部轮廓，从而两个彼此相邻的穿通孔在概观上同样构成互补的锥面。

在铆钉的特殊的实施例中，该铆钉具有圆柱形铆钉杆，该铆钉杆具有外部的圆周的台阶。那么，铆钉的配置逻辑上讲是这样的，即铆钉的直径较大的部段放置在同样具有较大直径的托架的穿通孔中，同时直径较小的部段放置在相应具有较小直径的套管的穿通孔中，这是因为具有未闭合墩头的铆钉首先插入托架的穿通孔中。具有轴向轴肩的铆钉连接有利地作为挡块用于所规定的间隙的挡块，该间隙应保持在套管和托架之间并且因此有益于公差补偿。

因此，该铆钉连接对于通过浇注制造出的自身要求甚多的套管部件和托架部件加以连接是尤其有利的，其中经常需要对所谓由制造引起的公差进行补偿。

由此，根据本发明的可调节高度的安全转向柱装置使得转向柱能够具有尤其高的刚度和固有频率，这可改善转向系统的安全性。这些优点通过铆钉连接的形锁合的轴向和径向的间隙补偿得以实现。此外，所述铆钉连接还允许简单的装配，并且其在制造方面是价格低廉的。

附图说明

这些以及其它优点通过以下描述并参照附图进行阐述。

参照在该说明中的附图来帮助描述，并且更容易地理解内容。基本上相同或相似的内容或内容部分可标有相同的参考标记。这些附图只是本发明的实施例的示例性描述。

其中：

图1根据本发明的可调节高度的安全转向柱装置的一部分的透视侧视图；

图2按本发明的铆钉连接的侧面剖视图；

图3另一铆钉连接的侧面剖视图；

图4另一铆钉连接的侧面剖视图；

图5另一铆钉连接的侧面剖视图；

图6另一铆钉连接的侧面剖视图。

具体实施方式

根据本发明的装置涉及一种可调节高度的安全转向柱装置，如图1中部分示出的一样。图中示出了固定于车辆上的托架2，其中可摆动地安置有外部套管1。该套管包括具有万向节的转向轴3且还包括内部套管，该内部套管围绕着转向轴的可伸缩的方向盘侧的部段。

外部套管1与固定于车辆上的托架2的可摆动连接借助两个铆钉连接来实施；图1中仅示出了铆钉连接中使用了铆钉4的一个。所述两个铆钉连接沿直径相对地设置在套管1的圆周上，并且构成了与转向轴3的万向节轴线相一致的旋转轴线D-D。

如图2至图6中所示，对于每个通过两个铆钉4所构成的连接而言，固定于车辆上2的托架都具有穿通孔5，其与套管1的穿通孔6相邻接，通过这一方法可以实现上文所述。如图2至图6中皆所示，铆钉头4’’定位在托架侧，而铆钉墩头4’形成在套管侧。

为了容纳铆钉头4’’，穿通孔5可以具有倒角5’，如图2中所示。如果铆钉头4’’具有圆锥形形状（见图3），则该铆钉头不一定容纳在托架2的穿通孔5中，而是可贴靠在其上。根据所选择的闭合工具，铆钉墩头4’也同样可以是圆锥形的（见图3），或者其可以构成为圆拱形（见图2、图4及图5）。也可以生产平头的铆钉墩头4’，见图6。

有利地，外部套管1的穿通孔6可以在其背离固定于车辆上的托架2的一侧上具有倒角6’（例如图2中所示），或者其也可以具有埋头孔。图4中示出了这样的埋头孔2’。通过倒角6’、5’，可在铆钉4的变形过程中达成轴向和径向的间隙补偿，所述倒角在托架2的孔洞拱腹中以及在套管2中大致构成锥面。由此，转向柱装置获得了更高的刚性和固有频率。

有利地，穿通孔5、6至少在套管侧设置有衬套7，以减少摩擦。为此，可以使用改善滑动摩擦的塑料衬套，这对于牢固的连接或铆钉-浇铸件连接的过大磨损而言恰恰是有利的。

不同形状的衬套7如图3至图6中所示：图5中所示的衬套7要求，托架2的穿通孔5在套管侧同样具有倒角。如此提供的倒角8对穿通孔6’的圆锥形状进行补充从而形成整体圆锥形的穿通孔，在该穿通孔中可以安置有对应形状的衬套7。

与上述相反，图4中部分透视图中所示的衬套7是圆柱形的，但在铆钉墩头侧具有凸缘7’，该凸缘用于优化定位并且容纳在套管的埋头孔6’’中。对此，形成有铆钉4的铆钉墩头4’，用于注塑连接的牢固定位。

