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Diese
Erfindung betrifft Lenksäulenanordnungen
und insbesondere Lenksäulenanordnungen mit
einer Reichweiteneinstellung.
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Lenksäulen mit
einer Reichweiteneinstellung zu versehen ist bekannt. üblicherweise
umfassen sie eine zweiteilige Lenkwelle, deren Länge durch Teleskopieren des
einen Teils über
das andere eingestellt werden kann. Um die Welle auf einer gewünschten Länge zu halten,
ist es bekannt, eine teleskopierende Lenksäulenummantelung vorzusehen,
die einen feststehenden Mantelabschnitt aufweist, der an einem Teil
des Fahrzeugs befestigt ist, und einen beweglichen Mantelabschnitt
aufweist, der sich bezüglich des
feststehenden Teils bewegen kann, um die Gesamtlänge der Ummantelung zu verändern. Lager
in den Mantelabschnitten halten die Lenkwelle und erlauben ihr zugleich,
sich zu drehen. Typischerweise weisen die zwei Abschnitte Rohre
auf, wobei ein Rohr in das andere passt, wenn sie zusammengeschoben
werden.
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Im
Gebrauch legt ein lösbarer
Klemmmechanismus den beweglichen Abschnitt an der gewünschten
Stelle relativ zum feststehenden Abschnitt fest. In der Klemmstellung
verhindert der Klemmmechanismus eine unbeabsichtigte Reichweiteneinstellung der
Lenkung. In einer nicht geklemmten Justierstellung gestattet er
dem beweglichen Abschnitt, sich zu bewegen, so dass die Reichweite
eingestellt werden kann.
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Der
Klemmmechanismus wirkt typischerweise zwischen dem beweglichen Mantelabschnitt
und einem Halter, der an einer fest mit dem Fahrzeug verbundenen
Aufnahme befestigt ist. Der Halter oder wenigstens ein Teil davon
könnte
eigentlich als einen Teil des Klemmmechanismus bildend angesehen werden.
Die Ummantelung wird daher an zwei Stellen befestigt sein, wovon
eine den feststehenden Abschnitt mit dem Fahrzeug verbindet und
die andere den beweglichen Abschnitt über den Halter mit dem Fahrzeug
verbindet. Ein geeigneter Klemmmechanismus hat einen Halter mit
zwei hängenden
Armen, die beidseits einer Schiene angeordnet sind, welche am beweglichen
Abschnitt angebracht ist. Ein Klemmstift verläuft durch eine Öffnung in
einem Arm des Halters, durch Öffnungen
in der Schiene und schließlich
durch eine Öffnung
in dem anderen Arm. Ein Ende des Klemmmechanismus trägt einen
feststehenden Kopf und das andere einen Nocken, der zwischen einem
weiteren feststehenden Kopf und dem Arm des Halters wirkt. Der Nocken
kann bewegt werden, um die Arme des Halters auf die Schiene zu drücken, wodurch
sie festge klemmt wird. Zur Reichweiteneinstellung ist die Schiene
mit Längsschlitzen versehen,
durch die der Klemmstift verläuft.
Die Länge
des Schlitzes bestimmt hauptsächlich
die Grenze der Bewegung des beweglichen Abschnitts.
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Der
Halter positioniert vor allem den beweglichen Abschnitt relativ
zum Fahrzeug und zum festen Abschnitt, wenn er geklemmt ist. Der
Großteil
der auf den beweglichen Abschnitt ausgeübten Kräfte kann deshalb durch den
Halter laufen, um entsprechende Gegenkräfte der Fahrzeugkarosserie
zu erzeugen. Bei einem Aufprall ist es wichtig, dass der bewegliche Abschnitt
von der Aufnahme freikommen kann, so dass der bewegliche Abschnitt
freigegeben ist, um in Richtung des feststehenden Abschnitts zu
teleskopieren. Dies wird typischerweise durch Vorsehen einer oder
mehrerer Kapseln zwischen dem Halter und dem Fahrzeug erreicht.
Für den
Fall, dass eine hohe Kraft auf den beweglichen Abschnitt ausgeübt wird, etwa
wenn der Rumpf eines Fahrers bei einem Frontalaufprall auf das Lenkrad
schlägt,
brechen die Kapseln und erlauben dem Halter, vom Fahrzeug freizukommen.
Der bewegliche Abschnitt kann sich dann in Richtung des feststehenden
Abschnitts zusammenschieben.
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Um
bei der Aufnahme der Kollabierkraft zu helfen, nachdem die Kapsel
gebrochen ist, ist es bekannt, eine oder mehrere Energie absorbierende
Einrichtungen vorzusehen, die deformiert werden, wenn das Zusammenschieben über den
normalen Einstellbereich hinaus anhält. Die Verformung der Einrichtung
absorbiert die Kollabierenergie auf gesteuerte Weise.
