CN108473155B - 用于高度可调的转向柱的枢转支承件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的高度可调的转向柱(1)。接纳转向轴(4)的套筒(3)连接至致动单元(2)，该致动单元(2)借助于在枢转轴线(6)上彼此相距水平距离(32)布置的两个枢转支承件(14、15)以可枢转的方式安装在保持单元(5)上，该保持单元以固定的方式连接至车辆底盘。本发明的目的是改善枢转支承件并实现简单且低成本的生产。这是通过以下方式来实现的：枢转支承件(14、15)中的每一者均包括轴向突出的二面体突出部(19、20)和与二面体突出部(19、20)接合的凹部(22、23)，每个凹部均具有用于相对于枢转轴线(6)在径向方向上插入二面体突出部的引入区域(27)。引入区域的内部宽度对应于二面体突出部(19、20)的较小的外径(29)，并且引入区域过渡到对应的半圆形支承区域(28)中，其中，半圆形支承区域的内径对应于二面体突出部(19、20)的较大的外径(30)，使得二面体突出部绕枢转轴线(6)优选地旋转(33)大约90°之后以可枢转的方式安装在支承区域中。

Description

用于高度可调的转向柱的枢转支承件

本发明涉及用于机动车辆的高度可调的转向柱，该转向柱包括致动单元，转向轴以可旋转的方式安装在该致动单元中，其中，致动单元借助于在枢转轴线上彼此相距一水平距离布置的两个枢转支承件以可枢转的方式安装在保持单元上，该保持单元以固定的方式连接至车辆底盘。

这样的转向柱由DE 195 31 278 C1已知。DE 195 31 278 C1公开了一种枢转装置，其中，保持单元与致动单元之间的对中借助于套筒实现。在这种解决方案的情况下，高安装费用和复杂结构是不利的。

本发明的目的是提供一种改进的转向柱的枢转轴线布置，该枢转轴线布置包括简单且低成本的结构。

该目的在上述类型的用于机动车辆的高度可调的转向柱的情况下实现，其中，枢转支承件在每种情况下包括轴向突出的二面体突出部和与该二面体接合的凹部，凹部在每种情况下包括用于相对于枢转轴线在径向方向上引入二面体突出部的引入区域，其中，引入区域包括形成为适于二面体突出部的宽度的内跨度，并且其中，引入区域在每种情况下形成通向部分圆形支承区域中的过渡部，部分圆形支承区域的内径适应于二面体突出部的外径，使得二面体突出部绕所述枢转轴线旋转至少5°之后以可枢转的方式安装在支承区域中。

术语适应应当被理解为使得在每种情况下易于实现二面体突出部到引入区域中的引入和在支承区域中的支承。引入区域的内跨度和二面体突出部的宽度通过间隙配合或过渡配合彼此对应地形成。二面体突出部的外径和凹部的支承区域的内径也通过间隙配合或过渡配合相对于彼此形成。

根据本发明的解决方案具有以下优点：该解决方案能够以无工具的方式将致动单元和保持单元容易地结合在一起而无需安装附加部件例如套筒并同时确保可靠的安装。

凹部可以由材料中的凹陷——也称为凹部——或由材料中的连续开口来提供。

术语二面体突出部指的是突出部，突出部的相对于突出部的延伸方向正交地布置的横截面包括由两个平行的割线限制的基圆并因此受到限制。换句话说，基圆减少了两个对称布置的圆形区段。因此，二面体突出部的横截面的限制是由两个相对的圆弧部分形成的，这两个相对的圆弧部分对应于基圆和基圆直径以及割线或者基于基圆和基圆直径以及割线。两条割线优选地与基圆的圆心点的距离相同或者与圆形区段一致。二面体突出部的宽度——也称为跨度——由割线之间的距离限定。割线之间的距离，即二面体突出部的宽度，优选的比基圆直径的值低5％至30％，特别优选地宽度比基圆直径小10％。

