CN103874618A - 带有第一凸轮支承体的布置 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车的可调节转向柱（4）的固定装置（3）的、带有第一凸轮支承体（1）和至少一个另外的凸轮支承体（2）的布置，其中所述凸轮支承体（1，2）分别具有至少一个凸轮（5，6），并且凸轮支承体（1，2）能够相互对置地围绕转动轴线（7）相对转动地布置，并且在第一凸轮支承体（1）相对于所述另外的凸轮支承体（2）沿着转动角（8）围绕转动轴线（7）转动时，第一凸轮支承体（1）的凸轮（5）在接触轨迹（9）上沿着滑动地靠置在所述另外的凸轮支承体（2）的凸轮（6）上，其特征在于，接触轨迹（9）在距转动轴线（7）的根据转动角（8）而变化的径向距离（10）中走向。

Description

带有第一凸轮支承体的布置

本发明涉及一种用于机动车的可调节转向柱的固定装置的、带有第一凸轮支承体和至少一个另外的凸轮支承体的布置，其中所述凸轮支承体分别具有至少一个凸轮（Nocken），并且凸轮支承体能够相互对置地围绕转动轴线相对转动地布置，并且在第一凸轮支承体相对于所述另外的凸轮支承体沿着转动角围绕转动轴线转动时，第一凸轮支承体的凸轮在接触轨迹上沿着滑动地靠置在所述另外的凸轮支承体的凸轮上。

这种布置使用在机动车的可调节转向柱的固定装置或者夹紧装置中。借助通常可以用手操作的杆，可以将凸轮支承体相对于彼此转动。在第一状态中，于是固定装置处于打开状态中，其中转向轴以及由此安装在转向柱上的转向轮可以在高度方向和/或长度方向上调节，以便将转向轮的位置与相应驾驶员的位置匹配。在现有技术中已知了不同的凸轮支承体，其中凸轮不同地成型，即具有彼此不同的凸轮轮廓。通常，也谈及凸轮或者凸轮支承体以及与其共同作用的凸轮随动件。然而这仅仅是语言习惯。最后，凸轮支承体和凸轮随动件分别涉及带有相应凸轮的凸轮支承体。

在凸轮的制造或者成型时的一个普遍问题是，以尽可能短的调节路径或者转动角来提供尽可能大的压力，用于将固定装置卡锁在其闭合状态中。同时，用于操作固定装置的杆所需的手作用力应当保持在尽可能低的水平上，并且传递舒适的操作感觉。此外，在凸轮上的磨损应当保持为尽可能小。

EP1180466为了改善可操作性而提出了凸轮表面构建有多个上升坡道（Anstiegsrampen），其升高是不同的，以便根据转动角以及由此根据夹紧力来实现手作用力的尽可能均匀的过渡。在现有技术中，此外一般地已知了曲线形的上升坡道，例如在JP2003-231470A中进行了公开。在JP2005-231545A中同样示出了凸轮坡道。

根据JP2006-131211A，要产生带有优化的手作用力变化曲线的特殊需要的夹紧力。为此，JP2006-131211A提出了构建凸轮和凸轮随动件之间的接触面，使得在接触面中的压力变化曲线沿着从凸轮支承体的转动中心或者转动轴线向外延伸的线尽可能地均匀，其中所述凸轮和凸轮随动件在夹紧系统的闭合状态中相互配合。为此，凸轮接触部首先从径向外端部来闭合。根据该文献，在凸轮中的弹性形变相应地大于在工作中所预期的、部件的热膨胀。由于从开始所预期的弹性形变以及超高（Ueberhoehung）的仅仅非常小的值，所以该技术方案对于单个部件的精度并且由此对于制造公差提出了非常高的要求。此外，凸轮支承体和凸轮的疲劳强度只能以高开销来实现，因为有目的地设置了弹性形变，以便实现均匀的力变化曲线。

