CN109843697A - 汽车的转向柱以及转向柱的制造方法 - Google Patents
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Abstract
用于汽车的转向柱(1),其包括:具有套管(21)的外壳单元(2),该套管具有至少一个夹紧区段(23);布置在套管(21)内的调节单元(3),该调节单元具有能够围绕纵轴(22)旋转地支承在其中的转向轴(31);卡箍(4),其具有两个横向于纵轴(L)彼此相对的、通过弧形区段(42)彼此相连的臂(41a,41b),在臂之间至少部分地容纳套管(21)的夹紧区段(23),其中,弧形区段(42)缠绕夹紧区段(23)的圆周区域;拉紧装置(6),其在固定状态下将套管(21)的夹紧区段(23)上的卡箍(4)拉紧,其中,夹紧区段(23)在固定状态下在调节单元(3)上拉紧,并且将调节单元(3)针对沿着纵轴(22)方向的移动相对于套管(21)固定,并且在释放状态下,卡箍(4)从夹紧区段(23)上松解,并且允许调节单元(3)相对于套管(21)沿着纵轴(22)方向的调整,其中,拉紧装置(6)将臂(41a,41b)在固定状态下横向于纵轴(22)相互挤压,其中,在卡箍(4)的弧形区段(42)中布置至少一个向着夹紧区段(23)的圆周区域突起的力传递元件(8)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的转向柱,其包括:具有带有至少一个夹紧区段的套管的外壳单元;布置在套管内的调节单元,该调节单元具有能够围绕纵轴旋转地支承在其中的转向轴;卡箍,该卡箍具有两个横向于纵轴彼此相对的、通过弧形区段彼此相连的臂,在臂之间至少局部地容纳套管的夹紧区段,其中,弧形区段缠绕夹紧区段的圆周区域;拉紧装置,该拉紧装置在固定状态下将套管的夹紧区段上的卡箍拉紧,其中,夹紧区段在固定状态下在调节单元上拉紧并针对沿着纵轴方向相对于套管的移动固定调节单元,并且在释放状态下,卡箍从夹紧区段上松解,并允许调节元件相对于套管沿着纵轴方向的调整,其中,拉紧装置在固定状态下将臂横向于纵轴相互挤压。
背景技术
为了使方向盘位置匹配于汽车驾驶员的坐落位置,已知长度可调的转向柱,其中,安装在转向轴后方末端上的方向盘能够沿着纵向、即沿着转向柱纵轴的方向在汽车内室中定位。
为此,调节单元沿着纵向能够伸缩地轴向调节地布置在套管中,套管也称作外部套管或者引导盒,并通过固定单元或支承单元与车身相连。借助可解除的拉紧装置能够将调节单元可定位、即可解除地固定在沿着纵轴的不同纵向位置处。
在常规的-例如由JP 2011 105122 A已知的-转向柱中,固定通过卡箍进行,卡箍在夹紧区段内包围套管。拉紧装置,也称作定位装置,在固定状态下以拉紧力相互挤压卡箍的自由臂,由此将卡箍收缩并拉紧在套管上,在此套管在其通过豁口纵向分割的夹紧区段中径向相互挤压。由此,调节单元在夹紧区段内拉紧在套管中并相对于套环沿着纵向摩擦配合地固定。在拉紧装置的打开状态下-也称作释放状态或解除位置-施加在臂上的拉紧力解除,由此卡箍松解并释放夹紧区段。在此,由套管施加在调节单元上的径向夹紧力同样取消,从而解除套管与调节单元之间的摩擦连接,并且调节单元能够相对于套管沿着纵向推移以调整方向盘位置。
在前述JP 2011 10522 A中,卡箍在拉紧时收缩,其中,臂的自由末端以及因此臂沿着径向彼此移动,并且将臂相连的、缠绕夹紧区段的弧形区段以其贴靠在圆周区域上的内侧由外部挤压套管的夹紧区段。通过缠绕将拉紧力从卡箍传递至套管,并且从套管传递至调节单元,其中,套管通过纵向豁口分割的圆周区域压抵在调节单元的外侧上并因此摩擦配合地相连。
具有安装在套管夹紧区段上的卡箍的此种实施形式具有以下优点,卡箍和套管能够作为板材成型件以低制造投入提供并简单地装配,其中,调节装置可靠地在套管内引导并保持。但是,缺点在于,拉紧力从卡箍向夹紧区段在弧形区段的缠绕区域内的传递不良,该拉紧力由于运动学布置和出现的摩擦以低效率从卡箍施加到套管与调节单元之间的摩擦副上。相应地,必须使用相对高的拉紧力才能实现调节装置的可靠固定。
