转向柱组件制造技术

一种转向柱组件(100)包括：伸缩式护罩，其具有外护罩部分(104)和内护罩部分(102)；固定到内护罩部分(102)的夹紧轨道，其包括沿内护罩部分(102)轴向延伸的槽(136)；垂直于护罩延伸的夹紧螺栓(122)，通过操作锁定操作杆(130)夹紧螺栓能够围绕其长轴线旋转；以及连接到夹紧螺栓(122)的带齿块体(140)，所述带齿块体在每侧具有一排齿(138)，每排齿(138)之间的齿距等于槽(136)的对应排的齿(138)的齿距，或者为其整数倍。带齿块体(140)由承载件(142)支撑，该承载件响应夹紧螺栓(122)的旋转而移动，进而使带齿块体(140)在夹紧位置和非夹紧位置之间移动，并且承载件支撑带齿块体(140)，使得当带齿块体(140)在槽(136)中时能够自由地从一侧移动到另一侧。槽(136)的第一排(176)的齿(138)和带齿块体(140)的对应的齿(172)在齿面对齿面接触时防止带齿块体(140)沿着槽(136)在对应于护罩的伸缩式收缩的方向上轴向运动，并且槽(136)的第二排(178)的齿(138)和带齿块体(140)的对应的齿(172)允许带齿块体(140)沿着槽(136)在与护罩的收缩相对应的方向上轴向移动，同时向带齿块体(140)施加推力，使带齿块体(140)侧向移动穿过槽(136)，使得第一排(176)的齿(138)的齿面面向带齿块体(140)的对应的齿(172)的齿面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转向柱组件
本专利技术涉及转向柱组件的改进。更具体地，本专利技术涉及这样的转向柱组件，其包括强制锁定(PositiveLocking)系统，所述强制锁定系统由带齿块体和齿条之间的相互作用来提供。
技术介绍
已知提供一种收缩式转向柱组件，其包括支撑在转向柱护罩内的转向轴。为了防止在碰撞事件中对驾驶员造成严重伤害，转向柱应当能够在通过方向盘施加轴向载荷时(例如当未被约束的驾驶员被抛甩到方向盘上的正面碰撞时)进行收缩。典型的收缩式转向柱组件包括伸缩式护罩，所述伸缩式护罩具有外护罩部分和内护罩部分，内护罩部分的端部延伸到外护罩部分中。外护罩部分可以定位成比内护罩部分更靠近方向盘，或者定位成比内护罩部分更远离方向盘。同样具有上轴部和下轴部的伸缩式转向轴通过一个或多个轴承组件被支撑在护罩内。方向盘固定到上轴部。最靠近方向盘的护罩部分必须能够在碰撞期间移动或收缩，以便允许方向盘相对于车身向前移动，但要防止所述方向盘在正常使用期间移动。还需要相对于车身固定护罩以便限定方向盘的倾斜位置。这通常通过夹紧机构来实现，该夹紧机构将护罩紧固到支撑托架，该支撑托架又固定到车身，或者所述支撑托架可以固定到设置在车辆的仪表盘后面的横梁。夹紧机构能够调节，以便允许方向盘的作用范围调节或倾斜调节或同时允许两者。在发生碰撞时，护罩必须能够移动，如果护罩能够脱离夹紧机构或者对于支撑托架而言护罩能够脱离车身，则护罩实现移动，以便允许转向柱组件伸缩式地收缩。杆可以设置在夹紧螺栓的端部上，该夹紧螺栓形成夹紧机构的一部分，驾驶员可以推动或拉动所述杆以便旋转夹紧螺栓，从而操作夹紧机构。已知转向柱组件，其包括夹紧机构，该夹紧机构在锁定以防止柱组件的不希望的运动时仅依赖摩擦力。可以通过锁定杆的移动来解锁和锁定夹紧机构，或者有时使用马达来电动地或者可能液压地或气动地解锁和锁定。这些柱通常可以在滑动之前抵抗施加在方向盘上的600N的径向和/或轴向的力。然而，来自汽车制造商越来越多的要求是，当施加高达6000N的力时，转向柱组件应该没有较大的运动。目的是防止方向盘在碰撞中发生不希望的运动，从而使得理想地控制气囊的展开。为此，仅仅摩擦通常是不够的，因为需要巨大的夹紧力来实现此目的。需要一些强制锁定的方法。通常，这涉及使用相互啮合的齿。使用多排相互啮合的齿的“强制锁定”类型的柱存在众所周知的问题，其中在驾驶员操作锁定杆之前，所选择的方向盘位置导致一排齿的齿尖与它们应该啮合的齿组的齿尖完全对准。