CN111232048B - 转向柱组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的转向柱组件，包括：安装支架，其在使用中牢固地固定至汽车横梁或类似的固定部件上；支撑支架，其位于安装支架下方，在正常操作期间，安装支架和支撑支架这两个支架通过至少一个易碎的连接器而连接在一起；可伸缩的护罩，其具有围绕转向轴的第一部分，第一部分固定至支撑支架；以及能量吸收装置，其包括：线，其沿着安装支架的底侧延伸并且在相对两端处被固定至安装支架的相应锚定部分上；以及支撑支架的固定部分，所述固定部分具有开口，线穿过所述开口，使得在发生碰撞的情况下，易碎的连接器破裂，以允许支撑支架相对于安装支架移动，由此线被可变形地拉动穿过固定部分中的开口。

Description

转向柱组件

技术领域

本发明涉及对转向柱(steering column)组件的改进。

背景技术

已知提供一种可塌缩的转向柱组件，其包括支撑在转向柱护罩内的转向轴。为了防止在发生碰撞时对驾驶员造成重大伤害，转向柱应当能够在通过方向盘施加轴向载荷时塌缩，例如在不受约束的驾驶员被扔在方向盘上的正面碰撞情况中。

典型的可塌缩转向柱组件包括可伸缩的护罩，该护罩具有外护罩部分和内护罩部分，内护罩部分的端部延伸到外护罩部分中。外护罩部分可以比内护罩部分更靠近方向盘或更远离方向盘。也具有上轴部分和下轴部分的伸缩式转向轴通过一个或多个支承组件而支撑在护罩内。方向盘固定在上轴部分上。在某些情况下，护罩将不包括两个部分，而是护罩将仅相对于支架移动。

护罩的最靠近方向盘的部分在碰撞过程中必须能够移动或塌缩以允许方向盘相对于车身向前移动，但阻止所述部分在正常使用过程中移动。还需要相对于车身固定护罩，以限定方向盘的倾斜位置。这通常通过夹紧机构来实现，夹紧机构将护罩固定至支撑支架，支撑支架继而被固定至车身上，可能被固定至设置在车辆仪表板后面的横梁上、或者被固定至固定于横梁的安装支架上。

可以在形成夹紧机构的一部分的夹紧螺栓的端部上设置杆，驾驶员可以推动或拉动所述杆以旋转夹紧螺栓，由此操作夹紧机构。

夹紧机构可以是可调节的，以允许方向盘的够着范围调节或倾斜调节或允许这两种调节。万一发生碰撞，护罩必须能够移动，以使方向盘在受到驾驶员撞击时能够向前移动，如果它能够脱离夹紧机构、或者支撑支架能够脱离车身以允许转向柱组件在支撑护罩仍固定至转向柱护罩上的情况下可伸缩地塌缩，则可以实现这一点。

在确实发生碰撞时，重要的是提供一种吸收能量的机构，以使得转向柱以受控的方式塌缩。已经提出了许多现有技术设计，其通常通过一个或多个易碎的连接器而将支撑支架固定到安装支架上。两个支架相对于彼此的运动导致能量吸收构件变形，从而吸收能量。这些构件通常为一根或多根带或线的形式。塑性变形可以通过在塌缩期间在砧座周围或穿过开口拖拽所述构件来实现。

发明内容

本发明的目的是改善那些现有技术的可塌缩转向柱组件的一些缺点。

根据第一方面，本发明提供了一种用于车辆的转向柱组件，包括：

安装支架，其在使用中牢固地固定在车辆横梁或类似的固定部件上；

支撑支架，其位于安装支架下方，在正常操作期间，安装支架和支撑支架这两个支架通过至少一个易碎的连接器而连接在一起；

可伸缩的护罩，其具有围绕转向轴的第一部分，第一部分固定至支撑支架上，以及

能量吸收装置，其包括：

线，其沿着安装支架的底侧延伸并且在相对两端处固定至安装支架的相应锚定部分上；以及

支撑支架的固定部分，所述固定部分具有开口，线穿过所述开口，使得在发生碰撞的情况下，易碎的连接器破裂，以允许支撑支架相对于安装支架移动，由此线被可变形地拉动穿过所述固定部分中的开口。

