CN103702891B - 用于转向柱组件的夹紧组件 - Google Patents

Abstract

一种可调节的转向柱组件，其包括可释放的夹紧组件，所述夹紧组件将所述转向柱组件的套筒相对于支撑支架夹紧就位，所述夹紧组件包括细长的夹紧螺栓，以下部件叠置在所述夹紧螺栓上：转向柱组件的可调节的套筒的至少一部分；和凸轮机构，其包括凸轮固定部分和凸轮运动部分，这两个部分中的每个部分均具有孔，夹紧螺栓穿过所述孔；推力轴承；和锁定螺母，其包括内螺纹，所述内螺纹接合在夹紧螺栓上的互补螺纹，并且所述锁定螺母被锁定，以便将轴向载荷施加到推力轴承。所述转向柱组件还包括柔顺的锥形衬套，利用锥形衬套的最接近推力轴承的较粗端并利用推力轴承向锥形衬套施加轴向载荷，所述锥形衬套被压入限定在夹紧螺栓与凸轮机构的凸轮运动部分的孔之间的空间内。

Description

用于转向柱组件的夹紧组件

技术领域

本发明涉及在碰撞期间允许溃缩的用于车辆的可溃缩转向柱组件的改进。

背景技术

用于汽车等的转向柱组件逐渐需要能在方向盘高度(称为倾角)方面被调节并且在很多情况下能在方向盘距离方面(称为伸缩)被调节。这要求柱的套筒(附连到方向盘的转向柱的轴在该套筒内可转动地布置)借助夹紧机构被固定到车辆，夹紧机构能不锁定和解锁，以分别防止或允许柱的套筒的位置的调节。

典型的可调节转向柱组件包括第一套筒部分、第二套筒部分和夹紧机构，该夹紧机构包括固定到车辆的固定部件的支架，并且其中第一和第二部分被夹紧机构可释放地接合，以选择性地允许第一和第二部分之间的相对移动的量，该相对移动的量是调节转向柱组件期间所需要的。通过锁定杆或手柄或有时在电方面利用马达或也许利用液压部件或气动部件，夹紧机构能被解锁和锁定。

通过释放夹紧机构和使第一部分在第二部分上伸缩地滑动，套筒的长度能被改变，从而改变相连的方向盘的伸缩位置。通过相对于夹紧机构使两个套筒部分一起向上和向下移动，倾角能被调节。在一些组件中，只有伸缩和倾角中的一个可被调节。夹紧机构可将套筒夹紧到支架(称作支撑支架)，该支架连接到车辆。因此，当夹紧机构被锁定时，转向柱组件的长度固定，并且由于借助支架刚性连接到车辆而防止其移动。

在已知的配置中，夹紧机构包括：较长的夹紧螺栓，其在每端均具有头部或螺母；凸轮机构，其螺纹连接到夹紧螺栓；和锁定杆或手柄，其操作凸轮机构，以改变凸轮机构的长度。支撑支架的一部分和/或套筒也螺纹连接到螺栓，并且当凸轮机构在长度方面增大时，支撑支架和套筒被挤压在一起，以将他们夹紧就位。杆必须围绕夹紧螺栓较自由地转动，但仍不应过度摆动，摆动使操作者有令人不满意的感觉。过去，利用在部件之间的精密公差已经实现了这种情况，但这总是不令人满意。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种可调节的转向柱组件，其包括可释放的夹紧组件，所述夹紧组件将所述转向柱组件的套筒相对于支撑支架夹紧就位，所述夹紧组件包括细长的夹紧螺栓，以下部件叠置在所述夹紧螺栓上：

转向柱组件的可调节的套筒的至少一部分，

凸轮机构，其包括凸轮固定部分和凸轮运动部分，这两个部分中的每个部分均具有孔，夹紧螺栓穿过所述孔，

推力轴承，

和锁定螺母，其包括内螺纹，所述内螺纹接合在夹紧螺栓上的互补螺纹，并且所述锁定螺母被锁定，以便将轴向载荷施加到推力轴承，

其特征在于还包括：

柔顺的锥形衬套，利用锥形衬套的最接近推力轴承的较粗端并利用推力轴承向锥形衬套施加轴向载荷，所述锥形衬套被压入限定在夹紧螺栓与凸轮机构的凸轮运动部分的孔之间的空间内。

