DE102014005436B4 - Steering column assembly - Google Patents
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Abstract
Lenksäulenanordnung mit einer Ummantelung (1, 2), einem Befestigungsbügel (6) und einem Klemmmechanismus (5), der die Ummantelung (1, 2) lösbar an dem Befestigungsbügel (6) festlegt, und ferner mit zumindest einer Federanordnung (20), die den Klemmmechanismus (5) mit einem anderen Teil der Lenksäulenanordnung verbindet, wobei die Federanordnung (20) eine Feder enthält mit einem schraubenförmig gewundenen Teil (21), einem oberen Endabschnitt (22) und einem unteren Endabschnitt (23) sowie eine Hülse (24), die offene Enden hat und um den schraubenförmig gewundenen Teil (21) der Federanordnung (20) herum passt, wobei die Federanordnung (20) ferner einen Halteabschnitt (25) aufweist, der zwischen dem gewundenen Teil (21) und dem unteren Endabschnitt (23) angeordnet ist, wobei der Halteabschnitt (25) im Gebrauch eine ungewollte Bewegung der Hülse (24) nach unten auf den unteren Endabschnitt (23) der Feder verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (25) ein Stück der Feder umfasst, das entlang eines Wegs nach außen ragt mit einer Komponente, die sich radial von der Achse des schraubenförmig gewundenen Teils (21) weg erstreckt, um an einen oberen Teil des unteren Endabschnitts (23) anzuschließen.Steering column arrangement with a casing (1, 2), a fastening bracket (6) and a clamping mechanism (5) which detachably fixes the casing (1, 2) to the fastening bracket (6), and further with at least one spring arrangement (20) which connects the clamping mechanism (5) to another part of the steering column assembly, the spring assembly (20) comprising a spring with a helically wound part (21), an upper end portion (22) and a lower end portion (23) and a sleeve (24) , which has open ends and fits around the helical portion (21) of the spring assembly (20), the spring assembly (20) further comprising a retaining portion (25) interposed between the coiled portion (21) and the lower end portion (23 ) is arranged, wherein the holding portion (25) prevents in use an unintentional movement of the sleeve (24) downward on the lower end portion (23) of the spring, characterized in that the holding portion (25) around a piece of the spring which protrudes outwardly along a path with a component extending radially from the axis of the helical portion (21) to connect to an upper portion of the lower end portion (23).
Description
Diese Erfindung betrifft Lenksäulenanordnungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.This invention relates to steering column assemblies according to the preamble of
Eine derartige Lenksäulenanordnung ist aus der
Es ist bekannt, eine Lenksäulenanordnung vorzusehen, bei der die Lenksäule einstellbar ist hinsichtlich der Lenkradhöhe, bekannt als Neigung, und hinsichtlich des Lenkradabstandes, bekannt als Länge. Solche Anordnungen sind als doppelt einstellbare Lenksäulen bekannt. Einfach einstellbare Säulen, die nur hinsichtlich Länge oder Neigung einstellbar sind, und nicht einstellbare Lenksäulenanordnungen, die weder hinsichtlich Länge noch Neigung einstellbar sind, sind ebenfalls bekannt.It is known to provide a steering column assembly in which the steering column is adjustable in terms of steering wheel height, known as tilt, and in terms of steering wheel spacing, known as length. Such arrangements are known as dual adjustable steering columns. Easily adjustable columns that are adjustable only in terms of length or inclination and non-adjustable steering column assemblies that are neither adjustable in terms of length nor inclination are also known.
Eine Lenksäulenummantelung ist vorhanden, welche die Lenkwelle haltert, die wiederum das Lenkrad trägt. Um eine Einstellung zu ermöglichen, ist die Ummantelung an einer ersten Stelle mittels eines Gelenks und an einer zweiten, näher am Lenkrad befindlichen Stelle mittels eines lösbaren Klemmmechanismus am Fahrzeug befestigt. Im geklemmten Zustand ist die Ummantelung und damit die Welle und das Lenkrad an Ort und Stelle festgelegt. Im gelösten Zustand können die Ummantelung und die Säule nach oben verschwenkt werden, um eine Neigungseinstellung zu bieten. Die Ummantelung und die Welle können auch oder alternativ längeneinstellbar sein, typischerweise durch Teleskopieren, was für die Längeneinstellbarkeit sorgt. Wenn die Einstellung abgeschlossen ist, wird der Klemmmechanismus in die arretierte bzw. geklemmte Stellung bewegt.A steering column jacket is provided which supports the steering shaft, which in turn supports the steering wheel. In order to enable adjustment, the casing is attached to the vehicle at a first point by means of a joint and at a second point closer to the steering wheel by means of a releasable clamping mechanism. In the clamped state, the casing and thus the shaft and the steering wheel are fixed in place. When released, the shroud and column can be pivoted upward to provide tilt adjustment. The casing and the shaft can also or alternatively be adjustable in length, typically by telescoping, which ensures that the length can be adjusted. When the adjustment is complete, the clamping mechanism is moved to the locked or clamped position.
