用于机动车辆的转向柱转让专利

申请号 : CN201680015263.7

文献号 : CN107531268B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 托马斯·阿博尔托马斯·盖泽尔贝格尔约翰尼斯·加纳尔马丁·弗莱舍尔

申请人 : 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司蒂森克虏伯股份公司

摘要 :

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1),该转向柱(1)包括:转向轴(30),该转向轴(30)安装在内套管(31)中以能够绕内套管(31)的纵向轴线(L)旋转;外壳单元(33),内套管(31)被保持在外壳单元(33)中,并且外壳单元(33)能够直接地或间接地连接至机动车辆的车身;夹持装置(4),该夹持装置(4)在固定位置中将外壳单元(33)相对于内套管(31)固定,并且夹持装置在释放位置中允许对内套管(31)进行相对于外壳单元(33)的至少在纵向方向上的调节,其中,夹持装置(4)具有至少一个锁定部(46),至少一个锁定部(46)在纵向方向上被支承在外壳单元(33)上,并且夹持装置(4)在固定位置中以不可沿纵向方向移位的方式被连接至与内套管(31)连接的接合部(34);并且夹持装置(4)在释放位置中从接合部(34)释放并且允许内套管(31)相对于外壳单元(33)在纵向方向上的相对运动,其中,内套管(31)和外壳单元(33)借助于能量吸收装置(5)被联接,该能量吸收装置(5)具有至少两个能量吸收元件(54、56),至少两个能量吸收元件中的第一能量吸收元件(54)或第二能量吸收元件(56)能够被联接在内套管(31)与接合部(34)之间,该能量吸收元件在联接状态下以及在夹持装置(4)处于固定位置时、在内套管(31)与外壳单元(33)的相对移位的情况下塑性地变形。为了占据较小的结构空间并且为了允许更容易且更便宜的制造,本发明提出了:至少第一能量吸收元件和第二能量吸收元件(54、56)在相对于纵向轴线的径向方向上设置在内套管(31)的同侧。

权利要求 :

1.一种用于机动车辆的转向柱(1),包括:

转向轴(30),所述转向轴(30)以可绕所述转向轴(30)的纵向轴线(L)旋转的方式安装在内套管(31)中;

外壳单元(33),所述内套管(31)被保持在所述外壳单元(33)中,并且所述外壳单元(33)能够直接地或间接地连接至机动车辆的车身;以及夹持装置(4),所述夹持装置(4)在固定位置中将所述外壳单元(33)相对于所述内套管(31)附接,并且所述夹持装置(4)在释放位置中允许对所述内套管(31)进行相对于所述外壳单元(33)的至少在纵向方向上的调节;

其中,所述夹持装置(4)具有至少一个锁定部(46),所述至少一个锁定部(46)沿所述纵向方向被支承在所述外壳单元(33)中,并且,在所述固定位置中,所述至少一个锁定部(46)以不可沿所述纵向方向移位的方式连接至与所述内套管(31)相连接的接合部(34),并且,在所述释放位置中,所述至少一个锁定部(46)从所述接合部(34)释放进而允许所述内套管(31)相对于所述外壳单元(33)在所述纵向方向上的相对运动,其中,所述内套管(31)和所述外壳单元(33)经由能量吸收装置(5)联接,所述能量吸收装置(5)具有至少两个能量吸收元件(54、56),所述至少两个能量吸收元件(54、56)中的至少第一能量吸收元件(54)或第二能量吸收元件(56)能够被联接在所述内套管(31)与所述接合部(34)之间,所述能量吸收元件(54、56)在联接状态下、在所述夹持装置(4)处于固定位置时、在所述内套管(31)与所述外壳单元(33)相对移位的情况下塑性地变形,其特征在于,至少所述第一能量吸收元件(56)和所述第二能量吸收元件(54)在相对于所述纵向轴线的径向方向上设置在所述内套管(31)的同侧,所述能量吸收元件(54、56)在相对于所述纵向轴线(L)的径向方向上以夹置的方式彼此邻近地设置。

