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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Seriennr. 61/485,708, eingereicht am 13. Mai 2011, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit vollständig mit aufgenommen ist.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung und genauer eine Lenksäulenanordnung mit einem Vorspannelement, das selektiv eine Vorspannkraft auf einen oberen Säulenmantel ausübt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Lenksäulen für Kraftfahrzeuge umfassen in der Regel verschiedene Einstellmechanismen, die zulassen, dass ein Bediener des Fahrzeugs die Lenksäule in einer Vielfalt von Stellungen positionieren und sperren kann. Die Lenksäule wird durch den Bediener verschwenkt, um die Stellung des Lenkrades in einer spezifischen Lage einzustellen. Eine Vorspannvorrichtung, wie z. B. eine Neigungsfeder, kann vorgesehen sein, um den Bediener beim Verschwenken der Lenksäule zu helfen. Genauer liefert eine Neigungsfeder in der Regel eine Unterstützungskraft, die das Ausmaß an Anstrengung vermindert, das von dem Bediener benötigt wird, um die Lenksäule zu verschwenken.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Lenksäulenanordnung mit einer normalen Betriebsstellung und einer ineinandergeschobenen Stellung vorgesehen. Die Lenksäulenanordnung umfasst einen unteren Säulenmantel, einen oberen Säulenmantel, der relativ zu dem unteren Säulenmantel selektiv verschiebbar ist, einen Neigungsbügel und ein Vorspannelement. Der Neigungsbügel ist an dem unteren Säulenmantel oder dem oberen Säulenmantel angebracht und weist eine Bügelhalteeinrichtung auf. Das Vorspannelement übt in der normalen Betriebsstellung selektiv eine Vorspannkraft auf den oberen Säulenmantel aus. Das Vorspannelement weist eine Vorspannelementhalteeinrichtung auf, die in der normalen Betriebsstellung mit der Bügelhalteeinrichtung in Eingriff steht und in der ineinandergeschobenen Stellung von der Bügelhalteeinrichtung außer Eingriff steht.
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In einer anderen Ausführungsform ist eine Lenksäulenanordnung vorgesehen, die eine normale Betriebsstellung und eine ineinandergeschobene Stellung aufweist. Die Lenksäulenanordnung umfasst einen unteren Säulenmantel, einen oberen Säulenmantel, der relativ zu dem unteren Säulenmantel selektiv verschiebbar ist, einen Neigungsbügel, ein Gehäuse, ein Vorspannelement und einen Verbinder. Der Neigungsbügel ist an dem unteren Säulenmantel angebracht. Der Neigungsbügel weist eine Bügelhalteeinrichtung auf. Das Gehäuse ist an dem oberen Säulenmantel angebracht. Das Gehäuse ist ausgestaltet, um eine Verschiebungskraft auszuüben, wenn die Lenksäulenanordnung zwischen der normalen Betriebsstellung und der ineinandergeschobenen Stellung betätigt wird. Das Vorspannelement übt in der normalen Betriebsstellung selektiv eine Vorspannkraft auf den oberen Säulenmantel aus. Das Vorspannelement weist eine Vorspannelementhalteeinrichtung auf, die in der normalen Betriebsstellung mit der Bügelhalteeinrichtung in Eingriff steht und in der ineinandergeschobenen Stellung von der Bügelhalteeinrichtung außer Eingriff steht. Das Gehäuse ist ausgestaltet, um eine Verschiebungskraft auszuüben, um die Vorspannelementhalteeinrichtung von der Bügelhalteeinrichtung außer Eingriff zu bringen. Der Verbinder hält einen Abschnitt des Vorspannelements fest. Das Gehäuse übt die Verschiebungskraft auf den Verbinder aus, wobei die Verschiebungskraft ausgestaltet ist, um den Verbinder und das Vorspannelement in einer axialen Richtung zu dem unteren Säulenmantel hin zu drangen.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung genommen mit den Zeichnungen deutlicher werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Der als die Erfindung angesehene Gegenstand wird in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders herausgestellt und im Einzelnen beansprucht. Die vorstehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen deutlich werden, in denen:
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1 eine Darstellung einer Lenksäulenanordnung in einer normalen Betriebsstellung ist;
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2 eine Darstellung der in 1 gezeigten Lenksäulenanordnung in einer ineinandergeschobenen Stellung ist;
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3 eine Darstellung eines Abschnitts der Lenksäulenanordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist;
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4A–4B ein Vorspannelement der in 1 gezeigten Lenksäulenanordnung darstellen; und
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5 eine Ansicht der in 1 gezeigten Lenksäulenanordnung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nun unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die Erfindung anhand besonderer Ausführungsformen beschrieben wird, ohne selbige einzuschränken, stellt 1 eine Lenksäulenanordnung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Lenksäulenanordnung 20 umfasst einen unteren Säulenmantel 22 und einen oberen Säulenmantel 24. Der obere Säulenmantel 22 ist innerhalb des unteren Säulenmantels 24 entlang einer Achse A-A der Lenksäulenanordnung A-A selektiv teleskopartig verschiebbar. Die Lenksäulenanordnung umfasst eine Lenkwelle 28, einen Neigungsbügel 30, ein Vorspannelement 32 und einen Kippeinstellgriff 34. Die Lenkwelle 28 erstreckt sich durch den unteren Säulenmantel 22 und den oberen Säulenmantel 24 und umfasst mehrere Kerbzähne 36 an einem distalen Ende 38 zum Eingriff mit einem Lenkrad (nicht gezeigt).
