CN113454350A - 用于机动车辆的转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1)，该转向柱(1)具有碰撞装置，该碰撞装置包括具有相互面对的表面(58、78)的至少两个部件(51、7)，所述至少两个部件(51、7)借助于剪切元件(8)彼此连接，该剪切元件(8)布置在至少部分地穿过部件(51、7)的开口(9)中，使得如果部件(51、7)相对于彼此移动，则剪切元件(8)断成两部分。根据本发明，开口(9)在界定表面(58、78)中的一个表面的至少一个边缘区域中具有加宽部分(91)，该加宽部分(91)至少在部分周向的区域上延伸并且朝向相应的另一表面(58、78)敞开以提供改进的预定的断裂连接。

Description

用于机动车辆的转向柱

现有技术

本发明涉及用于机动车辆的转向柱，该转向柱具有碰撞装置，该碰撞装置包括具有相互面对的表面的至少两个部件，其中，所述至少两个部件借助于剪切元件彼此连接，该剪切元件布置在至少部分地穿过部件的开口中，使得如果部件相对于彼此移动，则剪切元件断成两部分。

在现有技术的各种实施方式中已知用于使方向盘位置适应机动车辆的驾驶员的就座位置的这种转向柱。在通用的转向柱中，附接至转向主轴的后端部的方向盘可以通过在转向主轴纵向轴线的方向上的纵向调节来定位在车辆内部的纵向方向上。

纵向可调节性通过使内护套管——内护套管也被称为内部护套管或简称为护套管并且转向主轴以可旋转的方式安装在内护套管中——能够相对于外护套单元——外护套单元也被称为外部护套单元或简称为护套单元——在纵向轴线的方向、即纵向方向上以套叠伸缩的方式进行调节来实现。

作为用于在车辆碰撞中、在驾驶员以高速撞击方向盘的所谓的碰撞的情况下提高乘员安全性的有效措施，已知的是，将转向柱设计成当在方向盘上施加超过仅在碰撞的情况下才存在的极限值的力、即所谓的碰撞力时能够在纵向方向上套叠伸缩和/或横向于纵向方向在竖向方向上套叠伸缩。作为结果，在发生碰撞的情况下方向盘可以偏转，由此可以防止对乘员的伤害。

为了确保对撞击方向盘的身体的受控制动，还可以在转向柱的两个部件——所述两个部件在转向柱套叠伸缩时相对于彼此移动——之间例如在外护套单元与内护套管之间或分别连接至外护套单元和内护套管的部件之间和/或在支承转向主轴的调节单元与用于连接至车辆车身的支承单元之间或分别连接至调节单元和支承单元的部件之间联接有能量吸收装置。该能量吸收装置能够例如通过将撕裂片撕开或使长形弯曲元件、即弯曲线或弯曲条扭曲而将引入的动能转换为一个或更多个能量吸收元件的塑性变形。

在碰撞的情况下能够相对于彼此移动的部件经由预定的断裂元件连接在一起，该断裂元件在正常操作中吸收作用在方向盘上的力并且防止转向柱套叠伸缩以及对可选地存在的能量吸收装置进行响应。只有当超过预定的极限力时——这在碰撞的情况下发生——预定的断裂元件才会断裂并且释放部件的相对运动，使得转向柱可以套叠伸缩，其中，可选地插入的能量吸收装置可以被启用。

在现有技术中，例如在US 2015/0232117 A1中公开了通过其表面在平行于碰撞的情况下的相对运动的平面、即所谓的剪切平面中彼此抵靠并且由剪切元件保持在一起的两个部件，所述表面朝向彼此定向并且构造为接触表面。剪切元件延伸穿过横向地穿过、优选地垂直于剪切平面穿过部件的开口，并且剪切元件例如由从外部支承在部件上的剪切元件头部例如铆钉头部固定在开口的通道方向上。如果在碰撞的情况下的极限力超过剪切元件的剪切强度，则剪切元件在开口的边缘处的剪切边缘之间相对于剪切平面中的接触表面被剪断，即分成两个单独的剪切元件碎片、简称为碎块或碎片，并且部件能够在剪切平面中相对于彼此滑动。此处的缺点在于，因此松散的剪切元件碎片以不受控制的方式从开口向外掉出并且能够在机动车辆的转向柱或乘客舱中自由移动，并且可能扰乱和损害转向柱和能量吸收装置的功能，并且甚至可能导致车辆驾驶员受伤。