2.根据前述权利要求1所述的转向柱,其特征在于,在所述能量吸收元件(54、56)之间设置有分隔元件(55)。

3.根据前述权利要求2所述的转向柱,其特征在于,至少两个能量吸收元件(54、56)设置在共同的壳体(51)中。

4.根据前述权利要求3所述的转向柱,其特征在于,所述能量吸收元件(54、56)中的至少一个能量吸收元件设计为长形弯折元件,所述长形弯折元件具有经由弯折部(542、562)彼此连接的两个腿部(541、561、543、563),其中,一个腿部(543、563)能够附接至所述接合部(34),并且另一腿部(541、561)能够沿所述纵向方向被支承在所述内套管(31)上。

5.根据权利要求4所述的转向柱,其特征在于,至少一个弯折元件和/或所述壳体(51)和/或所述分隔元件(55)设置有抗摩擦涂层。

6.根据前述权利要求1-5中的任一项所述的转向柱,其特征在于,所述能量吸收装置(5)包括具有可动联接元件(63)的调节装置(6),在所述调节装置(6)被启用时,所述可动联接元件(63)使能量吸收元件(54)在所述内套管(31)与所述接合部之间联接或断开联接。

7.根据权利要求6所述的转向柱,其特征在于,所述调节装置(6)具有热电致动器(6),所述热电致动器(6)能够被致动成以烟火的方式驱动所述联接元件(63)。

8.根据权利要求6所述的转向柱,其特征在于,所述联接元件(63)被设计为承载销(63),所述承载销(63)用于进行联接或断开联接,所述承载销(63)能够横向于所述纵向轴线(L)移动穿过所述接合部(34)中的开口(342),并且能够与长形弯折元件(54、56)的第一腿部(544、564)操作性接合或断开操作性接合。

9.根据前述权利要求1-5,7-8中的任一项所述的转向柱,其特征在于,所述外壳单元(33)被保持在能够附接至车辆的托架中。

说明书 :

用于机动车辆的转向柱

技术领域

[0001] 本发明涉及用于机动车辆的转向柱,所述转向柱包括:转向轴,该转向轴以可绕其纵向轴线旋转的方式安装在内套管中;外壳单元,内套管被保持在外壳单元中,并且外壳单元能够连接至机动车辆的车身;以及夹持装置,该夹持装置在固定位置中将外壳单元相对于内套管附接,并且夹持装置在释放位置中允许对内套管进行相对于外壳单元的至少在纵向方向上的调节,其中,夹持装置具有至少一个锁定部,所述至少一个锁定部沿纵向方向被支承在外壳单元上,并且夹持装置在固定位置中以沿纵向方向不可移位的方式连接至与内套管相连接的接合部,并且夹持装置在释放位置中从接合部释放并且允许内套管相对于外壳单元在纵向方向上的相对运动,其中,内套管和外壳单元借助于能量吸收装置而联接,能量吸收装置具有至少两个能量吸收元件,所述至少两个能量吸收元件中的至少第一能量吸收元件或第二能量吸收元件能够被联接在内套管与接合部之间,所述能量吸收元件在联接状态下、在夹持装置处于固定位置时、在内套管与外壳单元相对移位的情况下塑性地变形。

