CN105143017A - 用于转向柱组件的夹持组件 - Google Patents

Abstract

一种夹持组件，用于固定转向柱罩，它包括：夹持销(101)，该夹持销穿过在罩中的开口，并有朝向一端的止动器(104)；齿块(105)，该齿块由夹持销(101)承载，具有一组耙齿，当夹持组件处于夹持状态时，通过止动器(104)而将所述块的齿推压成与固定在支承托架上的齿条接合，从而固定该转向组件的固定部分和运动部分的相对位置；以及偏压装置(109、110、111)，该偏压装置提供偏压力，该偏压力在松开状态中作用而偏压夹持销(101)的止动器(104)使其远离所述运动部分，以便使得所述块上的齿条能够离开所述支承托架的齿条，其中，由偏压装置提供的偏压力的主要部分作用在夹持销(101)上而并不穿过齿块(105)。

Description

用于转向柱组件的夹持组件

本发明涉及用于转向柱组件的夹持组件的改进，特别是(但并不排他)涉及电助力转向组件。特别是，本发明涉及用于转向柱组件的夹持组件，该夹持组件对于倾斜和延伸范围进行调节。

已知提供了转向柱组件，其中，方向盘通过可收缩的或伸缩的转向柱轴而与一个或多个道路车轮连接。该轴设计成：当在意外事件中向该方向盘施加负载时收缩而离开车辆驾驶员。所述轴可以包括单部件轴，该单部件轴具有削弱的中心部分，该中心部分将在轴向负载下成手风琴状。或者，它可以包括两部件的伸缩轴，其中，在轴向负载下，一个部件沿轴向滑入另一部件内。

为了相对于车辆来布置转向轴，通常将它支承在由可调节的支承部分承载的一个或多个轴承内，通常称为转向柱罩。该罩再固定于固定部分上，该固定部分通过螺栓连接或以其它方式固定在车辆底盘或隔板的可方便接近的部件上。

在目前生产的很多车辆中，柱罩(为了方便，可以认为该柱罩包括不可调节的部分和可调节的部分)可释放地锁定在车辆的固定部分上，以允许转向轴为了倾斜(向上和向下)和延伸(伸入和伸出)而进行调节。在一些用途中，可以只为了倾斜或只为了延伸而调节。当能够为了延伸和倾斜而调节时，所述罩通常包括内部和外部管，该内部和外部管彼此相对伸缩，一个管固定，另一个管能够运动而进行所需的调节。

操作杆(该操作杆必须布置成使得驾驶员容易够到)允许夹持机构锁定和开锁，用于调节转向柱罩的位置。这使得车辆的驾驶员能够将方向盘设置在最舒服的位置。

在引入安装在方向盘上的气囊的情况下，近来有下列要求：一旦调节，所述柱必须通过形锁合的方法来保持就位。这里的意思是，当夹持机构运动至它的锁定位置时，必须有更大的约束力来防止所述柱随后运动而用于延伸(与只通过摩擦力产生的约束力相比)。

通常，当通过在车辆的固定部分上的齿条和夹持组件的齿块之间提供齿接合而进行夹持时，将增加运动的阻力。在齿之间的接合提供了所述罩的位置的形锁合。当松开时，两个齿条能够间隔开，以使得它们能够彼此相对运动，以便能够进行倾斜调节。

类似的，已知在夹持组件上的另一齿块和在所述罩的可调节部分上的相应齿条之间提供齿接合。当夹持组件处于松开状态时，两个齿条能够间隔开，以便使它们能够彼此相对运动。这能够进行延伸调节。

这样使用齿的一个基本问题是，有时候，当驾驶员试图使得夹子运动至夹持状态时，在一个齿条上的齿的尖端可能恰好与在应当与它们接合的另一齿条的齿的尖端对齐。这种所谓的齿在齿上的问题可能阻止驾驶员合适地锁定夹子，或者在极端情况下将损坏齿或锁定机构。为了解决这个问题，已知使得一个或多个有齿的块能够在夹持过程中滑动或以其它方式运动很小量，也许直到齿条的齿节距的一半，以便使得齿条的齿能够在到达夹持状态之前正确地对齐。

