CN111867918A - 包括用于阻挡转动的电动装置的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱，包括转动连接的两个可伸缩驱动轴(8，16)，以允许支撑方向盘的前轴(16)依次从最前面的位置开始、在该方向盘的位置的深度调节的第一深度调节范围上、以及在事故情形下用于吸收驾驶员对方向盘的冲击的第二缓冲范围的轴向滑动，该柱包括用于控制滑动的电动机(30)和阻挡其中一个轴(16)转动的防盗阻挡装置，该防盗阻挡装置自动接合为实现由位于第二缓冲范围内的电机(30)提供的用于阻挡前轴(16)的轴向阻挡位置。

Description

包括用于阻挡转动的电动装置的转向柱

技术领域

本发明涉及一种包括用于阻挡转动的防盗系统的机动车辆转向柱，以及一种控制该转向柱的方法。

背景技术

机动车辆包括转向柱，该转向柱通常包括前上轴，该前上轴在其前端接收方向盘，该方向盘转动地连接到下轴，该下轴驱动转向箱，该转向箱执行车辆的前转向轮的枢转。

两个可伸缩轴可以在它们之间轴向滑动，以确保在第一调节范围内方向盘位置的深度调节，该第一调节范围形成方向盘从其最前面位置开始的轴向冲程。

这种滑动还确保了在车辆的前部上的碰撞期间，上轴在第一范围之后的第二缓冲范围内被按压的可能性，以实现一种缓冲，该缓冲吸收限制由驾驶员施加在方向盘的气囊上的力的能量。

众所周知，为了以辅助或自动的方式执行调节方向盘的深度位置来设置电气机动装置，该电气机动装置执行容纳前轴的导管的纵向滑动，以对导管进行引导。

此外，转向柱包括用于锁定转动的防盗系统，该防盗系统对转向柱的轴进行锁定，当点火钥匙被移除时，该转向柱的轴被自动致动，该转向柱包括连接到柱的支撑件的螺栓，该螺栓滑动以进入形成在围绕柱的轴紧固的阻挡环上的开口，以确保其在转动中被阻挡。特别地，能够通过关闭点火控制的电气机动装置来致动螺栓。

特别由文献FR-A1-2861673和EP-A1-0918000提出的一种已知的阻挡系统包括安装在螺栓的壳体和第一文献的轴之间的摩擦装置，或者安装在柱支撑件和滑动套筒之间的摩擦装置，该滑动套筒容纳设置在第二文献的轴上的轴向固定肋，从而提供了在预定扭矩以上围绕该轴旋转滑动的可能性。特别地，预定滑动扭矩包括在100Nm至200Nm之间，优选为150Nm。

以这种方式，在试图盗窃车辆的情况下，操作者在方向盘上施加高扭矩以试图打破其阻挡，在获得机械元件的变形或这些元件的断裂之前，阻挡环在轴上结束转动。以这种方式，通过限制力，避免了允许盗窃的锁定的破坏，并且在没有获得这种破坏的情况下，元件的变形会使驾驶变得危险并且需要更换。

应该注意的是，允许阻挡环滑动的高扭矩需要在方向盘上的过大的力，这使得车辆在保持阻挡时无法行驶。

然而，通过将电气机动装置用于该阻挡系统，组件在直径和轴向长度上都很大，并且具有高的质量和高成本。此外，由车辆的车载网络提供的电机的接合控制以及该电机的操作应该是完全安全的，以避免在驾驶车辆时无意的阻挡，这使得该系统变得复杂。

发明内容

本发明的目的尤其是避免现有技术的这些缺点。

为此，本发明提出了一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括转动连接的两个可伸缩驱动轴，以允许支撑方向盘的前轴的依次从最前面的位置开始，在该方向盘的位置的第一深度调节范围上，以及在事故情形下用于缓冲驾驶员对方向盘的冲击的第二缓冲范围上的轴向滑动，该柱包括用于控制滑动的电气机动装置和阻挡其中一个轴转动的防盗阻挡装置，其显著之处在于，转动阻挡装置自动接合到由位于第二缓冲范围内的电动装置提供的用于阻挡前轴的轴向位置。

