DE102006024749A1

DE102006024749A1 - Modul zum Blockieren einer Lenksäule und zugehörige Lenksäule

Info

Publication number: DE102006024749A1
Application number: DE102006024749A
Authority: DE
Inventors: Vincent Fix
Original assignee: Timken Co
Current assignee: Timken Co
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2006-12-07
Also published as: JP2006341844A; FR2886605B1; FR2886605A1; US20060273567A1

Abstract

Modul zum Blockieren einer Lenksäule, mit zwei Blockierflanschen (10, 12), die relativ zueinander zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung für die Lenksäule verstellbar sind und relativ zueinander in einer Betätigungsrichtung (C) bewegbar sind, und einer Nockeneinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche (10, 12) in einer Blockierrichtung (B) zu verstellen, wenn diese Blockierflansche (10, 12) in der Betätigungsrichtung (C) bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß es eine von der Nockeneinrichtung verschiedene Verriegelungseinrichtung (40) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche (10, 12) in ihrer Blockierstellung zu verriegeln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul zum Blockieren einer Lenksäule, mit zwei Blockierflanschen, die relativ zueinander zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung für die Lenksäule verstellbar sind und relativ zueinander in einer Betätigungsrichtung beweglich sind, und einer Nockeneinrichtung zum gegenseitigen Verstellen der beiden Blockierflansche in einer Blockierrichtung, wenn die Blockierflansche in der Betätigungsrichtung bewegt werden.

Im Stand der Technik, beispielsweise aus der Patentanmeldung US-2003/0221505, ist ein Modul zum Blockieren einer Lenksäule bekannt, das zwei Blockierflansche aufweist, die um eine zentrale Achse zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung rotationsbeweglich sind. In der Blockierstellung sind die beiden Blockierflansche längs der Achse voneinander abgerückt, und sie halten eine Lenksäule in ihrer eingestellten Position. In ihrer Freigabestellung sind die beiden Blockierflansche einander längs der Achse angenähert, und sie erlauben die Einstellung der Position der Lenksäule.

In der Blockierstellung ist ein Betätigungshebel, der es erlaubt, die beiden Blockierflansche zwischen ihren beiden Stellungen zu verstellen, nur durch Reibungskraft gehalten.

Folglich ist die zum Verstellen des Betätigungshebels zwischen der Blockierstellung und der Freigabestellung notwendige Kraft nicht definiert, was in dem Fall, in dem der Benutzer den Blockierhebel nicht genügend festspannt, zu unbeabsichtigten Verlagerungen der beiden Blockierflansche in Richtung auf ihre Freigabestellung und zu einer ungewollten Verstellung der Lenksäule führen kann. Auf jeden Fall ist bei dem bekannten Modul die auf die beiden Blockierflansche wirkende Spannkraft nicht definiert. Somit mangelt es diesem Blockiermodul an Sicherheit.

Außerdem wird, wenn man eine beträchtliche Festspannkraft für die Lenksäule wünscht, der Kraftaufwand zur Überwindung der Reibungskraft des Betätigungshebels zu groß, was der Ergonomie der Vorrichtung abträglich ist.

Eine andere, beispielsweise aus dem Dokument US 5 921 577 bekannte Vorrichtung weist einen Blockiernocken auf, auf dem ein Wälzelement zwischen der Blockierstellung und der Freigabestellung abrollt. Der Nocken weist einen mittleren Scheitel von der Art auf, daß das Wälzelement in seiner Blockierstellung blockiert wird. Diese Vorrichtung führt zu einem hohen Verschleiß des Nockens an der Stelle des mittleren Scheitels. Außerdem führt der mittlere Scheitel zu einem großen Verstellweg der Nocken und damit zu einem beträchtlichen Platzbedarf der Vorrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit des bekannten Blockiermoduls mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln zu erhöhen.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Blockiermodul der eingangs genannten Art zum Gegenstand, daß außerdem eine von der Nockeneinrichtung verschiedene Verriegelungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche in ihrer Blockierstellung zu verriegeln.

