CN114269628B - 具有旋转限制装置的机动车转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的转向柱(1)，其包括：转向轴(2)，所述转向轴能旋转地支承在转向轴支承单元(3)中；以及旋转限制装置(9)，所述旋转限制装置被设置成限制转向轴(2)的旋转，其中旋转限制装置(9)具有壳体(10)，其固定在转向轴支承单元(3)上并且具有带有围绕转向轴(12)的螺旋形滑槽轨(14)的滑槽载体(13)，其中滑块(17)在滑槽轨(14)中能移动地引导，其中滑块(17)与跷板(21)耦合，其中跷板(21)能倾斜地保持在转向轴(2)上，其中跷板(21)具有至少一个配对止挡(26)，所述配对止挡能够与固定在转向轴支承单元(3)上的止挡(24)形成有效接合，以对转向轴(2)的旋转进行旋转限制。

Description

具有旋转限制装置的机动车转向柱

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的转向柱。

背景技术

这种转向柱优选用在线控转向系统中，其中，在方向盘或转向轴与转向拉杆之间不存在直接的机械耦合，并且机动车车轮直接借助于伺服电机移动，该伺服电机是反馈致动器的组成部分。因此，方向盘的最大偏转角不再通过转向传动装置中的机械止挡限定。然而，在线控转向系统中，车轮的最大转向角偏转仍是有限的。因此，可以向驾驶员指示何时达到最大转向角。在最简单的情况下，可以使用将方向盘的最大转向角限制为特定角度的机械转向止挡。

由公开文献DE 10 312 516 A1公知一种具有机械的旋转限制装置的转向柱。该旋转限制装置具有两个盘，这两个盘分别具有螺旋轨道，其中，在这些螺旋轨道之间布置有球。球随着转向轴的旋转在螺旋轨道中移动。这种解决方案的缺点是容易受公差影响。这些球可能在螺旋轨道中发出卡嗒声，并且旋转限制装置在使用不当时可能卡住，从而损害机动车的导向。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种具有改进的旋转限制装置的机动车转向柱，其确保了安全运行并且不容易发出卡哒声。

该目的通过本发明的用于机动车的转向柱来实现。

因此，提供了一种用于机动车的转向柱，该转向柱包括：转向轴，该转向轴可旋转地支承在转向轴支承单元中；以及旋转限制装置，该旋转限制装置被配置成限制转向轴的旋转，其中，旋转限制装置具有滑槽载体，该滑槽载体固定至转向轴支承单元并且具有围绕转向轴的螺旋形滑槽轨，其中，滑块在滑槽轨中可移动地引导，其中，滑块与跷板联接，其中，跷板以可倾斜的方式保持在转向轴上，其中，跷板具有至少一个配对止挡，该配对止挡能够与构造或固定在转向轴支承单元上的止挡形成有效接合，以对转向轴的旋转进行旋转限制。

优选滑槽载体具有正好一个唯一的滑槽轨。优选滑槽轨构造为沟形的凹槽或打通部(Durchbrechung)，即构造为拱曲的、长形延伸的孔。

通过提供止挡保证了旋转限制装置的可靠运行。此外，能够避免产生卡哒噪声。转向轴优选包括外轴，内轴可推移地容纳在外轴中，其中，外轴优选在中间连接优选由塑料构成的套筒的情况下与内轴转矩锁合地耦合。内轴可以构造为实心轴或空心轴。转向轴的一个端部具有耦合区段，该耦合区段可与也称为方向盘的转向手柄转矩锁合地耦合。

滑槽载体优选是盘，其中，螺旋形的滑槽轨被施加到顶侧上。螺旋形的滑槽轨优选是槽形的。滑槽载体优选借助于固定在转向轴支承单元上的壳体保持在转向轴支承单元上，使得滑槽载体抗扭地保持在转向轴支承单元上。在此有利的是，壳体构成止挡。

转向轴支承单元优选地被构造为套管或引导箱。转向轴支承单元优选地能够直接或间接地、在中间连接有一个或多个套管和/或安装支架的情况下与机动车连接。

在一个实施方式中，在转向轴上固定有承载具有跷板的跷板装置的载体件。

优选地，跷板具有两个支臂，并且跷板在跷板装置中可绕枢转轴线倾斜地支承在载体件上，其中，枢转轴线位于两个支臂之间的中间。优选地，枢转轴线平行于转向轴的旋转轴线。跷板优选相对于旋转轴线镜像对称地构造。优选地，其中一个支臂承载滑块。滑块可以被构造为销形元件。在此优选的是，销形元件与跷板构造为一件式的、集成的构件。替代地，销形元件可以压入跷板的孔中。

