包括改進(jìn)的深度封鎖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向柱，包括：上本體（1）、用于將上本體（1）連接到支撐元件（2）的兩個連接凸緣（22、23）、以及用于將上本體（1）在內(nèi)管（4）上緊固和封鎖在位的裝置。前面提到的緊固和封鎖裝置包括：夾緊螺釘（5），穿過凸緣（22、23）延伸；一組凸輪，包括固定凸輪（8）和可移動凸輪（9），該可移動凸輪安裝成使得它可沿著夾緊螺釘（5）自由地平移并且設(shè)置成使得它能支承在一個凸緣（23）上；齒條（10），能夠與設(shè)置在另一個凸緣（22）上的帶凹槽結(jié)構(gòu)配合；以及彈性裝置（11），布置在可移動凸輪（9）與齒條（10）之間，以在帶凹槽凸緣（22）的方向上在齒條上施加回復(fù)力。
【專利說明】包括改進(jìn)的深度封鎖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱
[0001]本發(fā)明涉及可調(diào)節(jié)的車輛轉(zhuǎn)向柱(steering column,駕駛桿)。
[0002]根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱特別地但是非唯一地旨在用于機(jī)動車輛。
[0003]轉(zhuǎn)向柱允許在方向盤的深度和/或高度上的調(diào)節(jié)。通常，就其本身而言，轉(zhuǎn)向柱包括旨在固定到車輛的底盤的支撐元件、可移動地安裝在支撐元件中的上本體、安裝在上本體中的內(nèi)管以及使上本體在內(nèi)管上就位的緊固和封鎖(blocking，閉鎖，阻擋)裝置。在已知的可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱上，緊固和封鎖裝置的控制通過控制桿實現(xiàn)?？刂茥U使得將緊固和封鎖裝置設(shè)置于鎖定位置(其中上本體在內(nèi)管上被封鎖在位)和解鎖位置(其中由于上本體不再在內(nèi)管上被封鎖在位，允許在轉(zhuǎn)向柱的深度和/或高度上的調(diào)節(jié))中成為可能。
[0004]為了防止用于調(diào)節(jié)和封鎖的裝置在車輛與另外的車輛或者障礙物的碰撞期間移動、以及因此防止在氣囊的展開期間氣囊的位置沒有被提供，在轉(zhuǎn)向柱中設(shè)置有這樣的機(jī)構(gòu)，即，該機(jī)構(gòu)使得在碰撞的過程中在駕駛員撞擊在方向盤上期間封鎖在轉(zhuǎn)向柱的深度上的調(diào)節(jié)成為可能。
[0005]專利申請EP2100795和EP2100796涉及包括這種封鎖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向柱。所實現(xiàn)的封鎖機(jī)構(gòu)包括帶齒元件，該帶齒元件與設(shè)置在上本體或支撐元件上的帶凹槽結(jié)構(gòu)(arrangement,配置)相配合。
[0006]但是，在上文提到的文獻(xiàn)中描述的轉(zhuǎn)向柱中實現(xiàn)的機(jī)構(gòu)具有一些缺點。特別地，它們在控制桿上產(chǎn)生過大的力，這個過大的力主要在帶齒元件根據(jù)齒上齒(tooth-on-tooth)構(gòu)造與設(shè)置在上本體或者底盤構(gòu)件上的帶凹槽結(jié)構(gòu)接觸時被觀察到。桿上的過大的力此外有時使得在一些情況下操縱控制桿以將用于調(diào)節(jié)和封鎖的裝置設(shè)置于鎖定位置中是不可能的。而且，在這種情況下不再提供在上本體的深度上的封鎖。
[0007]本發(fā)明目的是通過提出一種轉(zhuǎn)向柱克服這些問題，該轉(zhuǎn)向柱包括用于在深度上封鎖上本體的機(jī)構(gòu)，其中提供在深度上的封鎖并且保持控制桿的操縱性。