背景技术

[0002] 为了调节机动车辆的方向盘相对于驾驶员的乘坐位置的位置,在现有技术中的各种实施方式中公知一种转向柱。在通用的转向柱中,除了通过调节转向柱的倾斜而实现的高度调节之外,安装至转向轴的后端的方向盘可以通过在转向柱纵向轴线的方向上的长度调节而定位在车辆内部。
[0003] 该长度调节通过调节单元来实现,该调节单元包括壳单元和套管,其中,内套管包括以可旋转的方式安装的转向轴,套管以伸缩的方式沿纵向方向可调节并且借助于可释放的夹持装置而是可固定的,即,套管以可释放的方式固定在各个纵向位置中。还被称为紧固装置的夹持装置作用在被保持于车身上的外壳单元上,其中,在夹持装置的打开状态下——该打开状态还被同义地称为释放位置或未夹持位置,使内套管在外壳单元中移位以调节方向盘位置是可能的,并且在关闭状态下——即在固定位置或紧固位置中,内套管被夹持在外壳单元中,并且方向盘位置在期望的机械载荷的作用下被固定而处于正常驾驶操作。
[0004] 作为一种用于提高在车辆碰撞、即在驾驶员以高速撞击方向盘的所谓的碰撞事件的情况下的乘员的安全性的有效措施,公知的是设计如下转向柱:即使在夹持装置的固定位置中,当在方向盘上施加有仅在碰撞的情况下发生的超过限值的高的力时,该转向柱能够沿纵向方向塌缩。为了确保撞击方向盘的身体的受控的减速,在外壳单元与内套管之间联接有能量吸收装置,在正常操作中,该外壳单元、能量吸收装置以及内套管通过夹持装置彼此附接,但在碰撞的情况下,外壳单元、能量吸收装置以及内套管能够相对于彼此塌缩。这例如通过戳开珠状翻板或使长形的弯折元件——比如弯折线材或弯折带材——弯折而将引入的动能转化为能量吸收元件的塑性变形。
[0005] 在文献DE 10 2008 034 807 B3中描述了通用的转向柱。其中描述的夹持装置包括位于外壳单元上的锁定部,该锁定部可以在固定位置中横向于纵向方向以压配合和形状配合的方式与内套管上的对应的接合部接合。在释放位置中,锁定部被提升离开接合部,即被释放,使得内套管可以沿纵向方向移位从而调节方向盘位置。
[0006] 接合部借助于能量吸收装置而连接至内套管,该能量吸收装置在正常操作中不受载荷,即在外壳单元与内套管之间形成刚性连接。然而,在碰撞的情况下,借助于锁定部引入了高的力,使得外壳单元与内套管沿纵向方向朝向彼此移动,其中,能量吸收元件变形并且因此运动被减速。
[0007] 此外,所述文献DE 10 2008 034 807 B3还建议将能量吸收装置的制动效果设计成可控制的以便在碰撞的情况下考虑驾驶员是否系了安全带,或能够根据比如驾驶员的重量、距方向盘的距离等参数来进行调节。详细地,出于此目的,设置有至少两个能量吸收元件,通过将所述至少两个能量吸收元件联接在外壳单元与内套管之间、即通过如上所描述的使至少两个能量吸收元件能够在接合部与内套管之间形成机械操作性连接,而使得至少两个能量吸收元件能够根据需要被启用。在这种情况下,至少第一能量吸收元件或第二能量吸收元件可以联接在内套管与接合部之间——即,第一能量吸收元件或第二能量吸收元件或两者可以联接在内套管与接合部之间。以这种方式,能够实现适用于相应需求——即碰撞级或碰撞等级——的针对性的制动特性。
[0008] 然而,在先前已知的能量吸收装置中不利的是,独立的能量吸收元件设置在内套管的相对的两侧上的相应的独立的安装单元上。因此,占据了相对较大的结构空间,这限制了其装入车身的灵活性。另一方面,由于需要大量部件,对至少两个能量吸收元件的制造和单独安装、包括相应的需要的安装装置的制造和单独安装是复杂的并且因此是成本密集型的。
[0009] 鉴于上文说明的问题,本发明的目的是提供一种具有至少两种碰撞级的上述类型的转向柱,该转向柱占据较小的结构空间并且允许更容易且更廉价的制造。

