CN104271429B - 用于汽车的转向柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的转向柱，包含容置有转向轴(16)的内管套(14)以及夹紧装置(22)，所述内管套以可纵向调节的方式容置于保持在转向操纵台上的、具有空心横截面的外管套(12)中，所述夹紧装置用于将所述内管套(14)以可松开的方式固定在其调整后的相对所述外管套(12)的纵向位置中，其中，所述外管套(12)至少在一纵向区域上具有凹口(26)，因而所述外管套的空心横截面可借助所述夹紧装置(22)而发生变化。

Description

用于汽车的转向柱
技术领域
本发明涉及一种用于汽车、特别是乘用车的纵向可调节的转向柱，该转向柱包含容置有转向轴的内管套以及夹紧装置，所述内管套以能纵向调节的方式容置于保持在转向操纵台上且具有空心横截面的外管套中，所述夹紧装置用于将所述内管套以能松开的方式固定在其调整后的相对所述外管套的纵向位置中。
背景技术
举例而言，DE 10 2010 051 880 A1已公开了这种纵向可调节的转向柱。其中，该转向柱的容置有转向轴的内管套以纵向可调节的方式容置在外管套中，该外管套又能以高度可调节的方式保持在可紧固于汽车的车身本体侧的转向操纵台上。该转向柱还包括夹紧装置，用于将内管套以可松开的方式保持在其调整后的相对外管套的纵向位置中。
采用这种可机械式调节的转向柱时，在夹紧装置松开后，即在内管套得到释放从而可相对外管套运动时，需要手动施加的调节力必须尽可能小，以便轻松地实现调节。另一方面，为使转向柱具备较高的刚度及固有频率，在夹紧装置闭锁后，需要利用该夹紧装置使得内管套与外管套之间所需的推入配合的刚性尽可能高。这样便产生以下技术冲突：一方面需要在夹紧装置松开时尽可能轻松地相对外管套对内管套进行调节，另一方面需要在夹紧装置闭锁时使得内管套相对外管套的固定具有尽可能高的刚性。
此外，在将转向柱构建为两个管套均用于吸收事故相关碰撞能量，且可用结构空间受限的情况下，上述问题会进一步加剧。尤其是在这种情况下，目前的解决方案，例如DE 103 43 685 A1所公开的在两个管套之间设有用于公差补偿的注塑部分的方案，并不适用。
最后，DE 197 07 067 C1公开了一种用于汽车的转向柱单元，其中， 采用一具有槽口的管套。该槽口用于抗扭转，从而将该管套以位置精确的方式固设在转向操纵台的侧面上的紧固位置上。
发明内容
本发明的目的是，提供一种开篇所述类型的转向柱，其中，所述内管套既能轻松地相对所述外管套受到纵向调节，又能受到刚性固定。
本发明用以达成上述目的的解决方案包括如下文所述的特征。本发明的包含优选和非平凡改进方案在内的有利技术方案也在下文中给出。
为提供开篇所述类型的包含一内管套的转向柱，该内管套既能轻松地相对所述外管套受到调节以实现纵向调节，又能以刚性特别高的方式固定在所述外管套上以实现具有较高刚度及固有频率的转向柱，根据本发明，所述外管套至少在一纵向区域上具有凹口，因而该外管套的空心横截面可借助所述夹紧装置而发生变化。换言之，根据本发明，为所述外管套的空心横截面至少在部分长度上设置例如形式为纵缝的凹口，使得能根据是要对所述内管套进行纵向调节还是进行固设而利用所述夹紧装置以简单的方式将该外管套的空心横截面增大或减小。
通过设置这种凹口，一方面能在夹紧装置松开的情况下将所述外管套的横截面相应扩展，从而轻松地相对所述外管套轴向移动所述内管套。另一方面，能够利用所述夹紧装置以简单的方式将所述空心横截面减小至某种程度，从而极为可靠地相对所述外管套将所述内管套刚性固定在其调整后的纵向位置中。这样便能整体上实现具有较高刚度和固有频率的转向柱。
另一有利实施方式是，所述凹口构建为朝向所述外管套的方向盘侧开口。借助所述外管套的这种凹口，能利用所述夹紧装置以特别简单的方式改变该外管套的空心横截面的直径，从而既能实现极为便捷的纵向调节，又能相对所述外管套以刚性极高的方式将所述内管套固定。