[0008]為了這個效果，并且根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)向柱，包括:上本體，限定轉(zhuǎn)向軸線并且在其中安裝有內(nèi)管；兩個連接凸緣，設(shè)置在上本體的任一側(cè)上并且使得將上本體連接至能夠固定到車輛底盤的支撐元件成為可能；以及緊固和封鎖裝置，使上本體在內(nèi)管4上就位，該裝置包括:夾緊螺釘，根據(jù)垂直于轉(zhuǎn)向軸線的緊固軸線穿過連接凸緣延伸；一組凸輪，包括可移動凸輪和固定凸輪，可移動凸輪安裝成使得它可沿著夾緊螺釘自由地平移，其中可移動凸輪設(shè)置成使得它可支承在一個連接凸緣的內(nèi)表面上；以及齒條，能夠與設(shè)置在另一個連接凸緣的內(nèi)表面上的帶凹槽結(jié)構(gòu)配合，其中在可移動凸輪和齒條之間設(shè)置有彈性裝置，以在帶凹槽連接凸緣的方向上在齒條上施加回復(fù)力。
[0009]齒條、帶凹槽連接凸緣和彈性裝置形成改進(jìn)的深度封鎖機(jī)構(gòu)。
[0010]實際上，如上文中指出的那樣設(shè)置的彈性裝置的存在使得抑制強(qiáng)加于現(xiàn)有技術(shù)的控制桿上的過大的力成為可能。實際上，彈性裝置使得取代已經(jīng)到達(dá)它的鎖定位置的控制桿成為可能。這樣，在齒條與連接凸緣的帶凹槽結(jié)構(gòu)的齒上齒位置的情況下，力不再施加在控制桿上，因為力由彈性裝置產(chǎn)生。因此改善了控制桿的操縱性，無論是從鎖定位置變化到解鎖位置還是相反。[0011]而且，由于在帶凹槽連接凸緣的方向上在齒條上的壓力的持續(xù)保持，如上文中描述的彈性裝置的存在使得提供在上本體的深度上的封鎖成為可能，即使在碰撞的情況下。
[0012]連接凸緣的內(nèi)表面意指最靠近轉(zhuǎn)向軸線AA的表面。
[0013]有利地，可移動凸輪和齒條包括使彈性裝置在可移動凸輪和齒條之間就處的保持
>J-U ρ?α裝直。
[0014]根據(jù)一個實施例，彈性裝置是壓縮彈簧，更優(yōu)選地，其設(shè)置成施加根據(jù)大體上平行于緊固軸線的軸線而定向的回復(fù)力。
[0015]有利地，可移動凸輪和齒條分別包括其上安裝有壓縮彈簧的凸輪錐和齒條錐，凸輪錐和齒條錐形成使彈簧就位的保持裝置。
[0016]根據(jù)特定的構(gòu)造，帶齒元件設(shè)置有使帶齒元件在另一個連接凸緣的內(nèi)表面上就位的保持襯墊，其中該保持襯墊共同地支承在內(nèi)管和上本體上。
[0017]有利地，可移動凸輪通過設(shè)置在夾緊螺釘上的驅(qū)動裝置繞緊固軸線旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。根據(jù)特定的實施例，驅(qū)動裝置包括其上安裝有可移動凸輪的至少一個突起(lug)。根據(jù)另外的實施例，驅(qū)動裝置包括其上安裝有可移動凸輪的花鍵區(qū)。
[0018]有利地，夾緊螺釘通過桿控制。還可提供的是，作為緊固桿的替代，夾緊螺釘通過電動機(jī)控制。
[0019]在下文中參考附圖進(jìn)行的描述中，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點應(yīng)該是顯而易見的，其中:
[0020]-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向柱的立體圖；
[0021]-圖2示出了圖1的轉(zhuǎn)向柱的上本體的詳圖；
[0022]-圖3示出了圖1的轉(zhuǎn)向柱的根據(jù)對應(yīng)于緊固軸線BB的橫向軸線II1-1II的橫截面圖；
[0023]-圖4示出了在圖1中示出的上本體的緊固和封鎖裝置的分解局部圖；
[0024]-圖5示出了圖4的緊固和封鎖裝置的詳圖；
[0025]-圖6示出了當(dāng)緊固和封鎖裝置處于鎖定位置中時具有齒的完全嚙合的用于在深度上的封鎖的機(jī)構(gòu)；
[0026]-圖7示出了當(dāng)緊固和封鎖裝置處于解鎖位置中時用于在深度上的封鎖的機(jī)構(gòu)；
[0027]-圖8示出了當(dāng)緊固和封鎖裝置處于鎖定位置中時在齒上齒構(gòu)造中用于在深度上的封鎖的機(jī)構(gòu)。
[0028]關(guān)于圖1至4，描述了轉(zhuǎn)向柱，包括旨在連接到車輛的底盤的支撐元件2以及限定轉(zhuǎn)向軸線AA并滑動地安裝在支撐元件2中的上本體I。
