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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Kraftfahrzeug-Lenkeinheit
mit elektrischer Neigungsverstellung und mit verbesserten Steifigkeit
der Lenksäule
in vertikaler und horizontaler Richtung.
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In einer Kraftfahrzeug-Lenkeinheit
mit elektrischer Neigungsverstellung, wie sie in der nicht-vorveröffentlichten älteren japanischen
Patentanmeldung
JP
2002002503 A der vorliegenden Anmelderin gezeigt ist oder
wie sie beispielsweise in den
3A und
3B gezeigt ist, ist ein Neigungsverstellmechanismus
b an einer Seite einer Lenksäule
a ausgebildet, um die rotatorische Antriebsbewegung eines Elektromotors
in eine gradlinige Bewegung umzuwandeln und dabei automatisch die
Neigung der Lenksäule
a einzustellen. Auf der anderen Seite der Lenksäule a ist ein Gleitabschnitt
c ausgebildet, um die Lenksäule a
beim Einstellen der Neigung in vertikaler Richtung gleiten zu lassen.
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Dieser Gleitabschnitt c ist so angeordnet, daß die linke
Seite der Lenksäule
a flach ausgebildet ist und daß eine
Platte d auf dieser flachen Oberfläche befestigt ist. Ein flacher
Block f ist zwischen der Platte d und einer flachen Innenwand eines
Gehäuses
e vorgesehen. Zwischen der Platte d und dem Block f ist eine in
einem Käfig
g gelagerte Laufrolle h angeordnet.
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Wenn die Lenksäule a bei der obigen Anordnung
in der Neigung verstellt wird, gleitet die Platte d durch die Laufrollen
h auf der flachen Oberfläche
des Blocks f, so daß die
Lenksäule
a sanft in vertikaler Richtung gleiten kann.
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Es ist noch zu erwähnen, daß eine Klemmschraube
i an der linken Wand des Gehäuses
e mittels einer Sicherungsmutter j befestigt ist und daß die Klemmschraube
i mit einem vorbestimmten Drehmoment angezogen ist, so daß eine nach
rechts gerichtete Vorspannung auf den Block f einwirkt. Mit dieser Anordnung
kann ein Spiel der Lenksäule
a in vertikaler und horizontaler Richtung unterbunden werden.
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Da die oben beschriebene Lenksäule mit elektrischer
Neigungsverstellung jedoch so angeordnet ist, daß die Platte d der Lenksäule a über die Laufrollen
h an dem Block f gleitet, wenn auf das Lenkrad in vertikaler und
horizontaler Richtung eine Last einwirkt, kann ein Spiel der Lenksäule a in
vertikaler und horizontaler Richtung nicht immer zur vollen Zufriedenheit
unterbunden werden, und die Lenksäule a besitzt daher in vertikaler
und horizontaler Richtung eine geringe Steifigkeit.
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Aus der
DE 195 24 195 C1 ist eine
Vorrichtung zur Neigungsverstellung eines schwenkbar angelenkten
Mantelrohrs einer Längsspindel
eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet eine am
Fahrzeugaufbau gelagerte Stützvorrichtung, mit
der das Mantelrohr über
einen Spindeltrieb verbunden ist. Zwischen Mantelrohr und Aufbau
wirkt wenigstens ein Lenkhebel mit zwei voneinander beabstandeten,
parallelen Schwenkachsen, wovon eine Schwenkachse der Stützvorrichtung
zugeordnet ist und die andere Schwenkachse einen Bestandteil des
Spindeltriebs bildet. Der Spindeltrieb übernimmt dabei die Funktion
des Lenkhebels.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter
Berücksichtigung
der oben genannten Umstände
ersonnen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeug-Lenkeinheit
mit elektrischer Neigungsverstellung mit einer verbesserten Steifigkeit
der Lenksäule
in vertikaler und horizontaler Richtung anzugeben.
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Um die genannte Aufgabe zu lösen, wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Kraftfahrzeug-Lenkeinheit mit elektrischer Neigungsverstellung
zum automatischen Einstellen der Neigung der Lenksäule mit
Hilfe eines Elektromotors angegeben, um so einen Höhenwinkel
der Lenksäule
auf einen gewünschten
Wert einzustellen, mit:
- – einem auf einer Seite der
Lenksäule
angeordneten Neigungsverstellmechanismus zum Umwandeln einer rotatorischen
Antriebsbewegung des Elektromotors in eine gradlinige Bewegung,
um so die Neigung der Lenksäule
einzustellen, und
- – einem
auf der anderen Seite der Lenksäule
angeordneten Gleitabschnitt, der mit der feststehenden Seite über eine
im wesentlichen dreieckförmige
konvex-konkave Passung in gleitendem Kontakt steht, um so die Lenksäule bei
der Neigungsverstellung gleiten zu lassen.