发明内容
针对前述技术问题,本发明的目的在于,提供一种开头所述类型的转向柱,其实现了调节单元在套管夹紧区段内改善的拉紧。
为了解决前述技术问题,根据本发明提出,在卡箍的弧形区段内设置至少一个向着夹紧区段的圆周区域突出的力传递元件。
根据本发明,通过至少一个从卡箍的内圆周面径向向内突出的区域构成至少一个力传递元件,其可作为径向突起布置在弧形区段内。借助其向内突出的、构成接触面的径向内表面,此突起由外侧贴靠夹紧区段圆周区域内的由弧形区段缠绕的圆周面。从而将拉紧装置固定时向弧形区段区域内施加的夹紧力从卡箍通过一个或多个力传递元件在其接触面上局部地传递至套管的夹紧区段。换而言之,力传递元件用作挤压元件,其在固定时借助拉紧力径向由外侧压抵套管的夹紧区段区域。
通过使所有构造在卡箍上的、根据本发明的力传递元件径向由外侧贴靠在夹紧区段上的总接触面积小于弧形区段包围夹紧区段的总弧形面积,在拉紧装置固定时,相比于现有技术中整个弧形区段全部的内圆周面以同样的拉紧力拉紧,在接触面的区域中作用有更高的局部单位面积压力,其中,弧形面积为弧形区段的内圆周面积,单位面积压力为单位接触面积的挤压力。拉紧力局部地在接触面区域中集中地施加到夹紧区段上。因此实现了将定义的力通过接触面局部地引导至套管,从而通过套管的由此引起的定义的局部弹性收缩实现调节单元优化的夹紧。在此,卡箍与套管之间径向的力传递效率通过降低由于拉紧力在圆周方向上在接触面与套管之间引起的摩擦力而改善。通过根据本发明的力传递元件,能够相比于没有力传递元件的转向柱提供更高的刚性和固有频率。
在一种有利的扩展方案中,套管具有沿着纵轴方向延伸的豁口。通过该豁口能够改善套管的夹紧特性,因为豁口在拉紧装置转换为固定状态时变窄,从而将套管内的调节单元拉紧。
力传递元件可以沿着纵轴方向比卡箍的弧形区段更短。通过使其沿着纵向比弧形区段更短,力传递元件获得小于弧形区段内圆周面积的接触面积,弧形区段可以沿着纵轴方向在卡箍沿着纵轴方向的长度范围内延伸。
力传递元件可以沿着圆周方向在弧形区段的局部区域内延伸。力传递元件则具有圆柱外壳区段形式的接触面。通过使此圆柱外壳区段的角度区段小于弧形区段围绕套管夹紧区段所缠绕的总角度,实现了沿着圆周方向更小的接触面。
力传递元件优选沿纵轴方向和沿圆周方向都具有小于弧形区段的尺寸。由此,力传递元件的接触面沿着两个面积方向都局部地限定在弧形区段的内部侧面之内。这实现了拉紧力在沿着纵向限定长度内的限定的圆周区域内向套管的引导。力传递元件的接触面可倒圆地设计,例如设计为圆面或椭圆面,从而避免由于尖棱角处的应力集中效应引起的局部力峰值。
有利的是,沿着纵轴方向彼此间隔地布置两个或多个力传递元件。由此实现套管以及因此调节单元在沿着纵向彼此相继的两个位置处的夹紧。这实现了卡箍在套管上的夹紧区段区域中平行于纵轴的特定的定向,由此能够将调节单元在夹紧区段中以平行于纵轴的特定的定向拉紧。
一种优选的实施例规定,将两个或多个力传递元件沿着圆周方向彼此间隔地布置。由此可以将力传递元件类似于在卡盘中那样布置,例如通过使两个力传递元件在其之间围成小于180°、优选在90°至140°之间的夹角。在此,力传递元件可以优选相对于穿过豁口和/或穿过纵轴的径向平面镜像对称地布置。豁口可以在一种优选的实施形式中相对于纵轴位于力传递元件对面。由此,管套在固定时拉紧在两个力传递元件与豁口之间-类似于在三爪卡盘中那样-相对于纵轴的设定位置处。
有利的是,力传递元件构造为卡箍一件式的造型。根据本发明的力传递元件或者挤压元件在此通过从弧形区段区域中的内圆周面径向向内突出的突起构成,该突起可以通过相应的赋形由卡箍的材料一件式地成型。例如,卡箍可以构造为板材成型件、优选由钢板制成,其中可以通过板材的塑性变形向弧形区段中加工一个或多个力传递元件。例如,在一种优选的实施形式中,可以由径向外部在卡箍的弧形区段中分别成型一个局部的造型或压印作为外侧的凹槽或凹处,由此在内侧产生径向向内突出的突起,其构成根据本发明的力传递元件或挤压元件。优选赋形以冷压加工工艺进行,冷压加工工艺能够以经济的生成过程实现力传递元件合适的赋形。