这种转向柱的优点在于，在已经关闭点火之后，通过使用现有的机动装置来执行前轴的轴向滑动，以便将其放置在用于驱动车辆的第一调节范围之外的轴向阻挡位置，避免了安装第二电动装置来致动锁定系统，这允许减小转向柱的尺寸、质量以及成本。

根据本发明的转向柱可以进一步包括一个或多个以下特征，这些特征可以彼此组合在一起。

有利地，用于阻挡前轴的轴向位置设置在第二缓冲范围的冲程结束之前。以这种方式，在导致前轴完全压下的事故情况下，达到该第二范围的终点，锁定系统已经通过轴向阻挡位置而没有保持在其中，这保持了操作转向，以根据特定规则所要求的在必要时继续操纵车辆。

有利地，转动阻挡装置包括内环，所述内环在其外轮廓上具有轴向齿，轴向齿接合在设置在外环中的齿之间。这种阻挡系统易于实现。

在这种情况下，有利的是，内环和外环的轴向齿在另一个环的接合侧上轴向地具有尖端。

此外，有利的是，内圈和外圈在轴向上具有尖端，该尖端从在另一个环的接合侧上的其他尖端轴向地突出。

有利的是，转动阻挡装置包括限制由该装置传递的扭矩的转动滑动系统。

在这种情况下，滑动系统有利地包括形成狭槽的弹性环状件，弹性环状件设置在环之一与支撑弹性环状件的零件之间。

有利的是，转动阻挡装置包括轴向保险系统，在前轴在第二缓冲范围内移位期间，在发生事故的情形下，当接触转动阻挡装置的两个部分时，该保险系统在轴向力的作用下可以被断开。

在这种情况下，轴向保险系统可以包括由塑性材料制成的弹性夹，轴向保持至少一个环。

特别地，转动阻挡装置可以包括紧固在后轴上的内环，以及紧固在执行前轴的引导的导管内的外环。

本发明还涉及一种用于控制转向柱的方法，该转向柱包括前述特征中的任何一个，该方法在关闭车辆的点火之后系统地控制电气机动装置，以使前轴处于其轴向位置，从而阻挡转动。

附图说明

参考附图，通过阅读下面以示例方式给出的描述，将更好地理解本发明，并且其他特征和优点将更清楚地显现，其中：

图1和图2分别以局部剖开的透视图和沿竖直平面的轴向剖面示出了根据本发明的转向柱；

图3是该轴向剖面的局部放大图；

图4是该透视图的局部放大图；

图5是带有内部阻挡环的后轴的分解图；

图6详细说明了内部阻挡环和外部阻挡环；以及

图7a、7b、7c和7d以轴向截面示出了该转向柱，该转向柱依次设置在前调节位置、后调节位置、锁定位置和在事故后的完全压下位置。

具体实施方式

图1和图2示出了转向柱的固定支撑件4，该固定支撑件装备有设置为用于紧固在车辆仪表板的横梁构件下方的上部拉环，该上部拉环通过横轴枢轴26连接到可移动支撑件2，以允许方向盘的高度调节。可移动支撑件2形成封闭的壳体，该壳体在由箭头AR指示的后侧内包括后滚珠轴承6，该后滚珠轴承用于引导沿着形成纵向方向的主轴设置的后轴8。

通过后滚珠轴承6轴向楔入可移动支撑件2中的后轴8在其后端包括用于连接到转向柱的轴的转盘10，从而将其连接到车辆的转向箱。

在允许轴向滑动的可移动支撑件2的孔中被引导的前滑动管12在其前端包括用于接收转向柱的前轴16的前引导轴承14，该前轴通过该前轴承轴向地楔入在滑动管上。

以这种方式，前轴16在滑动管12中自由转动，但是当它沿着其轴线滑动时驱动该管。

前轴16由管形成，该管在其前端包括用于紧固方向盘的外花键18，并且在后长度上包括内花键20，该内花键与围绕后轴8形成的外花键22接合，以确保转动连接。

具有垂直于纵向轴线的轴线的电气机动装置30驱动形成角传动的齿轮减速器32，该齿轮减速器继而驱动平行于主轴布置在可移动支撑件2下方的螺杆34。托架36包括接合在螺杆34中的螺母，该托架通过弯曲的金属叶片28驱动滑动管12，滑动管通过螺杆24紧固到该叶片。

