CN109562778A - 用于机动车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1)，该转向柱(1)包括：内套管(31)，转向轴(30)在该内套管中安装成能够绕转向轴的纵向轴线(L)旋转；外壳单元(33)，内套管(31)被保持在外壳单元中并且外壳单元能够直接地或间接地连接至机动车辆的车身；夹持装置(4)，该夹持装置在固定位置中将外壳单元(33)相对于内套管(31)紧固并且在释放位置中允许对内套管(31)相对于外壳单元(33)至少沿纵向方向进行调节，其中，夹持装置(4)具有至少一个锁定元件(46)，其沿纵向方向被支承在外壳单元(33)上，并且所述至少一个锁定元件(46)在固定位置中以沿纵向方向不可移位的方式连接至与内套管(31)连接的接合部(47)，并且至少一个锁定元件(46)在释放位置中从接合部(47)释放并允许内套管(31)相对于外壳单元(33)沿纵向方向的相对运动。内套管(31)和外壳单元(33)通过具有至少两个能量吸收元件(54、56)的能量吸收装置(5)和联接装置(6)而联接，能量吸收元件(54、56)中的至少一个能量吸收元件能够经由联接装置(6)联接在内套管(31)与外壳单元(33)之间或在内套管(31)与外壳单元(33)之间断开联接，其中，在联接状态下并在夹持装置(4)的固定位置中，能量吸收元件在内套管(31)与外壳单元(33)沿纵向方向发生相对移位的情况下能够塑性变形。接合部(47)包括能够与第一能量吸收元件(56)操作性接合的第一驱动元件(476)。为了确保在灵活可变的安装空间中的高度的功能可靠性，根据本发明提出的是，接合部(47)包括至少一个连接部(48)，其包括能够与第二能量吸收元件(54)操作性接合的第二驱动元件(486)，其中，接合部(47)和连接部(48)经由联接装置(6)以可释放的方式沿纵向方向彼此连接。

Description

用于机动车辆的转向柱

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括：内套管，转向轴在该内套管中安装成能够绕该转向轴的纵向轴线旋转；外壳单元，内套管被保持在该外壳单元中并且该外壳单元能够直接地或间接地连接至机动车辆的车身；夹持装置，该夹持装置在固定位置中将外壳单元相对于内套管紧固并且在释放位置中允许对内套管相对于外壳单元至少沿纵向方向进行调节，其中，夹持装置包括至少一个锁定元件，所述至少一个锁定元件沿纵向方向被支承在外壳单元上并且所述至少一个锁定元件在固定位置中以沿纵向方向不可移位的方式连接至与内套管连接的接合部，并且所述至少一个锁定元件在释放位置中从接合部释放并允许内套管相对于外壳单元沿纵向方向的相对运动，其中，内套管和外壳单元通过能量吸收装置和联接装置而联接，该能量吸收装置包括至少两个能量吸收元件，其中，所述能量吸收元件中的至少一个能量吸收元件能够经由联接装置联接在内套管与外壳单元之间联接或在内套管与外壳单元之间断开联接，其中，在联接的状态下并在夹持装置的固定位置中，能量吸收元件在内套管和外壳单元沿纵向方向发生相对移位的情况下能够塑性变形。

背景技术

为了使方向盘的位置适应于机动车辆的驾驶员的座椅位置，在现有技术中呈各种构型的这种转向柱是已知的。安装在这种类型的转向柱中、转向轴的后端部处的方向盘可以通过沿转向柱的纵向轴线的方向进行长度调节来在车辆内部的纵向方向上定位。

通过以下方式实现长度方向的调节：包括外壳单元和内套管的调节单元以可旋转的方式安装在转向轴中，其中，该外壳单元或者简称为壳单元，该内套管或者简称为套管，该调节单元能够以可伸缩的方式沿纵向轴线的方向、即沿纵向方向进行调节，并且该调节单元能够借助于可释放的夹持装置被紧固处于不同的长度方向的位置中，即该调节单元能够以可释放的方式被紧固。也被称为紧固装置的夹持装置作用在被保持在车身上的外壳单元上，并且在夹持装置的打开状态、即也等效地称为释放位置或松开位置中，内套管在外壳单元中的移位是可能的以便对方向盘的位置进行调节，并且在关闭装置、即固定位置或紧固位置中，内套管被夹持在外壳单元中，并且在正常驾驶操作中，方向盘的位置在预期的机械应力的作用下是固定的。

在车辆碰撞或者所谓的撞击事件期间、即驾驶员以高速撞到方向盘期间，用于改善乘客安全的已知的有效措施是将转向柱设计成当仅在碰撞事件中发生的超过极限值的力被施加在方向盘上时，即使夹持装置处于纵向方向上的固定位置中，转向柱也可套缩。为了确保身体撞击方向盘的受控的制动，在壳单元与套管之间联接有能量吸收装置，其中，壳单元和套管在正常操作中借助于夹持装置固定到一起、但是在碰撞事件中被推到一起。这例如通过撕断凸片或者使长形的弯曲元件、比如弯曲线或弯曲带折弯而将引入的动能转换成能量吸收元件的塑性变形。

在DE 10 2008 034 807 B3中描述了这种类型的转向柱。在该文献中所描述的夹持装置包括锁定元件，该锁定元件沿纵向方向被支承在外壳单元上，并且该锁定元件在固定位置中能够横向于纵向方向与内套管上的相应的接合部进行力锁定和形状配合接合。在释放位置中，锁定元件被从接合部中取下并且因此被释放，使得内套管能够相对于壳单元移位，以用于沿纵向方向调节方向盘的位置。

接合部通过能量吸收装置连接至内套管，该能量吸收装置在正常操作中不受压并且在外壳单元与内套管之间形成刚性连接。然而，在碰撞事件中，如此大的力经由锁定元件被引入到接合部中，以使得由夹持装置所提供的保持力被克服并且外壳单元和内套管相对于彼此沿纵向方向移动，从而使能量吸收元件变形并且使运动中断。

