CN108137080B - 用于机动车的可调式转向柱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的可调式转向柱，该转向柱包括：固定在车辆上或铰接安装在车辆上的控制台单元(1)；设置在控制台单元(1)中的、能相对于控制台单元(1)轴向移动的转向轴支承单元(2)；安装在控制台单元(1)上的、用于调节转向柱轴向长度的机构。该机构在打开状态中释放在控制台单元(1)和转向轴支承单元(2)之间的轴向相对移动并且在锁定状态中将转向轴支承单元(2)轴向锁定在控制台单元(1)上。此外，转向柱具有能量吸收单元(6)，该能量吸收单元在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中在吸收能量的情况下允许转向轴支承单元(2)相对于控制台单元(1)轴向移动，所述能量吸收单元(6)安装在控制台单元(1)上。

Description

用于机动车的可调式转向柱
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的可调式转向柱，在其中能量吸收单元这样安装在转向柱的控制台单元上，使得力传递与所选方向盘位置无关地以形锁合方式实现。
背景技术
在现有技术中有许多不同实施方式的、用于机动车的长度可调式转向柱。通常这些转向柱包括能量吸收单元，其在碰撞情况下、尤其是在追尾事故下以下述方式减少驾驶员的受伤风险：当驾驶员冲撞到方向盘上时使方向盘通过能量吸收单元减速地后移。
US840364B2为此示出一种示例。借助一个安装在控制台单元上的杠杆可在那里操作棘爪，该棘爪嵌接到固定在转向轴支承单元上的部件中，其具有用于可调节成不同的方向盘位置的开口。该部件同时也是弯曲单元形式的能量吸收单元，从而在(引起很高的、通过棘爪在转向轴支承单元和控制台单元之间传递的力的)碰撞情况下减缓相应的相对运动。
现有技术中的DE 10201003689 A1示出另一种实施例。在此能量吸收单元、具体而言是具有多个开口的断裂弯曲接片安装在转向轴支承单元上并且固定在控制台单元上的钩子嵌接到所述开口之一中，这同时用于调节转向柱长度并在碰撞情况下传递力。
发明内容
本发明基于此并且涉及一种用于机动车的可调式转向柱，该转向柱包括固定在车辆上或铰接安装在车辆上的控制台单元。在该控制台单元中设有转向轴支承单元，其可相对于控制台单元轴向移动以便调节转向柱的长度。安装在控制台单元上的、用于调节和锁定转向柱轴向长度的机构在打开状态中释放在控制台单元和转向轴支承单元之间的轴向相对移动并且在锁定状态中将转向轴支承单元轴向锁定在控制台单元上。转向柱还包括能量吸收单元，其安装在控制台单元上并且在转向柱长度被调节时保持轴向固定在那里。能量吸收单元在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中在吸收能量的情况下允许转向轴支承单元相对于控制台单元轴向移动。
通过将能量吸收单元安装在控制台单元上，与现有技术相比有利地减少了转向柱的可动部件数量并因此简化了其整体结构。控制台单元的部件——现在也包括能量吸收单元——的位置不受转向柱长度调节的影响，不仅在调节转向柱长度时而且也在碰撞情况下仅必要的部件、即转向轴连同其支承单元相对于控制台单元移动并且也也可能被减速。
本发明的一种实施方式规定，转向轴支承单元具有形锁合元件、如开口并且用于调节转向柱轴向长度的机构具有可调节的锁定件，该锁定件在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中形锁合地嵌接到转向轴支承单元的至少一个形锁合元件中。
为了调节锁定件，优选用于调节转向柱长度的机构可具有手动操作的杠杆，借助该杠杆锁定件可在打开位置和锁定位置之间调节。锁定件在此尤其是基本上径向地移动。
能量吸收单元可包括具有负荷导入区段的能量吸收元件，该能量吸收元件在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中与锁定件至少轴向耦合。能量吸收元件例如是弯曲接片。
