CN106232457A - 机动车辆的转向柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机动车辆的转向柱(1),所述转向柱(1)包括支撑单元(2)和调节单元(3),所述支撑单元(2)与机动车辆的底盘连接,所述调节单元(3)保持在所述支撑单元上并且支撑转向心轴(32),所述转向心轴(32)用于将来自方向盘的转向运动传递至转向车轮,其中在碰撞的情况下,调节单元(3)可以相对于支撑单元(2)位移,并且其中在支撑单元(2)和调节单元(3)之间设置能量吸收设备(5)从而在碰撞的情况下在位移路径上并且超过位移路径吸收能量,其中能量吸收设备(5)具有第一滑动轨道(50)和第二滑动轨道(52),所述第一滑动轨道(50)固定至调节单元(3),所述第二滑动轨道(52)固定至支撑单元(2),所述滑动轨道彼此延伸并且在碰撞的情况下可以相对于彼此位移从而吸收能量。
Description
技术领域
本发明涉及机动车辆的转向柱,所述转向柱具有支撑单元和调节单元,所述支撑单元可以与机动车辆的底盘连接,所述调节单元保持在支撑单元处并且支撑转向心轴,所述转向心轴用于将来自方向盘的转向运动引入转向系统从而将转向运动传递至转向车轮,其中在碰撞的情况下,所述调节单元可以相对于支撑单元移位用以吸收能量。
背景技术
机动车辆中的转向柱是已知的,所述转向柱设置有支撑单元和调节单元,所述支撑单元可以与底盘连接并且例如为操纵部件的形式,所述调节单元保持在支撑单元处并且例如包括外套管,转向心轴可旋转地支撑在调节单元中。调节单元设置为可相对于支撑单元位移,使得在碰撞的情况下通过调节单元相对于与底盘连接的支撑单元的相应位移从而提供方向盘的灵活性,从而改进碰撞行为。当调节单元相对于支撑单元移位时,碰撞能量被能量吸收设备吸收,这里已知不同的设计,借助于这些设计可以通过调节单元相对于支撑单元的位移路径而以受控的方式吸收碰撞能量。
例如,通过DE 10 2005 052 123 B3已知的转向柱,所述转向柱在支撑单元与调节单元之间设置有能量吸收部件,所述能量吸收部件具有细长孔并且固定至调节单元。固定至轨道并且具有变宽部分的螺栓在细长孔中延伸,并且在常规操作中通过支撑单元处的锁定单元而被固定至支撑单元。在碰撞的情况下,螺栓可以在细长孔中移动,并且由于螺栓的变宽部分,能量吸收部件以及特别是能量吸收部件的细长孔能够变形,因此通过位移路径来实现受控的能量吸收。
DE 10 2008 034 807 B3致力于一种替代性概念,其中调节单元同样设置为相对于支撑单元可位移;调节单元和支撑单元在正常操作中不互相移位;然而在碰撞的情况下,调节单元相对于支撑单元移位用以吸收能量。在干涉部件(所述干涉部件在正常操作中锁定至支撑单元)与轨道(所述轨道固定至调节单元)之间设置弯曲条,所述弯曲条被设计成在碰撞的情况下,调节单元相对于支撑单元的限定的位移吸收由于变形而产生的能量。
之前描述的机动车辆的转向柱为可以调节从而使方向盘的位置适应驾驶员的就坐位置的转向柱,其中可以通过使调节单元相对于支撑单元移位从而进行至少纵向对准。在相应的调节过程之后实现的调节单元相对于支撑单元的位置通过合适的锁定机构固定,使得在正常操作条件下,调节单元相对于支撑单元的调节位置被固定。为此目的,例如提出张紧机构,所述张紧机构通过张紧螺栓和充当锁定元件的轨道上的至少一个止动元件起作用,使得在正常操作中,锁定元件在转向柱的纵向方向上相对于调节单元保持不可移动。在碰撞的情况下,利用上文示例性描述的能量吸收机构,其可以相对于调节单元移位来进行能量吸收。