Gemäß speziellen Ausführungsformen weist das Blockiermodul eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf:

– es besitzt komplementäre erste und zweite Verriegelungsorgane, die zumindest in der Blockierstellung durch Komplementarität ihrer Formen zusammenwirken,
– die Verriegelungseinrichtung ist dazu ausgebildet, eine punktuell zu überwindende Widerstandskraft zu erzeugen, die einer Verstellung der beiden Blockierflansche aus ihrer Blockierstellung in Richtung auf ihre Freigabestellung entgegenwirkt,
– das erste Verriegelungsorgan ist ein fest an einem der Blockierflansche sitzender Finger, und das zweite Verriegelungsorgan weist einen an dem anderen Blockierflansch befestigten Höcker auf,
– das zweite Verriegelungsorgan ist durch einen auf dem Blockierflansch befestigten Einsatz gehalten,
– es weist außerdem eine Halteeinrichtung auf, die dazu angepaßt ist, zumindest die beiden Blockierflansche so zu halten, daß das Modul als ein einziger Block autonom gehandhabt werden kann,
– die Halteeinrichtung weist wenigstens einen Halteflügel auf, der an dem Einsatz angeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, die Blockierflansche auf eine autonome Weise relativ zueinander zu halten,
– das Modul weist eine Dämpfungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Verstellung der beiden Blockierflansche in Richtung auf ihre Freigabestellung zu dämpfen,
– die Dämpfungseinrichtung weist ein Dämpfungsorgan auf, bei dem es sich um den Verriegelungsfinger handelt,
– die Dämpfungseinrichtung weist eine Rampe auf, die durch einen Schlitz gebildet wird, der sich in Richtung auf die Blockierstellung des Verriegelungsfingers verengt,
– die Nockeneinrichtung wirkt mit Wälzelementen zusammen und
– die Nockeneinrichtung ist dazu ausgebildet, die beiden Blockierflansche in einem einzigen Blockiersinn zu verstellen, der sich in der Blockierrichtung erstreckt, wenn die Blockierflansche in einem Betätigungssinn aus ihrer Blockierstellung in ihre Freigabestellung bewegt werden.