此外，在所提到的DE 10 2008 034 807 B3中提出的是，设计具有可受控的制动作用的能量吸收装置，以便无论驾驶员是否佩戴安全带都在碰撞事件中做好准备，或者以便对各参数比如驾驶员重量、距方向盘的距离等进行调节。具体地，出于此目的，应当提供至少两个能量吸收元件，所述至少两个能量吸收元件可以在需要的情况下通过借助于联接装置实现的在接合部与内套管之间的机械操作性连接而联接在外壳单元与内套管之间而被启用。为了联接至能量吸收元件，接合部包括至少一个第一驱动元件，所述至少一个第一驱动元件能够与第一能量吸收元件进行操作性接合。由于联接装置的设计，能量吸收元件中的至少一个能量吸收元件能够联接在内套管与接合部之间，或者能量吸收元件中的至少一个能量吸收元件可以被断开联接。以这种方式，对于特殊的操作状态而言，可以单独地实现可切换的制动特征或碰撞等级。

在US 2015/0375773 A1中描述了用于转向柱的可切换式能量吸收装置的另一构型。该能量吸收装置类似地包括两个能量吸收元件，所述两个能量吸收元件中的一个能量吸收元件可以被断开联接，以便通过联接装置断开壳单元与内套管之间的力流而减小碰撞等级。在该构型中，联接装置的驱动元件和锁定元件与能量吸收元件直接接合，这可能在功能上具有不利影响。

从DE 10 2008 034 807 B3中已经已知的能量吸收装置的缺点在于，由于能量吸收元件的布置而需要相对大的安装空间。联接装置的可靠地可切换设计相对昂贵。

考虑到上面所讨论的问题，本发明的一个目的在于提供一种具有改进的可切换式能量吸收装置的转向柱，该可切换式能量吸收装置确保了在灵活可变的安装空间中的高度的功能可靠性。

发明内容

该目的通过用于机动车辆的具有权利要求1的特征的转向柱而实现。通过从属权利要求呈现了有利的改型。

根据本发明提出的是，接合部包括至少一个连接部，所述连接部包括第二驱动元件，该第二驱动元件能够与第二能量吸收元件进行操作性接合，其中，接合部和连接部经由联接装置以可释放的方式沿纵向方向彼此连接。

接合部与能量吸收元件单独地形成。在碰撞事件中，一方面经由接合部与锁定元件的连接，并且另一方面经由接合部与能量吸收元件的连接而确保了从壳单元至能量吸收装置的力传递。根据本发明，其特征在于，转向柱以被设计成能够横向于纵向方向分离，使得转向柱可以分离成至少两个部分元件，所述至少两个部分元件可以沿纵向方向断开联接并且可以独立于彼此移动。这可以通过如下方式实现：至少一个连接部可以通过与联接装置断开联接而从接合部释放、即沿纵向方向断开联接。

接合部例如通过相应的互锁的形状配合元件而在固定位置中相对于纵向方向以不可移动的方式连接至锁定元件，互锁的形状配合元件比如为齿状件或类似件。连接部形成部分元件，该部分元件可选地通过已联接的联接装置连接至接合部，使得实现了连接或联接状态，或者该部分元件在分离或断开联接状态下通过当前已断开联接的联接装置而被从接合部释放。在联接状态下，所述至少一个连接部在碰撞事件中与接合部一起相对于内套管沿纵向方向移动。在分离的断开联接的状态下，连接部不经由联接装置与接合部进行机械连接，使得在碰撞事件中，仅接合部相对于内套管移动，但是连接部相对于内套管保持静止。

由于接合部经由第一驱动元件操作性地连接至第一能量吸收元件并且连接部包括与第二能量吸收元件操作性连接的第二驱动元件的事实，第一能量吸收元件和第二能量吸收元件在碰撞事件中在连接状态下变形，在该连接状态下，连接部通过联接装置连接至接合部，并且在碰撞事件中连接部与接合部一起相对于内套管移动。这实现了具有高能量吸收的高碰撞等级。在分离状态下，在碰撞事件中仅接合部相对于内套管移动，使得仅连接至接合部的第一能量吸收元件变形并且实现了具有更少能量吸收的低碰撞等级。在分离状态下，连接至已释放的连接部并与接合部分离的第二能量吸收元件保持不变形，该第二能量吸收元件未启用并且不吸收能量。

在本发明中，联接装置的启用使得能够在需要的情况下对接合部进行受控的分离，其中，至少一个连接部被从接合部释放并且因此可以改变碰撞等级，如上面所描述的。

根据本发明的能量吸收装置的重新布置具有下述益处：联接装置不会如在现有技术中的那样直接与所述能量吸收元件中的一个能量吸收元件相互作用，而相反，不依赖于联接装置的状态，接合部经由第一驱动元件可以保持连接至相应的能量吸收元件且连接部经由第二驱动元件可以保持连接至相应的能量吸收元件。连接部与接合元件的分离不会影响驱动元件与能量吸收元件的连接。以这种方式，能量吸收元件与接合部之间的连接的功能独立于各个能量吸收元件的断开联接或分离的功能。由于在本发明中在碰撞事件中由于断开力流的机械分离的功能独立于能量吸收元件与接合部的连接而实现的事实，能量吸收元件可以在能量吸收性能方面以更大的设计自由度进行优化。

根据本发明的接合部与连接部之间的可释放式连接可以独立于接合部与能量吸收元件之间的连接而以有利的方式进行设计并且适于所需的功能。在接合部与连接部之间的预期的应力可以被设计特征吸收，以便确保在碰撞事件中启用联接装置时进行可靠的分离。在接合部与连接部的联接以及断开联接方面可以进行优化，而不必在可能从能量吸收元件的变形性能方面作出折中方案。

