CN103569186A - 一种汽车转向管柱的压溃装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车转向管柱的压溃装置，属于机械技术领域。它解决了现有技术中的转向柱结构复杂、碰撞后维修麻烦等技术问题。汽车包括转向管柱和前横梁，本装置包括固定板和安装支架，固定板固定在前横梁上，安装支架和转向管柱相固连，固定板上开设有沿转向管柱轴线方向的滑槽，安装支架滑动连接在滑槽上，固定板和安装支架之间设有可折断的定位销，定位销的内外两端分别和安装支架及固定板相固定，定位销沿转向管柱的径向设置，固定板上设有呈拱形的具有弹性的吸能块，吸能块的内端固定在固定板上，该吸能块的外端和安装支架相固定，且该吸能块的作用力方向和安装支架的滑动方向相一致。本发明具有保护效果好、反应速度快等优点。

Description

一种汽车转向管柱的压溃装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种汽车转向管柱的压溃装置。

背景技术

随着经济的发展，汽车为人们的日常生活生活提供了极大的便利。但同时，汽车在使用中由于操作不当而造成许多车辆交通事故，特别是车辆发生下面碰撞时，汽车的转向管柱会对驾驶员胸部造成严重伤害。为了避免这类风险的发生，人们设计出多种类型的吸能式转向管柱系统。

如专利（CN102874298A）所公开的一种吸能转向管柱，包括上轴总成和下轴总成；其中上轴总成包括一上轴套管和将上轴套管固定在车架上的固定座；下轴总成包括一连接电机总成的固定法兰；在上轴套管和固定法兰之间设有一吸能弹簧；固定座通过剪切销固定在车架上；在上轴套管和固定法兰之间设有一卡接结构；卡接结构包括至少在上轴套管或固定法兰上的卡扣和至少在上轴套管或固定法兰上的卡槽；卡扣和卡槽成对并相互适配。

该装置虽然能够利用吸能弹簧对转向管柱的轴向作用力进行吸能处理，但该装置结构复杂，吸能弹簧套接在转向管柱上，当发生吸能动作后，后续的维修比较麻烦，同时吸能弹簧本身需要通过各种卡扣和固定法兰配合，连接关系比较复杂。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种汽车转向管柱的压溃装置，本发明所要解决的技术问题是：如何更有效和快速的实现对转向管柱的缓冲吸能，从而提高汽车碰撞时的人员保护和设备保护。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种汽车转向管柱的压溃装置，汽车包括转向管柱和前横梁，其特征在于，本装置包括固定板和安装支架，所述的固定板固定在前横梁上，所述的安装支架和转向管柱相固连，所述的固定板上开设有沿转向管柱轴线方向的滑槽，所述的安装支架滑动连接在所述的滑槽上，所述的固定板和安装支架之间设有可折断的定位销，所述的定位销的内外两端分别和安装支架及固定板相固定，所述的定位销沿转向管柱的径向设置，所述的固定板上设有呈拱形的具有弹性的吸能块，所述的吸能块的内端固定在固定板上，该吸能块的外端和安装支架相固定，且该吸能块的作用力方向和安装支架的滑动方向相一致。