因此，阻止了在夹紧操作期间的齿的相互啮合，并且如果驾驶员向夹紧杆施加过大的力以迫使其完成其行程，则齿的齿尖可能发生永久性损坏。至少，这样的齿对齿情况将要求驾驶员有意识地重新释放杆、找到稍微不同的方向盘位置然后重新接合杆。除非设置特殊设备来克服这个问题，否则所述问题可能发生在所有调整操作的10％到20％中。这是不期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种转向柱组件，其包括：伸缩式护罩，其具有外护罩部分和内护罩部分，该内护罩部分的端部延伸到外护罩部分中；夹紧轨道，其固定到内护罩部分并且包括沿内护罩部分轴向延伸的槽，该槽限定了两个相对的壁，所述两个相对的壁各承载一排齿，这两排齿由此彼此间隔开，其中齿朝向彼此延伸；夹紧螺栓，其垂直于护罩延伸并且可以通过操作锁定杆来围绕所述夹紧螺栓的长轴线旋转；带齿块体，其连接到夹紧螺栓并且在夹紧螺栓的旋转时移位，所述带齿块体在每侧上具有一排齿，每排齿之间的齿距等于槽的对应排的齿的齿距或者为其整数倍，所述带齿块体由承载元件支撑，该承载元件响应于夹紧螺栓的旋转而移动，进而使带齿块体在夹紧位置和非夹紧位置之间移动，在所述夹紧位置中，带齿块体位于槽中，其中带齿块体的齿位于与槽的齿相同的平面中，在所述非夹紧位置中，带齿块体保持成使得带齿块体的齿位于槽的齿的平面之外；承载元件支撑带齿块体使得带齿块体在槽中时可以自由地从一侧移动到另一侧，槽的两排齿中的齿和带齿块体的两排齿中的齿成形为使得对于外罩相对于内罩的任何给定位置，带齿块体在承载元件从非夹紧位置移动到夹紧位置时可以自由移动到槽中，而不会由于带齿块体的齿撞击槽的齿而被阻挡，并且其特征在于，槽的第一排的齿和带齿块体的对应齿在齿面对齿面接触时会防止带齿块体沿着槽在对应于护罩的伸缩式收缩的方向上的轴向移动，并且槽的第二排的齿和带齿块体的对应齿允许带齿块体沿着槽在对应于护罩的收缩的方向上的轴向移动，同时向带齿块体施加推力，所述推力使得带齿块体侧向移动穿过槽，从而使得第一排齿的齿面面朝块体的对应齿的齿面。通过设置四排齿，如上所述两排齿布置在槽上而两排齿布置在块体上，根据本专利技术的转向组件确保在夹紧机构的非夹紧位置中，在移动齿条上的排齿保持与固定齿条的排齿相脱离，而在夹紧位置中，移动齿条的一排齿与固定齿条的一排齿互锁，这样的互锁是这样保证的：通过布置槽上的齿与带齿块体相对于彼此对准，使得在固定齿条上的排中的一排中的齿的端面的在齿对齿的位置中与移动齿条的排中的一排中的齿的端面对准，槽上的另一排的齿在齿对齿的位置中将不会与带齿块体上的另一排的齿对准，并且进一步通过将机构构造且布置成在该齿对齿情况发生在从非夹紧位置移动到夹紧位置时，随后在继续移动期间，槽的齿与带齿块体的齿相互作用，以便使得带齿块体沿着未处于齿对齿位置中的排齿的方向而侧向移动，从而使得这些排齿在机构最终抵达锁定位置时变为互锁。因为始终存在一对排齿在锁定期间不处于齿对齿的位置，并且使移动齿条移动以便允许该对排啮合，因此始终确保强制锁定。此外，因为每排齿的齿尖在平行于其他排齿的齿尖的平面中延伸，所以确保在发生碰撞时(所述碰撞将倾向于使固定的齿条和移动的齿条试图沿着排齿延伸的方向而彼此平行地移动)，在移动齿条的解锁运动的方向上不存在力的分量。如果存在这种情况，则是非常不期望的，因为碰撞载荷会试图拉伸夹紧销，从而而引发潜在的故障。至少，这种不需要的力将使得对所述力作用的支撑托架进行加强成为必要，这也是不期望的。因此，齿可以全部沿着平行于带齿块体的移动的大体方向而延伸，所述带齿块体的移动是夹紧机构在其从未锁定移动到锁定时所引起的。组件可以布置成使得对于护罩部分的所有伸缩位置而言，可以获得强制锁定。确保这一点的一种方法是，通过将排齿中的齿布置成所有齿均具有相同的齿距(从一个齿的齿尖到相邻齿的齿尖的间距)。所述排齿中的齿可以具有相同的齿高度(从齿喉部(throat)测量到齿尖)，使得它们可以完全啮合。