由于在本发明中能量吸收元件与接合部的连接以及能量吸收元件与连接部的连接独立于能量吸收装置的切换功能，因此在能量吸收元件的构型和空间布置方面存在更大的设计自由度，其中，根据本发明的能量吸收装置在接合元件的分离时进行转换。因此，例如通过实现更小的尺寸或预定的形状而能更好地适应于可获得的安装空间。

根据本发明的接合部具有接合部分，该接合部分被设计成用于与锁定元件进行可释放式连接，并且接合部例如包括形状配合元件，所述形状配合元件可以被设计为齿状件或类似件。根据本发明的连接部在接合部分外侧连接至接合部。能够提供一个连接部、或者还提供若干连接部，所述连接部可以通过一个或更多个联接装置与接合部分离以实现不同的碰撞等级。连接部可以相应地包括驱动元件，所述驱动元件又可以连接至第三能量吸收元件或者连接至可能的另外的能量吸收元件。借助于通过相应的启用联接装置来分离一个或更多个连接部，在每种情况下，连接至连接部的能量吸收元件可以可选地使介于外壳单元与内套管之间的力流断开联接，使得可以实现不同的碰撞等级。

本发明的一个实施方式提出的是，联接装置包括致动器，该致动器与可移动式联接元件相互作用，该可移动式联接元件布置在连接部与接合部之间并且该可移动式联接元件在致动器被启用时能够移动以用于使连接部从接合部释放。联接元件用于连接部至接合部的可释放式紧固，并且联接元件安装在致动器上。在碰撞事件中触发致动器时，致动器作用在联接元件上并使联接元件移动成处于释放位置，在该释放位置中，连接部从接合部释放、即机械地分离。这导致了切换到断开联接状态。联接元件可以被优化，使得一方面在碰撞事件中在联接的连接状态下产生连接部与接合部之间的牢固连接，并且另一方面联接元件可以类似地在需要的情况下通过致动器而可靠地处于断开联接的释放状态。

接合部和/或连接部可以具有与联接元件相互作用的形状配合元件。在连接状态下，联接元件可以通过与所述形状配合元件的形状配合而接合，并且因此，通过形状配合而将连接部与接合部联接或锁定到一起，使得在碰撞事件下，力通过形状配合沿纵向方向传递并且连接部与接合部一起相对于内套管移动。通过启用致动器，联接元件可以从形状配合元件中移出，使得形状配合连接被释放并且因此连接部与接合部分离。

断开联接可以通过如下方式来辅助：联接元件和/或所述形状配合元件中的至少一个形状配合元件具有减小摩擦的构型。联接元件或形状配合元件的相对定位的表面中的至少一个表面可以完全地或部分地设置有减小摩擦的涂层、或者设置有滑动元件，所述滑动元件通过其材料或形状而减小摩擦，其中，该形状配合元件的相对定位的表面在致动器被启用时抵靠彼此滑动。

在本发明的一个实施方式中，形状配合元件可以具有横向于纵向方向延伸的至少一个形状配合开口，联接元件可以被接纳在所述至少一个形状配合开口中。形状配合开口可以例如在周向方向上以通过接合部和连接部距纵向轴线一径向间距而切向地延伸。大致销形的联接元件可以被接纳在该形状配合开口中，以形成形状配合连接。为了使该连接分离，联接元件可以简单地通过启用致动器而被从形状配合开口中拉出。由于销形的联接元件插入到形状配合开口中，因此实现了连接部与接合部的容易构造的且有效的形状配合互锁。移除联接元件以用于与连接部分离可以可靠地且以很少的费用实现。这确保了功能可靠性设计，该功能可靠性设计是灵活的并且可以在相对小的安装空间中实现。

在一个有利的改型中，可以提供的是，接合部和/或连接部被设计为挤压部件或烧结部件。以这种方式，接合部和/或连接部可以以简单的且经济的方式进行生产。

此外，有利的是，致动器被设计为热电型致动器。该热电型致动器可以被致动，以用于对联接元件进行热电驱动。通常也被称为“热电型开关(pyro-switch)”的热电型致动器包括烟火型推进剂装填物，该烟火型推进剂装填物被电触发脉冲点燃。推进剂装填物的爆炸使可移动式致动器加速，该可移动式致动器在本申请中连接至联接元件。以这种方式，根据本发明，联接元件可以移动以用于使连接部与接合部分离，或者以一些其他方式来进行接合部与连接部的机械联接或断开联接。这种热电型联接装置的优点在于，在碰撞事件中极其快速的触发、具有高度可靠性、以及启动力，这在需要的情况下确保了在一个或更多个连接部中的可靠联接或者联接。例如，联接元件可以被设计成是销形的，并且联接元件可以以烟火的方式从形状配合元件中射出以用于连接部与接合部的断开联接。

本发明的一个改型提出的是，接合部和连接部具有能够彼此接合的定位元件。定位元件例如可以包括能够沿纵向方向彼此接合的形状配合元件，所述形状配合元件比如为肩状件或舌状件以及凹槽元件，所述形状配合元件在连接状态下引起接合部与连接部的横向于纵向方向的位置上相对精确的固定。这确保了接合部和连接部在联接的连接状态下在碰撞事件中可靠地一起移动。

优选地，接合部通过预定断裂元件连接至内套管。预定断裂元件可以例如被设计为分离式铆钉、抗剪螺栓或类似件，所述分离式铆钉、抗剪螺栓或类似件在超过所谓的分离力的预定极限力时断裂，这仅在碰撞事件中在外壳单元与内套筒之间沿纵向方向产生并且因此使得接合部能够相对于被支承在套管上的能量吸收元件进行相对运动。这确保了仅在超过极限力、即实际上仅在碰撞事件中时力将被引导到能量吸收元件中。这确保了能量吸收装置的功能可靠性。