Die Erfindung hat außerdem eine Baugruppe zum Gegenstand, die eine Halterung und eine mit einer Lenkwelle ausgerüstete Lenksäule aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe ein Modul der oben genannten Art aufweist, wobei einer der Blockierflansche in der Blockierstellung an der Halterung fixiert ist und der andere Blockierflansch an der Lenksäule befestigt ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Blockiersystems für eine Lenksäule im blockierten Zustand;
2 eine Ansicht des Systems nach 1 im gelösten Zustand;
3 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Blockiermoduls;
4 eine detaillierte Schnittdarstellung eines Nockens des erfindungsgemäßen Blockiermoduls; und
5 einen vergrößerten Grundriß eines Verriegelungsorgans des erfindungsgemäßen Blockiermoduls.
In 1 ist ein allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnetes erfindungsgemäßes Blockiersystem für eine Lenksäule dargestellt.
Das System 2 umfaßt eine mit Gewinde versehene Befestigungsstange 4, die eine zentrale Achse X-X umgibt, einen Betätigungshebel 6 sowie ein Blockiermodul 8.
Das Blockiermodul 8 hat einen ersten Blockierflansch 10, einen zweiten Blockierflansch 12, drei Wälzkörper in der Form von Kugeln 14 und einen Kafig 16, der zwischen den ersten und zweiten Blockierflanschen 10, 12 eingefügt ist. Das Blockiermodul 8 weist außerdem einen Verriegelungsfinger 18 auf, der an dem Blockierflansch 10 befestigt ist.
Der erste Blockierflansch 10 wird durch eine polygonale Platte 20 aus Metall gebildet, die sich rechtwinklig zu der Achse X-X erstreckt und mit zwei axialen Vorsprüngen 22 versehen ist, mit denen der erste Blockierflansch 10 in eine (nicht gezeigte) Halterung für die Lenksäule eingreifen kann. Außerdem ist die Platte 20 mit einer Ausnehmung 24 versehen.
Der zweite Blockierflansch 12 hat eine im wesentlichen kreisförmige Platte 26 aus Metall, die sich rechtwinklig zu der Achse X-X erstreckt. Der Betäti gungshebel 6 ist an dieser Platte 26 befestigt. Der Blockierflansch 12 weist außerdem einen Einsatz 28 auf, der, vorzugsweise durch komplementäre Formgebung, an der kreisförmigen Platte 26 befestigt ist. In diesem Einsatz 28 ist ein Schlitz 29 ausgebildet.
Gemäß einer Abwandlung ist die Form der Platte 20 nicht polygonal, sondern sie hat eine andere Form, die durch den im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Raum bestimmt ist. Ebenso ist die Form der Platte 26 nicht zwingend kreisförmig, sondern sie kann auch eine andere Form haben.
Wie in 3 gezeigt ist, weist das Blockiermodul 8 außerdem drei Nocken 30 auf, die in dem ersten Blockierflansch 10 ausgebildet sind, sowie drei Nocken 32, die in dem zweiten Blockierflansch 12 ausgebildet sind. Die Kugeln 14 können auf den Nocken 30, 32 abrollen. Der erste Blockierflansch 10 und der zweite Blockierflansch 12 sind relativ zueinander zwischen einer in 1 gezeigten Blockierstellung und einer in 2 gezeigten Freigabestellung verstellbar. In der Blockierstellung ist die Lenksäule in Bezug auf die Halterung festgehalten, während in der Freigabestellung die Lenksäule in Bezug auf diese Halterung beweglich ist und in ihrer Position verstellt werden kann.
Zu diesem Zweck sind die beiden Blockierflansche 10, 12 relativ zueinander in einer Betätigungssrichtung C beweglich, bei der es sich hier um eine Drehung um die Achse X-X handelt. Die Betätigungssrichtung C hat einen ersten Betätigungssinn C1 und einen zweiten Verstellsinn C2, der dem ersten Betätigungssinn C1 entgegengesetzt ist. Die Nocken 30, 32 sind dazu eingerichtet, die beiden Blockierflansche 10, 12 in einer Translation in einer Blockierrichtung B gegeneinander zu verstellen, wenn die Blockierflansche 10, 12 in der Betätigungsrichtung C bewegt werden. Die Blockierrichtung B verläuft hier längs der Achse X-X. Die Blockierrichtung umfaßt einen ersten Blockiersinn B1 und einen zweiten Blockiersinn B2. Der Blockiersinn B1 hat die Tendenz, den zweiten Blockierflansch 12 von dem ersten Blockierflansch 10 abzurücken, wenn dieser zweite Blockierflansch 12 in dem Betätigungssinn C1 bewegt wird.