鉴于上述问题，本发明的目的是指定一种改进的具有剪切元件的预定断裂连接并提高操作可靠性。

发明内容

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的用于机动车辆的转向柱和根据权利要求10所述的方法来实现。有利的改进方案在从属权利要求中公开。

在一种用于机动车辆的转向柱中，该转向柱具有碰撞装置，该碰撞装置包括具有相互面对的表面的至少两个部件，其中，所述至少两个部件借助于剪切元件彼此连接，该剪切元件布置在至少部分地穿过部件的开口中，使得如果部件相对于彼此移动，则剪切元件断成两部分，根据本发明，设置的是，开口在界定表面的至少一个边缘区域中具有加宽部分，该加宽部分至少在部分周向的区域上延伸并且朝向相应的另一接触表面敞开。

贯通开口延伸穿过借助于剪切元件连接在一起的部件并且由每个部件中的各个单独的开口形成，这些开口至少部分重叠，优选地彼此同轴和/或对准。

表面可以彼此间隔开，优选地，间隔小于5mm。替代性地，可以在表面之间布置中间元件，比如说例如膜、滑动膜等。

优选地，所述表面可以构造为在剪切平面中彼此抵靠的接触表面，其中，开口至少部分地横向于剪切平面穿过两个部件。然后，部件的相对运动作为平行于剪切平面的剪切运动发生。

在其开口边缘上，开口可以在具有至少一个表面或接触表面的过渡处具有剪切边缘，该剪切边缘被构造成通过部件的平行于该表面的相对运动、优选地通过平行于剪切平面的相对剪切运动来剪断剪切元件。根据本发明，在部件中的一个部件上、优选地在两个部件上的至少一个剪切边缘的区域中，开口横截面可以在界定表面和/或接触表面的加宽区域中局部扩大，以形成加宽部分。例如，开口的在开口的内表面与接触表面之间形成的边缘区域中可以构造有至少部分地在开口的圆周部上延伸的凹部或凹陷，使得在加宽部分的区域中，径向方向上的开口横截面在该点处被扩大、即横向于开口的通道方向被扩大。作为结果，在连接状态下，只要剪切元件完好无损，则在加宽部分的区域中在剪切元件与开口的内表面之间形成自由空间。该自由空间——在下文中也被称为变形空间——至少在剪切平面中的一些部段中围绕剪切元件。变形空间可以简单地通过处理接触表面而局部扩大开口横截面来提供。

在部件平行于朝向彼此定向的表面进行相对运动的情况下，部件之间的剪切元件被剪断并断成两部分和/或由此分离、即分成两个剪切元件碎片。

优选地，剪切元件大体上填充开口的通道横截面——开口的通道横截面是除了加宽部分之外的开口横截面——基本完全地填充开口的通道横截面，即具有很小的游隙，换句话说，填充至少95％。在这种情况下，优选地不考虑剪切元件本身中的中空空间。作为结果，在现有技术中，剪切元件在正常连接状态下在剪切平面的区域中抵靠开口的位于开口边缘上的剪切边缘。作为结果，当在碰撞的情况下超过剪切力时，即使在剪切平面中的剪切位移最小的情况下，剪切元件也会被干净而平滑地分离，使得如此形成的剪切元件碎片能够逆着接触表面的法线方向从开口中沿通道方向移出并且从部件向外掉出。

然而，根据本发明，借助于加宽部分，剪切元件的外圆周与开口的内圆周之间的横向于通道方向的间隔可以在剪切边缘的区域中以限定的方式扩大以用于形成变形空间。作为结果，在碰撞的情况下，剪切元件的塑性变形最初发生在表面和/或接触表面/剪切平面的区域中，在所述区域中，剪切元件的材料最初由于横向于通道方向的剪切载荷而流动，并且由此被塑性压入到由加宽部分提供的变形空间中，并且因此至少部分地填充该变形空间。剪切元件仅在加宽部分已经被至少部分地填充之后通过部件的进一步相对运动被剪断。