为了进一步简化安装，二面体突出部在绕枢转轴线旋转优选至少10°、特别优选45°之后以可枢转的方式安装在支承区域中。

二面体突出部绕枢轴线的旋转必须小于180°。否则，可能出现二面体突出部移位进入到引入区域中，使得二面体突出部不再以可枢转的方式接纳在支承区域中。

在一个优选的进一步改进中，外套筒接纳在致动单元中，转向轴优选地通过抗摩擦支承件安装在外套筒中。外套筒可以相对于致动单元在转向轴的旋转轴线的方向上移位。因此，除了高度调节之外，还可以提供长度调节。

所述枢转支承单元以下方式结合在一起：枢转支承单元最初相对于彼此成角度，其中，二面体突出部可以以窄侧引入到对应的另一枢转支承单元上的凹部的相对较窄的引入区域中。一旦二面体突出部已经被引入到凹部的部分圆形支承区域中，则致动单元相对于保持单元旋转至少5°，优选10°，特别优选45°，其中，二面体突出部也在凹部的支承区域内旋转相同的角度，并且相应地定向成使得二面体突出部不能再移入和移出引入区域。相反，二面体突出部在支承区域内在垂直于枢转轴线的平面的所有方向上均被支撑并且二面体突出部被锁定以防止移位。二面体突出部只可能在凹部的支承区域内的旋转，使得致动单元能够相对于保持单元在几度至高达50°、优选10°的受限角度范围内枢转，以因此能够对可调的转向柱的外套筒进行竖向调节。因此，可以在竖向方向上调节位于转向轴——该转向轴以可旋转的方式安装在致动单元中或外套筒中——的自由端部上的方向盘。

在两个支承件中的每一者中，二面体突出部可以设置在保持单元上并且凹部可以设置在致动单元的支承点上，或者凹部可以设置在保持单元上并且二面体突出部可以设置在致动单元的支承点上。在下面更详细解释的示例性实施方式中，二面体突出部在每种情况下设置在保持单元的从车辆底盘的保持单元向下突出的侧部部件的相对的内侧上，而凹部形成在致动单元的外侧上。致动单元布置在保持部件的侧部部件之间，使得在每种情况下致动单元的外侧中的一个外侧邻近于侧部部件中的一个侧部部件布置从而使他们彼此相对。在这种情况下，凹部的引入区域的开口侧在平行于转向轴的旋转轴线并朝向背离方向盘的一侧的方向上定位。

特别容易实现的一个实施方式提供了借助于致动单元和/或保持单元的再成形而形成的二面体突出部和/或凹部。保持单元可以优选地借助于金属板材切割再成形技术由平的金属板材形成。凹部可以优选地通过精冲形成为连续开口。可以想到和可能的是，通过轧制形成凹部。这在通过铝或镁铸造技术生产保持部件的情况下是特别优选的。

如果二面体突出部的外周区域中和/或凹部的内周区域中具有锥形构型或设置有倒角，则有利地平衡了制造公差，并且在枢转支承件中没有间隙。因此，进一步提供了对中。倒角相对于枢转轴线的角度的值优选地在20°与60°之间，特别优选在35°与55°之间。

在另一有利的实施形式中提供了延伸穿过二面体突出部和凹部的枢转销。为此目的设置有沿着枢转轴线延伸穿过二面体突出部和凹部的孔。换句话说，孔由相对于彼此同轴对准的若干个单独的孔组成，其中，孔轴线与枢转轴线重合。该枢转销确保了即使在例如发生事故期间在转向柱上受到极端作用力的情况下，枢转支承件也不会脱离。