为了在运动至松开状态时使得齿间隔开，已知将夹持组件的齿设置在通过螺纹连接于夹持组件的夹持销上的齿块上，并使用偏压装置例如螺旋弹簧，该偏压装置通过自由安装在销上的垫片而直接作用在齿块上。当夹持时，该偏压力由夹持机构来克服，以便将齿块推压至相应的齿条上。当松开时，偏压装置推压齿块和夹持销而使其离开齿条。

本申请人发现，使用偏压装置的较高力作用在齿块上可能在夹持时削弱所述块的自由侧向运动，从而导致在齿重合的情况下增加锁定力。

根据第一方面，本发明提供了一种夹持组件，用于将车辆的固定部分(特别是支承托架)固定在转向柱的可运动部分(特别是转向柱罩)上，该夹持组件包括：

夹持销，该夹持销穿过在固定部分中的开口和在运动部分中的开口，该夹持销有朝向一端的止动器；

齿块，该齿块由夹持销承载，具有一组倾斜齿，当夹持组件处于夹持状态时，通过止动器而将该块的齿推压成与固定在支承臂上的齿条接合，从而固定该转向组件的固定部分和运动部分的相对位置；以及

偏压装置，该偏压装置提供偏压力，该偏压力在夹持组件的松开状态中作用，从而偏压所述夹持销的止动器而使其远离所述运动部分，以便使得所述块上的齿条能够离开支承托架的齿条，从而允许转向组件的固定部分和运动部分相对运动；

其特征在于：由偏压装置提供的偏压力的主要部分作用在夹持销上而并不穿过所述齿块。

通过绕过所述齿块，偏压力不会有限制所述齿块的适当自由运动的危险(该自由运动帮助减少齿在齿上的情况)。

在一个实施例中，由偏压装置提供的偏压力不通过齿块，该偏压装置只作用在夹持销上。

当夹持组件处于松开状态时，间隙可以提供于偏压装置和齿块之间。这允许所述齿块沿销的轴线和/或垂直于销的轴线进行较小量的自由运动。这又帮助减少产生齿在齿上的情况。绕过齿块的意思是，弹簧力并不妨碍所述块相对于销的自由运动，否则当力将所述块压靠在夹持销或固定于销上的任意其它部件时将产生妨碍。

偏压装置可以包括弹簧和垫片，该弹簧向垫片施加偏压力，该垫片再直接地作用在夹持销的一部分上。弹簧和垫片可以螺纹连接在夹持销上。弹簧可以布置在支承托架的臂之间的空间内。

垫片可以通过支承托架中的狭槽，以便与弹簧接合。它可以包括防旋转垫片，该防旋转垫片作用而防止夹持销旋转。垫片可以与固定部分或运动部分中的狭槽配合，以便获得防旋转特征。

偏压力可以由转向组件的支承托架来反作用，或许是通过作用在另一垫片上的偏压装置，该另一垫片再作用于支承托架上。

夹持销可以设有凸肩，该凸肩形成于沿夹持销的长度远离止动器的点处，该偏压装置作用在凸肩上。

凸肩可以由具有第一直径和第二直径的夹持销部分的过渡部分来限定，该第二直径更大。更大直径部分可以比更小直径部分更接近止动器。

或者，凸肩可以由从圆形截面的夹持销部分转变成非圆形截面(特别是正方形截面)部分的过渡部分来限定，该非圆形截面更接近止动器。

当提供正方形截面部分时，所述齿块可以设有具有对应截面的孔，夹持销穿过该孔，非圆形截面部分防止齿块相对于夹持销旋转。

止动器可以包括与夹持销的轴形成一体的头部。

至少一个第二偏压装置可以位于弹簧装置和齿块之间，当松开时，该第二偏压装置保持在所述块和弹簧装置之间的间隙。提供第二偏压装置帮助使得齿块沿夹持销运动，从而保持在弹簧装置和齿块之间的间隙。