In 4 ist der Nocken 30 detaillierter dargestellt. Der Nocken 30 hat einen der Freigabestellung entsprechenden vertieften Teil 30A und einen der Bloc kerstellung entsprechenden erhöhten Teil 30B. Wie in 4 gezeigt ist, verläuft der Nocken 30 zwischen dem vertieften Teil 30A und dem erhöhten Teil 30B so, daß er zu dem erhöhten Teil 30B monoton ansteigt. Folglich bewegen die Nocken 30, 32 die beiden Blockierflansche 10, 12 in dem einzigen Blockiersinn B1, der sich in der Blockierrichtung B erstreckt, wenn die Blockierflansche 10, 12 aus ihrer Blockierstellung in Richtung auf ihre Freigabestellung bewegt werden. So bietet das Blockiermodul 8 für eine gegebene Schwenkbewegung des Hebels 6 um die Achse X-X einen großen Blockierhub in der Richtung B.
Das Blockiermodul 8 weist außerdem eine Verriegelungseinrichtung 40 auf, die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche 10, 12 in ihrer Blockierstellung zu verriegeln. Die Verriegelungseinrichtung 40 umfaßt ein erstes Verriegelungsorgan, das an dem ersten Blockierflansch 10 befestigt ist und hier durch den Verriegelungsfinger 18 gebildet wird, sowie ein zweites Verriegelungsorgan, das an dem zweiten Blockierflansch 12 befestigt ist und hier durch zwei Höcker 42 gebildet wird, die sich radial in der Bewegungsbahn des Verriegelungsfingers 18 erstrecken. Das Zusammenwirken des Verriegelungsfingers 18 mit den Höckern 42 wirkt einer Verstellung des zweiten Blockierflansches 12 aus seiner Verriegelungsstellung in Richtung auf seine Freigabestellung entgegen. Die Höckers 42 sind somit dazu eingerichtet, eine zu überwindende Widerstandskraft zu erzeugen, die punktuell einer Verstellung der beiden Blockierflansche 10,12 entgegenwirkt. Zur Verdeutlichung ist in 5 die Position des Verriegelungsfingers 18 in der Verriegelungsstellung mit 18/1 bezeichnet.
Gemäß einer Abwandlung wird das zweite Verriegelungsorgan nur durch einen einzigen Höcker 42 anstelle von zwei Höckern gebildet.
Das Blockiermodul 8 weist außerdem eine Dämpfungseinrichtung 50 auf, die dazu ausgebildet ist, die Verstellbewegung der beiden Blockierflansche 10, 12 in Richtung auf ihre Freigabestellung zu dämpfen. Diese Dämpfungseinrichtung 50 weist zwei einander gegenüberliegende Rampen 52 auf, die durch den Schlitz 29 gebildet werden.
Der Schlitz 29 verengt sich in Richtung auf die Position des Verriegelungsfingers 18, die der Freigabestellung entspricht, und dämpft so die Verstellbewe gung der beiden Blockierflansche 10, 12, wenn sie in Richtung auf ihre Freigabestellung verstellt werden. Die Position des Verriegelungsfingers 18, die der Freigabestellung entspricht, ist in 5 mit 18/2 bezeichnet.
Der Schlitz 29 und der Verriegelungsfinger 18 bilden außerdem zwei Anschläge, von denen einer die Blockierstellung und der andere die Freigabestellung definiert.
Außerdem hat der Einsatz 28 zwei Halteflügel 28A, 28B, die axial an dem Blockierflansch 12 anliegen. Wenn sich der Verriegelungsfinger 18 in der Position 18/2 befindet, die der Freigabestellung entspricht, wird er durch Reibung axial in dem Schlitz 29 gehalten. Dank dieser Reibungskraft und der beiden Halteflügel 28A, 28B wird das durch den ersten Blockierflansch 10, den zweiten Blockierflansch 12, die drei Wälzkörper 14, den Käfig 16, den Verriegelungsfinger 18 und den Einsatz 28 gebildete Blockiermodul auf autonome Weise in einem zusammengebauten Zustand gehalten und kann als ein einziger Block gehandhabt werden.
Dank des Verriegelungsfingers 18 und der Höcker 42 ist die Kraft zum Verstellen der beiden Blockierflansche 10, 12 in ihre Blockierstellung oder aus ihrer Blockierstellung heraus vordefiniert.
Außerdem wird die Herstellung des Moduls 8 dadurch erleichtert, daß die Verriegelungseinrichtung 40 und die Dämpfungseinrichtung 50 durch dieselben Elemente gebildet werden, nämlich den Verriegelungsfinger 18 und den Einsatz 28.
Da die Nocken 30, 32 funktionsmäßig von der Verriegelungseinrichtung 40 getrennt sind, kann für einen gegebenen Drehwinkel ein beträchtlicher Verstellweg für die beiden Blockierflansche 10, 12 vorgesehen werden. Zur Erzielung dieses technischen Effekts trägt auch der Umstand bei, daß in den Nocken kein Scheitel vorhanden ist.
Die Kugeln 14 können durch andere Wälzelemente ersetzt werden, beispielsweise durch zylindrische Rollen oder Kegelrollen.
Gemäß einer weiteren Abwandlung ist der Verriegelungsfinger 18 am zweiten Blockierflansch 12 befestigt, während der Einsatz 28 am ersten Blockierflansch 10 befestigt ist.