Das Gewicht des Lenkrades und der Welle kann recht beträchtlich sein. Wenn der Klemmmechanismus gelöst wird und keine zusätzliche Abstützung der Ummantelung/Welle/Lenkrad vorhanden ist, könnte sie mit beträchtlicher Kraft in den Schoß eines Fahrers fallen. Das beträchtliche Gewicht der Anordnung kann den Fahrer beim Anheben des Lenkrades in die erforderliche Position und beim Festlegen des Klemmmechanismus stören. Weil der Fahrer typischerweise eine freie Hand benötigt, um den Klemmmechanismus zu betätigen, kann sich diese Verstellung als beschwerlich erweisen.The weight of the steering wheel and the shaft can be considerable. If the clamping mechanism is released and there is no additional support for the shroud / shaft / steering wheel, it could fall into a driver's lap with considerable force. The considerable weight of the arrangement can disturb the driver in lifting the steering wheel into the required position and in fixing the clamping mechanism. Because the driver typically needs a free hand to operate the clamping mechanism, this adjustment can be cumbersome.
Zur Lösung dieses Problems ist es üblich, einen federbelasteten Haltemechanismus vorzusehen, der zwischen dem Fahrzeug und der Ummantelung wirkt. Der Federmechanismus nimmt einen Teil des Gewichts der Ummantelung und der Welle und des Lenkrades auf, wenn der Klemmmechanismus zur Verstellung gelöst wird. Dies dämpf das Herabfallen der Anordnung und unterstützt den Fahrer durch Aufnehmen eines Teils des Gewichts, wenn er Neigungsverstellungen vornehmen will.To solve this problem, it is common to provide a spring loaded retention mechanism that acts between the vehicle and the shell. The spring mechanism takes some of the weight of the shroud and shaft and steering wheel when the adjustment clamping mechanism is released. This dampens the falling of the arrangement and supports the driver by taking up part of the weight when he wants to make inclination adjustments.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, aus dem Stand der Technik bekannte Lenkungsanordnungen derjenigen Art zu verbessern, die eine oder mehrere dern aufweisen, um die Lenksäule während einer Einstellung abstützen zu helfen. Diese Aufgabe wird durch eine Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Lenksäulenanordnung bereit,It is an object of the present invention to improve prior art steering assemblies of the type which have one or more of the types to help support the steering column during adjustment. This object is achieved by a steering column arrangement with the features of
mit einer Ummantelung, einem Befestigungsbügel und einem Klemmmechanismus, der die Ummantelung lösbar an dem Befestigungsbügel festlegt, und die ferner zumindest eine Federanordnung aufweist, die den Klemmmechanismus mit einem anderen Teil der Lenksäulenanordnung verbindet, um dabei zu helfen, die Ummantelung zu halten/auszurichten, wenn der Klemmmechanismus sich in einem ungehemmten Zustand befindet, wobei die Federanordnung eine Feder enthält mit einem schraubenförmig gewundenen Teil, einem oberen Endabschnitt und einem unteren Endabschnitt sowie eine Hülse, die offene Enden hat und um den schraubenförmig gewundenen Teil der Federanordnung herum passt, wobei die Federanordnung ferner einen Halteabschnitt aufweist, der zwischen dem gewundenen Teil und dem unteren Endabschnitt angeordnet ist, wobei der Halteabschnitt im Gebrauch eine ungewollte Bewegung der Hülse nach unten auf den unteren Endabschnitt der Feder verhindert.a cover, a mounting bracket and a clamping mechanism that releasably secures the cover to the mounting bracket, and which further comprises at least one spring arrangement connecting the clamping mechanism to another part of the steering column assembly to help hold / align the cover, when the clamping mechanism is in an unrestrained condition, the spring assembly including a spring having a helically wound portion, an upper end portion and a lower end portion, and a sleeve which has open ends and fits around the helically wound portion of the spring assembly, the The spring assembly further comprises a retaining portion disposed between the coiled member and the lower end portion, the retaining portion, in use, preventing inadvertent movement of the sleeve downward onto the lower end portion of the spring.