第二偏压装置应当只能够将偏压力的较小部分传递至齿块上。例如，不超过20％或10％或5％的偏压力可以通过齿块并返回夹持销。

第二偏压装置可以包括至少一个弹性块，例如橡胶块或软塑料块。该块可以与弹簧装置的垫片成一体。

夹持组件可以包括两个齿块，第一齿块承载第一齿条，第二齿块承载第二齿条。

第一齿块可以包括齿，该齿与位于支承托架上的相应的齿进行接合。第二齿块的齿可以与位于罩上的相应齿(或许在附接于所述罩上的导轨上)进行接合。

所述两个齿块可以支承在夹持销上并在偏压装置和止动器之间。

各所述块可以包括开口，夹持销穿过该开口，从而使得该块能够沿夹持销运动。

夹持组件可以包括可释放的夹持机构，在夹持状态中，该夹持机构沿使得齿块与固定齿条接合的方向来拉动所述夹持销并因此拉动所述止动器。因此，这可以提供夹持力，该夹持力沿与偏压装置的偏压力相反的方向作用。它必须是足以克服偏压力的力。

夹持机构可以包括夹持操作杆，并可以包括凸轮组件，该凸轮组件可通过所述夹持操作杆而旋转。

固定部分可以包括托架，该托架有两个间隔开的臂，该夹持销穿过在各臂中的开口。该开口或各开口可以是细长的，从而使得夹持销可沿该开口运动，以便对于倾斜进行调节。倾斜齿条(如果有的话)可以沿开口的侧部延伸。

运动部分可以包括转向柱罩的一部分，夹持销穿过在罩中的开口。导轨可以固定在罩上，该导轨包括开口。该开口或各开口可以是细长的，从而允许夹持销沿开口运动，用于延伸方面的调节。延伸齿条(如果有的话)沿开口的侧部延伸。

当可对延伸方面进行调节时，罩可以伸缩，包括内部部分和外部部分，该内部部分在外部部分中滑动。运动部分可以包括外部部分，或者它可以包括内部部分。内部部分和外部部分可以包括管。罩可以是制造部件或铸造部件，或者是制造和铸造部件的混合体。

根据第二方面，本发明提供了一种转向柱组件，它包括：可调节的转向柱罩和支承托架；以及根据第一方面的夹持组件。

转向柱组件可以对倾斜范围、对延伸范围或者对倾斜和延伸范围进行调节。

下面将参考附图通过实例来介绍本发明的一个实施例，附图中：

图1是包括根据本发明第一方面的夹持组件的转向柱组件的第一实施例的第一透视图；

图2是穿过图1的实施例的一部分的剖视图；

图3是与图2的视图的一部分相对应的放大剖视图，详细表示了弹簧装置和齿块的布置方式；

图4是图3中所示的弹簧装置的垫片部件在从一侧看(a)和从相对侧看(b)时的视图；

图5是图4中所示的防旋转垫片在从一侧看(a)和从相对侧看(b)时的视图；

图6是图2的夹持销的一部分的透视图，示出了凸肩，其中，夹持销在所述凸肩处从正方形截面变化成圆形截面，该圆形截面引出弹簧力；

图7是转向柱组件的第二实施例的剖视图，详细表示了弹簧装置和齿块的布置方式；

图8是对应于图1的视图的一部分的放大剖视图，详细表示了弹簧装置和齿块的布置方式；

图9表示了第二实施例的夹持销的一部分，该夹持销与第一实施例的夹持销的区别仅在于凸肩和止动器的相对位置；

图10是转向柱组件的第二实施例的变化形式的剖视图，该变化形式提供了本发明的第三实施例，详细表示了弹簧装置和齿块的布置方式以及在弹簧装置和齿块之间的附加弹性垫片；以及

图11是第三实施例的弹簧装置的垫片部件的透视图(a)和剖视图(b)。

附图中的图2至6表示了用于车辆的转向柱组件的第一实施例1，该转向柱组件包括根据本发明第一方面的夹持组件。它包括转向柱罩，该转向柱罩有管形罩部分2，该管形罩部分2绕可收缩的转向轴3装配，如图1中所示。

管形罩部分2可以在远离方向盘的端部处固定在齿轮箱(未示出)上，并能够绕水平轴线(该水平轴线垂直于转向轴的轴线)枢转。该轴线位于齿轮箱内，这样，绕该轴线进行枢转就使得所述罩能够对于倾斜范围进行调节。当没有提供齿轮箱时，它可以绕转向组件的一些其它部件来进行枢转。应当知道，内部部分不能沿它的轴线运动，只能枢转。这种转向组件因此只能够对于倾斜范围进行调节，而不能延伸。

