CN1942358A - 一种至少可调节高度的转向柱的定位装置 - Google Patents

Abstract

一种至少可调节高度的转向柱的定位装置，包括一个带有一个夹紧元件(1)的夹紧机构，在夹紧元件(1)的张开位置中高度调节进行释放，且在其从其张开位置到其闭合位置进行调节时，齿部(14、15；16、17)彼此进行啮合。一个闭锁元件(2)具有一个闭锁位置和一个释放位置，在闭锁位置中它阻止配对定位件(4)离开定位件(3)，并且齿部(14、15；16、17)保持啮合，而在释放位置中配对定位件(4)则可以离开定位件(3)。在夹紧元件(1)与闭锁元件(2)之间存在着一个耦合器，其中，只有在夹紧元件(1)因至少一根弹簧(30)的力使得配对定位件(4)如此程度地离开定位件(3)，从而使它们的齿部(14，15；16，17)脱离啮合时，在夹紧元件(1)从其闭合位置开始朝其张开位置调节时，闭锁元件(2)才占据释放位置。

Description

一种至少可调节高度的转向柱的定位装置

本发明涉及一种至少可调节高度的转向柱的定位装置，它具有一个可张开且可闭合的夹紧机构，该夹紧机构则具有一个可以在一个张开位置和一个闭合位置之间的调节行程范围内进行调节的夹紧元件，在夹紧元件的张开位置中，至少一个定位件和至少一个配对定位件的齿部彼此之间保持间距，并且高度调节被释放，并且在其从张开位置到其闭合位置的调节过程中，齿部克服了至少一个在定位件和配对定位件之间起作用的弹簧的力沿一个闭合方向相对移动并且彼此啮合。

可调节的转向柱在不同的实施方式中得到公开。在具有高度调节功能的转向柱中，方向盘的高度可在一定范围内调节，其中转向柱倾角的调节在其与方向盘相连接的区段中进行。所述可调节的转向柱还经常额外地具有一个长度调节功能。

为将固定并支承着转向轴的套管在夹紧机构的闭合状态中进行固定，可以使用不同的机构，例如为此使用根据膜片式离合器的种类起作用的摩擦片组。此外，也已经公开了特定的定位装置，它们为此目的具有带有可彼此啮合的齿部的定位件。在这种定位装置中，转向柱的调节在夹紧机构的打开状态下非常灵活，并且在夹紧机构的闭合状态下可以施加很高的保持力。所述带有在定位装置的闭合状态下彼此啮合的带齿零件的定位装置例如在EP 0 836 981 B1和EP 0 755 842 B1中得到公开。为了使夹紧机构闭合，使一个夹紧元件偏转，该夹紧元件在此通过一个与夹紧元件共同作用的具有斜面的滑杆件(Kulissenteil)在夹紧螺栓的轴向方向上移动，其中，夹紧螺栓将一个具有齿部的配对定位件朝一个具有齿部的定位件拉拽。在打开夹紧元件时，该配对定位件与定位件由于一个在这两个零件之间起作用的弹簧而相互分离，以此释放转向柱的高度调节。

其它的定位装置则另外在EP 0 440 403 B1，US5,787,759 A，EP 0125 333 B1和EP 0 139 295 B1中得到公开，在这些定位装置中为将转向柱在夹紧机构的闭合状态下进行固定，使定位件和配对定位件的齿部彼此啮合。这些文件中的最后两个展示了所谓的“头部-倾斜-转向柱(Head-Tilt-Lenksule)”，在这种转向柱上，用于转向柱的倾斜调节的回转轴线设置得比较靠近方向盘。由此可以提供较大的方向盘高度调节范围。所述头部-倾斜-转向柱通常具有一个弹簧，它在夹紧机构打开时将转向柱拉到其完全向上偏转的最终位置，以此方便驾驶员的上下车。这里的问题是，齿部的啮齿在夹紧机构打开时、尤其在其缓慢打开时因为弹簧将转向轴的与方向盘相邻的部件相互沿着对方向上拉而咔咔作响，从而导致产生不舒服的噪声及啮齿的磨损。如果在夹紧机构完全打开之前就对转向柱进行高度调节，那么上述问题即使对那些没有这样一种向转向轴或者支承着转向轴的套管区段的与方向盘相邻的部件施加负载的弹簧的转向柱来说也会出现。

在具有齿部的定位装置上会出现这样的问题，即在夹紧机构应该闭合时，彼此相对置的齿部的啮齿的尖端直接彼此相对(“齿-对-齿-位置”)，定位装置就会因此不规范地闭合，而且首先有必要对转向柱进行一定的调节。过去早已提出不同的装置，借助于这些装置要在夹紧机构闭合时防止齿尖彼此相碰，例如在DE 198 39 496 A1，US5,787,759 A，DE 39 14 608 C1，EP 0 796 780 A2和DE 198 46 292都对这种装置进行了描述。

本发明的任务是提供一种开头所述种类的定位装置，该装置具有经过改进的开启性能，其中尤其应该减少或者说尽可能排除定位件及配对定位件的齿部彼此相碰而咔咔作响。

按本发明，通过具有权利要求1的特征的定位装置成功地完成该任务。

因此，按本发明作为可以在一个张开位置及一个闭合位置之间进行调节的夹紧元件的补充，设置至少一个闭锁元件，该闭锁元件具有一个闭锁位置和一个释放位置，在闭锁位置中该闭锁元件阻止配对定位件从定位件抬起，并且齿部保持啮合状态，而在释放位置中配对定位件则可从定位件抬起并且可以使齿部脱离啮合。本发明的基本构思在于夹紧元件和闭锁元件之间的相互作用。在夹紧元件从其闭合位置打开时，如果没有闭锁元件，配对定位件会逐渐(连续地)从定位件抬起，直到在夹紧元件的一个特定位置上齿部最终完全不再啮合。不过，在到达夹紧元件的这个位置之前，闭锁元件阻止配对定位件从定位件抬起。只有在夹紧元件已经如此程度地允许配对定位件从定位件抬起，从而其齿部可以不再啮合时，闭锁元件才通过与夹紧元件的耦合进入其释放位置，并由此准许配对定位件从定位件抬起。而后，齿部因至少一个弹簧的力比较快速地彼此分开到这种程度，使得它们不再彼此啮合，以此至少在很大程度上防止啮齿彼此相碰而嘎嘎作响或咔咔作响。

