CN108025759A - 具有车辆碰撞用的能量吸收器的用于机动车辆的可调节转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可调节的机动车辆转向柱(1)，该可调节的机动车辆转向柱(1)包括：套管(11)；可以在套管(11)中沿轴向移动的导引管(2)；转向主轴(3)，该转向主轴(3)被导引管(2)接纳并且以能够围绕旋转轴线(4)旋转的方式安装；用于在车辆碰撞期间吸收冲击能量的能量吸收元件(10，23)，所述能量吸收元件设计成可变形的，从而吸收能量，其中，能量吸收元件(10，23)布置在导引管(2)与套管(11)之间；设计成在车辆发生碰撞时使能量吸收元件(10，23)变形的变形器件(17)；以及调节装置(9)，该调节装置(9)设计成使导引管(2)沿轴向移动到调节位置中并将导引管(2)固定在调节位置。本发明的目的是提供这样的一种转向柱，通过该转向柱能够在发生碰撞时改进能量吸收，并且在加工过程中可以使所需的部件和成本最小化。该目的的实现是因为可吸收的冲击能量基本上与能量吸收元件(10，23)和变形器件(17)的部件公差无关，使得能量吸收达到大体上指定的值。

Description

具有车辆碰撞用的能量吸收器的用于机动车辆的可调节转 向柱

技术领域

本发明涉及可调节的机动车辆转向柱，该可调节的机动车辆转向柱具有：套管；导引管，该导引管可以在套管中沿轴向移动；转向主轴，该转向主轴被导引管接纳并且以能够围绕旋转轴线旋转的方式安装；能量吸收元件，该能量吸收元件构造成在吸收能量时变形，以用于在车辆碰撞期间吸收冲击能量，其中，所述能量吸收元件布置在导引管与套管之间；变形器件，该变形器件设计成在车辆碰撞期间使能量吸收元件变形；以及调节装置，该调节装置设置成使导引管沿轴向移动到调节位置中并将导引管固定在调节位置。

背景技术

例如DE 10 2011 083 190 A1公开了这种呈电动可调节转向柱形式的机动车辆转向柱的一般现有技术，该机动车辆转向柱布置在套管的侧部上并且包括碰撞元件。碰撞元件在此处被构造为U形金属带材，在该U形金属带材中接纳有线材。

此外，例如US 8 899 622 B2还公开了与具有碰撞装置的转向柱相关的一般现有技术，该转向柱布置在内套管和外套管上。为了在发生碰撞时吸收能量，这里使用了两条相互邻接的弯曲带。

上述两种解决方案的缺点是需要相关的大的安装空间以及复杂的结构设计。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的在发生碰撞时用于机动车辆转向柱的能量吸收装置，由此降低了生产成本。

本发明实现了该目的是因为能量吸收元件具有槽，该槽布置成使得长边与旋转轴线平行，并且变形器件构造为销子，该销子布置在槽中且处于起始位置，并且在由车辆碰撞导致的导引管的冲撞引发的移位时，销子与槽之间会发生相对运动，其中，槽在相对运动期间变宽而吸收能量。根据本发明，例如，金属片可以设置有槽，在该槽中接合有筒状销子。根据本发明，在冲击发生时套管与导引管之间的伸缩运动被传递至所述销子和金属片，使得销子使槽变宽，从而促使片在槽的边缘处的塑性变形。

为了将销子接纳在槽中，可以提供一种使得销子可以将力传递至能量吸收元件的特定形式的槽。仅在超过预定的力值时，使销子在槽中移动。

在根据本发明的机动车辆转向柱的另一有利实施方式中，槽在与起始位置相反的一侧敞开。这使得当超过导引管的由槽预定的缩回行程时，机动车辆转向柱能够沿行进方向进行额外的进一步运动。

此外，机动车辆转向柱可以优选地构造成使得变形器件连接至导引管，并且能量吸收器件连接至调节装置。以此方式，进一步简化了能量吸收系统的设计并且也简化了生产。

在根据本发明的机动车辆转向柱的优选实施方式中，能量吸收元件被螺栓连接至调节装置。这有利地形成了可释放的连接，使得可以安装适合于不同冲击情况的能量吸收元件。

此外，优选的是能量吸收元件形成为用于传递调节运动的载体。这使得能够减少部件的数量。

在本发明的另一有利实施方式中，能量吸收元件形成为片状部件。该方法允许能量吸收元件例如被设计为压型板。具体地，该压型板可以一体地形成为包括单个部件的一件式冲压及弯曲零件。另外，可以在压型板上施用能量吸收性能所期望的且有利于优化滑动摩擦的涂层。