此外,一种有利的实施方式可以规定,夹紧区段在力传递元件的圆周区域内在其外表面中具有凹处。凹处可通过由径向外部加工到套管圆周区域内的造型构成,该圆周区域在圆周方向上和在纵向上限定。根据本发明,至少一个力传递元件的接触面贴靠在凹处内部。通过力传递元件与凹处的空间对应确保卡箍在夹紧区段上特定的定向。拉紧力可分别在造型区域中引入套管。
有利的是,夹紧区段在力传递元件的圆周区域内在其围绕调节单元的内表面上具有至少一个径向向内突出的夹紧元件。此类夹紧元件以其径向位于内部的接触面贴靠调节单元的外侧。优选在圆周上分布多个夹紧元件,从而调节单元能够压紧以固定在夹紧元件的接触面或夹紧面之间。接触面积的总和小于夹紧区段的总内圆周面积,从而由拉紧装置通过卡箍施加到夹紧区段上的拉紧力以相对较高的单位面积压力通过相对较小的接触面传递。因此,能够产生调节单元摩擦配合的可靠固定所需的足够高的摩擦力。通过相应地在圆周上分布的布置能够实现调节单元在固定状态下与在卡盘中那样类似地摩擦配合地保持在接触面之间。
尤其有利的是,接触面布置在夹紧区段的外表面内的凹处区域中。相应地,接触面在内部位于套管的与外部具有凹处的圆周区域相同的圆周区域内。通过根据本发明的力传递元件能够如前所述地将拉紧力从卡箍有利地在凹处区域内引入夹紧区段。由此,在相同区域内位于内部的接触面上进行直接的力的传递。由此方式确保卡箍能够在夹紧区段上唯一方式地定向,并且拉紧力通过卡箍的力传递元件由外部直接地作用在夹紧元件上,其中,夹紧元件的接触面挤压调节单元以固定。
凹处可以有利地构造为径向由外部加工在套管夹紧区段内的造型,由此同时产生径向向内突出的形状,其构成径向向内突出的前述夹紧元件,该夹紧元件在夹紧区段内在其围绕调节单元的内表面处向内突出。通过优选借助冷压加工成型的造型能够在一个生产工序中实现用于容纳力传递元件的造型以及用于构成夹紧元件的径向向内突出的形状。
可以设置,在套管上的豁口的沿着圆周方向彼此相对的边缘区域内设置从动元件,并且卡箍的臂在其朝向彼此的一侧上具有接触元件,该接触元件在固定状态下能够横向于纵轴挤压从动元件的彼此背离的外侧。
从动元件优选布置在豁口两侧并且从套管的外圆周径向向外伸出。其可以优选直接邻接于豁口地布置,也就是说,沿着豁口在圆周方向上彼此相对的边缘区域布置,从而使其沿着圆周方向彼此相对的内侧的间距为豁口宽度,即豁口横向于纵轴测得的、即沿着圆周方向的宽度。
从动元件可以构造为径向突出的突出部,其可以区段式地在豁口轴向长度的部分区域内、或者也在其整个长度范围内延伸。从动元件分别成对地相对于豁口沿着圆周方向、即横向于纵轴彼此相对地布置,其中,其分别具有朝向彼此的、在豁口两侧上彼此相对的内侧,以及沿着圆周方向背离豁口的外侧,外侧分别具有外表面区域,该外表面区域具有与从豁口开始基本切向于套管外圆周向外指向的表面法线。
沿着圆周方向观察,从动元件的外侧分别背离豁口,也就是说,彼此相对的从动元件的外侧沿着圆周方向彼此背离。由套管纵轴观察,外侧基本径向向外地延伸,从而其包含平行于纵向平面的表面区域,纵轴位于该纵向平面中,并且该纵向平面延伸穿过豁口。
在卡箍上可以布置与从动元件对应的接触元件。接触元件定位在臂的沿着圆周方向朝向彼此的内侧上,使得豁口以及位于豁口边缘上的从动元件沿着圆周方向位于彼此相对的接触元件之间。在此,接触元件从臂伸出,使得接触元件相对于夹紧区段的外圆周主要沿着相对于套管外圆周的切向指向从动元件。这使得接触元件在拉紧装置固定时与臂的在此应沿着圆周方向移向彼此的内侧一同向着彼此移动,也就是说,相对于套管的圆周在豁口区域中基本沿着切向移动。在此,其分别接触沿着圆周方向、即沿着相对于夹紧区段外圆周的切向彼此相对的从动元件的外侧。由此,接触元件在拉紧装置固定时使沿着圆周方向彼此相对的从动元件沿着圆周方向朝向彼此移动。
相应地,在此由拉紧装置通过卡箍的臂并且通过拉紧装置的接触区段主要沿着圆周方向或者说切向地向套管的从动元件传递拉紧力,从而将豁口的彼此相对的边缘区域向彼此拉动。换而言之,拉紧力沿着豁口宽度方向作用在边缘区域上,即其直接促使豁口宽度减小。由此将拉紧力的一部分作为拉应力引入夹紧区段内的套管圆周中。