根据上述方案，本发明的另一有利技术方案是，所述凹口至少大致构建为沿所述外管套的轴向延伸的缝隙。就制造方面而言，这种缝隙特别易于制造。
进一步有利地，所述夹紧装置包括夹紧楔装置。特别是在所述转向柱必须能用于吸收碰撞能量的情况下，利用这种夹紧楔装置能够特别可靠地相对所述外管套将所述内管套固定。
另一有利实施方式是，在所述夹紧装置的夹紧元件与所述外管套之间设有力传递元件，尤其是夹板。这种夹板或类似的力传递元件的优势在于，其能以简单的方式具有更大的夹紧面，从而在夹紧时将相应的夹紧力一直传递到外管套上。
根据上述方案，本发明的另一有利技术方案是，所述力传递元件通过贯穿所述外管套的传动连接装置与所述内管套运动耦联。在所述内管套相对所述外管套受到调节，或者在事故相关施力的作用下所述内管套被伸缩式地推向所述外管套时，利用该传动连接装置能够以特别简单的方式使得所述力传递元件——尤其是所述夹板——随所述内管套运动。其中，所述传动连接装置优选以形状接合和/或材料接合的方式实施，因为这样便能为所述力传递元件与所述内管套建立特别可靠的连接。
另一有利实施方式是，在所述外管套中留出用于所述传动连接装置的长孔。其中，该长孔可以构建为例如所述传动连接装置的导引装置。
在另一有利实施方式中，所述夹紧装置配有至少一个摩擦增大元件。特定而言，该摩擦增大元件可以是例如布置于所述夹紧装置的夹紧元件与所述外管套或所述力传递元件之间的相应摩擦膜。作为替代方案，也可以考虑采用涂层或类似元件。这样既能特别可靠地相对所述外管套将所述内管套固设，又使得所述转向柱能视情况吸收更多的事故施力。
最后，一种有利方案是，所述外管套以高度可调节的方式保持在所述转向操纵台上。这样便使得具备上述优点的转向柱能沿所有主要的方向受到调节。
附图说明
下面根据对一优选实施例的相关描述并结合附图对本发明的更多优点、特征及细节进行说明。附图中：
图1为用于汽车的转向柱的从斜下方视之的透视图，该转向柱包含容置有转向轴的内管套，该内管套以纵向可调节的方式容置在外管套中，该外管套保持在可固设于车身本体侧的转向操纵台上并具有空心横截面，该转向柱还包含夹紧装置，用于将所述内管套以可松开的方式固定在其调整后的相对所述外管套的纵向位置中，其中，所述外管套在底面的较大纵向区域上具有凹口，该凹口形式为沿轴向延伸的缝隙，且构建为朝向所述外管套的方向盘侧开口，因而所述外管套的空心横截面可借助所述夹紧装置而发生变化；
图2为图1所示转向柱的仰视透视图，其中未示出转向操纵台和夹紧装置，并且以沿轴向的剖面示出外管套；
图3为转向柱的仰视透视图，其中类似于图2未示出转向操纵台和夹紧装置；以及
图4为图1至3所示转向柱的局部且小部分为透视的仰视图。
具体实施方式
图1为用于汽车(在此构建为乘用车)的转向柱的从正面斜下方视之的透视图。所述转向柱包括一转向操纵台10，例如可以将该转向操纵台固定在车身侧的相应横梁的区域内。在转向操纵台10上以可围绕回转轴S回转的方式保持有用于调节高度或调节倾角的外管套12，该外管套在此大致具有管形的空心横截面，并以可纵向调节的方式(具体方式将于下文详述)容置一内管套14。在内管套14内又可旋转地容置有一转向轴16，该转向轴的朝向驾驶者的端部上具有一相应齿系18，该齿系可用于固设所述转向柱的方向盘。
为保持所述转向柱，转向操纵台10的背离回转轴S且朝向所述方向盘的侧面具有分别向下伸出的支承臂20，两个管套12、14以及转向轴16在这些支承臂之间穿过。在这些支承臂20的区域内，可以利用夹紧装置22相应地使两个管套12、14以及转向轴16相对于转向操纵台10或相对于彼此固定，该夹紧装置的基本结构和工作原理尤其可参阅DE 10 2010 051 880 A1，在这一点认为该文献的公开内容明确地包含在本文中。