一个有利的实施方式提出的是，至少一个能量吸收元件被设计为U形弯曲元件，该U形弯曲元件包括通过弯曲部连结到一起的两个腿部，其中，一个腿部能够被紧固在接合部或者连接部上，并且另一腿部能够沿纵向方向被支承在内套管上。如何将能量吸收元件设计为弯曲线或弯曲带是已知的，该弯曲线或弯曲带通过完全优选地180°的弯曲部而形成为U形的，其中，该U形的两个相对的腿部大致平行于纵向方向延伸，“大致平行”意味着偏差±10°的立体角。所述一个腿部的端部以相对于沿纵向方向运动的方式而连接至内套管，例如在碰撞事件中一个腿部的端部被沿纵向方向支承抵靠于套管上的端部止挡部或抵接部。另一端部通过用于对力进行引导的驱动元件而连接至接合部或连接部，所述端部在碰撞事件中被该驱动元件沿纵向方向驱动。在碰撞事件中所述两个端部相对纵向移位时，弯曲部沿纵向方向在弯曲元件的纵向延伸部上移动，并且动能通过变形作用而被转换或吸收。

在本发明中，可以使用两个或更多个相同或大致相同形成的能量吸收元件，比如相同的U形弯曲元件。所述弯曲元件还可以例如与具有相同外部尺寸且具有不同能量吸收能力的弯曲元件大致相同、即至少在构型上类似。这实现了可互换性，使得通过不同弯曲元件的组合而能够以很少费用来创建适合的可切换的能量吸收特征。

所述两个U形弯曲元件可以布置成使得其弯曲部优选地朝向车辆的前方。然而，还能够设想到并且可能的是，将一个或两个U形弯曲元件布置成使得弯曲部沿不同方向定向或者沿与车辆的前方相反的方向定向。如果腿部具有不同的方向，则腿部因此定向成彼此相对或者彼此远离，并且在碰撞事件中，一个弯曲元件被压到一起并且另一弯曲元件被拉开。如果所述两个弯曲元件通过其腿部以相同的方式定向，即腿部向前或向后，则所述两个弯曲元件在碰撞事件中都能够根据安装位置通过对所述腿部进行相对压缩或拉伸而变形。

接合部和连接部可以分别包括螺栓形驱动元件，所述螺栓形驱动元件与弯曲元件的一个腿部接合。弯曲元件可以具有横向于纵向方向弯曲的部分，驱动元件通过形状配合而与该部分接合并且在碰撞事件中确保了沿纵向方向的可靠驱动。本发明的不同于现有技术中已知的可切换式能量吸收装置的一个优点在于，不管是处于联接状态还是断开联接状态，驱动元件与弯曲元件都进行接合，并且在启用联接装置时驱动元件不移动。

优选地，弯曲元件布置成使得至少两个弯曲元件通过其腿部在纵向方向上以同样的方式定向。U形腿部如从弯曲部观察到的指向与纵向轴线平行的同一纵向方向。以这种方式，弯曲元件在碰撞事件中以相同的方式变形，这在可再现的能量吸收性能方面是有利的。

至少两个能量吸收元件可以沿纵向方向连续地布置。优选地，弯曲元件被设计成是分开的并且在沿纵向方向彼此相距一定间距布置。以这种方式，可以实现平坦的设计，从而需要在径向方向上的小的安装空间。弯曲元件是分开的意味着所述至少两个弯曲元件不直接彼此连接，但是至少两个弯曲元件各自通过一个腿部连接至套管并且通过另一腿部连接至接合部或连接部。此外，使弯曲元件沿纵向方向彼此间隔开确保了在碰撞事件中不会在能量吸收变形中出现相互干扰。优选地，在一个弯曲元件的弯曲部与另一弯曲元件的腿部的端部之间沿纵向方向存在正的间距。

有利的是，能量吸收元件被布置在共同的容置件中。根据本发明容置件形成能量吸收装置的一部分，该容置件至少部分地封围能量吸收元件并且保护免受干扰的影响。此外，用于能量吸收元件的紧固元件、用于接合部的纵向导轨等等可以形成在容置件中或形成在容置件上。以这种方式，能量吸收元件以受保护的方式被容置。此外，可以在小的安装空间中实现紧凑型设计。例如呈热电型致动器形式的联接装置可以安装在容置件上。

在能量吸收元件之间可以布置有分隔元件。例如，分隔元件可以由安装在相邻的能量吸收元件之间的间隔壁或分隔板形成。以这种方式，相邻的能量吸收元件在功能上彼此屏蔽，使得一个能量吸收元件的功能不会受到相邻的能量吸收元件的影响。这在碰撞事件中带来了增强的操作及功能可靠性的益处。

为了确保能量吸收元件或各能量吸收元件在碰撞事件中的变形一致且不受干扰，至少一个能量吸收元件比如一个弯曲元件和/或容置件可以设置有滑动涂层。滑动涂层用于减小摩擦并且滑动涂层确保的是：在碰撞事件中弯曲线或弯曲带的变形平稳地进行且不受摩擦或卡住的阻碍，该摩擦或卡住可能由于在弯曲元件中的部分彼此接触或与周围部件比如容置件接触。这提高了功能可靠性。

能量吸收元件可以被布置在安装于内套管上的径向敞开的C形内部成型件中。这简化了制造，因为能量吸收元件比如弯曲元件容易地从外部插入到该敞开的内部成型件中。内部成型件可以优选地通过材料粘合而连接至套管、例如通过焊接而连接至套管。替代性地或另外地，可以提供具有紧固元件的形状配合连接件，以用于紧固。在内部成型件中可以形成有端部止挡部或抵接部，弯曲元件在碰撞事件中通过一个腿部沿纵向方向抵靠所述端部止挡部或抵接部而被支承抵靠于套管。