闭锁元件的在闭锁位置和释放位置之间的过渡优选为跃变式过渡。这意味着，在夹紧元件从其闭合位置打开时，闭锁元件首先处于其闭锁位置中，也就是一直保持到夹紧元件调节行程的一个预先设定的点为止。优选紧接在超过这个点之后，该闭锁元件就处于释放位置中。在夹紧元件的行程范围内改变闭锁元件在闭锁位置和释放位置之间的状态，该行程至少大大小于夹紧元件的总调节行程，优选小于夹紧元件的总调节行程的五分之一，其中特别优选一个小于总调节行程十分之一的数值。

夹紧元件和闭锁元件之间的耦合使得夹紧元件在其张开时将闭锁元件从其闭锁位置移动到其释放位置(直接或间接通过一个中间连接的传动元件)。在从夹紧元件的张开位置开始来关闭夹紧元件时，闭锁元件同样可以通过该夹紧元件移动到其闭锁位置中，或者就象在附图说明中还要详细解释的一样可以为此设置一个向闭锁元件朝其闭合位置的方向施加负载的弹簧。

在本发明的一种优选的实施方式中，按可以在一个偏转范围内偏转的方式来支承夹紧元件，以用于在其闭合位置及其张开位置之间或在相反方向上进行调节。该偏转范围或角度范围在这种情况下形成夹紧元件的调节行程。

在一种优选的实施方式中，可偏转地支承闭锁元件，以用于在其闭锁位置及其释放位置之间进行调节。

在本发明一种优选实施方式中，闭锁元件具有一个接触面，该接触面在用于阻止配对定位件离开定位件的闭锁位置中抵靠着该配对定位件或一个对压件的配对接触面上。通过接触面和配对接触面相互作用的台肩，在闭锁元件的闭锁位置和释放位置之间产生一种跃变式过渡。也可以设想或者可以设置具有足够陡峭倾角(大于45°)的斜面来替代台肩，使得在闭锁位置和释放位置之间还总是产生具有足够跃变性的过渡。

在本发明一种优选实施方式中，用于在夹紧元件和闭锁元件之间进行耦合的夹紧元件具有一个止挡，该止挡在将夹紧元件从其闭合位置朝其张开位置的方向进行调节时在调节行程的第一部分的过程中(优选在这第一部分的最后范围内)抵靠在闭锁元件的配对止挡上，并且随后带动闭锁元件，从而使闭锁元件在夹紧元件调节行程的第一部分过后就到达其释放位置。

下面借助于附图对本发明其它优点及细节进行说明。附图示出：

图1和2从不同视角示出了一个具有按本发明第一实施例的定位装置的转向柱的透视图；

图3和4示出了类似于图1和2的透视图，部分为分解图；

图5示出了在图1中观察方向A的视图，无套管和转向轴；

图6示了沿着图5的线条B-B的剖面图，在夹紧元件的闭合位置中；

图7示出了相应于图6的剖面图，但在夹紧元件张开时夹紧元件的一个中间位置中；

图8示出了相应于图6的剖面图，但在夹紧元件的张开位置中；

图9示出了相应于图6的剖面图，但在夹紧元件闭合时的一个中间位置中；

图10示出了夹紧螺栓的透视图；

图11示出了闭锁元件的透视图；

图12示出了定位件及配对定位件的区段的透视图，在定位装置的张开状态中；

图13示出了图12的零件的侧视图；

图14示出了配对定位件的俯视图，按图13中的观察方向C；

图15示出了与图12相应的视图；在定位装置的闭合状态中；

图16示出了相应于图13的侧视图，在定位装置的闭合状态中；

图17示出了沿着图16的线条D-D的剖面图；

图18示出了一个根据“头部-倾斜-转向柱”种类的转向柱的透视图，该转向柱具有按本发明第二实施例的定位装置；

图19从另一视角示出了的图18的转向柱的透视图(且无方向盘)；

图20和图21示出了相应于图18和图19的透视图，部分为分解图；

图22示出了相应于图21的视图，但为进一步的分解图；

图23和图24分别示出了图18的转向柱的俯视图和底视图；

图25示出了沿着图23的线条E-E的剖面图；

图26示出了沿着图25的线条F-F的局部视图；

图27到29分别示出了转向柱在中间位置(图27)、在完全向上偏转的位置(图28)及在完全向下偏转的位置(图29)中的侧视图；

图30示出了一个根据“头部-倾斜-转向柱”种类的转向柱，它具有一个按本发明第三实施例的定位装置；

图31示出了沿着图30的线条G-G的局部剖面图，没有被套管固定住的转向轴；

图32示出了沿着图30的线条H-H的剖面图；

图33和图34示出了图30的转向柱的透视图，部分为分解图；

图35示出了定位装置的一个具有夹紧元件及闭锁元件的部分的透视图，在定位装置的闭合状态中；

图36示出了图35的一个细节I；

图37示出了相应于图35的透视图，但是在定位装置的张开状态中；

图38示出了图37的一个细节K；

图39示出了具有操纵杆一个区段的夹紧元件的透视图(张开位置)；

图40示出了压杆的从下面观察的透视图；

图41和图42分别示出了配对定位件从下面观察的视图以及侧视图。

这些附图具有不同的比例尺。

以下借助于图1到17对本发明的第一实施例进行说明。所示出的转向柱不仅可以进行高度调节(＝可以进行倾斜度调节)，而且可以进行长度调节(＝可在轴向方向上进行调节)，其中双箭头7、8表示高度调节及长度调节的方向。

转向柱具有一个由多个区段构成的转向轴9，转向轴9与方向盘相邻的最终区段可转动地支承在一个套管10中，并且一个未在图1到图17中示出的方向盘可以安置在转向轴9的端部上。套管10由一个可固定在汽车底盘上的托架单元11进行支承。托架单元11具有两个在套管10的两侧向下延伸的侧曲柄臂，其中就象以下还要详细说明的一样，其中一个侧曲柄臂12可移动地支承着一个对压件13，而另一个侧曲柄臂则构成定位件3。在对转向柱进行高度调节的时候，转向轴与方向盘相邻的终端件围绕着回转轴线65进行偏转。