在本发明的另一有利实施方式中，导引管包括用于变形器件的保持部。该保持部例如可以包括位于导引管中的槽，变形器件以正配合的方式保持在该槽中。此处优点是可以容易地配装变形器件。

有利地，变形器件可以包括烧结材料。因此，可以容易地得到期望的形式。例如，导引边缘可以被制成为用于在碰撞期间在槽中导引变形器件。

在本发明的有利改进中，变形器件呈具有凸形外表面的长形形式，其中，该凸形外表面靠在槽的内界定面上。这避免了在能量吸收元件的变形期间变形器件的倾斜。因此，变形器件例如可以形成为椭圆形，或者至少具有椭圆形轮廓的纵向截面。有利地，根据本发明的机动车辆转向柱可以包括用于调节装置以及固定的电动机驱动的致动器。为了使根据本发明的机动车辆转向柱的操作舒适，电动马达可以例如通过具有驱动主轴的齿轮机构使导引管沿轴向移动到机动车辆驾驶员所期望的位置。此处，固定发生，原因在于驱动主轴的旋转被停止并且因此导引管相对于套管被保持处于在轴向方向上的限定位置中。

附图说明

以下参照附图对本发明的示例性实施方式进行更详细地说明。附图详细地示出了：

附图的图详细地示出了：

图1：根据本发明的机动车辆转向柱的立体图；

图2：图1中的机动车辆转向柱，其中，移除了盖；

图3：图1中的机动车辆转向柱的局部分解图，无控制台；

图4：根据图3的描绘的图1中的机动车辆转向柱，但是是以不同的立体图示出的；

图5：图1中的机动车辆转向柱的导引管的立体图；

图6：图5中的机动车辆转向柱的导引管的局部分解图；

图7：图1至图6中的能量吸收元件的详细描绘的立体图；以及

图8：能量吸收元件的另一实施方式的立体图。

具体实施方式

图1至图4中示出的机动车辆转向柱1具有导引管2，转向主轴3以能够绕旋转轴线4旋转的方式安装在该导引管2中。示出的转向柱可以借助于轴向调节装置9相对于固定在车身上的控制台12而在转向柱的纵向位置上进行调节。为此，在该示例中，设置有电动机驱动的致动器，该电动机驱动的致动器由电动马达5、齿轮机构6和电动切换机构(未示出)构成。调节装置经由控制台12连接至车辆。通过使用切换机构，调节装置9可以可选地在转向柱的调节状态或保持状态之间来回切换。来自电动马达5的输出装置连接至齿轮机构6。齿轮机构6将由电动马达5在调节状态下产生的旋转运动经由主轴7转换成滑块8的沿位移方向的轴向运动。因此，电动马达5、齿轮机构6、主轴7和滑块8形成机动车辆转向柱1的轴向调节装置9。滑块8沿位移方向连接至保持板10。在调节状态下，调节装置使保持板10沿平行于旋转轴线4的位移方向移动。保持板10通过布置在槽18中的销子17连接至导引管2。以此方式，在调节状态下，保持板10的运动被直接传递至导引管。

在示出的示例中，转向柱的高度或斜度也是可调节的。为此，设置有套管11，该套管11通过转动接头30连接至控制台12。通过使用由另一电动马达和另一齿轮机构构成的另一角度调节装置14，套管11与导引管2和安装在导引管2中的转向柱3一起可以在接头30中相对于控制台12枢转。为了实现转向柱的可枢转性，设置有万向接头13。

从保持板10至导引管2的过渡在图1中被盖16隐藏。在保持状态下，通过使用调节装置9，保持板10并且因此还有导引管被固定。在该固定状态下，机动车辆正常使用。

在当调节装置处于保持状态时发生车辆碰撞的情况下，力沿相对于导引管2的位移方向作用在保持板10上。

图2示出了图1中的机动车辆转向柱1，其中，没有图1中示出的盖16。从图2可以明显看出，导引管2包括呈销子17形式的连接件。销子17被夹持在保持板10的槽18中，使得保持板10的运动引起导引管2相对于套管11的轴向运动。在由车辆碰撞导致的驾驶员撞击机动车辆转向柱1的情况下，在超过预定的力之后，销子相对于保持板10移动，其中，销子使槽18变宽，槽18的宽度形成为大于销子17的宽度。以此方式，驾驶员的冲击能量通过保持板10的变形或者具体地槽18的边缘的变形而被吸收。在某种意义上，保持板10用作能量吸收元件10，并且这两个术语在示例性实施方式的描述中被同义地使用。