平行于纵向轴线设置的弯曲的金属叶片28包括180°的曲率，以便使其两端一个在另一个的下方，这两端一个连接到托架36，另一个连接到滑动管12。因此，在托架36和滑动管12之间获得了刚性的轴向连接，以便执行方向盘的深度调节。

特别地，螺杆34和托架36的螺母的螺杆－螺母连接具有不可逆的运动学特性，由于该螺杆的足够小的螺距，该螺母上的轴向推力不会引起螺杆的转动，以避免如果驾驶员在方向盘上施加轴向力时方向盘的深度位置的失调。为此，相对于螺杆34的轴线，螺纹的倾斜被有利地实现，该倾斜包括在8度和20度之间，优选为12度。

然而，在车辆的前部的碰撞导致方向盘气囊膨胀的情况下，驾驶员的躯干在方向盘上施加显著的力，该力由前轴18传递到由金属叶片28保持的滑动管12。对于足够大的力，通过让滑动管12吸收能量向后移动，金属叶片28的弯曲逐渐发生，在冲程结束时到达可移动支撑件2的底部，如图7d所示。

后轴8支撑在其轮廓上装备有轴向齿的内阻挡环40，并且滑动管12支撑在内部装备有相应轴向齿的外阻挡环50，在图7c所示的该管的限定轴向位置中，内阻挡环和外阻挡环彼此接合，以实现转向的防盗转动阻挡。

图3、4、5和6示出了刚性地紧固在滑动管12的后部中的外环50，其包括一系列轴向齿，每个轴向齿终止于向后面向的尖端48。

以柔性方式紧固在后轴8上的内环40在外侧包括一系列轴向齿，每个轴向齿终止于向前面向的尖端48，从而能够通过轴向滑动接合在外环50的齿中。

由弹性体制成的弹性环状件42具有形成一系列狭槽的轮廓，包括在内侧上接收围绕后轴8形成的相应轴向齿60的凹槽，以及在外侧上接收形成在内环40中的相应轴向齿46的凹槽。外环50的齿的内径大于内环40的齿的外径。

以这种方式，获得了一种组件，在轴8上的内环40转动时，该组件被阻挡，该组件具有小的柔性，当应力施加到该内环时允许避免噪音。

有利的，弹性环状件42由具有玻璃转变温度在-80℃和+30℃之间、优选接近-40℃的弹性体制成。为此，可以特别的使用热塑性弹性体类型的材料、三元乙丙橡胶“EPDM”、丁腈橡胶“NBR”、氢化丁腈橡胶“HBNR”或硅树脂。

当前轴8向后移动时，外环50的轴向齿上的后尖端48和内环40的前尖端便于该外环的齿插入在内环的齿之间。

此外，有利地，在每个环40、50上形成较长的齿，其具有面向另一个环的大约0.5至3mm、优选1mm的延伸部，该延伸部略微成角度偏移，以便在必要时通过小角度转动来准备其余齿的接合。弹性环42的可变形特性使得这种小的转动成为可能，这允许内环40围绕后轴8的小的转动，使得两个环40、50的齿可以一起协作而不会彼此阻挡。

一个敞开的弹性夹44紧固在后轴8的在内环40的各侧上的凹槽中，以保持该环和弹性环状件42的轴向位置。

图7a和7b分别示出了用于方向盘的深度调节的最大前位置A和最大后位置B，其由机动装置30在车辆的正常驾驶的框架内执行，其中，调节范围PR包括在这两个最大值之间，通常为30至50mm。

图7c示出了锁定位置C，该锁定位置在驾驶员关闭点火之后，每次车辆由机动装置30停止时，通过向后移动导管12，从而在外环和内环的齿彼此啮合之后，将外环50对准内环40，系统地设置该锁定位置。

