CN112203924B - 用于转向柱的能量吸收装置、转向柱及操作转向柱的方法 - Google Patents

Abstract

为了提供：一种用于机动车辆的转向柱(1、71、700)的能量吸收装置，该能量吸收装置包括至少一个第一能量吸收元件(52、540、560)和至少一个锁定元件(58、474)，所述至少一个第一能量吸收元件(52、540、560)用于在碰撞的情况下通过转向柱(1、71、700)的至少两个部件之间的相对运动来吸收能量，所述至少一个锁紧元件(58、474)用于布置在阻挡位置来阻止该相对运动；一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括内壳体(31、310、730)和外转向柱壳体(33、740)，在该内壳体(31、310、730)中以能够旋转的方式安装有转向轴(30、300、720)，在该外转向柱壳体(33、740)中保持有内壳体(31、310、730)；以及一种用于在碰撞的情况下操作机动车辆的转向柱(1、71、700)的方法，以上内容在碰撞的情况下可以一起减少作用在车辆的驾驶员上的应力，根据本发明，第一锁定元件(58、474)可以从阻挡位置移动到释放位置中以允许该相对运动，转向柱包括至少一个能量吸收装置(5、70、780)，第一部件包括外转向柱壳体(33、740)并且第二部件包括内壳体(31、310、730)，并且能量吸收装置有效地连接至外转向柱壳体(33、740)且有效地连接至内壳体(31、310、730)，并且在检测到碰撞时，允许该相对运动。

Description

用于转向柱的能量吸收装置、转向柱及操作转向柱的方法

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的转向柱的能量吸收装置，该能量吸收装置包括至少一个第一能量吸收元件和至少一个锁紧元件，所述至少一个第一能量吸收元件用于在碰撞情况下通过转向柱的至少两个部件之间的相对运动来吸收能量，所述至少一个锁紧元件用于布置在阻挡位置以阻止该相对运动。

此外，本发明涉及用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括：内壳管，在该内壳管中以能够旋转的方式安装有转向主轴；以及外壳单元，内壳管被保持在该外壳单元中，其中，内壳管和外壳单元布置成进行相对运动。

最后，本发明涉及用于在碰撞情况下操作机动车辆的转向柱的方法，并且因此涉及用于在碰撞情况下在转向柱中进行能量吸收的方法。

背景技术

根据开头所述类型的能量吸收装置经常在开头所述类型的转向柱中使用，以便在碰撞情况下、即在机动车辆与另一机动车辆或另一物体发生碰撞的情况下，有针对性地降低与车辆驾驶员撞击方向盘并因此撞击转向柱相关的能量，以使撞向方向盘的车辆驾驶员尽可能不受伤或至少以最小程度受伤。在此，相应的能量——也称为碰撞能量——至少在第一能量吸收元件中例如通过耗散而被基本上吸收，如果例如转向柱中的外壳单元和内壳管在碰撞情况下朝向彼此移动、即进行相对运动，其中，至少第一能量吸收元件位于内壳管与外壳单元之间的力流中。

然而，当车辆驾驶员仅将增加的轴向力输入到转向柱中时，例如，如果内壳管相对于外壳单元是马达调节的，并且例如在过程中碰到障碍物时，不应当已经进行了相对运动并因此进行了能量吸收，这通常会导致能量吸收元件的蓄意的和期望的限定破坏。因此应当避免所谓的第一能量吸收元件的滥用。因此，开头所述类型的能量吸收装置包括至少一个锁紧元件，如果该锁紧元件例如被布置在阻挡位置中，则该锁紧元件阻止了相对运动的执行，使得转向柱的部件中的至少一个部件、特别是前述的内壳管和/或前述的外壳单元在执行相对运动期间与锁紧元件碰撞。

从DE 10 2013 104 958 B3中已知，根据该文献，在具有能量吸收装置的转向柱中，锁紧元件是剪切螺栓。在此，先前已知的剪切螺栓在转向柱的所谓的正常操作的情况下、即特别是在不存在碰撞情况的情况下，防止了第一能量吸收元件的前述致动，并且内壳管(在DE 10 2013 104 958 B3中称为壳管)仅由车辆驾驶员沿轴向方向加载。然后，在碰撞情况下，剪切销被剪断、即被破坏，以允许进行相对运动，其中，第一能量吸收元件位于内壳管与外壳单元之间的力流中。

此外，DE 10 2016 214 709 A1公开了一种具有多个能量吸收元件的能量吸收装置，在该装置中，内壳管与外壳单元之间的相对运动同样被剪切螺栓阻止，其中，在发生碰撞的情况下，剪切螺栓被剪切以允许相对运动，结果是能量吸收元件中的至少一个能量吸收元件吸收能量。

最后，US 9 663 136 B2公开了一种可电动调节的转向柱，在该转向柱中，开头所述类型的能量吸收装置一方面通过用于轴向调节内壳管的致动单元连接至外壳单元，并且另一方面通过紧固螺栓连接至内壳管。能量吸收装置在此又具有在碰撞情况下被剪切以使内壳管和致动单元以及因此使外壳单元进行相对运动的剪切螺栓，在该相对运动中，能量吸收装置通过借助于能量吸收元件吸收能量。

然而，现有技术的缺点表现在以下事实：在碰撞情况下，在切断锁紧元件时，作用在车辆驾驶员上的力峰值出现，结果是使驾驶员的身体遭受不期望的高加速度(负加速度或减速度)。