图3以局部分解图示出了图1中的机动车辆转向柱1，但未对图1中的控制台12进行描绘。在图3中，保持板10具有用于滑块8的凹部19。连接件17被插入导引管2中。

图4示出了与图3相同描绘的图1中的机动车辆转向柱，但是是以沿着图1至图3的旋转轴线4的立体图示出的。从图4清楚可见，转向主轴3借助于滚子轴承以可旋转的方式安装在导引管2中。

图5和图6以分解立体图示出了图1中的机动车辆转向柱1的导引管2。根据图5和图6，保持板10借助于凹部19以正配合的方式经由角型材件21连接至滑块8，该角型材件21通过螺钉22附接至保持板10。在发生碰撞时，连接至导引管2的连接件17使保持板10的槽18横向于其移动方向25而变宽，这致使能量的吸收。图5和图6还示出了用于安装转向主轴3的滚子轴承20。

图7以立体图示出了图1至图6中的保持板10的详细描绘。图1至图6中的销子17在碰撞之前处于起始位置26。槽18具有内界定面28，图1至图6中的销子17可以靠在该内界定面28上。

图8以立体图示出了另一实施方式的保持板23，该保持板23具有在一侧敞开的槽24。以与图1至图6中的机动车辆转向柱1的保持板10类似的方式，保持板23(或者在本发明的意义上同义的能量吸收元件23)吸收冲击能量，原因在于连接至导引管的连接件使槽24从保持板23的起始位置27开始变宽。槽24的敞开端允许在超过预定的吸收能量时销子滑出槽24，从而允许在发生碰撞时转向柱的额外移动。以与图7中的保持板10的槽18相同的方式，保持板23的槽24也具有内界定面29，图1至图6中的销子17靠在该内界定面29上。

附图标记列表

1 机动车辆转向柱

2 导引管

3 转向主轴

4 旋转轴线

5 电动马达

6 齿轮机构

7 主轴

8 滑块

9 调节装置

10 保持板

11 套管

12 控制台

13 万向接头

14 角度调节装置

15 旋转轴线

16 盖

17 销子

18 槽

19 凹部

20 滚子轴承

21 角型材件

22 螺钉

23 保持板

24 槽

25 移动方向

26 起始位置

27 起始位置

28 界定面

29 界定面

30 转动接头

Claims (11)

1.一种可调节的机动车辆转向柱(1)，所述可调节的机动车辆转向柱(1)具有：套管(11)；导引管(2)，所述导引管(2)能够在所述套管(11)中沿轴向移动；转向主轴(3)，所述转向主轴(3)被所述导引管(2)接纳并且以能够围绕旋转轴线(4)旋转的方式安装；能量吸收元件(10，23)，所述能量吸收元件(10，23)构造成在吸收能量时发生变形，以用于在车辆碰撞期间吸收冲击能量，其中，所述能量吸收元件(10，23)布置在所述导引管(2)与所述套管(11)之间；变形器件(17)，所述变形器件(17)设计成在车辆碰撞期间使所述能量吸收元件(10，23)变形；以及调节装置(9)，所述调节装置(9)设置成使所述导引管(2)沿轴向移动到调节位置中并将所述导引管(2)固定在所述调节位置，其特征在于，所述能量吸收元件(10，23)具有槽(18，24)，所述槽(18，24)布置成使得长边与所述旋转轴线(4)平行，并且所述变形器件被构造为销子(17)，所述销子(17)布置在所述槽(18，24)中且处于起始位置(26，27)，并且在由车辆碰撞导致的所述导引管(2)的冲撞引发的移位时，所述销子(17)与所述槽(18，24)之间发生相对运动，其中，所述槽(18，24)在所述相对运动期间变宽而吸收能量。

2.根据权利要求1所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述槽(18，24)在与所述起始位置(26，27)相反的一侧敞开。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述变形器件(17)连接至所述导引管(2)，并且所述能量吸收元件(10，23)连接至所述调节装置(9)。

4.根据权利要求3所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述能量吸收元件(10，23)被螺栓连接至所述调节装置(9)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述能量吸收元件(10，23)形成为用于传递调节运动的载体。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述能量吸收元件(10，23)形成为片状部件。

7.根据权利要求5或6所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述片状部件和所述载体被构造为一整件。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述导引管(2)包括用于所述变形器件(17)的保持部。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述变形器件(17)包括烧结材料。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述变形器件(17)呈具有凸形外表面的长形形式，其中，所述凸形外表面靠在所述槽(18，24)的内界定面(28，29)上。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车辆转向柱(1)，其特征在于，所述调节装置(9)包括用于所述调节装置以及固定的电动机驱动的致动器(5，6)。