其工作原理如下：当车辆发生正面高速碰撞时，转向管柱受到驾驶员的身体的向下冲击，碰撞的冲击力大于定位销的强度预设值，这时，定位销在外力作用下折断，安装支架沿滑槽向下滑动保证驾驶员头部和胸部的有效生存空间，吸能块的开口张开进行吸能，由于安装支架和固定板之间产生相对运动和吸能块的吸能，使得驾驶员受到的转向管柱的反作用力大大减弱，从而起到缓冲和保护驾驶员的作用。本压溃装置采用吸能块和滑槽来进行缓冲吸能，具有向后位移和弹性势能的双重的缓冲作用，保护效果比较好，同时弹性的吸能块开口张开的反应速度比较快，比普通的螺旋弹簧的反应速度要快，使得在更短的时间内对驾驶员起到保护作用。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的固定板包括两个侧板和一个顶板，所述的侧板的上端部和顶板的两侧固连且三者呈倒U形，每个侧板上均开设有上述的滑槽，上述的定位销外端固定在所述的侧板上。将固定板设计成倒U形，使得滑槽可以开设在两侧，提高受力的平衡性，定位销可以很方便的安装在侧板上。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的安装支架包括两个纵板和一个横板，所述的纵板和所述的侧板相平行，所述的横板和所述的顶板相平行，两个纵板的上端均和横板相固连，两个纵板的下端通过一个横向的锁紧螺栓相固连，所述的转向管柱插接在由横板、两个纵板和锁紧螺栓形成的腔体内，并通过调节所述的锁紧螺栓能够使两个纵板和所述的转向管柱位置锁定。通过两个纵板将转向管柱夹紧，再通过锁紧螺栓将两者锁死，使得纵板和转向管柱的固定和拆卸都比较容易。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的锁紧螺栓上固连有一根调节扳手。调节扳手的长度可根据实际进行调整，增加调节扳手后使得拧动锁紧螺栓更加轻松。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的横板两端分别插接在每个侧板上的滑槽内，所述的吸能块内端固定在侧板的外侧面上，所述的横板的外端穿过滑槽并与所述的吸能块的外端相定位。通过横板和滑槽的配合，能够使安装支架沿滑槽移动，横板的外端和吸能块相连接，使得横板的移动能够带动吸能块张开吸能，从而起到更好的缓冲作用。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的吸能块为金属片体，该吸能块的侧面和侧板的外侧面相贴合，该吸能块的中部开设有弧形凹槽并使该吸能块的宽度均匀分布。弧形凹槽使得吸能块张开时内侧应力不容易集中，不易折断，吸能块的宽度均匀使得吸能块的吸能比较稳定，不会出现吸能效果忽强忽弱。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的横板的外端部具有开口朝外的卡槽，所述的吸能块的外端卡接在所述的卡槽内。通过卡槽和吸能块进行卡接配合定位，起到单向定位的作用，拆卸比较方便。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的定位销采用脆性材料制成。脆性材料在外力作用下，发生微小变形即被破坏。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的脆性材料为塑料或橡胶或玻璃或陶瓷或脆性合金。采用塑料件不仅能够在最大极限压力下折断，而且可以防止生锈，延长使用寿命。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，所述的安装支架两侧各设有至少两根定位销，每侧的两根定位销的中心连线和转向管柱的轴线平行。定位销数量变多能够增加定位销工作的稳定性，防止其中一个定位销折断后影响工作性能，定位销连线和转向管柱的轴线平行，作用力方向一致，能够使定位销的预设强度值起到精确作用。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，作为额外的优选方案，所述的吸能块的中部开设有若干个三角缺口。通过在吸能块上制造缺口的大小和个数可以调节吸能块的断裂压力值，使吸能块不至于弹性过大而使转向管柱向上反弹对乘员造成二次伤害。

在上述的一种汽车转向管柱的压溃装置中，作为额外的优选方案，所述的横板的上端面固设有定位棘齿，所述的顶板的下端面固设有棘齿条，所述的定位棘齿和棘齿条相啮合，且所述的定位棘齿和棘齿条的锁定方向为沿转向管柱的轴线向上。当转向管柱向下移动时，由于和定位棘齿及棘齿条的锁定方向相反，定位棘齿和棘齿条可以自由相对滑动，当转向管柱在吸能块的反弹作用力下向上反向移动时，由于和其锁定方向相同，定位棘齿和棘齿条相抵靠锁死，阻挡转向管柱向上移动，防止其反弹对乘员造成二次伤害。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本压溃装置采用吸能块和滑槽来进行缓冲吸能，具有向后位移和弹性势能的双重的缓冲作用，保护效果比较好，同时弹性的吸能块开口张开的反应速度比较快，比普通的螺旋弹簧的反应速度要快，使得在更短的时间内对驾驶员起到保护作用。