套筒的部分、凸轮机构、推力轴承和锁定螺母可以上面列出的顺序叠置在夹紧螺栓上。

夹紧螺栓也可穿过在支撑支架中的孔，支撑支架相对于车辆主体被固定。其也可布置成在叠置的各部件中、在凸轮机构和套筒部分之间。

可设置相对于凸轮运动部分固定的锁定杆或手柄。其可形成凸轮运动部分的一体部分，从而使司机转动凸轮运动部分，这导致凸轮机构的沿夹紧螺栓的轴线测量的长度被改变，进而改变施加到锥形衬套的轴向载荷。

锥形衬套设置成其位于凸轮与螺栓之间的空间中并且接收来自推力轴承的轴向载荷，这有助于消除以其他方式使锁定杆摆动从而获得低品质感的任何公差。

锥形衬套可包括一个或多个可变形的突出部分，该突出部分从衬套的最接近杆的端面伸出。

用“可变形”来表示当借助推力轴承向突出部分施加载荷时突出部分能被压坏、弯曲、压缩或以其他方式变形。

突出部分可以是弹性突出部分，可以由橡胶材料制成。

突出部分可包括围绕端面间隔开的城垛状部件。

局部环形槽可围绕衬套朝向最宽端设置，以形成在槽与衬套的端部之间的部分材料环，并且可选地一个或多个弹性突出部分(例如城垛状部件)可设置在该环上。该环因此可在载荷施加到城垛状部件时偏斜，从而允许城垛状部件被压缩以闭合槽。

推力轴承也可向凸轮机构的端部施加轴向载荷。因此，由螺母施加到推力轴承的轴向载荷遍布凸轮机构和锥形衬套。

锥形衬套挤入其中的环形空间可以是锥形的，所述锥形空间的锥形的粗端较接近推力轴承、锥度与衬套的锥度互补、所述锥形空间在其最窄位置处的空间的内径小于锥形衬套在其最窄位置处的外径。所述环形空间成形为当锥形衬套完全处于该空间中时，锥形衬套沿其长度在一些位置或全部位置处被径向压缩。

衬套可以由柔顺材料制成，例如橡胶。衬套能是径向可压缩的，以使衬套的外径减小。衬套可包括沿其长度的至少一部分(且优选是整个长度)的槽，以便在横截面中形成C形，当处于非压缩状态时C形的端部几乎会合并且能在其径向压缩时朝向彼此移动以闭合槽。

使衬套柔顺确保其能防止摆动，但仍允许杆和凸轮运动部分围绕夹紧螺栓较自由地转动。如果配合得太紧，这可能妨碍杆的转动，从而使需要释放和夹紧组件的努力增大到不可接受的很高的程度。

衬套的长度可能与凸轮运动部分的轴向长度大体相同，或者与凸轮运动部分中的孔的长度大体相同，或可稍大于凸轮部分或孔的长度并能被压缩成以便其长度与凸轮运动部分或凸轮运动部分的孔的长度大体相同或比其小。

转向柱组件优选包括：第一套筒部分，其包括外管；第二套筒部分，其包括内管；并且夹紧组件可将外管夹紧到支撑支架。

附图说明

现在将参考本发明的附图，仅通过实例描述根据本发明的一个实施例：

图1是根据本发明的转向柱组件的实施例的分解视图。

图2是经过图1的组件的沿夹紧螺栓的中心轴线的部分的剖视图；

图3是夹紧组件的处于锁定手柄的区域中的部件的分解透视图；

图4是夹紧组件的锥形衬套的透视图；和

图5是夹紧组件的可选形状的锥形衬套的透视图。

具体实施方式

附图中的图1至5示出所谓的双调节型转向柱组件。这种柱能在伸缩(进出)和倾角(来回)方面被调节。本发明能同样地应用于单方面调节柱和非调节柱。柱组件包括第一套筒部分100和第二套筒部分200，它们能相对于彼此伸缩以允许伸缩调节，并且能围绕枢转轴线沿弧形移动以允许倾角调节。伸缩机构允许司机调节伸缩位置并且也允许第一套筒部分在方向盘(未示出)在碰撞时被司机冲击的情况下以受控的方式向前移动。