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Es
ist ferner wünschenswert,
aber keineswegs notwendig, dass ein Klemmen des Halters auf die
Schiene zugleich den beweglichen Abschnitt am feststehenden Abschnitt
festlegt. Die Vorteile hiervon wären
ein Maximieren der Biegesteifigkeit der Gesamtsäulenanordnung im geklemmten
Zustand und ein Sicherstellen, dass im geklemmten Zustand ein vorhersagbares
Maß an
Gleitreibung zwischen den zwei Abschnitten besteht, was einen bestimmten
Anteil zur während
des Kollabierens geforderten gesamten Aufprallkraftenergieabsorption
beitragen kann.
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Eine
teilweise Aufsplittung in einem äußersten
der beiden Abschnitte kann dazu verwendet werden sicherzustellen
helfen, dass die Klemmwirkung des nockenbeaufschlagten Klemmbolzens
zu einer wirksamen Rohr-Rohr-Verklemmung gleichzeitig mit der vorgenannten
Klemmung des oberen Mantelabschnitts an dem Halter führt.
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Eine
dem Stand der Technik zugehörige
Anordnung dieser Art ist aus unserer früheren Anmeldung bekannt.
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Wie
bereits erwähnt
ist der Klemmmechanismus eine Konstruktion, die den oberen Abschnitt
am Halter festlegt, wenn sie nicht gelöst ist. Der Halter wiederum
ist abgesehen von einem Unfall immer durch mechanisch auslösbare Verbindungen
(bekannt als Berstkapseln) starr am Fahrzeug angebracht. Bei einem
Umfall bewegt sich der Halter gleitend relativ zur Aufnahme, wobei
die genannten Kapseln durch einen Teil der Aufprallkraft des Fahrerrumpfes
auf dem Lenkrad zerbrochen worden sind. Die anfängliche Fahreraufprall-(oder "Losbrech"-)Kraft muss eine
Kombination aus der Kapselberstkraft, der Rohr-Rohr-Reibung und
der Gleitreibung zwischen dem Halter und der Aufnahme überwinden.
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Sobald
die Kapseln zerbrochen sind und der Halter einige Millimeter relativ
zur Aufnahme geglitten ist, kann das Energieabsorptionsteil, eventuell
ein Energie aufnehmendes Band, zur Wirkung kommen als Teil einer
Einrichtung zum Steuern der Kraft, die zum Weiterführen des
teleskopischen Kollabierens der Säule bis zur Grenze ihres vollständigen Hubs
erforderlich ist. Dieses Energie aufnehmende Band kann einen Metallstreifen
aufweisen, der mit einem Ende am Halter angebracht ist und mit einer
Schleife solchermaßen
geformt ist, dass er unter Energieabsorption zunehmend verformt
wird, indem er während
des teleskopischen Zusammenschiebens der Säule über einen Anschlag an der Aufnahme
gezogen wird. Typischerweise wird die Schleife des Energie aufnehmenden
Streifens einen gewissen anfänglichen
Abstand bezüglich
des Anschlags haben, so dass er nicht zur anfänglichen Losbrechkraft beiträgt.
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Die
Kraft, die bei einem Unfall auf das Lenkrad wirken muss, damit die
Säule sich
teleskopisch zusammenschiebt, wird üblicherweise viel größer spezifiziert
als die Kraft, die durch einen Fahrer beim normalen Fahren oder
beim Einstellen der Position des Lenkrads realistischerweise auf
das Lenkrad aufgebracht wird. Es wird angenommen, dass einige Fahrer äußerstenfalls
eine anhaltende vorwärts
gerichtete Axialkraft von bis zu 1500 N auf das Lenkrad ausüben können. Alternativ
könnte
eine Stoßbelastung
von bis zu 2500 N realisiert werden, wenn ein Fahrer die Stellung
der oberen Säule
ruckartig einstellt, so dass sie abrupt am vorderen Begrenzungsanschlag
des Reichweitenverstellweges aufschlägt.
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Eine
typische Festlegung für
eine Unfallkollabierkraft (wie sie von einem Fahrzeughersteller
vorgegeben werden würde)
würde erfordern,
dass eine Axialkraft von ungefähr
6000 N notwendig wäre,
um ein anfängliches
Lösen (Losbrechen)
des Halters von der Aufnahme in einem Unfallgeschehen zu bewirken,
und dass eine Kraft von 2000 N bis 4000 N notwendig wäre, um ein
Zusammenschieben durch den verbleibenden Anteil des teleskopischen
Wegs hervorzurufen.