线在每个端部处沿着安装支架的底侧固定至锚定部分确保在将组件安装至车辆横梁期间线受到保护。

线可以被固定至位于安装支架的中心主体的最上端处的第一锚定部分(其最靠近方向盘)和位于安装支架的最下端处的第二锚定部分(其最远离方向盘)。

线可以完全位于安装支架所覆盖的区域内。该线可以处于在上方由安装支架界定且在下方由护罩界定的区域中。

线可以包括在使用中可塑性地变形的金属线。合适的材料包括42CrMo4，但是读者将理解的是，对于线材料的材料的选择将取决于每种所选应用在要吸收的能量方面的要求。线可以额外地(例如通过喷涂)涂覆有低摩擦涂层，以帮助线穿过固定部分的拉动。

万一发生一个或多个易碎的连接器破裂的碰撞，则支撑支架可以通过从固定部分上悬垂的线而从安装支架上悬垂，而无需提供其他竖直支撑件。这种布置简化了安装支架的设计要求，因为护罩的竖直位置由线控制，而左右位置由可选的肋和导向槽控制。

由于线位于安装支架下方，因此支撑支架会从线上悬垂，支撑支架在正常使用期间中还由易碎的连接器支撑。

在组件的正常使用期间，即组件在碰撞期间塌缩之前，线可以处于张紧状态。这是指模具两侧的线处于张紧状态。如果将线视为安装支架的一部分，则这有助于增大安装支架的刚度。

在正常使用期间，支撑支架的固定部分可以位于最靠近方向盘的线端部处或附近。在支撑支架在碰撞中移动直到固定部分到达线的相对端部时，随着线被拉动穿过固定部分，这提供了最大的移动范围。

固定部分可以被焊接或以其他方式固定到支撑支架的上板上。

优选地，线沿着平行于护罩的长轴的路径延伸。这确保了在护罩轴向地塌缩时不会在护罩上产生扭曲力。线可以在竖向上基本位于护罩的中心轴线上方。

为了帮助控制护罩在塌缩期间的运动，安装支架可以具有一个或多个(优选一对)细长的肋，所述肋与支撑支架中的互补引导槽接合，肋平行于护罩的轴线延伸。

在具有一对肋的情况下，它们可以与线的侧部等距地间隔开并与之相对。

当然，引导槽可以设置在安装支架中，而肋可以设置在支撑支架中。

引导槽可以包括形成在支架中的凹槽。引导槽在支架的平面中可以包括阶梯式变化以限定竖直或倾斜的侧壁，肋在另一支架中包括互补的阶梯式变化以限定相对的侧壁。

安装支架可以包括中心板和从中心板的相应侧部突出的翼部，翼部包括开口，在使用中穿过所述开口的紧固件将中心板固定至车辆的横梁。

为了在塌缩期间提供护罩所需的行程，线的长度以及因此线被固定至安装支架上的点之间的间距应当等于或大于所需的行程。

为了提供最好的线保护，该安装支架所具有的长度(其沿着与护罩的轴线平行的路径测量)也应当至少等于碰撞时的行程长度。

中心板可以是连续的，除了使紧固件穿过中心板所需的那些开口以外，基本上没有切口或开口。不具有开口使得支架相对更刚硬，这有助于控制护罩的塌缩。

安装支架的锚定部分可以包括在安装支架的每个端部处向下折叠的相应凸片，每个凸片包括线所穿过的开口或固定至线端部的连接器。开口可以包括直径略大于线的外径的小孔。

可以通过具有扩大的横截面的端部部分将线固定至安装支架的锚定部分，所述端部部分位于相应凸片的外侧处，所述扩大的部分太大以至于不能拉动穿过凸片中的开口。

线的一端可以设置有外螺纹，外螺纹与连接器的互补的内螺纹螺纹接合。可以将连接器固定至线上，由此在凸片之间张紧线。

在一个改进方案中，线可以在一端处具有扩大的头部，而在另一端上具有外螺纹，该扩大的头部位于一个凸片的外侧，并且该外螺纹与形成在另一凸片中的开口内的互补的内螺纹接合。