对于上述所有现有技术中的技术共同的是，手作用力变化曲线只能被非常有限地优化。

因此本发明的任务是，提供这种类型的装置，其中在凸轮支承体围绕转动轴线相对转动时，可以将力变化曲线最佳地与需求匹配。

根据本发明，这通过根据权利要求1所述的装置来实现。

由此设计的是，接触轨迹在距转动轴线的根据转动角而变化的径向距离中走向。

接触轨迹以及凸轮几何结构和接触部可以有利地在极坐标中借助转动角以及在径向上距离转动轴线的距离来描述。

换而言之，由此本发明的一个基本思想是，在径向中看，在接触轨迹的走向上可变地构建两个凸轮之间的接触、即接触轨迹与转动中心或者转动轴线的距离。特别地，在此可以设计的是，在整个转动角上，接触轨迹的径向距离或者持续地增大或者持续地减小，以便在固定装置的闭合和/或打开过程中在该布置的凸轮支承体相对于彼此转动时实现所希望的力变化曲线。

凸轮支承体或者凸轮的如下区域理解为接触轨迹：该区域在操作固定装置的过程中与其他凸轮支承体或者凸轮接触，其中通过该接触部来传递固定装置的夹紧力，或者进行固定装置的凸轮控制。

在具有纵向伸展或者走向的轨迹的意义中，接触轨迹可以形成在沿着彼此滑动的凸轮的二者上或者仅仅在这两个凸轮之一上。无论如何有利的是，第一凸轮支承体的凸轮和另外的凸轮支承体的凸轮仅仅在接触轨迹的区域中相互接触。在此接触理解为物理接触，即相互靠置。接触轨迹可以根据相互接触的凸轮的构型来线型地构建，却也或者在径向上关于转动轴线来看具有一定的宽度。如果接触轨迹具有超出线的宽度，则为了确定接触轨迹与转动轴线的、根据转动角的径向距离的变化而考虑在径向上看接触轨迹的中心。换而言之，由此在有疑问的情况下，可以测量在径向上看的接触轨迹的中心与转动轴线之间的、接触轨迹与转动轴线的径向距离。为了在长期使用根据本发明的装置的情况下将沿着彼此滑动的凸轮的磨损保持为尽可能小，本发明的优选扩展形式设计了，在关于转动轴线的径向上看，接触轨迹的宽度根据转动角而变化。在其中磨损或者损耗特别大的区域中，于是可以通过接触轨迹的相应更大的宽度来对抗凸轮的过早磨损。接触轨迹至少在凸轮支承体或者凸轮的情况下在多次使用固定装置之后可以识别为摩擦轨迹。

特别优选地设计了，在彼此上滑动的凸轮当其相互接触时至少分区段地整面地或者完全线状地而并非仅仅点状地靠置在彼此上。在该意义中可以是特别有利的是，即使凸轮处于减轻负荷的状态中，在凸轮之一上的接触轨迹（优选在其整个纵向伸展上）在沿着转动轴线的平面截面中看与在另外的凸轮上的接触轨迹平行地走向。在这种构型中，凸轮也整面地或者整个线型地相互靠置，即使它们仅仅以小的力压到彼此上或者仅仅松散地相互靠置。

在该情况中也有利的是，在优选两个相互接触的凸轮的至少之一上的接触轨迹（优选在其整个纵向伸展上）在沿着转动轴线的平面截面中看与转动轴线正交地走向或者取向。凸轮优选在相应的凸轮支承体上构建为相应凸轮支承体的朝向彼此的并且在与转动轴线平行的方向上构建的突出部分。换而言之，凸轮于是为一种山状物，其在平行于转动轴线的方向上突出于凸轮支承体的其他的轮廓。突出部分或者凸轮可以与凸轮支承体一件式地成型。然而，其也可以是借助拧合、铆接、焊接、挤压等等来事后地固定在凸轮支承体基体上的凸轮。

出于完整性原因要指出的是，有利地设计的是，接触轨迹优选分别布置在凸轮的至少之一的如下表面上：该表面朝向另外的凸轮支承体的凸轮。可以设想并且可能的是，在两个凸轮上构建接触轨迹。为了根据本发明根据转动角改变接触轨迹的径向距离，可以在凸轮的至少之一或者其表面中加工入凹槽。凹槽也可以称为凹部或者凹陷。通过引入凹槽，防止了在凹槽的区域中在两个凸轮之间的接触。

特别有利地设计的是，接触轨迹与转动轴线的径向距离在接触轨迹的端部上最小。更为有利的是，当固定装置处于其闭合状态中时，凸轮于是在该接触轨迹的该端部上相互靠置，其中在闭合状态中可调节的转向柱或者安装在其上的转向轮卡锁在其位置中。在该区域中已经施加了全部的夹紧力，并且因此仅仅进一步转动可由手操作的杆或者压杆，以便将压杆的位置更好地固定的最终位置中。通过该措施可能的是，在该最后区域中将“卡入”的感觉传递给驾驶员。在该“卡入”时，在固定装置中却并未减小夹紧力。于是，当在可用手操作的杆上的操作力实际上并未减小、而是仅仅保持相同时，于是也给出了该“卡入”的感觉，因为在该过渡的不久之前，夹紧力非常强烈地增大。