发明内容

[0010] 为了解决上述问题,本发明提出将第一能量吸收元件和第二能量吸收元件在相对于纵向轴线的径向方向上设置在内套管的同侧。
[0011] 根据本发明,第一能量吸收元件和第二能量吸收元件不是如现有技术那样设置在套管的不同侧的分离的位置处,而是结合在内套管的单一侧上。换言之,先前的用于满足不同的碰撞级所需的至少两个能量吸收装置中的每一个能量吸收元件必需独立地制造并且安装在转向柱的相对的两侧上,而根据本发明,所述至少两个能量吸收装置中的每一者被结合到具有至少两个碰撞级的单一的一体式能量吸收装置中。
[0012] 根据本发明的能量吸收装置具有至少两个能量吸收元件,至少两个能量吸收元件可以根据需要独立地或一起启用。通过将一个能量吸收元件联接在内套管与接合部之间——即在能量吸收元件与套管和接合部之间创建机械操作性连接,能够实现启用,借助于这种机械操作性连接,能量吸收元件插入成在套管与接合部之间形成压配合,使得内套管与接合部的相对位移引起能量吸收元件的变形,并且因此产生能量吸收。因此,内套管相对于外壳单元以受控的方式减速,该外壳单元通过锁定部连接至接合部。碰撞级或减速的幅度能够在能量吸收元件的受控的联接的作用下而增大,并且相反地在能量吸收元件的受控的断开联接的作用下而减小。
[0013] 本发明的特别的优点在于,至少两个并且可能更多个所述能量吸收元件可以在结构方面结合到根据本发明的能量吸收装置中、结合到一体式单元中,一体式单元作为整体可以安装在套管或转向柱的一侧上。通过结合至一体式单元,与现有技术中公知的分离式设计相比较,可以省去各部件,例如省去用于将能量吸收元件连接至接合部和内套管的安装元件。因此可以减少制造经费和成本。此外,具有两个或更多个碰撞级的能量吸收装置的特别紧凑的结构是可能的,这种结构与现有技术相比需要较小的结构空间。
[0014] 本发明的有利的实施方式提供了:第一能量吸收元件和第二能量吸收元件在相对于纵向轴线的径向方向上以叠置的方式、一个位于另一个之上或彼此邻近地设置。在这种结构中,两个或更多个能量吸收元件以层叠的、一个位于另一个之上或一个紧邻另一个的形式设置,并且形成特别紧凑的组件。
[0015] 替代性地,还可以想到的并且可能的是,两个或更多个能量吸收元件沿着纵向轴线的方向以一个在另一个后方的方式设置。因此能够实现在径向方向上的较小的结构高度。
[0016] 优选地,至少两个能量吸收元件设置在共同的壳体中。该壳体形成根据本发明的能量吸收装置的一部分,该部分至少部分地封围能量吸收元件并且保护能量吸收元件以使其免受干扰。此外,在壳体中或壳体上可以形成有用于能量吸收元件的安装元件、用于接合部的纵向导引件等。
[0017] 在有利的结构中,在能量吸收元件之间设置有分隔元件。分隔元件例如可以通过插置在相邻的能量吸收元件之间的分隔壁或分隔板来形成。因此,相邻的能量吸收元件以功能上可靠的方式彼此屏蔽,使得一个能量吸收元件的功能不受相邻的能量吸收元件的影响。已证明这对于提高操作安全性和功能可靠性而言是有利的。
[0018] 本发明的一个实施方式提供了:能量吸收元件中的至少一个能量吸收元件设计为长形弯折元件,长形弯折元件具有通过弯折部而彼此连接的两个腿部,其中,一个腿部可以附接至接合部,并且另一个腿部可以沿纵向方向被支承在内套管上。公知的是使用弯折线材或穿束条带作为能量吸收元件,该弯折线材或穿束条带借助于大约180°的弯折部而设计成U形形状,其中,腿部基本上平行于纵向方向延伸,其中,术语“基本上平行”指的是具有±10°的立体角的偏差。在碰撞的情况下,一个腿部的端部基于在纵向方向上的运动而连接至内套管——例如被支承在止动件或反向支承件上。腿部的另一端部通过插入销形的联接元件或承载件中而连接至接合部以实现联接,该销形的联接元件或承载件在碰撞的情况下在纵向方向上承载所述另一端部。在碰撞的情况下,在两个端部的相对移位中,弯折部移动跨过弯折元件的纵向延伸范围,其中,动能通过变形功而被转化或吸收。根据本发明,两个或更多个长形弯折元件可以沿径向方向以层叠的、一个在另一个之上的形式如上所述地设置。
[0019] 在上文描述的实施方式中的弯折条带延伸成使其弯折部平行于一个平面,这意味着U形部分延伸位于一个平面中或平行于一个平面。因此,弯折条带的纵向延伸范围的中心线位于条带平面中。换言之,弯折条带的弯折通过关于弯折轴线的优选的180°的角度以弧形的形状形成,该弯折轴线形成弧形弯折部的中心并且与条带平面正交地对准,并且因此平行于条带平面的表面法线地延伸。该表面法线横向于、优选地正交于纵向轴线地延伸。该表面法线优选地与纵向轴线相交。在腿部与弯折部之间,相应地形成有能量吸收元件的接合开口。
