CN116022218A - 转向柱组件及其安装支架的固定部分的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可溃缩的转向柱组件及其安装支架的固定部分的制造方法，该转向柱组件包括：可溃缩的转向柱护罩；安装支架，包括固定部分和可释放部分，该固定部分紧固至车身的固定部，其中，固定部分包括第一砧座和引导部，并且其中，引导部具有表面，该表面竖直地从安装支架的固定部分的相邻表面偏移，以限定由引导部的表面与安装支架的固定部分的相邻表面界定的、限定卷绕路径的空间，并且该转向柱组件进一步包括能量吸收条带，该能量吸收条带具有第一区域，该第一区域固定至转向柱护罩和安装支架的可释放部分中的至少一者，并且能量吸收条带从该第一区域沿着首先环绕第一砧座然后沿着卷绕路径穿行的路径延伸。

Description

转向柱组件及其安装支架的固定部分的制造方法

技术领域

本发明涉及用于转向柱组件的、特别是用于在碰撞事件中控制转向柱的溃缩率的能量吸收机构。本发明还涉及一种包含能量吸收机构的转向柱组件。

背景技术

为了提高车辆驾驶员的安全性，已知转向柱组件的设计方式为使得如果驾驶员被向前抛在方向盘上，转向柱组件就会溃缩。如果驾驶员未受约束，这可能会在相对较低的速度下发生。通过使方向盘在受到驾驶员撞击时移动，减小了驾驶员所受的力。

通常提供一种能量吸收机构，当驾驶员的身体被向前抛到方向盘上时，该能量吸收机构吸收施加至方向盘的碰撞能量。控制方向盘的移动比简单地允许方向盘以不受控的方式向前移动更好，因为这能够使由驾驶员施加的负载通过整个溃缩行程小心地传递至车身。

典型的能量吸收机构将通过在转向柱溃缩时变形来吸收碰撞能量。在最常见的布置中，在转向柱溃缩时，长形条带围绕狭窄的开口被拖动使得其塑性变形，或者长形条带围绕卷绕路径被拖动，这使条带弯曲从而吸收能量。也可以由条带在限定卷绕路径的障碍物上的打摩而产生摩擦。该路径可以包括刚性砧座，条带部分地缠绕在该刚性砧座周围，当条带被拖过砧座时能量被吸收。砧座必须相对于车身固定在位，这通常通过使砧座成为车辆的转向柱的安装支架的一部分来实现。

本发明的目的是提供一种转向柱组件，该转向柱组件是可溃缩的并且可以容易地修改而无需额外的部件，以用于与不同的柱和/或不同的碰撞性能要求组合使用。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种包括能量吸收机构的可溃缩的转向柱组件，该转向柱组件包括：

可溃缩的转向柱护罩，该可溃缩的转向柱护罩支撑可溃缩的转向轴，该可溃缩的转向轴具有用于连接至车辆的方向盘的第一端部；

安装支架，该安装支架相对于车辆支撑转向柱护罩，该安装支架包括固定部分和可释放部分，该固定部分紧固至车身的固定部，该可释放部分紧固至转向轴并且还通过一个或多个易碎的连接部紧固至安装支架的固定部分，这些连接部被适配成在碰撞事件中断裂以允许可释放部分和转向轴相对于固定部分移动；

其中，固定部分包括：

第一砧座，该第一砧座具有面向方向盘的修圆的鼻部，

引导部，该引导部在背离方向盘的方向上从第一砧座偏移，并且

其中，引导部限定钩状物，该钩状物具有表面，该表面竖直地从安装支架的固定部分的相邻表面偏移，引导部的表面与安装支架的固定部分的表面之间的空间限定卷绕路径，并且该转向柱组件进一步包括能量吸收条带，该能量吸收条带具有第一区域，该第一区域固定至转向柱护罩和安装支架的可释放部分中的至少一者，并且能量吸收条带从该第一区域沿着首先环绕第一砧座然后沿着卷绕路径穿行的路径延伸。