通过将剪切元件塑性地压入到根据本发明的加宽部分的变形空间中，在剪断过程期间在剪切元件碎片上形成横向于通道方向突出的限定的保持脊。加宽部分被定尺寸成使得在加宽部分的区域中，保持脊在除了加宽部分之外的开口横截面上横向突出，并且因此形成形状配合连接元件，该形状配合连接元件沿通道方向将剪切元件碎片以形状配合的方式与接触表面的法线方向相反地保持在开口中。保持脊形成一种铆钉头部，通过该铆钉头部，在剪切元件被剪断时形成的剪切元件碎片与接触表面的法线方向相反地保持在开口中。作为结果，剪切元件碎片被固定在根据本发明形成的保持脊与远离接触表面支承在外表面上的剪切元件头部之间的部件上，并且不能以不受控的方式从开口中掉出。法线方向是与表面和/或接触表面成直角的方向，并且其方向沿另一表面的方向背离该表面。

根据本发明的加宽部分可以设置在部件中的一个部件的接触表面的区域中或者甚至设置在两个部件的两个相对的接触表面上。可用于形成根据本发明的保持脊的变形空间由剪切元件与加宽部分的内表面之间的自由横截面确定。在表面上和/或在两个接触表面上的加宽部分的构型具有以下优点：在剪断过程期间形成的剪切元件碎片中的每个剪切元件碎片在每种情况下都以形状配合的方式固定至相应的部件。

优选地，开口至少在一些部段中具有大致均匀的通道横截面，该通道横截面在加宽部分的区域中朝向表面和/或接触表面扩大。通道横截面对应于上述在除了加宽部分之外的开口横截面，其优选地基本上被剪切元件填充。为了形成加宽部分，通道横截面可以简单地通过加宽部分扩大。在这种情况下，加宽部分在部件中优选地在开口的长度的部分区域上延伸，当沿横向于剪切平面的开口的通道方向测量时，该开口的长度对应于部件的在其接触表面与外表面之间的厚度。因此，如果最小通道横截面的表面面积比最大通道横截面的表面面积小最多20％，则除了加宽部分之外的通道横截面保持基本相同。

加宽部分的在开口的通道方向上的长度优选地小于部件的在表面和/或接触表面与远离接触表面和/或表面的外表面之间测量的厚度的50％。在接触表面上，加宽部分的出口横截面——其对应于变形空间的横截面并且因此对应于保持脊的横截面——大于最小通道横截面。横截面优选地理解为是指横截面表面面积。

可以设置的是，加宽部分具有倒角和/或倒圆部和/或肩部。作为倒角，开口边缘可以被构造成相对于接触表面是锥形的或倒圆形的。开口的以大致漏斗形的方式朝向接触表面敞开的加宽部分可以借助于锥形倒角构造。

有利的是，倒角与开口的开口轴线围成大于或等于20°、优选地为30°的倒角角度。沿开口的通道方向延伸的轴线被视为开口轴线，该开口轴线优选地平行于接触表面的法线方向。例如，如果开口构造为圆筒形孔，则开口轴线与孔轴线相同。作为结果，确保了可以在相对较短的加宽部分中实现足以形成保持脊以产生可靠的形状配合连接的加宽部分。此外，可以确保在变形空间中可靠地塑性成形以形成保持脊，而不会过早剪断，这是不期望的。

替代性地或附加地，开口边缘可以具有倒圆部。倒圆部可以周向地或至少在一些部段中构造成环形-凸面，即横截面为弓形。弓形倒圆部具有的优点是，当加宽部分被填充时，塑性变形会沿着弯曲部分逐渐发生，并且可以减少可能出现在尖锐边缘上的缺口效应。优选地，倒圆部可以具有大于或等于0.5mm、特别优选地大于或等于1mm的半径。

替代性地或附加地，开口边缘可以具有肩部，该肩部可以构造为至少部分周向的阶梯部。这种阶梯部例如可以通过具有阶梯孔的加宽部分来实现，该阶梯孔结合在接触表面中并且具有更大的直径，即加宽部分直径，该加宽部分直径大于开口横截面，该开口横截面在圆形开口的情况下对应于开口和/或通道直径。