优选的是，跷板具有两个配对止挡，并且壳体具有两个止挡，其中，每个配对止挡可在一个旋转方向上与止挡形成有效接合，使得转向轴的旋转在两个方向上被限制。优选地，两个支臂的端侧形成配对止挡，并且第一配对止挡在转向轴沿第一方向转动时能与一个止挡形成抵靠，并且另一配对止挡在转向轴沿第二方向转动时能与另一止挡形成抵靠。换言之，所述配对止挡中的一个能够在一个旋转方向上与所述止挡中的一个形成有效接合，并且所述配对止挡中的另一个能够在另一个旋转方向、即相反的旋转方向上与所述两个止挡中的另一个止挡形成有效接合。

优选跷板可以由金属材料和/或塑料构成。

可以规定，在壳体的止挡和/或配对止挡上设置有阻尼体，以便缓冲冲击。阻尼体优选由塑料和/或弹性体构成。

优选地，壳体的止挡和/或配对止挡具有阻尼体。由此，能够在配对止挡抵靠在止挡上时实现缓冲。

优选地，所述阻尼体由塑料和/或弹性体构成。由此，能够进一步提高缓冲效果。

优选地，转向柱设置用于机动车的线控转向系统。转向轴优选可以与手力矩调节器(反馈致动器)耦合，该手力矩调节器向车辆驾驶员传递关于车道特性和其他影响的反馈并且引起转向轴向直行位置的复位。

此外，提出了一种具有前面所描述的转向柱的机动车线控转向系统。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明的优选实施方式。对于相同的或功能相同的元件在所有附图中使用相同的附图标记，因此这些元件通常在说明书中也仅命名或提及一次。附图示出了：

图1：转向柱的立体图，

图2：图1中的转向柱的立体图，其为旋转限制装置的俯视图，

图3：旋转限制装置的分解图，

图4：在方向盘的直行位置中的旋转限制装置的俯视图

图5：在方向盘左止挡时旋转限制装置的俯视图，以及

图6：在方向盘右止挡时旋转限制装置的俯视图。

具体实施方式

图1和图2示出了用于机动车的转向柱1，该转向柱具有转向轴2，该转向轴2能够绕其旋转轴线100旋转地支承在转向轴支承单元3中，该转向轴支承单元具有内套管4和外套管5。内套管4沿转向轴2的纵轴线(相当于旋转轴线)在外套管5中容纳并且可推移地引导。外套管5围绕枢转轴线可枢转地支承在保持件6中。保持件6可以在固定点7处固定在未示出的机动车车身上。此外，转向柱具有固定装置54，固定装置54能够在释放位置与固定位置之间切换，其中，在固定位置中，内套管4相对于外套管5固定，并且外套管相对于形成为托架的保持件6固定。在释放位置中可以进行前面描述的调整。

此外，转向柱1可以包括能量吸收装置，该能量吸收装置在事故引起的碰撞情况下吸收由碰撞到转向柱上的车辆驾驶员和由此引入的能量。

转向轴2在一端、即后端与未示出的方向盘连接。经由传动装置作用在转向轴2上的反馈致动器8布置在另一端处。反馈致动器8包括同心地围绕转向轴2的电动马达。其用于模拟车道对方向盘的反作用并且由此向驾驶员提供关于车辆的转向行为和行驶行为的反馈。

转向轴2优选地是可伸缩的，并且除了内轴之外还具有同轴地围绕内轴的外轴202。外轴202的内轮廓在此与内轴的内轮廓互补地构造并且允许转矩传递。未示出的方向盘可以固定到外轴202上。

在转向柱1的远离方向盘的端部上设置有旋转限制装置9，该旋转限制装置9设计用于限制转向轴2的转动，也就是说它在预定义的旋转角度施加防止转向轴2旋转所需的力。

在图3中详细示出了旋转限制装置9。其包括固定至外套管5并且围绕内轴201的壳体10。壳体10锅状地构造有圆形的底部11。底部11具有开口12，该开口被内轴201贯穿。在底部11上布置盘形的滑槽载体13，其构造成关于转向轴2的纵轴线旋转对称。

滑槽载体13具有螺旋形的滑槽轨14，该滑槽轨构造在远离底部的一侧上。但是也可以规定，底部本身具有滑槽轨。

滑槽轨14具有在关于转向轴2的纵轴线的径向方向上位于外部的外自由端部15和在径向方向上位于内部的内自由端部16。滑槽轨14由引入顶侧中的凹槽形成。

滑块17在滑槽轨14中滑动。优选地，滑块17是销状元件。滑块17借助于载体件18与内轴201抗扭地连接。载体件18以套筒的形式构成并且形状配合地安置在内轴201的端部上。载体件18在远离方向盘的端部上具有跷板装置19。跷板装置19包括两个平行布置的突起20，所述突起大致在相对于旋转轴线100的径向方向上从载体件18延伸，并且在纵向方向上在突起20之间可旋转地保持跷板21。跷板21具有两个支臂22，这两个支臂相互以120°的角度布置，其中支臂22之一承载滑块17。然而，支臂22的角度也可以具有其他的值，例如在100°和180°之间。跷板21在两个支臂22之间对称地、能围绕枢转轴线200倾斜地支承。枢转轴线200平行于转向轴的旋转轴线100取向。载体件18位于转向轴的端部上并且穿过滑槽载体13中和壳体10中的开口。跷板装置19在装配状态下朝向滑槽轨14放置。