根据本发明,在弧形区段中将拉紧力从卡箍以前述方式通过力传递元件传递到夹紧区段上。由此实现拉紧力从拉紧装置通过卡箍向夹紧区段的、以及从夹紧区段向调节单元的更高效传递。
通过根据本发明的力传递元件将拉紧力在弧形区段中局部地在接触面的区域内传递至套管的夹紧区段,并且-如果接触元件如前所述地实施-在臂上通过布置在那的接触面同样施加到夹紧区段上。夹紧区段的夹紧因此可以在力传递元件与臂的接触面之间进行。
卡箍优选构造得基本为U形。基本为U形理解为,通过弧形区段彼此相连的臂彼此平行±10°地定向。臂彼此间隔,其中,在臂的自由末端之间构造唯一的间隙。
夹紧区段优选具有刚好一个唯一的豁口。该豁口通过将拉紧装置从释放状态转换为固定状态而变窄。
可以规定,套管的从动元件以及卡箍的接触元件通过焊接彼此相连。在焊接操作之后可以规定,在套管中插入芯轴,从而精确地调整套管的内径。换而言之,可以在焊接之后进行套管内径的校准,从而补偿焊接翘曲。
从动元件可以优选地从套管径向向外伸出。其具有在豁口两侧彼此相对的内侧,该内侧优选彼此间隔豁口的宽度并且具有内表面区域,该内表面区域具有基本指向彼此的表面法线。在其沿着切向或圆周方向背离豁口的外侧上,表面区域构造为从动面,其具有远离彼此指向的、相对于套管主要切向地指向豁口边缘区域的平面法线,该从动面可以由接触元件基本沿着切向地接触。
本发明的一种有利的实施形式规定,至少一个从动元件构造为在豁口边缘区域的至少一个部分区域中的套管弯折部。在此,从动元件由此构成,至少区段式地相对于纵轴向外弯曲或卷边豁口的沿着纵轴方向、即沿着纵向延伸的轴向边缘区域,从而边缘区域的弯曲的边缘区段构成从动元件。弯折可在约90°+/-20°的范围内进行,从而彼此相对的弯折的边缘表面区域基本彼此平行并且平行于纵向平面,该纵向平面穿过豁口延伸,并且纵轴位于该纵向平面内。
从动元件可以与套管一件式地构造,通过在豁口的边缘区域内使套管变形,例如通过弯折、弯曲、冲印、锻造、卷边或类似方式。换而言之,从动元件以及套管为一件式的集成部件。替代地,可以在套管上固定肋、梁或其他突起。
如果套管构造为薄壁的钢管,无论是无缝管或者板材成型件,则优选可以进行套管壁的弯折。由此可以在生产技术方面特别高效地通过径向向外弯折壁区域或者板材区段而构成从动元件。
本发明的一种实施形式可以规定,至少一个接触元件由臂横向于纵轴向内沿着圆周方向伸出。在此,可以使至少一个接触元件在至少一个臂的向着套管弯曲的末端区域上构造。根据本发明,接触元件安装在臂的朝向彼此的内侧,该内侧在拉紧装置拉紧时向着彼此移动。在此,接触元件优选向内伸出的距离使得其在拉紧装置的放松状态下就已经贴靠在从动元件的外侧上。这可例如由此实现,使臂的自由末端上的末端区段向内变形,例如径向向内弯曲。接触元件本身的接触区域则可构造在变形的区域的边缘上,从而该接触区域根据本发明能够沿着切向接触从动元件的在其外侧上的从动面。
有利的是,使卡箍构造为板材成型件,优选构造为一件式的集成部件。这实现了经济的生产以及灵活的赋形。臂可与弧形区段一同成型在一个板坯件上。此外,臂的自由末端区域可以径向向内弯曲,其中,在弯曲后指向套管的末端上可进行其他变形,从而构造接触元件。尤其可以通过其他变形确保接触元件在臂拉紧时能够可靠地沿着切向向着各自对应的从动元件移动。一个或多个力传递元件同样可以一件式地成型在板材件中,例如通过上述凹处。
套管可同样构造为板材成型件,具有一件式成型的夹紧区段。
套管优选可以由钢或铝合金制成。卡箍可由钢制成,优选由钢板制成。
夹紧区段优选构造在套管的末端区域中。
豁口则可构造为沿着纵向平行于纵轴延伸的豁口,其朝向套管的一个末端开放。此纵向豁口由此从套管的一个末端开始延伸,并且可尤其简单地从端侧开始沿着纵向加工,例如铣削。
夹紧区段优选具有设定的内径,其相对于调节单元的外径具有沿着径向设定的间隙。由此能够在转向柱固定时实现设定的拉紧表现。套管夹紧区段内的内径优选在生产时校准。