因此,例如,由于支撑单元与调节单元之间的相对位移始终相同并且不因调节转向柱的长度而发生变化,因而可以通过能量吸收机构根据用于在碰撞情况的位移路径上的碰撞能量吸收的特定的力-位移行为来具体设定能量吸收部件的细长孔的变形或弯曲丝或弯曲条的变形。
对于其构造而言,所描述的能量吸收机构需要干涉部件、轨道和螺栓或弯曲条形式的至少三种部件。
发明内容
从已知现有技术出发,本发明的目的是提供具有简单结构的机动车辆的转向柱。
通过具有权利要求1的特征的机动车辆的转向柱来实现该目的。从属权利要求给出了其它改进方案的优点。
相应地,提出一种机动车辆的转向柱,所述转向柱包括支撑单元和调节单元,所述支撑单元可以与机动车辆的底盘连接,所述调节单元保持在支撑单元处并且支撑转向心轴,所述转向心轴用于将来自方向盘的转向运动引入转向系统从而将转向运动传递至转向车轮,其中调节单元可以相对于支撑单元移位,并且其中在支撑单元与调节单元之间设置能量吸收设备从而在碰撞的情况下在位移路径上吸收能量。根据本发明,能量吸收设备具有第一滑动轨道和第二滑动轨道,所述第一滑动轨道固定至调节单元,所述第二滑动轨道固定至支撑单元,所述第一滑动轨道和第二滑动轨道彼此接近延伸并且在碰撞的情况下可以相对于彼此移位从而吸收能量。
特别地,通过插入转向机构,转向心轴可以将来自方向盘的转向运动传递至转向车轮。
然而,还可以设想并且有可能的是,例如通过转向心轴以电力、电子或磁力方式传感扫描转向运动并且将其输入控制器,所述控制器通过装置进行转向车轮的转动从而呈现转向运动。所述系统被称为线控转向。
由于设置第一滑动轨道和第二滑动轨道并且在碰撞的情况下所述第一滑动轨道和第二滑动轨道可以相对于彼此移位并吸收能量的事实,可以实现相比于现有技术已知的能量吸收机构的进一步的简化。特别地,由于设置两个沿着彼此延伸的滑动轨道,由于例如通过摩擦和/或变形实现的两个滑动轨道之间存在的抑制,可以获得可靠的能量吸收。
优选地,第一滑动轨道具有C形横截面并且第二滑动轨道在第一滑动轨道中延伸。特别优选的是,第二滑动轨道也具有C形横截面,并且一个滑动轨道在另一个滑动轨道中延伸。C形横截面具有两个侧壁和基座区域或基座部分。基座部分使两个侧壁彼此连接,从而形成C形横截面。通过这种方式,可以以如下方式容易地实现滑动轨道之间的接触,从而至少在C形轮廓的侧壁区域中提供能量吸收。
在滑动轨道具有C形横截面的情况下,两个滑动轨道的各个侧壁可以以如下方式彼此反向连接,使得各个基座部分位于外部并且两个滑动轨道相应地基本上仅在侧壁区域中彼此接触,或者两个滑动轨道在相同的方向上彼此嵌套使得基部以及侧壁彼此接触。
优选地,一个滑动轨道适形保持在另一个滑动轨道处并且仅可以在轨道的方向上移位,特别优选的是至少一个滑动轨道具有凹切部从而保持另一个滑动轨道。通过这种方式,两个滑动轨道不可脱离地彼此连接,并且即使在对可调节转向柱进行调节的情况下,两个滑动轨道仍然保持于其旨在的位置上。
为了提供通过变形实现的能量吸收以及通过摩擦实现的能量吸收,滑动轨道的至少一者有利地具有沿着滑动轨道变化的横截面,从而当滑动轨道相对于彼此移位时引起滑动轨道的至少一者的变形。由于以这种方式通过滑动轨道的位移引起的变形,当在碰撞的情况下出现两个滑动轨道相对于彼此移位时能量被吸收。
由于至少一个滑动轨道具有沿着滑动轨道的楔角的事实,可变横截面是特别优选的。当滑动轨道相对于彼此移位时,在滑动轨道之间通过楔角产生楔入作用,造成滑动轨道的至少一者的变形。相应地通过变形吸收能量。
如果两个滑动轨道具有相同的楔角,则实现高摩擦和楔入作用的特别有利的组合。这样,滑动轨道基本上在其整个表面上彼此接触,因此可靠地产生高摩擦,此外能够在滑动轨道之间的整个接触面积上实现至少一个滑动轨道的变形。