下面基于附图对本发明的示例性实施方式进行更详细地解释。

附图中的图详细示出为：

图1是从侧面观察的根据本发明的高度可调的转向柱的总体立体图；

图2示出了保持单元和连接至与图1中相同的转向柱的外套筒的致动单元；

图3示出了从相反侧观察的图2的侧视图；

图4示出了沿着穿过图1中的根据本发明的转向柱的枢转轴线截取的示意性横截面图；

图5以截面示出了图4的枢转支承件的放大局部视图；

图6以示意性俯视图示出了在将枢转支承件结合在一起之前具有成角度的承载单元的枢转单元；

图7与图6类似，但是是在保持单元的二面体突出部引入到致动单元的凹部之后的视图；

图8与图7类似，但是是在保持单元相对于致动单元旋转以用于将保持单元的二面体突出部平移锁定在致动单元的凹部中之后的视图；

图9示出了具有穿过枢转支承件的枢轴销的本发明第二实施方式的类似于图4的示意性横截面图；

图10示出了根据本发明第二实施方式的具有枢转销的保持单元的示意图；

图11示出了作为二面体突出部和凹部结合在一起之前的示意图的示意性俯视图；以及

图12示出了作为二面体突出部和凹部结合在一起之后并且二面体突出部相对于凹部旋转以用于平移锁定之后的示意图的示意性俯视图。

图1中示出了一种用于机动车辆的高度可调的转向柱1，其中，外套筒3以可移位的方式接纳在致动单元2中。外套筒3中安装有转向轴4，转向轴4的自由端部上可以附接有未示出的方向盘。致动单元2由保持单元5保持，并且致动单元2相对于保持单元5绕枢转轴线6以可枢转的方式安装。保持单元5可连接至未示出的车辆底盘。

此外，保持单元5设置有两个夹爪7、8，致动单元2可以夹在两个夹爪7、8之间。设置在致动单元上的具有启动杆10的夹紧装置9用于此目的。布置在致动单元2上的夹紧销11在安装状态中也穿过夹爪7、8中的两个槽12、13。当借助于启动杆10在打开方向上启用夹紧装置9时，致动单元2能够通过槽12、13内的夹紧销11向上和向下移位，其中，整个致动单元2在其枢转支承件14、15中绕枢转轴线6枢转。也可以设置的是，外套筒3可以相对于致动单元2沿着转向轴4的旋转轴线31的方向移位，使得转向柱1也可以在纵向方向上调节。如果达到转向柱1和方向盘的期望高度，则将启动杆10移动到关闭位置中，其中，夹紧装置9将夹爪7、8压在一起，并且夹紧装置9在这些夹爪7、8之间将转向柱的致动单元2与外套筒3夹紧在一起。致动单元2包括沿着转向轴4的旋转轴线31的方向延伸的夹紧槽35，其中，该夹紧槽的宽度由于将夹紧装置9转移到关闭位置中而减小。因此，在其中接纳外套筒3的致动单元2的内部横截面减小，并且因此外套筒3被夹紧在致动单元2中。由于保持单元5可以以固定的方式连接至未示出的车辆底盘，因此转向柱1也相对于车辆底盘以不可移动的方式固定。

在发生交通事故，也称为碰撞的情况下，外套筒3相对于致动单元2在车辆前部的方向上移位同时能量吸收，其中，外套筒3套叠进入到致动单元2中。由于外套筒3相对于致动单元2的移位而变形的弯曲线可以为此目的设置在例如外套筒3与致动单元2之间。

在未示出的一个实施方式变型中，外套筒在发生碰撞的情况下仅能够相对于致动单元移位。

夹紧装置9包括第一凸轮部件91和连接至启动杆10的第二凸轮部件92，其中，第二凸轮部件92能够借助于启动杆10相对于第一凸轮部件91旋转，因此，设置夹紧行程，该夹紧行程使致动单元2相对于保持单元5固定。也可以考虑和可能的是，使用替代性夹紧装置，例如倾斜销夹紧装置。

在图4和图5中详细示出了两个枢转支承件14、15。在保持单元5的向下突出的侧部部件17、18的内侧16上，二面体突出部19、20在每种情况下形成在对应的侧部部件17、18中。二面体突出部19、20包括在外部区域中的锥形构型21。

相反，凹部22、23通过再成形而在致动单元2中形成在致动单元2的向上突出的颊板25、26的外侧24上。凹部22、23在每种情况下包括具有内跨度290的引入区域27和具有内径300的部分圆形的支承区域28。引入区域27的内跨度290对应于相应的二面体突出部19、20的宽度29，其中，引入区域27和二面体突出部19、20可以包括相对于彼此的小程度的间隙以便于连接。支承区域28的内径300对应于二面体突出部19、20的外径30。二面体突出部19、20的外径30对应于基圆199的直径。