[0020] 根据本发明,至少两个弯折条带可以以一个紧邻另一个、以层叠的形式、正交于该条带平面进行设置,使得两个弯折条带以及他们的条带平面彼此平行地且彼此间隔开地对准。在这种情况下,弯折条带优选地设置成使得弯折条带的弯折轴线相对于彼此位于一条线上,即位于该表面法线的方向上。因此,弯折条带以一个在另一个之上的方式层叠成使得弯折条带的接合开口布置成一个在另一个之上至少部分地叠合。因此,承载销可以例如在表面法线的方向上穿过或伸入根据本发明的一个在另一个之上层叠的能量吸收元件的接合开口中。
[0021] 为了实现上述布置,可以提供如下能量吸收元件:能量吸收元件在相对于纵向轴线的径向方向上以夹置的方式彼此邻近地设置,其中,弯折条带的弯折部分别平行于与弯折条带正交地设置的平面、以一个紧邻另一个的层叠的形式延伸。由于弯折条带的使其各自的弯折部的平面正交的这种层叠形布置,一个弯折条带的变形不会影响相应的另一弯折条带的变形。因此,可以提供两个或更多个弯折条带的夹置式、层叠形的布置,在该布置中,不会发生弯折条带的能量吸收性能的不期待的互相影响。
[0022] 此外,有利的是,至少一个弯折元件和/或壳体和/或分隔元件设置有抗摩擦涂层。这确保了弯折线材或弯折条带在碰撞的情况下的变形平缓地发生并且不会受到当弯折元件的各部分彼此接触或与周围部件比如壳体相接触时的摩擦或阻塞的阻碍。因此,提高了功能可靠性。
[0023] 在另一有利的实施方式中,在壳体中包括内部框架。该内部框架至少部分地设置在弯折线材或弯折条带与壳体之间。在这种情况下,内部框架用于在将壳体附接至内套管之前将弯折线材或弯折条带更容易地安装在壳体中。内部框架优选地包括弹簧钢片,例如钢等级为C75S的弹簧钢片。
[0024] 本发明的一个实施方式提供:能量吸收装置包括具有可动联接元件的调节装置,当调节装置被启用时,该可动联接元件使能量吸收元件在内套管与接合部之间联接或断开联接。为了在碰撞的情况下使能量吸收元件以受控的方式被启用或停用,如所描述的,需要使能量吸收元件在力流的作用下插入到内套管与外壳单元之间、具体地插入到接合部与内套管之间,或从内套管与外壳单元之间移出。当调节装置被启用时,在碰撞情况下通过移动联接元件,会发生连接或释放,使得联接元件将如上文所述的弯折元件的端部与接合部沿纵向方向以形状配合的方式锁定,或解锁。位于内套管上的作为联接元件的止动件还可以移动到操作位置,或另一连接元件可以在能量吸收元件与套管和/或接合部之间的操作性接合中被锁定或解锁。
[0025] 优选地提供:调节装置具有热电致动器,该热电致动器可以被致动成以烟火的方式驱动联接元件。通常还被称为“火系开关”或“火系致动器”的热电致动器具有烟火推进赋能装置,该烟火推进赋能装置由电脉冲触发。推进赋能装置的膨胀使可动致动器加速,该可动致动器在本申请中连接至联接元件。因此,联接元件可以与接合部和能量吸收元件接合或断开接合,或使接合部、能量吸收元件以及内套管以另一方式机械联接。这种热电调节装置的优点在于在碰撞的情况下极快的启用并且具有高可靠性和高致动力,这确保了一个或更多个能量吸收元件根据需要的安全的联接或断开联接。例如,联接元件可以被设计为销形承载件,该销形承载件插入至形状配合凹部中以便将接合部与能量吸收元件锁定,或将销形承载件从形状配合凹部移出。
[0026] 根据本发明,调节装置优选地在能量吸收装置上安装在转向柱的设置有能量吸收元件的一侧上。
[0027] 本发明的一种实施方式提供了:外壳单元被保持在可以附接至车辆的托架中。因此可以实现转向柱在车辆上的特别刚性的连接。
[0028] 壳单元在这种情况下优选地以绕回转轴线可回转的方式保持在托架的前端部上并且被容置在托架的两个侧壁之间,其中,壳单元可以借助于夹持装置而相对于托架固定。
[0029] 通过提供在壳单元与托架之间的回转轴线,可以实现对壳单元相对于托架的倾斜的调节。因此,与借助于轴将壳单元直接地安装在车辆上相比,壳单元的还被称为高度调节的倾斜调节可以更容易地进行,其中,该轴必须插入穿过壳单元的容置孔和车辆横向构件的对应的容置部段,以便提供回转轴线。