开口可以构造为具有圆形横截面的孔。孔具有孔直径或开口直径，孔直径或开口直径在朝向接触表面的加宽部分中被扩大到相对于孔直径或开口直径的更大的加宽部分直径。例如，孔可以通过锥形倒角以锥式漏斗形的方式加宽。还可以提供由接触表面结合的阶梯孔，其中，在较大的加宽部分直径与孔直径之间形成肩部或阶梯部。适应于孔，剪切元件也可以包括具有剪切元件直径的圆形横截面，使得剪切元件基本上、即大体上以很小的游隙填充孔横截面。

可以设想并且可能的是，为了优化保持脊的形成并且使剪切特性适应彼此抵靠的两个接触表面，可以将不同设计的加宽部分组合在一起，例如在一侧设置锥形开口边缘，而在另一接触表面上设置倒圆形开口边缘。

加宽部分可以在开口的整个圆周部上或在部分周向区域上延伸。优选地，加宽的部分周向区域位于剪切方向、即两个部件的相互剪切运动的方向上。实现了局部的剪切几何形状，这允许剪切力的优化引入。

优选地，剪切元件可以构造为铆钉。铆钉可以构造为例如实心铆钉、中空铆钉或管状铆钉、半中空铆钉、扣环铆钉等，其中，铆钉头部塑性成形在铆钉轴上，铆钉轴穿过开口并在两侧穿出两个部件，所述铆钉头部在每种情况下均沿开口的通道方向以形状配合的方式支承在部件的外表面上。优选地，铆钉具有与圆形开口横截面相适应的圆形铆钉横截面。由于铆钉至少在剪切平面的区域中具有限定的实心或中空横截面——其由具有比两个部件中的至少一个部件的材料强度更低的限定的剪切强度的材料构成——因此剪切连接件的断开或松脱行为可以以限定的方式预先确定。

可能有利的是，一个部件连接至以可旋转的方式安装转向主轴的护套单元，并且另一部件连接至支承护套单元并且能够连接至机动车辆的车身的支承单元。例如，一个部件可以连接至护套管，在碰撞的情况下，护套管能够相对于另一部件在转向柱的纵向轴线——转向轴能够围绕该纵向轴线旋转——的方向上套叠伸缩，另一部件又连接至在纵向方向上直接或间接地支承在机动车辆的车身上的护套单元或支承单元。

有利的是，剪切元件至少在剪切平面的区域中由下述材料构成：该材料具有比部件中的至少一个部件的材料更低的强度，优选地具有比部件的材料更低的强度。如果部件由例如钢制成，则剪切元件可以由例如铝、有色金属、塑料等制成。如果其他材料被用于这些部件，则剪切元件的剪切强度可以与其相适应，以便确保在碰撞的情况下剪切元件可靠地分离，并且在剪断过程期间不会对部件造成损坏。

本发明的有利实施方式设置的是，在部件之间布置有能量吸收元件。在这种布置中，剪切元件形成预定的断裂元件，该断裂元件相对于在碰撞的情况下的剪切运动的方向上的力传递平行于至少一个能量吸收元件布置，并且确保在正常操作中，发生在两个部件之间的力被吸收并且不能作用在能量吸收元件上。剪切元件被剪断并且释放两个部件的相对运动，使得一个或多个能量吸收元件可以仅在超过预定极限力时——这发生在碰撞的情况下——变形以吸收动能。能量吸收元件可以插入和支承在例如外护套单元与内护套管之间，使得在碰撞的情况下，在剪切元件被剪断之后，转向柱的制动套叠伸缩是可能的。例如，在现有技术中，弯曲片和/或撕裂片、夹紧元件、分离元件或膨胀元件在许多不同的实施方式中被称为能量吸收元件，其允许经由预定的变形路径将动能转换为塑性变形功。相对于根据本发明的设计，变形路径在剪切方向上延伸，例如在可套叠伸缩的转向柱装置的纵向方向上延伸。

本发明还涉及一种用于操作机动车辆所用的转向柱的方法，该转向柱具有碰撞装置，该碰撞装置具有至少两个部件，所述两个部件具有相互面对的表面并且借助于剪切元件彼此连接，该剪切元件布置在开口中，该开口至少部分地穿过两个部件并且在具有至少一个表面的过渡处具有剪切边缘，其中，当超过作用在部件之间的预定的碰撞力时，剪切元件被剪断并分成两个剪切元件碎片，其中，根据本发明提出的是，将剪切元件碎片中的至少一个剪切元件碎片塑性成形到构造在开口的界定接触表面的至少一个边缘区域中的加宽部分中，以形成保持脊，该保持脊产生沿开口的通道方向作用在剪切元件碎片与部件之间的形状配合连接。