转向柱具有一个定位装置，通过其可以阻止转向柱的可调节性。为此将定位件3和配对定位件4的齿部14-17彼此啮合在一起。为了使齿部14-17通过配对定位件4朝定位件3的移动(沿闭合方向6)而彼此啮合，设置了一个夹紧机构。在夹紧机构的打开状态下，齿部14-17则相反脱离啮合，并且配对定位件4可以相对于定位件3沿一个移动方向5移动，其中转向轴9与方向盘相邻的最终区段被带动沿着高度调节方向7移动。移动方向5指向一个虚拟的围绕着回转轴线65的圆的切线方向。在所示出的实施例中，移动方向5与高度调节方向7平行。

定位件3在移动方向5上不可移动。在所示出的实施例中，它在长度调节方向8上也不可移动。

夹紧机构包括一个夹紧螺栓18，后者在远离配对定位件4的一侧具有一个横断面为矩形的终端件19。夹紧螺栓18通过开孔20、21穿过托架单元的侧曲柄臂12以及构成定位件3的侧曲柄臂，这里的开孔20、21是在高度调节方向延伸的长孔，并且夹紧螺栓18可以在这些开孔中相对于托架单元沿着高度调节方向7进行移动。夹紧螺栓18通过一个在长度调节方向8上延伸的长孔凹穴22穿过套管10。在与终端件19对置的端部上，将一个螺母23旋紧在夹紧螺栓18的外螺纹上，通过此螺母23可以在中间连接垫片24的情况下由夹紧螺栓18向配对定位件4施加拉力，这里夹紧螺栓通过一个穿孔25穿过配对定位件4。

配对定位件4包括一个在该实施例中具有凹穴的基体26，就象以下还要作更为详细的说明一样，在这些凹穴中固定了两个分别配有两个齿部16、17的齿条27。基体26及齿条27也可以构成一体。

在定位件3中，在沿高度调节方向7延伸的开孔21两侧安置着同样沿高度调节方向延伸的导向接片28，它们在夹紧机构的张开位置中沿着高度调节方向7在保持间隙的情况下对基体26进行导引，并且在保持间隙的情况下防止其扭转。基体还可以额外地或者取代以上情况具有设置在穿孔25上方及下方的且伸进开孔21中的凸缘29。在定位件3中，在开孔21的两侧分别有两个齿部14、15沿着高度调节方向7延伸，以下还要对齿部的构造进行更为详细的说明。齿部14、15的长度大于齿部16、17的长度。

弹簧30向这两个零件3、4施加一个与闭合方向6相反且使配对定位件4离开定位件3地作用的力(在夹紧螺栓18的轴向方向上)。

在夹紧螺栓18的终端件19上可偏转地支承着一个夹紧元件1，更确切地说是围绕着一个垂直于闭合方向6的轴线31进行偏转。为此在终端件19的一个穿孔33中设置了一个轴销32，它穿过夹紧元件1的叉形突起34中的开孔延伸。带有一个操纵手柄36的操纵臂35与夹紧元件1的脚部区段相连接，叉形突起34就起始于该脚部区段。夹紧元件1由一个弹簧37向其在图1到6中所描绘的张开位置施加负载，其中弹簧37一方面支撑在操纵臂35上，另一方面支撑在一个设置在终端件19上的销钉38上，并且弹簧37的螺旋状区段包围着设置在轴销32上的辊子39。

叉形突起34在其端面上分别具有两个以一角度彼此相对的挤压面40、41，其中这两个挤压面之间的角度优选处于120和160°之间的范围内。也可以不通过一个棱边而是通过一个弯弧来连接挤压面40、41，并且也可以考虑且可能使用一个唯一的弧形挤压面的结构。挤压面40、41与对压件13的朝向夹紧元件1的表面共同作用。夹紧螺栓18通过一个穿孔穿过该对压件13，其中该穿孔具有一个矩形横断面，并且夹紧螺栓18的终端件19的一个区段处于该穿孔中，以防止夹紧螺栓18围绕其轴线进行扭转。对压件13可以相对于侧曲柄臂12沿着高度调节方向7进行移动地进行支承，其中防止对压件13围绕着夹紧螺栓18的纵轴线相对于侧曲柄臂12进行扭转。为此将对压件13由一个凹处固定在侧曲柄臂12中，而侧曲柄臂的侧壁与在视图中呈矩形的对压件的侧面边缘之间仅有微小的间隙。作为补充(或取而代之)，该对压件具有凸缘42以防止自身扭转，该凸缘42设置在用于夹紧螺栓18的开孔上方及下方，且该凸缘42突入开孔20中。

此外，夹紧元件1具有一个将叉形突起34在其自由端附近张紧的连接片，此连接片形成了止挡43。

在轴销32上可偏转地支承着闭锁元件2，其中该闭锁元件2处于终端件19和夹紧元件1的下叉形突起34之间，并且由轴销32通过穿孔44从中穿过。闭锁元件2具有一个突起45(例如参照图6)，一个弹簧46作用在该突起上。弹簧46的另一头支撑在一个弹簧座47中，该弹簧座借助于一个销钉48固定在终端件19上(特别从图10中可看出)。例如也可以使用一个给闭锁元件2施加负载的扭簧来代替该弹簧46。

闭锁元件2可以在一个闭锁位置和一个释放位置之间进行调节，在闭锁位置中该闭锁元件阻止配对定位件4离开定位件3，并且齿部14-17保持啮合，而在释放位置中配对定位件4则可以离开定位件3，并且齿部14、15和16、17可以脱离啮合。闭锁元件2具有一个凸缘49，后者则在端面具有一个接触面50。在闭锁元件2的闭锁位置中，凸缘49的接触面50抵靠着配对接触面51，以此防止齿部14到17脱离啮合，这里的配对接触面51由一个设置在对压件13上的凸缘52的端面构成。接触面50和配对接触面51终止于台肩53、54处。一旦闭锁元件1偏转到如此程度，使得接触面50通过对压件的台肩54或者说配对接触面51通过闭锁元件的台肩53已经进行了转移(图8)，那么闭锁元件2就处于其释放位置中。