Die Anmelder haben erkannt, dass unter manchen Bedingungen der aus dem Stand der Technik bekannte Dämpfer von der Windung auf den unteren Abschnitt der Feder herabfallen kann, wodurch teilweise oder vollständig die Dämpfungswirkung aufgehoben wird, den er bereitstellen soll. Dies kann mit der Zeit passieren, wenn das Kunststoffmaterial altert und nachgibt und wenn die Feder sich dehnt. Selbst wenn die Hülse einen engen Presssitz hat, kann sie überraschenderweise von dem gewundenen Teil der Feder herabkriechen, wenn die Feder vibriert, wenn das Fahrzeug über holperige Straßen gefahren oder eingestellt wird.Applicants have recognized that under some conditions the prior art damper may drop from the coil onto the lower portion of the spring, thereby partially or completely canceling the damping effect it is intended to provide. This can happen over time as the plastic material ages and gives way and as the spring stretches. Surprisingly, even if the sleeve is a tight interference fit, it can creep off the coiled portion of the spring as the spring vibrates when the vehicle is driven or adjusted over rough roads.
Durch Vorsehen eines Halteabschnitts für die Feder zwischen dem gewundenen Abschnitt und dem Endabschnitt wird die Hülse am Herabgleiten gehindert.By providing a retaining portion for the spring between the coiled portion and the end portion, the sleeve is prevented from sliding down.
Erfindungsgemäß umfasst der Halteabschnitt ein Stück der Feder, das nach außen in einer Richtung allgemein radial weg von der Achse der Windung ragt, um an einen oberen Teil des unteren Endabschnitts anzuschließen.According to the invention, the retaining portion comprises a piece of the spring which projects outwardly in a direction generally radially away from the axis of the coil to connect to an upper part of the lower end portion.
Ein Ende des Halteabschnitts kann mit einem unteren Ende der Windung verbunden sein und das andere Ende mit einem obersten Ende des unteren Endabschnitts.One end of the holding section can be connected to a lower end of the turn and the other end to an uppermost end of the lower end section.
Der Halteabschnitt und der untere Endabschnitt können einen geknickten Teil der Feder bilden. Dies gestattet es, den Halteabschnitt vorzusehen, ohne der Federanordnung irgendwelche zusätzliche Teile hinzuzufügen.The holding section and the lower end section can form a kinked part of the spring. This allows the retaining portion to be provided without adding any additional parts to the spring assembly.
Die Hülse kann eine Kunststoffhülse umfassen. Am bevorzugtesten kann sie ein Rohr umfassen, wobei eine Innenwand des Rohrs optional einen Presssitz auf dem gewundenen Teil der Zugfeder hat. Dies hilft dabei zu verhindern, dass die Hülse im normalen Gebrauch der Lenkungsanordnung beim Fahren des Fahrzeugs am gewundenen Teil entlanggleitet.The sleeve can comprise a plastic sleeve. Most preferably it can comprise a tube, with an inner wall of the tube optionally having an interference fit on the coiled part of the tension spring. This helps prevent the sleeve from sliding along the tortuous portion during normal use of the steering assembly when the vehicle is being driven.
Die Feder kann ein einzelnes, durchgehendes Drahtstück umfassen, das während der Herstellung in Form gebogen wird, um die Endabschnitte, den Halteabschnitt und den gewundenen Abschnitt auszubilden.The spring may comprise a single, continuous piece of wire that is bent into shape during manufacture to form the end portions, the retaining portion, and the coiled portion.