附加于上面提及的布置，本发明还涉及一种用于机动车的可调节转向柱的、带有根据本发明的装置的固定装置。在该固定装置的情况下可以设计的是，凸轮支承体能够围绕转动轴线相对于彼此转动地布置在固定装置的夹紧螺栓上。在这种构型中特别优选地设计的是，夹紧螺栓与转动轴线同轴地穿过凸轮支承体。可以设计的是，凸轮支承体或者凸轮（也称为凸轮随动件）之一抗扭地与夹紧螺栓连接。另外的或者附加的凸轮支承体于是例如可以固定在固定于其他固定装置上、例如车辆上固定的部件上。

有利的是，固定装置具有能够用手操作的杆。该杆例如可以通过夹紧螺栓来抗扭地与凸轮支承体之一连接。

可替选地也可能并且可以设想的是，将凸轮支承体或者凸轮之一与杆至少抗扭地连接，并且可围绕夹紧的轴线转动地安置在夹紧螺栓上。仅仅决定性的是，凸轮能够相对于凸轮随动件（或者换而言之，两个凸轮相对于彼此）可转动地控制。

出于完整性原因要指出的是，本发明并非仅仅可以在能够通过杆用手操作的固定装置情况下使用，而是也可以在马达驱动的固定装置情况下使用，其中凸轮支承体借助马达来相对于彼此转动。

除了固定装置的布置，本发明还涉及一种用于机动车的、带有根据本发明的固定装置的可调节转向柱。可调节转向柱、尤其是在其高度和长度上可调节的转向柱一般地理解为在现有技术中已知的转向柱，其中安装在转向柱或者其转向轴上的转向轮的位置可以与相应的驾驶员匹配。转向柱的匹配或者调节于是通常在打开的固定装置情况下进行。如果固定装置置于其闭合状态中，则转向柱或者其转向轴的位置以及由此转向轮的位置固定。在这种根据本发明的转向柱中，可以集成现有技术中已知的能量吸收机构用于碰撞情况。

本发明的优选构型的其他特征和细节借助下面的附图描述来阐述。其中：

图1示出了用于机动车的根据本发明地装备的可调节转向柱；

图2示出了在图1中使用的第一凸轮支承体；

图3至图6在不同视图中示出了在图1中使用的另外的或者附加的凸轮支承体；

图7示出了根据本发明的另一凸轮支承体的可替选的构型；

图8至图10示出了在不同转动角情况下凸轮支承体相对于彼此的不同位置；

图11示出了沿着转动轴线通过凸轮支承体和夹紧螺栓的示意性纵截面。

在图1中示出了根据本发明构建的可调节转向柱，其中首先简略描述该转向柱4的在现有技术中本身已知的特征，而这并非意味着在根据本发明的转向柱4的情况下必须实现这些现有技术中已知的特征。

在图1中示出的实施例中，可调节转向柱4具有支承单元14，其借助固定接片15固定在车辆的车身上。在支承单元14上，必要时通过相应的、本身已知的中间杆可调节地安置有转向轴安置单元16。为了调节，首先必须将固定装置3置于其打开位置中。在固定装置3的该打开状态中，转向轴安置单元16可以连同转向轴17在长度和/或高度方向上调节。在所示的实施例中，两个调节方向是可能的。双箭头19示出了在高度调节时的可能方向。双箭头20示出了在长度调节时的方向。在转向轮连接部18上可以将这里未示出的转向轮固定在转向轴17上。在转向轴的前端部171上可以布置有万向节或者转向机构，例如带有电助力支持装置（其以名称“Colpas”已知）。

如果进行了转向轴安置单元16的位置并且由此转向轮的位置的所希望的调节，则这里在分解图中示出的固定装置3又被置于其闭合状态中，其中转向轴安置单元16相对于支承单元14并且由此相对于车辆的车身的位置固定。