本发明的转向组件可以配置成使得在转向柱组件溃缩期间吸收能量的方式至少部分地由引导部与安装支架的上表面的相邻部的相对位置来确定，并且该相对位置确定卷绕路径的形状。

引导部可以在安装支架的固定部分中的孔或凹部的上方延伸，该引导部被布置成使得条带被迫遵循卷绕路径，向下延伸到凹部或孔中，然后再从凹部或孔中延伸出去。在这种情况下，限定卷绕路径的区域将由引导部的下侧表面和边缘或中空部或凹部来界定，并且在凹部的情况下还由凹部的上表面来界定。

本发明提供了一种简单的布置，其中，可以通过改变引导部相对于中空部的相对位置来调节碰撞力，本发明可以使得当前使用的一个或多个部件被省略，从而简化了生产过程。本发明额外的好处涉及在制造的组装阶段调节能量吸收程度的能力，从而限制或消除了部件变化对最终能量吸收程度的影响。

引导部与第一砧座的相对位置至少部分地确定了在转向轴溃缩期间能量吸收条带与第一砧座之间的接触区域，由此影响了能量吸收条带与第一砧座之间的摩擦力。

附加地，溃缩力的垂直于引导部与能量吸收条带之间的接触表面的分量可以至少部分地由引导部与安装支架的固定部分的上表面的相对高度来设定，由此影响引导部与能量吸收条带之间的摩擦力。

引导部优选地构成突出臂，该突出臂在安装支架的中空部或孔或凹部的至少一侧上连接至安装支架的固定部分。可以在制造期间设置该臂的位置、特别是其相对于安装支架的固定部分的上表面的高度，以确定卷绕路径的形状。例如，将臂设置在上表面下方意味着能量吸收条带必须遵循高度卷绕的路径，首先向下进入中空部然后向上离开中空部。将臂设置为与表面水平使得这条路径不那么卷绕。将臂设置在表面上方的量小于能量吸收条带的厚度，使得这条路径也不那么卷绕。

引导部的位置是可以是可调节的，以允许在设计、安装或维护过程期间调节碰撞力。

在简单、低成本的布置中，引导部和安装支架的固定部分形成为单一构造的单个部件。例如，引导部可以由安装支架的固定部分中的限定中心突片的u形切口形成，该中心突片然后被弯曲到由安装支架的固定部分的上表面限定的平面之外。在安装支架的固定部分是冲压件的情况下，中空部可以被冲压到其上表面中。

在替代方案中，引导部可以在安装支架的上表面的区域上方向后折叠，该区域被成形为形成界定卷绕路径下侧的凹部。

在另一种布置中，引导部可以包括分立部件，该分立部件例如通过焊接或螺栓或使用粘合剂紧固至安装支架的上表面。分立部件可以是可移除的，以允许根据期望的组件性能选择一系列不同形状的引导部，或者分立部件在制造期间是可弹性变形的，以设定卷绕路径的形状。

安装支架的可释放部分可以包括一对悬垂臂，这些悬垂臂沿着转向轴的相反侧向下延伸，并且可以设置锁定机构，该锁定机构将转向轴紧固至这些臂。锁定机构可以是可调节的，以使方向盘的伸缩度和倾斜度能够被调节。

转向轴可以包括上部部分和下部部分，在碰撞事件中两者伸缩地溃缩。

在转向柱护罩是伸缩的并且具有固定部分和移动部分的情况下，能量吸收条带的第一部分可以紧固至固定部分，该固定部分设置有背离方向盘的第二砧座，至少在转向柱组件溃缩期间，能量吸收条带在缠绕第一砧座之前缠绕第二砧座。

根据第二方面，本发明提供了一种配置根据第一方面的转向柱组件的方法，该方法包括确定用于碰撞的期望的力-距离曲线，确定能量吸收条带的特性和转向柱组件的尺寸中的一者或多者，并且根据碰撞的力-距离曲线设置引导部相对于安装支架的固定部分的上表面的高度。