Wenn die Feder aus einem einzelnen Drahtstück ausgebildet ist, kann jeder Endabschnitt einen gestreckten, geraden Abschnitt der Feder umfassen, der sich allgemein parallel zu einer Achse der Feder erstreckt. Jeder Endabschnitt kann eine Länge von wenigstens 10 mm oder 20 mm haben, und der schraubenförmige Abschnitt der Feder kann eine Länge von wenigstens 20 mm oder 40 mm haben und kann wenigstens fünf oder wenigstens zehn volle Windungen aufweisen.When the spring is formed from a single piece of wire, each end portion can include an elongated, straight portion of the spring that extends generally parallel to an axis of the spring. Each end portion can be at least 10mm or 20mm in length and the helical portion of the spring can be at least 20mm or 40mm in length and can have at least five or at least ten full turns.
Die Hülse kann wenigstens die Hälfte des gewundenen Abschnitts umgeben, oder wenigstens 75 % oder den gesamten gewundenen Abschnitt, zumindest wenn die Feder nicht unter Zugspannung steht.The sleeve can surround at least half of the coiled portion, or at least 75% or all of the coiled portion, at least when the spring is not under tension.
Die Lenksäulenanordnung kann zwei Federanordnungen enthalten, von denen jede die zuvor beschriebenen Merkmale aufweist. Die Federanordnungen können im Wesentlichen identisch sein, wobei eine Feder auf jeder Seite der Ummantelung angeordnet ist.The steering column assembly may include two spring assemblies, each of which has the features previously described. The spring assemblies can be substantially identical with a spring located on each side of the shroud.
Der Befestigungsbügel kann eine allgemein umgekehrt U-förmige Gestalt haben, mit einem Basisabschnitt und zwei allgemein vertikalen Armen, wobei ein Teil der Ummantelung in dem Raum zwischen den Armen angeordnet ist, wobei jeder Arm einen Schlitz aufweist, durch den ein Klemmstift des Klemmmechanismus geführt ist, wobei der Klemmstift sich auch durch einen Abschnitt der Ummantelung erstreckt.The mounting bracket may have a generally inverted U-shape with a base portion and two generally vertical arms, with a portion of the shroud disposed in the space between the arms, each arm having a slot through which a clamping pin of the clamping mechanism is passed wherein the clamping pin also extends through a portion of the sheath.
Die Ummantelung kann eine Schiene auf einem oberen Teil der Ummantelung aufweisen, welche die Öffnung enthält, durch die sich der Klemmstift erstreckt.The shroud may have a rail on an upper portion of the shroud containing the opening through which the clamp pin extends.
Ein oberes Ende der Feder kann an einem Endteil des Klemmstifts befestigt sein. Dies kann ein Teil des Klemmmechanismus sein, der sich außerhalb der Arme befindet. Wenn zwei Zugfedern vorhanden sind, können ihre oberen Endabschnitte mit entsprechenden Enden des Klemmstifts verbunden sein.An upper end of the spring may be attached to an end portion of the clamp pin. This can be part of the clamping mechanism that is external to the arms. When there are two tension springs, their upper end portions can be connected to corresponding ends of the clamping pin.
Die Lenkungsanordnung kann einen Haltefedermechanismus aufweisen, der zumindest einen Teil des Gewichts der Ummantelung trägt, wenn der Klemmmechanismus gelöst ist, wobei das untere Ende der Federanordnung mit der Haltefeder verbunden ist, um beim Abstützen der Ummantelung zu helfen. Der Haltefedermechanismus wird deshalb hinsichtlich des Verständnisses des ersten Aspekts der Erfindung das andere Teil der Lenksäulenanordnung sein.The steering assembly may include a retaining spring mechanism that supports at least a portion of the weight of the shroud when the clamping mechanism is released, the lower end of the spring assembly being connected to the retaining spring to help support the shroud. The retaining spring mechanism will therefore be the other part of the steering column assembly for an understanding of the first aspect of the invention.
Der Klemmmechanismus kann einen Klemmstift enthalten, und der obere Endabschnitt kann an dem Klemmstift befestigt sein.The clamping mechanism may include a clamp pin, and the top end portion may be attached to the clamp pin.
Der gefederte Haltemechanismus kann aus einem gebogenen Metalldraht oder einer Stange gebildet sein und einen unteren Halteabschnitt umfassen, der unterhalb der Ummantelung verläuft und der mittels zweier gefederter Arme, einer auf jeder Seite der Ummantelung, mit dem Fahrzeug verbunden ist, wobei die Federanordnung an dem unteren Endabschnitt an einer Stelle längs einem der gefederten Arme befestigt ist.The spring loaded retaining mechanism may be formed from a bent metal wire or rod and comprise a lower retaining portion which extends below the shroud and which is connected to the vehicle by means of two spring loaded arms, one on each side of the shroud, with the spring arrangement on the lower one End portion is attached at a location along one of the sprung arms.