可以通过旋转线以将线的螺纹拧入凸片的螺纹中来张紧线，由此允许简单地进行调节。在被张紧时，线将增大安装支架的整体刚度。

线可以包括具有第一直径的第一部分、和具有较大直径且偏离第一部分的第二部分，第一部分穿过固定部分，第二部分的尺寸设计成使得在发生碰撞时线的第二部分必定变形以穿过固定部分。在线被拉动穿过固定部分时，线变形。固定部分可以被认为是用作模具。

在发生碰撞后，线将会变形并且长度会增加，这是因为线实际上会从固定部分中挤出，因此。这种变形吸收碰撞能量。

附图说明

现在将参照附图并如附图中所示的仅作为示例描述本发明的一个实施例：

图1是根据本发明的转向柱组件的实施例的侧视图；

图2是图1的转向柱组件的剖开侧视图，示出了在塌缩之前线、安装支架和固定部分或模具的位置；

图3是在塌缩之后与图2对应的视图；

图4示出了已经被提供至端子部分但在被固定至端子部分上之前的线；和

图5示出了处于张紧状态下的装配位置中的线。

具体实施方式

如图1至3所示，用于车辆的转向柱组件1包括可伸缩的两部分式护罩，护罩具有围绕转向轴3的上部的第一管状部分2、和围绕下部的第二管状部分4。转向轴3的上部从护罩突出，并且终止于花键联接部5，花键联接部5允许方向盘凸台固定至转向轴上。转向轴3的相对端部可以连接至齿轮箱(未示出，但是齿轮箱壳体6可见)。第一护罩部分2围绕第二护罩部分4的上端可伸缩地装配，以允许可伸缩地调节护罩的长度。这使得能够调节方向盘的够着范围，并且如将变得显而易见的，在发生其中负载(诸如不受约束的驾驶员)撞到方向盘上的碰撞的情况下允许方向盘塌缩。

护罩的第一部分2通过夹紧机构可释放地固定至支撑支架7。夹紧机构包括夹紧销8，夹紧销8穿过支撑支架的向下延伸的相对两臂中的槽，其在图4和5中可看出。在图1至3中可以看出一个臂9和槽10，在图4和5中可以看出另一臂11和槽12。这些臂从第一护罩部分2的相对两侧向下延伸。在夹紧机构处于未夹紧位置时，夹紧销8可以沿着槽10、12上下移动，以允许调节转向倾斜度。在处于夹紧位置时，夹紧销8被固定而不能沿着槽10、12移动。在需要可选的够着范围调节的情况下，夹紧销可以延伸穿过位于导轨(其被附接至护罩的顶部)中的基本水平槽，在夹紧机构处于夹紧位置时，也防止夹紧销沿那些水平槽滑动。在图1至3中可以看出一个槽13。

支撑支架7具有固定至安装支架15的上板14。该安装支架15在使用中通过一对固定螺栓(未示出)被牢固地固定至汽车横梁或类似的固定部件，每个固定螺栓穿过位于安装支架的相应侧翼18、19中的孔16、17。

在正常使用期间，应当限制支撑支架7以使其不会相对于安装支架15移动，这是通过使用一对易碎的连接器(未显示)来实现的，所述连接器穿过两个支架中的开口。这种易碎的连接器在本领域中是众所周知的。

安装支架15具有沿着与转向轴的轴线平行的线测量的长度L，该长度L大致等于方向盘所需的塌缩行程。

而且，将安装支架15和支撑支架7连接在一起的是呈线20形式的能量吸收装置，该线沿着安装支架15的下侧延伸并且在相对的端部处固定至安装支架的相应锚定部分21、22上。如图所示的锚定部分包括从安装支架的最上端和最下端向下折叠的凸片。

能量吸收装置还包括固定部分23，该固定部分23限定了模具并且被固定至或一体地形成至支撑支架7。在该示例中，固定部分23被焊接至支撑支架7的板的顶部。固定部分具有线所穿过的开口。如图所示，模具从支撑支架7的顶表面向上突出并且具有开口24，该开口24允许模具被拧到线上。