图3中所示的衬套7还在套管侧具有凸缘7’，但该凸缘的形状是锥形的并且因此与位于套管的穿通孔6前端的倒角6’相一致。

如果希望建立套管1和托架2的规定位置，则具有轴肩的适当成形的铆钉4在进行所期望的定位时是十分有利的。图6中示出了对此十分适合的铆钉形状。这里，铆钉4具有圆柱形铆钉杆，然而该铆钉杆在其周面上具有台阶9。在设置这种铆钉4时，铆钉杆的具有较小直径的部段放置在套管1的穿通孔6中，而具有较大直径的部段放置在托架2的穿通孔5中，这是因为铆钉4首先插入托架的穿通孔中。

这样，通过根据本发明的装置实现了一种可调节高度的安全转向柱装置，其通过由形锁合的轴向和径向间隙补偿而具有高的固有频率和刚度，该间隙补偿由根据本发明的铆钉连接所提供。该铆钉连接可简单且成本低廉地制成，并且具有由制造引起的装配公差的压铸件能以合适的方式彼此相连。

Claims (12)

1.一种可调节高度的安全转向柱装置，其具有固定于车辆上的托架(2)，在所述托架中可摆动地安置有外部套管(1)，所述外部套管包围具有万向节的转向轴(3)且还包围内部套管，所述内部套管围绕着所述转向轴(3)的可伸缩的方向盘侧的部段，其特征在于，所述外部套管(1)与所述固定于车辆上的托架(2)的可摆动连接借助两个铆钉连接来实施，其中所述两个铆钉连接沿直径相对地设置在所述外部套管(1)的周面上并且形成了与所述转向轴(3)的万向节轴线相一致的且防止了所述转向轴中的运动学上的偏移的旋转轴线(D-D)，其中对于通过两个铆钉(4)构成的连接中的每一个而言，所述固定于车辆上的托架(2)具有穿通孔(5)，所述穿通孔一直通到所述外部套管(1)的相应穿通孔(6)中，其中铆钉墩头(4’)分别贴靠在套管侧。

2.按权利要求1所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述固定于车辆上的托架(2)的穿通孔(5)至少在其背离所述外部套管(1)的一侧上具有用以容纳铆钉头(4”)的第一倒角(5’)或第一埋头孔(5”)，并且所述外部套管(1)的穿通孔(6)在其背离所述固定于车辆上的托架(2)的一侧上具有用以至少部分地容纳所述铆钉墩头(4’)的第二倒角(6’)或第二埋头孔(6”)。

3.按权利要求1或2所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述铆钉(4)为半空心铆钉、埋头铆钉、梳状铆钉、压铆铆钉、斜轴铆钉或其他适合的简单铆钉(4)。

4.按权利要求2所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，至少在所述外部套管(1)的穿通孔(6)中，或者在所述外部套管(1)的穿通孔(6)中以及在所述固定于车辆上的托架(2)的穿通孔(5)的至少一个与所述外部套管(1)的穿通孔(6)相邻的部段中，安置有衬套(7)，并且该衬套围绕着所述铆钉(4)的铆钉杆。

5.按权利要求4所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述衬套(7)为塑料衬套(7)。

6.按权利要求4所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述衬套(7)在铆钉墩头侧构成有凸缘状的边缘(7’)，其中所述凸缘状的边缘至少部分地容纳在第二埋头孔(6”)中。

7.按权利要求4所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述固定于车辆上的托架(2)的穿通孔(5)在其面向所述外部套管(1)的一侧上具有第三倒角(8)或第三埋头孔(8)，并且所述衬套(7)的延伸到所述固定于车辆上的托架(2)的穿通孔(5)中的部段具有与所述第三倒角(8)或第三埋头孔(8)互补的形状。

8.按权利要求7所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述衬套(7)具有圆锥形的外部轮廓，并且彼此相邻的所述固定于车辆上的托架(2)的穿通孔(5)和所述外部套管(1)的穿通孔(6)提供了互补的锥面用以容纳所述衬套(7)。

9.按权利要求1或2所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述铆钉(4)在其周面上具有台阶(9)，其中铆钉杆的直径较大的部段与所述外部套管(1)的穿通孔(6)的直径相对应且直径较小的部段与所述托架(2)的穿通孔(5)的直径相对应。

10.按权利要求9所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述铆钉(4)为具有圆柱形铆钉杆的铆钉(4)。

11.按权利要求1或2所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述外部套管(1)和所述固定于车辆上的托架(2)是铸造部件。

12.按权利要求11所述的可调节高度的安全转向柱装置，其特征在于，所述铸造部件为压铸部件。