最接近方向盘的第一套筒部分100包括外管，该外管借助球轴承支撑方向盘的轴500。较接近助力马达的第二套筒部分200包括内管，外管在内管上自由地伸缩滑动。在这些套筒的直径相连接的部分之间可具有特定的衬套(未示出)，以减小滑动摩擦。

内套管和外套管100，200借助可释放的夹紧组件被固定就位，该夹紧组件借助能被司机抓握的锁定杆300操作。在脱离接合(未锁定、未夹紧)位置，外管100沿内管200自由地伸缩移动经过伸缩调节行程。当处于完全接合(锁定、夹紧)的位置时，夹紧组件借助相互接合的齿的形锁合将外管100固定到支撑支架400，所以内管和外管200、100不能再伸缩地移动。该伸缩滑动动作使方向盘的轴向或“伸缩”位置被改变。

内管200的下端从车辆围绕横向轴线(称为倾角枢转轴线)枢转。在竖直平面中包括两个套筒的组件的转动导致方向盘高度或“倾角”的位置的改变。可选地，其可固定到电动转向变速箱，该变速箱自身在倾角枢转轴线处枢转到车辆结构。

支撑支架400被固定到车辆。支撑支架包括颠倒的U形架，该U形架具有两个臂500，臂500在套筒的任一侧上在内套管和外套管100、200重叠的区域中向下延伸。该支架400有助于防止转向柱在负载作用下从一侧移动到另一侧。在锁定位置，夹紧组件将内管和外管100、200在该支架的臂之间锁定就位，以阻止倾角改变。

支架400固定到安装支架(未示出)，安装支架又在两个位置固定到车辆主体的一部分。在碰撞的情况下，在支架400和车辆主体之间起作用的附加的易熔连接件760被司机撞击方向盘的冲击力剪断。然后支架400相对于车辆主体向前滑动。在该滑动过程期间，方向盘借助套筒100和200的伸缩的结合被保持在大体直线的路径中。

夹紧机构设计为使一个杆300同时在倾角和伸缩方向上将第一部分(上套筒)释放或锁定到第二和第三部分(下套筒部分和倾角支架)。夹紧系统包括夹紧螺栓700，夹紧螺栓700经过支架(其如之前所述的借助安装支架被附连到车辆的结构)的每个臂500中的槽和固定机架部分800(在该实例中其是附连到外管100的顶面的轨道)的每一侧中的槽。调节螺母设置在螺栓的一端，帽部件设置在另一端。

凸轮机构710、720在螺母与倾角支架12的一个臂的外表面之间布置在夹紧螺栓700上。凸轮机构包括一对面式凸轮，一个面式凸轮被阻止转动，另一个面式凸轮附连到夹紧杆300。凸轮机构(沿着螺栓轴线)的长度能借助杆300的转动被调节。凸轮机构的凸轮运动部分710邻接推力轴承730，该推力轴承接着邻接被螺纹连接到夹紧螺栓700的螺纹端上的调节螺母740。当杆转动到锁定位置凸轮组件伸长时，其施加张力到夹紧螺栓，从而将帽部件向螺母拉动，因而将倾角支架的臂挤压到伸缩支架的侧部上。

外管100包括在经过支架400的臂之间的位置的细长槽，以便当臂被挤压在一起时，槽易于至少部分地闭合。这使外管100被夹紧到内管200上并有助于防止内管和外管的相对运动，从而固定转向组件的长度。某种形式的形锁合也可按需设置，例如现有技术已知的成排的锁定齿。