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In der beispielhaften Ausführungsform, wie sie in 1 gezeigt ist, ist der Neigungsbügel 30 an dem unteren Säulenmantel 22 befestigt, es ist jedoch zu verstehen, dass der Neigungsbügel 30 genauso an dem oberen Säulenmantel 24 befestigt sein könnte. In einer Ausführungsform kann der Neigungsbügel 30 an dem unteren Säulenmantel 22 durch ein mechanisches Befestigungssystem 40 befestigt sein, das z. B. einen Gewindebolzen und eine Mutter umfasst. Es ist jedoch zu verstehen, dass auch andere Ansätze verwendet werden können, um den Neigungsbügel 30 an dem unteren Säulenmantel 22 zu befestigen. Der Neigungsbügel 30 umfasst einen Schlitz 46 zum Aufnehmen des mechanischen Befestigungssystems 40. Das mechanische Befestigungssystem 40 ist in Richtungen D1 und D2 innerhalb des Schlitzes 46 verschiebbar, wodurch zugelassen wird, dass der Neigungsbügel 30 und der untere Säulenmantel 22 selektiv zueinander um eine Drehachse P-P (in 3 gezeigt) verschwenken können. 3 zugewandt, ist genauer ein Kipp- oder Neigungsübergangsbereich T zwischen dem Neigungsbügel 30 und dem unteren Säulenmantel 22 gezeigt. Ein Befestigungselement 49 ist entlang des Drehpunkts P-P angeordnet und verbindet den Neigungsbügel 30 und den unteren Säulenmantel 22 miteinander.
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Nun erneut 1 zugewandt, kann das Vorspannelement 32 z. B. eine Neigungsfeder sein, die eine Vorspannkraft ausübt. Das Vorspannelement 32 kann aus einem relativ elastischen Material, wie z. B. Federstahl, aufgebaut sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Vorspannelement 32 auf Saitendraht, wie etwa z. B. ein Saitendraht gemäß American Society for Testing and Materials (ASTM) 228. Es ist jedoch zu verstehen, dass das Vorspannelement 32 ebenso aus anderen Materialien aufgebaut sein kann.
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Nun den 4A–4B zugewandt, ist eine beispielhafte Ausgestaltung des Vorspannelements 32 dargestellt, wobei 4A eine Draufsicht des Vorspannelements 32 ist und 4B eine Seitenansicht des Vorspannelements 32 ist. Das Vorspannelement 32 umfasst ein Profil, das zwei Halteeinrichtungen 50 (wobei in 4B eine der Halteeinrichtungen 50 gezeigt ist), zwei im Allgemeinen geradlinige Teilstücke 52, eine Aufnahmeeinrichtung 54, zwei im Allgemeinen gekrümmte oder gebogene Abschnitte 56 und zwei Halteabschnitte 58 definiert. Die Halteeinrichtung 50 umfasst eine Geometrie, die das Festhalten des Vorspannelements 32 durch den Neigungsbügel 30 ermöglicht (1–2), was nachstehend beschrieben ist. Unter besonderer Bezugnahme auf 4A, bei Ansicht in der Draufsicht, erstrecken sich die zwei geradlinigen Teilstücke 52 axial mit Bezug auf die Achse A-A der Lenksäulenanordnung 20 (in den 1–2 gezeigt). Jedes der zwei geradlinigen Teilstücke 52 ist mit der Aufnahmeeinrichtung 54 des Vorspannelements 32 verbunden. Nun unter Bezugnahme auf die Seitenansicht des Vorspannelements 32, die in 4B gezeigt ist, sind die geradlinigen Teilstücke 52 jeweils unter einem Winkel A positioniert. Der Winkel A ist in einer Ebene H orientiert, die im Allgemeinen parallel zu der Achse A-A liegt. In der beispielhaften Ausführungsform, wie sie in 4B gezeigt ist, beträgt der Winkel A etwa 30° mit Bezug auf die Achse A-A, jedoch ist zu verstehen, dass der Winkel A ebenso andere Abmessungen haben kann.