2、将固定板设计成倒U形，使得滑槽可以开设在两侧，提高受力的平衡性，定位销可以很方便的安装在侧板上。

3、通过在吸能块上制造缺口的大小和个数可以调节吸能块的断裂压力值，使吸能块不至于弹性过大而使转向管柱向上反弹对乘员造成二次伤害。

附图说明

图1是实施例一中的压溃装置的结构侧视示意图。

图2是实施例一中的压溃装置的结构正视示意图。

图3是实施例一中的吸能块的结构正视示意图。

图4是实施例二中的定位棘齿和棘齿条的结构示意图。

图中，1、转向管柱；2、棘齿条；3、固定板；4、安装支架；5、滑槽；6、定位销；7、吸能块；8、侧板；9、顶板；10、纵板；11、横板；12、锁紧螺栓；13、调节扳手；14、弧形凹槽；15、卡槽；16、三角缺口；17、定位棘齿。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2和图3所示，汽车包括转向管柱1和前横梁，本装置包括固定板3和安装支架4，固定板3固定在前横梁上，安装支架4和转向管柱1相固连，固定板3上开设有沿转向管柱1轴线方向的滑槽5，安装支架4滑动连接在滑槽5上，固定板3和安装支架4之间设有可折断的定位销6，定位销6的内外两端分别和安装支架4及固定板3相固定，定位销6沿转向管柱1的径向设置，安装支架4两侧各设有至少两根定位销6，每侧的两根定位销6的中心连线和转向管柱1的轴线平行。定位销6数量变多能够增加定位销6工作的稳定性，防止其中一个定位销6折断后影响工作性能，定位销6连线和转向管柱1的轴线平行，作用力方向一致，能够使定位销6的预设强度值起到精确作用。定位销6采用脆性材料制成。脆性材料在外力作用下，发生微小变形即被破坏。脆性材料为塑料或橡胶或玻璃或陶瓷或脆性合金。采用塑料件不仅能够在最大极限压力下折断，而且可以防止生锈，延长使用寿命。

固定板3上设有呈拱形的具有弹性的吸能块7，吸能块7的内端固定在固定板3上，该吸能块7的外端和安装支架4相固定，且该吸能块7的作用力方向和安装支架4的滑动方向相一致。本实施例中，吸能块7为金属片体，该吸能块7的侧面和侧板8的外侧面相贴合，该吸能块7的中部开设有弧形凹槽14并使该吸能块7的宽度均匀分布。弧形凹槽14使得吸能块7张开时内侧应力不容易集中，不易折断，吸能块7的宽度均匀使得吸能块7的吸能比较稳定，不会出现吸能效果忽强忽弱。作为额外的优选方案，吸能块7的中部开设有若干个三角缺口16。通过在吸能块7上制造缺口的大小和个数可以调节吸能块7的断裂压力值，使吸能块7不至于弹性过大而使转向管柱1向上反弹对乘员造成二次伤害。

固定板3包括两个侧板8和一个顶板9，侧板8的上端部和顶板9的两侧固连且三者呈倒U形，每个侧板8上均开设有上述的滑槽5，上述的定位销6外端固定在侧板8上。将固定板3设计成倒U形，使得滑槽5可以开设在两侧，提高受力的平衡性，定位销6可以很方便的安装在侧板8上。安装支架4包括两个纵板10和一个横板11，纵板10和侧板8相平行，横板11和顶板9相平行，两个纵板10的上端均和横板11相固连，两个纵板10的下端通过一个横向的锁紧螺栓12相固连，转向管柱1插接在由横板11、两个纵板10和锁紧螺栓12形成的腔体内，并通过调节锁紧螺栓12能够使两个纵板10和转向管柱1位置锁定。通过两个纵板10将转向管柱1夹紧，再通过锁紧螺栓12将两者锁死，使得纵板10和转向管柱1的固定和拆卸都比较容易。锁紧螺栓12上固连有一根调节扳手13。调节扳手13的长度可根据实际进行调整，增加调节扳手13后使得拧动锁紧螺栓12更加轻松。横板11两端分别插接在每个侧板8上的滑槽5内，吸能块7内端固定在侧板8的外侧面上，横板11的外端穿过滑槽5并与吸能块7的外端相定位。通过横板11和滑槽5的配合，能够使安装支架4沿滑槽5移动，横板11的外端和吸能块7相连接，使得横板11的移动能够带动吸能块7张开吸能，从而起到更好的缓冲作用。横板11的外端部具有开口朝外的卡槽15，吸能块7的外端卡接在卡槽15内。通过卡槽15和吸能块7进行卡接配合定位，起到单向定位的作用，拆卸比较方便。

其工作原理如下：当车辆发生正面高速碰撞时，转向管柱1受到驾驶员的身体的向下冲击，碰撞的冲击力大于定位销6的强度预设值，这时，定位销6在外力作用下折断，安装支架4沿滑槽5向下滑动保证驾驶员头部和胸部的有效生存空间，吸能块7的开口张开进行吸能，由于安装支架4和固定板3之间产生相对运动和吸能块7的吸能，使得驾驶员受到的转向管柱1的反作用力大大减弱，从而起到缓冲和保护驾驶员的作用。本压溃装置采用吸能块7和滑槽5来进行缓冲吸能，具有向后位移和弹性势能的双重的缓冲作用，保护效果比较好，同时弹性的吸能块7开口张开的反应速度比较快，比普通的螺旋弹簧的反应速度要快，使得在更短的时间内对驾驶员起到保护作用。