Die Federanordnung kann sich im Gebrauch unter Zugspannung befinden, sowohl wenn der Klemmmechanismus geklemmt ist und wenn sie freigegeben ist.The spring assembly can be in tension in use both when the clamping mechanism is clamped and when it is released.
Die Lenkungsanordnung kann hinsichtlich Länge und auch hinsichtlich Neigung einstellbar sein, oder nur hinsichtlich Länge oder nur hinsichtlich Neigung. Um dies zu erreichen, können die Schlitze in dem Befestigungsbügel und die Schlitze in der Ummantelung, durch welche der Klemmstift verläuft, langgestreckt sein, um es dem Klemmstift zu gestatten, sich längs der Schlitze zu bewegen, wenn der Klemmmechanismus freigegeben ist. Im geklemmten Zustand verhindert der Klemmmechanismus ein Bewegen des Klemmstifts längs des Schlitzes.The steering arrangement can be adjustable in terms of length and also in terms of inclination, or only in terms of length or only in terms of inclination. To accomplish this, the slots in the mounting bracket and the slots in the shell through which the clamping pin passes may be elongated to allow the clamping pin to move along the slots when the Clamping mechanism is released. When clamped, the clamping mechanism prevents the clamping pin from moving along the slot.
Die Ummantelung kann einen inneren Ummantelungsteil und einen äußeren Ummantelungsteil aufweisen, wobei die zwei Teile dazu in der Lage sind, sich während einer Längeneinstellung der Lenksäulenanordnung relativ zueinander teleskopisch zu bewegen.The shroud may include an inner shroud portion and an outer shroud portion, the two portions being capable of telescoping relative to one another during length adjustment of the steering column assembly.
Jeder Endabschnitt kann in einem Haken enden, der es gestattet, die Feder an einem entsprechenden Teil der Lenkungsanordnung zu befestigen.Each end portion can terminate in a hook that allows the spring to be attached to a corresponding part of the steering assembly.
Es wird nun lediglich beispielhaft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf und wie in den beigefügten Figuren dargestellt beschrieben, in denen:
-
1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Servolenkungsanordnung ist; -
2 eine Seitenansicht eines Teils der Anordnung aus1 ist, die die Lage einer der zwei Federanordnungen zeigt; -
3 eine Endansicht der Anordnung aus2 ist, die die Lage zweier Federanordnungen zeigt; -
4 eine Ansicht der vollständigen Federanordnung vor einer Verbindung mit der Lenkungsanordnung ist; und -
5 eine Explosionsdarstellung ist, welche die Feder und die Kunststoffhülse der Federanordnung aus4 zeigt.
-
1 Figure 3 is a view of an electric power steering assembly according to the invention; -
2 a side view of part of thearrangement 1 Figure 13 shows the location of one of the two spring assemblies; -
3 Figure 3 is an end view of theassembly 2 Figure 3 shows the location of two spring assemblies; -
4th Figure 4 is a view of the complete spring assembly prior to connection to the steering assembly; and -
5 Figure 3 is an exploded view showing the spring and plastic sleeve of the spring assembly4th indicates.
In den
Die Ummantelung
Wie ebenfalls in
Der Klemmmechanismus
Die Klemmschiene
Jeder Arm
Man versteht, dass das Gewicht der Ummantelung
Die Lenksäulenanordnung enthält ferner zwei Federanordnungen
Jede Federanordnung
Unter bestimmten Bedingungen ist vom Anmelder festgestellt worden, dass die Haltefeder, wenn sie nicht kontrolliert wird, beim Fahren des Fahrzeugs eine Tendenz zum Vibrieren hätte, und diese Vibration kann in die Ummantelung übertragen werden, was dazu führt, dass die Anordnung Geräusche produziert. Um die Schraubenfeder am Schwingen zu hindern, wenn das Fahrzeug gefahren wird, und um die unerwünschten Geräusche an einer Entstehung zu hindern, ist eine Kunststoffhülse
Jede Federanordnung
Der geknickte Halteabschnitt
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