优选地，提出了一种用于操作机动车辆所用的转向柱的方法，该转向柱具有碰撞装置，该碰撞装置具有两个部件，所述两个部件在剪切平面中彼此抵靠在相互面对的接触表面上并且借助于剪切元件连接在一起，该剪切元件布置在开口中，该开口横向于剪切平面穿过两个部件并且在具有至少一个接触表面的过渡处具有剪切边缘，其中，当超过沿剪切平面的方向作用在部件之间的预定碰撞力时，剪切元件被剪断并分成两个剪切元件碎片，其中，根据本发明提出的是，将剪切元件碎片中的至少一个剪切元件碎片塑性成形到构造在开口的界定接触表面的至少一个边缘区域中的加宽部分中，以形成保持脊，该保持脊产生沿开口的通道方向作用在剪切元件碎片与部件之间的形状配合连接。

如上所述，开口在至少一个接触表面上、优选地在两个接触表面上具有加宽部分，该加宽部分至少在部分周向的区域上延伸并且朝向接触表面敞开。在根据本发明的方法中，在碰撞的情况下，在剪切方向上作用在部件之间的动能的一部分首先用于将剪切元件在剪切平面的区域中塑性地压入到在加宽部分的区域中根据本发明形成在加宽部分中的变形空间中。作为结果，保持脊在剪切元件上塑性变形并且在除了加宽部分之外的开口横截面上横向突出。在用于形成保持脊的塑性变形之后或在一些情况下在塑性变形期间，剪切元件在相对于接触表面布置在加宽部分的边缘上的外部的剪切边缘上被剪断。由于根据本发明的加宽部分中的变形，剪切元件碎片中的一个或两个剪切元件碎片具有保持脊，该保持脊确保在通道方向上以形状配合的方式固定至一个或多个部件。

在碰撞的情况下，由于碰撞能量，剪切元件可以借助于根据本发明的加宽部分塑性变形，这允许剪切元件碎片的可靠固定并且因此避免对能量吸收装置的破坏。作为结果，可以提高安全水平。

附图说明

在下文中，参照附图对本发明的有利实施方式进行更详细地描述。详细地：

图1以立体图示出了根据本发明的转向柱，

图2以另一立体图示出了根据图1的转向柱，

图3以分解图示出了根据图1的转向柱的细节图，

图4示出了穿过根据图1至图3的转向柱的横截面，

图5示出了图4的放大细节图，

图6示出了根据本发明的在第一实施方式中的处于正常操作的剪切铆钉连接件在被剪断之前的类似于图4的放大示意图，

图7示出了根据图6的剪切铆钉连接件在被剪断之后的视图，

图8示出了根据本发明的在第二实施方式中的处于正常操作的剪切铆钉连接件在被剪断之前的如图6中的放大示意图，

图9示出了根据图8的剪切铆钉连接件在被剪断之后的视图，

图10示出了根据本发明的在第三实施方式中的剪切铆钉连接件的如图6中的放大示意图，

图11示出了根据本发明的在第四实施方式中的剪切铆钉连接件的如图6中的放大示意图，

图12示出了根据本发明的在第五实施方式中的剪切铆钉连接件的如图6中的放大示意图，

图13示出了在第一实施方式中沿开口的通道方向观察的接触表面的示意图，

图14示出了在第一实施方式中沿开口的通道方向观察的接触表面的示意图。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部件总是设置有相同的附图标记，并且因此相同的部件通常在每种情况下也将仅被引用和/或提及一次。

图1以从后方(相对于未示出的机动车辆的行驶方向)倾斜观察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可以借助于支承单元(托架)2紧固至未示出的机动车辆的车身。支承单元2包括用于连接至车身的紧固装置21，例如紧固开口。

转向主轴30围绕其在纵向方向上延伸的纵向轴线L以可旋转的方式安装在内护套管31——也被称为内部护套管或护套管31——中。在转向主轴30上的后部处构造有用于紧固未示出的方向盘的紧固部分32。内护套管31在外护套单元33——也被称为外部护套单元33或简称为护套单元33——中保持成能够以套叠伸缩的方式沿纵向方向移位，如平行于纵向轴线L的双箭头所指示的。