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Da der Gleitabschnitt gemäß der vorliegenden
Erfindung und wie oben beschrieben mit der feststehenden Seite über eine
im wesentlichen dreieckförmige
konvex-konkave Passung in Kontakt gebracht ist, ist es möglich, die
Lenksäule
bei der Neigungsverstellung in vertikaler Richtung sanft gleiten zu
lassen, indem der Gleitabschnitt an dem im wesentlichen dreieckförmigen konvex-konkav
angepaßten
Abschnitt entlanggleitet.
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Da der Gleitabschnitt über die
im wesentlichen dreieckförmige
konvex-konkave Passung in gleitenden Kontakt gebracht ist, kann
darüber
hinaus ein Spiel der Lenksäule
in vertikaler und horizontaler Richtung selbst dann zufriedenstellend
unterbunden werden, wenn eine Last auf das Lenkrad in vertikaler und
horizontaler Richtung einwirkt, wodurch die Steifigkeit der Lenksäule verbessert
wird.
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Da der Gleitabschnitt und die feststehende Seite über die
im wesentlichen dreieckförmige
konvex-konkave Passung miteinander in gleitenden Kontakt gebracht
sind, ist es außerdem
möglich,
das Spiel der Lenksäule
gegenüber
Belastungen von dem Lenkrad zufriedenstellend zu beseitigen, egal wo
der Gleitabschnitt in bezug auf die feststehende Seite steht (oder
welcher Neigungswinkel auch immer eingestellt ist).
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Es versteht sich, daß die vorstehend
genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur
in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Kraftfahrzeug-Lenkeinheit mit elektrischer Neigungs-
und Teleskopverstellung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung,
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2A eine
seitliche Querschnittsansicht der Lenkeinheit aus 1 entlang der Linie A-A,
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2B eine
Draufsicht auf den in 2A gezeigten
Abschnitt,
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3A eine
seitliche Querschnittsansicht einer Kraftfahrzeug-Lenkeinheit mit
elektrischer Neigungsverstellung gemäß der nicht-vorveröffentlichten
japanischen Patentanmeldung
JP 2002002503 A (entsprechend der seitlichen
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in
1), und
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3B eine
Draufsicht auf die in 3A gezeigte
Lenkeinheit.
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Im nachfolgenden wird unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen eine Lenkeinheit für ein Kraftfahrzeug mit elektrischer
Neigungs- und Teleskopverstellung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt,
beinhaltet eine Lenksäule
eine untere Säule 1 an
der Vorderseite des Kraftfahrzeugs und eine obere Säule 2 auf
der nach hinten gerichteten Seite des Kraftfahrzeugs, die so angepaßt ist,
daß sie
auf der unteren Säule 1 gleiten kann.
Das untere Ende der unteren Säule 1 ist über einen
Neigungs-Zentrierstift 4 verschwenkbar gelagert, wobei
der Zentrierstift 4 am unteren Ende einer Klammer 3 an
der Fahrzeugkarosserieseite angeordnet ist.
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Die obere Säule 2 ist so angeordnet,
daß sie mittels
eines elektrischen Teleskop-Antriebsmechanismus 5 automatisch
eine teleskopartige Verschiebung in axialer Richtung und bezogen
auf die untere Säule 1 bewirkt,
so daß die
axiale Position des Lenkrades (nicht dargestellt) wie gewünscht eingestellt werden
kann.
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Wie in 2A dargestellt
ist, ist in der Umgebung der oberen Säule 2 eine Box oder
ein Gehäuse 6 vorgesehen,
und die Box bzw. das Gehäuse 6 ist
an der karosserieseitigen Klammer 3 über Schrauben 7 befestigt.
Die obere Säule 2 ist
so angeordnet, daß sie
innerhalb dieses Gehäuses 6 automatisch
in der Neigung verstellt werden kann.
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Im linken Teil der 2A steht die obere Säule 2 verschwenkbar
mit dem Außenumfang
eines Stiftes 8 im Eingriff, der an einem Gleitstück 22 (das später beschrieben
wird) befestigt ist. Dieser Stift 8 dient auch als Stopperstift
für eine
Teleskopeinstellung, und eine sich in Axialrichtung erstreckende
Nut 9 ist an der unteren Säule 1 ausgebildet.
Der Stift 8 steht im Eingriff mit dieser langgestreckten
Nut 9, so daß er
als Stop per beim Einstellen der Teleskopposition und als ein Glied
zum Verhindern einer Drehbewegung dient.
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Innerhalb des Gehäuses 6 ist in dessen
rechtem Teil ein Neigungsverstellmechanismus 10 vorgesehen,
und ein Gleitabschnitt 11 ist im linken Teil angeordnet.