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Nun wieder unter Bezugnahme auf 1 umfasst der Neigungsbügel 30 einen Schlitz 62. Der Schlitz 62 ist ausgestaltet, um einen der Halteabschnitte 58 des Vorspannelements 32 verschiebbar aufzunehmen. Der Schlitz 62 und die Halteabschnitte 58 des Vorspannelements 32 sind beide im Allgemeinen axial mit der Achse A-A der Lenksäulenanordnung 20 ausgerichtet. Der Neigungsbügel 30 umfasst auch zumindest eine Halteeinrichtung 64 zum selektiven Eingriff mit der Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32. In der Beispielausführungsform umfasst die Halteeinrichtung 64 wie gezeigt zwei Rippen, die selektiv mit der Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 in Eingriff stehen. Die Geometrie der Halteeinrichtung 50 umfasst ein gewölbtes oder gekrümmtes Profil, das derart geformt ist, dass es selektiv mit der Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 in Eingriff steht. Es ist anzumerken, dass, obgleich die 1–2 das gekrümmte Profil als die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 und die Rippen als die Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 darstellen, es zu verstehen ist, dass auch andere Ansätze verwendet werden können, um das Vorspannelement 32 selektiv mit dem Neigungsbügel 30 in Eingriff zu bringen.
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Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1–2 umfasst die Lenksäulenanordnung 20 auch einen Verbinder 66. In der gezeigten Ausführungsform ist der Verbinder 66 ausgestaltet, um die Aufnahmeeinrichtung 54 des Vorspannelements 32 festzuhalten. Wie es in 2 zu sehen ist, kann der Verbinder 66 eine entsprechende Ausnehmung 70 zum Aufnehmen der Aufnahmeeinrichtung 54 des Vorspannelements 32 umfassen.
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1 veranschaulicht die Lenksäulenanordnung 20 in einer normalen Betriebsstellung. In der normalen Betriebsstellung steht die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 mit der Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 in Eingriff, und das Vorspannelement 32 wird angewandt, um das Ausmaß an Anstrengung zu vermindern, das erforderlich ist, um die Lenksäulenanordnung 20 zu verschwenken. Genauer übt das Vorspannelement 32 eine Vorspannkraft F auf den oberen Säulenmantel 24 aus. In der gezeigten Ausführungsform ist die Vorspannkraft F in einer Richtung U zu dem oberen Säulenmantel 24 hin orientiert, was wiederum die Anstrengung vermindert, die von einem Bediener benötigt wird, um die Lenksäulenanordnung 20 durch den Kippeinstellgriff 34 einzustellen.
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Während eines Frontalaufprallereignisses gleitet der obere Säulenmantel 24 teleskopartig innerhalb des unteren Säulenmantels 22 und in eine ineinandergeschobene Stellung, die in 2 dargestellt ist. Wenn die Lenksäulenanordnung 20 sich in der ineinandergeschobenen Stellung befindet, wird die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 in einer axialen Richtung zu dem unteren Säulenmantel 22 hin verlagert und gelangt von der Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 (in 1 gezeigt) außer Eingriff. In einer Ausführungsform kann die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 während des Frontalaufpralls verformt oder aus ihrem Platz herausgeschnappt werden, was zulässt, dass die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 von der Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 (in 1 gezeigt) außer Eingriff gelangt.