楔角(在碰撞的情况下通过所述楔角形成位移方向上的滑动轨道变窄或滑动轨道变宽)可以与各个希望的力-位移路径行为形成平衡,从而可以实现对于各个应用而言最佳的转向柱的力-位移路径行为或能量吸收行为。
如果第一滑动轨道和/或第二滑动轨道形成为成形片状金属部件的形式,则实现特别简单并且可以较为经济地方式进行制备的能量吸收设备。两个滑动轨道可以设置为弯曲片状金属条的形式。替代性地,滑动轨道的一者也可以以烧结部件的形式构造。以烧结部件的形式形成的该滑动轨道则优选不形成为C轮廓的形式,而是以完整轮廓形成并且在另一个优选C形的滑动轨道中延伸。
特别优选的是转向柱形成为可调节转向柱的形式,在正常操作条件下所述可调节转向柱的调节单元的位置可以相对于支撑单元变化。为了实现该情况,第二滑动轨道可以通过夹紧机构固定至支撑单元,从而能够在夹紧机构的打开状态下调节调节单元相对于支撑单元的长度,并且在夹紧机构的锁定位置上避免在正常操作条件下调节单元相对于支撑单元的位移。
由于第一滑动轨道优选通过钉接而不可脱离地刚性连接在调节单元的外套管处的事实,因而可以实现以可靠且较为经济的方式形成的第一滑动轨道与外套管的连接。一方面通过这些手段实现滑动轨道与调节单元的外套管的非破坏性紧固,另一方面通过钉接实现低成本紧固而不需要任何焊接过程。
附图说明
通过如下附图说明来更详细地描述本发明的其它优选的实施方案和方面,其中
图1显示了可调节转向柱的第一个实施例的图解侧视图;
图2显示了图1的可调节转向柱从下方观察时的图解立体图;
图3显示了之前附图的可调节转向柱的一些组件的立体图;
图4显示了之前附图的可调节转向柱在锁定位置上沿着线A-A切割的图解截面图;
图5显示了图4的截面图,但是在可调节转向柱的打开位置上,其中能够进行长度调节;
图6显示了转向柱的锁定元件的图解立体图;
图7显示了上述附图的调节单元的图解侧视图,具有第一滑动轨道和第二滑动轨道;
图8显示了图7的调节单元的图解截面图;
图9显示了具有楔角的滑动轨道的图解立体图;
图10显示了另一个实施方案中的调节单元的图解侧视图,其中滑动轨道固定至调节单元;
图11显示了调节单元的图解侧视图的另一个实施方案;
图12显示了另一种不提供长度调节的转向柱的图解立体图,并且
图13显示了第二滑动轨道的替代形式的图。
附图标记列表
1 转向柱
2 支撑单元
20 操纵部件
22 操纵部件
24 侧壁
25 转动杆
26 转动轴线
27 细长孔
3 调节单元
30 外套管
32 转向心轴
34 伸缩机构
4 夹紧机构
40 夹紧杆
42 夹紧轴
44 锁定元件
45 凸轮机构
46 止推轴承
47 复位弹簧
440 齿部
442 预负载弹簧
444 螺栓
446 传递元件
5 能量吸收设备
50 第一滑动轨道
500 基座
502 侧壁
504 侧壁
506 连接区域
52 第二滑动轨道
52‘ 第二滑动轨道
520 基座
522 侧壁
522‘ 侧壁
524 侧壁
524‘ 侧壁
54 齿部
X 转向心轴轴线
Y 高度方向
α 楔角
β 楔角。
具体实施方式
在下文中,通过附图来描述优选的实施例。同样地,不同附图中相似或等效的元件具有相同的附图标记,并且在之后的描述中部分省略这些元件的重复描述,从而避免赘述。
在图1至图9中,显示了第一个实施例的可调节转向柱1的不同表现、不同状态和不同组件。下文描述将首先涉及该实施例。