附图说明

[0030] 下文参照附图更详细地说明本发明的有利的实施方式。在附图中详细示出了:
[0031] 图1以立体图的方式示出了根据本发明的转向柱,
[0032] 图2示出了如图1中的转向柱处于正常状态的局部的视图,
[0033] 图3为如图1中的转向柱在碰撞事件之后处于塌缩状态的局部视图,[0034] 图4示出了根据图1至图4的夹持装置的局部视图,
[0035] 图5以分解图示出了根据图1至图4的转向柱的根据本发明的能量吸收装置,[0036] 图6为处于正常状态的根据图4或图5的能量吸收装置的纵向截面A-A,[0037] 图7为在碰撞事件之后的如图6中的能量吸收装置的纵向截面A-A;
[0038] 图8为处于第一操作状态的根据图4或图5的转向柱的横截面C-C,[0039] 图9为处于第二操作状态的如图8中的转向柱的横截面C-C,
[0040] 图10以分解图示出了根据本发明的能量吸收装置的第二实施方式。

具体实施方式

[0041] 在各个附图中,相同的部件始终由相同的附图标记指示并且因此通常仅被命名或提到一次。
[0042] 图1、图2和图3示出了根据本发明的以立体图示意性示出的从后方(相对于机动车辆的驾驶方向(未示出))斜向观察的转向柱1。
[0043] 转向柱1可以借助于托架2而安装在机动车辆(未示出)的车身上,为了清楚起见,在图2和图3的视图中省略了托架2。为了连接至车身,托架2具有安装装置21,从安装装置21延伸有侧壁22、23和用于容纳回转轴线25的摇臂24。
[0044] 转向轴30围绕纵向轴线L以可旋转的方式安装在被简称为套管31的内套管31中,其中,在转向轴30上在后端部32处安装有方向盘(未示出)。内套管31被保持在外壳单元33——简称为壳单元33——的在纵向方向上连续的容纳部中。
[0045] 夹持装置4可以在夹持杆41的手动操作的作用下而选择性地进入固定位置(紧固位置、关闭状态)或释放位置(未夹持位置、打开状态)。在这种情况下,在释放位置中,内套管31可以在外壳单元33内沿纵向轴线L的方向以伸缩的方式移位,以便调节长度,并且外壳单元33可以相对于托架2沿箭头的方向在高度方向H上被上下调节。在固定位置中,内套管31沿纵向方向固定,并且外壳单元33在高度方向H上被固定。固定位置对应于转向柱1的正常操作,在正常操作中,当通常借助于方向盘对转向轴30施加力时,可以确保经调节的方向盘位置不被改变。
[0046] 详细地,夹持装置4包括夹紧螺栓42,该夹紧螺栓42以旋转固定的方式连接至夹持杆41,并且横向于纵向轴线L延伸穿过位于彼此相对的侧壁22、23中的长形孔43。借助于本身已知的夹持机构,该夹持机构可以包括如在所示的实施方式中的第一凸轮盘44和第二凸轮盘45,该第一凸轮盘44以旋转固定的方式安装在夹紧螺栓42上,并且第二凸轮盘45以旋转固定的方式设置在与所述第一凸轮盘相对的侧壁22上,第二凸轮盘45在旋转中相对于夹紧螺栓42轴向地移位,并且因此从外侧压靠侧壁22。通过使夹紧螺栓42以不可轴向移位的方式安装在相对的侧壁23上,两个侧壁22、23朝向彼此移动,并且设置在两个侧壁22和23之间的外壳单元33以压配合的方式被夹持。作为如所示的凸轮盘44、45的替代,还可以使用其他机构例如重力销或滚动体来将旋转转化为夹持运动。在夹持期间,夹持力还将外壳单元33横向于纵向轴线L按压,使得内套管31被夹持在外壳单元33中。
[0047] 夹持装置4具有锁定部46,该锁定部46借助于插置的弹簧49连接至凸轮盘44,并且可以沿着朝向内套管31的方向移动穿过开口47。如果夹持装置4进入固定位置,则锁定部46被夹持抵靠于接合部34,该接合部34借助于根据本发明的能量吸收装置5连接至内套管31。锁定部46和接合部34在其彼此面对的接触表面上可以具有彼此对应的齿48或类似的表面结构48,这确保在夹持的情况下的如可以在图4的分解图中清楚地观察到的形状配合连接。
在对应的齿48中的齿咬合状态的情况下,弹簧49确保夹持装置4能够被转变到固定位置中。
术语“齿咬合状态”指的是锁定部46相对于接合部34的位置,在该位置中,在转变至固定位置的期间,锁定部46的齿的头部与接合部的齿的头部相接触。换言之,锁定部46的齿不能与接合部34的齿之间的对应空间接合。
