阅读说明：本技术 用于机动车的能够调节的转向柱 (Adjustable steering column for a motor vehicle ) 是由 J.高蒂埃 S.塞格迪 于 2020-02-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于机动车的转向柱(1),其具有用于支承可旋转的转向轴(12)的转向柱本体(10)、可纵向移动地布置在转向柱本体(10)的开口(10a)中的套管(14)、可纵向移动地布置在套管(14)的开口(14a)中的碰撞管(16)、用于调节转向柱(1)的驱动器(56)；和用于吸收轴向碰撞能量的、具有能量吸收元件(20)和碰撞行程限制元件(22)的能量吸收机构(17),其中,能量吸收元件(20)在第一纵轴向端部区段(20a)处固定在套管(14)上并且在第二纵轴向端部区段(20b)处固定在主轴传动装置(52)的主轴螺母(53)上,并且其中,碰撞行程限制元件(22)构造用于根据套管(14)在转向柱本体(10)中的位置改变套管的碰撞行程(C)。(The invention relates to a steering column (1) for a motor vehicle, comprising a steering column body (10) for mounting a rotatable steering shaft (12), a sleeve (14) arranged in a longitudinally displaceable manner in an opening (10 a) of the steering column body (10), a crash tube (16) arranged in a longitudinally displaceable manner in an opening (14 a) of the sleeve (14), and a drive (56) for adjusting the steering column (1); and an energy absorption mechanism (17) for absorbing axial crash energy, having an energy absorption element (20) and a crash stroke limiting element (22), wherein the energy absorption element (20) is fastened to the sleeve (14) at a first longitudinal axial end section (20 a) and to a spindle nut (53) of the spindle drive (52) at a second longitudinal axial end section (20 b), and wherein the crash stroke limiting element (22) is designed to change the crash stroke (C) of the sleeve as a function of the position of the sleeve (14) in the steering column body (10).)

用于机动车的能够调节的转向柱

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的能够调节的转向柱。

背景技术

通常，乘用车中的转向柱可以手动或电动地在高度和长度上调节。特别地，纵向调节经常被实施为在实施用于高度调节的枢转运动的壳体与经常被称为碰撞管或引导管的伸缩管之间的伸缩管。

此外，一些转向柱具有所谓的易进入功能，这使得转向柱的转向柱本体能够被收回至转向柱的调节范围所允许的深度。转向柱的调节范围通常具有25mm至35mm的行程。

DE 10 2008 060 225 B4公开了一种用于机动车的能够调节的转向柱，该转向柱具有用于支承能够旋转的转向轴的转向柱本体、用于实现转向轴沿着转向柱本体的纵向方向的无级可调节性的夹紧机构和用于在事故中耗能地移位转向轴的能量吸收机构。

然而，在车辆的自主行驶运行的应用的范围内期望的是，一方面允许转向柱的更大的调节范围，使得转向柱和安装在其上的转向装置在车辆的自主行驶运行下可以最大程度上下沉在车辆的仪表板或内衬中，并且另一方面保持转向柱的功能性，使得用于在事故中耗能地移位转向轴的能量吸收机构在转向柱的标称位置中（即，在机动车的手动行驶模式下）以及在转向柱的调节期间都存在。

因此，本发明的任务是提供一种用于机动车的改进的能够调节的转向柱，其允许伸缩机构相对于转向柱本体的扩展的可调节性，并且此外，在碰撞的情况下，其提供了能够在转向柱的不同运行模式下满足其功能的能量吸收机构。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于机动车的能够调节的转向柱来实现。

发明内容

本发明提供一种用于机动车的能够调节的转向柱，该转向柱具有用于支承可旋转的转向轴的转向柱本体、可纵向移动地布置在转向柱本体的开口中的套管、可纵向移动地布置在套管的开口中的碰撞管和用于调节转向柱的驱动器，该驱动器具有电机和与电机连接的转换元件以及特别是主轴传动装置，该转换元件用于将电机的旋转运动转换成转向柱的轴向运动。