发明内容

本发明的目的是提供开头所述类型的能量吸收装置、开头所述类型的转向柱以及开头所述类型的方法，它们一起减少了在碰撞情况下作用在车辆驾驶员上的载荷。

根据本发明，关于能量吸收装置，该目的由于以下原因而实现：第一锁紧元件可以从阻挡位置移动到释放位置以允许相对运动。这有利地允许将第一锁紧元件布置成在碰撞情况下处于转向柱的部件之间的力流之外，特别是通过将所述元件移动到释放位置中来实现。也就是说，在碰撞情况下，在本发明的意义上，能量至少被第一能量吸收元件吸收，而不会在第一锁紧元件中引起能量吸收。然后可以以有利的方式根据其材料或材料组合和/或其形状来选择第一锁紧元件，从而实现对相对运动的最佳阻挡。特别地，第一锁紧元件可以由高强度材料制成和/或在构造为螺栓、销等的情况下具有相对较大的直径。因此，第一锁紧元件可以独立于碰撞情况来定尺寸。这在下述情况下是特别有利的：根据本发明的能量吸收装置用在能够轴向调节的、特别是可马达调节的转向柱中，确切地说，能量吸收装置布置成在一个侧部上有效地连接至用于轴向调节内壳管或转向主轴的致动单元、即连接至第一部件(转向主轴在此处以能够旋转的方式安装在内壳管中)，并在另一侧部上有效地连接至外壳管、即连接至第二部件。有效的连接应理解为是指它们彼此处于力流中，即彼此直接或间接地联接。此处，例如，第一锁紧元件在第一接合部分中接合到内壳管的开口和/或切口中并且/或者接合到第一能量吸收元件的开口和/或切口中，并且第一锁紧元件在第二接合部分中接合到外壳单元的开口和/或切口中并且/或者接合到在碰撞情况下使第一能量吸收元件变形的变形构件的切口或开口中，从而特别是在转向主轴和/或内壳管轴向负载时，第一锁紧元件布置在这些部件之间，以用于阻止相对运动的目的。因此，第一锁紧元件处于阻挡位置，也就是说，由于阻止了相对运动，第一能量吸收元件没有被激活以用于能量吸收；当第一锁紧元件布置在阻挡位置中时，那里没有或基本上没有能量吸收发生。

特别地，第一锁紧元件可以与由外壳单元结合的锁紧装置、特别是夹紧装置相互作用，其中，该锁紧装置允许在释放状态下(例如，释放在内壳管与外壳单元之间的力配合和/或形状配合连接)相对运动，从而可以将内壳管例如由驾驶员手动地轴向移位到期望位置中。因此，相对运动恰恰在碰撞情况下不被允许，而是在正常操作中在转向柱的为操作舒适性等服务的操作状态下允许相对运动。相比之下，如果锁紧装置处于锁紧状态，则根据本发明，通过第一锁紧元件阻止相对运动(例如，通过锁紧装置实现内壳管与外壳单元之间的力配合和/或形状配合连接，其中，之后位于锁定位置的第一锁紧元件在转向柱轴向加载时布置在相应的力流中)。总而言之，可以说，在正常操作中，锁紧元件位于阻挡位置，并且在碰撞情况下、即在发生碰撞情况时，锁紧元件转移到释放位置，结果是第一能量吸收元件在此后由于两个部件、在这种情况下为内壳管与外壳管之间的相对运动而变形。

另外，可以提供一种支架，该支架可以连接至机动车辆，并且在该支架上安装有外壳管，以能够绕枢转轴线枢转。因此可以实现高度调节，因为在锁紧装置的释放状态下，外壳管可以相对于支架枢转。在锁紧装置的锁紧状态下，外壳管相对于支架固定，并且内壳管同时相对于外壳管固定。

替代性地或附加地，第一锁紧元件可以与由外壳单元结合的马达驱动的调节单元相互作用，其中，在驱动状态下，调节单元使内壳管相对于外壳单元轴向移位，结果是可以用马达将内壳管移位到期望位置中。如果调节单元处于驱动状态以用于设定期望位置并且转向柱处于正常操作中、即不是在碰撞情况下，则根据本发明，通过第一锁紧元件来阻止相对运动。在内壳管相对于外壳管的调节期间，通过锁紧元件产生力流，从而借助于根据本发明的解决方案避免了第一能量吸收元件的不期望的变形。如果调节单元处于非驱动状态并且转向柱处于正常操作中、即不是在碰撞情况下，则根据本发明，通过第一锁紧元件来阻止相对运动(例如，通过在非驱动状态下针对相对运动锁紧调节单元，结果是在转向柱轴向加载时，调节单元与内壳管处于力流中，并且因此外壳单元与内壳管处于力流中，其中，之后位于阻挡位置的第一锁紧元件布置在该力流中)。如果发生碰撞情况，则将锁紧元件从阻挡位置转移到释放位置中，结果是之后第一能量吸收元件由于两个部件、在这种情况下为内壳管与外壳管之间的相对运动而变形。

该阻挡或阻挡位置特别地避免了：在没有本发明的情况下、在第一能量吸收元件例如通过前述的锁紧装置和/或致动单元有效地连接至内壳管和外壳单元的情况下，在转向主轴的调节期间由轴向载荷引起的在第一能量吸收元件中的能量吸收和/或在转向柱的正常操作(正常模式)中由车辆驾驶员引起的在第一能量吸收元件中的能量吸收。