在内套管上可以安装有容置件，该容置件被设计为保持成型件，该保持成型件具有在纵向方向上为长形的槽，接合部的驱动元件和连接部的驱动元件延伸穿过该槽。形成为保持成型件的容置件用作用于内部成型件的罩并且保持接合部。被导引穿过槽的驱动元件确保了在碰撞事件中在接合部相对于容置件进行纵向运动以及可能地连接部相对于容置件进行纵向运动时力沿纵向方向被导引。这提高了功能可靠性。

本发明的一个实施方式需要将外壳单元保持在支架中，该支架可以固定至车辆。以这种方式，可以实现转向柱与车辆的特别刚性的附接。

壳单元优选地被保持在支架的前端部处，并且壳单元能够绕转动轴线转动，并且壳单元被接纳在支架的两个侧颊部之间，其中，壳单元可以借助于夹持装置相对于支架被紧固。

通过在壳单元与支架之间提供转动轴，可以实现壳单元相对于支架的倾斜调节。因此，与借助于需要被插入穿过壳单元的接纳孔和车辆的横梁的相应的接纳部分的轮轴来将壳单元直接附接至车辆相对比，壳单元的也被称为竖向调节的该倾斜调节可以进一步被简化，以便提供转动轴。

附图说明

下面借助于附图对本发明的各有利实施方式进行更详细地阐述。具体地，在附图中：

图1以立体图示出了根据本发明的转向柱；

图2示出了处于部分拆卸状态的图1的转向柱；

图3示出了图1的转向柱的内套管、夹持装置以及能量吸收装置的详细视图；

图4示出了处于部分拆卸图示的图1的内套管、夹持装置以及能量吸收装置；

图5示出了在夹持装置的固定位置中穿过图1至图4的转向柱的夹持装置的纵向截面；

图6示出了在夹持装置的释放位置中穿过图1至图4的转向柱的夹持装置的纵向截面；

图7示出了图1至图6的转向柱的在碰撞之前具有高碰撞等级的能量吸收装置；

图8示出了图7的在碰撞之后具有高碰撞等级的能量吸收装置；

图9以侧视图示出了处于图7的状态的能量吸收元件；

图10以侧视图示出了处于图8的状态的能量吸收元件；

图11示出了图7的转向柱的在碰撞之前具有低碰撞等级的能量吸收装置；

图12示出了图7的在碰撞之后具有低碰撞等级的能量吸收装置；

图13以侧视图示出了处于图12的状态的能量吸收元件；

图14示出了能量吸收元件；以及

图15示出了替代性实施方式中转向柱的内套管、夹持装置和能量吸收装置的详细视图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件总是以相同的附图标记给出并且因此通常仅提到或解释一次。

在图1和图2中，根据本发明的转向柱1示意性地以立体图示出，该转向柱1从后方(相对于机动车辆的驾驶方向，该机动车辆未示出)倾斜。

转向柱1可以借助于支架2紧固至机动车辆的车身，该机动车辆未示出，为了清楚起见，支架2被从图2的视图中省略掉。支架2具有用于连接至车身的紧固装置21，侧颊部22、23从车身延伸。

转向轴30在内套管31中安装成绕纵向轴线L可旋转，该内套管31或者简称为套管31，其中，未示出的方向盘可以安装在转向轴30的后端部32上。内套管31被保持在沿着外壳单元33的纵向方向延伸的接纳件中，该外壳单元33或者简称为壳单元33。

夹持装置4可以通过手动启用夹持杆41而可选地处于固定位置(关闭状态)或释放位置(打开状态)。在释放位置中，内套管31能够以伸缩的方式在外壳单元33内移动，以用于在纵向轴线L的方向上的长度调节，并且外壳单元33可以在竖向方向H上相对于支架2在箭头方向上进行上下调节。在固定位置中，内套管31沿纵向方向被固定而且外壳单元33沿竖向方向H被固定。固定位置对应于转向柱1的正常操作，在该正常操作中，确保的是，已调节的方向盘的位置在通常经由方向盘作用在转向轴30上的力的作用下将不会改变。

具体地，夹持装置4包括夹持螺栓42，该夹持螺栓42以可旋转的固定方式连接至夹持杆41，该夹持螺栓42穿过长方形孔43，该长方形孔43位于横向于纵向轴线L的彼此相对的侧颊部22、23中。通过本身已知的夹持机构，所述夹持机构可以包括倾斜销装置44和相对定位的支承盘45，该倾斜销装置44以可旋转的固定方式被支承在夹持螺栓42上，该支承盘45以可旋转的固定方式安装在侧颊部22上、如在图示出的实施方式中所示出的，支承盘45在旋转时相对于夹持螺栓42沿轴向移动并且因此从外部压靠于侧颊部22。由于夹持螺栓42以沿轴向不可移动的方式安装在相对的侧颊部23上，因此所述两个侧颊部22和23将相对于彼此移动，并且布置在所述两个侧颊部22与23之间的外壳单元33通过力锁定而被夹持。代替图示出的倾斜销装置44、45，还可以使用将旋转转换成夹持运动的其他机构，例如通过凸轮盘或滚子元件。替代性地，能够设想到并且可能的是，将夹持装置设计为机电夹持装置，在该机电夹持装置中，从释放位置移动至固定位置以及从固定位置移动至释放位置是借助于电动马达发生。

夹持螺栓42穿过壳单元33中的横向于纵向轴线L彼此相对定位的开口34，该壳单元33类似于夹持套筒、在开口34之间沿纵向方向开槽。以这种方式，当支架2的侧颊部22、23如所描述的通过夹持力被夹持时，外壳单元33横向于纵向轴线L被压缩，使得固定位置被调节，其中，内套管31通过力锁定而紧固在壳单元33中。壳单元33具有沿纵向轴线L的方向的槽，该槽形成在夹持螺栓42的区域中，其中，与释放位置相比，槽在固定位置中由于作用的夹持力而具有减小的宽度。作为该减小的宽度的结果，壳单元33的内径减小，使得内套管31被紧固在壳单元33中。