[0029]上本體I通過使上本體I相對于支撐元件2就位的緊固和封鎖裝置連接到支撐元件2。用于緊固的裝置能夠具有鎖定位置(其中上本體I被封鎖在支撐元件2中)和解鎖位置(其中上本體I可在支撐單元2中滑動)。在下文中應(yīng)該無區(qū)別地參考緊固和封鎖裝置、用于緊固的裝置或用于調(diào)節(jié)的裝置。
[0030]更特別地，支撐元件2由設(shè)置有兩個側(cè)豎板(lateral riser)20的基部形成，這兩個側(cè)豎板設(shè)置成定位在上本體I的任一側(cè)上。每個側(cè)豎板20包括使用于緊固的裝置的夾緊螺釘5穿過的孔。如在下文中應(yīng)該看到的，兩個側(cè)豎板20構(gòu)成支承在上本體I的任一側(cè)上的兩個緊固突起。在所描述的實施例中，支撐單元2是單個件。[0031]如在圖2中示出的，上本體I包括設(shè)置有縱向開口 24的管21，該縱向開口在它的一個端部25上敞開。術(shù)語縱向相對于轉(zhuǎn)向軸線AA定義。這樣，在該說明書中，當(dāng)一個元件根據(jù)平行于轉(zhuǎn)向軸線AA的軸線延伸時它應(yīng)該被定義為縱向的，并且當(dāng)它根據(jù)垂直于轉(zhuǎn)向軸線AA的軸線延伸時它應(yīng)該被定義為橫向的。
[0032]有利地，界定開口 24的管21的縱向邊緣設(shè)置成形成支承平面。如進(jìn)一步應(yīng)該看到的，縱向邊緣17將構(gòu)成用于可移動凸輪9的支承平面，縱向邊緣18將構(gòu)成用于齒條10的支承平面。
[0033]上本體I還包括固定在縱向開口 24的任一側(cè)上的兩個連接凸緣22、23。在下文中，參考圖1和2，右連接凸緣將用于指代由標(biāo)號22指明的凸緣，而左連接凸緣將用于指代由標(biāo)號23指明的凸緣。
[0034]連接凸緣22、23面向彼此設(shè)置并且沿著上本體I的縱向開口 24延伸。在所描述的實施例中，連接凸緣22、23焊接到上本體I的管21上。而且，每個連接凸緣22、23設(shè)置有縱向橢圓形狹槽16，用于緊固的裝置的夾緊螺釘5可穿過該縱向橢圓形狹槽延伸。
[0035]右連接凸緣22具有內(nèi)表面220，該內(nèi)表面平行于支承平面17、設(shè)置有在上述凸緣的長度上延伸的帶凹槽結(jié)構(gòu)(開槽)。如進(jìn)一步地應(yīng)該看到的，這個帶凹槽結(jié)構(gòu)旨在與齒條配合。
[0036]如上文中指出的，緊固和封鎖裝置包括夾緊螺釘5。這個夾緊螺釘5旨在根據(jù)垂直于轉(zhuǎn)向軸線AA的緊固軸線BB穿過支撐單元2和上本體I延伸。用于緊固的裝置還包括具有凸輪的封鎖單元，這些凸輪包括可移動凸輪9和位于豎板20上的固定凸輪8，該固定凸輪支承在夾緊螺釘5的左連接凸緣23上并且能繞夾緊螺釘5自由地旋轉(zhuǎn)，該可移動凸輪沿著夾緊螺釘5滑動地安裝。如圖1和3中示出的，可移動凸輪9安裝在夾緊螺釘5上，以支承在上本體I的支承表面17上。
[0037]在所示出的實施例中，緊固和封鎖裝置的控制通過控制桿7實現(xiàn)。根據(jù)可替代的實施例，可提供的是，夾緊螺釘5通過電動機(jī)控制。
[0038]緊固和封鎖裝置還包括沿著夾緊螺釘5滑動地安裝的齒條。在所描述的實施例中，齒條10包括軸向齒15，該軸向齒設(shè)置成與設(shè)置在右連接凸緣22的內(nèi)表面220上并且具有與齒15互補(bǔ)的形狀的齒13的帶凹槽結(jié)構(gòu)配合。
[0039]有利地，齒條10設(shè)置有在右連接凸緣22的內(nèi)表面上就位的襯墊12，其中保持襯墊12共同地支承在內(nèi)管4和上本體I的凸起邊緣18上。襯墊12使在為了從解鎖位置變化到鎖定位置而操縱控制桿7期間以及在進(jìn)行上本體I的深度上的調(diào)節(jié)期間防止齒條10繞夾緊螺釘5的旋轉(zhuǎn)成為可能。實際上是為了在控制桿7的解鎖期間防止軸向齒15相對于右連接凸緣22的齒13角度分離(angling away)。