[0048] 能量吸收装置5安装在内套管31上的一侧,即,在图1至图3中,安装在面对观看者的一侧,并且在图4、图5、图8和图9中,能量吸收装置5安装在套管31的左侧。能量吸收装置5具有保持框架51,该保持框架51呈U形轨道的形式并且具有大致矩形横截面,该轨道稳固地连接至内套管31并且沿纵向方向延伸,其中,开口的横截面被指引在内套管31的表面处。借助于形状配合元件510,该形状配合元件510与内套管中的对应的容置开口310接合,保持框架51通过例如激光焊接稳固地连接至套管31。以这种方式,保持框架51与内套管31一起形成能量吸收装置5的长形壳体,该长形壳体具有大致矩形的内横截面,该壳体在套管31的一侧平行于纵向轴线L延伸。保持框架51在其径向向外指向的外侧上具有平行于纵向轴线L延伸的槽52。
[0049] 在保持框架51中,设置有同样为U形的内部框架53,该内部框架53沿纵向方向延伸并且朝向外侧敞开,即朝向保持框架51敞开。在内部框架53中,第一能量吸收元件54、分隔元件55和第二能量吸收元件56当沿纵向轴线L观察时以一个在另一个之上的层叠的形式设置。内部框架53由弹簧钢片形成。
[0050] 第一能量吸收元件54和第二能量吸收元件56关于其基本功能是相同的。如图4a中所示的,能量吸收元件54和56设计为弧形弯折线材或弯折条带,能量吸收元件54和56具有第一腿部541或561,该第一腿部541或561借助于呈180度的弯折部542或562连接至第二腿部543或563。在第二腿部543或563的端部处,通过朝向第一腿部541或561的弯折部分别形成承载钩544或564。因此,能量吸收元件54的接合开口545由腿部541、543、弯折部542和承载钩544形成,并且能量吸收元件56的接合开口565由腿部561、563、弯折部562以及承载钩564形成。能量吸收元件54和56能够被设计为冲压件,使得确保具有成本效益的制造。
[0051] 图5、图6、图7、图8、图9和图10清楚地示出了能量吸收元件54和56根据本发明而一个紧邻另一个层叠,即,使得两个弯折条带分别正交于条带平面——弯折部542或562的平面——即沿着弯折轴线566的方向以层叠的形式、一个在另一个之上或彼此紧邻地设置。因此,弯折条带以层叠的彼此紧邻的方式设置,使得弯折条带放置成使得其接合开口545和565一个在另一个之上至少部分地叠合。在该示例中,弯折条带的所有弯折轴线566位于一条线上,该线以平行于所有条带平面的表面法线的方式对准。因此,承载销63可以例如沿表面法线的方向穿过或伸入根据本发明的一个在另一个之上层叠的能量吸收元件54和56的接合开口545、565中。这能够例如从图8的截面图中观察到。在这种情况下,上述表面法线沿着承载销63的与图4和图5中绘制的截面线C-C平行的方向延伸穿过接合开口545和565。
[0052] 通过能量吸收元件的第一腿部541或561,能量吸收元件54和56沿着与纵向方向(图6和图7中的箭头)相反的方向被支承在反向支承件57上,该反向支承件57朝向保持框架51的横截面向内突出并且在纵向方向上形成止动件。
[0053] 接合部34安装在保持框架51上,其中,所述接合部通过承载件341穿过槽52而与能量吸收元件56的接合开口546接合在一起。因此,接合部34可以在能量吸收元件56的承载钩564的后方以平行于纵向轴线被导引的方式被接合在保持框架51中,并且在碰撞的情况下所述能量吸收元件弯折、即塑性变形。
[0054] 在图1、图2和图6中示出了转向柱1的正常状态,然而图3和图7示出了在碰撞事件之后的情况。在这种情况下可以观察到,内套管31相对于外壳单元33沿着由箭头指示的纵向方向被向内推动。
