CN110775146B - 转向柱组件 - Google Patents

Abstract

一种用于将转向柱组件的护罩固定到车辆的支撑架组件，所述支撑架组件包括：支撑架，以及包套组件，所述支撑架能够固定到所述护罩，所述包套组件用于将所述支撑架与车辆的固定部件互相连接。所述包套组件包括：包套本体；以及能量吸收带。其中，所述包套本体和所述能量吸收带被构造成固定到所述车辆的所述固定部件；其中，在对所述支撑架施加预定的力之前，所述包套本体、所述能量吸收带和所述支撑架由连接器互相连接，并且其中，当对所述支撑架施加所述预定的力时，所述连接器被构造成从所述包套本体分离，同时继续将所述能量吸收带与所述支撑架互相连接。

Description

转向柱组件

技术领域

本发明涉及转向柱组件，该转向柱组件通过转向柱组件的部分从安装架的可控分离而允许方向盘在碰撞的情形中以可控的方式坍缩，所述安装架将转向柱组件固定到车辆的主体。更特别地，本发明涉及用于将转向柱组件的护罩固定到车辆的支撑架组件。

背景技术

众所周知，提供了一种转向柱组件，该转向柱组件包括容纳转向轴的护罩。转向轴将方向盘连接到车辆的车轮，以便允许驾驶员转动方向盘以使车轮移动。该连接可通过齿条和小齿轮式齿轮箱，并且为了辅助驾驶员，可提供液压或电动辅助。在电动辅助的情况下，马达可作用在转向轴上或在转向轴和车轮之间的部件上，以便以与驾驶员所施加的相同的方式来施加转矩。

护罩在简单结构中可以是不可调节的，其中其直接固定到支撑架上，该支撑架固定到车身(例如固定在仪表盘后方横穿车辆延伸的梁)。在其它情形中，其可以就倾斜度或延伸范围或倾斜度和延伸范围两者而言进行调节。这可通过将护罩经由可调节夹紧机构连接到支撑架来实现，支撑架则固定到安装架。在调节期间，释放夹紧组件，且护罩能够上下移动，或者沿着支撑架移动。

为了提高安全性，众所周知的是，护罩是伸缩式的，使得在驾驶员被甩到方向盘上的碰撞的情形中，其能够坍缩并允许方向盘随驾驶员一起移动。这要求护罩在正常情况下固定到车身，从而在正常使用时其不能够运动，而在发生此类碰撞的事件中能脱开并移动。为了实现这一效果，众所周知的是，使用一个或多个分离式包套组件将护罩或固定到护罩的支撑架固定到安装架。这些被设计成在正常使用期间提供刚性连接，但在对它们施加预定载荷时脱开。一旦破裂，护罩能够相对于安装架移动。可设置能量吸收机构来吸收与该移动相关的能量，使得一旦破裂，移动能够被控制。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于将转向柱组件的护罩固定到车辆的支撑架组件，该支撑架组件包括：

支撑架，所述支撑架能够固定到护罩；以及

包套组件，该包套组件用于将支撑架与车辆的固定部件互相连接，该包套组件包括：

包套本体；以及

能量吸收带；

其中，所述包套本体和所述能量吸收带被构造成固定到车辆的固定部件；

其中，在对支撑架施加预定的力之前，包套本体、能量吸收带和支撑架由连接器互相连接，并且进一步地在其中，当对支撑架施加预定的力时，连接器被构造成从包套本体分离，同时继续将能量吸收带与支撑架互相连接。