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Als eine (mögliche) Konstruktion für den Neigungsverstellmechanismus 10 ist
ein zylindrischer Abschnitt 12 an der rechten Seite der
oberen Säule 2 vorgesehen.
Innerhalb dieses zylindrischen Abschnitts 12 ist eine Einstellmutter 13 eingepaßt, die über eine
Sicherungsmutter 14 gesichert ist.
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Sie ist so angeordnet, daß eine Schraubenwelle 15 mit
der Einstellmutter 13 im Eingriff steht. Die Gewinde der
Einstellmutter 13 und der Schraubenwelle 15 sind
trapezförmige
Gewinde. Das obere Ende und das untere Ende der Schraubenwelle 15 sind über Lager 16 bzw. 17 drehbar
in dem Gehäuse 6 gelagert.
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Ein oberer Teil der Schraubenwelle 15 ist
integral mit einem Schneckenrad 18 ausgebildet, und eine
Schnecke 20, die mit der Antriebswelle eines Elektromotors 19 verbunden
ist, ist mit dem Schneckenrad 18 verzahnt. Wenn der Elektromotor 19 angetrieben
wird, wird mit dieser Anordnung über
die Schnecke 20 und das Schneckenrad 18 die rotatorische
Antriebsbewegung auf die Schraubenwelle 15 übertragen,
wodurch die Schraubenwelle 15 gedreht wird. Infolgedessen
wird die Einstellmutter 13, die mit der Schraubenwelle 15 in
Eingriff steht, zusammen mit dem zylindrischen Abschnitt 12 der
oberen Säule 2 in
vertikaler Richtung bewegt, wodurch die obere Säule 2 automatisch
geneigt wird.
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Nebenbei bemerkt, das Lager 16 für die Schraubenwelle 15 ist
mit einer Befestigungsschraube 21 fixiert, auf der ein
Mittel aufgebracht ist, das ein Lösen verhindert. Durch Festziehen
der Schraube 21 bis auf ein vorbestimmtes Drehmoment ist
es möglich,
die Lager 16 und 17 so vorzuspannen, daß sie die
Schraubenwelle 15 am oberen und unteren Ende in Querrichtung
sicher abstützen.
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Andererseits ist als eine Anordnung
für den Gleitabschnitt 11 ein
Gleitstück 22 auf
der linken Seite der oberen Säule 2 vorgesehen,
und das linke Ende dieses Gleitstücks 22 ist in einer
im wesentlichen dreieckigen, konvexen Form ausgebildet, wie dies
in 2B gezeigt ist.
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Auf der linken Seite des Gehäuses 6 ist
eine Druckunterlage 23 mit Schrauben 24 befestigt,
und das rechte Ende dieser Druckunterlage 23 ist ebenfalls
in einer im wesentlichen dreieckigen, jedoch konkaven Form ausgebildet,
wie in 2B gezeigt.
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Die konkave Oberfläche der
Dreiecksform dieser Druckunterlage 23 ist mit einer, Zwischenlage 25 versehen,
die aus einem synthetischen Kunstharz besteht, wodurch die Gleiteigenschaften
des Gleitstücks 22 hinreichend
erhalten werden. Es sei angemerkt, daß man anstelle der Anordnung
der Zwischenlage 25 aus synthetischem Kunstharz eine Beschichtung
auf dem Gleitstück 22 und/oder
der Druckunterlage 23 aufbringen kann, um die Gleiteigenschaften
hinreichend zu erhalten.
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Da die konvexe Oberfläche der
im wesentlichen dreieckigen Form des Gleitstücks 22 und die konkave
Oberfläche
der im wesentlichen dreieckigen Form der Druckunterlage 23 über die
oben be schriebene Zwischenlage 25 aus synthetischem Kunstharz in
eine gegenseitige Passung und in gleitenden Kontakt miteinander
gebracht sind, ist es möglich,
die obere Säule
2 beim Verstellen der Neigung sanft in vertikaler Richtung gleiten
zu lassen, indem die konvexe Oberfläche der im wesentlichen dreieckigen Form
des Gleitstücks 22 auf
der konkaven Oberfläche
der im wesentliche dreieckigen Form der Druckunterlage 23 entlanggleitet.