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5 ist eine Darstellung der Lenksäulenanordnung 20 in der normalen Betriebsstellung. Während eines Frontalaufprallereignisses wird der Verbinder 66 in eine axiale Richtung entlang der Achse A-A und zu dem unteren Säulenmantel 22 hin durch ein Gehäuse 80 gedrängt. Das Gehäuse 80 ist an einem distalen Ende 82 des oberen Säulenmantels 24 angebracht. Das Gehäuse 80 kann z. B. ein Gehäuse 84 einer Säulenelektrikanordnung (CEA von Column Electric Assembly) oder eine Schalteranordnung 86 sein. Genauer stellt ein Abschnitt von entweder dem CEA-Gehäuse 84 oder der Schalteranordnung 86 während eines Frontalaufprallereignisses einen Kontakt mit dem Verbinder 66 her oder schlägt an diesem an. Das Gehäuse 80 übt eine Verlagerungskraft D auf den Verbinder 66 aus, wenn die Lenksäulenanordnung 20 während eines Frontalaufprallereignisses zwischen der normalen Betriebsstellung und der ineinandergeschobenen Stellung betätigt wird. Während die Verlagerungskraft D auf den Verbinder 66 ausgeübt wird, werden der Verbinder 66 und das Vorspannelement 32 in einer axialen Richtung zu dem unteren Säulenmantel 22 hin gedrängt oder verlagert. Die axiale Bewegung des Vorspannelements 32 zu dem unteren Säulenmantel 22 hin bringt auch die Halteeinrichtung 50 des Vorspannelements 32 von der Halteeinrichtung 64 des Neigungsbügels 30 (in den 1–2 gezeigt) außer Eingriff. In einer Ausführungsform kann der untere Säulenmantel 22 eine Rampenfläche 90 für eine erleichterte Bewegung des Verbinders 66 zusammen mit einem Abschnitt des unteren Säulenmantels 22 umfassen.
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Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 1–5 ist das Vorspannelement 32 derart angeordnet, dass es die Vorspannkraft F auf den oberen Säulenmantel 24 ausübt, um eine Unterstützung für ein Lenkrad (nicht gezeigt) vorzusehen, das an dem distalen Ende 38 der Lenkwelle 28 angeordnet ist. Manche andere Typen von Neigungsmechanismen, die gegenwärtig verfügbar sind, üben in der Regel eine Vorspannkraft auf den unteren Säulenmantel der Lenksäulenanordnung aus. Im Gegensatz dazu sorgt das Vorspannelement 32 der vorliegenden Erfindung für ein verringertes Ausmaß an Anstrengung, das erforderlich ist, um die Lenksäulenanordnung 20 durch den Kippeinstellgriff 34 zu verschwenken oder in der Neigung zu verstellen, im Vergleich mit manchen gegenwärtig verfügbaren Lenksäulenanordnungen. Dies ist der Fall, weil das Vorspannelement 32 die Vorspannkraft F auf den oberen Säulenmantel 24 ausübt, was wiederum den Hebelarm der Lenksäulenanordnung 20 verkleinert. Somit wird die Vorspannkraft F durch das Vorspannelement 32 an einer Stelle ausgeübt, die näher bei dem Lenkrad (nicht gezeigt) liegt, wenn dies mit manchen anderen gegenwärtig verfügbaren Lenksäulenanordnungen verglichen wird. Obwohl der Hebelarm der Lenksäulenanordnung 20 verkleinert ist, ist das Vorspannelement 32 während eines Frontalaufprallereignisses in der Lage, sich in einer axialen Richtung zu dem unteren Säulenmantel 22 hin und aus dem Weg eines Bedieners heraus zu bewegen. Darüber hinaus führt das Positionieren des Vorspannelements 32, um eine Kraft auf den oberen Säulenmantel 24 auszuüben, zu verringerten Ineinanderschiebeanstrengungen durch einen Bediener im Vergleich mit manchen gegenwärtigen Lenksäulenanordnungen, die ein Vorspannelement aufweisen, das den unteren Säulenmantel abstützt.
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Obgleich die Erfindung ausführlich in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte leicht zu verstehen sein, dass die Erfindung nicht auf solche offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um jede Anzahl von Abwandlungen, Veränderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Gedanken und Umfang der Erfindung entsprechen, einzuschließen. Obgleich verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist zusätzlich zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung nur manche der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung begrenzt anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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