如果第一锁紧元件从阻挡位置移动到释放位置中，则第一锁紧元件的前述第一接合部分例如位于内壳管和/或第一能量吸收元件和/或变形构件的前述开口的外部。然后，例如，第一锁紧元件在第一接合部分的区域中布置在前述锁紧装置和/或前述致动单元的一部分中。这有利地确保了在碰撞情况下，能量吸收被先前未激活的并因此功能齐全的能量吸收元件或被至少第一能量吸收元件吸收，而没有在能量吸收的开始处产生对驾驶员的健康具有负面影响的力峰值。因此，能量吸收例如完全或实际上完全位于第一能量吸收元件中，因为锁紧元件位于例如内壳管、第一能量吸收元件与外壳单元之间的力流之外；由外壳单元结合的致动单元和/或前述锁紧装置也可以位于力流中。

在此明确指出的是，在阻挡位置，第一锁紧元件可以直接连接至能量吸收元件，例如，如果第一锁紧元件与前述第一接合部分中的第一能量吸收元件直接接合，特别是通过第一能量吸收元件的前述开口和/或切口接合，或者替代性地，在阻挡位置，第一锁紧元件布置在第一能量吸收元件的外部，例如，第一锁紧元件仅与内壳管接合在第一接合部分中，特别是通过内壳管的前述开口和/或切口接合。

在此进一步明确指出的是，根据本发明的能量吸收装置还可以包括第二锁紧元件、第三锁紧元件、第四锁紧元件、第五锁紧元件等和/或第二能量吸收元件、第三能量吸收元件、第四能量吸收元件、第五能量吸收元件等，这些锁紧元件和/或能量吸收元件各自在本发明的意义上构造成类似于第一锁紧元件或第一能量吸收元件。

根据本发明的能量吸收装置的优选实施方式，在阻挡位置，第一锁紧元件具有阻挡结构，并且在释放位置，第一锁紧元件具有释放结构，其中，释放结构和阻挡结构是相同的。这尤其意味着，在执行相对运动期间，锁紧元件不会被转向柱的部件破坏，特别是不会发生锁紧元件的断裂。释放结构或阻挡结构在此尤其可以是第一锁紧元件的体积填充的三维结构，根据本发明，该第一锁紧元件关于释放结构和阻挡结构是相同的，特别是相同类型的。然而，当第一锁紧元件通过部件的相对运动而被破坏时、即特别是变形和/或断裂成两个或更多个碎片时，释放结构和阻挡结构尤其不相同。释放结构和阻挡结构是相同的、特别是相同类型的这一事实是有利的，因为由此完全避免了前述力峰值的发生，因为第一锁紧元件因此并且根据本发明对能量吸收没有贡献。

在根据本发明的能量吸收装置的另一有利实施方式中，其包括用于将第一锁紧元件从阻挡位置移动到释放位置中的驱动器。这是有利的，因为驱动器关于进入释放位置的运动提高了第一锁紧元件的可操作性。

在对此进行改进的一个实施方式中，驱动器包括热电推进剂装料。通过点燃热电推进剂装料，可以例如借助于驱动器将产生的爆炸力传递到第一锁紧元件，使得第一锁紧元件通过爆炸力从阻挡位置移动到释放位置中。由于热电推进剂装料的爆炸，驱动器因此有利地确保了第一锁紧元件从阻挡位置到释放位置的相对快速的运动，其量级为毫秒或更小，结果是可以为了驾驶员的安全而使碰撞能量就此被第一能量吸收元件相对快速地吸收，该第一能量吸收元件之后在碰撞状态下位于转向柱的相对运动的部件之间的有效连接中、即在力流中。换句话说，在为了操作舒适性而阻止相对运动以及为了车辆驾驶员的安全而使得能够进行相对运动之间提供了快速切换。

在替代性实施方式中，驱动器包括磁致动器，特别是提升磁体。因此，第一锁紧元件之后例如通过电磁体移动到释放位置中，由此第一锁紧元件的运动可以有利地例如通过电路被更精确地控制。换句话说，在为了操作舒适性而阻止相对运动以及为了车辆驾驶员的安全而使得能够进行相对运动之间提供了快速而精确的切换。

在又一改进的实施方式中，驱动器配置成根据碰撞情况和/或与碰撞情况相关的事件来移动第一锁紧元件。这是有利的，因为仅在发生碰撞情况、例如与另一车辆或另一物体碰撞、或者发生与碰撞情况相关的事件、比如说例如激活、特别是点燃安全气囊的情况下才允许或激活相对运动并因此允许或激活能量吸收，否则，即在正常操作状态下，即不是在碰撞情况下，而是仅在车辆驾驶员在转向柱的操作期间引入增加的轴向载荷的情况下，相对运动的执行以可靠的方式被阻止，有利于操作舒适性。因此，驱动器例如被提供有来自车辆的碰撞系统的信号，驱动器基于该信号移动第一锁紧元件。

根据本发明的能量吸收装置的优选实施方式，其包括至少一个第一变形元件，用于通过塑性变形使第一能量吸收元件变形。因此，变形元件具有变形构件。那么，变形元件具有例如比能量吸收元件、至少相对于能量吸收元件的相应接触区域而言更大的硬度和/或强度。因为变形元件一旦产生塑性变形就会引起能量吸收元件的硬化并且因此会导致所吸收的能量的量的减少，因此在此产生与第一锁紧元件的协同作用，结果是相对运动在转向柱的前述正常操作状态下被第一锁紧元件阻止并且仅在碰撞情况下和/或在发生与碰撞情况相关的事件时才使得能够进行相对运动以及因此通过第一变形元件进行塑性变形，这是特别有利的。