机动调节驱动器4包括具有电动马达的电驱动单元41，该电驱动单元41借助于U形支承部件44沿纵向方向支承在外护套单元33上，并且通过该电驱动单元41，大致沿纵向方向延伸的螺纹主轴(主轴)42能够以可旋转的方式驱动，所述螺纹主轴旋入到主轴螺母43中，该主轴螺母43在相对于螺纹主轴的旋转方面固定地布置并且经由支承元件45沿纵向方向支承在内护套管31上。作为结果，实现了所谓的旋转式主轴驱动器，其中，通过借助于驱动单元41以可旋转的方式驱动螺纹主轴42，驱动单元41与主轴螺母43之间的在纵向方向上的间隔是可调节的。通过启用驱动单元41，内护套管31可以相对于外护套单元33缩回或伸出，以用于使转向柱1以套叠伸缩的方式进行纵向调节，如双箭头所指示的。

在外护套单元33与内护套管31之间布置有能量吸收装置5，所述能量吸收装置将在下文中进行更详细描述。该能量吸收装置能够在图2中被识别，在图2中，为了更清楚起见，在如图1中的相同的立体图中省略了支承单元2和外护套单元33。图3示出了图2的布置结构的横向于纵向轴线L分解的分解图。

能量吸收装置5包括呈具有大致矩形横截面的C形导轨的形式的壳体51、也被称为保持型材51，其固定地连接至内护套管31并且沿纵向方向延伸，其中，开口横截面朝向内护套管31的外部面定向。借助于接合在内部护套管31中的对应的接纳开口310中的形状配合连接元件510，壳体51例如借助于激光焊接而固定地连接至护套管31。壳体51在其径向向外定向的外部面上具有平行于纵向轴线L延伸的槽52。

在壳体51中布置有沿纵向方向间隔开的第一能量吸收元件54和第二能量吸收元件56，第一能量吸收元件54和第二能量吸收元件56在每种情况下被设计为具有第一肢部的U形弯曲线和/或弯曲条，第一肢部经由向后弯曲大致180°的部分连接至第二肢部。在每种情况下，在第二肢部的端部处构造有驱动钩状部544和/或564。在每种情况下，能量吸收元件54和56通过其第一肢部与纵向方向相反地抵靠抵接部546和/或566支承，这些抵接部546和/或566向内突出到壳体51的横截面中并且在每种情况下形成纵向方向上的止挡部。

能量吸收元件54和56可以构造为冲压部件，使得确保成本有效的生产。

壳体51在本发明的上下文中形成第一部件，其固定地连接至内护套管31。壳体51具有相对于内护套管31的平行于纵向轴线L的外接触表面58，该外接触表面58在图3中面向观察者。

承载板7具有接触表面78，该接触表面78平行于接触表面58并且在安装状态下在剪切平面S中平靠于壳体51的接触表面58，如下面更详细描述的。

主轴螺母43经由支承元件45连接至承载板7并且在纵向方向上被支承。

第一联接元件60在纵向方向上被固定地支承在承载板7上并且延伸穿过槽52并且连接至能量吸收元件56的驱动钩状部564。

第二联接元件61可以借助于固定地连接至承载板7的热电致动器62穿过槽52联接至能量吸收元件54的驱动钩状部544。

形成根据本发明的剪切元件的剪切铆钉8被导引穿过开口9，该开口9横向于纵向轴线L穿过承载板7和壳体51并且该开口9在示例中构造为具有圆形通道横截面且具有孔轴线B的孔。在正常操作中，承载板7通过剪切铆钉8连接至壳体51，其中，接触表面58和78在剪切平面S中彼此抵靠，如在图4、图5、图6、图8、图10、图11和图12的横截面图中可以识别的。

图5示出了图4的整个横截面的放大部分。在图6至图12中，仅示意性地示出了对本发明而言必不可少的元件，即剪切铆钉8、承载板7和壳体51。

剪切铆钉8具有铆钉轴81——也被简称为轴——该铆钉轴81延伸穿过开口9，并且该铆钉轴81具有大致填充开口横截面的圆筒形铆钉横截面，使得在铆钉轴81与开口9的内表面之间仅存在很小的游隙，该游隙仅是铆钉轴直径和/或开口直径的一小部分。

