КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ МОНТАЖА РУЛЕВОЙ КОЛОНКИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ МОНТАЖА
STEERING COLUMN MOUNTING STRUCTURE AND CORRESPONDING MOUNTING METHOD

Изобретение относится к способам соединения колонок, в частности рулевых колонок или колонок передачи крутящего момента, с элементами каркаса и, в частности, с поперечными элементами, такими как поперечные балки водительских кабин автотранспортных средств.
Изобретение касается способов соединения участка колонки, такой как рулевая колонка автотранспортного средства, и, в частности, соединения по существу прямолинейного участка колонки, независимо от того соединен или не соединен этот участок с другими участками, не параллельными относительно первого участка.
Под колонкой в данном случае следует понимать орган передачи крутящего момента или вращательного движения, при этом передача происходит при помощи валов, выполненных с возможностью вращения относительно наружного кожуха колонки. Колонка может содержать несколько непараллельных валов, соединенных, например, системами трансмиссии, такими как зубчатые передачи, чтобы передавать крутящий момент или вращательное движение от первого конца колонки и преобразовывать его в крутящий момент или вращательное движение на другом конце колонки, при этом крутящий момент или вращательное движение на этом другом конце колонки действует вокруг оси, отличной от оси первого крутящего элемента / первого элемента вращения.
Как правило, эти способы монтажа содержат этап, во время которого оператор, возможно, при помощи робота-манипулятора, располагает колонку в надлежащее положение для обеспечения прочного крепления по меньшей мере двух точек крепления, соединяющих колонку и опору, например, опору типа поперечной балки автотранспортного средства.
На практике оператор обычно располагается лицом к посту монтажа и оказывается напротив поперечной балки. Оператор должен манипулировать колонкой, удерживая ее под поперечной балкой и сзади этой балки, то есть там, где ее необходимо соединить. При этом находящаяся перед ним поперечная балка ограничивает видимость, а также свободу движения оператора.
В некоторых вариантах колонка выполнена с возможностью своего подвешивания на поперечной балке на уровне первой точки колонки, которая находится вблизи оператора, прежде чем он подвесит или закрепит другую точку колонки, которая находится дальше от оператора, чем первая точка.
Как правило, подвешивание колонки в конфигурации предварительного соединения на уровне первой точки позволяет сохранить несколько степеней свободы движения, чтобы переместить колонку по меньшей мере в одном направлении поступательного движения и наклонить ее вокруг по меньшей мере одной горизонтальной оси. Этот этап предварительного соединения позволяет разместить основной вес колонки на поперечной балке или на другом опорном элементе, предназначенном для соединения колонки и неподвижного каркаса или кузова транспортного средства. Затем этап предварительного соединения позволяет скорректировать положение второго конца колонки, чтобы расположить этот второй конец в положение, в котором точки соединения колонки совпадают с их положением, необходимым для окончательного монтажа колонки.
Хотя часть веса колонки поддерживается на уровне первой точки предварительного соединения, часть веса продолжает удерживать оператор или робот-манипулятор, и инерция колонки усложняет поиск надлежащего положения соединения, тем более что вторая точка предварительного удержания колонки, как правило, оказывается не видимой для оператора.
Изобретение призвано предложить способ монтажа колонки, в частности, рулевой колонки автотранспортного средства, позволяющий ограничить фазы поиска вслепую оператором во время позиционирования второй точки предварительного удержания колонки.
В связи с вышеизложенным предложен узел колонки и опоры колонки, в частности, для рулевой колонки автотранспортного средства. Опора выполнена с возможностью соединения с поперечной балкой и содержит направляющее устройство и удерживающее устройство, находящееся на расстоянии от направляющего устройства. Колонка содержит корпус и центровочный конец. Узел содержит:
- устройство подвески, выполненное с возможностью подвешивать колонку на кулисе направляющего устройства таким образом, чтобы ось колонки можно было наклонять вокруг горизонтальной оси,
- проем на удерживающем устройстве, выполненный с возможностью введения в него, по существу в направлении кулисы, участка центровочного конца колонки, при этом проем ограничен с первой стороны опорным краем, выполненным с возможностью поддерживать часть веса колонки и удерживать колонку в первом положении наклона после введения участка центровочного конца в проем.
Удерживающее устройство содержит на второй стороне проема, диаметрально противоположной к первой стороне, ограничительный бортик, проходящий спереди проема в направлении кулисы, образуя упор для центровочного конца во время изменений наклона колонки до введения центровочного конца в проем.
В более общем плане один среди центровочного конца и удерживающего устройства содержит выступ, а другой среди центровочного конца и удерживающего устройства содержит окно или гнездо с проемом, при этом проем ограничен с первой стороны опорным краем, выполненным с возможностью поддерживать часть веса колонки и удерживать колонку в первом положении наклона после введения выступа в проем.
Проем или гнездо содержит на второй стороне проема, диаметрально противоположной к первой стороне, ограничительный бортик, проходящий спереди проема в направлении, обратном к направлению введения выступа, образуя упор для выступа во время изменений наклона колонки до введения выступа в проем.
Кроме того, центровочный конец и удерживающее устройство выполнены с возможностью обеспечивать для подвешенной колонки такой диапазон углов наклона, чтобы выступ мог проходить перед проемом по всей высоте проема и мог проходить за пределы опорного края по меньшей мере до второго положения наклона. Второе положение наклона является более удаленным в угловом направлении от первого положения наклона, чем удалено от первого положения наклона положение, в котором выступ упирается в угловом направлении в ограничительный бортик.
Иначе говоря, центровочный конец, проем и ограничительный бортик выполнены с возможностью обеспечивать из первого углового положения амплитуду наклона колонки вниз со стороны ее центровочного конца, которая превышает допустимое угловое смещение вверх.
В некоторых вариантах осуществления проем может быть выполнен на центровочном конце колонки, и выступ может находиться на удерживающем устройстве опоры, неподвижно соединенной относительно поперечной балки. Согласно другим вариантам осуществления, проем может быть выполнен на удерживающем устройстве и может быть неподвижным относительно поперечной балки, и выступ может находиться на центровочном конце колонки.
Обычно, если выступ выполнен на участке опоры, неподвижно соединенном с поперечной балкой, и проем выполнен на колонке, ограничительный бортик находится под опорным краем. Если выступ находится на колонке, а проем находится на опоре, неподвижно соединенной с поперечной балкой, ограничительный бортик находится над опорным краем.
В некоторых вариантах осуществления ограничительный бортик может быть простым линейным ограничительным краем, находящимся спереди опорного края в направлении введения выступа, например, если проем расположен под углом относительно вертикали.
Можно отметить, что соответственно поперечная балка, опора и колонка выполнены таким образом, чтобы из положения, в котором выступ упирается в угловом направлении в ограничительный бортик, обеспечивать наклон колонки вниз со стороны ее центровочного конца, пока выступ не окажется ниже опорного края.
В данном случае под наклоном следует понимать наклон колонки вокруг горизонтальной оси, поперечной по отношению к транспортному средству.
Эта конфигурация узла поперечной балки, опоры и колонки позволяет оператору, находящемуся перед колонкой со стороны, противоположной ее центровочному концу, размещать вслепую центровочный конец колонки под ограничительным бортиком, затем, поднимая центровочный конец, нащупать выступом в положении углового упора ограничительный бортик и из этого положения углового упора переместить вперед выступ, чтобы ввести его непосредственно в проем, следуя контакту между выступом и ограничительным бортиком.
Предпочтительно направление кулисы заключено в вертикальной плоскости, которая после установки поперечной балки на транспортном средстве содержит направление движения транспортного средства.
Центровочный конец колонки не обязательно является концом колонки: колонка может быть продолжена в осевом направлении за пределы центровочного конца либо в прямом продолжении первого участка колонки, либо с изменением направления колонки вблизи центровочного конца.
Конфигурация, в которой подвешенную колонку можно перемещать под поперечной балкой в направлении кулисы и можно по-разному наклонять вокруг горизонтальной оси, можно назвать конфигурацией предварительного монтажа, так как она соответствует промежуточной конфигурации монтажа колонки до более жесткого соединения колонки с поперечной балкой.
В данном случае под поперечной балкой следует понимать жесткую опору, позволяющую жестко соединить опору колонки и конструкцию, такую как кузов транспортного средства. Поперечная балка может быть поперечной балкой водительской кабины автотранспортного средства. Опора может быть соединена с областью поперечной балки, находящейся между концами поперечной балки на участке поперечной балки, по меньшей мере частично проходящем в горизонтальном или наклонном направлении. Опора может находиться на расстоянии как от первого конца, так и от второго конца поперечной балки.
Под колонкой следует понимать конструктивный или механический элемент, проходящий в осевом направлении, которое по существу представляет собой ось инерции колонки. Согласно предпочтительному варианту осуществления, колонка может быть органом, выполненным с возможностью передавать крутящий момент и/или вращательное движение вокруг оси вращения, расположенной по существу параллельно оси инерции по меньшей мере одного элемента, входящего в состав колонки. Предпочтительно направляющее устройство позволяет подвесить колонку под поперечной балкой в положении, в котором колонка ориентирована по существу перпендикулярно к поперечной балке. Например, колонка может содержать первый осевой участок, представляющий собой верхний вал верха колонки, внутри которого поворачивается ось рулевого колеса, и подвешенный к кулисе. Колонка может быть продолжена в осевом направлении нижним валом верха колонки, находящимся в осевом продолжении верхнего вала верха колонки, внутри которого находится механизм понижения передаточного отношения и который содержит центровочный конец. Затем колонка может быть продолжена в сторону колес транспортного средства промежуточным валом, соединяющим механизм понижения передаточного отношения и дифференциал привода колес. На нижнем валу верха колонки может быть закреплен, например, привод усиления колонки. В этой конфигурации общий вес колонки является более значительным, и центр тяжести колонки находится ближе к удерживающему устройству, чем к устройству подвески. Следовательно, чтобы обеспечивать эргономию рабочего поста оператора, который приподнимает центровочный конец колонки с целью подвешивания этого конца на устройстве подвески, необходимо быстро находить положение введения выступа в проем, хотя как раз в этот момент оператор не может видеть центровочный конец.
Проем может быть ограничен двумя боковыми контурами, диаметрально противоположными друг к другу в горизонтальном направлении и ограничивающими угловые смещения колонки вокруг вертикальной оси после введения выступа в проем.
Центровочный конец колонки может содержать выступ, и узел может быть выполнен таким образом, чтобы по меньшей мере в одном положении углового упора выступа в ограничительный бортик выступ находился в створе проема в направлении кулисы. Таким образом, при достижении этого положения углового упора оператор может легко ввести вслепую выступ в проем.
Предпочтительно узел может быть выполнен таким образом, чтобы при всех подвешенных положениях колонки, в которых выступ оказывается в положении углового упора в ограничительный бортик, по меньшей мере участок выступа находился в створе проема в направлении кулисы.
Согласно другому варианту осуществления, центровочный конец колонки может содержать выступ, и узел может быть выполнен таким образом, чтобы при всех положениях колонки, в которых выступ оказывается в положении углового упора в ограничительный бортик, ограничительный бортик содержал участок поверхности между зоной упора и проемом, выполненный с возможностью направлять выступ в сторону проема по плоской траектории, непрерывно приближающейся к проему в направлении кулисы. Иначе говоря, проходя по этому участку поверхности между зоной упора и проемом, выступ не проходит по участкам траектории, удаляющимся, даже временно, от проема в направлении кулисы. Выступ направляется в сторону проема, даже если в момент углового упора выступ не находится в створе проема в направлении кулисы.
Предпочтительно центровочный конец колонки содержит в основании выступа расширенный участок, выполненный с возможностью блокировать продвижение колонки в направлении кулисы после введения выступа в проем. Расширенный участок может быть расположен таким образом, чтобы положение колонки при упоре на уровне ее центровочного конца соответствовало положению установки на место элементов крепления колонки, еще не соединенных на этой стадии.
Предпочтительно проем может содержать второй бортик, проходящий радиально снаружи опорного края, при этом второй бортик имеет по меньшей мере одно направление, перпендикулярное или поперечное к направлению кулисы. В данном случае под радиальным следует понимать направление, по существу перпендикулярное или по крайней мере наклонное относительно направления введения выступа. Направление введения выступа следует понимать как направление, касательное к перемещению выступа в момент его прохождения через проем, при этом выступ находится в положении углового упора в ограничительный бортик.
Таким образом, второй бортик представляет собой поверхность ограничения поступательного продвижения колонки. Предпочтительно второй бортик может содержать участок плоскости, по существу перпендикулярный к направлению кулисы, и даже может быть полностью заключен в таком участке плоскости.
Под участком плоскости, по существу перпендикулярным к направлению кулисы, следует понимать участок плоскости, нормаль которого с осью кулисы образует острый угол, имеющий значение менее 30°, предпочтительно менее 20° и еще предпочтительнее - менее 10°.
Согласно варианту осуществления, начиная от опорного края, второй бортик может проходить сначала в плоскости, по существу перпендикулярной к направлению кулисы, затем может проходить в направлении плоскости, наклоненном или больше наклоненном назад в направлении ведения выступа.
Направляющее устройство может содержать прорезь, выполненную на одной среди опоры и колонки, и может содержать элемент зацепления, по форме соответствующий прорези, на другой среди опоры и колонки, при этом элемент зацепления выполнен с возможностью поворачиваться на уровне своего контакта с краями прорези вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к прорези.
Предпочтительно узел дополнительно содержит взаимодополняющие крепежные элементы, позволяющие заблокировать колонку относительно опоры после введения выступа в проем. Согласно предпочтительному варианту осуществления, в смонтированном положении поперечной балки в транспортном средстве прорезь/кулиса расположена в вертикальной плоскости, содержащей направление движения транспортного средства. Предпочтительно прорезь/кулиса и элемент зацепления выполнены с возможностью обеспечения также перемещения поступательным движением колонки относительно поперечной балки в случае разрыва взаимодополняющих крепежных элементов.
Прорезь может содержать расширенную зону введения, позволяющую вводить в нее вертикально элемент зацепления из положения, в котором колонка находится отдельно от опоры. Прорезь может также содержать ограничитель конца хода, выполненный с возможностью ограничивать поступательные движения колонки в направлении сближения центровочного конца с удерживающим устройством.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, положение ограничителя конца хода прорези предусмотрено таким образом, чтобы колонка в положении ограничения конца хода в прорези могла за счет наклона вокруг горизонтальной оси прийти в положение ограничения наклона за счет контакта выступа и ограничительного бортика.
Согласно другому варианту осуществления, прорезь содержит ограничитель конца хода, выполненный с возможностью останавливать колонку в положении ограничения поступательного движения в направлении, противоположном к направлению введения выступа. Положение ограничения конца хода можно при этом выбрать таким образом, чтобы из этого положения ограничения колонку можно было наклонить, пока конец колонки не придет в угловом направлении в положение упора в ограничительный бортик.
Изобретением предложен также способ соединения колонки с опорой, при этом колонка содержит корпус и центровочный конец, при этом опора содержит по существу горизонтальное направляющее устройство и удерживающее устройство, находящееся на расстоянии от направляющего устройства, при этом способ соединения содержит следующие этапы:
- колонку подвешивают к опоре при помощи направляющего устройства таким образом, чтобы подвижность подвешенной колонки обеспечивала поступательное движение колонки относительно опоры и обеспечивала наклон колонки вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к направлению кулисы,
- колонку наклоняют, приподнимая центровочный конец колонки, пока центровочный конец колонки не придет в положение углового упора в выступающую часть удерживающего устройства,
- из вышеупомянутого положения углового упора колонке сообщают поступательное движение вдоль кулисы, поддерживая скользящий контакт между центровочным концом колонки и выступающей частью удерживающего устройства, пока участок центровочного конца колонки не войдет в проем удерживающего устройства,
- под действием веса колонки центровочный конец колонки укладывают на опорный край проема.
После этого колонку можно отпустить в положении автоматически установившегося равновесия между ее точкой опоры на опорный край и ее точкой подвешивания на уровне направляющего устройства.
Предпочтительно после этого соединяют дополнительные средства крепления, чтобы заблокировать колонку относительно опоры, например, вблизи или на уровне направляющего устройства и/или на уровне устройства подвески.
Как правило, направляющее устройство соединяют с трубой поперечной балки водительской кабины. Как правило, устройство подвески соединяют с нижней крепежной связью оконного проема, перпендикулярной к поперечной балке.
Предпочтительно после введения выступа в проем колонку стопорят относительно поперечной балки при помощи по меньшей мере одного первого средства крепления, содержащего соединительные элементы для соединения колонки и опоры с двух сторон от прорези/кулисы. Это первое средство крепления может быть выполнено с возможностью прижимать плоский участок кожуха колонки к плоскому участку опоры, чтобы блокировать одновременно поступательное движение, наклон и вращение колонки вокруг оси колонки. Предпочтительно после введения выступа в проем колонку дополнительно стопорят относительно поперечной балки при помощи по меньшей мере одного второго средства крепления, взаимодействующего с площадкой, образующей проем, и с концевой деталью колонки, на которой выполнен выступ.
Предпочтительно образующая проем площадка установлена на крепежной связи поперечной балки, проходящей на расстоянии от оси инерции поперечной балки и обеспечивающей соединение поперечной балки с панелью кузова транспортного средства.
По завершении монтажа центровочный конец поперечной балки оказывается соединенным с точкой крепежной связи, отстоящей от оси инерции поперечной балки, что улучшает вибрационное поведение колонки.
Задачи, отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично показана рулевая колонка в соответствии с изобретением в положении предварительного монтажа относительно поперечной балки при помощи опоры в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 показаны некоторые элементы опоры, изображенной на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 3 показаны элементы опоры, изображенной на фиг. 2, в положении сборки, а также несколько других элементов опоры, изображенной на фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 4 упрощенно показан участок согласно первому варианту осуществления элемента опоры в соответствии с изобретением, вид в разрезе;
на фиг. 5 упрощенно показан участок согласно другому варианту осуществления элемента опоры в соответствии с изобретением, вид в разрезе;
на фиг. 6 упрощенно показан участок согласно еще одному варианту осуществления элемента опоры в соответствии с изобретением, вид в разрезе;
на фиг. 7 упрощенно показан участок согласно еще одному варианту осуществления элемента опоры в соответствии с изобретением, вид в разрезе.
Показанный на фиг. 1 узел 1, содержащий колонку и опору колонки, включает в себя колонку 2 и опору 3 колонки, при этом опора 3 колонки позволяет удерживать колонку 2 в положении предварительного монтажа относительно поперечной балки 4, которая в данном случае является поперечной балкой водительской кабины автотранспортного средства. Описанные в дальнейшем относительные положения колонки и поперечной балки являются положениями на сборочном конвейере, при этом соединение колонки с поперечной балкой можно производить отдельно от транспортного средства. Вместе с тем, для упрощения описания некоторые направления представлены относительно конечных направлений колонки и поперечной балки в транспортном средстве, так как положение поперечной балки обычно предусмотрено однозначно относительно кузова транспортного средства или транспортных средства, для которого(ых) она предназначена.
В представленном примере поперечная балка 4 содержит главный участок 14 поперечной балки, называемый также направляющей трубой поперечной балки и расположенный поперечно к транспортному средству в конечном положении соединения с транспортным средством. Поперечная балка 4 содержит также проходящую в переднем направлении транспортного средства крепежную связь 16, обычно называемую «нижней крепежной связью оконного проема», по существу перпендикулярную к главному участку 14 поперечной балки.
Рулевая колонка 2 установлена таким образом, чтобы первый участок 34 колонки располагался по существу перпендикулярно к направляющей трубе 14, причем этот первый участок 34 поддерживается опорой 3. Под выражением «по существу перпендикулярно» следует понимать, что ось вращения, передающая крутящий момент в этом первом участке колонки, образует угол, составляющий, например, от 70° до 110°, с участком направляющей трубы, на котором находится участок опоры 3. Первый участок колонки 2, который поддерживается опорой 3, содержит подвижные валы, вращающиеся вокруг оси 7. Эта ось 7 является осью вращения первого участка колонки 2 и в данном случае представляет собой также ось вращения рулевого колеса транспортного средства. В первом приближении можно также считать, что эта ось 7 по существу соответствует оси инерции первого участка рулевой колонки.
Опора 3 содержит первый участок опоры или подвешиваемый участок опоры, соединяемый на уровне участка направляющей трубы поперечной балки 4, и содержит второй участок опоры или концевой участок опоры, монтируемый сзади направляющей трубы на крепежной связи 16. Концевой участок опоры содержит первый концевой элемент 21 опоры, неподвижно соединенный с колонкой 2, и содержит второй концевой участок 22 опоры, неподвижно соединенный с поперечной балкой 4, в данном случае соединенный с крепежной связью 16 поперечной балки. Подвешиваемый участок опоры содержит первый подвешиваемый элемент 23 опоры, неподвижно соединенный с колонкой, и содержит второй подвешиваемый элемент 24 опоры, неподвижно соединенный с поперечной балкой 4, в данном случае соединенный вблизи направляющей трубы 14. Можно предусмотреть варианты осуществления (не показаны), в которых элементы опоры соединены в других местах поперечной балки или, в целом, каркаса.
В представленном примере колонка 2 содержит привод 32 усиления рулевого управления, но можно предусмотреть варианты осуществления без привода усиления. Вместе с тем, следует отметить, что присутствие привода 32 усиления утяжеляет колонку, поскольку смещает центр тяжести назад относительно направляющей трубы 4 и относительно первого участка опоры, по сравнению с положением центра тяжести рулевой колонки без привода усиления. Это утяжеление и это смещение центра тяжести еще больше усложняют позиционирование колонки 2 относительно второго участка опоры, находящегося сзади направляющей трубы 4, и заставляют искать способ монтажа, позволяющий ограничить производимые наощупь движения оператора.
В представленном примере колонка 2 содержит промежуточный участок 33 между первым участком 34 колонки и дифференциалом, ведущим к колесам транспортного средства, причем этот промежуточный участок 33 колонки содержит вал, предназначенный для вращения вокруг оси, образующий угол с осью 7 первого участка 34 колонки.
Что касается опоры 3, показанной на фиг. 1-3, подвешиваемый участок опоры 3, в данном случае соединяемый с главным поперечным участком поперечной балки 4, содержит направляющее устройство 5 типа кулисы, позволяющее подвешивать колонку к поперечной балке, одновременно обеспечивая различные движения колонки относительно поперечной балки, в частности, перемещения по меньшей мере в одном направлении поступательного движения, заключенном в плоскости фигуры (иначе говоря, в положении конечного монтажа, заключенном в вертикальной плоскости, содержащей направление движения транспортного средства), и позволяющее также наклонять колонку относительно поперечной горизонтальной оси YY’ транспортного средства.
Направляющее устройство 5, выполненное с возможностью подвешивать колонку на главном поперечном участке 14 поперечной балки, может содержать, как показано на фиг. 1-3, кулису, например, выполненную в виде прорези 8 в удлиненной пластине, соответствующей в данном случае второму подвешиваемому участку 24 опоры, и может также содержать элемент 25, образующий крючок, встроенный в первый подвешиваемый участок 23 опоры и выполненный с возможностью перемещения скольжением в прорези 8, поддерживая при этом вес колонки, опираясь на края прорези 8. Образующий крючок элемент 25 может иметь общую форму Т, поперечная ветвь которой, опирающаяся на края прорези 8, проходит за пределы прорези через поперечное отверстие 38, выполненное на конце прорези 8. Прорезь 8 выходит в поперечное отверстие 38. Поперечная ветвь «Т» элемента 25 позволяет поддерживать первый подвешиваемый элемент 23 опоры в положении опоры на верхнюю сторону второго подвешиваемого элемента 24 опоры. Например, первый подвешиваемый элемент 23 опоры может содержать металлическую пластину, согнутую таким образом, чтобы образовать профиль в виде “U”, при этом ветви “U” соединены с двух сторон от колонки, а обращенное вверх дно “U” служит одновременно точкой соединения основания элемента крючка после выполнения крючка и участком, в котором вырезают элемент крючка в момент придания формы первому подвешиваемому элементу 23 опоры.
Колонка 2 содержит корпус, поддерживаемый направляющим устройством и соответствующий в данном случае первому участку 34 колонки. Колонка 2 содержит также по меньшей мере один центровочный конец 18, называемый концом, поскольку он может находиться вблизи конца одного из участков колонки, но не всегда соответствующий терминальному концу колонки.
Центровочный конец не обязательно находится на уровне конца одного из валов колонки. Тем не менее, он находится на расстоянии от первого подвешиваемого элемента 23 опоры, неподвижно соединенного с колонкой.
Подвесив колонку к поперечной балке при помощи первого участка опоры, оператор позиционирует первый концевой элемент опоры относительно второго концевого элемента опоры таким образом, чтобы подвешиваемый участок опоры и удерживающий участок опоры могли вместе выдерживать вес колонки и поддерживать вместе колонку неподвижно относительно поперечной балки в надлежащем положении, чтобы соединить колонку с поперечной балкой при помощи средств конечного соединения. Под средствами конечного соединения следует понимать средства соединения, поддерживающие колонку относительно поперечной балки, когда транспортное средство собрано и может перемещаться по дорогам. Однако можно предусмотреть варианты осуществления, в которых первый и второй участки опоры удерживают колонку в надлежащем положении, но не поддерживают весь вес колонки, которую дополнительно удерживает, например, робот-манипулятор во время фазы установки на место средств конечного соединения.
Что касается концевого участка опоры, первый вариант осуществления которого показан на фиг. 1-4 и другие варианты осуществления которого упрощенно показаны в разрезе на фиг. 5-7, один из концевых элементов опоры содержит выступ 13, а другой из концевых элементов опоры содержит проем 9, выполненный с возможностью захождения в него выступа, введенного в осевом направлении в этот проем и опирающегося под действием веса колонки на опорные края 11 проема. Проем может быть выполнен, например, в удерживающей площадке 10. Таким образом, узел из выступа 13 и площадки 10 образует удерживающее устройство 6.
В примере, представленном на фиг. 1-4, первый концевой элемент 21 опоры является деталью, соединенной с колонкой и содержащей центровочный выступ 13, выступающий относительно концевого элемента опоры таким образом, что его можно ввести в проем 9 по существу в направлении, параллельном направлению прорези 8 кулисы.
Предпочтительно направление 17 введения выступа 13 может находиться в вертикальной геометрической плоскости, которая содержит также направление кулисы 8 и/или которая содержит также направление оси 7 вала первого участка 34 колонки.
В представленном примере второй участок опоры содержит со стороны колонки выступ 13 и содержит со стороны крепежной связи проема поперечной балки удерживающую площадку 10, расположенную таким образом, что образует участок плоскости, по существу перпендикулярный к выступу, причем в этом участке плоскости выполнен сквозной проем 9, в который можно ввести выступ 13.
Проем 9 окаймлен опорным краем 11, на который опирается выступ, препятствуя вращению колонки после введения выступа 13 в проем 9.
Для оказания помощи оператору при позиционировании выступа перед его введением через проем площадка 10 содержит ограничительный бортик 12, выполненный со стороны, противоположной к опорному краю 11 относительно проема 9, и выступающий в переднем направлении от проема 9 в направлении выступа. Таким образом, когда оператор наклоняет колонку, приподняв центровочный конец 18 первого участка колонки, выступ 13 проходит перед проемом 9, затем упирается в ограничительный бортик 12. В вариантах осуществления, показанных на фиг. 1-4, выступ касается ограничительного бортика 12, когда выступ находится напротив проема 9; под выражением «находится напротив» следует, например, понимать, что центральная геометрическая ось выступа может быть продолжена через проем 9.
Кроме того, чтобы помочь оператору в осевом позиционировании колонки, площадка 10 содержит ограничительный бортик 30 осевого упора, выполненный от опорного края 11 по существу перпендикулярно к направлению 17 введения выступа.
Таким образом, когда оператор перемещает скольжением колонку в направлении площадки 10, выступ 13 на первом этапе упирается в бортик 30, указывая оператору на то, что достигнуто нормальное осевое положение, после чего оператор поднимает участок колонки, находящийся сзади поперечной балки 4, чтобы приблизить выступ к проему 9. В ходе этого движения наклона выступ 13 упирается в ограничительный бортик 12 площадки 10. Оператору остается лишь переместить скольжением колонку 2 при помощи кулисы 8, чтобы завести выступ 13 в проем 9. Ему помогает в этом скользящий контакт стороны выступа 13 с ограничительным бортиком 12.
В представленном примере выступ выполнен на колонке, и содержащая проем площадка соединена с поперечной балкой. Можно предусмотреть варианты осуществления (не показаны), в которых элемент опоры, соединенный с поперечной балкой, содержит выступ и в которых площадка с проемом соединена с колонкой, таким образом, чтобы ограничительный бортик приходил в положение упора в выступ, когда поднимают участок колонки, находящийся сзади подвешиваемого участка опоры. Как правило, в этой последней конфигурации осевой опорный край площадки в этом случае находится над ограничительным бортиком углового упора, и ограничительный бортик углового упора образует выступ площадки, выступающий в переднем направлении транспортного средства.
В одном или другом варианте осуществления после введения выступа 13 в проем 9 оператор может отпустить колонку, которая остается подвешенной на уровне первой части и второй части опоры предварительного монтажа. В этом случае можно установить на место более прочные точки крепления, например, такие как крепление при помощи поперечного элемента 15, проходящего одновременно через участок колонки 2 и через участок опоры 3. Крепление при помощи проходящей насквозь поперечной оси может быть выполнено таким образом, чтобы затем наклонять колонку вокруг этой поперечной оси, при этом наклон колонки можно блокировать при помощи фрикционной системы, расположенной на расстоянии от крепления при помощи поперечной оси, после выбора требуемого наклона колонки.
Таким образом, площадка 10 может быть частью средств окончательного крепления колонки. Например, как показано на фиг. 2 и 3, площадка 10 может содержать боковые бортики 26, в которых выполнены сквозные поперечные отверстия 27, и первый концевой элемент 21 опоры, содержащий выступ и установленный на колонке, может содержать сквозные поперечные отверстия 28, совмещаемые с отверстиями 27 после введения выступа 13 в проем 9. Таким образом, колонку можно закрепить при помощи поперечного крепежного элемента 15 типа шплинта или винта, проходящего одновременно через отверстия 27 и 28.
Некоторые из точек крепления, соединяющих колонку и поперечную балку на транспортном средстве, могут быть разрывными, чтобы избегать или ограничивать смещение колонки назад в сторону водителя в случае аварии. Эти разрывные точки крепления могут, например, находиться с двух сторон от кулисы и могут содержать, например, шплинты, проходящие через пластину, образующую кулису. Таким образом, когда эти крепежные элементы разрушаются в момент удара, колонка может сместиться в переднем направлении транспортного средства, оставаясь при этом подвешенной на уровне кулисы, которая была использована для предварительной сборки.
Изобретение не ограничивается описанными примерами осуществления и может включать в себя многие версии. Устройство подвески может содержать кулису без сквозной прорези или может не содержать кулисы. Тем не менее, предпочтительно первый участок опоры выполнен с возможностью обеспечивать относительно поперечной балки движения колонки, сочетающие в себе поступательные движения колонки и движения наклона оси колонки. Устанавливаемая колонка может быть колонкой передачи крутящего момента или вращательного движения, отличной от рулевой колонки автотранспортного средства. Поперечную балку можно заменить элементом каркаса транспортного средства или неподвижной опорой.
Удерживающее устройство может иметь самые разные конфигурации, отличные от показанных на фиг. 1-4. Так, на фиг. 4, 5, 6 и 7 представлены упрощенные виды в разрезе различных неограничивающих примеров геометрических форм, которые можно предусматривать для удерживающего устройства. В каждом из этих примеров центровочный выступ 13 находится на колонке. В этих же примерах удерживающая площадка 10, содержащая проем 9 для захождения выступа 13, входит в состав опоры, непосредственно или опосредованно соединяемой с поперечной балкой. Как было указано выше, для каждой из этих геометрических форм можно предусмотреть площадку, закрепленную на колонке, при этом проем площадки садится вокруг выступа, неподвижно соединенного с поперечной балкой. На фиг. 4-7 показаны также несколько элементов, общих с предыдущими фигурами, при этом одни и те же элементы имеют одинаковые обозначения. В примере, представленном на фиг. 4, удерживающая площадка 10 содержит ограничительный бортик 12, аналогичный ограничительному бортику, показанному на фиг. 1-3, то есть ограничительный бортик, выполненный спереди проема 9 и проходящий навстречу выступу 13 таким образом, что имеет изогнутую выпуклую поверхность контакта в зоне вероятной встречи между выступом 13 и ограничительным бортиком 12. Эта изогнутая выпуклая поверхность позволяет ограничить по площади зону контакта между выступом и ограничительным бортиком и облегчает направление выступа внутрь проема, поскольку силы трения между выступом и ограничительным бортиком уменьшаются.