引入区域27和/或支承区域28可以优选地包括塑料涂层。

凹部22、23的支承区域28的内壁部分也设置有锥形构型21。如可以在图5中最佳地观察到的，二面体突出部19、20的锥形构型21和凹部22、23的支承区域28的锥形构型21相互抵靠，由此使枢转支承件14、15的支承件间隙最小化并且也实现了对中。凹部22、23的引入区域27以使得引入区域27的引入开口朝向背离方向盘(未示出)的一侧定向的方式在大致平行于转向轴4的旋转轴线31的方向上布置。术语“大致平行”是指±10°的角度偏差。

两个枢转支承件14、15布置成沿着枢转轴线6的方向彼此相距水平距离32(参见图4)。

如可以在图6至图8中最佳地观察到的，保持单元5与致动单元2之间的铰接连接通过致动单元2定向成致动单元2的纵向延伸与保持单元5的纵向延伸大致成直角而产生。然后，二面体突出部19、20被从左至右地引入到图6中的两个凹部22、23的对应引入区域27中，其中，二面体突出部19、20的宽度29被推动穿过引入区域27的内跨度290，直到到达图7中示出的位置为止，在图7的位置中，二面体突出部19、20分别定位在两个凹部22、23的支承区域28中。如图8所示，保持单元5现在相对于致动单元2沿旋转方向33旋转，其中，二面体突出部19、20也在对应的凹部22、23的支承区域28中旋转。在旋转方向33上的旋转大约为90°，但是二面体突出部19、20由于沿旋转方向33旋转5°而不能再从凹部22、23的支承区域28脱离，这是因为二面体突出部19、20以使得其外径30不能再穿过引入区域27的较小的内跨度290的方式旋转。因此，枢转支承件14、15锁定成使得二面体突出部19、20不能再滑出或移出凹部22、23，而是致动单元2相对于保持单元5的可枢转性可能在几度至最大约20°的有限枢转范围内。在转向柱1的正常使用期间，由于设计的原因，在二面体突出部19、20在凹部22、23中的锁定被释放之前，枢转范围在任何情况下都比最大可能的10°枢转角度小得多。

在图9和图10中示出的第二实施方式的情况下，另外地提供枢轴销34，该枢转销34穿过枢转支承件14、15以及因此两个二面体突出部19、20和两个凹部22、23，并且枢转销34接纳在对应的孔341、342中。因此，枢转支承件14、15的稳定性进一步提高，使得枢转支承件14、15甚至能够承受发生事故时产生的大的力。

在图11中示出了作为二面体突出部19与凹部22结合在一起之前的示意图的示意性俯视图。二面体突出部19包括在该二面体突出部19横截面中具有外径30的基圆199，该基圆199由两条平行的割线191限制，即两条平行的割线191使基圆199变扁平，并且基圆199由此受到限制。换句话说，基圆减少了两个对称布置的圆形区段198。两条割线191与基圆199的圆心点的距离相同并且布置成彼此间隔开宽度29。二面体突出部19包括两个圆形部分192，所述两个圆形部分192基于基圆199并且包括外径30。因此，圆形区段192和割线191形成对二面体突出部的横截面的限制。宽度29的值优选地比外径30的值小5％至30％，特别优选地宽度29相对于外径30减小10％。

凹部22包括引入区域27和支承区域28，其中，引入区域27包括内跨度290并且支承区域28包括内径300，该内径300与二面体突出部19的外径30配合以便能够提供支承。引入区域27的内跨度290至少与二面体突出部19的内跨度29一样大，即引入区域27的内跨度290至少与二面体突出部19的内跨度29彼此配合。此外，引入区域27的内跨度290小于二面体突出部19的外径30，使得引入区域27的内跨度290与二面体突出部19的外径30彼此配合。这对于防止二面体突出部19在二面体突出部19相对于凹部22沿着旋转方向33绕枢转轴线6旋转度α之后从支承区域28移出是必要的。