借助于第一铆钉头部82，剪切铆钉8抵靠壳体51的远离接触表面58的外表面59向外支承，并且借助于第二铆钉头部83，剪切铆钉从外部抵靠承载板7的远离接触表面78的外表面79支承。壳体51的接触表面58和承载板7的接触表面78借助于剪切铆钉8在剪切平面中相对于彼此支撑。

剪切铆钉8可以设计为如图6至图11中示出的中空铆钉或半中空铆钉，或者甚至如图12中示出的实心铆钉。

在图6中示出的实施方式中，壳体51中的开口9在界定接触表面58的至少一个边缘区域中具有圆周倒角，以便形成朝向接触表面敞开的锥式漏斗形加宽部分91。倒角与孔轴线B围成优选地大于或等于20°、优选地为30°的倒角角度α(阿尔法)。在铆钉轴81的筒形外部面与加宽部分91的锥形内部面之间限定有环形自由变形空间92。

承载板7经由调节驱动器4和外护套单元33借助于机动车辆的车身上的支承单元2和内护套管31上的壳体51支承。在碰撞、高力峰值的情况下时，所谓的碰撞力F以脉冲的方式经由转向主轴30传递至内护套管31，所述碰撞力作为平行于如图7中示出的壳体51与承载板7之间的剪切平面S的剪切力F起作用。在碰撞的情况下，内护套管31与壳体51一起相对于承载板7移位。作为结果，剪切元件8经受剪切力并且从而在加宽部分9的区域中变形。实际上，剪切元件8的材料大致沿剪切平面S的方向流入到自由变形空间92中——在图7的视图中向上流入到自由变形空间92中——并且在自由变形空间中形成塑性成形的保持脊84，该保持脊84至少部分地横向于由加宽部分提供的孔轴线B填充变形空间92。

通过进一步的相对运动，剪切元件8在剪切平面S中被剪断并且分成两个单独的剪切铆钉碎片85、86，简称碎片85、86。

在图7中，剪切铆钉碎片85由横向于孔轴线B突出到加宽部分91中的保持脊84固定在孔9的通道方向上并且被紧固以防止向外掉落。保持脊84形成形状配合连接元件，其在开口9的通道方向上起作用并且在剪切期间产生。

为了防止从承载板7的开口9掉出而对第二剪切铆钉碎片进行固定，承载板7中的开口9也可以在界定接触表面78的至少一个边缘区域中具有呈圆周倒角的形式的加宽部分91，由此原则上在承载板7中形成与壳体51中的变形空间92相对于剪切平面S镜像对称的变形空间92。该布置在图8中以与图6相同的视图示出为第二变型。然而，变形空间92的镜像对称构型对于保证功能性而言不是必要的。该变形空间也可以比另一变形空间更小或更大，或者可以具有不同的几何形状。

图9以与图7类似的方式示出了剪断状态。与图7中一样，剪切铆钉碎片85具有在附图中位于铆钉轴81的上边缘处的保持脊84。此外，位于附图右侧的剪切铆钉碎片86在被剪断之前已经塑性变形，使得保持脊84构造成在附图的下边缘处突出到由加宽部分91限定的变形空间92中。作为结果，在开口9中，剪切铆钉碎片86以形状配合的方式保持并固定在承载板7上。

图10中示出的第三变型与根据图8的实施方式的不同之处在于，壳体51中的加宽部分91是具有相对于通道横截面突出的肩部93的阶梯孔。作为结果，变形空间92是环形中空筒形。

图11中示出的第四变型与根据图8的实施方式的不同之处在于，承载板7中的加宽部分91没有构造为如图8中的锥形倒角，而是作为边缘的倒圆部94构造为弓形横截面，倒圆部94具有大于或等于0.5mm的半径r。

图12中示出的实施方式与上述变型的不同之处在于，剪切铆钉8被设计为实心铆钉。自然地，图1至图11的其他变型可以设计成具有实心铆钉而不是中空铆钉。本领域技术人员相应地选择铆钉，使得由此所选择和预定的剪切力通过该选择的铆钉来实现。