[0040]齒條10還包括凸輪輪廓(cam profile) 16，該凸輪輪廓與可移動凸輪9的接觸表面26相關(guān)聯(lián)以允許齒條10和襯墊12沿著夾緊螺釘5傾斜(tip)(圖5)，如進(jìn)一步應(yīng)該看到的。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，彈性裝置11設(shè)置在可移動凸輪9和齒條10之間，其中彈性裝置11設(shè)置成在連接凸緣的帶凹槽結(jié)構(gòu)的方向上在齒條10上施加回復(fù)力。如通過下文中給出的描述應(yīng)該理解的，彈性裝置的存在是為了當(dāng)將帶凹槽連接凸緣設(shè)置于鎖定模式中時在齒條10與帶凹槽連接凸緣的齒上齒定位的情況下取代控制桿7并且因此在車輛與障礙物的碰撞期間在駕駛員撞擊在轉(zhuǎn)向柱上的情況下提供上本體I在支撐元件2中的封鎖。
[0042]在所示出的實施例中，彈性裝置11是壓縮彈簧110。如圖6和8中示出的，壓縮彈簧110設(shè)置成當(dāng)用于緊固的裝置處于鎖定位置中時施加根據(jù)大體上平行于緊固軸線BB的軸線定向的回復(fù)力。當(dāng)然，顯然，本發(fā)明不限于這種彈性裝置，并且不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可實現(xiàn)使得在連接凸緣的帶凹槽結(jié)構(gòu)的方向上施加回復(fù)力成為可能的任何其他元件。
[0043]有利地，可移動凸輪9和齒條10分別包括其上安裝有壓縮彈簧100的凸輪錐90和齒條錐100。凸輪錐90和齒條錐100構(gòu)成使彈簧在可移動凸輪9和齒條10之間就位的保持裝置。這使得這樣在用于緊固的裝置從鎖定位置變化到解鎖位置期間當(dāng)凸輪9繞夾緊螺釘5旋轉(zhuǎn)時防止壓縮彈簧110脫離成為可能。
[0044]有利地，可移動凸輪9通過設(shè)置在夾緊螺釘5上的驅(qū)動裝置繞緊固軸線BB旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。在所描述的實施例中，夾緊螺釘5具有突起14，上述的突起14形成可移動凸輪9的驅(qū)動裝置。
[0045]根據(jù)沒有示出的另一個實施例，夾緊螺釘5具有成形為用于驅(qū)動安裝于其上的可移動凸輪的花鍵區(qū)。
[0046]在行駛的情況下，控制桿7處于鎖定位置中。在由用于緊固的裝置施加的力的作用下，支撐單元2的側(cè)豎板20支承在上本體I的任一側(cè)上。在由側(cè)豎板20施加的力的作用下，上本體I在連接凸緣22、23上變形，這樣圍繞安裝在上本體I中的內(nèi)管4。在這種情況下，壓縮彈簧110保持齒條10的軸向齒15與設(shè)置在右連接凸緣22的內(nèi)表面220上的齒13接觸。根據(jù)上本體I在支撐單元2中的軸向位置，可出現(xiàn)兩種“接觸”構(gòu)造，即，如圖6中示出的齒的完全嚙合或者如圖8中示出的“齒上齒”構(gòu)造。
[0047]在調(diào)節(jié)的情況下，控制桿7被置于解鎖位置中，旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動夾緊螺釘5?？刂茥U7相對于固定凸輪8的旋轉(zhuǎn)使抑制上本體I在內(nèi)管4上的緊固張力成為可能。突起14于是使可移動凸輪9繞夾緊螺釘5樞轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)，接觸表面26支承在凸輪輪廓16上，使齒條10和襯墊12沿著夾緊螺釘5傾斜。軸向齒15于是不再與右連接凸緣22的齒13接觸(圖7)。上本體I于是由于橢圓形狹槽16的存在可相對于夾緊螺釘5自由地滑動并且允許在上本體I的深度上的位移。如圖7中示出的，由于凸輪錐90和齒條錐100的存在，彈簧被保持在可移動凸輪9和齒條10之間。
[0048]一旦做出調(diào)節(jié)，駕駛員將控制桿7回置到鎖定位置中。如上文中指出的，可出現(xiàn)兩種情況，即，齒的完全嚙合或齒上齒構(gòu)造。在齒15與齒13完全嚙合的情況下，齒條10將在駕駛員撞擊在方向盤上之后阻止本體I相對于夾緊螺釘5在深度上的位移。在齒上齒構(gòu)造的情況下，在駕駛員撞擊在方向盤上之后，上本體I將在深度上移位，直到它到達(dá)齒13和軸向齒15可嚙合的位置，并且由于由彈簧施加在齒條10上的壓力，齒條將自然地嚙合。