转向柱1包括支撑单元2,所述支撑单元2可以连接至相关机动车辆的底盘。在所示实施例中,支撑单元2具有第一操纵部件20和第二操纵部件22,所述第一操纵部件20和第二操纵部件22彼此连接并且支撑单元2可以通过所述第一操纵部件20和第二操纵部件22而被附接至机动车辆的底盘。
设置调节单元3,所述调节单元3具有外套管30,所述外套管30容纳可旋转安装的转向心轴32。通过沿着其转向心轴轴线X延伸的转向心轴32,由驾驶员通过方向盘(所述方向盘在此未显示并且安装在转向心轴32上)引入的作为转向指令的转矩可以传递至小齿轮,所述小齿轮在此未显示并且与转向横拉杆啮合,所述转向横拉杆在此未显示并且依次通过转向横拉杆将指定的转向角传递至机动车辆的转向车轮。
支撑单元还包括侧壁24,所述侧壁24与后方操纵部件20连接并且调节单元3可位移地保持在所述侧壁24之间。此外,为了将来自转向心轴32的转矩传递至处于不同位置上的下游组件,设置伸缩机构34,所述伸缩机构34能够使调节单元3相对于支撑单元2位移同时传递转矩。在所示实施例中,调节单元3相应地沿着转向心轴轴线X而可位移地保持在支撑单元2中。
调节单元3可以沿着转向心轴轴线X相对于支撑单元2移位,从而使方向盘的位置适应机动车辆的相应的驾驶员的就座位置。通过这种方式,可以改进驾驶员的人体工程学,因此可以提高在驾驶机动车辆时的安全性。
由驾驶员设定的方向盘的位置以及调节单元3相对于支撑单元2的位置通过夹紧机构4锁定。此外,夹紧机构4包括止推轴承46,凸轮机构45和夹紧杆40,所述凸轮机构45包括凸轮,所述凸轮可以相对于反向凸轮扭转,夹紧机构4和凸轮机构45的凸轮可以通过所述夹紧杆40相对于彼此扭转,因此可以驱动夹紧机构。夹紧轴42穿过后方操纵部件20的侧壁24中的开口27。当夹紧机构4夹紧时,侧壁24挤压调节单元3,从而实现锁定。在夹紧杆40的打开位置上(例如在图5中显示),夹紧机构4打开从而能够沿着转向心轴轴线X调节调节单元3相对于支撑单元2的位置。在发现希望位置之后,夹紧杆40则移动至锁定位置上,所述锁定位置可以例如在图4中看到。在夹紧杆40的锁定位置上,在车辆的正常操作中不能改变调节单元3相对于支撑单元2的位置,因此能够实现机动车辆的舒适和安全的操作。特别地,锁定机构被设计成使得在正常操作中同时夹紧机构4被锁定时,即使当驾驶员在进入或离开机动车辆时用方向盘支撑身体或拉拽方向盘时,调节单元3也不会相对于支撑单元2移位。
在此处显示的实施例中,提供了沿着转向心轴轴线X的可位移性以及转向心轴32沿着高度方向Y的高度调节。为此目的,设置转动杆25,所述转动杆25容纳调节单元3并且可以围绕转动轴线26转动并且固定至前方操纵部件22。在后方操纵部件20的侧壁中设置细长孔27,所述细长孔27被夹紧轴穿透并且当夹紧系统打开时使夹紧轴在高度方向Y上移动。当夹紧机构4关闭时,侧壁24挤压转动杆25并且转动杆25挤压调节单元3,从而阻止在转向心轴轴线X的方向(=纵向方向)和高度方向Y上的移动。在现有技术中,例如在前文提到的DE10 2005 052 123 B3中相当的夹紧系统是已知的。
为了在碰撞的情况下允许调节单元3相对于支撑单元2在转向心轴轴线X的方向上移位同时能够进行受控的能量吸收,在支撑单元2与调节单元3之间设置能量吸收设备5,通过所述能量吸收设备5可以实现在位移路径上指定的碰撞能量的衰减。如果在碰撞的情况下设置在方向盘中的安全气囊的能量吸收效果已经耗尽并且驾驶员随后撞击方向盘,上述情况是非常重要的。通过使方向盘在位移路径上以受控方式向后移动可以进一步减少碰撞能量。