图2示出了在转向柱在塌缩之前正常使用时固定部分23的位置。处于该位置的固定部分可滑动地位于线的邻近最上面锚定件22的直径减小部分25上、抵接线中的肩部26，该肩部将直径减小部分连接至线27的具有更大直径的其余部分。线的该直径大于固定部分中的孔的直径。

在发生碰撞的情况下，易碎的连接器会破裂，以允许支撑支架随着方向盘的移动而相对于安装支架移动，从而缩短伸缩护罩的长度。这种移动迫使固定部分23沿着线20，在线被拉动穿过固定部分中的开口时，线塑性地变形。如图3所示，在塌缩结束时，固定部分23位于线20的与固定部分23所开始的端部相对的端部处。

可以看出，在塌缩期间，护罩仅通过线20而从安装支架15上悬垂。为了控制塌缩的路径，安装支架设置有两个肋28、29，在线的每侧各有一个肋，肋与形成在支撑支架中的引导表面30、31协作。在为清楚起见已经移除了护罩的图4和5中可最佳地看出引导表面30、31和肋28、29。

肋28、29和引导表面30、31阻止支撑支架7在塌缩时任何不希望的左右移动。处于张紧状态的线20保持支撑支架紧贴安装支架，以使得支撑支架和安装支架在塌缩时可以在彼此上滑动。

图4和5清楚地示出了线20的位置。可以看出，由于线整个位于安装支架15的下方，因此线受到保护以免受损坏。线的端部(其中线与凸片接合)设置成处于张紧状态下。如图4所示，线在一端处具有扩大的头部，该头部设有凹口，该凹口的形状适于接收诸如内六角扳手的工具。线的另一端具有外螺纹。线被插入通过一个凸片，凸片具有的开口的直径比线大，但小于扩大的头部。线穿过固定部分或模具，并且被提供到另一凸片中的开口。该开口具有与线互补的螺纹。然后线被拧入该螺纹孔中，直到线处于所需的张力下。图5中示出了这一最终位置。可以使用内六角扳手或其他合适的固定工具轻松调节地张力。

Claims (9)

1.一种用于车辆的转向柱组件，包括：

安装支架，其在使用中牢固地固定至汽车横梁上；

支撑支架，其位于安装支架下方，在正常操作期间，安装支架和支撑支架这两个支架通过至少一个易碎的连接器而连接在一起；

可伸缩的护罩，其具有围绕转向轴的第一部分，第一部分固定至支撑支架，以及

能量吸收装置，其包括：

线，其沿着安装支架的底侧延伸并且在相对两端处被固定至安装支架的相应锚定部分上；以及

支撑支架的固定部分，所述固定部分具有开口，线穿过所述开口，其中线包括具有第一直径的第一部分、和具有较大直径且偏离第一部分的第二部分，第一部分穿过所述固定部分，第二部分的尺寸设计成使得在碰撞时线的第二部分必定变形以穿过所述固定部分，

由此，在发生碰撞的情况下，易碎的连接器破裂，以允许支撑支架相对于安装支架移动，由此线随着其被拉动穿过固定部分中的开口而塑性地变形。

2.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，线被固定至最靠近方向盘的第一锚定部分和最远离方向盘的第二锚定部分上，第一锚定部分位于安装支架的中心主体的最上端处，第二锚定部分位于安装支架的最下端处。

3.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，线完全处于由安装支架覆盖的区域内。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向柱组件，其中，在转向柱组件的正常使用期间，线处于张紧状态。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向柱组件，其中，在正常使用期间，支撑支架的固定部分位于最靠近方向盘的线端部处或附近。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向柱组件，其中，安装支架具有一个或多个细长的肋，所述肋与支撑支架中的互补引导槽接合，肋平行于护罩的轴线延伸。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的转向柱组件，其中，安装支架的锚定部分包括在安装支架的每个端部处向下折叠的相应凸片，每个凸片包括线穿过其中的开口或固定至线的端部上的连接器。

8.根据权利要求7所述的转向柱组件，其中，线在一端处具有扩大的头部，并且在另一端上具有外螺纹，扩大的头部位于一个凸片的外侧，并且外螺纹与形成在另一凸片中的开口内的互补的内螺纹接合。

9.根据权利要求6所述的转向柱组件，其中，安装支架具有一对细长的肋。