在根据本发明的能量吸收装置的安装状态下，第一变形元件可以例如布置在前述内壳管的侧部上或在前述外壳单元的侧部上，特别是在前述锁紧装置的一部分和/或调节单元的一部分的位置处。因此，第一能量吸收元件可以分别相对地布置在前述外壳单元的侧部上。此外，在两个或更多个变形元件和相应数量的能量吸收元件的情况下，在执行相对运动期间，即在碰撞情况下，当第一锁紧元件布置在释放位置时，可以使变形元件与能量吸收元件选择性地彼此接合，并且之后优选地接合成对，从而根据接合的变形元件和能量吸收元件的数量，相对于在相对运动的执行期间所吸收的总能量提供了不同的能量水平。至少第一变形元件优选地与能量吸收元件中的一个能量吸收元件永久地接合。因此，特别有利的是，使至少一个第二能量吸收元件与根据本发明的能量吸收装置结合，并且可以借助于联接装置联接到内壳管与外壳单元之间的力流中和/或从该力流中脱离联接，从而能够在碰撞情况下在第一锁紧元件布置在释放位置的情况下至少在两个能量吸收水平之间切换。

此外，有利的是，第一能量吸收元件包括切口，该切口大致平行于相对运动的方向延伸，以用于沿着切口的切口表面与变形元件接合。该切口例如可以是长形孔，其中，在相对运动的执行期间，变形元件使长形孔相对于相对运动的方向大致横向地变宽。此外，有利的是，第一变形元件包括至少一个变形通道，用于沿着变形通道的通道表面与第一能量吸收元件接合，其中，在这种情况下，第一能量吸收元件优选地构造为条状、特别是构造为轨道，其优选地具有相对于内壳管的外侧表面在径向方向上与内壳管间隔开的部分，并且其中，在相对运动的执行期间，通过第一变形元件的接合而在该部分中实现塑性变形。

此外，有利的是，第一能量吸收元件包括用于相对于相对运动的方向横向地绕着至少一个弯曲轴线弯曲的弯曲元件，其中，特别是通过变形元件(变形构件)与弯曲元件的接合来在相对运动的执行期间提供该弯曲。此外，有利的是，第一能量吸收元件包括弯曲线和/或弯曲条和/或弯曲撕裂片。

关于转向柱，该目的通过以下事实实现：转向柱包括如本发明的至少一个能量吸收装置，其中，第一部件包括外壳单元，而第二部件包括内壳管，其中，能量吸收装置有效地连接至外壳单元并且有效地连接至内壳管。因此，在根据本发明的转向柱中，根据本发明的能量吸收装置例如布置在内壳管与外壳单元之间，结果是当通过将第一锁紧元件在碰撞情况下布置在释放位置中来执行相对运动时，第一能量吸收元件位于这两个部件之间的力流中。此外，如果例如第一锁紧元件在前述的第一接合部分中接合到内壳管和/或第一能量吸收元件和/或变形构件的开口和/或切口中，并且在前述第二接合部分中接合到外壳单元的开口和/或切口中、例如接合到锁紧装置的开口和/或调节单元的开口中，也就是说将锁紧元件布置在阻挡位置，则相对运动被阻止。此外，例如，当第一锁紧元件在前述第一接合部分中仅布置在外壳单元中、特别是在前述锁紧装置和/或调节单元中时，即当第一锁紧元件布置在释放位置时，允许执行相对运动。此外，在根据本发明的转向柱中，根据本发明的能量吸收装置例如通过第一能量吸收元件有效地连接至内壳管和/或通过前述锁紧装置和/或调节单元和/或通过根据前述实施方式的变形元件有效地连接至外壳单元。换句话说，根据本发明的转向柱的外壳单元可以替代性地或附加地包括前述锁紧装置和/或调节单元，从而以有利的方式提供了可调节的转向柱。鉴于前述内容，根据本发明的转向柱是有利的，因为内壳管或转向主轴处于正常操作状态、即例如在转向主轴的转向期间，内壳管与外壳单元之间的相对运动的执行被阻止，而在碰撞情况下和/或在与碰撞情况相关的事件的情况下，允许执行相对运动以通过第一能量吸收元件吸收能量。换句话说，转向柱的操作舒适性和安全性——两个通常矛盾的因素——令人惊讶地同时得到了改善。

最后，关于用于在碰撞情况下操作机动车辆的转向柱的方法，该目的通过执行至少以下方法步骤这一事实来实现：a)检测是否存在碰撞情况和/或与碰撞情况相关的碰撞事件；b)如果未检测到碰撞情况和/或碰撞事件，则锁定转向柱的至少两个部件之间的相对运动；c)如果检测到碰撞情况和/或碰撞事件，则允许相对运动；d)吸收在在步骤c)中的碰撞情况下产生的碰撞能量。因此，在步骤a)中检测是否发生了碰撞情况、例如与另一车辆或另一物体的碰撞，和/或是否发生了与碰撞情况相关的事件、例如安全气囊的触发/激活、特别是安全气囊的点火。如果不是这种情况，则处于正常操作状态，结果是，在步骤b)中，部件、例如两个部件、特别是前述内壳管(第一部件)与前述外壳单元(第二部件)之间的相对运动被阻止，从而有利于操作舒适性。相比之下，如果检测到碰撞情况和/或与碰撞情况相关的事件，则在步骤c)中允许该相对运动，结果是，根据步骤d)，碰撞能量在此被吸收，从而有利于安全性。