夹持装置4包括锁定元件46和接合部47。锁定元件46以沿纵向方向、即沿纵向轴线L的方向不可移动的方式安装在壳单元33中。在竖向方向H中，锁定元件46安装成使得能够上下移动以对固定位置和释放位置进行调节。接合部47经由能量吸收装置5连接至套管31。锁定元件46和接合部47在其横向于纵向轴线L的彼此相对的两个侧部上具有能够彼此以形状配合的方式进行接合的相对应的齿状部461和471，所述齿状部461和471具有横向于纵向方向L延伸的齿。

在夹持装置4的固定位置中，锁定元件46通过支承在壳单元33上的弹簧421而被压靠于接合部47，从而将齿状部461与齿状部471保持处于形状配合接合。由于横向于纵向轴线L延伸的相互锁定的齿，因此锁定元件46和接合部47在固定位置中通过沿纵向方向不可移动的方式进行形式配合而连结到一起。这在图5中是清楚明显的。

在夹持螺栓42上安装有偏心凸轮422，该偏心凸轮422与锁定元件46的凸轮轨道462相互作用。如果通过沿顺时针方向转动夹持杆41，夹持螺栓42从图5中图示出的固定位置移动至图6中示出的释放位置，则凸轮422将被抵靠于凸轮轨道462移动并且抵抗弹簧421的的弹簧力即在附图中向上的弹簧力来提升锁定元件46，使得齿状部461和471彼此向上提升并且因此脱开接合。在如上面所描述的该释放位置中，套管31在壳单元33中的夹持被释放，使得套管31可以在壳单元33中沿平行于纵向轴线L的纵向方向略微前后移动。

根据本发明，接合部47包括连接部48。连接部48形成单独的部件，该单独的部件经由联接装置6连接至接合部47。对联接装置6进行触发使得能够将接合部47与连接部48之间的机械连接释放，使得接合部47和连接部48彼此分离并且能够独立于彼此沿纵向方向移动，如下面将解释的。

联接装置6包括销形联接元件61，该销形联接元件61安装在热电型致动器62。在触发或启用致动器62时，烟火型装填物被点燃，通过点燃烟火型装填物，联接元件61沿其轴向方向朝向致动器62移动、在附图中向下移动。

致动器61紧固至接合部47，其中，联接元件61穿过横向于纵向轴线L延伸的形状配合开口472并且穿过形成在连接部48中的同轴的形状配合开口482。由此，实现了也被称为连接状态的联接状态，在该联接状态中，接合部47通过联接装置6沿纵向方向连接至连接部48。以这种方式，当在碰撞事件中力被引导穿过锁定元件46时，接合部47和连接部48沿纵向方向共同地移动。

在图5、图6、图7、图8、图9以及图10中示出了联接状态。

如果联接装置6被点燃，则致动器62使联接元件61移出形状配合开口482，使得采取了也被称为分离状态的断开联接状态，在该断开联接状态中，接合部47与连接部48彼此机械地分离。在断开联接状态下，当在碰撞事件中力被引导穿过锁定元件46时，仅接合部47相对于内套管31沿纵向方向被驱动。连接部48相对于套管31保持静止。

在图11、图12和图13中示出了断开联接状态。

连接部48包括呈沿纵向方向敞开的凹槽的形式的定位元件485，形成在接合部47上的作为相匹配的突出部的相应的定位元件475可以以榫槽连接的方式沿纵向方向插入该定位元件485中。以这种方式，接合部47和连接部48通过相对于彼此横向于纵向方向的形状配合而定位。

接合部47具有紧固开口473，呈抗剪螺栓474的形式的预定断裂元件被导引穿过该紧固开口473，该抗剪螺栓474牢固地连接至套管31并且保持接合部47。

能量吸收装置5在一侧上、即在所有附图中的面向观察者的一侧上安装在内套管31上。能量吸收装置5包括具有大致矩形横截面的呈C形轨道的形式的容置件(保持成型件)51，该容置件(保持成型件)51牢固地连接至内套管31并且沿纵向方向延伸，敞开的横截面朝向内套管31的外部定向。保持成型件51借助于与内套管31中的相应的接纳开口310接合的形状配合元件510例如通过激光焊接而牢固地连接至套管31。以这种方式，形成为保持成型件的容置件51与内套管31一起形成能量吸收装置5的具有大致矩形的内部横截面的长形容置件，该长形容置件在套管31的一侧上平行于纵向轴线L延伸。形成为保持成型件的容置件51在其径向向外定向的外侧上具有平行于纵向轴线L延伸的槽52。

在保持成型件51中布置有类似于C形的内部成型件53，该内部成型件53沿纵向方向延伸并且向外延伸、即朝向保持成型件51敞开。内部成型件53可以例如通过焊接而牢固地连结至套管31，并且内部成型件53可以由弹簧钢板形成。第一能量吸收元件54和第二能量吸收元件56以沿纵向方向——沿纵向方向观察的——相距一定间距的方式布置在内部成型件53中。

图14示出了具有相同形状并具有相同基本功能的能量吸收元件54和56。能量吸收元件54和56各自构造为具有第一腿部541或561的U形弯曲线或弯曲带，所述第一腿部541或561通过180°的弯曲部542或562连接至第二腿部543或563。在第二腿部543或563的端部处，驱动钩状部544或564由朝向第一腿部541或561的弯曲部而形成。因此，每次能量吸收元件54的接合开口545由腿部541、543、弯曲部542以及驱动钩状部544形成，或者每次能量吸收元件56的接合开口565由腿部561、563、弯曲部562以及驱动钩状部564形成。能量吸收元件54和56可以成型为冲压的部件，使得确保了经济的制造。

能量吸收元件54和56通过其第一腿部541或561而沿着与纵向方向(图7、图9、图11和图13中的箭头)相反的方向被支承抵靠于向内突出到内部成型件53的横截面中的抵接部546或566，该抵接部546或566沿纵向方向形成端部止挡部。