Claims

Modul zum Blockieren einer Lenksäule, mit zwei Blockierflanschen (10, 12), die relativ zueinander zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung für die Lenksäule verstellbar sind und relativ zueinander in einer Betätigungsrichtung (C) bewegbar sind, und einer Nockeneinrichtung (30, 32), die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche (10, 12) in einer Blockierrichtung (B) zu verstellen, wenn diese Blockierflansche (10, 12) in der Betätigungsrichtung (C) bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß es eine von der Nockeneinrichtung (30, 32) verschiedene Verriegelungseinrichtung (40) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche (10, 12) in ihrer Blockierstellung zu verriegeln.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es komplementäre erste und zweite Verriegelungsorgane (18, 40) besitzt, die zumindest in der Blockierstellung durch Komplementarität ihrer Formen zusammenwirken.
Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (40) ist dazu ausgebildet, eine punktuell zu überwindende Widerstandskraft zu erzeugen, die einer Verstellung der beiden Blockierflansche (10, 12) aus ihrer Blockierstellung in Richtung auf ihre Freigabestellung entgegenwirkt.
Modul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verriegelungsorgan ein fest an einem der Blockierflansche (10) sitzender Verriegelungsfinger (18) ist, und das zweite Verriegelungsorgan einen an dem anderen Blockierflansch (12) befestigten Höcker (42) aufweist.
Modul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verriegelungsorgan (42) durch einen an dem Blockierflansch (12) befestigten Einsatz (28) gehalten ist.
Modul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine Halteeinrichtung aufweist, die dazu angepaßt ist, zumindest die beiden Blockierflansche (10, 12) so zu halten, daß das Modul (8) als ein einziger Block autonom gehandhabt werden kann.
Modul nach Anspruch 6 in Rückbeziehung auf Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung wenigstens einen Halteflügel (28A, 28B) aufweist, der an dem Einsatz (28) angeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, die Blockierflansche (10, 12) auf eine autonome Weise relativ zueinander zu halten.
Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (8) eine Dämpfungseinrichtung (50) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Verstellung der beiden Blockierflansche (10, 12) in Richtung auf ihre Freigabestellung zu dämpfen.
Modul nach Anspruch 4 oder einem der von Anspruch 4 abhängigen Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (50) ein Dämpfungsorgan aufweist, bei dem es sich um den Verriegelungsfinger (18) handelt.
Modul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (50) eine Rampe (52) aufweist, die durch einen Schlitz (29) gebildet wird, der sich in Richtung auf die Blockierstellung des Verriegelungsfingers (18) verengt.
Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (30, 32) mit Wälzelementen (14) zusammenwirkt.
Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (30, 32) dazu ausgebildet ist, die beiden Blockierflansche (10, 12) in einem einzigen Blockiersinn (B1) in der Blockierrichtung (B) zu verstellen, wenn die Blockierflansche in einem Betätigungssinn (C1) aus ihrer Blockierstellung in ihre Freigabestellung bewegt werden.
Baugruppe, die eine Halterung und eine mit einer Lenkwelle ausgerüstete Lenksäule aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe ein Modul (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist, wobei einer der Blockierflansche (10) in der Blockierstellung an der Halterung fixiert ist und der andere Blockierflansch (12) an der Lenksäule befestigt ist.