根据本发明的方法的优选实施方式，在步骤b)中，将锁紧元件保持在阻止相对运动的阻挡位置，并且在步骤c)中，将锁紧元件移动到允许相对运动的释放位置中。其优点在于，可以在阻止相对运动、即提供所期望的操作舒适性的状态与使得能够进行相对运动、即在碰撞情况下提供所期望的安全性的状态之间离散切换，从而避免了在能量吸收期间出现不期望的力峰值。

根据在此方面改进的根据本发明的方法的实施方式，在步骤c)中，将锁紧元件移动到释放位置中。其优点在于，在步骤c)和步骤d)中，在不通过与转向柱的部件碰撞而破坏锁紧元件的情况下发生了能量吸收，结果是由此完全或实际上完全避免了在能量吸收期间出现不期望的力峰值。

根据本发明的方法的优选实施方式，在步骤c)中，在经过预定时间段之后允许相对运动。因此，步骤c)不是在步骤a)或碰撞事件或与碰撞事件相关的事件的检测之后直接执行，而是仅在根据安全气囊的检测、即例如点火所计算出的时间段到期之后才执行。因此，在通过实现相对运动而发生能量吸收之前，安全气囊在碰撞情况下可以首先以一定程度展开，从而在碰撞情况下额外地提高了车辆驾驶员的安全性。

根据本发明的方法的优选实施方式，在步骤d)中，至少一个能量吸收元件塑性变形。这是有利的，因为由此提供了特别高的能量吸收，从而有利于车辆驾驶员的安全。

如果在步骤c)中点燃热电推进剂装料，则还可以进一步改进根据本发明的方法。其优点是，特别是通过提供了用于锁紧元件的运动能量的热电推进剂装料，特别快速地提供了相对运动并因此提供了能量吸收，结果是，在步骤c)中，当检测到碰撞情况和/或与碰撞情况相关的事件时，可选地直接在步骤a)中的检测之后或者从步骤a)中的检测开始之后的预定时间段、例如安全气囊的点火到期之后，将锁紧元件移动到释放位置中。

如果在步骤c)中激活了磁力、特别是提升磁体的磁力，则根据本发明的方法以替代性的方式得到改进。这是有利的，因为确保了对相对运动的启用的精确控制，例如，因为电磁铁在电流绕其流动的状态下为锁紧元件提供了运动能量，结果是，在步骤c中)，当检测到碰撞情况和/或与碰撞情况相关的事件时，可选地直接在步骤a)中的检测之后，或者从步骤a)中的检测开始之后的预定时间段、例如安全气囊的点火到期之后，将锁紧元件移动到释放位置中。

附图说明

将参照附图在优选实施方式中以示例的方式描述本发明，其中，从附图的图示中可以看出其他有利的细节。

在功能上相同的部件在此设有相同的附图标记。

具体地，在附图的图示中：

图1：示出了根据本发明的第一实施方式的转向柱的立体图，该转向柱具有根据本发明的第一实施方式的内壳管、外壳单元和锁紧装置，并且还具有根据本发明的第一实施方式的能量吸收装置；

图2：示出了各自如图1所示的内壳管以及转向柱的根据本发明的锁紧装置和能量吸收装置的一部分的立体细节图；

图3：以分解图示出了如图2所示的根据本发明的能量吸收装置，并且以相应的立体图示出了如图2所示的内壳管；

图4：从右后方倾斜地示出了根据本发明的如图2所示的能量吸收装置的立体图；

图5：示出了如图1所示的根据本发明的转向柱的纵向截面图；

图6：示出了如图5所示的根据本发明的锁紧元件和能量吸收装置的驱动器的纵向截面的放大细节图，其中，锁紧元件在此布置在阻挡位置中，以用于阻止内壳管与外壳单元之间的相对运动；

图7：示出了如图5所示的根据本发明的锁紧元件和能量吸收装置的驱动器的纵向截面的放大细节图，其中，与图5或图6中的视图不同，此处锁紧元件布置在释放位置中，以允许内壳管与外壳单元之间的相对运动；

图8：示出了根据本发明的第二实施方式的能量吸收装置以及根据第二实施方式的根据本发明的转向柱的内壳管的分解图；

图9：示出根据本发明的第三实施方式的转向柱的立体图，该转向柱具有马达驱动的调节单元；以及

图10：示出了图9中的转向柱的立体图，其中没有外壳单元和支架。

具体实施方式

图1以从后方(相对于未示出的机动车辆的行进方向)倾斜的立体图示意性地示出了根据本发明的转向柱1。转向柱1可以通过设计为焊接部件的多部分式支架2紧固至机动车辆的车身(未示出)。支架2包括用于连接至车身的紧固装置21。此外，侧颊板22和侧颊板23从支架2延伸。转向主轴30安装在内壳管31中，以能够绕纵向轴线L旋转，其中，方向盘(未示出)可以在后端部32处装配至转向主轴30。转向主轴30的前端部可以连接至转向轴的万向节(未示出)，该万向节可以连接至转向机构的输出轴(未示出)。内壳管31被保持在外壳单元33的容置部中，该容置部在纵向方向L上是连续的。

转向柱1的锁紧装置4可以通过夹紧杆41的手动致动而选择性地进入到固定位置(锁定位置、关闭状态)或释放位置(打开状态)中。此处，在释放位置，内壳管31能够以伸缩的方式在外壳单元33内移位以用于沿纵向轴线L的方向纵向调节，并且外壳单元33能够在高度方向H上相对于支架2沿箭头方向上下调节。在固定位置，不仅内壳管31在长度方向上、即在纵向轴线L的方向上被固定，而且外壳单元33也在高度方向H上被固定。固定位置对应于转向柱1的正常操作，其中确保了所设定的方向盘位置不会由于通过方向盘惯常作用在转向主轴30上的力而改变。