因此，夹紧机构的张开过程及闭合过程按如下方法进行：

在夹紧元件1的闭合位置(图1到6)中，夹紧元件1的挤压面40支撑在对压件13上，配对定位件4以此通过夹紧螺栓18克服弹簧30的力以其齿部16、17与定位件3中的齿部14、15进行啮合(参照图6)。夹紧元件1通过弹簧37朝闭合位置加载，在夹紧元件1的闭合位置中，闭锁元件2的凸缘49的接触面50与配对接触面51之间有一个很小的间距，此间距在任何情况下都小于齿部14到17的齿高，优选小于齿高的一半。

在通过操纵臂35的偏转对夹紧元件1从其闭合位置朝着其张开位置的方向进行调节时，凸缘49的接触面50首先抵靠着配对接触面51，并且在挤压面40、41之间的棱边随后越来越离开对压件13的表面，直至达到在图7中可看出来的中间位置。在按照图7的这种中间位置中，夹紧元件1的止挡43正好抵靠在闭锁元件2的突起45的边缘上，而突起45则形成一个配对止挡115。在操纵臂35继续偏转时，也就是说，在将夹紧元件1继续朝其张开位置的方向进行调节时，止挡43带动闭锁元件2(弹簧46张紧)。凸缘49的台肩53以此朝着对压件13的凸缘52的台肩54的方向导引，其中首先闭锁元件2仍然处于闭锁位置。只要凸缘49的台肩53尚未到达凸缘52的台肩54，闭锁元件2就处于其闭锁位置中。一旦凸缘49的台肩53到达凸缘52的台肩54，凸缘49就从凸缘52旁边擦过(vorbeischnappen)(通过弹簧30的力)，并且配对定位件4朝着与闭合方向6相反的方向离开定位件3。这种情况在超过了操纵臂35或闭锁元件2的在图7中以虚线绘出的回转位置时会出现。自闭锁元件2的这个位置起，闭锁元件2就处于其释放位置中。在图7中用字母d表示在闭锁元件2的这个位置之前的调节行程(在本实施例中是一个角度范围)。

随后，就达到了在图8中绘出的夹紧元件的完全张开位置。而后挤压面41就抵靠在对压件13的表面上。随后由一个未绘出的止挡阻止夹紧元件1的进一步偏转。在图8中用字母e表示整个调节行程。在调节行程d这第一部分和完全的调节行程e之间的差别例如是2°。

在夹紧元件1的张开位置中，配对定位件4相对于定位件3可以沿着移动方向5进行移动，其中进行了转向柱的高度调节。也可以设置一个弹簧，其在夹紧机构的张开状态下使转向柱向上偏转。

在将夹紧元件1从其张开位置朝其闭合位置的方向进行回调时，夹紧元件1(和闭锁元件2连同夹紧元件)通过挤压面40、41之间的棱边抵靠在对压件13的表面上连续地沿着闭合方向6移动，由此配对定位件4连续地从夹紧螺栓18沿闭合方向6移动。一旦台肩53抵靠在台肩54上，止挡43就从闭锁元件2的突起45的配对止挡15上离开，但闭锁元件首先由于台肩53抵靠在台肩54上而保留在其释放位置中，更确切地说在调节行程的部分f(图9)范围内都保留在这个释放位置上。在夹紧元件1快要到达其闭合位置之前(例如在闭合位置之前二到五度的角度范围内)，台肩53提升到台肩54的上面，并且闭锁元件2通过弹簧46的力移动到其闭锁位置中。在此，闭锁元件2的偏转因抵靠在销钉38的挡片55上而受到限制。当夹紧元件1到达其闭合位置时，再次出现按照图6的初始状况。在此，在闭锁元件2的凸缘49的接触面50与配对接触面51之间再次存在着一个间隙。

在到达闭合位置之前调节行程的最后一部分中，由弹簧37通过(以曲柄杠杆方式起作用的)夹紧元件1向夹紧螺栓18施加的拉力达到最高值。

为了在高度调节的每个调节位置中都可以毫无问题地闭合夹紧机构，可以设置在下文中说明的且在图12到17中具体描绘的齿部14-17的构造。为防止“齿对齿位置”，例如由开头所述的现有技术也已经公开了其它的齿部或者说辅助机构构造。所述的齿部构造同样可以考虑以及实现。

在所示齿部的实施例中，配对定位件4的两个齿条27分别具有第一和第二齿部16、17，它们分别与定位件3的第一和第二齿部14、15共同作用。齿部14-17分别具有一排啮齿56-59，这些啮齿的尖端沿着垂直于移动方向5的直线延伸。啮齿56-59彼此之间全部具有相同的间距a。配对定位件4的第一齿部16的啮齿58的尖端处于一个共同的平面62中，同样配对定位件4的第二齿部17的啮齿59的尖端处于一个共同的平面63中。定位件3的齿部14、15的啮齿56、57的尖端同样分别处于平面60和61中。

配对定位件的齿部16、17的平面62、63就象定位件的齿部14、15的平面60、61一样彼此V形相对，并且本身之间围成一个相同的角度64。在所示出的实施例中，配对定位件4的齿部16、17在此共同形成一种人字齿啮合，而定位件的齿部14、15则形成一个在横断面上呈V形的凹处。平面62与平面60平行且平面63与平面61平行。

在配对定位件4的齿部16、17的啮齿58、59之间在移动方向5上不存在错位，就象从根据图17的剖面图中可看出的一样。这就意味着，啮齿58、59的尖端相对于一个平行于移动方向5延伸的线条处于相同的位置，或者换个表达方法，对啮齿58的相应尖端来说存在着一条朝着啮齿59的尖端延伸的连接直线，该连接直线垂直于移动方向5。

与此相反，在定位件3的齿部14、15的啮齿56、57之间则存在错位v，也就是说，这些啮齿56、57的尖端相对于一个平行于移动方向5延伸的线条不处于相同的位置。该错位v在本实施例中正好为两个前后相邻的啮齿56、57之间的间距的一半。也可以说，定位件的齿部14、15彼此相对进行了相位移动，更确切地说在本实施例中进行了90°的相位移动(相当于半个啮齿)，而配对定位件4的啮齿58、59则具有相同的相位。