能量吸收设备5具有第一滑动轨道50,所述第一滑动轨道50固定至调节单元34。此外,还设有第二滑动轨道52,所述第二滑动轨道52相对于支撑单元2固定。例如如图2中所示,第一滑动轨道50和第二滑动轨道52在轨道方向上彼此非常接近。在所示实施例中,第二滑动轨道52沿第一滑动轨道50被延伸使得在碰撞的情况下两个滑动轨道50、52可以彼此反向地移位。由于两个滑动轨道50、52在转向心轴轴线X的方向上对准,因而在碰撞的情况下调节单元3同样可以相对于支撑单元2移位,两个滑动轨道50、52则相对于彼此移位。
第一滑动轨道50和第二滑动轨道52彼此直接连接并且准备用以吸收能量。对于所提出的能量吸收设备5的构造而言,本领域已知的其它部件是不必要的。相反,正如下文所述,仅通过两个彼此接近相互延伸的滑动轨道50、52来进行能量吸收。
第一滑动轨道50通过不可拆卸的连接(例如通过焊接,通过铆接或特别优选通过钉接)而连接至调节单元3。因此第一滑动轨道50不可拆卸地固定至调节单元3。
在所示实施例中,在夹紧杆42的锁定位置上,第二滑动轨道52通过夹紧机构4而被固定在支撑单元2处。另一方面,在夹紧杆40的打开位置上,第二滑动轨道52不固定至支撑单元2,而是可以相对于支撑单元2位移。
为了实现该情况,正如图3中可见,第二滑动轨道设置有齿部54,所述齿部54能够使夹紧机构4相对于支撑单元2通过下文描述的机构而被固定至第二滑动轨道52,从而在正常操作中以这种方式将调节单元3相对于支撑单元2保持在驾驶员选择的位置上。
为此,夹紧机构4具有夹紧杆40,所述夹紧杆40作用于夹紧轴,所述夹紧轴转而可以使止动元件44在锁定位置与打开位置之间移动。止动机构具有齿部440,所述齿部440可以与第二滑动轨道52的齿部54啮合。
在夹紧杆40的打开位置上,止动元件44的齿部440从第二滑动轨道52的齿54中升起,如图5中所示。在该打开位置上,第二滑动轨道52可以相应地相对于支撑单元2移位,从而使调节单元3的位置相对于支撑单元2移位。当通过合适地致动夹紧杆40来打开夹紧机构4时,夹紧轴42和通过传递元件446而与其连接的止动元件44通过复位弹簧47而可靠地进入打开位置上,使得可以相对于支撑单元2来舒适地调节调节单元3而不会被卡住。止动元件44借助于螺栓444通过传递元件446以如下方式与夹紧轴42连接,使得通过夹紧杆40施加的止动元件的移动可以传递至止动元件44。
在夹紧杆40的锁定位置上,止动元件44的齿部440以如下方式与第二滑动轨道52的齿54啮合,使得第二滑动轨道52相对于支撑元件2固定。该情况例如显示于图4中。通过使止动元件44挤压第二滑动轨道52,第二滑动轨道52进一步以如下方式挤压第一滑动轨道50,使得在正常操作中不能进行第一滑动轨道50相对于第二滑动轨道52的移位以及调节单元3相对于支撑单元2的移位。利用预负载弹簧442而使止动元件44在齿啮合的方向上受到预负载,从而确保可靠的齿啮合不会晚于小的调节路径之后。
通过这种方式,当夹紧杆40在打开位置上时,调节单元3的位置可以相对于支撑单元2沿着转向心轴轴线X并且在高度方向Y上移位,并且当夹紧杆40在锁定位置上时,由于止动元件44的齿部440与第二滑动轨道52的齿54啮合的事实,因而调节单元3相对于支撑单元2止动,从而与支撑单元2固定。
第一滑动轨道50与第二滑动轨道52彼此连接使得在正常操作中它们不能相对于彼此移位。这可以例如通过在第一滑动轨道50与第二滑动轨道52之间设置合适的摩擦连同合适的接触力得以实现。为了实现该情况,滑动轨道优选具有下文描述的几何形状。
如图2和3中所示,第一滑动轨道50基本上具有C形横截面。特别地,设置基座500,侧壁502、504在两侧处邻接所述基座500。基座500和两个侧壁502、504造成基本上具有C形横截面的轮廓。优选地,两个侧壁502、504不彼此平行,相反,在所示实施例中,它们相对于彼此以不等于180°的角度设置,从而以这种方式形成凹切部,第二滑动轨道52可以保持在所述凹切部中。