用于机动车的能够调节的转向柱还具有用于吸收轴向碰撞能量的能量吸收机构，该能量吸收机构具有能量吸收元件和碰撞行程限制元件，其中，能量吸收元件在第一纵轴向端部区段处固定在套管上并且在第二纵轴向端部区段处固定在转换元件上，特别是固定在主轴传动装置的主轴螺母上，并且其中，碰撞行程限制元件构造用于，根据套管在转向柱本体中的位置来改变套管的碰撞行程。

本发明的构思在于，通过设置碰撞行程限制元件，根据套管在转向柱本体中的位置来调整或改变套管的碰撞行程。因此，可以有利地确保，尽管能够调节的转向柱在本发明的范围内具有与传统的转向柱相比增大的调节范围，但是即使在发生碰撞的情况下，与转向轴连接的方向盘也不会超过相距驾驶员的限定的最大间距。因此，确保了安装在方向盘轮毂中的安全气囊根据设计规定保护驾驶员。

有利的实施方式和改进方案由从属权利要求以及由参照附图的描述得出。

根据一种优选的改进方案规定，能量吸收机构构造用于，在转向柱的第一运行状态中，特别是在转向柱的轴向调节期间，释放转向柱、特别是套管和碰撞管在预先给定的轴向调节范围内的轴向调节，并且在第二运行状态中，特别是在套管的由轴向碰撞能量引起的碰撞行程中，根据套管在转向柱本体中的位置来改变套管的碰撞行程。

因此，可以有利地确保，与转向柱在限定的调节范围内的位置无关地，在正常运行模式中以及在碰撞情况下都不会超过方向盘与驾驶员的最大间距。

根据另一种优选的改进方案规定，碰撞行程限制元件由固定在转向柱本体上的、基本上板状的元件构成，其中，碰撞行程限制元件具有沿纵向方向构成的开口，该开口在第一纵向区段上具有第一宽度并且在第二纵向区段上具有第二宽度。因此，碰撞行程限制元件由于其紧凑的结构形式而能够以简单的方式集成到转向柱中。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件由金属板带构成，该金属板带在第一纵向区段上具有第一宽度并且在第二纵向区段上具有第二宽度，其中，能量吸收元件在第二纵轴向端部区段的区域中具有第一直线区段和与第一直线区段邻接的弯曲区段，能量吸收元件在第二纵轴向端部区段上固定在主轴传动装置的主轴螺母上，其中，弯曲区段具有基本上180°的弯曲角度。

因此，构造为金属板带的能量吸收元件同样有利地具有紧凑的尺寸，从而该能量吸收元件在碰撞情况下可以通过滚动吸收套管或碰撞管的能量。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件的第一纵向区段包括第一直线区段和弯曲区段，其中，能量吸收元件的第二纵向区段邻接能量吸收元件的第一纵向区段的弯曲区段。因此，能量吸收元件以有利的方式能够最佳地吸收在碰撞情况下作用在其上的能量。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件的第一纵向区段和碰撞行程限制元件布置在第一平面中，并且其中，能量吸收元件的第二纵向区段布置在与第一平面平行布置的第二平面中。能量吸收元件的第一纵向区段以及碰撞行程限制元件在同一平面中的布置有利地一方面使得套管和与之固定连接的能量吸收元件在转向柱的调节运行中能够相对于碰撞行程限制元件自由地运动，并且在碰撞情况下碰撞行程限制元件能够限制能量吸收元件的运动。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件的第一纵向区段的第一宽度小于碰撞行程限制元件的第二纵向区段的第二宽度，其中，能量吸收元件在转向柱的轴向调节期间可以自由地沿着碰撞行程限制元件的开口运动。因此，在转向柱的调节运行中，转向柱的调节可以以有利的方式在限定的调节范围内进行。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件的第二纵向区段的第二宽度大于碰撞行程限制元件的第二纵向区段的第二宽度并且小于碰撞行程限制元件的第一纵向区段的第一宽度。因此，可以有利地限制能量吸收元件在碰撞行程限制元件上的运动。

根据另一种优选的改进方案规定，在套管由于轴向碰撞能量而引起的碰撞行程中，构造为金属板带的能量吸收元件能够从第二纵轴向端部区段沿碰撞行程限制元件的开口的纵向方向一直滚动到开口的第一宽度向第二宽度的过渡的凸肩区段，能量吸收元件在第二纵轴向端部区段上固定在主轴传动装置的主轴螺母上。因此，能量吸收元件的可滚动的区域的长度和碰撞行程限制元件的沿纵向方向构造的开口的长度可以如此彼此协调，从而确保可限定的碰撞行程。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件具有第三宽度的第三纵向区段，该第三纵向区段与第二宽度的第二纵向区段邻接，其中，第三宽度大于第二宽度，其中，第三纵向区段的厚度大于第二纵向区段的厚度，其中，能量吸收元件的最大碰撞行程相应于能量吸收元件的第二纵向区段的长度。

能量吸收元件的第三宽度的第三纵向区段因此以有利的方式确保能量吸收元件在碰撞行程限制元件上的端部止挡，因为能量吸收元件的第三纵向区段的与能量吸收元件的第二纵向区段相比增大的厚度和宽度引起增大的横截面，能量吸收元件以该横截面止挡在碰撞行程限制元件的凸肩区段上。

根据另一种优选的改进方案规定，当套管的剩余调节路径小于或等于能量吸收元件的碰撞行程时，碰撞行程限制元件的凸肩区段和能量吸收元件的第二宽度的第二纵向区段在纵向方向上重叠，其中，碰撞行程限制元件的凸肩区段在与能量吸收元件的第二宽度的第二纵向区段重叠时构造用于，在机动车碰撞的情况下阻止能量吸收元件和转向柱的与其连接的套管的运动。

因此，可以有利地实现，在碰撞情况下在转向柱的调节运行期间阻止能量吸收元件相对于碰撞行程限制元件进一步滚动，并且因此在碰撞情况下保持方向盘与驾驶员的最大允许的间距。

根据另一种优选的改进方案规定，套管通过齿条传动机构与碰撞管连接，该齿条传动机构构造用于将套管的轴向运动转换成碰撞管的轴向运动。因此，可以有利地提供由套管和碰撞管组成的伸缩机构，由此使得转向柱的调节范围增大。

根据另一种优选的改进方案规定，能量吸收元件的最大碰撞行程为100mm，并且其中，转向柱从第一行驶位置到第二行驶位置的轴向调节范围为至少100mm、优选至少300mm。因此，当前的转向柱能够有利地根据套管在转向柱本体上的位置来改变套管的碰撞行程，并且同时在正常的行驶运行中能够实现转向柱的增大的可调节性或扩大的调节范围。

根据另一种优选的改进方案规定，能够调节的转向柱具有多个在转向柱本体中引导套管的、以用于使该套管在转向柱本体的轴向方向上移动的第一引导组件和多个在套管中引导碰撞管的、以用于使该碰撞管在转向柱本体的轴向方向上移动的第二引导组件。

因此，可以以有利的方式实现转向柱沿扩大的调节范围的简单且可靠的可调节性。

所描述的设计方案和改进方案可以任意地相互组合。

本发明的其他可能的设计方案、改进方案和实施方案也包括本发明的前面或者下面关于实施例所描述的特征的未明确提到的组合。

附图说明

附图应当促成对本发明的实施方式的进一步理解。附图阐明了实施方式并且与说明书相结合用于解释本发明的原理和方案。

其它的实施方式和所提到的优点中的许多优点关于附图来产生。附图的所示元件不一定相互按比例示出。其中示出：

图1示出了根据本发明的一种优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的示意图；

图2示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的横截面图；

图3示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的在图2中所示的横截面图的放大细节图；

图4a示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的部分区域的纵向截面图；

图4b示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的能量吸收元件的示意图；

图5示出了根据本发明的优选的实施方式的处于第一位置的用于机动车的能够调节的转向柱的能量吸收机构的示意图；并且

图6示出了根据本发明的优选的实施方式的处于第二位置的用于机动车的能量吸收机构的示意图。

在附图的图示中，只要没有相反地说明，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件、构件或者组件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一种优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的示意图。

用于机动车的能够调节的转向柱1具有用于支承可旋转的转向轴12的转向柱本体10。此外，能够调节的转向柱1具有如下套管14，该套管以可纵向移动的方式布置在转向柱本体10的开口10a中。此外，能够调节的转向柱1具有可纵向移动地布置在套管14的开口14a中的碰撞管16。

此外，转向柱1具有与电机50连接的主轴传动装置52。主轴传动装置52的主轴螺母54与套管14连接。主轴传动装置52被构造成通过主轴螺母54的运动来轴向地调节套管14。

此外，主轴螺母54通过环状构造的能量吸收元件20固定在套管14上。

为了允许套管14通过主轴螺母54的轴向可调节性，转向柱本体10为此具有轴向开口（图1中未示出），主轴螺母54能够沿着该轴向开口与套管14相结合地相对于转向柱本体10运动。

转向柱1在当前的示图中示出为处于完全移出的位置。转向柱的调节范围相应于套管14和碰撞管16的从转向柱本体10中伸出的可见长度。

此外，示出了能量吸收元件20布置在套管14的侧部区段上。能量吸收元件20通过固定机构21在第一纵轴向端部区段20a处固定在套管14上。

图2示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的横截面图。

能够调节的转向柱1还具有用于吸收轴向碰撞能量的能量吸收机构17。轴向碰撞能量从方向盘（图2中未示出）通过转向轴12作用到碰撞管16上并且从碰撞管16作用到套管14上。

能量吸收机构17具有能量吸收元件20和碰撞行程限制元件22。能量吸收元件20在第一纵轴向端部区段（图2中未示出）处固定在套管14上并且在第二纵轴向端部区段（图2中未示出）处固定在主轴传动装置52的主轴螺母53上。

碰撞行程限制元件22被构造成根据套管14在转向柱本体10中的位置来改变套管的碰撞行程。

能量吸收机构17还构造用于，在转向柱1的第一运行状态下，特别是在转向柱的轴向调节期间，释放转向柱1、特别是套管14和碰撞管16在预先给定的轴向调节范围内的轴向调节，并且在第二运行状态下，特别是在套管的由轴向碰撞能量引起的碰撞行程中，根据套管14在转向柱本体10中的位置来改变套管14的碰撞行程。

套管14还通过齿条传动机构48与碰撞管16连接。齿条传动机构48被构造用于将套管14的轴向运动转换成碰撞管16的轴向运动。齿条传动机构48在本申请中没有详细描述。

例如两个齿条和一个布置在它们之间或者与它们啮合布置的齿轮适合于构成齿条传动机构48，其中第一齿条可以布置在碰撞管的外圆周上并且第二齿条可以布置在转向柱本体10的底部区段上。

能够调节的转向柱1还具有多个第一引导组件18a、18b，所述第一引导组件在转向柱本体10中引导套管14以用于使套管14沿转向柱本体10的轴向方向移动。此外，能够调节的转向柱1具有多个在套管14中引导碰撞管16的第二引导组件19a、19b以用于使碰撞管16在转向柱本体10的轴向方向上移动。

图3示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的图2所示的横截面图的放大细节图。

本图示示出了固定在主轴传动装置52的主轴螺母53上的能量吸收元件20，该能量吸收元件在相反的端部区段处与套管连接。此外，在主轴螺母53和能量吸收元件20之间布置有如下固定元件25，该固定元件能够实现可靠地固定组件，也就是说能量吸收元件20的以及主轴传动装置52的主轴螺母53的组件。此外，固定元件25轴向地引导主轴螺母53。

此外，固定元件25用于固定主轴传动装置52，特别是固定主轴和固定在主轴传动装置52上的主轴螺母53，其中，主轴传动装置52通过弯曲的另外的固定元件27紧固在固定元件25上。

图4a示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的部分区域的纵向截面图。

碰撞行程限制元件22由固定在转向柱本体上的基本上板状的元件构成。碰撞行程限制元件22具有沿纵向方向构造的开口24。开口24在第一纵向区段24a上具有第一宽度A1并且在第二纵向区段24b上具有第二宽度A2。

此外，能量吸收元件20由如下金属板带构成，该金属板带在第一纵向区段20c上具有第一宽度B1并且在第二纵向区段20d上具有第二宽度B2。能量吸收元件20的第一纵向区段20c的第一宽度B1在此小于碰撞行程限制元件22的第二纵向区段24b的第二宽度A2。因此，能量吸收元件20在转向柱1轴向调节期间可自由地沿着碰撞行程限制元件22的开口24运动。

能量吸收元件20的第二纵向区段20d的第二宽度B2大于碰撞行程限制元件22的第二纵向区段24b的第二宽度A2并且小于碰撞行程限制元件22的第一纵向区段24a的第一宽度A1。

在套管14的由轴向碰撞能量所引起的碰撞行程中，构造为金属板带的能量吸收元件20能够从第二纵轴向端部区段20b沿碰撞行程限制元件22的开口24的纵向方向一直滚动到开口24的第一宽度A1至第二宽度A2的过渡的凸肩区段26，能量吸收元件20在第二纵轴向端部区段20b上固定在主轴传动装置的主轴螺母上。

图4b示出了根据本发明的优选的实施方式的用于机动车的能够调节的转向柱的能量吸收元件的示意图。

能量吸收元件20在第二纵轴向端部区段20b的区域中具有第一直线区段20e和与第一直线区段20e邻接的弯曲区段20f，能量吸收元件20在第二纵轴向端部区段上固定或能固定在主轴传动装置的主轴螺母上。弯曲区段20f优选地具有基本上180°的弯曲角度。替代地，可以根据这些组件相对于彼此的布置来选择另一个适合的弯曲角度。

能量吸收元件20的第一长度区段20c包括第一直线区段20e和弯曲区段20f。能量吸收元件20的第二纵向区段20d与能量吸收元件20的第一纵向区段20c的弯曲区段20f邻接。

能量吸收元件20的第一纵向区段20c和碰撞行程限制元件22布置在第一平面E1中。能量吸收元件20的第二纵向区段20d布置在与第一平面E1平行布置的第二平面E2中。在本图示中，能量吸收元件在弯曲区段20f的区域中以及在第二纵向区段20d的区域中具有中心狭缝。这以有利的方式确保了能量吸收元件在碰撞情况下的改进的可滚动性。

能量吸收元件20还具有第三宽度B3的第三纵向区段20g。第三宽度B3的第三纵向区段20g邻接第二宽度B2的第二纵向区段20d。

第三宽度B3在此大于第二宽度B2。第三纵向区段的厚度D1大于第二纵向区段20d的厚度D2，其中，能量吸收元件20的最大碰撞行程C相应于能量吸收元件20的第二纵向区段20d的长度。

能量吸收元件20的最大碰撞行程C优选为100mm。转向柱从第一行驶位置到第二行驶位置的轴向调节范围为至少250mm、优选至少300mm。

图5示出了根据本发明的优选的实施方式的处于第一位置的用于机动车的能够调节的转向柱的能量吸收机构的示意图。

在本图示中，能量吸收元件20的弯曲区段20f与碰撞行程限制元件22的凸肩区段26相邻地布置。

因此，在能量吸收元件20的所示位置中，凸肩区段26由于能量吸收元件20在该位置处的较大宽度而形成端部止挡，在该端部止挡处不能实现能量吸收元件20的进一步滚动。

图6示出了根据本发明的优选的实施方式的处于第二位置的用于机动车的能量吸收机构的示意图。

碰撞行程限制元件22的凸肩区段26和能量吸收元件20的第二宽度的第二纵向区段20d在本图示中沿纵向方向重叠。

如果套管的剩余调节路径小于或等于能量吸收元件20的碰撞行程，则能量吸收元件20的凸肩区段26和第二纵向区段20d如上所述重叠是这种情况。在这种情况下，碰撞行程限制元件22的凸肩区段26在与能量吸收元件20的第二宽度的第二纵向区段20d重叠时阻止能量吸收元件20以及转向柱的与其连接的套管的运动。