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Jedoch
muss bei der oben beschriebenen Art einer Rohr-in-Rohr-Lenksäule mit
Reichweiteneinstellung (d. h. eine solche, die ein teilweise aufgesplittetes äußeres Rohr
oder eine andere Einrichtung zum Sicherstellen einer wirksamen Rohr-Rohr-Klemmung aufweist)
festgestellt werden, dass der Widerstand gegenüber einer Säulenzusammenschiebung bei einem
Unfall zum Teil von der Rohr-Rohr-Reibung herrührt. Typischerweise würde diese Rohr-Rohr-Reibung
ungefähr
1500 N betragen. Es ist festzuhalten, dass der Beitrag der Rohr-Rohr-Reibung
nicht vorliegt, während
die Säule
zum Zwecke des Einstellens der Position des Lenkrades gelöst ist. Dennoch
sind die verbleibenden 4500 N (d. h. 6000–1500) des noch vorhandenen
Losbrechwiderstandes bei Weitem genug, um den potentiellen "Mißbrauchs"-Belastungen zu widerstehen,
die ein Fahrer hervorrufen könnte
(es sei bemerkt, dass die verbleibenden 4500 N Losbrechkraft sich
aus der Stabilität der
Kapseln und aus einer Reibung zwischen dem Halter und der Aufnahme
ergeben).
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Ein
Problem kann jedoch auftreten, wenn ein Fahrzeughersteller eine
ungewöhnlich
niedrige Losbrechkraftschwelle festlegt, z. B. 3000 N (im geklemmten
Zustand). In diesem Fall wird der verbleibende Losbrechwiderstand,
der noch vorhanden ist, wenn die Säule gelöst ist, nur 1500 N betragen
(d. h. 3000–1500),
und das wird nicht dazu ausreichen sicherzustellen, dass bei abnormen
Belastungen, die vom Fahrer während
einer Einstellung des Lenkrades herrühren, die Kapseln nicht zerbrechen
und der Unfallhub nicht eingeleitet wird.
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Bei
einer solchen Konstruktion gemäß dem Stand
der Technik kann es daher möglich
sein, dass eine von einem Fahrer während einer Einstellung aufgebrachte
Belastung groß genug
ist, um die Lenksäulenanordnung
zu beschädigen.
Bestenfalls kann dies einen teuren Ersatz von Teilen erfordern. Schlechtestenfalls
kann es die Sicherheit der Lenksäulenanordnung
betreffen und ihre Leistung bei einem Unfall negativ beeinflussen.
Es ist ein Ziel der Erfindung, dieses Problem des Standes der Technik bezüglich einer
Lenksäulenanordnung
der genannten Art zumindest teilweise zu beheben. Es versteht sich
jedoch, dass die Erfindung auch andere Arten von Lenksäulenanordnungen
betrifft, die eine Reichweiteneinstellung gestatten.
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Gemäß einem
ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Lenksäulenanordnung mit einer einstellbaren
Ummantelung bereit, die aufweist einen feststehenden, an der Fahrzeugkarosserie
befestigten Abschnitt und einen beweglichen Abschnitt, der telesko pisch
bezüglich
des feststehenden Abschnitts ausgezogen oder zusammengeschoben werden
kann, einen Klemmmechanismus, der den beweglichen Abschnitt an Ort
und Stelle bezüglich
der Fahrzeugkarosserie lösbar
festlegt, wobei der Klemmmechanismus zwischen einer ersten ungeklemmten
Stellung, in der der feststehende Abschnitt und der bewegliche Abschnitt
sich relativ zueinander bewegen können, und einer zweiten, geklemmten
Stellung, in der der feststehende Abschnitt und der bewegliche Abschnitt an
einer Relativbewegung gehindert sind, beweglich ist, und einen Arretiermechanismus,
wobei die Anordnung so angeordnet ist, dass der Arretiermechanismus,
wenn der Klemmmechanismus sich in seiner ersten Stellung befindet,
den Bewegungsbereich des beweglichen Abschnitts bezüglich des
feststehenden Abschnitts zumindest in einer Kollabierrichtung beschränkt, indem
ein Weg für
Kollabierkräfte
von dem beweglichen Abschnitt durch den Arretiermechanismus zum
feststehenden Abschnitt bereitgestellt wird, und wenn der Klemmmechanismus
sich in seiner zweiten Stellung befindet, der Arretiermechanismus eine
zusätzliche
teleskopische Bewegung des beweglichen Abschnitts in Richtung auf
den feststehenden Abschnitt über
den begrenzten Bereich hinaus erlaubt, indem dieser Kraftpfad wegfällt.