[0049]上文中描述的轉(zhuǎn)向柱是僅僅具有在深度上的調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)向柱。當(dāng)然，顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可通過對它的范圍做出結(jié)構(gòu)修改而在可在傾斜度上調(diào)節(jié)或可在傾斜度上和在深度上調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)向柱上實現(xiàn)先前的封鎖機(jī)構(gòu)。
[0050]在上文中以實例的方式描述了本發(fā)明。應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種可替代的實施例但是不能脫離本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.轉(zhuǎn)向柱，包括: 上本體(I )，限定轉(zhuǎn)向軸線(AA)并且在所述上本體中安裝有內(nèi)管(4)， 兩個連接凸緣(22、23 )，布置在所述上本體(I)的任一側(cè)上并且將所述上本體(I)連接至能夠固定到車輛底盤的支撐元件(2)，以及 緊固和封鎖裝置，使所述上本體(I)在所述內(nèi)管(4)上就位，所述裝置包括:夾緊螺釘(5)，根據(jù)與所述轉(zhuǎn)向軸線(AA)垂直的緊固軸線(BB)穿過所述連接凸緣(22、23)延伸；一組凸輪，包括能移動凸輪(9)和固定凸輪(8)，所述能移動凸輪安裝成沿著所述夾緊螺釘(5)自由地平移，所述能移動凸輪(9)布置成支承在一個所述連接凸緣(23)的內(nèi)表面上；以及齒條(10)，能夠與設(shè)置在另一個連接凸緣(22)的內(nèi)表面上的帶凹槽結(jié)構(gòu)配合；彈性裝置(11)，布置在所述能移動凸輪(9)與所述齒條(10)之間，以在支承所述帶凹槽結(jié)構(gòu)的所述連接凸緣(22)的方向上在所述齒條(10)上施加回復(fù)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述能移動凸輪(9)和所述齒條(10)包括使所述彈性裝置(11)在所述能移動凸輪(9)與所述齒條(10)之間就位的保持裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述彈性裝置(11)是壓縮彈簧(110)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述能移動凸輪(9)和所述齒條(10)分別包括其上安裝有所述壓縮彈簧(110)的凸輪錐(90)和齒條錐(100)，所述凸輪錐和所述齒條錐形成使所述彈簧就位的保持裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述齒條(10)設(shè)置有在支承所述帶凹槽結(jié)構(gòu)的所述連接凸緣(22)的所述內(nèi)表面上就位的保持襯墊(12)，所述保持襯墊(12 )共同地支承在所述內(nèi)管(4 )和所述上本體(I)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述能移動凸輪(9)通過設(shè)置在所述夾緊螺釘(5)上的驅(qū)動裝置繞所述緊固軸線(BB)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括其上安裝有所述能移動凸輪(9)的至少一個突起(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括其上安裝有所述能移動凸輪(9)的花鍵區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述夾緊螺釘通過桿控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的轉(zhuǎn)向柱，其特征在于，所述夾緊螺釘(5)通過電動機(jī)控制。
【文檔編號】B62D1/184GK103889820SQ201280044151
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月14日
【發(fā)明者】奧利維耶·耶斯, 米克卡埃爾·索凱, 勞倫特·費夫爾 申請人:采埃孚轉(zhuǎn)向機(jī)系統(tǒng)納凱姆聯(lián)合股份公司