其结果是，配对定位件4的啮齿58、59既不会与定位件3的啮齿56、也不会与定位件3的啮齿57同时占据头靠头位置。如果在对置的齿部14、16或15、17中有一个齿部的啮齿占据一个头靠头位置。那么另一个对置的齿部14、16或15、17的啮齿则正好具有彼此间最大的啮合程度。在图17中示出了其中一种可能的中间位置。根据啮齿56-59的相对位置，在此配对定位件4相对于定位件3垂直于移动方向5以及垂直于闭合方向6(在图17中向左和向右)进行稍微的移动。配对定位件4相对于定位件3的这种移动在夹紧机构闭合时自动进行，因为在夹紧螺栓18和配对定位件4之间和/或在夹紧螺栓18和定位件3之间存在一个总体上足够的间隙。

也可以用这种方式在高度调节方向7上对转向轴9进行无级调节和定位。

可以考虑且可以实现对齿部14-17进行不同的改动。例如，也可以是啮齿58、59具有相位移动，而不是啮齿56、57具有相位移动。例如也可以在夹紧螺栓18的每一侧上只有一个齿部来取代两个齿部，其中在夹紧螺栓的两侧上的齿部呈V形彼此相对，并且位于夹紧螺栓两侧的齿部的啮齿在定位件上和/或在配对定位件上再次出现相位移动。

利用螺母23，可以如此调节配对定位件4相对于夹紧螺栓18的位置，从而在夹紧元件1的闭合位置中在齿部14-17之间刚好没有间隙。

此外，在夹紧机构的闭合状态中，托架单元11的侧曲柄臂12和形成配对定位件4的侧曲柄臂被挤压在套管10的侧面上，转向柱的长度调节因此被阻止。

在按照图18到29的实施例中，转向柱是头部-倾斜-转向柱，并且套管10在这里由多个管件构成，它们分别称为套管的区段67、68和81。套管10在此具有一个与方向盘66相邻的区段67以及一个远离方向盘66的区段68，其中区段67、68可围绕着回转轴线69彼此相对偏转，并且各自固定着转向轴9的一个区段，转向轴在回转轴线69的区域内通过一个万向节70彼此相连接。套管10的区段68通过一个安装法兰71固定在汽车的底盘上。在套管10的区段67、68之间，在回转轴线69下方设置了弹簧72(参照图24)，根据图28这些弹簧在夹紧机构的张开状态中使套管10可偏转的区段67朝其上方最终位置进行偏转。

按类似于在第一种实施例中所述方式构造夹紧机构。带有操纵臂35的夹紧元件1、弹簧37、夹紧螺栓18和闭锁元件2在此构造相同。仅仅对压件13作了改动，并且以可移动方式沿着一个圆弧在套管区段68中的一个导向凹处73中进行导引(在此再次进行了防扭转设置)。通往夹紧螺栓18的通道的开孔以及凸缘52的构造如前所述。

夹紧螺栓18的与终端件19对置的端部在夹紧元件闭合时再次将配对定位件4拉向定位件3。定位件3由一个在套管10的固定于底盘上的区段68的侧曲柄臂75中的嵌件构成，其中定位件3与侧曲柄臂75刚性地连接在一起。夹紧螺栓18通过圆弧形凹穴穿过定位件4、侧曲柄臂75以及与底盘固定的区段68的对置的侧曲柄臂74，从而其在对方向盘66进行高度调节时可以相对于这些零件进行移动。此外，夹紧螺栓18还通过一个穿孔(参照图25)穿过套管的区段67，并且在区段67偏转时与该区段一同移动。

配对定位件4在夹紧元件1的张开位置中通过弹簧30与定位件3保持间距。在该实施例中，在对转向轴进行高度调节时配对定位件4沿着一个圆弧相对于定位件3进行移动，回转轴线69构成了该圆弧的中心，其中在定位件3和配对定位件4之间的移动方向5在配对定位件4相对于定位件3的每个位置上都是这个圆弧的切线。在此，定位件3和配对定位件4的齿部14-17构造成圆弧状(其中回转轴线69构成圆弧的中心)。此外，齿部14-17原则上可以类似于在第一实施例中所作描述进行构造(尤其参照关于图12到17的说明)。在此，不仅定位件3而且配对定位件4都分别具有两个齿部14、15或16、17，其中配对定位件的齿部在所示出的实施例中呈V形向外延伸，而定位件3的齿部则呈V形向内延伸，并且在所示出的实施例中齿部16、17的啮齿彼此相对进行了相位移动(参照图26)。因为在不同的调节位置中在配对定位件4与定位件3汇聚在一起时，由于啮齿的这种构造，使得配对定位件4相对于定位件3沿着垂直于移动方向5及闭合方向6的方向进行一定的移动(如已描述的一样)，所以，配对定位件4以可以在垂直方向上受限制地移动的方式与套管10的可偏转的区段67相连接。为此，它还具有一个向上伸的突起76，该突起76在区段67的凹处77中以可以在垂直方向上移动的方式进行导引。突起76具有一个凹穴78，这是个长孔凹穴并且被保持件79从中穿过，而保持件79则被压入区段67的一个穿孔中并由此与区段67刚性连接。保持件79的一个轴端与一个从对置侧压入区段67的一个穿孔中的轴端80一起形成用于区段67相对于区段68进行偏转的转盘轴承，其中保持件79的轴端和轴端80突出伸进区段68中的穿孔中(在中间连接了滑动轴承套84的情况下)。

工作原理类似于第一实施例。

在图30到42中描绘了本发明的另一种实施例。转向柱仍然是“头部-倾斜-转向柱”，它具有一个与方向盘相邻的套管10区段67，区段67可以相对于一个远离方向盘的区段68进行偏转，由此实现方向盘的高度调节。这里，区段68按可以在轴向上受限制地在另一区段81中移动的方式支承，以此同样实现转向柱的长度调节。区段81通过未绘出的安装件安装在汽车底盘上并因此固定在底盘上。为了使区段67相对于区段68进行偏转，这两个区段再次具有偏转叉，偏转叉可以围绕着回转轴线69彼此进行相对偏转。为此，在其中一侧设置一个轴端80，该轴端压入区段68的偏转叉中的一个穿孔中，并且在中间连接一个滑动轴承套84的情况下突入区段67的偏转叉中的一个穿孔中(参见图32)。在另一侧-在这种情况下不可轴向移动的-夹紧螺栓18的滚边83压入可偏转的区段67的偏转叉中，并且夹紧螺栓的一个与滚边83相连接的区段119突出穿过在区段68的偏转叉中的穿孔，并且在中间连接了一个滑动轴承套84(图32、34)。