通过转向轴2相对于外套管5和滑槽轨14的旋转，保持在转向轴2上的滑块17在滑槽轨14中移动，使得与滑块17连接的跷板21倾斜。转向轴2的旋转通过跷板21的倾斜在两个旋转方向上分别通过构造在壳体10上的止挡来限制。壳体10在周面的内侧上具有凸起23，这些凸起分别形成止挡24。跷板21的支臂22的端侧25分别构成配对止挡26。跷板21在转向时移动经过凸起23。只有当达到旋转运动的端部止挡时，跷板21才倾斜得使其中一个配对止挡26碰撞到壳体10上的其中一个止挡24，并因此可靠地防止转向轴的进一步转动。

图4示出了在方向盘或转向柱的中间位置(直行位置)的旋转限制装置9。跷板装置19在周向方向上居中地位于壳体10的两个凸起23之间。跷板21关于转动轴线在枢转轴线200内的切线对称地定向。跷板21可以枢转直至其碰到两个凸起23中的一个并且阻止进一步的旋转。优选地，转向轴从右端部止挡到左端部止挡的转向角在800°和360°之间，特别优选地为630°。

在图5中示出了在旋转限制装置9左转时的止挡。滑块17位于滑槽轨14的外端部15上。跷板21以靠近滑块的配对止挡26贴靠在凸起23的止挡24上。

在图6中示出了在旋转限制装置9右转时的止挡。滑块17位于滑槽轨14的内端部16上。跷板21以远离滑块的配对止挡26贴靠在另一凸起23的止挡24上。

优选地，可以设置阻尼体，该阻尼体设置在所述止挡和/或所述配对止挡中的至少一个上，以便缓冲冲击。这种阻尼体可以由塑料和/或弹性体构成。

该旋转限制装置不易受公差影响并具有安静的低噪音运行。

Claims (10)

1.用于机动车的转向柱(1)，所述转向柱包括：转向轴(2)，所述转向轴能旋转地支承在转向轴支承单元(3)中；以及旋转限制装置(9)，所述旋转限制装置被设置成限制转向轴(2)的旋转，其特征在于，旋转限制装置(9)具有滑槽载体(13)，所述滑槽载体固定在转向轴支承单元(3)上并且具有围绕转向轴(12)的螺旋形滑槽轨(14)，其中，滑块(17)在滑槽轨(14)中能移动地引导，其中，滑块(17)与跷板(21)耦合，其中，跷板(21)能倾斜地保持在转向轴(2)上，其中，跷板(21)具有至少一个配对止挡(26)，所述配对止挡能够与固定在转向轴支承单元(3)上的止挡(24)形成有效接合，以对转向轴(2)的旋转进行旋转限制。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于，在所述转向轴(2)上固定载体件(18)，所述载体件承载具有所述跷板(21)的跷板装置(19)。

3.根据权利要求1或2所述的转向柱，其特征在于，所述滑块(17)构造为销形元件。

4.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于，所述销形元件(17)与所述跷板(21)构造为一件式的、集成的构件。

5.根据前述权利要求2所述的转向柱，其特征在于，所述跷板(21)具有两个支臂(22)，并且所述跷板(21)以能绕枢转轴线(200)倾斜的方式支承在所述跷板装置(19)中。

6.根据前述权利要求5所述的转向柱，其特征在于，所述跷板(21)具有两个配对止挡(26)，并且壳体(10)具有两个止挡(24)，其中，所述配对止挡(26)中的每个能够在一个旋转方向上与一个止挡(24)形成有效接合，使得所述转向轴(2)的旋转在两个方向上受到限制。

7.根据权利要求5或6所述的转向柱，其特征在于，所述支臂(22)的端侧(25)分别构成配对止挡(26)，并且第一配对止挡(26)能在转向轴(2)沿第一方向转动时与其中一个止挡(24)形成抵靠，并且另一配对止挡(26)能在转向轴(2)沿第二方向转动时与其中另一止挡(24)形成抵靠。

8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的转向柱，其特征在于，在壳体(10)的所述止挡(24)和/或所述配对止挡(26)上设置有阻尼体，以缓冲冲击。

9.根据权利要求8所述的转向柱，其特征在于，所述阻尼体由塑料和/或弹性体构成。

10.机动车的线控转向系统，其具有根据前述权利要求1至9中任一项所述的转向柱(1)。