CN105209317B - 用于转向管柱的能量吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向管柱(33)的能量吸收装置(30)，该能量吸收装置(30)具有用于在撞击情况中吸收能量的至少一个弯曲卡件(32)，其中该弯曲卡件(32)具有用于一个第一紧固元件(40)和至少一个第二紧固元件(41)，并且该第一紧固元件(40)针对撞击情况被安装成相对于该第二紧固元件(41)位移，同时承受该弯曲卡件(32)沿引导轨道(34)的变形，该引导轨道(34)是由一个始端(35)和一个末端(36)界定的，其中，该能量吸收装置(30)在引导轨道(34)的末端(36)处还具有至少一个设置在该引导轨道(34)上的碰撞元件(37)，其中在撞击情况中，通过该第一紧固元件(40)和/或沿该引导轨道(34)伴随所述第一紧固元件(40)移动的一个元件(42)与该碰撞元件(37)协同操作，从而通过该碰撞元件(37)和/或该第一紧固元件(40)和/或该伴随移动的元件(42)的变形而能够额外地来吸收能量。

Description

用于转向管柱的能量吸收装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向管柱的能量吸收装置，其中该能量吸收装置具有至少一个用于在撞击情况中吸收能量的弯曲卡件，并且该弯曲卡件具有用于将该弯曲卡件紧固到所述转向管柱的第一部件上的一个第一紧固元件以及至少一个用于将该弯曲卡件紧固到转向管柱的第二部件上的第二紧固元件，并且该第一紧固元件针对撞击情况被安装成随着该弯曲卡件的变形而能够沿一个引导轨道相对于所述第二紧固元件位移，该引导轨道由一个始端和一个末端限定。本发明还涉及一种用于机动车辆的转向管柱，并且涉及一种用于机动车辆的转向管柱在撞击情况中吸收能量的方法。

背景技术

在用于机动车辆的转向管柱中使用能量吸收装置以便在撞击情况(也就是在该机动车辆与另一机动车辆或其他一些物体之间的碰撞事件)中有针对性地消散与车辆驾驶员受到方向盘并从而受到转向管柱的冲击相关的能量，使得受到方向盘猛烈冲击的车辆驾驶员尽可能不受伤、或至少最低可能程度地受伤。在现有技术中的许多实施例中，引言中所提及类型的能量吸收装置是已知的。其共同之处在于，对于以与车辆驾驶员具有相容性的方式来针对性消散在撞击情况中产生的冲击能量而言，当第一紧固元件相对于第二紧固元件而沿引导轨道位移时，能量吸收装置的至少一个弯曲卡件变形。

例如，从WO 2011/072311 A1已知一种属类的能量吸收装置。在所述文献中提供的是，弯曲卡件被预加载以便在能量吸收过程开始时避免力的峰值。

同样在专利文献DE 10 2008 034 807中展示了一种类似的用于具有弯曲卡件的转向管柱的能量吸收装置。

实践表明，根据至今已知的技术，不仅在能量吸收过程开始时(如在WO 2011/072311 A1所论述的)而且还会在能量吸收过程之中或在其结束时产生关于过量力的峰值的问题。在撞击情况中如果是相对较重的车辆驾驶员受到机动车辆的方向盘猛烈冲击，则尤其会产生所述问题。具体而言，这里可能会产生如下情况：在撞击情况中产生的冲击能量没有被充分消散时第一弯曲卡件抵靠引导轨道的末端直到所述峰值点。在第一紧固元件抵靠引导轨道的末端时，可能产生所不期望的高的力峰值。

发明内容

因此本发明的目的是改进引言中所提及类型的能量吸收装置，使得能量吸收过程可以不在仅通过弯曲卡件的构造来影响。

这是根据本发明借助于具有本专利的权利要求1所述的能量吸收装置来实现的。

因此提供一种能量吸收装置，其除了具有引导轨道的末端之外还具有被设置在该引导轨道上的至少一个碰撞元件，其中，在撞击情况中，通过第一紧固元件和/或沿该引导轨道伴随所述第一紧固元件移动的一个元件与该碰撞元件的相互作用，可以通过该撞击元件和/或该第一紧固元件和/或该伴随移动的元件的变形来额外地吸收能量。