为了将转向柱安装到汽车上,可以使套管支承在支承单元的两个侧颊之间,该支承单元能够安装到车身上。此种支承单元已知并且通常包括两个横向于纵轴伸出的侧颊,该侧颊同样横向于纵轴彼此相对并且能够将套管容纳在其之间。通过使侧颊能够借助拉紧装置、通常为所述的用于纵向调节的拉紧装置、彼此并因此由外部相对于套管拉紧,能够使套管摩擦配合地固定在支承单元上。在此可以使套管在其前方的、背离方向盘的末端区域处能够围绕摆动轴摆动地支承,并且能够在侧颊延伸范围内的不同位置处进行固定,从而能够实现方向盘位置的高度调节。在根据本发明的转向柱中,侧颊能够由外侧贴靠在卡箍上,优选在臂的区域内。因此,在借助拉紧装置固定时,卡箍固定在支承单元上,套管以前述方式固定在卡箍上,并且调节单元固定在套管中。
本发明的一种有利的实施形式规定,拉紧装置具有横向于纵轴穿过臂的拉紧栓,该拉紧栓与支座以及拉紧传动机构相连,其中,支座由外侧支撑在其中一个臂上,并且拉紧传动机构由外侧支撑在另一臂上。拉紧传动机构能够以已知的方式构造为提升传动机构,其由外侧支撑在其中一个臂上,并且在操纵操纵元件时,向拉紧栓施加指向外部的拉紧力,操纵元件通常为能够手动操作的拉紧杆。由此,拉紧栓通过由外侧支撑在另一臂上的支座将该另一臂拉向前述其中一个臂。由此,卡箍摩擦配合地拉紧在臂之间。此种拉紧装置原则上已知并且可以具有作为提升传动机构的例如楔形传动机构、凸轮传动机构或者倾斜销传动机构,其将拉紧栓的旋转转化为拉紧推移或者拉紧力。
替代操纵杆,拉紧装置也可通过马达驱动装置操纵。
在本发明中,拉紧栓优选穿过相对的臂内的、位于末端区域附近的开口。
拉紧栓优选垂直于纵轴布置,并且相对于纵轴具有间距。
如果套管固定在支承单元上,拉紧栓则可穿过支承单元的侧颊。优选侧颊具有长孔,拉紧栓穿过该长孔,并且拉紧栓能够在该长孔中沿着高度方向推移以调节高度位置。
豁口可以在至少一个末端处具有沿着圆周方向的扩展。该扩展可以在豁口的末端区域内在套管纵向延伸内部包括沿着圆周方向的、横向于纵向延伸的豁口区域,从而将豁口构造为T形。由此实现了,在拉紧时,调节单元上的通过豁口彼此分隔的夹紧区段的区域不出现豁口末端区域内的不期望的高材料应力。此外,由此实现了在固定状态下均匀的拉紧。
附图说明
本发明有利的实施形式在下文中根据附图进一步阐述。其中详细示出了:
图1示出了根据本发明的转向柱的透视图,
图2示出了图1中的转向柱的局部彼此分离的示图,
图3示出了图2中的转向柱的细节图,
图4以彼此分离的示图示出了图3中的细节图,
图5示出了根据图3的转向柱的细节图,
图6示出了图1中的转向柱的截面图,
图7示出了图1中的转向柱穿过夹紧区段的截面图,
图8示出了替代的转向柱的穿过夹紧区段的截面图,
图9示出了图1至7中的卡箍的俯视图,
图10示出了第二实施变体的卡箍的俯视图,
图11示出了第三实施变体的卡箍的俯视图,
图12示出了第四实施变体的卡箍的俯视图,
图13示出了第五实施变体的卡箍的俯视图,
图14示出了第六实施变体的卡箍的俯视图。
具体实施方式
在各个附图中,相同部件总是以相同的附图标记标注,并因此通常也分别仅命名并提及一次。
图1和2示出了具有带有套管21的外壳单元2的转向柱1,具有能够围绕纵轴22转动地支承在其中的转向轴31的调节单元3容纳在该套管21中。在相对于行驶方向靠后的固定区段32上可固定未示出的方向盘。
套管21在其朝向观察者的末端区域上具有夹紧区段23,在夹紧区段上布置卡箍4。在夹紧区段23中,套管21具有豁口7(参见图3,4或7),该豁口沿着纵向平行于纵轴22延伸并开放至套管21的后部末端-即在图1至4中朝向观察者的末端。
具有能够安装到未示出的车身上的支承元件51的支承单元5将套管21的夹紧区段23的区域容纳在两个横向于纵轴22由上伸出的侧颊52a和52b之间。侧颊52b具有加强区段521b,通过该加强区段使侧颊52b构造得比侧颊52a抗弯。围绕套管21的夹紧区段23的卡箍4位于侧颊52a和52b之间。卡箍4构造为基本U形的板材成型件,并具有通过弧形区段42彼此相连的臂41a和41b。弧形区段42在夹紧区段23的区域中缠绕套管21的柱状外表面。