通过使用夹持组件来将管形罩部分固定在支承托架4上而限制所述罩2的枢转，如后面所述。该夹持组件可释放，以便能够调节转向柱罩的运动部分的位置，因此能够调节方向盘的位置。当锁定时，所述组件将运动部分锁定在托架4上，以便防止在它们之间的任何相对运动，但是在一些情况下这可以被克服，例如在紧急情况事件下。

支承托架4包括两个向下延伸的臂4a、4b。托架4将在下文中称为转向组件的固定部分，并认为是固定的，其中，它相对于车体(未示出)固定。罩的管形部分2由盒形截面导轨5来加强，该轨5紧贴地装配在托架4的两个臂4a、4b之间。

第一实施例的夹持组件在附图2中详细表示。

夹持组件包括夹持销101，该夹持销101穿过在各支承托架臂4a、4b中的细长开口102、103以及在管形罩2上的导轨5的相对侧上的开口而延伸。在托架4中的狭槽大致垂直于所述罩的轴线，大致沿竖直轴线延伸，如图1中可见，且当夹持组件松开时，夹持销能够沿这些狭槽上下运动，以便进行倾斜调节。

为了使所述罩2形锁合地就位，齿条7与狭槽并排地设置于支承托架4的一个臂4b的外部面上。这通过冲压部件7来提供，该冲压部件7承载两个齿条7a、7b，各齿条7a、7b布置在狭槽103的相应侧。当然，能够使得所述齿条成为所述支承托架臂的整体部分，或许通过将它们冲压或按压至所述臂中。

夹持销101有在一端处的止动器104，承载了齿块105，该齿块105可滑动地安装在销上，因此它能够横过该销而来回运动。块105布置在止动器104和支承臂103之间，该支承臂103提供有齿条。块105承载两个齿条105a、105b，这两个齿条105a、105b与在支承托架102上的齿条103、104相对。

夹持组件包括凸轮/从动器机构106，用于使得夹持销101的止动器104在锁定和开锁过程中朝向和远离所述支承托架臂103而运动。这通过在夹持销的另一端(相对于止动器)处安装在该销101上的夹持装置来实现，该夹持装置将止动器拉向要夹持的支承托架。当释放时，偏压装置109、110、111推动所述止动器而使其远离所述支承托架臂，这又使得齿块离开而到达松开状态。

凸轮/从动器机构布置在夹持销的端部处的硬螺母107和支承托架的、并不承载齿条的臂(即在托架的、与齿块相反的一侧)之间。与止动器和硬螺母一起工作的凸轮/从动器机构形成夹持机构，该夹持机构能够将托架臂4a、4b一起挤压在导轨5上，还将所述块105压向托架4。

凸轮机构包括凸轮部分，该凸轮部分安装在夹持销101上。调节手柄108附接在该凸轮部分上，该调节手柄108能够在图1和2中看见。凸轮部分可旋转地安装在夹持销101上，因此它能够通过使得手柄108运动而旋转，且所述凸轮部分带有倾斜凸轮面，该倾斜凸轮面抵靠着设置于固定凸轮部分上的相应的倾斜凸轮面。固定凸轮部分局部装配至托架的倾斜狭槽内，这样，它不能旋转，但是能够沿所述轴来回运动。当手柄转动时，在轴上的固定和运动凸轮的组合的总体长度变化。

偏压装置包括螺旋弹簧109，该螺旋弹簧109环绕夹持销101的中心缠绕。一端通过反作用部件110而作用在支承托架4的臂4a的、最靠近凸轮机构的内部面上。弹簧的另一端终止于沿夹持销101的、接近所述臂4b(该臂4b最接近齿块105)中的开口的点处。成形垫片111螺纹连接在夹持销101上，并有：第一部分，该第一部分穿过托架臂4b中的狭槽103，以便与弹簧109接合；以及第二扩大部分，该第二扩大部分布置在臂4b和齿块105之间。这在图4(a)和4(b)中更详细地示出。所述扩大部分作用在沿夹持销形成的凸肩112上。这能够在附图的图3和6中更清楚地看见。定位所述凸肩112，从而使得它使垫片111保持稍微离开所述齿块105，从而在齿块和垫片之间产生较小间隙。

当夹持组件处于夹持或锁定状态时，通过凸轮机构而朝着支承托架4b拉动所述止动器104。这将齿块105的齿压入而与在支承托架4上的齿接合。同时，在夹持销101上的凸肩112压靠在垫片111上，该垫片111压缩所述弹簧109。

当凸轮机构运动而松开夹持组件时，止动器104在作用于垫片111(该垫片111再作用于凸肩112上)上的弹簧109的偏压力作用下离开支承托架臂4b。弹簧力并不作用在齿块105上，因此并不向齿块施加不合适的负载。

图7至9中表示了第二实施例。在第二实施例和第一实施例之间的最明显区别在于，转向组件能够对倾斜和延伸范围进行调节。其中，为了清楚，合适的相同部件使用与第一实施例相同的参考标号来表示。

延伸调节是通过两部件的伸缩管形罩来提供的。所述罩包括外部管形部分3，该外部管形部分3能够在内部管形罩部分上面伸缩滑动。外部部分3能够沿内部部分上下滑动，以便能够调节罩的长度。这就能够调节转向组件的延伸范围。可运动的外部部分承载第一实施例的导轨5。

与第一实施例类似，内部部分固定在齿轮箱或其它固定部件上，并能够绕水平轴线进行枢转，该水平轴线垂直于转向轴的轴线。该轴线位于齿轮箱内，这样，绕该轴线的枢转将使得所述罩能够对倾斜范围进行调节。显然，内部部分不能沿它的轴线运动，只能进行枢转。

通过使用夹持组件来将运动部分(外部管形部分)固定在支承托架4上而限制所述罩3的枢转和伸缩运动，所述夹持组件与第一实施例的夹持组件类似。通过使得夹持销201穿过在支承臂托架4中的一对细长狭槽来适应倾斜调节。通过在导轨5中形成开口来适应延伸调节，夹持销通过该开口而穿过细长狭槽，狭槽的轴线平行于所述罩的轴线延伸。因此，夹持销能够在松开时沿这些狭槽运动。

夹持组件可释放，因此，转向柱罩的运动部分(方向盘)的位置能够分别对于延伸和倾斜进行调节。当锁定时，所述组件将运动部分锁定在托架上，以便防止在它们之间的任何相对运动，但是在一些实例中这可以被克服，例如在意外情况时。

第一实施例包括单个齿块，该齿块有齿，该齿与在支承托架上的齿配合，以便提供倾斜位置的形锁合，而本实施例包括两个齿块205、206。块205、206螺纹连接至夹持销的端部上并在止动器和支承托架的臂(该臂承载了倾斜调节齿)之间，这能够在附图8中最佳地看见。

第一齿块205承载齿条205a，并成形而使它穿过在支承托架臂4b中的细长狭槽。该齿条承载齿，该齿在夹持组件的夹持状态中与设置于导轨中的齿(与狭槽并排)接合，因此控制转向组件的延伸。

第二齿块206也承载齿条206a，并成形而使得它与由支承托架的臂4b承载的相应齿条接合。因此，该第二块以与第一实施例的块105类似的方式来起作用。因此，该第二块的至少一部分必须穿过在支承托架臂中的狭槽。该块206布置成比块205更接近止动器。

与第一实施例相同，提供了凸轮机构以及偏压装置109、110和211，当松开时，该偏压装置109、110和211沿释放齿块的方向偏压所述夹持销201。这种偏压装置包括环绕夹持销缠绕的螺旋弹簧109以及垫片211。垫片211作用在形成于销中的凸肩202上，该凸肩202保证偏压力(在图8中由箭头表示)施加在销201上，而不是施加在齿块上。夹持销201大致与第一实施例中相同，在图9中更详细表示。

还有垫片块113，该垫片块113布置在臂4b的内部面上。它有开口，夹持销和垫片112的更小端部穿过该开口。它在图5(a)和5(b)中详细表示。

附图中的图10和11表示了第三实施例。它与第二实施例非常类似，允许进行延伸和倾斜调节。其中，为了清楚，在第三实施例中，与第二实施例中相同的部件使用相同参考标号。

第三实施例与第二实施例的区别仅在于提供了变化的垫片211a，该垫片211a代替垫片211。弹簧装置的垫片211a包括两个弹性元件或垫212，这两个弹性元件或垫212装配在垫片211a的主体和第一齿块205之间的间隙内。这些垫并不向齿块传递任何弹簧力，而是控制该块相对于垫片的运动，从而防止由于间隙而振动。在松开状态中，所述元件将齿块偏压向止动器(独立于由偏压装置施加的偏压力)。

Claims (15)

1.一种夹持组件，用于将车辆的固定部分特别是支承托架固定在转向柱的可运动部分特别是转向柱罩上，该夹持组件包括：

夹持销，该夹持销穿过在所述固定部分中的开口和在所述运动部分中的开口，该夹持销有朝向一端的止动器；

齿块，该齿块由所述夹持销承载，具有一组耙齿，当夹持组件处于夹持状态时，通过止动器而将所述齿块的齿推压成与固定在支承托架上的齿条进行接合，从而固定该转向组件的固定部分和运动部分的相对位置；以及

偏压装置，该偏压装置提供偏压力，该偏压力在夹持组件的松开状态中作用，从而偏压所述夹持销的止动器而使其远离所述运动部分，以便使得所述齿块上的齿条能够离开所述支承托架的齿条，从而允许所述转向组件的固定部分和运动部分的相对运动；

其特征在于：由偏压装置提供的偏压力的主要部分作用在夹持销上而并不通过所述齿块。

2.根据权利要求1所述的夹持组件，其中：由偏压装置提供的偏压力不通过所述齿块。

3.根据权利要求1或2所述的夹持组件，其中：当夹持组件处于允许所述齿块自由运动的松开状态时，在偏压装置和所述齿块之间提供了间隙，与销的轴线垂直，它并不受到由偏压装置提供的偏压力的妨碍。

4.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，其中：偏压装置包括弹簧和垫片，该弹簧向垫片施加偏压力，该垫片再直接地作用在所述夹持销的一部分上。

5.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，其中：所述偏压力由所述转向组件的支承托架来进行反作用。

6.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，其中：所述夹持销设有凸肩，该凸肩形成于沿所述夹持销的长度远离所述止动器的点处，该偏压装置作用在凸肩上。

7.根据权利要求6所述的夹持组件，其中：所述凸肩由从圆形截面的夹持销部分到非圆形截面部分的过渡部分来限定，该非圆形截面更接近所述止动器，该非圆形截面部分防止所述齿块相对于所述夹持销旋转。

8.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，其中：所述止动器包括与所述夹持销的轴形成一体的头部。

9.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，还包括：至少一个第二偏压装置，该第二偏压装置位于所述弹簧装置和齿块之间，当松开时，该第二偏压装置保持在所述齿块和弹簧装置之间的间隙。

10.根据权利要求9所述的夹持组件，其中：第二偏压装置包括至少一个弹性块，例如橡胶块或软塑料块。

11.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，还包括：第二齿块，该第二齿块由具有一组延伸齿的夹持销来承载，当夹持组件处于夹持状态时，通过止动器而将该第二齿块的齿推压成与固定在所述运动部分上的齿条进行接合，从而固定所述转向组件的固定部分和运动部分的相对位置。

12.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，还包括：可释放的夹持机构，处于夹持状态时，该夹持机构沿使得所述齿块或各个齿块与相应的固定齿条或多个固定齿条接合的方向来拉动所述夹持销并从而拉动所述止动器。

13.根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件，其中：所述固定部分包括托架，该托架有两个间隔开的臂，该夹持销穿过在各个所述臂中的开口，且所述运动部分包括罩，所述夹持销穿过在所述罩中的开口。

14.一种转向柱组件，包括：可调节的转向柱罩和支承托架；以及根据前述任意一项权利要求所述的夹持组件。

15.一种夹持组件或转向柱组件，基本如本文中参考图1-6、7至9或10至11所述和如这些图中所示。