为简洁明了起见，这里仅绘出转向轴9的与方向盘相连接的区段。

定位件3安置在可偏转的区段67的侧曲柄臂85上，并且也具有走向为圆弧形的齿部14、15。配对定位件4具有一个带有导向孔122、123的臂状突起86，导向孔在保留间隙的情况下将凸缘120、121固定在区段68的偏转叉的外侧，以此防止臂状突起86围绕着回转轴线69进行偏转。但配对定位件4具有一定的间隙以调节其在区段68的轴向方向上的位置。为此，臂状突起86中的穿孔88大于穿过穿孔88的轴套89的外径，而此处的轴套89安置在夹紧螺栓18的滚边90上。滑动轴承套84以及轴套89分别具有一个轴环91、92，配对定位件4的臂状突起86就处于这两个轴环之间，其中该臂状突起86可以在夹紧螺栓18的轴向方向上在轴环91、92之间的区域中移动。由此，就可使配对定位件4在其以自身齿部16、17与定位件3的齿部14、15处于啮合的位置与其离开定位件3的位置之间沿夹紧螺栓18的轴向方向进行调节，而夹紧螺栓18的轴向方向也构成了闭合方向6。

设置在定位件3和配对定位件4之间的弹簧30则使这两个部件在夹紧机构的张开状态中保持间距。

此外，在套管10的可偏转区段67中，设置了一个轴螺栓93，该轴螺栓突出穿过操纵杆94的穿孔并且支承着操纵杆，而操纵杆可围绕着回转轴线95进行偏转。另一方面，操纵杆具有一个操纵臂35，后者则带有一个操纵手柄36。此外，操纵杆94具有一个与夹紧元件1共同作用的杠杆臂96。

夹紧元件1可以围绕着轴线31进行偏转地支承在夹紧螺栓18的终端件19上。在此，在该实施例中夹紧螺栓18不是单构件结构，而是包括一个主件124和一个套在该主件124上且借助于一个螺母97加以固定的终端件19。突起98抵靠着夹紧螺栓18的去螺纹头99，该突起98用于防止终端件19相对于夹紧螺栓进行扭转。利用螺母97可以对夹紧螺栓18的总长(主件124加上终端件19)进行调节，使得在夹紧元件1的闭合位置中在齿部14-17及107-110之间(以下将作说明)恰好没有间隙。

此外，闭锁元件2可以围绕着轴线31进行偏转地进行支承，其中通过一个设置在其突起45和终端件19之间的弹簧46朝闭锁元件2的闭锁位置方向向其施加负载。

终端件98穿过对压件13中的一个凹穴100。该终端件本身抵靠着一个压杆101上，后者具有一个圆形凹穴102，对压件13的一个圆形突起103以很小的间隙突入该凹穴102中。

压杆101具有一个较长的杠杆臂104和一个较短的带有支脚106的杠杆臂105，支脚106在夹紧机构的闭合状态中将配对定位件4朝定位件3进行挤压。在压杆101的自由端区域内设置了齿部109、110(图40)，它们与套管的固定在底盘上的区段81上的齿部107、108(图30)共同作用以锁住转向柱的长度调节。齿部107-110沿着套管的区段81的轴向方向延伸，而套管则具有垂直于此轴向方向延伸的啮齿，其中齿部107和108或109和110的啮齿以彼此之间呈V形的方式设置。齿部107-110的构造类似于结合第一实施例所说明的齿部14-17，并且功能原理是一样的。由此也可以进行无级长度调节。也可以考虑和实现杠杆臂104及区段81上的齿部的其它构造形式。

在杠杆臂104的端部上安置着一个滑座111。一个弹簧112用于使齿部109、110在夹紧机构的张开状态中与齿部107、108保持间距。操纵杆94由弹簧37朝夹紧机构的闭合位置施加负载。在操纵杆94围绕着回转轴线95进行偏转时，夹紧元件1同样进行偏转。为此，就象特别地可从图39中可看出的一样，夹紧元件1的一个啮合突起113突入杠杆臂96中的一个间隙87(参照图34)。由此，可以借助于操纵杆94使夹紧元件1在其闭合位置和其张开位置之间进行偏转。如果夹紧元件1处于闭合位置中，那么夹紧元件1的销钉114通过弹簧37的力限制夹紧元件1进一步偏转。

在闭合位置中，夹紧元件1的挤压面40挤压着对压件13的朝向夹紧元件1的表面(图35)。对压件13由此将压杆101朝套管的方向挤压，以此一方面克服弹簧112的力使齿部107-110进行啮合，另一方面压杆101的支脚106将对压件4朝着定位件3进行挤压，从而使齿部14-17进行啮合。

弹簧46的力使处于闭锁位置中的闭锁元件2进行偏转，而这种偏转受到闭锁元件2的止动卡板117的限制，后者抵靠在终端件19的边缘118上。

在夹紧元件1朝着其张开位置偏转时，挤压面40离开对压件13。处于闭锁位置中的闭锁元件2阻止了对压件13因弹簧30、112的力而进行的移动，此时闭锁元件2的凸缘49抵靠着对压件13的凸缘52(在闭锁元件的凸缘49上的端面接触面抵靠着对压件的凸缘52的端面配对接触面)。

在夹紧元件1偏转时，闭锁元件2首先保留在其闭锁位置中。最后顶靠在闭锁元件2上夹紧元件1的构成止挡43的壁体上(在闭锁元件2的边缘116上)，在夹紧元件1进一步偏转时闭锁元件2由此而偏转，直到凸缘49的边缘到达凸缘52的边缘，随后到达闭锁元件2的释放位置。接下来，对压件13可以沿着背离套管10的方向移动(与闭合方向6相反)，直至其抵靠着夹紧元件1的挤压面41(图37)。利用对压件13，也可以导致压杆101及配对定位件4移动。在此过程中，高度调节的齿部14-17以及长度调节的齿部107-110因弹簧30、112的力而脱离啮合。

在夹紧机构的张开状态中，套管10的区段67因弹簧72的作用而向上偏转。在区段67进行偏转时，夹紧螺栓18一同偏转，并且终端件19与夹紧螺栓一起与支承在终端件上的夹紧元件1和闭锁元件2以及对压件13都进行偏转。