拉紧装置6具有拉紧栓61,其横向于纵轴22穿过侧颊52a和52b中的开口55a和55b。在拉紧栓61上安装操纵杆62,借助该操纵杆能够将拉紧栓手动地围绕其轴旋转。拉紧栓61与拉紧传动机构63相连,该拉紧传动机构设计为提升传动机构,例如凸轮传动机构、楔形传动机构或者倾斜销传动机构,并且拉紧传动机构支撑在侧颊52a外部。拉紧栓61在远离观察者一侧通过支座64(参见图5)由外部支撑在另一侧颊52b上。如果拉紧装置63通过对拉紧杆62的旋转操纵而置于固定状态,拉紧栓61则通过拉紧传动机构63相对于侧颊52a抬起或拉出,并在此以拉紧力S将另一侧颊52b相对于侧颊52a拉紧。在此,侧颊52a和52b相对于彼此以拉紧力S挤压,如图6和7中以箭头S表示的那样。
在固定状态下,卡箍4以及由此套管21通过摩擦配合夹紧在侧颊52a和52b之间。通过在此施加的夹紧力S也将调节单元3摩擦配合地夹紧在夹紧区段23中,如下文中仍将详细阐述的。
如果将拉紧装置6置于释放状态或解除状态,那么施加在侧颊52a和52b上的拉紧力S则解除,由此松解卡箍4并释放夹紧区段23,从而套管21与调节单元3之间的摩擦连接解除。由此,调节单元3能够相对于套管21沿着纵向L-平行于纵轴22-推动以调节方向盘位置。
在同样能够安装到车身上的第二支承元件53上,能够围绕横向于纵轴22的摆动轴54摆动地支承套管21的后部末端。套管21在拉紧装置6的释放状态下能够围绕摆动轴54摆动,其中,拉紧栓61能够沿着高度方向H在狭槽形开口55a和55b中移动,从而调整方向盘的高度位置。在固定状态下,套管21通过卡箍4在侧颊52a和52b上摩擦配合地固定在设定的高度位置。
图3示出了套管21的局部视图,在此处,卡箍4围绕构造在套管21后部末端区域内的夹紧区段23。图4以相同的透视视角示出了卡箍4从夹紧区段23上拆下,其中,卡箍沿着纵轴22向后摘下。
在图3和4中可见,豁口7如何在长度j上沿着纵向从套管21的开放末端开始延伸,也就是说向着此末端开放。在所示的示例中,长度j大于卡箍4的长度k,该长度k等于夹紧区段23的长度。卡箍4具有两个臂41a和41b,其彼此相对地位于豁口7的两侧并通过弧形区段42彼此相连。弧形区段42在圆心角B上缠绕夹紧区段23,圆心角B约为180°,从而两个臂41a和41b基本彼此平行延伸。在臂41a,41b的自由末端区域中,其具有开口43,在图1中的组装状态下,拉紧栓61横向于纵轴22地贯穿该开口43,如由图5和图7的剖视图中可见。
图5以透视图示出了卡箍4如何安装在夹紧区段23上并且在此以弧形区段42缠绕夹紧区段。在弧形区段42的区域中,布置根据本发明的力传递元件8。在所示的示例中,力传递元件通过圆形平面状的造型81构成,其由径向外侧塑性成型在弧形区段42的外表面中,例如通过借助改型冲模的冷压加工。沿着纵轴22的方向以轴向间距a布置两个力传递元件8,该轴向间距a小于卡箍4的弧形区段42的长度k。
由图7的剖视图可见,力传递元件8分别在造型81的区域中向着夹紧区段23的外侧径向向内地突出并以其位于径向内部的接触面82贴靠在夹紧区段上。
共同观察图4,5和7可见,在所示示例中总共存在四个力传递元件8。其分别成对地布置在圆周上,并且相对于穿过豁口7中线以及纵轴22的径向平面对称。在所示示例中,力传递元件8相对于纵轴22构成约100°(±20°)的夹角。
在力传递元件8以其接触面82贴靠的圆周区域中,夹紧区段23具有夹紧元件24。其在夹紧区段23的内侧径向向内突出,并区段式地在圆周的局部区域范围内延伸。在所示示例中,夹紧元件通过套管21中的径向造型25构成,该造型作为凹处由径向外部成型于夹紧区段23中,优选通过冷压加工。借助其径向向内突出的接触面26,夹紧元件24可以与调节单元3的外表面摩擦配合地接触以固定,并通过拉紧力拉紧,该接触面同样在圆周的局部区域范围内延伸。径向向内突出的力传递元件8以其接触面82在造型25内部与夹紧区段23接触,即在造型内向内向着调节单元突出的夹紧元件24的区域内。