图13和图14示出了沿接触表面58或78的法线方向观察的视图。在图13的实施方式中，加宽部分91围绕开口9的整个圆周部循环，而在图14中，加宽部分91仅部分地构造在周向区域中，其中，在碰撞期间，剪切铆钉碎片85和/或86上的保持脊84通过碰撞力F塑性变形而成。图1至图12中示出的变型可以通过整个圆周部上的加宽部分和部分加宽的部分来实现。加宽部分的几何形状因此相应地构造在整个圆周部上或部分地构造在圆周部上，其中，其组合也是可以设想和可能的，即一个部件的一个加宽部分构造在整个圆周部上并且另一部件的加宽部分部分地构造在圆周部上。

附图标记列表

1 转向柱

2 支承单元

21 紧固装置

30 转向主轴

31 内护套管

310 接纳开口

32 紧固部分

33 外护套单元

4 调节驱动器

41 驱动单元

42 螺纹主轴

43 主轴螺母

45 支承元件

5 能量吸收装置

51 壳体

510 形状配合连接元件

52 槽

54、56 能量吸收元件

544、564 驱动钩状部

546、566 抵接部

57 开口

58 接触表面

59 外表面

60、61 联接元件

62 热电致动器

7 承载板

78 接触表面

8 剪切铆钉

81 铆钉轴

82、83 铆钉头部

84 保持脊

85、86 剪切铆钉碎片

9 开口

91 加宽部分

92 变形空间

93 肩部

L 纵向轴线

H 竖向方向

S 剪切平面

B 孔轴线

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的转向柱(1)，所述转向柱(1)具有碰撞装置，所述碰撞装置包括具有相互面对的表面(58、78)的至少两个部件(51、7)，其中，所述至少两个部件(51、7)借助于剪切元件(8)彼此连接，所述剪切元件(8)布置在至少部分地穿过所述部件(51、7)的开口(9)中，使得如果所述部件(51、7)相对于彼此移动，则所述剪切元件(8)断成两部分，

其特征在于，

所述开口(9)在界定所述表面(58、78)中的一个表面的至少一个边缘区域中具有加宽部分(91)，所述加宽部分(91)至少在部分周向的区域上延伸并且朝向相应的另一表面(58、78)敞开。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，所述表面(58、78)构造为在剪切平面(S)中彼此抵靠的接触表面，其中，所述开口(9)至少部分地横向于所述剪切平面(S)穿过所述两个部件(51、7)。

3.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述开口(9)至少在一些部段中具有大致均匀的通道横截面，所述通道横截面在所述加宽部分(91)的区域中朝向所述接触表面(58、78)扩大。

4.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述加宽部分具有倒角(91)和/或倒圆部(94)和/或肩部(93)。

5.根据权利要求4所述的转向柱，其特征在于，所述倒角(91)与所述开口的开口轴线(B)围成大于或等于20°的倒角角度(α)。

6.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述开口构造为具有圆形横截面的孔(9)。

7.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述剪切元件构造为剪切铆钉(8)。

8.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，一个所述部件(51)连接至以可旋转的方式安装转向主轴(30)的护套单元(31)，并且另一所述部件(7)连接至支承所述护套单元(31)并且能够连接至机动车辆的车身的支承单元(33)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，所述剪切元件(8)至少在所述剪切平面(S)的区域中由与所述部件(51、7)中的至少一个部件的材料相比具有更低强度的材料构造。

10.根据前述权利要求中的一项所述的转向柱，其特征在于，在所述部件(51、7)之间布置有能量吸收元件(54、56)。

11.一种用于操作机动车辆所用的转向柱的方法，所述转向柱具有碰撞装置，所述碰撞装置具有两个部件(51、7)，所述部件(51、7)具有相互面对的表面(58、78)并且借助于剪切元件(8)彼此连接，所述剪切元件(8)布置在至少部分地穿过所述部件(51、7)的开口(9)中，其中，当超过作用在所述部件(58、78)之间的预定的碰撞力(F)时，所述剪切元件(8)被剪断并分成两个剪切元件碎片(85、86)，

其特征在于，

所述剪切元件碎片(85、86)中的至少一个剪切元件碎片塑性成形到构造在所述开口(9)的界定表面(58、78)的至少一个边缘区域中的加宽部分(91)中，以形成保持边缘(84)，所述保持边缘(84)产生沿所述开口(9)的通道方向作用在所述剪切元件碎片(85、86)与所述部件(51、7)之间的形状配合连接。

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