[发明专利]用于机动车辆的转向柱

说明书

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱(1)，其包括具有转向齿轮侧端部和方向盘侧端部的套单元(2)，其中，套单元(2)包括外套管(23)，内套管(21)以可伸缩的方式设置在外套管(23)中，并且转向主轴以能够绕纵向轴线(22)旋转的方式安装在内套管(21)中，其中，转向主轴(3)至少部分地包括中空轴(31)，转向轴(33)以可伸缩的方式设置在中空轴(31)中，并且转向主轴(3)以可旋转的方式安装在套单元(2)的方向盘侧端部部分中的后轴承(25)中。为了获得在碰撞事件中的更高的功能安全，本申请提出在套单元(2)的转向齿轮侧端部与后轴承(25)之间，在套单元(2)与转向主轴(3)之间设置有安全元件(7、8)，在套单元(2)的转向齿轮侧端部与所述后轴承(25)之间且安全元件(7、8)之外，安全元件在套单元(2)与转向主轴(3)之间留出沿周向的径向安全距离，该安全距离比套单元(2)与转向主轴(3)之间的径向距离小。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的转向柱，该转向柱包括具有转向齿轮侧端部和方向盘侧端部的套单元，其中，套单元包括外套管，内套管以伸缩的方式布置在外套管中，转向主轴围绕纵向轴线以可旋转的方式安装在外套管中，其中，转向主轴至少部分地包括中空轴，转向轴以伸缩的方式布置在中空轴中，并且转向主轴以可旋转的方式安装在套单元方向盘侧端部中的后轴承中。

在这种长度可调节的转向柱的情况下，附接至转向主轴的就行进方向而言的后端部的方向盘可以通过纵向方向、即转向柱纵向轴线的方向上的长度调节而定位在车辆内部并且因此适合于驾驶员位置。可调节性可以由于套单元包括能够沿纵向轴线的方向移位的套管的同轴布置、即该同轴布置是轴向伸缩的并且在这种情况下内套管以可轴向移位的方式被接纳在外套管中而实现。与套单元类似，同轴地布置在外套管中的转向主轴由于转向轴也伸缩地接纳在中空轴中而也形成为长度可调节。为了传递转向扭矩，中空轴与转向轴通过形状配合接合而以扭矩锁定的方式连接至彼此。

另一优点在于：在车辆碰撞的情况下，如果驾驶员撞击方向盘，则转向柱可以在纵向方向上被一起推动。结果，可以有效地防止转向柱进一步穿入乘客舱的内部并导致乘员受伤。此外，可以通过布置在伸缩套管之间或者布置在套单元与转向柱的支撑单元之间的能量吸收装置以受控的方式减小碰撞中的冲击能量，以降低受伤风险。

背景技术

在碰撞事件中，引入到转向主轴中的力实际上总是具有横向于纵向轴线的力分量，这导致转向主轴的径向挠曲、特别是在所谓的偏置碰撞的情况下导致转向主轴的径向挠曲，在偏置碰撞的情况下，车身相对于纵向轴线以一角度撞击方向盘。转向主轴的挠曲可能导致转向轴不能被推入中空轴中或者仅在轴向力极大增加的情况下才被推入中空轴中，因此，使转向柱伸缩所需的轴向力——该轴向力被称为碰撞水平——以不受控制的方式增加直至锁定转向柱。由此产生安全风险。

例如从US2007/0126222A1中已知一种通用转向柱，在该通用转向柱的情况下，转向轴应当被稳定。其中，在一侧转向主轴的中空轴安装于配装在外套管的前端部中的前抗摩擦轴承中，在另一侧在中空轴中伸缩的转向轴安装于配装在内套管的后方向盘侧端部中的后抗摩擦轴承中。在这种已知的转向柱布置中，转向主轴另外在套单元中、在前轴承与后轴承之间的纵向区域中的中间位置处安装于第三轴承中。该中间轴承也形成为抗摩擦轴承并且在外套管中限定了中空轴的附加同轴支撑。应减小转向主轴的刚度，并通过中间轴承中附加的径向无间隙支撑减少对方向盘的振动传递。

然而，不利的是，由于轴承摩擦，通过附加轴承增加了转向主轴的摆动扭矩(breakaway torque)。特别地，第三轴承由于前轴承与后轴承之间的超定布置(overdetermined arrangement)而对于转向主轴的公差特别敏感，并且第三轴承在其功能方面可能受损或者可能被损坏，这可能导致更高的摆动扭矩。高公差要求进一步导致相应高的制造和组装花费。此外，伸缩调节同样需要很大的力，这是因为转向主轴由于因附加轴承造成伸缩到强制位置而以已经很小的径向跳动来移动。

鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种改进的转向柱，该转向柱提供更高的功能安全性并且需要较少的花费。

发明内容