В примере, представленном на фиг. 4, кроме первого ограничительного бортика 12 углового упора, площадка 10 содержит ограничительный бортик 30 осевого упора. Второй бортик 30 аналогичен второму бортику осевого упора площадок, показанных на фиг. 1-3, то есть он содержит первый поперечный участок 29, проходящий от опорного края 11 вокруг проема 9, причем этот первый поперечный участок является по существу перпендикулярным к направлению 17 введения выступа 13. Этот первый поперечный участок 29 позволяет оператору отметить осевое положение, в которое он должен привести колонку и от которого он должен затем наклонить колонку, чтобы поднять выступ в направлении ограничительного бортика 12. В примере, представленном на фиг. 4, второй ограничительный бортик осевого упора продолжен в направлении удаления от проема 9, то есть в данном случае вниз, вторым наклонным участком 29, расположенным под углом относительно направления 17 введения. Второй наклонный участок 31 позволяет направить выступ 13, который мог бы упереться слишком низко в площадку 10, даже если выступ прошел дальше осевого положения первого поперечного участка 29.
В примере, представленном на фиг. 5, площадка 10 содержит ограничительный бортик 12а, который имеет, наоборот, вогнутую поверхность напротив вероятной зоны соприкосновения с выступом 13. Эта вогнутая поверхность позволяет направить выступ в контакте с ограничительным бортиком 12а к проему 9 по непрерывному и интуитивному пути и обеспечивает более значительный диапазон углового смещения для выступа 13 вблизи проема 9. В примере, представленном на фиг. 5, второй ограничительный бортик осевого упора является просто перпендикулярным к направлению 17 введения выступа 13, без наклонного участка на расстоянии от проема.
В примере, представленном на фиг. 6, удерживающая площадка 10 содержит ограничительный бортик 12b, проходящий перпендикулярно к площадке и параллельно направлению 17 введения в сторону выступа 13. В этом варианте осуществления установление контакта между выступом 13 и ограничительным бортиком 12b позволяет оператору не только определить, что выступ находится в нужном положении, чтобы перемещаться скольжением в направлении проема 9, но это установление контакта может также позволить ему оценить более точно ориентацию колонки относительно направления введения.
В примере, представленном на фиг. 6, второй ограничительный бортик 30 осевого упора содержит первый поперечный участок 29 и содержит на наружном крае этого поперечного участка 29 на расстоянии от проема 9 бортик 35, выступающий навстречу выступу 13 в направлении 17 введения. Этот бортик 35 находится на таком расстоянии от опорного края 11, которое обеспечивает большое угловое смещение колонки между положением опоры выступа 13 на ограничительный бортик 12 и положением опоры на бортик 35. Бортик 35 может, в случае необходимости, временно поддерживать вес колонки во время подготовки колонки для введения выступа в проем.
Предпочтительно, поскольку второй бортик 30 осевого упора содержит загиб 35, направленный к выступу 13, этот загиб 35 расположен таким образом, чтобы угловое смещение, которое можно задавать выступу 13 между опорным краем 11 и положением опоры выступа 13 на загиб 35, превышало угловое смещение выступа между опорным краем и положением опоры на ограничительный бортик 12.
Таким образом, оператор располагает достаточной свободой движения колонки с точки зрения углового смещения наклона и одновременно получает помощь для определения надлежащего положения с целью введения выступа 13 в проем 9.
В примере, представленном на фиг. 7, площадка 10 образует проем 9, средняя плоскость которого наклонена вокруг горизонтальной оси относительно плоскости, нормальной к направлению 17 введения. В данном случае площадка 10 содержит ограничительный бортик 12с, который находится спереди опорного края 11, если рассматривать направление 17 введения, но не выступает при этом относительно контура проема 9. Вместе с тем, как и в предыдущих примерах, выступ 13 может приходить в положение упора в ограничительный бортик 12с в момент, когда оператор поворачивает колонку, поднимая конец колонки, содержащий выступ 13.
Примечание: версии осуществления ограничительных бортиков и вторых ограничительных бортиков осевого упора, показанных на фиг. 4-7, на одной и той же фигуре каждый раз представлены отдельно между верхом и низом фигуры, то есть можно вполне взять геометрию ограничительного бортика углового упора на одной из этих фигур и комбинировать ее с геометрией второго ограничительного бортика осевого упора на другой из этих фиг. 4-7.
Разумеется, можно предусмотреть многие другие версии, которые не представлены в настоящем описании, при этом в них сохраняется принцип, согласно которому используют ограничительный бортик углового упора на колонке или на поперечной балке, выступ на другом элементе среди колонки и поперечной балки, и свободу углового смещения колонки ниже положения контакта между выступом и бортиком углового упора, чтобы обеспечить фазу сближения колонки с проемом 9.
С учетом некоторых определенных изменений деталей, которые уже известны, способ монтажа колонки облегчает предварительное позиционирование рулевой колонки во время ее монтажа, ограничивая при этом время и усилия, необходимые для установки колонки в необходимое положение ее соединения. Это предварительное позиционирование представляет особый интерес с учетом того, что рулевые колонки по своей конструкции становятся все более массивными.