实施例二：

本实施例大致内容和实施例一相同，所不同之处在于，本实施例中，作为另一种方案，横板11的上端面固设有定位棘齿17，顶板9的下端面固设有棘齿条2，定位棘齿17和棘齿条2相啮合，且定位棘齿17和棘齿条2的锁定方向为沿转向管柱1的轴线向上。当转向管柱1向下移动时，由于和定位棘齿17及棘齿条2的锁定方向相反，定位棘齿17和棘齿条2可以自由相对滑动，当转向管柱1在吸能块7的反弹作用力下向上反向移动时，由于和其锁定方向相同，定位棘齿17和棘齿条2相抵靠锁死，阻挡转向管柱1向上移动，防止其反弹对乘员造成二次伤害。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、转向管柱；2、棘齿条；3、固定板；4、安装支架；5、滑槽；6、定位销；7、吸能块；8、侧板；9、顶板；10、纵板；11、横板；12、锁紧螺栓；13、调节扳手；14、弧形凹槽；15、卡槽；16、三角缺口；17、定位棘齿等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (12)

1.一种汽车转向管柱的压溃装置，汽车包括转向管柱（1）和前横梁，其特征在于，本装置包括固定板（3）和安装支架（4），所述的固定板（3）固定在前横梁上，所述的安装支架（4）和转向管柱（1）相固连，所述的固定板（3）上开设有沿转向管柱（1）轴线方向的滑槽（5），所述的安装支架（4）滑动连接在所述的滑槽（5）上，所述的固定板（3）和安装支架（4）之间设有可折断的定位销（6），所述的定位销（6）的内外两端分别和安装支架（4）及固定板（3）相固定，所述的定位销（6）沿转向管柱（1）的径向设置，所述的固定板（3）上设有呈拱形的具有弹性的吸能块（7），所述的吸能块（7）的内端固定在固定板（3）上，该吸能块（7）的外端和安装支架（4）相固定，且该吸能块（7）的作用力方向和安装支架（4）的滑动方向相一致。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的固定板（3）包括两个侧板（8）和一个顶板（9），所述的侧板（8）的上端部和顶板（9）的两侧固连且三者呈倒U形，每个侧板（8）上均开设有上述的滑槽（5），上述的定位销（6）外端固定在所述的侧板（8）上。

3.根据权利要求2所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的安装支架（4）包括两个纵板（10）和一个横板（11），所述的纵板（10）和所述的侧板（8）相平行，所述的横板（11）和所述的顶板（9）相平行，两个纵板（10）的上端均和横板（11）相固连，两个纵板（10）的下端通过一个横向的锁紧螺栓（12）相固连，所述的转向管柱（1）插接在由横板（11）、两个纵板（10）和锁紧螺栓（12）形成的腔体内，并通过调节所述的锁紧螺栓（12）能够使两个纵板（10）和所述的转向管柱（1）位置锁定。

4.根据权利要求3所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的锁紧螺栓（12）上固连有一根调节扳手（13）。

5.根据权利要求3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的横板（11）两端分别插接在每个侧板（8）上的滑槽（5）内，所述的吸能块（7）内端固定在侧板（8）的外侧面上，所述的横板（11）的外端穿过滑槽（5）并与所述的吸能块（7）的外端相定位。

6.根据权利要求2或3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的吸能块（7）为金属片体，该吸能块（7）的侧面和侧板（8）的外侧面相贴合，该吸能块（7）的中部开设有弧形凹槽（14）并使该吸能块（7）的宽度均匀分布。

7.根据权利要求3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的横板（11）的外端部具有开口朝外的卡槽（15），所述的吸能块（7）的外端卡接在所述的卡槽（15）内。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的定位销（6）采用脆性材料制成。

9.根据权利要求8所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的脆性材料为塑料或橡胶或玻璃或陶瓷或脆性合金。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的安装支架（4）两侧各设有至少两根定位销（6），每侧的两根定位销（6）的中心连线和转向管柱（1）的轴线平行。

11.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的吸能块（7）的中部开设有若干个三角缺口（16）。

12.根据权利要求3或4所述的一种汽车转向管柱的压溃装置，其特征在于，所述的横板（11）的上端面固设有定位棘齿（17），所述的顶板（9）的下端面固设有棘齿条（2），所述的定位棘齿（17）和棘齿条（2）相啮合，且所述的定位棘齿（17）和棘齿条（2）的锁定方向为沿转向管柱（1）的轴线向上。

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