CN104002854A - 一种吸能汽车转向管柱总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸能汽车转向管柱总成，包括芯轴、上柱管、下柱管、支架，还包括弹簧，所述支架包括调节支架和用于与车身相连的固定支架，所述上柱管和下柱管套在芯轴上，芯轴上设有对上柱管轴向限位的限位结构，所述调节支架与上柱管相连接，调节支架上设有用于与车身相连的拉脱板，所述固定支架与下柱管相连接，所述弹簧套在上柱管和下柱管之间的芯轴上。碰撞后转向管柱仍能正常操作，便于日后维修，重复利用率高；根据弹簧系数调节吸能压溃力，量化吸能效果，吸能可调，一致性和稳定性以及通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车转向技术领域，尤其是涉及一种吸能汽车转向管柱总成。
背景技术
汽车发生严重的交通事故中，汽车前端被碰撞，发动机舱等后移，方向盘与驾驶员之间的距离突然减小，驾驶员夹在中间而受到伤害，为了尽量减少这种伤害发生，要求转向管柱具有吸能保护的功能。
如中国发明专利公开号为CN101254794A专利申请，公开了吸能式汽车转向管柱，这种转向管柱由转向柱柱筒、转向轴、转向主机三部分组成，其中转向柱柱筒由上柱筒、下柱筒组成，转向轴由上半轴、下半轴组成，转向支架由上支架、下支架组成，在转向柱上柱壁上加工有向上卷想内壁的卷曲摩擦片。汽车一旦发生正面碰撞，转向柱所承受的力达到设计值时，上支架上的注塑销和转向轴上半轴与下半轴相连接的注塑销先后被剪断，上支架与镶块脱离，转向柱上柱筒及转向轴上半轴在冲击力的作用下向下缩进，转向柱柱筒的上柱筒壁与下柱筒壁之间通过卷曲摩擦片的变形能将能量消耗掉。
现有的这种吸能装置对于转向柱上下柱筒间制造卷曲摩擦，不仅对于柱筒的加工工艺要求高，且一致性难以保证，并增加了零部件本身的安装工作量，也不可重复利用，日后维修不便；另在上转向轴向下缩进后，汽车的转向装置便不能转向操作，对事故后的处理工作带来不便。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种吸能汽车转向管柱总成，其碰撞后转向管柱仍能正常操作，便于日后维修，重复利用率高。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种吸能汽车转向管柱总成，包括芯轴、上柱管、下柱管、支架，还包括弹簧，所述支架包括调节支架和用于与车身相连的固定支架，所述上柱管和下柱管套在芯轴上，芯轴上设有对上柱管轴向限位的限位结构，所述调节支架与上柱管相连接，调节支架上设有用于与车身相连的拉脱板，所述固定支架与下柱管相连接，所述弹簧套在上柱管和下柱管之间的芯轴上。
进一步的，所述调节支架上设有导向孔，调节支架与拉脱板之间通过铆点相连，拉脱板通过螺栓穿过导向槽固定在车身上。
所述限位结构为设在芯轴上台阶，所述上柱管上设有与台阶相适配的台阶筒。
所述上柱管和下柱管相对端部均设有用于弹簧套住的阶梯结构。
还包括中间轴和中间轴套管，所述中间轴套管一端套在中间轴上，中间轴套管另一端与芯轴下端相连。
所述固定支架铰接在车身上。
所述芯轴为一整体轴。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、碰撞后转向管柱仍能正常操作，便于日后维修，重复利用率高；
2、结构简单，零部件少，部件的加工工艺要求降低，成本低；
3、根据弹簧系数调节吸能压溃力，量化吸能效果，吸能可调，一致性和稳定性以及通用化好；
4、转向管柱的吸能压溃力呈线性关系，越到后期，其力值就越大，越拥有稳定可靠的支撑作用，传统的转向管柱的吸能压溃力很难做到这一点。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明转向管柱总成结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明转向管柱总成吸能后状态示意图。
图中：1.芯轴、2.上柱管、3.调节支架、4.拉脱板、5.弹簧、6.固定支架、7.下柱管、8.中间轴套管、9.中间轴。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，该吸能汽车转向管柱总成，包括芯轴1、上柱管2、下柱管7、支架、弹簧5，其中，支架包括调节支架3和用于与车身相连的固定支架6，上柱管2和下柱管7套在芯轴1上，芯轴1上设有对上柱管2轴向限位的限位结构，限位结构为设在芯轴1上台阶，上柱管上设有与台阶相适配的台阶筒，或者限位结构为设在芯轴与上柱管之间锁卡，锁卡对上柱管在芯轴的轴向限位，芯轴可在上柱管中转动，芯轴1与上柱管2之间轴向不可相对移动。