能量吸收单元可刚性地或围绕枢转轴线可枢转地设置在控制台单元上。当能量吸收单元可枢转时，锁定件可与能量吸收元件的负荷导入区段一体地构造。这具有以下优点：不需要另外的单独的部件，其必须与转向轴支承单元接触以调节方向盘位置。
相反，在刚性连接的情况下，能量吸收元件的负荷导入区段具有开口，锁定件延伸穿过该开口并且在该开口中可径向移动地被导向。作为替代方案，能量吸收元件可具有止挡面，锁定件在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中轴向邻接该止挡面并且尤其是轴向支撑在该止挡面上。在两种情况下锁定件可分离地与用于调节转向柱轴向长度的机构连接。
本发明的另一种实施方式的特征在于，能量吸收单元具有用于能量吸收元件的端部止挡，该端部止挡在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中限制负荷导入区段和转向轴支承单元随同该负荷导入区段经过(走过)的轴向行程。此外，控制台单元也可具有用于转向轴支承单元的轴向运动的端部止挡，该端部止挡在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中限制负荷导入区段和转向轴支承单元随同该负荷导入区段经过的所述轴向行程。
有利的是，也可设置安全机构，其仅在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中允许机动车的行驶运行，和/或设置用于枢转转向柱的补充装置。
附图说明
下面参考附图详细阐述本发明的实施例。附图如下：
图1是根据本发明的、用于机动车的可调式转向柱的第一种实施例的视图；
图2是根据图1的转向柱的纵向剖视图；
图3a至3c是根据图1的实施例的原理图；
图4是碰撞情况下的力流示意图；
图5a至5c是根据本发明的、用于机动车的可调式转向柱的第二种实施例的原理图；和
图6a至6c是根据本发明的、用于机动车的可调式转向柱的第三种实施例的原理图。
具体实施方式
如图1至3c 所示，可调式转向柱的第一种实施例包括待固定安装在车辆上的控制台单元1。作为替代方案，控制台单元也可铰接安装在车辆上，以便能够调节方向盘的高度。为了根据驾驶员的座椅位置调节转向柱的轴向长度，在控制台单元1中安装有可轴向移动的转向轴支承单元2，在此术语“轴向”和下文中的“径向”涉及方向盘和转向轴3的旋转轴线。
在控制台单元1上中安装有用于调节和锁定转向柱长度的机构，该机构具有锁定件4，其在行驶运行(图3b)中嵌接到转向轴支承单元2上的多个这种形锁合元件5的组件的至少一个形锁合元件5中。这些形锁合元件5如图所示优选是开口。
为了调节转向装置的长度，如图3a所示，通过使锁定件4基本上径向调节来释放锁定件4在转向轴支承单元2的形锁合元件5中的嵌接；随后带有方向盘的转向轴3和转向轴支承单元2可简单地轴向移动到另一嵌接位置中。用于调节转向柱轴向长度的机构因此处于打开状态中。
此外，转向柱包括能量吸收单元6，该能量吸收单元这样设计和确定尺寸，使得其在碰撞情况下并且尤其是在追尾事故下能够吸收至少一部分驾驶员冲撞方向盘的动能，以减少驾驶员的受伤风险。
能量吸收单元6为此包括能量吸收元件16，其具有负荷导入区段 7，该负荷导入区段为了吸收能量而沿行程10吸收力。
图4示出在此发生的力流。能量吸收单元6这样安装在控制台单元1上，使得在碰撞情况下轴向力(作用力14)可以从方向盘与转向轴3传递到转向轴支承单元2上、从转向轴支承单元传递到锁定件4 并从锁定件最终形锁合地传递到能量吸收单元6的负荷导入区段7上。反作用力15从车辆车身经由控制台单元1传递到能量吸收单元6在控制台单元1上的固定部上。
能量吸收单元6可在很宽的范围内任意构造。例如其可具有作为能量吸收元件16的弯曲接片(参见图4)，该弯曲接片用于在碰撞情况下塑性变形。其它实施方式可以是由金属、尤其是由钢制成的断裂接片(Reiβlasche)或断裂弯曲接片(Reiβbiegelasche)。在任何情况下，负荷导入区段7在碰撞情况下必须沿行程10移动，以便在此吸收规定的能量(力乘以行程)，该能量随后在能量吸收元件16变形时转化为热。为此能量吸收元件16在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中(参见图3b和3c)与锁定件4轴向耦合。