因此本发明的基本概念在于，除弯曲卡件之外还提供了第二能量吸收过程，该第二能量吸收过程涉及至少一个碰撞元件，上述碰撞元件在撞击情况中与第一紧固元件和/或与沿引导轨道伴随该第一紧固元件移动的元件相互作用，通过所述的元件中的一个的变形进行额外的消散或吸收能量。在引导轨道的末端额外地设置所述碰撞元件，使得在撞击情况中，优选地在到达引导轨道的末端而因此产生不期望的力峰值之前发生所述的相互作用并因此对冲击能量进行额外消散。在本文中，有利的是将碰撞元件设置在引导轨道的始端和末端之间。在此，优选实施例如下设置，碰撞元件设置在引导轨道朝向所述末端的一半的区域中，换言之譬如说，在引导轨道的后一半中。在这些实施例中，于是在撞击情况中能够最初仅有弯曲卡件单独作用以便吸收能量。如果这之后不足以消散冲击能量，具有碰撞元件的第二能量吸收机构确保了对于仍在系统中的其余冲击能量的针对性的消散，其与车辆驾驶员具有相容性。以此方式，有利地防止了第一紧固元件和/或伴随移动的元件在引导轨道的末端处的冲击。然而在本文中，应指出的是，根据本发明的具有碰撞元件的额外的能量吸收机构不仅可以在末端处使用还可以在沿引导轨道的任何地方使用，以便针对性地对冲击能量的消散产生影响。

基本上可以沿引导轨道放置一个或甚至多个碰撞元件。所述碰撞元件甚至可以按点状方式来界定并且仅在沿引导轨道的一个特定位置处起作用。这些碰撞元件可以变形或者在其作为特殊的变形情况下可以呈断开式元件的形式。因此，在一个实施例中，断开可以被视为变形。

对于能量的柔和消散而言，本发明的优选实施例设置成：这些碰撞元件不仅以点状方式起作用而且沿引导轨道的局部延伸区域(也就是说在总体能量吸收过程的相对较长的区段上)起作用。在本文中，有利的是使碰撞元件至少沿引导轨道的局部延伸区域延伸，并且在撞击情况中，通过第一紧固元件和/或沿该引导轨道伴随所述第一紧固元件移动的元件与该碰撞元件的相互作用，能够通过该碰撞元件和/或该第一紧固元件和/或该伴随移动的元件沿该局部延伸区域的变形来额外地吸收能量。

借助于对碰撞元件、第一紧固元件和/或伴随所述第一紧固元件移动的一个或更多元件的长度和形式的配置，可以针对性地影响能量吸收过程的特性。借助于所述元件的对应实施例，因此可以针对性地影响消散了多少能量、以及其在总体能量吸收过程中在何处或在何时发生。换言之，因此可以按针对性的方式生成能量消散特性。在本文中，有利的是使能量吸收的强度沿该局部延伸区域变化。在此，尤其优选地进行如下设置，能量吸收的强度沿该局部延伸区域在朝着引导轨道的末端的方向上增加。例如可以如下设置：碰撞元件具有、或者被设计为至少一个楔形区域。在此，优选实施例如下设置，碰撞元件借助于其楔形区域减小了狭槽的开口宽度，第一紧固元件和/或伴随移动的元件穿过该开口宽度。总体上，有利的是，引导轨道是一个狭槽。在此，本发明的优选实施例如下设置，第一紧固元件和/或伴随移动的元件延伸穿过狭槽并且在撞击情况中能够沿狭槽位移。为了有效地减小狭槽的开口宽度(第一紧固元件和/或伴随移动的元件穿过所述开口宽度)，碰撞元件不需要位于引导轨道或狭缝的平面中。如果第一紧固元件和/或一个或多个伴随移动的元件从狭槽凸出或超出其他一些引导轨道，则尤其是这种情况。

如已经讨论过的，碰撞元件可以不同方式成形，以便提供针对性的能量吸收强度特性。此外，所述碰撞元件还可以在不同位置处和在引导轨道的局部延伸区域的不同长度上实现。以此方式，呈弯曲卡件变形的形式的第一能量吸收过程的位置和时间借助于第二能量吸收过程(其可以按针对性的方式来调整碰撞元件)来辅助。此外，还存在将碰撞元件设计并紧固在能量吸收装置中的各种方式。

在第一变体中，碰撞元件是单独的部件形式，其优选地以可更换的方式被紧固在能量吸收装置的其余部分上和/或中，例如在其轨道上。借助于可拆方式的紧固，还可以更换碰撞元件，例如以便通过更换碰撞元件来针对性地改变或适配能量吸收作用的强度。

在其他变体中，可以如下设置：碰撞元件整体地形成在弯曲卡件自身上。在这些变体中，碰撞元件例如可以形成弯曲卡件的伸长部或凸出部。另一个变体如下设置：引导轨道在能量吸收装置的轨道中例如形成为狭槽。于是碰撞元件可以是所述轨道的一部分或可以被整体地形成在所述轨道上。如果该轨道具有作为引导轨道的一个狭槽，则碰撞元件还可以直接形成与该轨道的壁(其界定了所述狭槽)相对应的形式。

出于完整性的考虑，还应指出的是，应宽泛地解读术语“弯曲卡件”。它可以只是仅发生变形的弯曲卡件。然而，它可以等同于破裂和弯曲卡件(其设置成不仅弯曲而且还发生破裂)。

在撞击情况下为了在能量吸收开始时或弯曲卡件的变形开始时提供预定或限定的释放力，和/或还为了将弯曲卡件设置在针对撞击情况的限定或预定的起始位置上，可以如下设置：将第一紧固元件和/或随所述第一紧固元件沿引导轨道伴随移动的元件装配(优选地卡住)在引导轨道上的起始位置上。所述起始位置有利地位于引导轨道的始端处或位于该始端附近。所述起始位置有利地被设置成沿引导轨道与碰撞元件间隔开。在引导轨道呈狭槽形式的情况中，可以如下设置：在起始位置中，紧固元件或沿引导轨道伴随所述紧固元件移动的元件被装配(优选地卡住)在界定了所述狭槽的壁之间。在界定了狭槽的所述壁上可以设置多个凸出区域，这些凸出区域用于将第一紧固元件或随所述第一紧固元件沿引导轨道伴随移动的元件装配或卡住在起始位置上。清楚的是，所述装配或卡住是一种在撞击情况下可释放的连接。在弯曲卡件的安装过程中，可以如下设置：第一紧固元件或伴随所述第一紧固元件沿引导轨道移动的元件首先沿引导轨道位移动至使得该第一紧固元件或沿引导轨道伴随所述第一紧固元件移动的元件被装配或卡住起始位置上的程度。有利的是，这里进行了校准，也就是说狭槽的壁的一定的变形，尤其是狭槽的壁的凸出区域和/或第一紧固元件和/或沿引导轨道伴随移动的元件的一定的变形。以此方式，还可以对弯曲卡件施加预负载，该预负载还可以按针对性的方式用于在撞击情况中将释放力调整到所期望的范围中。如将在下文进一步讨论的，对于正常操作而言，还可以借助于剪力螺栓来设定起始位置，该剪力螺栓在撞击情况中被剪断。

除能量吸收装置自身之外，本发明还涉及一种用于机动车辆的转向管柱，该转向管柱具有一个转向心轴，所述转向心轴安装在该转向管柱的一个转向心轴轴承单元中从而使得可以围绕转向心轴纵向轴线旋转，并且所述转向管柱具有用于将该转向心轴轴承单元紧固在机动车辆中的一个支撑单元。在此，根据本发明的转向管柱的特征在于，所述转向管柱具有至少一个根据本发明的能量吸收装置，并且所述弯曲卡件直接或间接地借助于这些紧固元件中的一个而被紧固到作为该转向管柱的一个部件的所述转向心轴轴承单元上，并且借助于这些紧固元件的另一紧固元件而被紧固到作为该转向管柱的另一部件的所述支撑单元上。在此，转向心轴轴承单元是转向管柱的部件，用于安装转向心轴，其在撞击情况中与转向心轴一起相对于为支撑单元形式的用于安装转向心轴轴承单元的转向管柱部件位移。在转向心轴轴承单元与支撑单元的相对位移的过程中，弯曲卡件的变形导致第一形式的能量吸收，并且如果在系统中引入了相对大量的冲击能量并且弯曲卡件变形至对应程度，则第一紧固元件和/或沿引导轨道伴随所述第一紧固元件移动的元件与碰撞元件相互作用导致额外的能量吸收。

一种根据本发明的用于在撞击情况中的机动车辆的转向管柱中吸收能量的方法为如下设置：在根据本发明的能量吸收装置中，第一紧固元件随着弯曲卡件的变形相对于第二紧固元件沿引导轨道位移，并且通过该第一紧固元件和/或沿该引导轨道伴随所述第一紧固元件移动的元件与碰撞元件的相互作用，能够通过该碰撞元件和/或该第一紧固元件和/或该伴随移动的元件的变形来额外地吸收能量。如已经论述过的，在此如下设置是有利的：弯曲卡件首先变形，并且仅在随后发生第一紧固元件或者伴随所述第一紧固元件移动的元件与撞击元件之间的相互作用。然而，并非必须如此。如所述的，表述“变形”还包含对应元件的断开或撕裂。在适用情况下，关于能量吸收装置的描述也另外适用于转向管柱及所述方法。

附图说明

将基于以下对附图的描述来论述本发明的优选实施例的另外特征和细节，在这些附图中：

图1示出了根据本发明的转向管柱的侧视图，该转向管柱具有根据本发明的第一类型的能量吸收装置；

图2示出了来自图1沿线AA截取的截面；

图3示出了图1的转向管柱的斜视图；

图4示出了图1的转向管柱的转向心轴轴承单元的斜视图，该转向管柱具有根据本发明的能量吸收装置；

图5示出了图4的能量吸收装置的分解图；

图6和图7示出了能量吸收装置的所述第一示例性实施例的保持部分和轨道；

图8示出了根据本发明所设计的第二能量吸收装置，并且

图9至图12示出了根据本发明所设计的处于不同位置的第三能量吸收装置。

附图标记:

1 转向心轴 25 有齿部件

2 转向心轴轴承单元 26 有齿部件

3 方向盘侧末端 27 剪力螺栓

4 转向心轴纵向轴线 28 开口

5 保持部分 29 开口

6 支撑单元 30 能量吸收装置

7 锁定装置 31 轨道

8 长度调整方向 32 弯曲卡件

9 高度或倾角调整方向 33 转向管柱

10 侧框架部 34 引导轨道

11 侧框架部 35 始端

12 侧支脚部 36 末端

13 侧支脚部 37 碰撞元件

14 中间单元 38 开口宽度

15 枢转心轴 39 内凹部

16 夹紧螺栓 40 第一紧固元件

17 开口 41 第二紧固元件

18 开口 42 伴随移动的元件

19 锁定部分 43 局部延伸区域

20 锁定部分 44 凸出区域

21 连接区段 45 凸耳

22 区段 46 位移行程

23 夹紧杆 47 管柱。

24 凸轮盘

具体实施方式

在图1至图3中所展示的转向管柱33包括转向心轴轴承单元2，该转向心轴轴承单元2用于安装转向心轴1使得其可以关于转向心轴1的转向心轴纵向轴线4旋转，所述转向心轴具有用于附接方向盘(未在图中示出)的方向盘侧末端3。转向心轴轴承单元2连接至保持部分5(其借助于将在下文中进一步更细节描述的断开式连接以及根据本发明的能量吸收装置30)。保持部分5被相对于转向心轴纵向轴线4的方向不可位移地连接至转向心轴轴承单元2上，直到达到平行于转向心轴纵向轴线4而在转向心轴轴承单元2与保持部分5之间作用的力的阈值。在此，对平行于转向心轴纵向轴线4的两个方向上的阈值可以相等或可以不同，并且可以在构建系统的过程中来设定。

由于在撞击情况中车辆驾驶员与方向盘之间的碰撞而导致的施加在转向心轴轴承单元2上的力F(或平行于转向心轴纵向轴线4的对应力分量)指向车辆的前方(如在图1中所示)，并且对应地由在支撑单元6上的反向力来吸收抵消。

在转向管柱33的运行状态中，承载了转向心轴轴承单元2的支撑单元6刚性地连接到机动车辆的底盘上。在锁定装置7的打开状态下，可以调整转向管柱33的长度和高度或倾角。在此，转向心轴轴承单元2能够相对于支撑单元6平行于转向心轴纵向轴线4(＝长度调整方向8)以及相对于支撑单元6而在与所述转向心轴纵向轴线成直角的高度或倾角调整方向9上进行调整。在锁定装置7的锁定状态中，为了将转向心轴轴承单元2相对于支撑单元6平行于转向心轴纵向轴线4的相对位移锁定而施加了锁定力，其中对于在至少关于平行于转向心轴纵向轴线4而沿车辆前方的方向上的位移而言，所述锁定力比使转向心轴轴承单元2保持相对于保持部分5不发生位移的力的阈值更高。此外，为了将转向心轴轴承单元2相对于支撑单元6在高度或倾角调整方向9上的调整锁定，锁定装置7施加了锁定力。

在所示的示例性实施例中，转向心轴轴承单元2被布置在支撑单元6的侧框架部10、11之间。还在支撑单元6的侧框架部10、11与转向心轴轴承单元2之间设置中间单元14的侧支脚部12、13，这些侧支脚部至少在转向心轴轴承单元2的圆周的主要部分上围绕该转向心轴轴承单元2。在锁定装置7的打开状态下，中间单元14可相对于支撑单元6而在高度或倾角调整方向9上调整。为此目的，所述中间单元可以相对于支撑单元6而围绕枢转心轴15枢转。例如(还)借助于所述枢转心轴15的设计，中间单元14相对于转向心轴纵向轴线4的方向而不可位移地连接至支撑单元6上。在锁定装置7的打开状态下，转向心轴轴承单元2可以相对于中间单元14而平行于转向心轴纵向轴线4位移，该中间单元可移动地引导转向心轴轴承单元2，而在锁定装置7的锁定状态下，所述转向心轴轴承单元通过由锁定装置7施加的锁定力而保持为在转向心轴纵向轴线4的方向上不可相对于中间单元14位移。

锁定装置7包括夹紧螺栓16，该夹紧螺栓16与转向心轴纵向轴线4成直角地延伸并且延伸穿过侧框架部10、11中的开口17、18(参见图2)，这些开口为在高度或倾角调整9的方向上延伸的狭槽的形式，并且在转向管柱33的高度或倾角调整的过程中夹紧螺栓16在这些开口中位移。所述开口17、18的边缘使夹紧螺栓16保持相对于支撑单元6在转向心轴纵向轴线4的方向上不可位移。此外，夹紧螺栓16还延伸穿过中间单元11的侧支脚部12、13中的开口，这些开口的直径与夹紧螺栓16的直径对应，但具有一定程度的游隙。

在夹紧螺栓16上，将锁定部分19、20设置到支撑单元6的侧框架部10、11的两侧，夹紧螺栓16延伸穿过这些锁定部分的开口，并且这些锁定部分可在夹紧螺栓16的轴线方向上进行轴向位移。一个锁定部分19具有由夹紧螺栓16延伸穿过的一个区段以及通过连接区段21连接至前述区段上的一个区段22，所述锁定部分在所述区段22中与保持部分5相互作用(如在下文中进一步描述)。在锁定装置的锁定状态下，锁定部分20和锁定部分19在其由夹紧螺栓16延伸穿过的区段的区域中被按压顶靠支撑单元6的侧框架部10、11，用以将转向管柱33在高度及倾角调整方向9上的调整锁定。所述锁定可以由摩擦接合来实现。还可以提供以强制接合方式来进行相互作用的元件，例如有齿部件。

对于将锁定部分19、20紧靠侧框架部10、11以及将锁定部分19紧靠保持部分5而言，锁定装置7可以按常规方式来设计。例如，用于打开和关闭锁定装置7的锁定杆23被连接至凸轮盘24，该凸轮盘24在围绕夹紧螺栓16的轴线旋转的过程中由所述夹紧杠杆来驱动并且与狭槽引导板相互作用。在这种情况下所述狭槽引导板与锁定部分19整体形成，但也可以提供单独的狭槽引导板。还可以使用具有滚动体的设置或一些其他形式的夹紧机构。

锁定部分19的区段22延伸穿过在侧框架部10(侧框架部10还可以在锁定部分19的区段22上方截止)中的开口并且穿过在中间单元14的侧支脚部12中的开口。在锁定装置的锁定状态下，区段22借助于被设置在其上的有齿部件25而被按压顶靠保持部分5的有齿部件26。取决于转向管柱的长度设定，所述有齿部件25、26在不同位置中彼此接触。

锁定部分19的区段22(该区段整体位于夹紧螺栓16的一侧)通过延伸穿过侧框架部10的开口的边缘和/或通过延伸穿过中间单元14的侧支脚部12的开口的边缘而被保持为不可位移，以便防止相对于支撑单元6在平行于纵向轴线4的方向上位移。

通过区段22的有齿部件25与保持部分5的有齿部件26的相互作用，保持部分5在锁定装置7的锁定状态下被锁定以便防止相对于锁定部分19而在转向心轴纵向轴线4的方向上位移。如果所述两个有齿部件在锁定装置7的锁定过程中在齿对齿的位置中彼此接触，则为如下情况：至少在轻微的初始位移(该初始位移小于有齿部件的齿间距)之后，阻止保持部分5相对于锁定部分19的进一步位移。

还可以在锁定部分19与保持部分5之间存在其他的强制接合连接，例如借助于接合到孔中的螺栓。

在锁定装置7的打开状态下，锁定部分19从保持部分5撤回并且所述两个部分彼此脱离接合，其中转向心轴轴承单元2可以在长度调整方向8上与保持部分5一起进行调整。

除转向心轴轴承单元2与保持部分5之间的连接的设计(将在下文中以更多细节来讨论)之外，转向管柱33的上述元件可以按现有技术中已知的各种方式来设计。

保持部分5平行于转向心轴纵向轴线4而相对于转向心轴轴承单元2被可位移地引导，并且首先通过断开式连接并其次借助于能量吸收装置30而被连接至转向心轴轴承单元2上。所述断开式连接可以借助于例如剪力螺栓27来实现。在所示的示例性实施例中，剪力螺栓27在一侧被插入到在保持部分5中的开口28中并且在另一侧处被插入到开口29中(参见图5)。在这个示例性实施例中，转向心轴轴承单元2包括管柱47。轨道31例如借助于焊接连接而刚性连接至所述管柱，并且在转向心轴纵向轴线4的方向上延伸并且具有U形截面，所述轨道31是能量吸收装置30的一部分。在这种情况下，开口29形成在轨道31中。

弯曲卡件32为能量吸收装置30的一部分，其连接至保持部分5和转向心轴轴承单元2两者。在所示的示例性实施例中，弯曲卡件32是U形的，其U形的一个肢部被连接至保持部分5上而U形的另一个肢部借助于轨道31而被连接至转向心轴轴承单元2上。优选U形的两个肢部至少基本上平行于转向心轴纵向轴线4延伸。

可以从图4中的侧视图、图5以及图6及图7的分解图示一起尤其清楚地看到在所述第一示例性实施例中的能量吸收装置30的构造。图6示出了保持部分5的后侧(未在图5中展示)，并且图7从内侧示出了轨道31。如已经讨论过的，在此所示的能量吸收装置30的轨道31被固定地设置在转向心轴轴承单元2的管柱47上。引导轨道34以狭槽的形式形成在轨道31中。示出了狭槽或引导轨道34的始端35和末端36。在该示例性实施例中，弯曲卡件32具有作为第一紧固元件40的燕尾榫状末端，该燕尾榫状末端被保持在保持部分5的后侧上的元件42之间。在元件42与弯曲卡件32的第一紧固元件40之间的连接被设计为使得元件42在第一紧固元件40沿引导轨道34的位移过程中伴随第一紧固元件40移动。因此，当提及元件42时，这些元件还可被称为伴随第一紧固元件40移动的元件。当锁定装置7锁定时，如已经讨论过的，保持部分5借助于有齿部件25和26的接合而在支撑元件6上在转向心轴轴承单元4的方向上保持为不可位移。以此方式，第一紧固元件40在锁定装置7锁定时借助于保持部分5被固定到支撑元件6上。第二紧固元件41位于弯曲卡件32的另一个末端，在这种情况下所述第二紧固元件41呈三个凸出部的形式，这些凸出部被固定地保持在轨道31的内凹部39中。因此所述第二紧固元件41借助于轨道31被固定到管柱47或转向心轴轴承单元2上。现在，如果车辆驾驶员在撞击情况下受到方向盘猛烈冲击并且因此顶靠转向心轴轴承单元2，在这种情况下，如果锁定装置7被锁定，则转向心轴轴承单元2在与转向心轴纵向轴线4平行的方向上与转向心轴1相对于支撑单元6沿车辆的前轮方向上位移。通过借助于保持部分5而将第一紧固元件40紧固到支撑单元6上(已讨论过)，在此发生了第一紧固元件40及伴随移动的元件42沿引导轨道34而在末端36的方向上的位移。弯曲卡件32在此发生的变形导致将施加到转向心轴轴承单元2上的冲击能量进行针对性地吸收或针对性地消散。在保持部分5开始相对于轨道31的位移时，本身是已知的是将两个开口28和29彼此连接的剪力螺栓27断开。在本文中，应指出的是可以在下文具体的优选实施例中设置剪力螺栓27。然而，根据本发明的能量吸收装置30，可以全部省去剪力螺栓27。

如果由弯曲卡件32的变形所实现的能量吸收不够充分，例如因为是尤其重的驾驶员猛烈冲击方向盘，则能量吸收装置30提供设置在引导轨道34上的作为额外能量吸收机构的碰撞元件37。在撞击情况下，借助于第一紧固元件40或元件42(其沿引导轨道34伴随所述第一紧固元件移动)与碰撞元件37(其优选地保持其沿着引导轨道34的位置)的相互作用，能量通过碰撞元件37和/或第一紧固元件40和/或伴随移动的元件42的变形而被额外地吸收。为了所述额外的能量吸收不是突然的而是沿引导轨道34缓慢地增加强度的发生，优选实施例(例如在此示出的示例性实施例)设置成将碰撞元件37设计为沿局部延伸区域43改变能量吸收强度。为此目的，在此展示的示例性实施例中，碰撞元件37在各种情况下都是楔形形式或具有至少一个楔形区域。如所述的，还可以优选的是，使碰撞元件37沿引导轨道34的局部延伸区域43延伸。这还可以在此所示的示例性实施例中清楚地看出。

通过对碰撞元件37的形式的设置并且通过对应地选择所述碰撞元件沿引导轨道34的位置，可以以针对性的方式控制借助于碰撞元件37实现的所述额外的能量吸收过程在何时并且以何种强度起作用。同样还可适用于局部延伸区域43的长度，如果需要的话，碰撞元件37在所述局部延伸区域上提供对应的额外的能量吸收。由碰撞元件37实现的额外能量吸收的强度沿所述局部延伸区域43而在引导轨道34的末端36的方向上有利地增加。在此是借助于对应的楔形碰撞元件37的实施例来实现的。如可以在图4中尤其清楚可见的，在优选实施例中的情况为，碰撞元件37借助于其楔形区域减小了形成引导轨道34的狭槽的开口宽度38，第一紧固元件40和/或伴随移动的元件42穿过所述开口宽度38。主要指出的是，碰撞元件37实际上可以被设置在引导轨道34的始端35与末端36之间的任何所期望的位置处。然而，在优选实施例中，如果意图使由弯曲卡件32的变形所实现能量吸收首先起作用，则优选实施例(类似在此所实现的)设置成将碰撞元件37在其上起作用的所述局部延伸区域43设置在引导轨道34朝向末端36的一半的区域中。碰撞元件37基本上可以被设置在引导轨道34的末端36之前。然而，所述碰撞元件还可以延伸直至引导轨道的末端36。

在所有在此示出的实施例中，形成了伴随移动的元件42的螺柱在保持部分5上延伸穿过形成了引导轨道34的狭槽，这些螺柱对弯曲卡件32的第一紧固元件40进行支持。在所示的示例性实施例中，所述伴随移动的元件42还出于能量吸收的目的而与碰撞元件37相互作用。然而，不言自明的是，与在此所示的示例性实施例相比，弯曲卡件32的第一紧固元件40还可以被设计为使得在弯曲卡件32已经变形至对应程度时而直接与碰撞元件37相互作用。还应清楚的是，碰撞元件37不必设置在所述狭槽或所述引导轨道34的开口平面中以便有效地减少开口宽度38或使开口宽度38变窄。具体而言，如果第一紧固元件40和/或伴随移动的元件42凸出到所述开口平面外部，则碰撞元件37不必为此目的而设置在所述开口平面中。

在根据图4至图7的第一示例性实施例中，碰撞元件37是为单独的部件形式，其可以在所期望的位置处被固定到轨道31并从而被固定到引导轨道34上。甚至可以提供的是，具有不同长度和/或不同设计的多个碰撞元件37能够以可对应地进行更换的方式紧固到引导轨道34上。紧固类型可以是卡夹连接、螺钉连接、铆钉连接等等，或者如果不期望更换碰撞元件37则还可以是粘合式紧固类型，例如焊接、粘接等等。

与以上描述的第一示例性实施例相比，在根据本发明的图8的能量吸收装置30的替代实施例中进行如下的设置：碰撞元件37没有形成为单独的部件而是形成为弯曲卡件32本身的一部分。在所述的设计变体中，如可以在图8中清楚可见的情况是，碰撞元件37是弯曲卡件32的楔形凸出部。根据图8的所述第二示例性实施例的其他方面都与第一示例性实施例以相同方式来运行，因而这里不需做进一步解释。根据本发明的能量吸收装置30的如图8所示的第二示例性实施例以及如图9至图12所示的第三示例性实施例可以替代如图4至图7所示的第一示例性实施例而对应地用于如图1至图3中所示的转向管柱33中、或者不言自明地还可以用于转向管柱33的其他一些设计中。

在根据本发明在图9至图12中的能量吸收装置30的第三示例性实施例的情况中，碰撞元件37形成为轨道31的一个固定部分。所述碰撞元件是轨道31的弯拱形状的卡件，其进而是楔形形式并且沿引导轨道34在局部延伸区域43之上的末端36的方向上逐渐减小引导轨道34(其在这种情况下也是呈狭槽形式的)的开口宽度38，而无需将所述碰撞元件直接设置在狭槽的开口平面中。这种情况下，可以在图11和图12中清楚得看出所述碰撞元件37与伴随移动的元件42中的一个的相互作用。在图11中，弯曲卡件32已经随着第一紧固元件40和伴随移动的元件42沿引导轨道34的位移而变形，从而达到使得伴随移动的元件42中的一个已撞击碰撞元件37的程度。在转向心轴轴承单元2相对于支撑单元6的进一步位移并从而使得轨道31相对于保持部分5的进一步位移的过程中，于是情况为，前面的伴随移动的元件42与碰撞元件37相互作用使得通过碰撞元件37和/或伴随移动的元件42的变形实现了在撞击情况下对被引入到转向心轴轴承单元2中的冲击能量进行额外吸收。以此方式，获得了尽可能最平顺的制动作用，并且在引导轨道34的末端36处防止了伴随移动的元件42剧烈抵靠引导轨道34的末端36。

已在引言中指出的是，为了在撞击情况开始时预先设定一个限定的释放力和/或甚至仅仅为了改善这些部件在撞击情况之前相对于彼此的限定定位，有利的是，弯曲卡件32的第一紧固元件40或伴随其移动的元件42中的至少一个以装配(优选为卡住)的方式而被保持在引导轨道34上的起始位置上。为了达到这一点，在组装过程中可以执行某种类型的校准，如将在下文中基于图9和图10的实例来讨论。虽然这里的描述是基于能量吸收装置30的第三示例性实施例来给出的，然而应指出的是，所述类型的校准还可以在上文所讨论的能量吸收装置30的前两个示例性实施例中实现，如从图7中界定了狭槽的壁的凸出区域44而清楚可见。

同样在第三示例性实施例的情况中，轨道31的壁(其界定了狭槽34)具有设置在其中的多个对应的凸出区域44。图9示出了在校准之前的位置。从所述位置开始，可以在能量吸收装置30的组装过程中进行如下设置：第一紧固元件40与伴随其移动的元件42在沿着引导轨道34的位移路径46上移动至如下程度：使得伴随移动的元件42(或在其他示例性实施例中直接为第一紧固元件40)被卡住在狭槽的壁之间(这种情况下被卡住在凸出区域44的区域中)。在所示的示例性实施例中，为此目的而在伴随移动的元件42上设置了多个凸耳45。然而，还可以提供不同的设计。在任何情况下，所述校准过程导致伴随移动的元件42以及从而还有第一紧固元件40被装配或卡住在根据图10的起始位置上，由此可以获得限定的或预先限定的释放力以及所述的在这些部件之间的限定的相对定位。为了保持所述起始位置，以在这里所实现的方式可以设置成，借助于剪力螺栓27来保持所述位置。在沿位移行程46的位移过程中，在此所示的示例性实施例的情况中，保持部分5和轨道31中的开口28和29彼此重合，从而使得剪力螺栓27可以穿过所述两个开口28、29，如在图10中可见。然而，在其他示例性实施例中，还可以将借助于剪力螺栓27的上述保持作用省去。如果设置了剪力螺栓27，则它在撞击过程开始时断开。还可以如在WO2011/072311A1中那样，利用剪力螺栓27将弯曲卡件32阻止在具有一定预负载的位置上。