利用允许支撑架和包套本体相分离的同一个连接器来使能量吸收带和支撑架互相连接允许获得更加紧凑的组件。此外，组件中的部件的数量可减少。

包套本体可包括用于接纳另外的连接器的包套孔，该另外的连接器用于将包套本体连接到车辆的固定部件。

能量吸收带可包括用于接纳另外的连接器的带孔，该另外的连接器用于将能量吸收带连接到车辆的固定部件。

包套孔和带孔可对准或基本对准，使得包套孔和带孔能够接纳相同的另外的连接器。

在包套本体和能量吸收带中提供对准的孔意味着仅需要单个的另外的连接器来将组件固定到车辆，且该组件能更加紧凑。

能量吸收带可座置在包套本体上。

包套本体可包括至少部分地围绕能量吸收带的壁。

能量吸收带可位于包套本体的周界内。

将能量吸收带定位在包套本体上且在其周界内确保了紧凑的布置是可能的。

连接器可被构造成可滑动地从包套本体分离。

连接器可被构造成可滑动地从包套本体中的引导部分离。该引导部可以以狭槽或切口为形式。

连接器的紧力可至少部分地确定使连接器从包套本体分离的预定的力。

连接器可包括铆钉。

连接器可被保持在能量吸收带和支撑架中的通孔内。

能量吸收带可包括多个能量吸收部分，所述能量吸收部分具有不同的能量吸收率。

术语“能量吸收率”意在表示使能量吸收带在包套本体和支撑架分离的方向上延伸设定距离所需的能量。较高的能量吸收率意味着与具有较低的能量吸收率的部分相比，使包套本体和支撑架分离相同的距离需要更多的能量。

所述多个能量吸收部分可包括具有第一能量吸收率的第一部分和具有第二能量吸收率的第二部分。

第二能量吸收率可高于第一能量吸收率。

所述多个能量吸收部分可包括具有第三能量吸收率的第三部分。

第三能量吸收率可高于第二能量吸收率。

所述多个能量吸收部分可包括环。该环可被构造成在不撕裂能量吸收带的情况下变形。该环可以是在包套本体和支撑架分离时变形的第一能量吸收部分。

该环因此可以以相对于能量吸收带的其它部分的能量吸收而言低的能量吸收来变形。通过确保其是能量吸收带的第一个变形的部分，能够确保能量吸收带的具有高得多的能量吸收率的其它部分的变形不会干涉使包套本体从连接器分离所需的初始分离力。

所述多个能量吸收部分可包括第一易裂部，该第一易裂部具有限定第一易裂部的撕裂方向的弱化区段。

该多个能量吸收部分可包括第二易裂部，该第二易裂部具有限定第二易裂部的撕裂方向的弱化区段。

每个弱化区段可包括槽、刻痕、孔或其它弱化特征。

能量吸收带可具有延伸方向，第一易裂部的撕裂方向与该延伸方向基本对准，并且第二易裂部的撕裂方向与该延伸方向倾斜成一定角度倾斜。

术语“延伸方向”可限定为包套本体和支撑架的分离方向，能量吸收带沿着该方向延伸。

支撑架可被安装在包套本体内。

包套本体可包括定位在支撑架的相反侧上的两个本体部分。

包套组件还可包括附加的连接器，该附加的连接器将两个本体部分互相连接。

支撑架组件可包括位于支撑架的相反侧处的两个包套组件。

包套组件中的每个包套组件可包括上述特征中的任意特征。

护罩可被布置成使得其相对于下护罩可伸缩地调节。该护罩可因此被称为上护罩。在撞击之后，上护罩可坍缩到下护罩上，使得上护罩和下护罩的组合长度小于在坍缩之前的长度。下护罩可连接到车辆的固定部件或整体部件，比如转向齿轮箱。

除因实际或其它原因特别排除外，术语“连接器”被认为包括机械互连的任何装置，包括但不限于螺栓、铆钉、螺钉、销或其它联接件或紧固件。

根据第二方面，提供了一种转向柱组件，该转向柱组件包括：

安装架；

根据第一方面的支撑架组件，该支撑架组件被固定到安装架；以及

转向柱，该转向柱包括轴和护罩，该护罩由支撑架组件所支撑。

附图说明

现在将参照附图对本发明的非限制性实施例进行描述，在附图中：

图1是包括根据第一方面的支撑架组件的转向柱组件的透视图；

图2是在坍缩之前的图1的转向柱组件的翻转的透视图；

图3是在坍缩之后的图1的转向柱组件的翻转的透视图；

图4是图1的转向柱组件的包套组件中的一个包套组件的单独的透视图；

图5是图4中示出的能量吸收带的单独的透视图；并且

图6是示出使能量吸收带变形所需的力的碰撞行程的示意图。

具体实施方式

首先参照图1，示出了转向柱组件100，转向柱组件100包括容纳轴104的护罩102。轴104被构造成附接到方向盘(未示出)。轴104由轴承组件106所支撑，该轴承组件允许轴104相对于护罩102转动。支撑架108包括两个臂110，这两个臂110沿基本竖直方向悬垂，并对护罩102提供支撑和稳定。安装架112通过位于支撑架108两侧的包套组件114与支撑架108连接。为清楚起见，安装架112仅在图1中示出。夹紧组件116被构造成在未夹紧状态中允许护罩102相对于支撑架108移动并且在夹紧状态中防止护罩102相对于支撑架108移动。夹紧组件116在本领域中是众所周知的，因此出于简洁而省略对它的进一步描述。