如图12中以示意性俯视图作为示意图所示出的，在二面体突出部19绕旋转度α旋转之后，二面体突出部19接纳在支承区域28中。仅5°的旋转度α已经足以防止二面体突出部19平移移出支承区域28。换句话说，二面体突出部19由于5°的旋转角α已经被牢固地接纳在支承区域28中并且以不能平移地移位的方式保持在支承区域28中。

根据本发明的枢转支承件14、15可以由致动单元2或保持单元5通过少量的材料以具有少量操作的简单方式生产并且确保普遍可用性和低成本设计。枢转支承件14、15的间隙的减小还通过二面体突出部19、20和凹部22、23的锥形构型21来确保。另一优点在于在致动单元2和保持单元5的组装期间的简单安装。

附图标记列表

1 转向柱

2 致动单元

3 外套筒

4 转向轴

5 保持单元

6 枢转轴线

7 夹爪

8 夹爪

9 夹紧装置

10 启动杆

11 夹紧销

12 槽

13 槽

14 枢转支承件

15 枢转支承件

16 内侧

17 侧部部件

18 侧部部件

19 二面体突出部

20 二面体突出部

21 锥形构型

22 凹部

23 凹部

24 外侧

25 颊板

26 颊板

27 引入区域

28 支承区域

29 宽度

30 外径

31 转向轴的旋转轴线

32 水平距离

33 旋转方向

34 枢转销

35 夹紧槽

191 割线

199 基圆

198 圆形区段

290 引入区域的内跨度

300 支承区域的内径

Claims (7)

1.一种用于机动车辆的高度可调的转向柱，所述转向柱包括致动单元(2)，转向轴(4)以可旋转的方式安装在所述致动单元(2)中，其中，所述致动单元(2)借助于在枢转轴线(6)上彼此相距水平距离(32)布置的两个枢转支承件(14、15)以可枢转的方式安装在保持单元(5)上，所述保持单元(5)能够以固定的方式连接至车辆底盘，其特征在于，所述枢转支承件(14、15)在每种情况下包括轴向突出的二面体突出部(19、20)和与所述二面体突出部(19、20)接合的凹部(22、23)，所述凹部(22、23)在每种情况下包括用于相对于所述枢转轴线(6)在径向方向上引入所述二面体突出部(19、20)的引入区域(27)，其中，所述引入区域(27)包括形成为适于所述二面体突出部(19、20)的宽度(29)的内跨度，并且其中，所述引入区域(27)在每种情况下形成通向部分圆形支承区域(28)的过渡部，所述部分圆形支承区域(28)的内径(300)适于所述二面体突出部(19、20)的外径(30)，使得所述二面体突出部(19、20)绕所述枢转轴线(6)旋转(33)至少5°之后以可枢转的方式安装在所述支承区域中。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，就所述两个枢转支承件(14、15)中的每一者的情况而言，所述二面体突出部(19、20)布置在所述保持单元(5)上，并且所述凹部(22、23)布置在所述致动单元(2)上。

3.根据权利要求2所述的转向柱，其特征在于，所述二面体突出部(19、20)分别形成在所述保持单元(5)的向下突出的侧部部件(17、18)的内侧(16)上，并且所述凹部(22、23)形成在所述致动单元(2)的外侧(24)上。

4.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于，所述凹部(22、23)的所述引入区域(27)平行于所述转向轴(4)的旋转轴线(31)朝向背离所述机动车辆的方向盘的一侧定向。

5.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的转向柱，其特征在于，所述二面体突出部(19、20)和/或所述凹部(22、23)通过在所述致动单元(2)中和/或所述保持单元(5)中再成形而形成。

6.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的转向柱，其特征在于，所述二面体突出部(19、20)在其外周区域中和/或所述凹部(22、23)在内周区域中包括锥形构型(21)或设置有倒角。

7.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的转向柱，其特征在于，设置有延伸穿过所述二面体突出部(19、20)和所述凹部(22、23)的枢转销(34)。

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