可以考虑以及实现对所述实施例进行不同修改。例如也可以使用闭锁元件的可移动支承来取代其可偏转的支承。原则上也可以考虑并实现，不是以可偏转方式而是以可移动方式来支承夹紧元件，其中与一个相应构造的对压件共同作用的挤压面可以具有楔形变化曲线。在此，夹紧元件可直接操控或者通过一个与夹紧元件共同作用的操纵杆进行操控。

夹紧机构也可以具有一个可借助于一个操纵臂围绕着夹紧螺栓的轴线进行旋转的臂形件。而后闭锁元件为在其闭锁位置和其释放位置之间进行调节也可以围绕着夹紧螺栓的轴线进行偏转。在这里，在闭锁位置中阻止配对定位件离开定位件(例如通过一个凸缘抵靠着一个对压件)。另一方面在夹紧元件和闭锁元件之间必须有一个耦合器，通过其在将夹紧元件从其闭合位置调节到其张开位置时，在经过夹紧元件的一部分调节行程之后将闭锁元件带到其释放位置中(或者在定位装置的闭合过程中相反作用)。

               附图标记列表

1夹紧元件                            28导向接片

2闭锁元件                            29凸缘

3定位件                              30弹簧

4配对定位件                          31轴

5移动方向                            32轴销

6闭合方向                            33穿孔

7高度调节方向                        34叉形突起

8长度调节方向                        35操纵臂

9转向轴                              36操纵手柄

10套管                               37弹簧

11托架单元                           38销钉

12侧曲柄臂                           39辊子

13对压件                             40挤压面

14齿部                               41挤压面

15齿部                               42凸缘

16齿部                               43止挡

17齿部                               44穿孔

18夹紧螺栓                           45突起

19终端件                             46弹簧

20开孔                               47弹簧座

21开孔                               48销钉

22长孔凹穴                           49闭锁元件的凸缘

23螺母                               50接触面

24垫片                               51配对接触面

25穿孔                               52对压件的凸缘

26基体                               53台肩

27齿条                               54台肩

55挡片                            56啮齿

57啮齿                            58啮齿

59啮齿                            60平面

61平面                            62平面

63平面                            64角度

65回转轴线                        66方向盘

67可偏转的区段                    68区段

69回转轴线                        70万向节

71安装法兰                        72弹簧

73导向凹处                        74侧曲柄臂

75侧曲柄臂                        76突起

77凹处                            78凹穴

79保持件                          80轴端

81区段                            82滑动轴承件

83滚边                            84滑动轴承套

85侧曲柄臂                        86臂状突起

87间隙                            88穿孔

89轴套                            90滚边

91轴环                            92轴环

93轴螺栓                          94操纵杆

95回转轴线                        96杠杆臂

97螺母                            98突起

99去螺纹头                        100凹穴

101压杆                           102凹穴

103突起                           104杠杆臂

105杠杆臂                         106支脚

107齿部                           108齿部

109齿部                           110齿部

111滑座                           112弹簧

113啮合突起                       114销钉

115配对止挡                       116边缘

117止动卡板                       118边缘

119区段                           120凸缘

121凸缘                           122导向孔

123导向孔                         124主件

Claims (30)

1.一种至少可调节高度的转向柱的定位装置，具有一个可张开且可闭合的夹紧机构，该夹紧机构具有一个可在一个张开位置和一个闭合位置之间的调节行程内进行调节的夹紧元件(1)，在其张开位置中至少一个定位件(3)和至少一个配对定位件(4)的齿部(14，15；16，17)彼此间保持间距，并且高度调节得到允许，并且在其从其张开位置到其闭合位置进行调节时，齿部(14，15；16，17)克服至少一个在定位件(3)和配对定位件(4)之间起作用的弹簧(30)的力沿一个闭合方向(6)相对移动并彼此进行啮合，其特征在于，该夹紧机构此外还具有至少一个闭锁元件(2)，该闭锁元件(2)具有一个闭锁位置和一个释放位置，在闭锁位置中它阻止配对定位件(4)离开定位件(3)，并且齿部(14，15；16，17)保持啮合，而在释放位置中配对定位件(4)则可以离开定位件(3)，并且齿部(14，15；16，17)可以脱离啮合，并且在夹紧元件(1)与闭锁元件(2)之间有一个耦合器，其中，在将夹紧元件(1)从其闭合位置开始朝其张开位置的方向调节经过夹紧元件(1)的调节行程的第一部分(d)时，闭锁元件(2)处于闭锁位置中，并且在将夹紧元件(1)继续朝其张开位置的方向进行调节时闭锁元件(2)被调节到其释放位置中，其中，只有在夹紧元件(1)通过至少一根弹簧(30)的力如此程度地使配对定位件(4)离开定位件(3)，从而使其齿部(14，15；16，17)脱离啮合时，闭锁元件(2)才占据其释放位置。

2.按权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述从所述闭合位置开始朝所述张开位置方向的调节行程的第一部分(d)构成了在闭合位置和张开位置之间的总调节行程(e)的大部分，优选超过总调节行程的四分之三。

3.按权利要求1和权利要求2所述的定位装置，其特征在于，在所述闭锁元件(2)的闭锁位置和释放位置之间的过渡为跃变式过渡。

4.按权利要求1到3中任一项所述的定位装置，其特征在于，在将所述夹紧元件(1)沿着闭合方向从其张开位置开始朝其闭合位置的方向调节经过夹紧元件(1)的调节行程的第一部分(f)时，所述闭锁元件(2)处于其释放位置中，并且只有在将夹紧元件继续沿闭合方向调节时闭锁元件(2)才被调节到其闭锁位置中。

5.按权利要求4所述的定位装置，其特征在于，所述沿闭合方向的调节行程的第一部分(f)占了总调节行程(e)的大部分，优选超过总调节行程的四分之三。

6.按权利要求1到5中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述闭锁元件(2)由至少一个弹簧(46)朝其闭锁位置方向施加负载。

7.按权利要求1到6中任一项所述的定位装置，其特征在于，以可以围绕着一个轴线(31)进行偏转的方式支承着所述夹紧元件(1)，用于在其闭合位置和其张开位置之间在一个构成调节行程的偏转范围上进行调节。