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Der
Arretiermechanismus gewährleistet
somit, dass das maximal erlaubte Zusammenschieben begrenzt ist,
wenn der Klemmmechanismus gelöst ist,
dass jedoch ein Mehr an Zusammenschieben möglich ist, wenn der Klemmmechanismus
festgestellt ist. Der Kraftpfad von dem beweglichen Abschnitt durch
den Klemmmechanismus und die Arretierung zum feststehenden Abschnitt
reagiert jeglichen Kräften
entgegen, die versuchen, die Anordnung über ihr gewünschtes Maß an Verstellung hinaus zusammenzuschieben.
Jedoch wird, im geklemmten Zustand, ein weiteres Zusammenschieben zugelassen,
wie es wünschenswert
sein kann, um verschiedene Energie absorbierende Bauteile zur Wirkung
zu bringen, die beim Dissipieren von Energie in einem Unfallgeschehen
helfen.
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Der
Arretiermechanismus kann, wenn der Klemmmechanismus in seiner ersten
Stellung ist, eine mechanische Arretierverbindung zwischen dem beweglichen
Abschnitt und dem feststehenden Abschnitt durch den Arretiermechanismus
bereitstellen.
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Der
Arretiermechanismus kann wenigstens einen beweglichen Zahn oder
beweglichen Anschlag aufweisen, der in einen ersten Schlitz in dem
feststehenden Abschnitt der Ummantelung eingreift und der in einem
zweiten Schlitz angeordnet ist, welcher in dem beweglichen Abschnitt
vorhanden ist, wenn der Klemmmechanismus in der ersten Stellung
ist, wobei dieser Zahn außer
Eingriff mit den Schlitzen ist, wenn der Klemmmechanismus in der
zweiten Stellung ist, und wobei der Zahn an einer Stelle, die dem
gewünschten
begrenzten Bewegungsbereich der Anordnung in der ungeklemmten Stellung
entspricht, beim Zusammenschieben gegen das Ende beider Schlitze
stößt.
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Das
Stoßen
des Zahns gegen die Enden der Schlitze schafft die gewünschte formschlüssige mechanische
Arretierung und eröffnet
den Pfad für
auf den beweglichen Abschnitt ausgeübte Reaktionskräfte.
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Der
bewegliche Abschnitt kann über
den feststehenden Abschnitt gleiten, entweder in unmittelbarem Kontakt
oder mittels eines Abstandhalters aus reibungsarmen Material. Der
Schlitz in dem feststehenden Abschnitt kann daher relativ kurz sein,
wobei der Schlitz im beweglichen Abschnitt für den geforderten Bewegungsbereich
des Arretierzahns bei normaler Einstellung sorgt.
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Der
Klemmmechanismus kann einen U-förmigen
Halter mit voneinander beabstandeten Armen aufweisen, die um eine
am beweglichen Abschnitt befestigte Schiene herum passen, wobei
jeder der voneinander beabstandeten Arme des Halters eine Öffnung hat,
durch die ein Klemmstift verläuft,
wobei der Klemmstift auch durch wenigstens einen Längsschlitz
in der Schiene verläuft
und frei ist, sich entlang des Längsschlitzes
zu bewegen, wenn der Klemmmechanismus in seiner ersten Stellung
ist, und in seiner zweiten Stellung an einem Bewegen gehindert ist.
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Der
Zahn des Arretiermechanismus kann sich längs seines Schlitzes in dem
beweglichen Abschnitt der Ummantelung solchermaßen bewegen, dass der Zahn
im Betrieb, wenn der Klemmstift sich dem Ende des Schlitzes in der
Schiene nähert,
welches der am meisten zusammengeschobenen Stellung der Ummantelung
innerhalb ihres erlaubten Bereichs entspricht, zuerst gegen das
Ende seines Schlitzes in dem beweglichen Abschnitt der Ummantelung
stößt. Festzuhalten
ist, dass der Zahn in diesem Fall sich dem dem Lenkrad nächsten Ende
des Schlitzes nähern
wird.
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Alternativ
kann der Klemmstift durch einen Schlitz im Halter statt in der Schiene
verlaufen. Dies führt
bezüglich
einer Reichweiteneinstellung zur selben Funktionalität wie das
Vorsehen der Nut im Halter.
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Der
Zahn kann eine Klaue aufweisen, die so geformt ist, dass sie einfach
aus ihren Schlitzen im beweglichen und feststehenden Abschnitt gelöst werden
kann, selbst wenn sie unter Last steht.
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Ein
Teil des Arretiermechanismus kann einen Teil des Klemmmechanismus
bilden. Am bevorzugtesten ist der Zahn des Arretiermechanismus befestigt
am oder bildet ein Teil des Klemmstifts. Dies funktioniert gut in
Fällen,
in denen der Klemmstift bei einer Bewegung des Klemmmechanismus
aus der geklemmten in ungeklemmte Stellungen gedreht wird. Somit
kann, wenn der Klemmstift zwischen seiner geklemmten und ungeklemmten
Stellung gedreht wird, der Zahn ebenfalls drehen und sich damit
zwischen seiner Lösestellung
und seiner Eingriffsstellung bezüglich
der Schlitze bewegen.
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Wie
beschrieben entfällt
der durch den Arretiermechanismus bereitgestellte Kraftpfad im geklemmten
Zustand. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann der einzige verbleibende
Kraftpfad vom beweglichen Abschnitt zum Fahrzeug durch den Klemmmechanismus
und den Halter zum Fahrzeug verlaufen. Eine gewisse Kraft kann vom
beweglichen Abschnitt zum feststehenden Abschnitt durch Reibung
gelangen, die zwischen den zwei Teilen im geklemmten Zustand vorhanden
ist. Es ist in der Tat bevorzugt, dass eine solche existiert. Nichtsdestotrotz kann
ein beträchtlicher
Teil der Kraft durch den Halter zum Fahrzeug gelangen. Die Anordnung
kann deshalb wenigstens eine Schwächungsstelle aufweisen, etwa
eine Berstkapsel mit einer bekannten Berstkraft. Dies ermöglicht der
Lenkungsanordnung, sich während
eines Unfalls über
ihren normalen, begrenzten Einstellbereich hinaus zusammenzuschieben.
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Obwohl
nicht notwendig ist es bevorzugt, dass der feststehende und der
bewegliche Abschnitt zylindrische Rohre aufweisen, wobei der bewegliche Mantelabschnitt
einen größeren Innendurchmesser als
der Außendurchmesser
des feststehenden Abschnitts hat, und wobei der bewegliche Abschnitt
sich teleskopisch über
den feststehenden Abschnitt zusammenschiebt. Ein weiterer Schlitz
kann in dem äußeren Rohr
vorhanden sein, der sich beim Festklemmen des Klemmmechanismus schließen kann.
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Eines
oder mehrere Aufprallelemente können
vorhanden sein, die die Kollabierkraft des beweglichen Abschnitts
absorbieren, wenn er sich über einen
vom Klemmmechanismus vorgegebenen Weg hinaus zusammenschiebt. Die
Aufprallelemente können
bei einem Unfall Kraft durch Deformieren absorbieren. Das oder jedes
Element kann einen Aufprallstreifen aufweisen, der um einen oder
mehrere Zapfen herum gewickelt ist, welche an dem feststehenden
und/oder beweglichen Abschnitt angebracht sind. Wichtig ist, dass
der vom Arretiermechanismus gewährte,
begrenzte Kollabierbereich so gewählt werden sollte, dass die
Aufprallelemente während
einer Einstellung nicht verformt werden. Sie sollten nur bei einem
Unfall zur Wirkung kommen, der zu einem Zusammenschieben über den
normalen Bereich hinaus führt.
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Die
Ummantelung kann eine Lenkwelle stützen, die ebenfalls Teleskopieren
kann und wenigstens zwei Teile hat. Sie kann bezüglich der Ummantelung durch
Lager gehalten sein.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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1 eine
Schnittansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Lenksäulenanordnung
ist,
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2(a) die Lenksäulenanordnung der 1 mit
montiertem Klemmmechanismus gesehen längs der Schnittlinie A-A in 1 zeigt,
während 2(b) den Halter von der Seite gesehen
zeigt,
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3 den
Klemmmechanismus einschließlich
der Anordnung eines Arretierzahns, der einen Teil ihres Arretiermechanismus
bildet, genauer zeigt,
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4 eine
isometrische Darstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsform in (a) einem geklemmten
Zustand und (b) einem ungeklemmten Zustand zeigt,
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5 eine
isometrische Teildarstellung der Rohre mit den Schlitzen ist, die
einen Teil des Arretiermechanismus (räumliche Darstellung) bilden,
wobei der Klemmmechanismus aus Klarheitsgründen weggelassen ist, und
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6 ein
die Rohre und den Arretierzahn zeigender Schnitt ist, wobei andere
Teile weggelassen sind, um die Anordnung des Arretierzahn relativ zu
den Schlitzen zu illustrieren, wenn der Klemmmechanismus gelöst (durchgezogene
Linien) und geklemmt (gestrichelte Linien) ist.
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Wie
in 1 gezeigt, weist eine reichweiteneinstellbare
Lenksäulenanordnung 100 eine
zweiteilige Lenkwelle 1, 2 auf, die innerhalb
einer teleskopischen Lenksäulenummantelung
durch obere und untere Lager gelagert ist. Die Welle 1, 2 verbindet
ein Lenkrad (nicht gezeigt) mit einem Teil des Lenkgetriebes. In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist es genauer mit einer Zahnstange der Lenkung und einem Getriebe verbunden,
welches innerhalb eines Getriebegehäuses 3 angeordnet
ist und eine Servounterstützung
liefert.