在所示的实施例中，固定装置3借助这里仅仅缩短地示出的杆21在其打开状态和其闭合状态之间调节。杆21在所示的实施例中能够与凸轮支承体1或2之一一同、在此与凸轮支承体1一同围绕在该实施例中同轴地通过夹紧螺栓13延伸的转动轴线7转动。在该实施例中，另外的凸轮支承体2通过中间件24抗扭地固定在支承单元14上。通过杆21连同第一凸轮支承体1的转动，凸轮支承体1和另外的凸轮支承体2相对于彼此围绕转动轴线7在相应地预先给定的转动角8上相对于彼此转动。该实施例的夹紧螺栓13在与杆21对置的侧上借助垫片23以及锁紧螺母来固定。垫片也可以通过轴向轴承来替代。第一凸轮支承体1在该实施例中具有一体式地模制的凸轮5，并且另外的凸轮支承体2同样具有一体式地模制的凸轮6。凸轮支承体1和2能够相互对置地围绕转动轴线7相对于彼此转动地布置。在将第一凸轮支承体1相对于另外的凸轮支承体2围绕转动轴线7沿着转动角8转动时，第一凸轮支承体1的凸轮5分别在另外的凸轮支承体2的凸轮6之一上在接触轨迹9上相互靠置地沿着滑动。出于完整性原因要指出的是，在相应的凸轮支承体1或者2上布置的凸轮5或者6的数目可以变化。最小值分别是每个凸轮支承体1或2一个单个的凸轮5或6。在所示的实施例中，凸轮支承体1和2分别具有三个凸轮5或6。每个凸轮支承体的凸轮的数目可以如所述的那样变化。在任何情况下有利的是，第一凸轮支承体1的一个凸轮5分别与另外的凸轮支承体2的一个凸轮6共同作用。

出于完整性原因要指出的是，凸轮支承体1和2的根据本发明的布置可以在摩擦配合以及在形状配合情况下工作的固定装置3中使用。在所示的实施例中，在齿部29上可以看出的是，这里关于在双箭头19的方向上的高度调节涉及形状配合地工作的固定装置3，而在双箭头20的方向上的长度调节方向中，涉及摩擦配合的连接，沿着中间杆141和转向轴安置单元16之间的接触面291。

图2示出了第一凸轮支承体1的凸轮5的俯视图。还示出了转动轴线7以及径向方向11，其中凸轮支承体1和2通过操作手动操纵杆21围绕该转动轴线7相对于彼此来转动。图3至图6示出了配合件，即带有其凸轮6的另外的凸轮支承体2。在所示的实施例中，在该另外的凸轮支承体2的与凸轮6对置的背侧上设置有两个固定栓26，它们作为扭转止动器而在所示的实施例中配合到中间件24中的相应的凹陷中。为了在与第一凸轮支承体1的凸轮5的共同作用中实现根据本发明的、接触轨迹9与转动轴线7的根据转动角8而改变的径向距离10，在所示的实施例中在凸轮6中或者在其表面中设置有凹槽或者凹部25。

图6示出了凸轮6或者其表面的俯视图。在该俯视图中也绘出了接触轨迹9。在根据图6的该俯视图中可以清楚地看到在转动角8的走向上改变的、在接触轨迹9和转动轴线7之间的径向距离10。在所示的变形方案中，接触轨迹9具有超出线型的宽度12，其在该实施例中同样在接触轨迹9的纵向伸展上变化。

在其中接触轨迹9的宽度12在径向方向11中不能忽视的情况中，在接触轨迹9和转动轴线7之间的距离10借助关于径向方向11而确定的、接触轨迹9的中线27来确定。这示例性地在图6和图7中也这样绘出。在图6中，中线27并且由此阴影绘出的接触轨迹9相对有棱角地走向，而在图7中示出了第二变形方案，其中径向距离10的变化以不同半径有目的地进行了倒圆。此外当然也可能并且可以设想的是，实现接触轨迹9的其他走向，例如以便在凸轮坡道的最大上升的区域中实现在杆21上所需的力的衰减。在此，设计应当根据凸轮5和6及其凸轮支承体1和2的材料特性来进行。相应的单位面积压力应当设计为使得凸轮对能够持久地保持。

在图8至图10中示出了彼此对置地布置的凸轮支承体1和2以及中央地穿过其的夹紧螺栓13的侧视图，其中两个凸轮支承体1和2以及由此还有其凸轮5和6在图8、9和10的不同视图中在相对于彼此不同的转动角8中布置。相应地，在两个凸轮支承体1和2之间的距离28也变化。根据图8的情况对应于固定装置3的闭合状态，在其中转向轴安置单元16相对于支承单元14被固定在其位置中。图10示出了固定装置3的打开状态，其中转向轴安置单元16可能相对于支承单元14在方向19和20的至少之一上进行调节。图9示出了中间状态。

图11示出了沿着转动轴线7穿过两个凸轮支承体2和夹紧螺栓13构成的布置的平面截面图。这里可以清楚看到的是，优选的是，在凸轮之一5上的接触轨迹9与在另外的凸轮6上的接触轨迹9并行地走向。此外还可以看到的是，在该截面图中看，接触轨迹与转动轴线7正交地走向，如在优选的构型中的情况那样。在图11中示出了负荷状态，其中夹持系统处于其闭合状态中。接触轨迹9在两个凸轮5和6上的并行走向有利地也在减轻负荷的状态中给出，当凸轮5和6相互接触时，这总体上导致两个凸轮5和6在接触轨迹9的区域中持续的整面靠置。

附图标记表

1   第一凸轮支承体         25  凹槽或凹部或凹陷

2   另外的凸轮支承体       26  固定栓

3   固定装置               27  中线

4   转向柱                 28  距离

5   凸轮                   29  齿部

6   凸轮                   141  中间杆

7   转动轴线               171  端部

8   转动角                 291  接触面

9   接触轨迹

10  径向距离

11  径向方向

12  宽度

13  夹紧螺栓

14  支承单元

15  固定接片

16  转向轴安置单元

17  转向轴

18  转向轮连接部

19  方向

20  方向

21  手动操纵杆

22  锁紧螺母

23  垫片

24  中间件

Claims (10)

1.一种用于机动车的可调节转向柱（4）的固定装置（3）的、带有第一凸轮支承体（1）和至少一个另外的凸轮支承体（2）的装置，其中所述凸轮支承体（1，2）分别具有至少一个凸轮（5，6），并且凸轮支承体（1，2）能够相互对置地围绕转动轴线（7）相对转动地布置，并且在第一凸轮支承体（1）相对于所述另外的凸轮支承体（2）沿着转动角（8）围绕所述转动轴线（7）转动时，第一凸轮支承体（1）的凸轮（5）在接触轨迹（9）上沿着滑动地靠置在所述另外的凸轮支承体（2）的凸轮（6）上，其特征在于，所述接触轨迹（9）在距所述转动轴线（7）的根据转动角（8）而变化的径向距离（10）中走向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一凸轮支承体（1）的凸轮（5）和所述另外的凸轮支承体（2）的凸轮（6）仅仅在所述接触轨迹（9）的区域中相互接触。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在关于所述转动轴线（7）的径向方向（11）中看，所述接触轨迹（9）的宽度（12）根据转动角（8）而变化。

4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，即使凸轮（5，6）处于减轻负荷的状态中，在凸轮之一（5）上的接触轨迹（9）优选在其整个纵向伸展上在沿着转动轴线（7）的平面截面中看与在另外的凸轮（6）上的接触轨迹（9）平行地走向。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，在优选两个相互接触的凸轮（5，6）的至少之一上的接触轨迹（9）优选在其整个纵向伸展上在沿着转动轴线（7）的平面截面中看与转动轴线（7）正交地走向。

6.根据权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，凸轮（5，6）在相应的凸轮支承体（1，2）上构建为朝向彼此的并且在相应凸轮支承体（1，2）的与转动轴线（7）平行的方向上构建的突出部分。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接触轨迹（9）优选分别地布置在凸轮（5，6）的至少之一的如下表面上：该表面朝向另外的凸轮支承体（1，2）的凸轮（5，6）。

8.一种用于机动车的可调节转向柱（4）的固定装置（3），其带有根据权利要求1至7之一所述的装置。

9.根据权利要求8所述的固定装置（3），其特征在于，所述凸轮支承体（1，2）能够围绕转动轴线（7）相对于彼此转动地布置在所述固定装置（3）的夹紧螺栓（13）上，其中优选地设计的是，所述夹紧螺栓（13）与转动轴线（7）同轴地穿过所述凸轮支承体（1，2）。

10.一种用于机动车的可调节转向柱（4），其带有根据权利要求8或9所述的固定装置（3）。

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