8.按权利要求7所述的定位装置，其特征在于，所述轴线(31)垂直于闭合方向(6)。

9.按权利要求1到8中任一项所述的定位装置，其特征在于，以可偏转的方式支承着所述闭锁元件(2)，用于在其闭锁位置和其释放位置之间进行调节。

10.按权利要求9所述的定位装置，其特征在于，以可以围绕着与夹紧元件(1)相同的轴线(31)进行偏转的方式支承着所述闭锁元件(2)。

11.按权利要求1到10中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述闭锁元件(2)具有一个接触面(50)，该接触面可以在用于阻止配对定位件(4)离开定位件(3)的闭锁位置中抵靠在所述配对定位件或一个对压件(13)的一个配对接触面(51)上。

12.按权利要求11所述的定位装置，其特征在于，所述接触面(50)和所述配对接触面(51)终止于台肩，并且在将闭锁元件(2)朝着其释放位置调节时，接触面(50)的台肩过渡到配对接触面(51)的台肩上。

13.按权利要求11或12所述的定位装置，其特征在于，所述接触面(50)设置在闭锁元件(2)的至少一个凸缘(49)的端面上。

14.按权利要求11到13中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述配对接触面(51)设置在配对定位件(4)或对压件(13)的至少一个凸缘(52)的端面上。

15.按权利要求1到14中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述用于在所述夹紧元件(1)和所述闭锁元件(2)之间进行耦合的夹紧元件(1)具有一个止挡(43)，该止挡在将夹紧元件(1)从其闭合位置开始向其张开位置的方向进行调节时在调节行程的第一部分(d)过程中项靠在闭锁元件(2)的配对止挡(115)上，且随后带动闭锁元件(2)。

16.按权利要求1到15中任一项所述的定位装置，其特征在于，为了使夹紧元件(1)在其闭合位置与其张开位置之间进行偏转，设置了一个操纵臂(35)，该操纵臂(35)设置在夹紧元件(1)上或者与夹紧元件(1)相连接。

17.按权利要求16所述的定位装置，其特征在于，所述操纵臂(35)由一个弹簧(37)朝偏转位置施加负载，在此偏转位置中夹紧元件(1)处于其闭合位置中。

18.按权利要求1到17中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述夹紧元件(1)以可偏转的方式支承在一个夹紧螺栓(18)上。

19.按权利要求18所述的定位装置，其特征在于，所述夹紧螺栓(18)可以在配对定位件(4)的闭合方向(6)上进行移动，并且作用在配对定位件(4)上使其朝定位件(3)的方向移动，并且夹紧元件(1)在其闭合位置中以一个挤压面(40)抵靠在一个在闭合方向上不可移动的对压件(13)上。

20.按权利要求18所述的定位装置，其特征在于，以在闭合方向(6)上不可移动的方式支承着所述夹紧螺栓(18)，并且所述夹紧元件(1)在其闭合位置中以一个挤压面(40)抵靠着一个在闭合方向(6)上可移动的对压件(13)，其中该对压件(13)将配对定位件(4)朝定位件(3)进行挤压，在此直接进行挤压或者在中间连接了其它在闭合方向(6)上可移动的零件(101)的情况下进行挤压(图30-42)。

21.按权利要求18到20中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述闭锁元件(2)以可偏转的方式支承在夹紧螺栓(18)上。

22.按权利要求21所述的定位装置，其特征在于，所述闭锁元件(2)与一个等同于夹紧元件(1)的对压件(13)共同作用。

23.按权利要求17、20或21中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述对压件(13)以在定位件(3)与配对定位件(4)之间沿移动方向(5)可移动的方式支承在一个在闭合方向(6)上不可移动的侧曲柄壁(12)上，并且所述夹紧螺栓(18)穿过在该侧曲柄臂(12)中的一个开孔，并且可以在该开孔(20)中相对于侧曲柄臂(12)沿着移动方向(5)进行移动。

24.按权利要求23所述的定位装置，其特征在于，所述定位件(3)由一个对置的在闭合方向(6)上不可移动的侧曲柄臂所构成，夹紧螺栓(18)同样通过一个开孔(21)穿过该侧曲柄臂，其中夹紧螺栓(18)可以沿着移动方向(5)在定位件(3)和配对定位件(4)之间相对于该侧曲柄臂进行移动。

25.按权利要求20到22中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述配对定位件(4)被夹紧螺栓(18)通过一个穿孔(88)从中穿过，并且以可以在闭合方向(6)上移动的方式支承在该夹紧螺栓(18)上(图30-42)。

26.按权利要求25所述的定位装置，其特征在于，此外一个压杆(101)以在闭合方向(6)上可移动的方式支承在夹紧螺栓(18)上，其中在所述压杆(101)及在套管(10)的与底盘固定的一个区段(81)上的齿部(109、110；107、108)在夹紧元件(1)的闭合位置中彼此啮合，并且这些齿部在夹紧元件(1)的张开位置中彼此保持间距，其中转向柱的长度调节得到允许。

27.按权利要求1到26中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述支承着转向轴(9)的套管(10)具有一个与方向盘(66)相邻的区段(67)，该区段(67)可以相对于一个远离方向盘(66)的区段(68)进行偏转，以调节转向柱的高度。

28.按权利要求27所述的定位装置，其特征在于，所述远离方向盘(66)的区段(68)以可以在更加远离方向盘(66)的区段(81)的纵向方向上移动的方式支承在该区段(81)中。

29.按权利要求1到28中任一项所述的定位装置，其特征在于，所述齿部(14-17)的啮齿(56-59)垂直于移动方向(5)在定位件(3)和配对定位件(4)之间延伸，并且齿部(14-17)的彼此相连的啮齿(56-59)彼此间分别具有相同的间距，并且齿部(14-17)的啮齿(56-59)的尖端分别处于一个平面(60-63)中，其中齿部(14、15)的平面(60、61)以及齿部(16、17)的啮齿(58、59)的平面(62、63)彼此呈V形相对，并且在此围成相同的角度，并且其中在定位件的齿部(14、15)的啮齿(56、57)之间或者在配对定位件的齿部(16、17)的啮齿(58、59)之间在移动方向(5)上存在一个错位(v)，此错位(v)为彼此前后相连的啮齿(56-59)之间的间距(a)的一部分。

30.按权利要求29所述的定位装置，其特征在于，所述错位(v)为彼此前后相连的啮齿(56-59)之间的间距(a)的一半。

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