[0055] 在背离保持框架51的外侧,即借助于安装元件61和保持件62在接合部34上安装有热电致动器(火系开关)6。致动器6具有承载销63,该承载销63横向于纵向轴线被导引穿过接合元件34中的开口342并且穿过保持框架5中的槽52。在致动器6触发的情况下,承载销63沿着远离内套管31的方向突然地移动并且仅穿过能量吸收元件56的接合开口565,从而承载销63与能量吸收元件54断开接合。因此,能量吸收元件56仅通过接合部的承载件341与接合部34联接。由于接合部34和锁定部46在正常状态下以不可沿纵向方向移位的方式彼此连接,因此,在碰撞的情况下,当内套管31和外壳单元33沿着纵向方向朝向彼此移动时,能量吸收元件54在内套管31和外壳单元33之间的力流的作用下断开联接。还可以想到的并且可能的是,能量吸收元件54借助于承载销63的突然运动而联接,但这会产生如下风险:在突然运动过程中,承载销63会被卡滞并且因此不能实现联接。在还被称为碰撞的车辆正面撞击的情况下,会发生断开联接和联接。在这种情况下,基于在碰撞的时刻之前的特征,例如基于驾驶员是否系安全带来作出是否使能量吸收元件54联接或断开联接的决定。
[0056] 从图8和图9中的截面图中可以清楚地观察到该功能。图8示出了正常状态,在正常状态下,承载销63伸入能量吸收元件56和54的接合开口565和545。因此,在碰撞的情况下,第一能量吸收元件56和第二能量吸收元件54将会变形。这将例如是如下情况:如果在碰撞的时刻车辆驾驶员没有系安全带,由于两个能量吸收元件54和56联接,由未系安全带的车辆驾驶员引入到转向柱1中的较高的能量能够被吸收。在热电致动器6被启用的情况下,发生如图9中所示的情况,其中,承载销63被拉出能量吸收元件54的接合开口545,因此在碰撞的情况下,能量吸收元件54没有变形。以这种方式,在碰撞的情况下,通过启用致动器6,可以根据需要启用不同的碰撞级。
[0057] 在与如图5中所示的视图相同的如图10中所示的本发明的另一实施方式中,通过将附加的分隔元件59插入到位于内套管31的一侧上的保持框架51中的层叠形或夹置式布置中,还安装有附加的(第三)能量吸收元件58。通过启用适当设计的烟火式制动器6,因此,不同构型的能量吸收元件54、56和/或58能够根据需要被联接或断开联接,并且因此可以启用两个以上的不同的碰撞级。
[0058] 在未示出的替代性实施方式中,对第三能量吸收元件58设置有单独的烟火式致动器。
[0059] 由于本发明,转向柱1能够设置有单个能量吸收装置5,该单个能量吸收装置5允许启用不同的碰撞级,本发明的转向柱1具有较低制造成本、特别紧凑且具有成本效益。
[0060] 附图标记列表
[0061] 1   转向柱       49      弹簧
[0062] 2   托架         5       能量吸收装置
[0063] 21  安装装置     51      保持框架
[0064] 22、23  侧壁      510     形状配合元件
[0065] 24  摇臂         52      槽
[0066] 25  回转轴线     53      内部框架
[0067] 30  转向轴       54、56  能量吸收元件
[0068] 31  (内)套管     541、561  第一腿部
[0069] 310  容置开口     542、562  弯折部
[0070] 32   端部         543、563  第二腿部
[0071] 33   (外)壳单元   544、564  承载钩
[0072] 34   接合部       545、565  接合开口
[0073] 341  承载件       566      弯折轴线
[0074] 342  开口         55、59    分隔元件
[0075] 4    夹持装置     57       反向支承件
[0076] 41   夹持杆       58       能量吸收元件
[0077] 42   夹紧螺栓     6        热电致动器
[0078] 43   长形孔       61       安装元件
[0079] 44、45  凸轮盘     62       保持件
[0080] 46   锁定部       63       承载销
[0081] 47   开口         L        纵向轴线
[0082] 48   齿