接合元件47包括驱动元件476，并且连接元件48包括驱动元件486，如在图4中可以看到的。

接合部47和连接部48布置在保持成型件51上，使得驱动元件476通过槽52而与能量吸收元件54的接合开口545接合且驱动元件486通过槽52而与能量吸收元件56的接合开口565接合。以这种方式，接合部47可以通过使驱动元件476在能量吸收元件56的驱动钩状部564后面的方式接合，该驱动元件476在容置件51的槽52中沿平行于纵向轴线L的纵向方向被导引，容置件51成型为保持成型件，并且接合部47可以在碰撞事件中使能量吸收元件56弯曲、也就是使能量吸收元件56塑性变形。相应地，连接部48可以通过使驱动元件486在能量吸收元件54的驱动钩状部544后面的方式来接合，该驱动元件486在保持成型件51的槽52中沿平行于纵向轴线L的纵向方向被导引，并且连接部48可以在碰撞事件中使能量吸收元件54弯曲、也就是使能量吸收元件54塑性变形。

图7、图8、图11以及图12各自示出了套管31的侧视图，其中，能量吸收装置5和夹持装置4在各种操作状态中布置在套管31上。夹持装置4定位处于固定位置，在该固定位置中，锁定元件46沿纵向方向被支承在在此未示出的外壳单元32上并且锁定元件46通过锁定元件的齿状部461将接合部47相对于壳单元33紧固。

在图7中，联接装置6处于静止状态，在该静止状态中，销形联接元件61被接纳在同轴的形状配合开口472和482中。以这种方式，接合部47和连接元件48通过联接装置6而沿纵向方向联接到一起，即沿纵向方向机械地相互连接。该调节形成了也被称为连接状态的联接状态。

连接部48的驱动元件486和接合部47的驱动元件476被导引穿过槽52并且与位于能量吸收元件54和56的驱动钩状部544和564后面的接合开口545和565接合，如在图9中示出的，在图9中，保持成型件52已经被省略掉。

图7示出了正常操作状态。在碰撞事件中，撞击在未示出的方向盘上的身体将较大的力沿纵向方向施加在转向轴30上。以这种方式，通过夹持装置4克服了与在套管31与壳单元33之间的力锁定一起作用的保持力，并且抗剪螺栓474由于在接合部47与套管31之间的相对运动而断裂。接合部47与联接至该接合部的连接部48相对于紧固至接合部的套管31和能量吸收装置5沿由图7中的箭头所指示的纵向方向一起运动到图8中示出的纵向位置。因此，驱动元件476和486沿纵向方向被导引到槽52中。

在碰撞事件中，两个能量吸收元件54和56由驱动元件476和486驱动并且在吸收能量的同时变形、直到达到图10中所示出的结束状态为止，其中，驱动元件476和486相对于抵接部546和566沿图9中的箭头所指示的纵向方向移动。

在图7、图8、图9以及图10中所图示的接合部47和连接元件48的联接状态下，接合部47和连接元件48在碰撞事件中一起移动并且能量吸收元件54和56二者共同地变形，从而实现了具有高能量吸收的高碰撞等级。

在所示出的优选示例性实施方式中，所述两个U形弯曲元件54和56布置成使得其弯曲部542或562朝向车辆的前方。然而，还能够设想到并且可能的是，将U形弯曲元件54和56中的一者或两者布置成使得弯曲部542和562沿不同方向定向，或者弯曲部542和562二者都沿与车辆的前方相反的方向定向。

在示例性实施方式中，被支承的第一腿部541和561二者都布置在底侧上，如例如从图9中可以看到的。此外，还能够设想到并且可能的是，将被支承的第一腿部541和561中的一者或二者布置在顶侧上。

图11和图12示出了断开联接或分离状态。由于已经启用致动器62的事实，因此，如在图11中由竖向方向上的箭头所示出的，联接元件61沿其轴向方向被拉出连接部48的形状配合开口482，使得机械连接在纵向方向上被分离。

在碰撞事件中，如上面所描述的，相对的力沿纵向方向作用在接合元件47上，使得接合元件47相对于保持成型件51沿如由图11中的箭头所指示的纵向方向移动。

与图7和图8中所示出的联接状态相比，在释放状态中，接合部47仍然相对于套管31和能量吸收装置5移动，但是已分离的断开联接的连接元件48独立于接合部47保持静止，如在图12中清楚明显的。由于在碰撞事件中连接部48与接合部47分离，因此，仅连接至接合部47的一个能量吸收元件56也变形以用于进行能量吸收，如在图13中可以看到的，在图13中示出了在与图10类似的碰撞事件之后的情况。连接至已断开联接的连接元件48的能量吸收元件54保持不变形，即能量吸收元件54已经不吸收任何能量。因此，通过启用联接装置6并且以这种方式实现了接合部47与连接部48的分离，实现了具有低能量吸收的低碰撞等级。

图15示出了在替代性实施方式中的转向柱的内套管31、夹持装置4以及能量吸收装置5的详细视图。夹持装置包括夹持螺栓42，该夹持螺栓42以可旋转的固定方式连接至第一凸轮盘456。第一凸轮盘456可以以可旋转的固定方式连接至杆，该杆未示出，其中，第一凸轮盘456与第二凸轮盘455相互作用并且在第一凸轮盘456相对于第二凸轮盘455进行相对旋转时产生夹持运动，其中，第二凸轮盘455沿夹持轴线的方向移动。第二凸轮盘包括延伸臂，锁定元件46连接至该延伸臂。锁定元件46包括齿状部461，该齿状部461可以与接合部47的齿状部471进行接合。根据本发明，接合部47包括连接部48。联接装置6将接合部47联接至连接部48。对联接装置6进行触发使得能够释放接合部47与连接部48之间的机械连接，使得接合部47和连接部48可以彼此分离并且独立于彼此沿纵向方向移动。接合部47经由能量吸收装置5连接至套管31。在横向于纵向轴线L的相互面对的侧部上，锁定元件46和接合部47具有相对应的齿状部461和471，所述相对应的齿状部461和471可以彼此进行形状配合式接合，所述相对应的齿状部461和471具有横向于纵向轴线L且横向于夹持螺栓42延伸的齿。