锁紧装置4包括夹紧螺栓42，该夹紧螺栓42以旋转锁定的方式连接至夹紧杆41，并且该夹紧螺栓42穿过在相互相对的侧颊板22、23中的长形孔43相对于纵向轴线L横向地引导。两个侧颊板22、23通过本身已知的夹紧机构在夹紧螺栓42的旋转期间相对于彼此移动，并且外壳单元33的布置在所述颊板之间的区域以力配合的方式被牢固地夹紧。因此，在支架2的侧颊板22、23的所描述的支撑期间，外壳单元33相对于纵向轴线L横向地压缩，从而设定了固定位置，其中，内壳管31以力配合的方式牢固地夹紧在外壳单元33中。夹紧机构可以优选地具有两个提升盘411、412，所述两个提升盘411、412借助于夹紧杆41相对于彼此旋转。第一提升盘411以旋转锁定的方式连接至夹紧杆41并且被设计为凸轮盘。第二提升盘412被设计为链接盘并且具有供第一提升盘411滑动的滑道。第二提升盘412以旋转锁定的方式保持在支架2上。另外，也可以在提升盘之间布置呈球或滚子形式的滚动体。

替代性地，可以在提升盘之间布置至少两个倾斜销，所述至少两个倾斜销可以通过提升盘相对于彼此的旋转而在延伸位置与倾斜位置之间来回移动。这种夹紧机构也被称为倾斜销夹紧系统。

能量吸收装置5布置在内壳管31与外壳单元33之间。能量吸收装置5包括变形轨道52，能量吸收装置5经由该变形轨道52通过紧固装置51紧固至内壳管31。此外，能量吸收装置5包括：热电开关53、即包括热电推进剂装料的装置，其在点火时将运动机构(未详细示出)设置成处于运行中；以及接合部54，该接合部54通过设计为压紧装置的夹紧件55连接至变形轨道52。

根据图2的能量吸收装置5和内壳管31的立体细节图表明了，能量吸收装置5还包括与变形轨道52接合并连接至接合部54的变形构件56。如果通过旋转夹紧螺栓42使锁紧装置4进入到如上所述的固定位置中，则同时将锁紧装置4的锁紧部46通过带齿部分47压靠在能量吸收装置5的接合部54的带齿部分57上，由此，这些部分47和57的齿部保持形状配合接合。借助于相对于纵向轴线L横向延伸的相互接合的齿，锁紧部46和变形构件56通过接合部54以形状配合的方式彼此连接而在纵向方向L上处于固定位置中。

图3和图4的详细附图还表明了，能量吸收装置5的热电开关53包括阻挡螺栓58，该阻挡螺栓58在致动热电开关53、即由此点燃掺入的推进剂装料时，从阻挡位置相对于内壳管31沿径向方向、即沿方向R向外移动到释放位置中，在阻挡位置中，阻挡螺栓58接合到变形构件56的开口59中并且接合到变形轨道52的开口60中。在释放位置中，阻挡螺栓58仅仅是仍布置在开口59中，而不再布置在开口60中。因此，在锁紧装置4的固定位置中，固定地连接至变形轨道52的内壳管30相对于联接至变形构件的外壳单元33的相对运动不再被阻挡螺栓58所阻止，结果是如果热电开关已经被致动，则变形构件56与内壳管30一起沿着变形轨道52沿方向V滑动到外壳单元33中。

在图4中变得清楚的是，变形轨道52随后通过变形构件56在方向V上的运动而塑性变形并且因此吸收能量，因为变形构件53在通道62中具有彼此相对的凸出部61，其中，凸出部61首先接合到变形轨道52的相应的切口中。在沿着方向V观察的方向上，清楚的是，变形轨道52相对于方向V在横向上的尺寸大于由凸出部限定的通道62的内部尺寸，结果是变形轨道52在变形轨道52的前述切口开始沿方向V移动期间通过变形构件56塑性变形，因为变形构件在变形通道62的区域中具有高于变形轨道52的强度。当从图4中所示的变形构件58的起始位置观察时，变形轨道52的前述尺寸在预定变形路径65的在楔形部分63和64中的端部处从部分63到部分64以逐步的方式增加，使得变形构件56沿着方向V的进一步运动相应地以逐步的方式被抑制。在执行变形构件56的所描述的运动期间，夹紧件55通过克服普遍存在于夹紧件55与变形轨道52之间的夹紧力、借助于与变形构件56伴随移动的接合部54而被推开。

在图4的图示中清楚的是，变形轨道52在紧固装置51之间沿方向R弯曲，结果是变形路径65在变形轨道52紧固在内壳管31上的状态下平行于轴线L延伸，结果是变形构件56的通道62在变形路径65的区域中部分地封围了变形轨道52，如图所示。为此，变形轨道52具有突出部66，在执行所描述的沿方向V的变形运动期间突出部66使变形轨道52在方向R上保持稳定，结果是避免或至少阻止了变形轨道52沿方向R和/或沿相反方向的变形。另外，突出部66相对于由锁紧装置4经由锁紧部46引入的夹紧力在方向R上使变形轨道54保持稳定。突出部66和变形轨道52优选地是一件式整体部件。