本实施例的护罩102与下护罩117可伸缩地布置，使得护罩102能够相对于下护罩117进行调节，并且通过夹紧组件116固定在位。护罩102因此可被称为上护罩。下护罩117能够附接到转向齿轮箱(未示出)。在坍缩期间，护罩102可坍缩到下护罩117上，使得它们的组合长度变短。

在图4中示出了包套组件114中的一个包套组件。两个包套组件114是彼此的镜像，但在其它方面是相同的。因此，将仅详细描述一个。

包套组件114包括包套本体，包套本体包括两个本体部分120。当定位在支撑架108上时，本体部分120夹着支撑架108的翼部122。支撑架108的每个翼部122从支撑架108的侧部延伸而出，如图3所示。本实施例的本体部分120还夹着嵌件124，嵌件124在使用中与翼部122相邻。嵌件124因此提供引导表面，在转向柱组件100的坍缩期间，支撑架108的翼部122能够沿着该引导表面滑动。坍缩过程将在下面详细讨论。图3中所示的第一连接器126延伸穿过两个本体部分120，并将它们保持在翼部122周围的位置中且相对于彼此保持。

每个包套组件114还包括能量吸收带128。能量吸收带128被构造成在转向柱组件100坍缩期间吸收能量。在本实施例中，这通过由包套本体和支撑架108的相对移动而导致的能量吸收带128的变形来实现。

能量吸收带128包括具有两端的可变形构件。朝向第一端，能量吸收带128包括带孔130。带孔130允许能量吸收带128在使用中通过使用图1中所示的第二连接器132而附接到安装架112。第二连接器132还延伸穿过包套本体的每个本体部分120中的包套孔134。因此，在使用中，单个第二连接器132将包套本体和能量吸收带128附接到安装架112。然而，同样也可能的是使用单独的连接器来将包套本体和能量吸收带128中的每一个附接到安装架112。

朝向第二端，能量吸收带128与支撑架108连接。在所显示的实施例中，是附接到支撑架108的翼部122，不过也能够附接到支撑架108的任何其它部分。附接是由第三连接器136来提供的，在所示的实施例中，第三连接器136采取铆钉的形式。

如图所示，在转向柱组件100坍缩之前，能量吸收带128被容纳在包套本体的周界内。壁138位于包套本体的周界周围，除了该周界的能量吸收带128在转向柱组件100坍缩期间通过的部分之外。壁138例如在组装之前保护能量吸收带128免受损坏。

在转向柱组件100坍缩之前，第三连接器136还与包套本体相互接合。在本实施例中，这通过使第三连接器136位于包套本体中的引导部140内来实现。采取包套本体中的狭槽或切口的形式的引导部140对支撑架108相对于安装架112的移动提供阻力，这是由于第二连接器132相对于安装架112保持包套本体。能够以预定的紧力将第三连接器136(在该情形中，铆钉)施加到包套本体，以使得当克服了该预定紧力时，其通过滑出引导部140而从包套本体释放。

除了如本实施例中那样在引导部140中使用带紧力的第三连接器136之外，还能够设置第三连接器使得其以其它方式释放。例如，第三连接器可以至少部分地易裂，使得其在受到预定的力时破裂。易裂的连接器可被接收在包套本体的孔内而不是在引导部内，因为易裂性本身可足以使连接器从包套本体断开。

转向柱组件100的坍缩将因此首先由足以克服预定力的力来触发，该力将第三连接器136从包套本体的引导部140释放。在开始坍缩之后，能量吸收带128用于通过经由能量吸收带128的变形吸收设定量的能量来提供可控的坍缩。能量吸收带128的能量吸收能够通过对能量吸收带128的部分的设计进行调整来定制。