由于本发明，因此转向柱1可以设置有单个能量吸收装置5，从而以具有更少制造费用的特别紧凑且经济的方式实现对不同的碰撞等级的启用。由于联接装置6不直接作用于介于接合部47与能量吸收元件56或连接部48与能量吸收元件54之间的连接，因此通过灵活地利用可获得的安装空间可以实现特别可靠的功能。

附图标记列表

1 转向柱

2 支架

21 紧固装置

22、23 侧颊部

30 转向轴

31 (内)套管

32 端部

33 (外)壳单元

4 夹持装置

41 夹持杆

42 夹持螺栓

421 弹簧

422 凸轮

43 长形孔

44 倾斜销装置

45 支承盘

46 锁定元件

461、471 齿状部

462 凸轮轨道

47 接合部

472 形状配合开口

473 紧固开口

474 抗剪螺栓

475、485 定位元件

476、486 驱动元件

48 连接部

482 形状配合开口

5 能量吸收装置

51 保持成型件

510 形状配合元件

52 槽

53 内部成型件

54、56 能量吸收元件

541、561 第一腿部

542、562 弯曲部

543、563 第二腿部

544、564 驱动钩状部

545、565 接合开口

546、566 抵接部

6 联接装置

61 联接元件

62 热电型致动器

L 纵向轴线

H 竖向方向

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的转向柱(1)，所述转向柱(1)包括：

内套管(31)，转向轴(30)在所述内套管(31)中安装成能够绕所述转向轴(30)的纵向轴线(L)旋转；

外壳单元(33)，所述内套管(31)被保持在所述外壳单元(33)中并且所述外壳单元(33)能够直接地或间接地连接至机动车辆的车身；

夹持装置(4)，所述夹持装置(4)在固定位置中将所述外壳单元(33)相对于所述内套管(31)紧固并且在释放位置中允许对所述内套管(31)相对于所述外壳单元(33)至少沿所述纵向方向进行调节，

其中，所述夹持装置(4)包括至少一个锁定元件(46)，所述至少一个锁定元件(46)沿所述纵向方向被支承在所述外壳单元(33)上并且所述至少一个锁定元件(46)在所述固定位置中以沿所述纵向方向不可移位的方式连接至与所述内套管(31)连接的接合部(47)，并且所述至少一个锁定元件(46)在所述释放位置中从所述接合部(47)释放并允许所述内套管(31)相对于所述外壳单元(33)沿所述纵向方向的相对运动，

其中，所述内套管(31)和所述外壳单元(33)通过能量吸收装置(5)和联接装置(6)而联接，所述能量吸收装置(5)包括至少两个能量吸收元件(54、56)，

其中，所述能量吸收元件(54、56)中的至少一个能量吸收元件能够经由所述联接装置(6)联接在所述内套管(31)与所述外壳单元(33)之间或在所述内套管(31)与所述外壳单元(33)之间断开联接，其中，在联接状态下并在所述夹持装置(4)的所述固定位置中，所述至少一个能量吸收元件在所述内套管(31)与所述外壳单元(33)沿所述纵向方向发生相对移位的情况下能够塑性变形，

其中，所述接合部(47)包括第一驱动元件(476)，所述第一驱动元件(476)能够与第一能量吸收元件(56)操作性接合，

其特征在于，

所述接合部(47)包括至少一个连接部(48)，所述连接部(48)包括第二驱动元件(486)，所述第二驱动元件(486)能够与第二能量吸收元件(54)操作性接合，其中，所述接合部(47)和所述连接部(48)经由所述联接装置(6)以可释放的方式沿所述纵向方向彼此连接。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述联接装置(6)包括致动器(62)，所述致动器(62)与可移动式联接元件(61)相互作用，所述可移动式联接元件(61)布置在所述连接部(48)与所述接合部(47)之间，并且所述可移动式联接元件(61)在所述致动器(62)被启用时能够移动以用于将所述连接部(48)从所述接合部(47)释放。

3.根据权利要求2所述的转向柱，其特征在于，所述接合部(47)和所述连接部(48)具有形状配合元件(472、482)，所述联接元件(61)与所述形状配合元件(472、482)相互作用。

4.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述联接装置(6)包括热电型致动器(62)。

5.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述接合部(47)和所述连接部(48)具有能够彼此接合的定位元件(475、485)。

6.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述接合部(47)通过预定断裂元件(474)连接至所述内套管(31)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，至少一个能量吸收元件(54、56)被设计为U形弯曲元件，所述U形弯曲元件包括通过弯曲部(542、562)连结到一起的两个腿部(541、561、543、563)，其中，一个腿部(543、563)能够被紧固在所述接合部(47)或者所述连接部(48)上，并且另一腿部(541、561)能够沿所述纵向方向被支承在所述内套管(31)上。

8.根据权利要求7所述的转向柱，其特征在于，至少两个弯曲元件(54、56)通过其腿部(541、561)在所述纵向方向上以同样的方式定向。

9.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，至少两个能量吸收元件(54、56)沿所述纵向方向连续地布置。

10.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述能量吸收元件(54、56)布置在共同的容置件(51)中。

11.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述能量吸收元件(54、56)布置在安装于所述内套管(31)上的径向敞开的C形的内部成型件(53)中。

12.根据权利要求11所述的转向柱，其特征在于，所述容置件(51)连接至所述套管并且所述容置件(51)包括沿所述纵向方向为长形的槽(52)，所述接合部(47)的驱动元件(476)和所述连接部(48)的驱动元件(486)延伸穿过所述槽(52)。