第二滑动轨道52也具有基座520以及侧壁522、524,使得第二滑动轨道52也形成基本上C形横截面。
第一滑动轨道50和第二滑动轨道52互相嵌套地延伸,从而可以通过施加指定的力使它们相对于彼此沿着轨道方向移位。由于第一滑动轨道50具有通过不平行侧壁502、504形成的凹切部,第二滑动轨道52优选也具有彼此不平行的侧壁522、524,所述侧壁522、524被构造成基本上与第一滑动轨道50的侧壁502、504完全接触。由于通过这种方式形成的凹切部,第二滑动轨道52保持在第一滑动轨道50处并且两个轨道可以相对于彼此仅在其延伸方向上移位。
也可以设想第一滑动轨道50和第二滑动轨道52之间的适形连接的其它可能性,例如通过在一个滑动轨道中设置凹槽并且在另一个滑动轨道中设置在凹槽中延伸的对应的突出部。在此有利的是,两个滑动轨道相对于彼此延伸,使得它们可以相对于彼此在轨道方向上移位,但是同时保持彼此连接。
具有C形横截面的第一滑动轨道50和具有C形横截面的第二滑动轨道52以相反方向彼此嵌套,使得基本上仅侧壁502、504和522、524彼此接触。另一方面,第一滑动轨道50的基座500与第二滑动轨道52的基座520彼此不接触。
第一滑动轨道50和第二滑动轨道52优选被设计成相对于彼此已经具有相对较高的摩擦,使得在正常操作中由于将第二滑动轨道52通过止动元件44而固定在支撑单元2处已经足以使调节单元3相对于支撑单元2固定,从而相对于支撑单元2可靠地保持调节单元3的位置。通过夹紧机构4使第二滑动轨道52挤压第一滑动轨道50来进一步增加静态摩擦,使得在此通过调节接触压力也可以实现滑动轨道50、52相对于彼此的合适锁定。对于图1至5中显示的转向柱1,在夹紧机构4的锁定状态下,通过支撑单元2的侧壁与调节单元3的侧壁之间的摩擦来施加用于固定调节单元3相对于支撑单元2的位置的主固定力。
如果两个滑动轨道在其纵向范围上具有恒定的横截面并且第一滑动轨道50的侧壁502、504分别平行于第二滑动轨道52的侧壁522、524并相互对齐,则在碰撞的情况下通过滑动轨道50、52相对于彼此的摩擦来实现能量吸收。侧壁502、504、522、524的表面可以进行合适的处理和/或材料可以选择,从而实现希望的摩擦以及希望的能量吸收。
第一滑动轨道50优选通过不可移动的刚性连接而与调节单元3的外套管30连接。在所示实施例中,基座500中显示了通过钉接(例如通过Tox法)形成的连接区域506。钉接能够实现低成本和可靠的连接,对于所述连接来说,由于不存在温度应力,因此第一滑动轨道50以及外套管30的材料性质基本上保持不变。通过这些手段,相比于使用通过焊接或钎焊的适形连接,可以进一步改进系统的整体强度。
优选地,第一滑动轨道50可以设置为弯曲片状金属部件的形式,从而可以特别容易地进行钉接。
第二滑动轨道52也可以构造为成形片状金属部件或烧结部件的形式。图13显示了成形烧结部件形式的滑动轨道52的优选实施方案。两个侧壁522'和524'形成整个轮廓的边界,当在横截面中观察时整个轮廓具有C形外轮廓。
除了如上所述的通过摩擦吸收能量之外,滑动轨道50、52中的至少一者还可以进一步优选地在轨道方向上变窄或变宽从而在位移的过程中在滑动轨道52、50的另一者上施加楔入效应。在该情况下,当滑动轨道50、52相对于彼此移位时,在位移的过程中相应地造成两个滑动轨道50、52的至少一者的变形。可以相应地通过以该方式在位移路径上引起的连续变形以受控方式吸收碰撞能量。