如图2和图3所示，外管套12的空心横截面的内直径与内管套14的外直径至少大致一致。此时，正如此处所绘示的，在内管套14与外管套12之间视情况还可以设有间隔管件24或类似元件。
此外，特别是从图4(之前的附图所示的转向柱的局部仰视图)，以及结合图1还可以看出，外管套14在较大纵向区域上具有形式为缝隙的凹口26，该凹口沿管套12、14或转向柱10的轴向延伸。其中，该凹口26构建为朝向外管套12的方向盘侧28开口。在与之相对的端部上，凹口26具有横截面大致为圆形的加大部30。
借助凹口26便能利用夹紧装置22来改变外管套12的空心横截面。因此，在以将于下文详述的方式将夹紧装置22松开时，便能以相对外管套12或转向操纵台10轴向运动的方式对包含转向轴16的内管套14进行纵向调节。而若夹紧装置22以将于下文详述的方式位于其夹紧位置中，则将外管套12的空心横截面以及凹口26减小至一定程度，使得内管套14借助将其环绕的间隔管件24相对外管套12被固设。
借助形式为间隙的凹口26，便能在松开夹紧装置22后特别轻松地相对外管套12对内管套14进行纵向调节，而不会对所述夹紧位置中的夹紧效应造成相应的负面影响。更确切言之，在利用外管套12的弹簧回弹来对夹紧装置22进行解锁，从而使得凹口26的宽度相应增大的情况下，增大与内管套14的间隙，这样便能非常轻松地在外管套12中将其移动。
而在夹紧装置22闭锁后，凹口26的宽度因所施加的夹紧力而减小，因此，所述间隙被消除，并在两个管套12、14或管套部件之间进行用于锁定的夹紧。
夹紧装置22包括夹紧栓32，其贯穿与凹口26邻接的外管套区域34、36。其中，在夹紧栓32的一端部上设有夹紧楔装置的一对夹紧楔38、40，这些夹紧楔保持在转向操纵台10的分别与其对应的支承臂20上。夹紧装置26的与夹紧楔38、40相对的侧面上具有与操纵杆44连接的凸轮盘42。其中，凸轮盘42与支撑在转向操纵台10的对应支承臂20上的固定凸轮盘 46共同起作用。通过相应向下或向上转动操纵杆44，便能相对凸轮盘46扭转凸轮盘42，从而相应增大或减小凸轮盘46与夹紧楔38、40的轴向距离。换言之，可以横向于管套12、14的纵向延伸段对夹紧楔38、40进行调节。
在以将于下文详述的方式设有力传递元件48的情况下，夹紧楔40与外管套12的对应外管套区域34间接接触，因此，对操纵杆44的操纵会相应使得凹口26的宽度以及两个外管套区域34、36的距离发生变化，从而以外管套12为准将内管套14夹紧或松开。
设于相应夹紧元件(形式为夹紧楔40)与外管套12或其外管套区域34之间的力传递元件48在此构建为夹板。与同样可考虑的、夹紧楔40直接贴靠在外管套区域34上的方案不同，采用这种力传递元件48时的优势在于，视情况可以在夹紧装置22与外管套12之间提供更高的摩擦力。
若采用不含力传递元件48的技术方案，夹紧楔40(不借助力传递元件48)借助平坦的侧面直接贴靠在外管套12上，以及借助相对的楔形侧面贴靠在可利用操纵杆44横向于管套的纵向延伸段38，40进行调节的对应楔状体或夹紧楔38上，并与内管套14建立起传动连接。
在需要利用所述转向柱来吸收碰撞能量的情况下，采用力传递元件48的方案尤其具有优势。存在事故相关力输入以及管套12、14相对运动时，夹紧楔40不再沿外管套12，而是沿力传递元件48滑动，从而将输入的事故能量引向夹紧装置22，并利用夹紧楔作用将该事故能量减小。在此情形下，所输入的事故能量不继续进入转向操纵台10，并且不从该处进入横梁和车身。其中，在将锰压铸合金作为外管套12的材料时，力传递元件48特别有利。这样便能提供更高的摩擦。
此处力传递元件48本身由合金钢构成，且包括被所述夹紧装置的夹紧栓32贯穿的轴向长孔50。其中可以看出，与相应外管套区域34的对应贴靠面相比，力传递元件48的面积更大，因而在夹紧装置22夹紧时，能够将通过夹紧楔34、36作用的较高夹紧力传递并分布到外管套12上。