通过使用已经存在的用于方向盘的深度调节的机动装置30及其控制电路，以简单且划算的方式，通过增加的非常少的部件实现转向的锁定。

应该注意的是，锁定位置C相对于方向盘的深度调节范围PR明显向后移动，在方向盘的前面腾出空间，这使得驾驶员更容易进入或离开车辆。

图7d示出了从调节范围PR内的位置获得的事故之后的位置D，其中，驾驶员已经在方向盘上施加了显著的力，通过完全展开弯曲的金属叶片28方向盘变形，以在已经通过该调节范围之后的缓冲范围PA之后将导管12设置在后止动件中。

在这种情况下，外环50在内环40的上方通过，以便在内环的背后，而不会被内环阻挡，这使得转向完全自由，以便能够满足在这种情况下可能需要通过方向盘操纵转向的某些法规要求。

可选地，内环40的组件可以包括轴向力熔断器，包括例如由塑性材料制成的弹性夹44，以在事故情况下，通过在冲击作用下的断裂，在两个环40、50的齿彼此邻接而不能成角度地对齐以释放通道的情况下，允许前轴16完全向后运动。

可选地，可以使用环40、50的任何其他布置。尤其可以提供一种系统，在足够高的扭矩阈值下，优选地在150Nm的范围内，用于相对于导管12使外环50转动地滑动，以避免在恶意的人在方向盘上施加高扭矩以试图打破其锁定的情况下损坏转向柱。还可以将环40、50轴向设置在可移动支撑件2中的其他位置。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的转向柱，包括转动连接的两个可伸缩驱动轴(8，16)，以允许支撑方向盘的前轴(16)依次从最前面的位置开始、在该方向盘的位置的第一深度调节范围(PR)上、以及在事故情形下用于缓冲驾驶员对方向盘的冲击的第二缓冲范围(PA)上的轴向滑动，该转向柱包括用于控制滑动的电气机动机构(30)和阻挡其中一个轴(16)转动的防盗阻挡装置，其特征在于，所述转动阻挡装置自动接合到由位于所述第二缓冲范围(PA)中的机动机构(30)提供的用于阻挡前轴(16)的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，用于阻挡前轴(16)的轴向位置设置在第二缓冲范围(PA)的冲程结束之前。

3.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述转动阻挡装置包括内环(40)，所述内环在其外轮廓上具有轴向齿，所述轴向齿啮合在设置在外环(50)中的齿之间。

4.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于，所述内环(40)和所述外环(50)的轴向齿在另一个环的啮合侧上轴向地具有尖端(48)。

5.根据权利要求4所述的转向柱，其特征在于，所述内环(40)和所述外环(50)在轴向上具有尖端(48)，所述尖端轴向地突出超过在另一个环上的啮合侧上的其它尖端。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱，其特征在于，所述转动阻挡装置包括限制由该装置传递的扭矩的转动滑动系统。

7.根据权利要求3和6所述的转向柱，其特征在于，所述滑动系统包括形成狭槽的弹性环状件(42)，所述弹性环状件设置在环(40，50)中的一个与支撑该弹性环状件的零件之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱，其特征在于，所述转动阻挡装置包括轴向保险系统，在前轴(16)在第二缓冲范围(PA)内移动期间，在发生事故的情形下，当接触所述转动阻挡装置的两个部分时，所述轴向保险系统在轴向力的作用下能够被断开。

9.根据权利要求3和8所述的转向柱，其特征在于，所述轴向保险系统包括由塑性材料制成的弹性夹(44)，所述弹性夹轴向地保持所述环(40，50)中的至少一个。

10.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于，所述转动阻挡装置包括紧固在后轴(8)上的内环(40)和紧固在导管(12)内的外环(50)，所述导管实现前轴(16)的引导。

11.一种用于控制根据前述权利要求中任一项所述的转向柱的方法，其特征在于，该方法在关闭车辆的点火之后系统地控制电气机动装置(30)以使前轴(16)处于其轴向位置以用于阻挡转动。

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