除了使两个滑动轨道的至少一者简单地变宽或变窄之外,还可以在滑动轨道的范围上采取滑动轨道50、52的轮廓的任何其它改变,从而实现位移路径上相应的吸收效果。
在图1至9所示的实施例中,第二滑动轨道52在此被构造成其横截面在轨道的方向上变宽。此外,第二滑动轨道52以定向为使得第二滑动轨道52在碰撞的情况下沿第一滑动轨道50相对于第二滑动轨道52进行位移的方向变宽。变宽相应地还造成楔角α,所述楔角α可在图7中特别清楚地看到。第二滑动轨道52的横截面变宽,使得在调节单元3在图7中的箭头方向上相对于第二滑动轨道52(所述第二滑动轨道52紧固至支撑单元2并且未显示)移位的情况下,第一滑动轨道50变形,即通过变宽而变形。当第一滑动轨道50相对于第二滑动轨道52移位时,相应地通过第一滑动轨道50的上述变形来吸收碰撞能量。
所显示的能量吸收设备5因此不仅通过第一滑动轨道50与第二滑动轨道52之间的摩擦来吸收能量,而且当滑动轨道50、52相对于彼此移位时还通过滑动轨道50、52的变形来吸收能量。如果第二滑动轨道52由烧结材料组成,那么仅在第一滑动轨道50处进行变形。如果两个滑动轨道50、52均由片状金属材料制成,它们在碰撞的情况下均变形。可以通过材料选择来将效果调节至希望值。
通过这种方式,能够实现特别简单和可靠的碰撞能量吸收,这是因为仅需设置两个滑动轨道50、52,所述滑动轨道50、52在碰撞的情况下可以相对于彼此移位并且可以以简单的片状金属部件或烧结部件的形式制得。设置能量吸收设备不需要其它组件,例如现有技术中显示的那些组件。
因此,可以通过调节楔角α从而可靠地、无限变化地和细微地调节能量吸收设备5的能量吸收行为,因此容易地适应于各种应用。
图8中以图解截面图的方式显示了两个滑动轨道50、52的这种构造。图9以图解立体图的方式显示了第二滑动轨道52,还显示了在滑动轨道52的范围上横截面的变化。
图10中显示了具有第一滑动轨道50的调节单元3,所述第一滑动轨道50具有两个侧壁502、504以及基座500。第一滑动轨道50的轮廓不在滑动轨道50的纵向范围上变化,特别地也不设置楔角。这样,在碰撞的情况下,通过使用如图9中所示的相应的第二滑动轨道52,该第一滑动轨道50的侧壁502、504可以作为能量吸收设备5变宽,使得可以通过相应的变形能量来实现超过由于纯摩擦造成的能量吸收的能量吸收。
图11显示了第一滑动轨道50的替代性实施例,所述第一滑动轨道50紧固至调节单元3并且具有楔角β。相应地,可以在如图11中所示的该第一滑动轨道50中插入第二滑动轨道,所述第二滑动轨道要么例如与如图9中所示的第二滑动轨道52同样为楔形,要么为具有平行侧壁的滑动轨道,所述平行侧壁然后在图11中所示的第二滑动轨道中挤压在一起。同样地,在碰撞的情况下,滑动轨道50、52的侧壁在碰撞的情况下变形,因此通过变形能量吸收能量。
根据实验结果,1°至5°的楔角α和β是优选的。
还可以设想除了此处显示了横截面的线性变化之外的横截面变化。例如,可以设置横截面的逐渐变宽从而实现朝向移位路径的端部的能量吸收的逐渐提高,并且相应地用以在位移路径的端部处产生过渡从而使得位移陡峭突兀出现的情况变少并且相应地实现平稳过渡。
图12显示了转向柱1的另一个实施方案,其中在正常操作中调节单元3相对于支撑单元2的纵向位置不可调节,而是设置于固定位置。
通过包括第一滑动轨道50(所述第一滑动轨道50以上述方式构造并且固定至调节单元3)以及第二滑动轨道52(所述第二滑动轨道52固定至支撑单元2)的能量吸收设备5,在碰撞的情况下可以通过使调节单元3相对于支撑单元2移位从而吸收碰撞能量。