所示实施例的能量吸收带128包括三个不同的能量吸收部分，每一个带有不同的能量吸收特性并且在图4和图5中可见。当然，根据对转向柱组件100的要求，会需要更多或更少数量的不同能量吸收部分。

第一能量吸收部分142包括环144。环144是能量吸收带128的一旦转向柱组件100开始坍缩就变形的第一个部分，并且环144将第三连接件136与能量吸收带128的其余部分互相连接。环144的变形吸收相对较小量的能量，并且因此没有大量增加使第三连接器136在坍缩开始期间从包套本体分离所需的能量。

第二能量吸收部分146包括第一易裂部148，第一易裂部148由第一弱化部分所划定，该第一弱化部分采取能量吸收带128中的第一槽150的形式。因此，一旦环144变形，转向柱组件100的坍缩就导致沿着第一槽150的撕裂，使得第一易裂部148能够相对于能量吸收带128的其余部分变形。第二能量吸收部分146的槽150在与支撑架108在坍缩期间相对于包套本体的移动平行的方向上延伸。

第三能量吸收部分152包括第二易裂部154，该第二易裂部154由第二弱化部分所划定，该第二弱化部分采取能量吸收带128中的第二槽156的形式。附接到第一槽150的端部且一旦第一槽150被完全撕裂其撕裂就开始的第二槽156与支撑架108在坍缩期间相对于包套本体移动的方向成一定角度倾斜。由于第二槽156的角度，对于第二易裂部146，转向柱组件100的每单位坍缩长度所需的撕裂量比第一易裂部148大。第二槽156具有与第一槽150相同的横截面，所以由于撕裂的角度，通过撕裂第二易裂部154所吸收的能量的量要大于通过撕裂第一易裂部148所吸收的能量的量。

在所示的实施例中，虽然第一槽150和第二槽156具有相同的横截面，不过对横截面的改变，例如改变槽150、156的形状、深度或其它特性，能使得有可能将第一和第二易裂部148、154各自的能量吸收特性根据设计需要而定制。

能量吸收带128被构造成在转向柱组件100的坍缩行程的全长中吸收能量。第一能量吸收部分142因此在坍缩行程的第一部分158上吸收能量，第二能量吸收部分146在坍缩行程的第二部分160上吸收能量，而第三能量吸收部分152在坍缩行程的第三部分162上吸收能量。对于能量吸收带128来说，理想是在整个坍缩行程、也被称为碰撞行程中吸收不同量的能量。本实施例的三个能量吸收部分142、148、152在三个不同的部分中吸收能量，如图6所示。图2和图3分别示出处于碰撞行程的开始和结束处的转向柱组件100，不过示图中省略了第二连接器132和安装架112。

第一能量吸收部分142确保坍缩行程的第一部分158所需的力在坍缩行程的第一部分158的长度上逐渐增大。能量吸收的逐渐增大在本实施例中是通过环144来实现的，该环144变形以使得环144的半径变紧，从而需要逐渐增加对变形的阻力。

在第二能量吸收部分146开始变形时，力达到峰值-在对第一易裂部148的撕裂开始时-接着对于第一槽150的长度以稳定的能量吸收进行。

在第三能量吸收部分152开始变形时，随着该撕裂围绕半径164发展，力逐渐增加，该半径164提供第一槽150和第二槽156之间的过渡。该能量吸收则由于第二槽156的角度而处于最大值，直到整个碰撞行程完成。在本实施例中，碰撞行程的长度是80毫米。大约10毫米的碰撞行程由第一能量吸收部分142提供，大约50毫米由第二能量吸收部分146提供，而大约20毫米由第三能量吸收部分152提供。

因此，如图6所示，每个能量吸收部分142、146、152具有比之前的能量吸收部分142、146、152大的能量吸收率-其定义为移动碰撞行程的单位长度所需的力-。虽然在本实施例中这是理想的情况，但也可为不同的设计需求提供其它的能量吸收率的组合。

本实施例的能量吸收部分通过它们的上述特征来控制能量吸收。然而，可提供能够控制能量吸收带的每一部分的能量吸收的任何其它类型的特征，以便提供理想的碰撞行程特性。

Claims (21)