槽和带齿块体的第一侧的齿可以被认为是功能性齿，因为它们在碰撞过程中主动地啮合以防止收缩。槽和带齿块体的另一侧上的齿可以被认为是非功能性齿，这因为它们不会阻止护罩在收缩方向上的移动，而是将带齿块体推动穿过到槽的另一侧以便允许功能性齿防止进一步的移动。功能性齿和非功能性齿的目的是确保在碰撞期间带齿块体总是位于槽的同一侧，而不受所述带齿块体在移动到第一位置时紧接着夹紧之后其所处的位置的影响。这是有利的，因为这确保了在碰撞情况期间带齿块体相对于护罩轴线的一致定位。带齿块体的一排齿的齿尖与带齿块体的另一排齿的齿尖之间的垂直距离可以基本上等于槽的一排的齿尖与另一排的齿根之间的间距，因此，当带齿块体的一排的齿尖与槽的对应排齿的齿尖对准时基本上防止带齿块体在槽中的旋转。槽的一排齿可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转向柱组件，其包括：伸缩式护罩，所述伸缩式护罩具有外护罩部分和内护罩部分，所述内护罩部分的端部延伸到所述外护罩部分中；夹紧轨道，所述夹紧轨道固定到所述内护罩部分并且包括沿所述内护罩部分轴向延伸的槽，所述槽限定两个相对的壁，所述两个相对的壁各承载一排齿，因此这两排齿彼此间隔开，其中齿彼此相向延伸；夹紧螺栓，所述夹紧螺栓垂直于护罩延伸，通过操作锁定杆所述夹紧螺栓能够围绕所述夹紧螺栓的长轴线旋转；带齿块体，所述带齿块体连接到所述夹紧螺栓并且在所述夹紧螺栓旋转时移位，所述带齿块体在每侧上具有一排齿，每排齿中的齿之间的齿距等于所述槽的相应排中的齿的齿距，或者为所述槽的相应排中的齿的齿距的整数倍，所述带齿块体由承载件支撑，所述承载件响应于所述夹紧螺栓的旋转而移动，进而使所述带齿块体在夹紧位置和非夹紧位置之间移动，在所述夹紧位置中，所述带齿块体位于所述槽中，其中所述带齿块体的齿与所述槽的齿位于同一平面中，在所述非夹紧位置中，保持所述带齿块体使得所述带齿块体的齿处于所述槽的齿的平面之外；承载件支撑所述带齿块体，使得当所述带齿块体处于所述槽中时所述带齿块体自由地从一侧移动到另一侧，所述槽的两排齿中的齿和所述带齿块体的两排齿中的齿被成形为使得对于所述外护罩部分相对于所述内护罩部分的任何给定位置，当所述承载件从所述非夹紧位置移动到所述夹紧位置时所述带齿块体能够自由地移动到所述槽中同时不会由于所述带齿块体的齿撞击所述槽的齿而被阻挡，并且其特征在于，当处于齿面对齿面接触时，所述槽的第一排齿中的齿和所述带齿块体的对应的齿防止所述带齿块体沿着所述槽、在与所述护罩的伸缩式收缩所对应的方向上轴向移动，并且所述槽的第二排齿中的齿和所述带齿块体的对应的齿允许所述带齿块体沿着所述槽、在与所述护罩的收缩相对应的方向上轴向移动并且同时将推力施加到所述带齿块体，所述推力使所述带齿块体侧向移动穿过所述槽，使得所述第一排齿中的齿的齿面面向所述带齿块体的对应齿的齿面。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 GB 1604977.71.一种转向柱组件，其包括：伸缩式护罩，所述伸缩式护罩具有外护罩部分和内护罩部分，所述内护罩部分的端部延伸到所述外护罩部分中；夹紧轨道，所述夹紧轨道固定到所述内护罩部分并且包括沿所述内护罩部分轴向延伸的槽，所述槽限定两个相对的壁，所述两个相对的壁各承载一排齿，因此这两排齿彼此间隔开，其中齿彼此相向延伸；夹紧螺栓，所述夹紧螺栓垂直于护罩延伸，通过操作锁定杆所述夹紧螺栓能够围绕所述夹紧螺栓的长轴线旋转；带齿块体，所述带齿块体连接到所述夹紧螺栓并且在所述夹紧螺栓旋转时移位，所述带齿块体在每侧上具有一排齿，每排齿中的齿之间的齿距等于所述槽的相应排中的齿的齿距，或者为所述槽的相应排中的齿的齿距的整数倍，所述带齿块体由承载件支撑，所述承载件响应于所述夹紧螺栓的旋转而移动，进而使所述带齿块体在夹紧位置和非夹紧位置之间移动，在所述夹紧位置中，所述带齿块体位于所述槽中，其中所述带齿块体的齿与所述槽的齿位于同一平面中，在所述非夹紧位置中，保持所述带齿块体使得所述带齿块体的齿处于所述槽