Claims (10)

1.一种能量吸收装置(30)，其用于机动车辆的转向管柱(33)，其中上述能量吸收装置(30)具有至少一个用于在撞击情况中吸收能量的弯曲卡件(32)，并且所述弯曲卡件(32)具有用于将该弯曲卡件(32)紧固到所述转向管柱(33)的第一部件上的一个第一紧固元件(40)，以及至少一个用于将该弯曲卡件(32)紧固到转向管柱(33)的第二部件上的第二紧固元件(41)，并且该第一紧固元件(40)安装成针对撞击情况可以随着该弯曲卡件(32)的变形而能够沿一个引导轨道(34)相对于该第二紧固元件(41)位移，该引导轨道(34)是由一个始端(35)和一个末端(36)界定的，其特征在于，该能量吸收装置(30)除了所述引导轨道(34)的末端(36)之外，还具有设置在该引导轨道(34)上的至少一个碰撞元件(37)，其中，在撞击情况中，通过该第一紧固元件(40)和/或沿该引导轨道(34)伴随所述第一紧固元件移动的一个元件(42)与该碰撞元件(37)的相互作用，而能够通过该碰撞元件(37)和/或该第一紧固元件(40)和/或该伴随移动的元件(42)的变形来额外地吸收能量。

2.如权利要求1所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，所述碰撞元件(37)至少在所述引导轨道(34)的局部延伸区域(43)上延伸，并且在撞击情况中，通过所述第一紧固元件(40)和/或沿该引导轨道(34)伴随所述第一紧固元件移动的元件(42)与所述碰撞元件(37)的相互作用，而能够通过该碰撞元件(37)和/或该第一紧固元件(40)和/或所述伴随移动的元件(42)沿该局部延伸区域(43)的变形来额外地吸收能量。

3.如权利要求2所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，所述碰撞元件(37)和/或所述第一紧固元件(40)和/或所述伴随移动的元件(42)设计为沿所述局部延伸区域(43)来改变能量吸收的强度。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，上述引导轨道(34)具有一个狭槽或者是一个狭槽。

5.如权利要求4所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，所述第一紧固元件(40)和/或所述伴随移动的元件(42)延伸穿过所述狭槽并且在撞击情况中能够沿该狭槽位移。

6.如权利要求5所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，该碰撞元件(37)具有或者被设计为至少一个楔形区域。

7.如权利要求6所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，所述碰撞元件(37)借助于其楔形区域而减小了所述狭槽的开口宽度(38)，所述第一紧固元件(40)和/或所述伴随移动的元件穿过所述开口宽度(38)。

8.如权利要求1至3和5中的任一项所述的能量吸收装置(30)，其特征在于，上述碰撞元件(37)设置在所述引导轨道(34)的所述始端(35)与所述末端(36)之间。

9.一种用于机动车辆的转向管柱(33)，其具有一个转向心轴(1)，所述转向心轴(1)安装在所述转向管柱(33)的一个转向心轴轴承单元(2)中使得转向心轴(1)能够围绕转向心轴纵向轴线(4)旋转，并且转向管柱(33)具有用于将所述转向心轴轴承单元(2)紧固在机动车辆中的一个支撑单元(6)，其特征在于，所述转向管柱(33)具有至少一个如权利要求1至8中的任一项所述的能量吸收装置(30)，并且所述弯曲卡件(32)借助于第一紧固元件(40)和第二紧固元件(41)中的一个而被直接或间接地紧固到所述转向心轴轴承单元(2)，并且借助于第一紧固元件(40)和第二紧固元件(41)中的另一个紧固元件被紧固到所述支撑单元(6)。

10.一种用于机动车辆的转向管柱(33)在撞击情况中吸收能量的方法，其特征在于，在如权利要求1至8中的任一项所述的能量吸收装置(30)中，所述第一紧固元件(40)随着所述弯曲卡件(32)的变形而相对于所述第二紧固元件(41)沿所述引导轨道(34)位移，并且通过第一紧固元件(40)和/或沿引导轨道(34)伴随第一紧固元件移动的元件(42)与所述碰撞元件(37)的相互作用，能够通过碰撞元件(37)和/或第一紧固元件(40)和/或伴随移动的元件(42)的变形来额外地吸收能量。