夹紧螺栓必须较长，以便经过凸轮机构和支撑支架400的两个臂。因此，沿其长度存在的工厂累积到很高的程度。螺母740的调节允许很大程度上适应这些公差。为了进一步帮助适应这些公差，设置柔顺的锥形衬套750。其是具有中心孔的环形衬套，夹紧螺栓700能经过该中心孔。衬套挤入限定在凸轮运动部分710和夹紧螺栓700之间的对应的锥形环形空隙。该衬套有助于防止杆300在司机转动它时从一侧到另一侧来回摆动。衬套受压、窄端先进入间隙，以便消除任何自由间隙。这能在附图的图2和3中最佳地看到。

衬套750是柔顺的并且由弹性材料制成，并且在最宽端部上也设有一组立式销状件或城垛状部件751，这一组部件能被通过推力轴承730施加到它们的载荷压坏。这确保了当夹紧组件拉紧时，推力轴承将其大部分载荷施加到凸轮部分710的端面，而不是锥形衬套。

图4和5示出两种不同形状的衬套750和750'。每种衬套均用于在受迫进入锥形间隙时提供限定的压缩。在图4中，小的城垛状部件751从衬套的宽端延伸，该城垛状部件能在载荷从推力轴承施加时被压坏或变弯曲。

图5中，两个环形槽753'在从衬套的宽端向内的一小距离处围绕衬套750'的几乎整个周面形成。这允许在推力轴承730作用成抵靠城垛状部件751’时，在宽端处这样形成的材料环的部分被向下压。城垛状部件自身因而可以是相对有刚性的，该压缩来自于环752'的变形而不是城垛状部件的压坏和弯曲。

一旦就位，衬套限制杆的摇摆运动，同时仍允许杆在夹紧螺栓向未夹紧位置移动时围绕夹紧螺栓相对自由地转动。因为衬套是柔顺的，所以其将自动地容纳由于公差产生的尺寸方面的变化，以便每次都获得杆的柔顺感觉。

Claims (9)

1.一种可调节的转向柱组件，其包括可释放的夹紧组件，所述夹紧组件将所述转向柱组件的套筒相对于支撑支架夹紧就位，所述夹紧组件包括细长的夹紧螺栓，以下部件叠置在所述夹紧螺栓上：

转向柱组件的可调节的套筒的至少一部分，

凸轮机构，其包括凸轮固定部分和凸轮运动部分，这两个部分中的每个部分均具有孔，夹紧螺栓穿过所述孔，

推力轴承，和

锁定螺母，其包括内螺纹，所述内螺纹接合在夹紧螺栓上的互补螺纹，并且所述锁定螺母被锁定，以便将轴向载荷施加到推力轴承，

其特征在于还包括：

柔顺的锥形衬套，利用锥形衬套的最接近推力轴承的较粗端并利用推力轴承向锥形衬套施加轴向载荷，所述锥形衬套被压入限定在夹紧螺栓与凸轮机构的凸轮运动部分的孔之间的空间内。

2.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中夹紧螺栓穿过支撑支架中的孔，所述支撑支架相对于车辆主体固定。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的可调节转向柱组件，其中设置了相对于凸轮运动部分被固定的锁定杆或手柄。

4.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中衬套是柔顺材料制成的。

5.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中衬套包括沿其长度的槽，以便在横截面中形成C形，当处于非压缩状态时C形的端部几乎会合并且能在其径向压缩时朝向彼此移动以闭合槽。

6.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中锥形衬套包括一个或多个可变形的突出部分，所述一个或多个突出部分从衬套的最接近杆的端面伸出，并且在可调节的转向柱组件的安装期间当载荷借助推力轴承被施加到突出部分时所述一个或多个突出部分能被压坏、弯曲或压缩。

7.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中局部环形槽围绕锥形衬套朝向最宽端部被设置，以便在槽和衬套端部之间形成局部材料环。

8.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中推力轴承向凸轮机构的端部施加轴向载荷。

9.根据权利要求1所述的可调节转向柱组件，其中锥形衬套挤入其中的环形空间是锥形的，所述锥形空间的锥形的粗端较接近推力轴承、锥度与衬套的锥度互补、所述锥形空间在其最窄位置处的空间的内径小于锥形衬套在其最窄位置处的外径，所述环形空间成形为当锥形衬套完全处于所述环形空间中时，锥形衬套沿其长度在一些位置或全部位置处被径向压缩。