可以在制造转向柱组件期间或组装转向柱组件后执行该方法。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考附图并如附图所展示地描述本发明的一个实施例，在附图中：

图1是根据本发明的装配到方向盘和齿轮箱的转向柱组件的第一实施例的立体图；

图2是安装支架和能量吸收条带的侧视图；

图3是安装支架和能量吸收条带的前上方立体图；

图4是组件的视图，其中，引导部设置成提供高的能量吸收率；以及

图5是对应于图4的视图，其中，引导部设置成提供低的能量吸收率。

具体实施方式

图1示出了可溃缩的转向柱组件1，该转向柱组件包括具有上部部分和下部部分的两件式可伸缩地溃缩的转向轴2。该转向轴通过轴承(未示出)被支撑在可伸缩地溃缩的转向柱护罩3内。转向轴2具有第一端部和第二端部，该第一端部用于连接至车辆的方向盘4，该第二端部接合减速齿轮箱20。该齿轮箱20具有连接至车辆车轮的输出端。如所示的，马达22连接至齿轮箱20以施加电动辅助扭矩。

转向柱护罩3在离方向盘4最远的一端固定至齿轮箱20，该齿轮箱进而枢转地紧固至车辆的刚性部分，比如横向构件或隔板。转向柱护罩3还通过安装支架12固定至车辆的刚性部分。锁定机构使得驾驶员能够调节转向柱护罩3相对于安装支架的位置，以设置方向盘的伸缩度或倾斜度，或在此示例中为转向的倾斜度和伸缩度。不可调节的伸缩度或倾斜度也在本发明的范围内。在这种布置中，在制造期间将设置锁定机构。

安装支架12具有两部分，固定部分13和可释放部分14。固定部分13是刚性金属支架，该刚性金属支架通过重型螺栓紧固至车身的固定部分。这种固定应足够牢固，以防止固定部分13在碰撞事件中发生任何移动。可释放部分14通过锁定机构紧固至转向柱护罩3，并且可释放部分还通过一个或多个易碎的连接部紧固至固定部分13。在正常使用期间，这些连接部防止安装支架12的两部分之间发生相对移动，但在碰撞事件中，这些连接部会断裂以允许可释放部分14相对于固定部分13移动。当在碰撞期间向方向盘施加足够大的力时，这种移动允许转向柱护罩3和转向轴2溃缩。

转向柱组件包括能量吸收条带5，该能量吸收条带包括可变形的长形条带，该可变形的长形条带在第一端部紧固至转向柱护罩3，并且沿着由安装支架12的固定部分13的元件限定的卷绕路径穿行。能量吸收条带5包括相对刚性的金属条带，该相对刚性的金属条带围绕第一砧座7穿行，该第一砧座形成在安装支架12的固定部分13的最靠近方向盘4的边缘上，该第一砧座具有面向方向盘4的修圆的鼻部。引导部131位于第一砧座7后方，该引导部横跨形成在安装支架12的固定部分13的上表面中的中空部132延伸。能量吸收条带5缠绕在第一砧座7周围，并且然后沿着由引导部131和中空部132限定的卷绕路径穿行。还设置了第二砧座8，该第二砧座位于转向柱护罩3的固定部分上，能量吸收条带5缠绕在第二砧座周围，然后缠绕在第一砧座7周围。

图4和图5示出了设置在两个不同高度的引导部131。可以在制造或组装转向柱组件1期间进行这种设置。在图4中，引导部131竖直地设置成使得下侧在中空部132内并且低于安装支架12的固定部分13的上表面。这需要能量吸收条带5遵循高度卷绕的路径。图5示出了相同的转向柱组件1，其中，引导部131设置得更高，使得下侧实际上在中空部132上方。这仅提供了最轻微的卷绕路径。

引导部131的高度设定了能量吸收条带5在被拖过第一砧座7并围绕卷绕路径拖动时的变形的量，这进而设定了能量吸收条带5吸收的能量的量。路径卷绕地越大，能量吸收条带5在碰撞期间的变形就越大，吸收的能量就越多。