在本发明的第一种实施例中(图3a-3c)，锁定件4和负荷导入区段7构造为两个分开并且单独作用的部件。图3a示出处于打开位置的锁定件4，并且该锁定件可借助杠杆8移动到根据图3b的、用于行驶运行的锁定位置中，在锁定位置中锁定件4嵌接到转向轴支承单元2 中的一个形锁合元件5中。为此安装在控制台单元1上的径向导向装置11设置为锁定件4的轴向耦合装置，其确保作用于方向盘和转向轴 3的轴向力(其值低于碰撞阈值)不能触发方向盘、转向轴3和转向轴支承单元2的轴向移动。为此能量吸收元件16的构造为导向装置 11的负荷导入区段7具有开口，锁定件4延伸穿过该开口并且在其中可径向移动地被导向。
在碰撞之前(图3b)，负荷导入区段7因此用作径向导向装置11 并且锁定件4可分离地与用于调节转向柱轴向长度的机构连接。
在碰撞情况下作用于负荷导入区段7的力如此之高，以致负荷导入区段沿行程10轴向运动，由此发生能量吸收过程。当转向轴支承单元2在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中如此相对于控制台单元1轴向移动时，锁定件4与用于调节转向柱轴向长度的机构分离。构造为弯曲接片的能量吸收元件16在转向销18上被牵拉并且为了吸收能量而塑性变形。
图3c示出由此产生的在碰撞之后的情况。负荷导入区段7现在不再位于其在能量吸收单元6上的起始位置中，而是为了力传递已轴向移动。方向盘(图3a-3c左侧，未示出)、转向轴3和转向轴支承单元 2已通过冲撞到方向盘上的驾驶员相对于控制台单元1移动在图3c中作为箭头13示出的距离。
在此锁定件4与转向轴支承单元2保持嵌接并且已经形锁合地将力传递到负荷导入区段7上。这已经引起能量吸收元件16的期望的能量吸收变形。
图5a-5c示出本发明的第二种实施例，其与根据图3a-3c的实施例的不同之处仅在于：锁定件4嵌接到转向轴支承单元2的两个或更多构造为开口的形锁合元件5中，这允许更可靠的传递力。开口为此优选等距设置。
与第一种实施例相反，能量吸收元件16的负荷导入区段7不具有用于导向锁定件4的开口，而是具有止挡面，锁定件4在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中轴向邻接该止挡面。
图6a-6c示出本发明的第三种实施例。在此能量吸收单元6的负荷导入区段7和用于调节转向柱长度的机构的锁定件4是一体的、即构造为一个唯一的部件，因此与转向柱的第一和第二种实施例不同，该一体部件(下面为其仅使用附图标记7)同时具有两个功能。为了实现这点，能量吸收单元6为了调节转向柱的长度根据图6a这样围绕枢转轴线12可枢转地安装在控制台单元1上，使得负荷导入区段7 在行驶运行中(图6b)直接与转向轴支承单元2中的至少一个形锁合元件5嵌接并且为了调节转向柱长度(图6a)而释放该嵌接。
为了调节和锁定转向柱的长度，控制台单元1在第三种实施例中也具有手动操作的杠杆8，借助杠杆然而使能量吸收单元6围绕枢转轴线12枢转，直至负荷导入区段7释放转向轴支承单元2的形锁合元件5(图6a)或嵌接到所述形锁合元件中(图6b)。
发生碰撞后，在第三种实施例中出现图6c所示的情况。碰撞时的力流在此与图4中针对其它实施例所示的相同，仅仅除了部件4和7 现在构成唯一的共同部件。
除了用于转向柱缩短的端部止挡(其限制转向轴支承单元2和转向轴3在碰撞情况下的移动)外，能量吸收单元6也可具有用于负荷导入区段7的端部止挡9。当碰撞发生在方向盘被拉出较远的位置中时该端部止挡发挥作用并具有以下优点：当能量吸收单元6已经吸收其最大能量时，方向盘不能再继续向前移动并再次加速。
同样有利的是仅在锁定件4的嵌接位置中允许行驶运行的安全机构以及用于枢转转向柱的补充装置。

Claims (13)

1.一种用于机动车的可调式转向柱，该转向柱包括：
固定在车辆上或铰接安装在车辆上的控制台单元(1)；
设置在控制台单元(1)中的、能相对于控制台单元(1)轴向移动的转向轴支承单元(2)；
安装在控制台单元(1)上的、用于调节转向柱轴向长度的机构，该机构在打开状态中释放在控制台单元(1)和转向轴支承单元(2)之间的轴向相对移动并且在锁定状态中将转向轴支承单元(2)轴向锁定在控制台单元(1)上；和