除了如图2和3中示例性所示的第一滑动轨道50相对于第二滑动轨道52以关于C轮廓反向对准的方式对准的定向之外,第一滑动轨道50和第二滑动轨道52也可以在相同的方向上彼此嵌套使得侧壁的打开端部指向相同的方向并且基座500、520相应地也彼此接触。
此外,第二滑动轨道52不必须在第一滑动轨道50内延伸,相反滑动轨道也可以以相反方向设置,即第二滑动轨道52在第一滑动轨道50的外部延伸。相应有利的凹切部相应地构造为使得在该情况下两个滑动轨道不能彼此脱离而是只可以在轨道方向上移位。
只要可以实施,单独实施例中呈现的所有单独特征可以彼此组合和/或改变,而不偏离本发明的范围。
Claims (10)
1.一种机动车辆的转向柱(1),所述转向柱(1)包括支撑单元(2)和调节单元(3),所述支撑单元(2)能够与机动车辆的底盘连接,所述调节单元(3)保持在支撑单元(2)处并且支撑转向心轴(32),所述转向心轴(32)用于将来自方向盘的转向运动引入转向系统从而将转向运动传递至转向车轮,其中在碰撞的情况下,所述调节单元(3)能够相对于所述支撑单元(2)移位,并且其中在支撑单元(2)与调节单元(3)之间设置能量吸收设备(5)用以在碰撞的情况下在位移路径上吸收能量,
其特征在于
所述能量吸收设备(5)具有第一滑动轨道(50)和第二滑动轨道(52),所述第一滑动轨道(50)固定至调节单元(3),所述第二滑动轨道(52)固定至支撑单元(2),所述第一滑动轨道(50)和第二滑动轨道(52)彼此接近延伸并且在碰撞的情况下能够相对于彼此移位从而吸收能量。
2.根据权利要求1所述的转向柱(1),其特征在于,第一滑动轨道(50)具有C形横截面并且第二滑动轨道(52)具有C形横截面,并且一个滑动轨道(50、52)在另一个滑动轨道(52、50)中延伸。
3.根据权利要求2所述的转向柱(1),其特征在于,一个滑动轨道(52)适形地保持在另一个滑动轨道(50)处并且能够仅在轨道的方向上移位,其中特别优选的是至少一个滑动轨道(50、52)具有凹切部用于保持另一个滑动轨道(50)。
4.根据前述权利要求任一项所述的转向柱(1),其特征在于,至少一个滑动轨道(50、52)具有可沿着滑动轨道(50、52)变化的横截面,从而当滑动轨道(50、52)相对于彼此移位时造成滑动轨道(50、52)的至少一者的变形。
5.根据权利要求4所述的转向柱(1),其特征在于,至少一个滑动轨道(50、52)沿着滑动轨道(50、52)具有楔角(α、β)。
6.根据权利要求5所述的转向柱(1),其特征在于,两个滑动轨道(50、52)具有相同的楔角(α、β)。
7.根据前述权利要求任一项所述的转向柱(1),其特征在于,第一滑动轨道(50)和/或第二滑动轨道(52)构造为成形片状金属部件的形式。
8.根据前述权利要求任一项所述的转向柱(1),其特征在于,在正常操作中,调节单元(3)的位置能够相对于支撑单元(2)的位置移位。
9.根据权利要求8所述的转向柱(1),其特征在于,第二滑动轨道(52)能够通过夹紧机构(4)而被固定至支撑单元(2),用以能够在夹紧机构(4)的打开状态下调节调节单元(3)相对于支撑单元(2)的长度,并且在正常操作条件下在夹紧机构(4)的锁定位置上避免调节单元(3)相对于支撑单元(2)移位。
10.根据前述权利要求任一项所述的转向柱(1),其特征在于,第一滑动轨道(50)不会与调节单元(3)的外套管(30)脱离并且优选通过钉接而与调节单元(3)的外套管(30)进行刚性连接。
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