在使用中，当向方向盘4施加使得转向柱组件1溃缩的力时，转向柱护罩3开始随着方向盘4移动。这使得第二砧座8开始推动能量吸收条带5，从而围绕第一砧座7并穿过卷绕路径拉动能量吸收条带5。当能量吸收条带5被转向柱护罩拉动时，由于摩擦并且由于能量吸收条带5的变形，能量被吸收。

Claims (6)

1.一种可溃缩的转向柱组件(1)，包括：

可溃缩的转向柱护罩(3)，所述可溃缩的转向柱护罩支撑可溃缩的转向轴(2)，所述转向轴具有用于连接至车辆的方向盘(4)的第一端部；

安装支架(12)，所述安装支架相对于所述车辆支撑所述转向柱护罩(3)，所述安装支架包括固定部分(13)和可释放部分(14)，所述固定部分紧固至车身的固定部，所述可释放部分紧固至所述转向轴(2)并且还通过一个或多个易碎的连接部紧固至所述安装支架(12)的固定部分(13)，所述连接部被适配成在碰撞事件中断裂以允许所述可释放部分(14)和所述转向轴(2)相对于所述固定部分(13)移动；

其中，所述固定部分(13)包括：

第一砧座(7)，所述第一砧座具有面向所述方向盘(4)的修圆的鼻部，

引导部(131)，所述引导部在背离所述方向盘(4)的方向上从所述第一砧座(7)偏移，并且

其中，所述引导部(131)具有表面，所述表面竖直地从所述安装支架(12)的固定部分的相邻表面偏移，以限定由所述引导部(131)的表面与所述安装支架的固定部分的相邻表面界定的、限定卷绕路径的空间，并且所述转向柱组件进一步包括能量吸收条带(5)，所述能量吸收条带具有第一区域，所述第一区域固定至所述转向柱护罩(3)和所述安装支架(12)的可释放部分(14)中的至少一者，并且所述能量吸收条带从所述第一区域沿着首先环绕所述第一砧座然后沿着所述卷绕路径穿行的路径延伸。

2.根据权利要求1所述的转向柱组件，所述转向柱组件进一步包括中空部(132)或凹部，所述中空部或凹部包括：形成在所述安装支架(12)的固定部分(13)的上表面中的切口或凹陷，并且其中，所述引导部(131)包括突出臂，所述突出臂至少部分地横跨所述中空部或在所述凹部上方延伸，并且所述突出臂在所述中空部的一侧或两侧上连接至所述安装支架的固定部分，所述引导部的表面包括所述引导部的下侧。

3.根据任一前述权利要求所述的转向柱组件，其中，所述引导部与所述安装支架的固定部分的上表面的相对高度是可调节的，并且能够在制造期间或制造后设置，使得所述高度至少部分地确定所述引导部与所述能量吸收条带之间和/或所述第一砧座与所述能量吸收条带之间的摩擦力。

4.根据任一前述权利要求所述的转向柱组件，其中，所述转向柱护罩包括背向所述方向盘的第二砧座，至少在所述转向柱组件溃缩期间，所述能量吸收条带缠绕在所述第二砧座周围，然后缠绕在所述第一砧座周围。

5.一种制造方法，用于制造根据权利要求1所述的转向柱组件的安装支架的固定部分，涉及以下步骤：通过在所述安装支架的固定部分中切割或冲压u形来形成所述引导部，并且将所述引导部弯曲到所述安装支架的固定部分的上表面的平面之外来形成中空部。

6.根据权利要求5所述的制造方法，进一步包括以下步骤：确定用于碰撞的期望的力-距离曲线，确定所述能量吸收条带的特性和所述转向柱组件的尺寸中的一者或多者，并且根据碰撞的力-距离曲线设置所述引导部相对于所述安装支架的固定部分的上表面的高度。

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