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Die
Ummantelung umfasst einen oberen Mantelabschnitt 4 und
einen unteren Mantelabschnitt 5. Beide Abschnitte sind
rohrförmig,
wobei in diesem Ausführungsbeispiel
der obere Mantelabschnitt einen größeren Innendurchmesser hat
als der Außendurchmesser
des unteren Mantelabschnitts 5. Ein Ende des oberen Abschnitts 4 ist
konzentrisch um das obere Ende des unteren Abschnitts 5 herum
angeordnet.
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Der
untere Mantelabschnitt 5 ist am Getriebegehäuse 3 befestigt,
welches wiederum schwenkbar an einem starren Teil der Fahrzeugkarosserie
befestigt ist. Dies könnte
beispielsweise ein Teil der Fahrzeugspritzwand sein. Die Schwenkachse
liegt in einer horizontalen Ebene orthogonal zur Achse der Lenkwelle.
Dies erlaubt, dass die gesamte Anordnung aufwärts und abwärts höhenverstellbar ist.
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Ersichtlich
bedarf es irgendeiner Art des Festlegens des oberen Mantelabschnitts 4 in
Stellung bezüglich
dem unteren Mantelabschnitt. Diese Festlegung sollte lösbar sein,
so dass die Ummantelung sich während
einer Einstellung teleskopisch zusammenschieben und verlängern kann,
und sollte dennoch in der Lage sein, den oberen Abschnitt beim Fahren
sicher festzuhalten, um das Lenkrad an einem unbeabsichtigten Bewegen
zu hindern.
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Um
den oberen Mantelabschnitt an Ort und Stelle zu halten, ist ein
lösbarer
Klemmmechanismus vorgesehen, der den oberen Mantelabschnitt 4 an
einem Halter 6 festlegt. Der Halter 6 wiederum
ist durch eine Berstkapsel oder Kapseln 6a, 6b an
der Fahrzeugkarosserie befestigt. Dieser Klemmmechanismus mit dem
Halter ist in 2 gezeigt (in 1 ist er
weggelassen worden). Eine genaue Darstellung eines Teils des Klemmmechanismus
ist in 3 wiedergegeben.
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Der
Halter 6 hat einen Basisabschnitt 7 und zwei voneinander
beabstandete Arme 8, 9, die vom Basisabschnitt
herabhängen.
Die Arme 8, 9 und die Basis 7 bilden
zusammen eine umgekehrte U-Form, die einen Bereich zwischen den
Armen begrenzt. Eine Schiene 10 kastenförmigen Querschnitts mit Seiten-
und Deckwänden
ist an der Oberseite der oberen Mantelabschnitts befestigt, wobei
die Breite des Kastenquerschnitts in etwa dem Abstand zwischen den
Armen entspricht. Die Deckwand ist genauer über ihre gesamte Länge geteilt.
Jeder der Arme 8, 9 des Halters ist mit einem
sich allgemein vertikal erstreckenden Schlitz 8a, 9a versehen.
Die Seitenwände
der Schiene 10 sind ebenfalls mit Schlitzen 11, 12 versehen,
statt sich jedoch allgemein vertikal zu erstrecken, erstrecken sie
sich allgemein parallel zu der Achse, längs derer die Ummantelung teleskopiert.
Die Schiene 10 ist zwischen den Armen des Halters angeordnet
und ein Klemmstift 13 verläuft durch die Schlitze in den
Armen und der Schiene. Der bewegliche Abschnitt kann deshalb von
dem Stift 13 herabhängen,
welcher von dem Halter herabhängt.
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Die
Schlitze 8a, 9a gestatten es dem Stift 13, sich
bezüglich
des Halters 6 nach oben und unten zu bewegen, was wiederum
den oberen Mantelabschnitt 4 veranlasst, sich nach oben
und unten zu bewegen und so eine Lenkradhöheneinstellung zu ermöglichen.
Die Schlitze 11, 12 in der Schiene 10 ermöglichen
es dem oberen Mantelabschnitt 4, sich zu bewegen, was eine
Reichweiteneinstellung ermöglicht.
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Jedes
Ende des Klemmstifts 13 ist mit einem feststehenden Kopf 14, 15 außerhalb
des Halters versehen, und zwischen einem der feststehenden Köpfe 15 und
einem Arm 9 des Halters 6 befindet sich ein Nockenmechanismus 16,
der durch einen Hebel 17 betätigt wird. Der Nockenmechanismus umfasst
ein feststehendes Nockenteil, das an dem Klemmstift befestigt ist,
so dass es zusammen mit dem Stift rotiert. Dieses Teil ist darüber hinaus
an dem Hebel befestigt. Der Nockenmechanismus umfasst auch einen
Folger, der feststehend ist, so dass er sich nicht drehen kann.