沿着豁口7构造沿着纵向延伸的、彼此相对的豁口边缘从动元件71,其在所示示例中通过套管21的径向向外弯曲约90°的壁部区域构成,如图6中所示。从动元件71具有沿着圆周方向-即相对于夹紧区段23的圆周沿着切线方向-彼此相对的内表面72,以及沿着圆周方向彼此彼此背离的外表面,该外表面构成接触面73。接触面73和内表面72彼此平行并平行于纵向平面,纵轴22位于该纵向平面中并且该纵向平面通过豁口7的中线径向向外延伸。从动元件71具有缺口711,拉紧栓61延伸穿过该缺口。如果汽车出现事故引起的碰撞,则提供了拉紧栓61沿着纵轴22的方向支撑在从动元件71的边缘上的可能性。
臂41a和41b的自由末端向内弯曲以构成接触元件44,接触元件伸至豁口7的边缘区域。在边缘区域处,接触元件沿着圆周方向、即沿着套管21的外圆周的切线方向在夹紧区段23中碰抵从动元件71的径向伸出的接触面73。
如果拉紧装置6处于固定状态,则由拉紧栓61通过侧颊52a和52b由外侧向卡箍4的臂41a和41b施加拉紧力S。通过缠绕,拉紧力S在弧形区段42的区域内径向向内向着夹紧区段23偏转。因此,在现有技术中,弧形区段42的整个内表面由外侧挤压在夹紧区段23的被缠绕的区域上,而根据本发明,挤压力F通过力传递元件8的接触面82径向由外部传导到夹紧区段23。该传导在造型25中进行,在此,向内突出的夹紧元件24位于夹紧区段23的内侧上。由此,拉紧力通过卡箍4的力传递元件8以及夹紧区段23的夹紧元件24特别高效地与夹紧元件24的接触面26和调节元件3的外表面之间的摩擦副的摩擦配合的固定耦合。因此,对于设定的拉紧力S能够实现转向柱1相比于现有技术能够承受更高负载的固定。
通过使臂借助其接触元件44沿着圆周方向支撑从动元件71的靠外的接触面73,从动元件71由豁口7彼此相对的边缘开始借助拉紧力S向彼此挤压。换而言之,拉紧力S导致豁口7的宽度降低,其中,拉紧力S在夹紧区段内传导至套管21的圆周。由此,在根据本发明的力传递元件8上提供足够高的挤压力F,以将调节单元3可靠地、摩擦配合地固定在套管21内。
在图8的剖视图中,示出了类似于图7的替代的实施形式。从动元件71具有沿着圆周方向-即相对于夹紧区段23的圆周沿着切线方向-彼此相对的内表面72,以及沿着圆周方向彼此背离的外表面,该外表面构成接触面73。接触面73和内表面72彼此平行,并且平行于纵向平面。相比于图7的实施形式,套管2周向封闭,从而从动元件71通过连接区段74彼此相连。
连接区段74与调节单元3的外壳面以及卡箍的接触元件44径向间隔,从而卡箍4的接触元件44在拉紧装置6转换到固定状态时挤压从动元件71并由此将调节单元3夹紧在套管2内。从动元件71和连接区段74在截面中具有U形轮廓。
在图9中示出了图1至7中所示的转向柱的卡箍4。卡箍4包括四个力传递元件8,其中,其中两个力传递元件8沿着纵轴22的方向彼此间隔,并且另外两个力传递元件8相对于纵轴22与前两个力传递元件8镜像对称地布置。
在图10至14中分别以俯视图示出了卡箍4的不同实施变体。
在图10中,示出了卡箍4的第二实施变体。卡箍4包含两个力传递元件8,其中,两个力传递元件8彼此相对于纵轴22镜像对称地布置,换而言之,两个力传递元件8沿着圆周方向彼此间隔。
在图11中示出了第三实施变体的卡箍4。卡箍4包括两个力传递元件8,其中,力传递元件8沿着纵轴22的方向彼此间隔。
在图12中示出了第四实施变体的卡箍4。卡箍4包括两个力传递元件8,其中,力传递元件8相对于纵轴22镜像对称地布置,并且沿着纵轴22的方向延伸。力传递元件8以凹槽的形式条状地构造。
卡箍4的第五实施变体具有三个力传递元件8,其中,两个力传递元件8相对于纵轴22镜像对称地布置,并且第三力传递元件8沿着纵轴22的方向与另外两个力传递元件8间隔地布置。
卡箍4的第六实施变体具有唯一的力传递元件8,这符合根据本发明的解决方案的最简单的实施形式。唯一的力传递元件布置在弧形区段42的中间。
附图标记说明
1 转向柱
2 外壳单元
21 套管
22 纵轴
23 夹紧区段
24 夹紧元件
25 造型
26 接触面
3 调节单元
31 转向轴
32 固定区段
4 卡箍
41a,b 臂
42 弧形区段
43 开口
44 接触元件
5 支承单元
51 支承元件