1.一种用于将转向柱组件的护罩固定到车辆的支撑架组件，其特征在于，所述支撑架组件包括：

支撑架，所述支撑架能够固定到所述护罩；以及

包套组件，所述包套组件用于将所述支撑架与车辆的固定部件互相连接，所述包套组件包括：

包套本体；以及

能量吸收带；

其中，所述包套本体和所述能量吸收带被构造成固定到所述车辆的所述固定部件；

其中，在对所述支撑架施加预定的力之前，所述包套本体、所述能量吸收带和所述支撑架由连接器互相连接，并且其中，当对所述支撑架施加所述预定的力时，所述连接器被构造成从所述包套本体分离，同时继续将所述能量吸收带与所述支撑架互相连接，

所述能量吸收带包括多个能量吸收部分，所述能量吸收部分具有不同的能量吸收率，所述多个能量吸收部分包括第一易裂部，所述第一易裂部具有限定所述第一易裂部的撕裂方向的弱化区段，所述多个能量吸收部分包括第二易裂部，所述第二易裂部具有限定所述第二易裂部的撕裂方向的弱化区段，所述能量吸收带具有延伸方向，所述第一易裂部的撕裂方向与所述延伸方向基本对准，并且所述第二易裂部的撕裂方向与所述延伸方向成一定角度倾斜，由于撕裂的角度，通过撕裂第二易裂部所吸收的能量的量要大于通过撕裂第一易裂部所吸收的能量的量，所述第一易裂部和所述第二易裂部在坍缩行程的不同部分上吸收能量。

2.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述包套本体包括用于接纳另外的连接器的包套孔，所述另外的连接器用于将所述包套本体与所述车辆的所述固定部件相连接。

3.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述能量吸收带包括用于接纳另外的连接器的带孔，所述另外的连接器用于将所述能量吸收带与所述车辆的所述固定部件相连接。

4.根据权利要求3所述的支撑架组件，其特征在于，所述包套本体包括用于接纳所述另外的连接器的包套孔，所述另外的连接器还用于将所述包套本体与所述车辆的所述固定部件相连接，所述包套孔和所述带孔对准或基本对准，使得所述包套孔和所述带孔能够接纳所述另外的连接器。

5.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述能量吸收带座置在所述包套本体上。

6.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述包套本体包括至少部分地围绕所述能量吸收带的壁。

7.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述能量吸收带位于所述包套本体的周界内。

8.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述连接器被构造成可滑动地从所述包套本体分离。

9.根据权利要求8所述的支撑架组件，其特征在于，所述连接器被构造成可滑动地从所述包套本体中的引导部分离。

10.根据权利要求9所述的支撑架组件，其特征在于，所述引导部以狭槽或切口为形式。

11.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述连接器被保持在所述能量吸收带和所述支撑架中的通孔内。

12.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述多个能量吸收部分包括具有第一能量吸收率的第一部分和具有第二能量吸收率的第二部分。

13.根据权利要求12所述的支撑架组件，其特征在于，所述第二能量吸收率高于所述第一能量吸收率。

14.根据权利要求12或13所述的支撑架组件，其特征在于，所述多个能量吸收部分包括具有第三能量吸收率的第三部分。

15.根据权利要求14所述的支撑架组件，其特征在于，所述第三能量吸收率高于所述第二能量吸收率。

16.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述多个能量吸收部分包括环。

17.根据权利要求16所述的支撑架组件，其特征在于，所述环被构造成在不撕裂所述能量吸收带的情况下变形。

18.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述支撑架被安装在所述包套本体内。

19.根据权利要求1所述的支撑架组件，其特征在于，所述包套本体包括定位在所述支撑架的相反侧上的两个本体部分。

20.根据权利要求19所述的支撑架组件，其特征在于，所述包套组件还包括附加的连接器，所述附加的连接器将所述两个本体部分互相连接。

21.一种转向柱组件，其特征在于，所述转向柱组件包括：

安装架；

根据权利要求1所述的支撑架组件，所述支撑架组件固定到所述安装架；以及

转向柱，所述转向柱包括轴和护罩，所述护罩由所述支撑架组件所支撑。