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Es sei bemerkt, daß eine nach
rechts gerichtete Vorspannung von der Seite der Druckunterlage 23 auf
die Seite der oberen Säule 2 einwirkt,
wenn die Druckunterlage 23 an dem Gehäuse 6 mit Hilfe der
Schrauben 24 befestigt wird. Durch diese Einwirkung der
nach rechts gerichteten Vorspannung werden die obere Säule 2,
die Einstellmutter 13 usw. die ganze Zeit nach rechts gedrückt, wobei
ein weiblicher Gewindegang der Einstellmutter 13 und ein
männlicher
Gewindegang der Schraubenwelle 15 (und umgekehrt) ohne
jedes Spiel fest miteinander verzahnt werden können. Dadurch ist es möglich, ein
Spiel des Lenkrades (nicht dargestellt) in vertikaler und in horizontaler
Richtung zu verhindern.
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Um nun eine Neigungseinstellung bei
der Lenkeinheit mit elektrischer Neigungsverstellung der oben gezeigten
Konstruktion durchzuführen,
wird der Elektromotor 19 angetrieben, wenn der Fahrer einen Neigungsverstellungsschalter
(nicht dargestellt) betätigt,
und die rotatorische Antriebsbewegung des Motors wird über die
Schnecke 20 und das Schneckenrad 18 auf die Schraubenwelle 15 übertragen, wodurch
die Schraubenwelle 15 gedreht wird. Infolgedessen wird
die mit der Schraubenwelle 15 in Eingriff stehende Einstellmutter 13 zusammen
mit dem zylindrischen Abschnitt 12 der Lenksäule 1 in
vertikaler Richtung bewegt, und die obere Säule 2 wird automatisch
geneigt, wodurch der Höhenwinkel
der Lenksäule
nach Wunsch eingestellt werden kann.
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Während
dieser Neigungseinstellung gleitet die konvexe Oberfläche der
im wesentlichen dreieckigen Form des Gleitstücks 22 auf seiten
der oberen Säule 2 auf
der konkaven Oberfläche
der im wesentlichen dreieckigen Form der Druckunterlage 23,
so daß es
möglich
ist, die obere Säule 2 sanft
in vertikaler Richtung gleiten zu lassen.
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Da die konvexe Oberfläche der
im wesentlichen dreieckigen Form des Gleitstücks 22 und die konkave
Oberfläche
der im wesentlichen dreieckigen Form der Druckunterlage 23 darüber hinaus
durch die aus synthetischem Kunstharz hergestellte Zwischenlage 25 aneinander
angepaßt
sind, ist es möglich,
ein Spiel der oberen Säule 2 in
vertikaler und horizontaler Richtung zu unterbinden, und zwar sogar dann,
wenn eine Last auf das Lenkrad (nicht dargestellt) in vertikaler
und horizontaler Richtung einwirkt, wodurch die Steifigkeit der
Lenksäule
verbessert wird.
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Da das Gleitstück 22 und die Druckunterlage 23 über die
konvex-konkave Passung
mit im wesentlichen dreieckiger Form in gleitenden Kontakt miteinander
gebracht sind, ist es weiterhin möglich, das Spiel der oberen
Säule 2 zur
vollen Zufriedenheit zu verhindern, um Belastung durch das Lenkrad
(nicht dargestellt) zu bewältigen,
egal an welcher Position das Gleitstück 22 sich im Hinblick
auf die Druckunterlage 23 befindet (oder welcher Neigungswinkel
auch immer eingestellt sein mag).
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Es sei angemerkt, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist,
sondern auch verschiedene Modifikationen erlaubt.
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Wie oben beschrieben, steht der Gleitabschnitt
gemäß der vorliegenden
Erfindung über
die konvex-konkave Passung mit im wesentlichen dreieckiger Form
in gleitendem Kontakt mit der feststehenden Seite, so daß es möglich ist,
die Lenksäule
in vertikaler Richtung sanft gleiten zu lassen, indem der Gleitabschnitt
beim Einstellen der Neigung auf dem im wesentlichen dreieckigen
konvex-konkaven Passungsabschnitt entlanggleitet.
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Da der Gleitabschnitt mit der feststehenden Seite über die
konvex-konkave Passung mit im wesentlichen dreieckiger Form in gleitendem
Kontakt steht, ist es außerdem
möglich,
das Spiel der Lenksäule
in vertikaler und horizontaler Richtung hinreichend zu unterbinden,
selbst wenn eine Last auf das Lenkrad in vertikaler und horizontaler
Richtung ausgeübt
wird, wodurch die Steifigkeit des Lenkrades verbessert wird.
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Da das Gleitstück 22 über die
konvex-konkave Passung mit im wesentlichen dreieckiger Form in gleitendem
Kontakt mit der feststehenden Seite steht, ist es schließlich möglich, das
Spiel der Lenksäule
hinreichend zu unterbinden, so daß sie die Belastungen von dem
Lenkrad bewältigt,
egal an welcher Position sich das Gleitstück 22 im Hinblick
auf die feststehende Seite befindet (oder welcher Neigungswinkel
auch immer eingestellt sein mag).