借助于图6的详细视图，从图5中的转向柱1的截面图中清楚的是，除了由锁紧装置4在锁紧装置4被如上所述地夹紧使得锁紧部46接合到接合部54中的情况下所施加的夹紧力之外，阻挡螺栓58也通过以下方式阻止了内壳管31与外壳单元33之间的相对运动：通过将阻挡螺栓58布置成处于所示的阻挡位置、即布置在开口59和60中以及如图5中所示布置在内壳管31的开口67中。

相比之下，如果如图7中所示，通过点燃位于腔室68中的热电推进剂装料，使阻挡螺栓58沿方向R移动，则将阻挡螺栓58布置在内壳管31或开口67的外部，从而使内壳管31与安装有热电开关53的外壳单元33之间的相对运动在碰撞情况下通过相应地激活热电开关53而被允许，在这种情况下，内壳管31之后与方向V相反地移位，其中，变形轨道52被沿方向V拉动穿过变形构件56的通道62以用于能量吸收。

图8示出了根据第二实施方式的根据本发明的能量吸收装置70以及作为根据第二优选实施方式的转向柱71的部件的转向主轴300和内壳管310的立体图。

能量吸收装置70包括接合部470，该接合部470与接合部54一样可以与构造成类似于锁紧装置4的锁紧装置接合，从而使内壳管310相对于外壳单元锁紧，也就是说使内壳管310以形状配合的方式在纵向方向L上的固定位置中连接至锁紧装置。

接合部470具有驱动器元件476，该驱动器元件476与能量吸收装置70的弯曲元件560接合在弯曲元件560的钩部564的区域中并且在碰撞情况下用作变形构件。能量吸收装置70还包括连接部480，该连接部480通过凹槽485接合或突出到接合部分470的设计为突出部的榫头475中。连接部480具有驱动器元件486，该驱动器元件486与能量吸收装置70的弯曲元件540接合在弯曲元件560的钩部544的区域中并且在碰撞情况下用作变形构件。

在能量吸收装置70的保持轮廓件510上安装有接合部470和连接部480，使得驱动器元件476和486通过槽520接合到弯曲元件540和560的接合开口545和565中。因此，在设计为保持轮廓件的壳体510的槽520中沿平行于纵向轴线L的纵向方向引导的接合部470可以通过驱动器元件476接合超过弯曲元件560的钩部564并且使弯曲元件560在碰撞情况下弯曲、即塑性变形。相应地，在保持轮廓件510的槽520中沿平行于纵向轴线L的纵向方向引导的连接部480可以通过驱动器元件486接合在弯曲元件540的钩部544后方并且使弯曲元件540在碰撞情况下弯曲、即塑性变形。

在保持轮廓件510中，布置有能量吸收装置70的C形内部轮廓件530，该C形内部轮廓件沿纵向方向L延伸并且向外敞开、即朝向保持轮廓件510敞开。内部轮廓件530可以例如通过焊接固定地连接至内壳管310，并且内部轮廓件530可以由弹簧钢板形成。在内部轮廓件530中，当沿纵向方向观察时，弯曲元件540和560相对于彼此在纵向方向上间隔设置。此处，保持轮廓件510例如通过激光焊接借助于形状配合元件510a固定地连接至内壳管310，该形状配合元件510a接合到内壳管31中的相应的容纳开口310a中。

能量吸收装置70还包括联接装置600。联接装置600包括安装在热电开关620上的销形联接元件610。在触发或致动热电开关620时，热电推进剂装料被点燃，联接元件610由此沿其轴向方向、沿致动器620的方向、即沿图8中的向下方向移动。

热电开关620紧固至接合部470，其中，联接元件610穿过相对于纵向轴线L横向延伸的形状配合开口472并且还穿过连接部480中的与形状配合开口472同轴地形成的形状配合开口482。因此，实现了也称为连接状态的联接状态，其中，接合部470通过联接装置600在纵向方向上连接至连接部480。因此，在碰撞情况下，在通过锁紧部(此处未示出)引入力时，接合部470和连接部480在纵向方向上共同运动，结果是两个弯曲元件540和560通过驱动元件476和486的相应运动而塑性变形，以用于能量吸收。相比之下，如果热电开关620被致动，则仅驱动器元件476或接合部470在没有连接部480的情况下沿纵向方向移动，从而仅导致在弯曲元件560中塑性变形。

类似于根据第一实施方式的转向柱1和能量吸收装置5，当阻挡螺栓474接合到接合部473的开口473以及内部轮廓件530的至少一个开口473a中时，所描述的相对运动的进行在连接部482的联接入和联接出状态下、即在转向柱的正常操作状态下都被能量吸收装置70的阻挡螺栓474所阻止。如果热电开关630类似于根据本发明的能量吸收装置5的根据第一实施方式的热电开关53地被致动，则阻挡螺栓474根据碰撞情况和/或安全气囊的点火而沿方向R移动，结果是允许内壳管310相对于外壳单元、接合部470之间的相对运动以及根据联接元件610的位置来允许内壳管310与连接部480之间的相对运动，并且因此通过弯曲元件540和560启动能量吸收，该能量吸收可以由联接装置600选择性地设定。