能量吸收单元(6)，该能量吸收单元在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中在吸收能量的情况下允许转向轴支承单元(2)相对于控制台单元(1)轴向移动，其中，
所述能量吸收单元(6)直接地安装在控制台单元(1)上，并且
所述能量吸收单元(6)具有用于能量吸收元件(16)的端部止挡(9)，该端部止挡在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中限制能量吸收元件(16)和转向轴支承单元(2)随同该能量吸收元件经过的轴向行程(10)，端部止挡(9)一体地构造在能量吸收元件(16)上，并且在转向轴支承单元(2)相对于控制台单元(1)轴向移动时能量吸收元件(16)在直接设置在控制台单元(1)的转向销(18)上且围绕该转向销被牵拉。
2.根据权利要求1所述的可调式转向柱，其特征在于，所述转向轴支承单元(2)具有形锁合元件(5)，并且用于调节转向柱轴向长度的机构具有可调节的锁定件(4)，该锁定件在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中形锁合地嵌接到转向轴支承单元(2)的至少一个形锁合元件(5)中。
3.根据权利要求2所述的可调式转向柱，其特征在于，用于调节转向柱长度的机构具有手动操作的杠杆(8)，借助该杠杆锁定件(4)能在打开位置和锁定位置之间调节。
4.根据权利要求2或3所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)包括具有负荷导入区段(7)的能量吸收元件(16)，该能量吸收元件(16)在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中与锁定件(4)轴向耦合。
5.根据权利要求1至3之一所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)在控制台单元(1)上安装成围绕枢转轴线(12)可枢转。
6.根据权利要求4所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)在控制台单元(1)上安装成围绕枢转轴线(12)可枢转，并且所述锁定件(4)与能量吸收元件(16)的负荷导入区段(7)一体地构造。
7.根据权利要求1至3之一所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)与控制台单元(1)刚性连接。
8.根据权利要求4所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)与控制台单元(1)刚性连接，并且所述能量吸收元件(16)的负荷导入区段(7)具有开口，锁定件(4)延伸穿过该开口并且在该开口中能径向移动地被导向。
9.根据权利要求4所述的可调式转向柱，其特征在于，所述能量吸收单元(6)与控制台单元(1)刚性连接，并且所述能量吸收元件(16)的负荷导入区段(7)具有止挡面，锁定件(4)在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中轴向邻接该止挡面。
10.根据权利要求8或9所述的可调式转向柱，其特征在于，所述锁定件(4)可分离地与用于调节转向柱轴向长度的机构连接。
11.根据权利要求1至3之一所述的可调式转向柱，其特征在于，所述控制台单元(1)具有用于转向轴支承单元(2)的轴向运动的端部止挡，该用于转向轴支承单元的轴向运动的端部止挡在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中限制能量吸收元件(16)和转向轴支承单元(2)随同该能量吸收元件经过的轴向行程(10)。
12.根据权利要求1至3之一所述的可调式转向柱，其特征在于，设有安全机构，该安全机构仅在用于调节转向柱轴向长度的机构的锁定状态中允许机动车的行驶运行。
13.根据权利要求1至3之一所述的可调式转向柱，其特征在于，设有用于枢转转向柱的补充装置。
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