此外，从图2和图3特别可以看出，力传递元件48通过贯穿外管套 12的传动连接装置52与内管套14运动耦联。为建立该传动连接装置52，形式为夹板的力传递元件48的底面具有卡条54，该卡条向内突出，并穿过外管套12内的轴向长孔56与内管套12接触。其中，内管套14与力传递元件48之间的传动连接装置52优选以形状接合和/或材料接合的方式实施。在解除相应夹紧楔40与外管套12的耦联时，为避免因而直接贴靠在外管套上，一方面可以将夹紧楔40构建得特别简单，另一方面，基于通过力传递元件48进行转移，整体上既利用其来减小事故能量，又利用其对内管套14或所述转向柱的纵向调节进行锁定。
存在这种事故相关施力时，在力传递元件48受到传动的情况下相应移动内管套14，从而在所属的轴向固定定位在外管套12上的夹紧楔40与力传递元件48之间产生相应摩擦。其中，优选在夹紧楔40与力传递元件48之间设有摩擦增大元件，例如实现所期望摩擦的摩擦膜或相应涂层。其中，该摩擦增大元件既可以设于夹紧楔40上，又可以设于力传递元件48上，即也可以设于夹紧装置22的其他位置上。
整体上可以看出，在松开夹紧装置22时，可以利用凹口26将外管套12的空心横截面增大至某种程度，从而在解锁后产生较小的纵向调节力。同时可以利用夹紧装置22将因设置凹口26所形成的外管套12的空心横截面减小至某种程度，从而相对所述外管套实现对内管套14的最佳固定。这样便能实现具有较高刚度和固有频率的转向柱。另一优势在于，不必在两个管套12、14之间额外进行公差补偿。这使得安装中的过程波动较小。

Claims (9)

1.一种用于汽车的转向柱，该转向柱包含容置有转向轴(16)的内管套(14)以及夹紧装置(22)，所述内管套以能纵向调节的方式容置于保持在转向操纵台(10)上且具有空心横截面的外管套(12)中，所述夹紧装置用于将所述内管套(14)以能松开的方式固定在其调整后的相对所述外管套(12)的纵向位置中，其特征在于，所述外管套(12)至少在一纵向区域上具有凹口(26)，因而所述外管套的空心横截面能借助所述夹紧装置(22)而发生变化，
在所述夹紧装置(22)的夹紧元件(40)与所述外管套(12)之间设有力传递元件(48)，
所述力传递元件(48)通过贯穿所述外管套(12)的传动连接装置(52)与所述内管套(14)运动耦联。
2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述凹口(26)构建为朝向所述外管套(12)的方向盘侧(28)开口。
3.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述凹口(26)形成为沿所述外管套(12)的轴向延伸的缝隙。
4.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述夹紧装置(22)包括楔形夹紧装置。
5.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述力传递元件(48)是夹板。
6.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述力传递元件(48)通过所述传动连接装置(52)以形状接合和/或材料接合的方式与所述内管套(14)连接。
7.根据权利要求1或6所述的转向柱，其特征在于，在所述外管套(12)中留出用于所述传动连接装置(52)的长孔(56)。
8.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述夹紧装置(22)配有至少一个摩擦增大元件。
9.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述外管套(12)以能调节高度的方式保持在所述转向操纵台上。
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