图9以从后方(相对于未示出的机动车辆的行进方向)倾斜的立体图示意性地示出了根据本发明的转向柱700。转向柱700可以借助于支架710紧固至机动车辆的车身(未示出)。转向主轴720安装在内壳管730中，以能够绕纵向轴线L旋转，其中，方向盘(未示出)可以在后端部740处配装至转向主轴720。内壳管730布置在外壳单元740的容置部中，所述容置部在纵向方向上是连续的，并且所述容置部可以在纵向方向L上以伸缩的方式缩回和伸出。从图10的带有支架710和外壳单元740的图示中清楚可见，外壳单元740包括用于执行该轴向调节运动的电动马达致动驱动器760。该驱动器包括主轴750和电动马达770，该主轴750平行于纵向轴线L布置并且在一个端部处通过保持器780连接至接合部777并且因此以旋转固定的方式连接至内壳管730。由电动马达770产生的旋转运动经由致动驱动器740的传动机构(此处未更详细地示出)传递至与主轴螺母接合的主轴750，其中，主轴螺母以旋转固定的方式容纳在保持器780中。主轴750的旋转致使主轴螺母785沿纵向轴线L的方向平移，并因此使保持器780和内壳管沿纵向轴线L的方向平移。

转向柱700还包括能量吸收装置780，该能量吸收装置780构造成类似于图8的能量吸收装置70并且因此有效地连接至类似于内壳管310的内壳管730。也就是说，能量吸收装置780的热电开关790的致动致使阻挡螺栓(此处未更详细地示出)移动到释放位置中，从而在发生碰撞的情况下，内壳管730相对于接合部777和外壳单元740平行于纵向方向L移动并借助于弯曲元件吸收能量，这些弯曲元件在此处未更详细地示出，但是这些弯曲元件可以如图8的弯曲元件那样构造并且与接合部777接合。相比之下，在阻挡位置，阻挡螺栓(此处未示出)接合到内壳管730的开口(此处未示出)中，从而在轴向调节期间承受轴向载荷的情况下，相对运动被阻挡螺栓阻止。热电开关790通过电缆791连接至用于产生电接触的插头792。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的转向柱（1、71、700）的能量吸收装置，所述能量吸收装置包括至少一个第一能量吸收元件（52、540、560）和至少一个锁紧元件（58、474），所述至少一个第一能量吸收元件（52、540、560）用于在碰撞情况下借助于所述转向柱（1、71、700）的至少两个部件之间的相对运动来吸收能量，所述至少一个锁紧元件（58、474）用于布置在阻挡位置来阻止所述相对运动，其特征在于，第一锁紧元件（58、474）能够从所述阻挡位置移动到释放位置以允许所述相对运动；在所述阻挡位置，所述第一能量吸收元件（52、540、560）没有被激活以用于能量吸收，而在所述释放位置所述第一能量吸收元件（52、540、560）由于所述两个部件之间的相对运动而产生变形。

2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，在所述阻挡位置，所述第一锁紧元件（58、474）具有阻挡结构，并且在所述释放位置，所述第一锁紧元件（58、474）具有释放结构，其中，所述释放结构和所述阻挡结构是相同的。

3.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，所述能量吸收装置包括驱动器（53、630、790），所述驱动器（53、630、790）用于将所述第一锁紧元件从所述阻挡位置移动到所述释放位置中。

4.根据前述权利要求3所述的能量吸收装置，其特征在于，所述驱动器（53、630、790）包括热电推进剂装料。

5.根据前述权利要求3所述的能量吸收装置，其特征在于，所述驱动器（53、630、790）包括磁致动器。

6.根据前述权利要求3-5中的一项所述的能量吸收装置，其特征在于，所述驱动器（53、630、790）构造成根据所述碰撞情况和/或与所述碰撞情况相关的事件而移动所述第一锁紧元件（58、474）。

7.根据前述权利要求1-5中的一项所述的能量吸收装置，其特征在于，所述能量吸收装置包括至少一个第一变形元件（56、476、486），所述至少一个第一变形元件（56、476、486）用于通过塑性变形使所述第一能量吸收元件（52、540、560）变形。

8.一种用于机动车辆的转向柱，所述转向柱包括内壳管（31、310、730）和外壳单元（33、740），在所述内壳管（31、310、730）中以能够旋转的方式安装有转向主轴（30、300、720），所述内壳管（31、310、730）保持在所述外壳单元（33、740）中，其特征在于，所述转向柱包括根据前述权利要求1-7中的一项所述的至少一个能量吸收装置（5、70、780），其中，第一部件包括所述外壳单元（33、740），并且第二部件包括所述内壳管（31、310、730），其中，所述能量吸收装置有效地连接至所述外壳单元（33、740）并且有效地连接至所述内壳管（31、310、730）。

9.一种用于在碰撞情况下操作根据权利要求8所述的机动车辆的转向柱（1、71、700）的方法，其中，至少有以下方法步骤被执行：

a）检测是否存在所述碰撞情况和/或与所述碰撞情况相关的碰撞事件；

b）如果未检测到所述碰撞情况和/或所述碰撞事件，则阻止所述转向柱（1、71、700）的至少两个部件之间的相对运动；

c）如果检测到所述碰撞情况和/或所述碰撞事件，则允许所述相对运动；

d）吸收在步骤c）中的所述碰撞情况下产生的碰撞能量。

10.根据前述权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤b）中，锁紧元件（58、474）保持在阻止所述相对运动的阻挡位置中，并且在步骤c）中，所述锁紧元件（58、474）移动到允许所述相对运动的释放位置中。

11.根据前述权利要求9-10中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，所述锁紧元件（58、474）移动到所述释放位置中。

12.根据前述权利要求9-10中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，在经过预定时间段后允许所述相对运动。

13.根据前述权利要求9-10中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤d）中，至少一个能量吸收元件（52、540、560）发生塑性变形。

14.根据前述权利要求9-10中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，热电推进剂装料被点燃。

15.根据前述权利要求9-10中的一项所述的方法，其特征在于，在步骤c）中，磁力被激活。

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