Wenn der Nocken durch den Hebel in eine Richtung gedreht wird, bewirkt
er, dass die Gesamtbreite des Nockenmechanismus (gemessen längs der
Achse des Stifts) sich vergrößert. Ein
Drehen des Nockens in die andere Richtung verringert die Breite.
Die Wirkung des Nockenmechanismus besteht darin, dass mit zunehmender
Breite die Arme des Halters gegen die Seiten der Schiene gedrückt werden.
Dieser Vorgang legt die Schiene und damit den oberen Mantelabschnitt
an Ort und Stelle fest.
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Ein
Schlitz in der Oberseite des oberen Mantelabschnitts 4 ist
ebenfalls vorhanden, der zwischen den Seiten der Schiene 10 liegt.
Dieser Schlitz hilft dem oberen Mantelabschnitt 3, auf
den unteren Mantelabschnitt zu drücken, und die Schiene wird
zusamengedrückt,
was dabei hilft, jegliches Spiel zwischen dem oberen und unteren
Mantelabschnitt zu eliminieren.
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Im
Gebrauch kann der Hebel 17 gedreht werden, um den Klemmmechanismus
in den gelösten Zustand
zu bringen, was dem Klemmstift erlaubt, sich entlang der Schlitze
zu bewegen. Er kann dann gedreht werden, um den Klemmmechanismus
in seine Klemmstellung zu bringen, was die Anordnung in Stellung
verriegelt.
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Bei
einem Unfall, bei dem eine große
Axialkraft über
das Lenkrad auf die Lenkwelle aufgebracht wird, wird die Kraft zunächst entlang
eines Weges durch den Klemmstift 13 und den Halter 6 zum
Fahrzeug geleitet. Wenn diese Kraft sehr groß ist, kann sie ein Bersten
der Kapseln 6a, 6b verursachen. Wenn dies passiert,
kommt der obere Abschnitt 4 frei, um in Richtung auf den
unteren Mantelabschnitt 5 zu teleskopieren. Ein Aufprallstreifen
(nicht gezeigt), der um den oberen und unteren Abschnitt gewickelt
ist, kann sich dann deformieren, um diesem Zusammenschieben entgegenzuwirken,
wobei die Kollabierkraft auf gesteuerte Weise absorbiert wird. Ohne
die Berstkapsel könnte
der Halter jegliche Bewegung des oberen Mantels verhindern, was
zur Verletzung des Fahrers führen
könnte.
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Die
Ausführungsform
wie bis hier beschrieben ist aus dem Stand der Technik bekannt.
Worin sie sich deutlich unterscheidet ist das Vorhandensein eines
zusätzlichen
Arretiermechanismus, der eine Beschädigung während einer Einstellung verhindern hilft.
Dieser Arretiermechanismus und seine Funktion wird nun unter Bezugnahme
auf die 4, 5 und 6 der
beigefügten
Zeichnungen genau beschrieben werden.
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Der
Klemmstift 13 trägt
in seiner Mitte einen Arretierzahn 20, der orthogonal von
dem Stift 13 hervorsteht und sich somit mit dem Klemmstift 13 dreht. Aus
Stabilitätsgründen ist
dies ein integraler Bestandteil des Stifts, der beim Herstellen
gegossen oder gepresst werden kann. Dieser Zahn 20 bildet
einen Teil des Arretiermechanismus. Der Klemmstift 13,
der auch ein Teil des Klemmmechanismus ist, kann ebenso als ein
Teil des Arretiermechanismus angesehen werden, da er für eine Betätigung des
Arretiermechanismus sorgt. Dies ist bedeutsam, da es wichtig ist,
dass der Zustand des Arretiermechanismus (arretiert/gelöst) an den
Zustand des Klemmmechanismus (gelöst/geklemmt) gekoppelt ist.
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Wie
in 5 gezeigt, ist der obere Mantelabschnitt 4 mit
einem Längsschlitz 18 versehen,
der sich während
einer Normalbereichsbewegung unmittelbar unterhalb des Klemmstifts 13 befindet.
Der Schlitz 18 verläuft
parallel zur Achse der Lenksäule. Die
Enden des Schlitze 18 stimmen in etwa mit der Position
der Enden der Schlitze 11, 12 in der Schiene 10 überein.
Tatsächlich
ist es bevorzugt, dass dieser Schlitz 18 geringfügig kürzer als
der Schlitz in der Schiene ist. Wie ersichtlich werden wird, bestimmt die
Anordnung der Enden dieses Schlitzes zumindest zum Teil die normale
Grenze einer Einstellung der Anordnung. Der Schlitz 18 liegt
unmittelbar in einer Linie mit dem Arretierzahn 20, so
dass die Ebene, in der sich der Zahn 20 bewegt, mit der
Mittellinie des Schlitzes fluchtet. Diese Schlitze bilden ebenfalls
einen Teil des Arretiermechanismus.