52a,b 侧颊
53 支承元件
54 摆动轴
55a,b 开口
6 拉紧装置
61 拉紧栓
62 拉紧杆
63 拉紧传动机构
64 支座
7 豁口
71 从动元件
72 内表面
73 接触面
74 连接区段
8 力传递元件
81 造型
82 接触面
B 圆心角
F 挤压力
S 拉紧力
L 纵向
j 豁口长度
H 高度方向
k 卡箍/夹紧区段长度
a 力传递元件的间距
Claims (11)
1.用于汽车的转向柱(1),所述转向柱包括:
具有套管(21)的外壳单元(2),该套管具有至少一个夹紧区段(23),布置在所述套管(21)内的调节单元(3),该调节单元具有能够围绕纵轴(22)旋转地支承在其中的转向轴(31),
卡箍(4),该卡箍具有两个横向于纵轴(L)彼此相对的、通过弧形区段(42)彼此相连的臂(41a,41b),在所述臂之间至少部分地容纳套管(21)的所述夹紧区段(23),其中,所述弧形区段(42)缠绕所述夹紧区段(23)的圆周区域,
拉紧装置(6),所述拉紧装置在固定状态下将套管(21)的所述夹紧区段(23)上的所述卡箍(4)拉紧,其中,所述夹紧区段(23)在固定状态下在所述调节单元(3)上拉紧,并且将所述调节单元(3)针对沿着纵轴(22)方向的移动相对于所述套管(21)固定,并且在释放状态下,所述卡箍(4)从所述夹紧区段(23)上松解,并且允许所述调节单元(3)相对于所述套管(21)沿着纵轴(22)方向的调整,
其中,所述拉紧装置(6)将所述臂(41a,41b)在固定状态下横向于纵轴(22)相互挤压,
其特征在于,
在所述卡箍(4)的弧形区段(42)中布置至少一个向着所述夹紧区段(23)的圆周区域突出的力传递元件(8)。
2.根据权利要求1所述的转向柱,其特征在于,所述套管(21)具有沿着纵轴(22)的方向延伸的豁口(7)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述力传递元件(8)沿着纵轴(22)的方向比所述弧形区段(42)更短。
4.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述力传递元件(8)沿着圆周方向在所述弧形区段(42)的部分区域范围内延伸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,两个或多个力传递元件(8)沿着纵轴(22)的方向彼此以间距(a)布置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,两个或多个力传递元件(8)沿着圆周方向彼此以间距(B)布置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,力传递元件(8)构造为卡箍(4)的一件式的造型。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述夹紧区段(23)在力传递元件(8)的圆周区域内在所述夹紧区段的外表面中具有凹处(25)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述夹紧区段(23)在力传递元件(8)的圆周区域内在所述夹紧区段的包围所述调节单元(3)的内表面上具有径向向内突出的夹紧元件(24)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,在套管(21)上的所述豁口(7)的沿着圆周方向彼此相对的边缘区域中布置从动元件(71),并且所述臂(41a,41b)在其朝向彼此的侧面上具有接触元件(44),所述接触元件在固定状态下能够横向于纵轴(22)抵压所述从动元件(71)的彼此背离的外侧。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱,其特征在于,所述卡箍(4)和/或所述套管(21)构造为板材成型件。
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