调节支架3与上柱管2相连接，调节支架3上设有用于与车身相连的拉脱板4，调节支架3上设有导向孔，调节支架3与一个拉脱板4之间通过八个铆点相连，拉脱板4通过螺栓穿过导向槽固定在车身上。
铆点的数量和尺寸根据设计需要进行设计调配，类似机构也属于本发明的保护范围。本发明的汽车转向管柱总成，颠覆了传统的转向管柱在碰撞过程中，上固定与汽车仪表板横梁连接脱离，转向管柱掉落的现象；本发明拉脱板4的铆点被撕裂后，拉脱板始终在一导向孔内运动，确保转向管柱上固定与汽车仪表板横梁不发生脱离现象，使转向管柱沿一个方向运动，确保能量系数的稳定性和一致性。
固定支架6与下柱管7相连接，固定支架6铰接在车身上，固定支架6空套在下柱管7上，之间可以相对转动和滑动。
芯轴1为一整体轴，稳定性好；弹簧5套在上柱管2和下柱管7之间的芯轴1上，上柱管2和下柱管7相对端部均设有用于弹簧套住的阶梯结构，直接放置弹簧，无需进行固定连接。
汽车在发生碰撞过程中，首先驾驶员给转向管柱施加一定的力，使拉脱板4的铆点与调节支架脱离，上柱管压缩弹簧，弹簧变形继而持续进行，从而达到吸能的作用。
该总成还包括中间轴9和中间轴套管8，中间轴套管8一端套在中间轴9上，中间轴套管另一端与芯轴1下端相连，碰撞溃缩时，中间轴和中间轴套管之间可进行收缩。
吸能的弹簧的选择面广，可根据自己设计的要求进行随意选配所需的弹簧，其吸能效果与选择的弹簧系数有关，在整个的吸能过程中，随吸能空间的增加，其吸收的能量就越大，对驾驶员的保护效果就越好。在被动安全系统性能中，转向管柱所起的作用主要是释放空间、吸收能量、稳定可靠的支撑等作用，特别是在吸能的过程中，转向管柱的吸能压溃力需要呈线性关系，越到后期，其力值就越大，越拥有稳定可靠的支撑作用。通常传统的转向管柱的吸能压溃力很难做到这一点，也很难做到产品的一致性，一方面跟自身的结构有关，一方面也跟产品的加工工艺精度有关。而本发明则无需苛刻的加工工艺精度，又非常好的发挥了其在被动安全系统性能中的作用。
本发明吸能方式主要是颠覆传统的通过柱筒间的摩擦变形所产生的吸能方式，或通过撕裂金属片所产生的吸能方式等，而本发明则通过弹簧压缩变形所产生的吸能方式，其力值随弹簧系数和压缩的距离来定(F＝k×S，其中，F为弹簧力、k为弹簧系数、S为弹簧压缩长度)，一致性好，通用化好，应用广泛。省去了摩擦片，结构简单，成本低。
如图3所示，当汽车发生正面碰撞时，驾驶员由于碰撞瞬间的惯性作用，向车前方运动，驾驶员给方向盘、转向管柱施加一定压力，转向管柱使拉脱板4的铆点被撕开，使拉脱板4在调节支架3的导向孔内运动，而上/下柱管中间区域的弹簧5随着上柱管2运动而被压缩，从而产生吸能作用。
碰撞结束后维修的过程中，可以重复性使用，只需要在维修厂对拉脱板重新进行铆点连接，即可恢复原貌，这与传统的转向管柱所表现的一次性、不可复原的结构相比，存在诸多优点，不仅节省维修成本，也便于操作。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种吸能汽车转向管柱总成，包括芯轴、上柱管、下柱管、支架，其特征在于：还包括弹簧，所述支架包括调节支架和用于与车身相连的固定支架，所述上柱管和下柱管套在芯轴上，芯轴上设有对上柱管轴向限位的限位结构，所述调节支架与上柱管相连接，调节支架上设有用于与车身相连的拉脱板，所述固定支架与下柱管相连接，所述弹簧套在上柱管和下柱管之间的芯轴上。
2.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：所述调节支架上设有导向孔，调节支架与拉脱板之间通过铆点相连，拉脱板通过螺栓穿过导向槽固定在车身上。
3.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：所述限位结构为设在芯轴上台阶，所述上柱管上设有与台阶相适配的台阶筒。
4.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：所述上柱管和下柱管相对端部均设有用于弹簧套住的阶梯结构。
5.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：还包括中间轴和中间轴套管，所述中间轴套管一端套在中间轴上，中间轴套管另一端与芯轴下端相连。
6.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：所述固定支架铰接在车身上。
7.如权利要求1所述吸能汽车转向管柱总成，其特征在于：所述芯轴为一整体轴。
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