的齿的平面之外；承载件支撑所述带齿块体，使得当所述带齿块体处于所述槽中时所述带齿块体自由地从一侧移动到另一侧，所述槽的两排齿中的齿和所述带齿块体的两排齿中的齿被成形为使得对于所述外护罩部分相对于所述内护罩部分的任何给定位置，当所述承载件从所述非夹紧位置移动到所述夹紧位置时所述带齿块体能够自由地移动到所述槽中同时不会由于所述带齿块体的齿撞击所述槽的齿而被阻挡，并且其特征在于，当处于齿面对齿面接触时，所述槽的第一排齿中的齿和所述带齿块体的对应的齿防止所述带齿块体沿着所述槽、在与所述护罩的伸缩式收缩所对应的方向上轴向移动，并且所述槽的第二排齿中的齿和所述带齿块体的对应的齿允许所述带齿块体沿着所述槽、在与所述护罩的收缩相对应的方向上轴向移动并且同时将推力施加到所述带齿块体，所述推力使所述带齿块体侧向移动穿过所述槽，使得所述第一排齿中的齿的齿面面向所述带齿块体的对应齿的齿面。2.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，齿在平行于所述带齿块体的移动的大致方向的方向上延伸，所述带齿块体的移动是当所述夹紧机构从未锁定移动到锁定时由所述夹紧机构产生的。3.根据权利要求1或2所述的转向柱组件，其中，所述转向柱组件布置成使得能够针对所述护罩的所有伸缩位置实现强制锁定。4.根据权利要求3所述的转向柱组件，其中，各排齿中的齿都具有相同的齿距和/或齿高。5.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件，其中，在碰撞期间，所述带齿块体总是位于所述槽的同一侧，而不受紧接着夹紧之后的所述带齿块体所处的位置的影响。6.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件，其中，所述带齿块体的一排齿的齿尖与所述带齿块体的另一排齿的齿尖之间的垂直距离基本上等于所述槽的一排齿的齿尖和所述槽的另一排齿的齿根之间的间距。7.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件，其中，所述槽的一排齿中的齿相对于所述槽的另一排齿中的齿沿着所述槽交错，同时所述带齿块体的一排齿中的齿与所述带齿块体的另一排齿中的齿对准。8.根据权利要求1至6中任一项所述的转向柱组件，其中，所述带齿块体的一排齿中的齿相对于所述带齿块体的另一排齿中的齿沿着所述带齿块体交错，同时所述槽的一排齿中的齿与所述槽的另一排齿中的齿对准。9.根据权利要求7或8所述的转向柱组件，其中，交错的所述齿相对于彼此基本偏移排中的齿之间的齿距的二分之一。10.根据前述权利要求中任一项所述的转向柱组件，其中，所述槽的和所述带齿块体的第一侧的齿被认为是功能性的，因为所述第一侧的齿在碰撞中主动地啮合以防止收缩，所述槽的和所述带齿块体的另一侧的齿被认为是非功能性的，因为所述另一侧的齿不能防止所述护罩在收缩方向上移动，而是将所述带齿块体推动穿过到所述槽的另外一侧以便允许所述功能性齿防止进一步的移动。11.根据权利要求10所述的转向柱组件，其中，所述槽的每排齿中的所有齿和所述带齿块体的每排齿中的所有齿具有相同的所述齿距。12.根据权利要求11所述的转向柱组件，其中，所述齿距等于所述带齿块体从非功能侧上的齿的接触部到功能侧上的齿的接触部的移动量。13.根据权利要求11或12所述的转向柱组件，其中，所述非功能侧的齿中的每个齿的平坦齿尖部分的宽度c介于所述齿的齿距e的0.2倍至0.3倍之间。14.根据权利要求11至13中任一项所述的转向柱组件，其中，能够选择在每个齿的基部处测量的所述带齿块体在所述非功能侧上的齿中的每个齿的宽度d，使得满足以下表达式：d＝c+[a2/tg(α)]其中a2是所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迪特，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB