用于车辆的转向柱的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的转向柱，该转向柱包括：下柱；上柱，该上柱通过枢转连接件来连接下柱，该枢转连接件允许调整上柱相对于下柱的倾斜角；锁定机构，该锁定机构包括相对于下柱和上柱中的一个固定的齿段以及相对于下柱和上柱中的另一个可枢转地安装的齿钩，并且该齿钩偏置到与齿段啮合的位置，以将上柱和下柱锁定在经调整的倾斜位置；以及致动器，该致动器用于使齿钩枢转脱离与齿段的接合。

转向柱安装在车厢内并接纳转向轴，该转向轴在其上端处承载方向盘。简单的转向柱组件是刚性的或不可挠曲的，即，转向柱顶部的方向盘位于车厢内的固定位置处。在更复杂的组件中，方向盘的高度和/或倾斜角是可调整的。本发明涉及允许调整方向盘的倾斜角的转向柱。存在具有倾斜调整机构的转向柱组件，这些倾斜调整机构利用电动或步进电动机使转向柱组件部件相对于彼此驱动，从而实现期望的倾斜角。另一方面，存在机械倾斜调整机构，该机械倾斜调整机构允许手动调整倾斜角并包括机械记忆锁定机构。在此类机械记忆锁定机构中，可设定方向盘的经调整的倾斜角并且方向盘可被解锁、可被带到倾斜位置并且被返回到原始设定的经调整的位置并且被再次锁定在此处。例如存在允许使方向盘倾斜到进入/退出位置(step-in/step-outposition)的转向柱，在进入/退出位置时方向盘被转向更远离驾驶员。方向盘的这种进入/退出位置为驾驶员在进入或离开汽车时提供改善的舒适性。本发明涉及一种转向柱，该转向柱包括此类机械记忆锁定机构并且允许上柱枢转到进入/退出位置。

us4,938,093a公开根据权利要求1前序部分所述的转向柱。该转向柱包括适于安装到车厢结构的下柱。上柱通过允许调整上柱相对于下柱的倾斜角的枢转连接件与下柱连接。记忆锁定机构包括相对于上柱固定的齿段和相对于下柱可枢转地安装的齿钩。该齿钩被偏置力偏置，以枢转到接合位置，在该接合位置中齿钩的齿与齿段的齿啮合。存在致动器，通过该致动器可将力施加在齿钩上，使得齿钩远离齿段枢转到脱离与齿段的接合的位置，使得上柱可枢转，例如用于离开或进入汽车。此后，方向盘可返回到其原始经调整的倾斜位置，在该倾斜位置中，记忆锁定机构再次锁定方向盘。这种已知的转向柱只能被锁定在记忆的经调整的倾斜位置，而不能另外锁定在进入/退出位置。

本发明的目的是如此设置根据权利要求1前序部分所述的转向柱，使得上柱能被锁定在记忆的倾斜位置以及进入/退出位置。

该目的通过包括权利要求1所述的特征结构的转向柱来实现。本发明的优选的实施例阐述于从属权利要求中。

根据本发明，转向柱另外包括记忆钩，该记忆钩适于与齿钩配合，使得当齿钩移动到脱离位置时齿钩由记忆钩接合，从而将齿钩保持在脱离位置。因此，一旦致动器已被致动以解锁记忆锁定机构，则记忆钩的功能是保持齿钩脱离与齿段的接合。记忆钩保持齿钩正脱离与齿段的接合的这种状态，直至另外的部件作用在记忆钩上以使其脱离与齿钩的接合，此后齿钩通过作用在齿钩上的偏置力而返回到与齿段啮合的接合位置。

转向柱另外包括撞针，该撞针固定到下柱和上柱中的与记忆钩不同的另一个，并且被布置成使得当上柱接近倾斜的进入/退出位置时该撞针作用在记忆钩上，由此使记忆钩移动成脱离与齿钩的接合，使得齿钩偏置回与齿段接合的位置。另外，存在可调整的记忆撞针，该可调整的记忆撞针可枢转地安装在下柱和上柱中的与记忆钩不同的另一个上，并且可锁定在所需的位置上，使得当上柱达到经调整的倾斜位置时，该可调整记忆撞针作用在记忆钩上，由此记忆钩被移动成脱离与齿钩的接合，使得齿钩偏置回与齿段接合的位置。因此，可调整的记忆撞针确保一旦上柱达到记忆的或经调整的倾斜位置，记忆锁定机构就恢复到其锁定状态。

在优选的实施例中，在下柱和上柱中的一个上设置有倾斜止动件，并且在下柱和上柱中的另一个上设置有配合的倾斜止动表面，该倾斜止动件和配合的倾斜止动表面被布置成：当上柱从经调整的倾斜位置到达进入/退出位置时，配合以防止上柱进一步倾斜移动超过进入/退出位置。同样地，记忆倾斜止动件连接到可枢转地安装在下柱和上柱中的一个上的记忆撞针，并且在下柱和上柱中的另一个上设置有配合记忆止动表面，该记忆倾斜止动件和记忆倾斜止动表面被布置成：当上柱已从进入/退出位置到达经调整的倾斜位置时，阻止上柱的进一步倾斜移动。

在优选的实施例中，齿钩可枢转地连接到下柱，撞针和齿段固定到上柱，并且记忆撞针可枢转地安装到上柱。

在优选的实施例中，在上柱和下柱中的一个上设置有倾斜止动件，当上柱到达进入/退出位置时，该倾斜止动件紧靠下柱和上柱中的另一个，并且由此防止上柱倾斜移动超过进入/退出位置。此外，记忆倾斜止动件连接到记忆撞针，该记忆撞针在上柱已到达如通过记忆撞针的位置调整的经调整的倾斜位置时阻止上柱的进一步倾斜移动。

通过本发明，提供具有倾斜调整机构的转向柱，该转向柱利用非常少的机械作用部件，从而允许将上柱锁定在进入/退出位置以及记忆的经调整的倾斜位置。

在优选的实施例中，记忆钩被偏置成移动到静止(闲置)位置，并且被布置成与齿钩配合，使得当齿钩到达其脱离位置时，记忆钩朝向其闲置位置自由地移动，其中，记忆钩到其闲置位置的移动导致互锁接合，该互锁接合使齿钩保持在脱离位置。

在优选的实施例中，记忆钩是具有竖直端的细长元件，其是弹性挠性的，以在横向方向上弯曲，其中记忆钩的弹性提供对记忆钩的竖直闲置位置的偏置。记忆钩的这种弯曲可以例如在记忆钩中的开口到达齿钩的末端部分时释放，使得末端部分被接纳在开口中。这一方面允许记忆钩挠曲回到其竖直闲置位置，并且另一方面提供记忆钩和齿钩的接合，该接合可通过将记忆钩弯曲回而再次释放。

在优选的实施例中，设置有调整杆，该调整杆可从第一位置移动到第二位置，在第一位置中该调整杆相对于上柱锁定记忆撞针，在第二位置中，记忆撞针可相对于上柱枢转，以便允许调整到上柱的新的经调整的倾斜位置。在调整杆的第二位置中，记忆撞针自由地跟随上柱紧靠在记忆钩上的移动，直至驾驶员已将上柱设定到新的期望的倾斜位置，此后调整杆转回到其第一位置，以将记忆撞针锁定在用于上柱的新的记忆倾斜位置。

在优选的实施例中，记忆钩从下柱朝向上柱延伸，并且是弹性挠性的，使得其自由并且可在两个相对的方向上挠曲到中央闲置位置之外。在这种情况下，优选的是，记忆钩包括大致在上柱和下柱的纵向方向上延伸的细长狭槽，其中细长狭槽被布置成接纳齿钩的末端部分，该末端部分与齿钩的枢转连接件(部)相对。细长狭槽被布置且尺寸被设置成使得：当齿钩枢转脱离与齿段的接合时，记忆钩的末端部分可沿细长狭槽移动。此外，齿钩包括指向细长狭槽的上端的突起，并且该突起被布置成当记忆钩处于其闲置位置并且齿钩在脱离位置远离齿段枢转时处于细长狭槽的区域中。以这种方式，突起位于细长狭槽内，并紧靠细长狭槽的上端，以将齿钩保持在远离齿段枢转的脱离位置。当齿钩处于接合位置时，记忆钩向突起的任一侧挠曲，使得齿钩可到达齿段上的接合位置，而不会使齿钩的突起与记忆钩干涉。另一方面，当通过按压致动器使齿钩再次从接合位置移动到脱离位置时，则在记忆钩中的狭槽的上端已通过(经过)位于齿钩上的突起的上端时，记忆钩挠曲回其中央闲置位置。

在优选的实施例中，撞针和记忆撞针被设置成通过如下方式将记忆钩挠曲脱离其闲置位置而作用在记忆钩上，即：狭槽的上端移出齿钩上的突起的区域，从而使得返回力能够使齿钩返回到齿段上的接合位置，而不会使齿钩突起与记忆钩的狭槽的上端干涉。

现在将参照附图中所示的优选的实施例来描述本发明，在附图中：

图1示出包括下柱和上柱之间的枢转连接的转向柱组件的中央部分的透视图；

图2示出图1的转向柱组件的透视图，其示出与图1相比的相对侧；

图3和图4示出锁定机构的部件的透视图，其中为了清楚呈现省略转向柱组件的其它部件；

图5至图12示出在上柱相对于下柱的倾斜角的倾斜操作和调整操作期间转向柱的锁定机构的侧视图，为了清楚呈现再次省略转向柱组件的其它部件。

参照图1至图4，现在将给出转向柱及其锁定机构的概述。在图1中，示出转向柱的中央部分，其中仅示出下柱2的上端部分和上柱4的下端部分。下柱2相对于车厢固定，上柱由下柱2支撑并通过枢转连接装置而与其连接。在附图中，附图标记4'表示相对于上柱部件固定的部件。

枢转连接设置有可释放锁定机构，该锁定机构允许将上柱相对于下柱锁定在期望的倾斜角处。

锁定机构包括固定到轴7的齿钩8，轴7可接纳在下柱上的枢转安装件中。弹簧12(参见图1)由下柱支撑，并且作用在齿钩8上，以促使其向上枢转到接合位置。齿钩8设置有一系列设置在齿钩8的上边缘上的齿。

与齿钩8相对，齿段6相对于上柱固定。齿段6在其下边缘上带有一系列互补的齿。在图1至图3中，齿钩处于接合位置，在接合位置中齿钩8的齿与齿段6的齿啮合。由于齿段6固定在上柱上并且齿钩8仅允许围绕其轴7相对于下柱的枢转运动，所以当齿钩8与齿段6接合时，上柱4和下柱2之间的枢转连接被锁定。为了解锁锁定机构，齿钩8围绕轴7枢转，使得齿钩8的与轴7相对的前端部分9向下移动，以将齿钩8的齿移动脱离与齿段6的齿的接合。为此，设置有致动器，例如安装在下柱的下端区域附近的踏板(未示出)。该致动器通过线缆(未示出)连接到齿钩8的前端部分。该致动器也可由作用在齿钩8的端部部分9上的杆提供。

在图5至图12中，示出连接到踏板的线缆的终端部分7。为了解锁锁定机构，驾驶员按下踏板，于是线缆被拉下，这导致齿钩8抵抗弹簧12的偏置力而向下枢转，以使齿钩8脱离与齿段6的接合。

锁定机构另外包括相对于下柱固定的记忆钩20。记忆钩20具有位于水平延伸的上钩组件24(参见图4)下方的切口或凹槽22。记忆钩20是弹性的，使得记忆钩20的上部自由端部分可以在力作用在记忆钩20上时弯曲或挠曲成脱离竖直闲置位置。另选地，记忆钩可具有到下柱的枢转连接部(件)，从而允许其从竖直闲置位置枢转到任一侧，并且可设置弹簧以将记忆钩偏置到闲置位置。

齿钩8的末端部分延伸通过记忆钩20的凹槽22。记忆钩8的末端部分设置有向上突出的指状物或突起10(参见图1和图5)。齿钩8的突起10被布置成以下面的方式与记忆钩20配合。当齿钩8向下枢转而脱离与齿段6的接合时，并且当记忆钩20自由地返回到其竖直闲置位置时，记忆钩20的钩元件24被垂直地设置在齿钩8的突起10的上端壁上方。以这种方式，通过使突起10的上端壁与记忆钩20的钩元件24接合，记忆钩20能够使齿钩8保持在脱离位置。这种情况示出在图6中，图6示出齿钩8保持在脱离位置。

为了使记忆钩20脱离与齿钩8的接合而处于齿钩8的脱离位置，必须在记忆钩20上施加力，使得记忆钩在横向方向上弯曲，从而使得钩元件24(参见图3和图4)远离突起10运动。然后，齿钩8再次由弹簧12驱动而向上枢转。该运动的结果示出在图4中。

使记忆钩20弯曲的力已由从撞针支架42突出的撞针40施加。撞针支架42通过枢转销46安装到上柱，使得其可围绕由枢转销46限定的轴线枢转，该轴线垂直于上柱的纵向轴线。调整杆44也与上柱连接。该调整杆44承载销48，该销48接纳在撞针支架42中的细长狭槽52中。销48保持(圆)盘54，该(圆)盘邻近细长槽52紧靠撞针支架42的内表面部分。如果调整杆44处于关闭位置，则(圆)盘54被紧紧地拉动成紧靠撞针支架42的内表面，使得撞针支架42相对于上柱被锁定。如果调整杆44向上枢转到打开位置，则(圆)盘54被释放，使得圆盘54可沿撞针支架42的内表面滑动。在这种情况下，撞针支架42可围绕枢转销46相对于上柱枢转。当调整杆44已枢转到打开位置并且上柱相对于下柱倾斜到新的期望的倾斜位置时，撞针支架42发生枢转，如下面将更详细所述。一旦已到达新的期望的倾斜位置，调整杆44就枢转到关闭位置，由此撞针支架42被锁定在上柱上，并且不能再围绕枢转销46枢转。

除了记忆撞针40之外，还存在另一个撞针，即撞针30，该撞针30相对于上柱固定。撞针30被布置成当上柱到达进入/退出位置时，其紧靠记忆钩20的上端移动。在这种情况下，撞针30(参见图7)与记忆钩20的上端紧靠并最终使记忆钩20弯曲远离齿钩8的突起10，以允许迫使齿钩8与齿段6接合。这种情况示出在图8中，图8示出上柱被锁定在进入/退出位置。

此外，倾斜止动件和配合的倾斜止动表面被设置成，使得将上柱的枢转运动限制在进入/退出位置和记忆的经调整的倾斜位置之间的范围内。特别地，在上柱(参见图2)上存在具有倾斜下表面的倾斜止动件16，并且在下柱上存在配合的倾斜止动表面15，在上柱到达进入/退出位置时，倾斜止动件紧靠配合的倾斜止动表面，从而阻止上柱进一步倾斜移动超过进入/退出位置。另外，撞针支架42设置有记忆倾斜止动件41(参见图2和图3)。该记忆倾斜止动件41与撞针支架42处于固定关系，使得其与撞针支架42一起移动，以调整到新的经调整的倾斜位置。记忆倾斜止动件41被布置成与固定到下柱和上柱中的另一个(在所示实施例中固定到下柱)的记忆倾斜止动表面22配合。记忆倾斜止动件41和配合记忆倾斜止动表面22被布置成使得：当上柱从进入/退出位置到达记忆的经调整的倾斜位置时，停止上柱进一步倾斜移动。

下文中，将结合图5至图9首先描述转向柱组件及其锁定机构的操作。图5至图9示出当上柱从其被锁定在先前经调整的倾斜位置的状态移动到其被锁定在进入/退出位置的状态时的一系列运动状态。

在图5中，齿钩8与齿段6接合，使得上柱被锁定在先前经调整的倾斜位置。在该先前经调整的倾斜位置中，撞针40压靠在上端部分上，并且使记忆钩20向图5的视图中的右手侧弯曲。由于该弯曲，记忆钩20已经运动到脱离与齿钩8的突起10的上端壁的接合，这导致齿钩8返回到接合位置。

接下来，驾驶员想要离开汽车并按压安装在下柱的下部区域附近的踏板。当踏板被按压时，连接到踏板的线缆(未示出)被下拉，由此固定到齿钩8的前端部分9的线缆终端部分7被下拉。该运动阶段示出在图6中。

在图7中，上柱已朝向进入/退出位置倾斜。在该运动的过程中，撞针40已运动成远离记忆钩20的上端。另外，齿钩8的突起10的上端壁已运动到位于记忆钩20的钩元件24下方的程度(水平)。因为记忆钩20是弹性的，所以记忆钩20返回到其竖直闲置位置，在该位置中记忆钩20的钩元件24在齿钩8的突起10的上端壁上方运动，使得齿钩8由记忆钩20保持在脱离位置，这种情况示出在图7中。

驾驶员可在此初始倾斜动作之后释放曾用于将齿钩向下枢转的踏板或杆，并且继续将柱运动到进入/退出位置、或返回到经调整的倾斜位置以进行驾驶，这可能是因为记忆钩20用作将齿钩8保持在脱离位置的闩锁(闭锁件)。

在图8中，上柱进一步倾斜并接近进入/退出位置。在上柱即将到达进入/退出位置之前，撞针30紧靠记忆钩20的上端，并开始使记忆钩20弯曲到左手侧。一旦齿钩8的突起10从记忆钩20的钩元件24释放，齿钩8就通过弹簧12的偏置力向上枢转，并运动到与齿段6啮合的接合位置。该状态示出在图9中，其中示出齿钩8处于将上柱锁定在进入/退出位置的接合位置。在该状态下，记忆钩20略微向左手侧弯曲。与此同时，倾斜止动件16紧靠在倾斜止动表面15上(参见图2)，以阻止上柱4进一步枢转运动超过进入/退出位置。

如果驾驶员现在返回到汽车并坐在驾驶座上，则必须再次将上柱从进入/退出位置运动到先前经调整的倾斜位置。驾驶员按下踏板，这使齿钩8脱离齿段6，并使上柱枢转回，如图7和图6所示，其中在图5中上柱接近先前经调整的倾斜位置。当上柱4到达先前经调整的倾斜位置时，倾斜记忆止动件41紧靠倾斜记忆止动表面22，以阻止上柱进一步倾斜运动超过先前经调整的倾斜位置。同时，记忆撞针40紧靠记忆钩20，并开始使记忆钩20向右手侧弯曲以使其脱离与齿钩8的突起10的接合。当上柱达到先前经调整的倾斜位置时，记忆倾斜止动件41紧靠在记忆止动表面22上而使上柱的枢转运动停止。同时，当记忆钩20脱离与突起10的接合时，齿钩8被偏置力驱动返回到与齿段6啮合的接合位置，使得上柱再次被锁定在先前经调整的倾斜位置，如图5所示。

在下文中，将描述转向柱组件如何被调整到上柱的新的期望的倾斜位置。将结合图10至图12描述该过程。

在图10中，齿钩8已通过按压踏板而枢转到脱离位置。此外，调整杆44已向上转动，以从上柱解锁记忆支架42，使得记忆支架42可围绕枢转销46枢转(参见图10和图11)。这种调整杆功能可由其它装置，诸如简单的螺钉或其它夹紧装置来代替。

在图11中，上柱已倾斜到新的期望的倾斜位置。在该运动中，记忆支架42的记忆撞针40与记忆钩20的上端部分接合。由于这个原因，记忆支架42并不跟随上柱的倾斜运动，因此已相对于上柱4枢转到新的枢转位置。在图11中达到新的期望的倾斜位置之后，调整杆44再次向下转动，以便将记忆支架42锁定在上柱上。

记忆支架42现在相对于上柱具有新的枢转位置，使得记忆支架42与其记忆撞针40一起在上柱下次再次被带回到新的期望的倾斜位置时使记忆钩20从齿钩8的突起10脱离，此后齿钩8在弹簧的影响下再次返回到齿段6上的接合位置，以将锁定机构锁定在经调整的倾斜位置。另外，记忆倾斜止动件41的位置已对应地改变，使得当上柱到达新的经调整的倾斜位置时，记忆倾斜止动件41紧靠在记忆止动表面22上，以停止上柱的枢转。

通过所述的锁定机构，本实施例的转向柱组件可被锁定在进入/退出位置以及可调整的期望的倾斜位置，其中锁定机构及其记忆功能通过简单和可靠操作的机械部件来实现。