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Wenn
der Klemmmechanismus sich in der gelösten Stellung befindet, wird
der Zahn 20 des Arretiermechanismus außer Eingriff mit dem Schlitz 18 gehalten.
Wenn er sich in der Klemmstellung befindet, ist er in diesem Schlitz 18 angeordnet.
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Der
innere Mantelabschnitt 5 hat ebenfalls einen Schlitz oder
eine Öffnung 19,
die etwas kürzer als
die in dem oberen Mantelabschnitt 4 ist. Dieser Schlitz 19 fluchtet
mit dem in dem oberen Mantelabschnitt 4, so dass er durch
diesen Schlitz sichtbar ist. Die Funktion dieses Schlitzes besteht
darin, eine Falle zu bilden, in die der Arretierzahn 20 ragt,
wenn der Klemmmechanismus sich in der gelösten Stellung befindet. Wenn
der Zahn 20 in dieser Falle angeordnet ist, arretiert er
den unteren Mantelabschnitt mittels des Klemmstifts 13 mechanisch
am oberen Mantelabschnitt.
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Im
Gebrauch wird sich, wenn die Reichweite eingestellt wird, der Klemmstift 13 entlang
des Schlitzes in der Schiene 10 bewegen. Gleichzeitig wird
der Arretierzahn 20 sich entlang des Schlitzes 18 in
dem oberen Mantelabschnitt bewegen. Bemerkt sei, dass bei diesem
Ausführungsbeispiel
aufgrund eines Passsitzes des Arretierzahns in seiner Falle keine Relativbewegung
zwischen dem Klemmmechanismus und dem unteren Mantelabschnitt möglich ist.
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Wenn
der Arretierzahn 20 sich zur am meisten zusammengeschobenen
Stellung bewegt, unmittelbar bevor der Klemmstift gegen das Ende
des Schlitzes in der Schiene stößt oder
im Wesentlichen gleichzeitig, wird der Arretierzahn gegen das Ende 18a des
Schlitzes 18 im oberen Mantelabschnitt und auch gegen das
gegenüberliegende
Ende 19a des Schlitzes 19 im unteren Mantelabschnitt 5 stoßen. Der
Arretiermechanismus begrenzt daher den Bewegungsbereich durch Bereitstellen
eines Erdungsweges von dem beweglichen Abschnitt durch den Klemmstift
zum feststehenden Mantelabschnitt. Die Schlitze in der Schiene 10 haben
lediglich die Funktion des Steuerns des Weges, entlang dessen der obere
Abschnitt sich bewegen kann, anstatt seinen Zusammenschiebbereich
beim normalen Einstellen zu begrenzen.
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Somit
existiert, wenn er vollständig
in seine teleskopisch am meisten zusammengeschobene Stellung bewegt
worden ist, ein Erdungspfad für
auf den oberen Mantelabschnitt ausgeübte Kräfte durch die Schiene, das
Ende des Schlitzes, den Klemmstift und den Arretierzahn in den feststehenden
Abschnitt und damit die Fahrzeugkarosserie. Ohne dies besteht der
einzige Erdungspfad von dem Klemmstift durch den Schlitz im Halter
und die Berstkapseln zum Fahrzeug.
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Das
Bereitstellen des zusätzlichen
Erdungspfades stellt sicher, dass eine übermäßige Kraft nicht durch den
Halter läuft
und während
einer ungeschickten Einstellung der Reichweite des Lenkrades ein Bersten
der Kapseln bewirkt. Dies kann ansonsten unakzeptabel niedrige Losbrechkräfte für die Kapseln
ermöglichen.
-
In
der Klemmstellung ist der Arretierzahn 20 aus seiner Falle
bewegt. Der Kraftpfad von dem Klemmstift 13 durch den Arretierzahn 20 zum
feststehenden Abschnitt 5 entfällt deshalb. Der bewegliche Abschnitt 4 ist
an einer Bewegung hauptsächlich
gehindert durch einen Kraftpfad durch den Halter und seine Berstkapsel
zum Fahrzeug und darüber
hinaus durch jegliche Reibung zwischen den zwei Mantelabschnitten.
Wenn eine zum Bersten der Kapsel ausreichende Kraft ausgeübt wird,
kann die Lenkanordnung sich weiter zusammenschieben. Bei entfernter Arretierung
funktioniert die Lenkanordnung deshalb auf die gleiche Weise wie
eine Lenkanordnung des Typs aus dem Stand der Technik.