DE102020124793A1

DE102020124793A1 - Äusserer nocken aus gestanztem metall für lenksystem

Info

Publication number: DE102020124793A1
Application number: DE102020124793.1A
Authority: DE
Inventors: Peter A. Gembrowski; Randy W. Jones; Ethan S. Jacobs; Tyler M. Reno
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2040-09-24
Also published as: US20210094604A1; US11230316B2; DE102020124793B4; CN112572599B; CN112572599A

Abstract

Eine Baugruppe zur Neigungsverstellung für ein Lenksäulensystem enthält einen drehbaren Neigungshebel. Die Baugruppe zur Neigungsverstellung enthält auch eine Neigungsschraube, die mit dem Neigungshebel wirksam verbunden und so positioniert ist, dass sie selektiv eine Klemmkraft ausübt, um die Neigungsposition des Lenksäulensystems zu ver- und entriegeln. Die Baugruppe zur Neigungsverstellung enthält ferner eine Nockenbaugruppe, die einen aus gestanztem Stahl ausgebildeten äußeren Nocken mit Presspassung in einer durch eine Außenfläche des Hebels definierten Tasche umfasst. Der äußere Nocken umfasst einen Hauptkörper. Der äußere Nocken umfasst auch mehrere Schenkel, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. September 2019 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/908,161, deren gesamte Offenlegung durch Verweis in diese Anmeldung aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Nockenbaugruppen und insbesondere auf einen Nocken aus gestanztem Metall für solche Baugruppen.
Nockenbaugruppen werden in einer Vielzahl von mechanischen Anwendungen eingesetzt. Einige Nockenbaugruppen enthalten einen Nocken und einen Nockenstößel. Nockenstößel gibt es in einer Vielzahl von Konfigurationen, aber jede Art von Nockenstößel folgt einem Nockenbuckelprofil.
Lenksysteme verwenden am häufigsten Verriegelungsnocken aus Metallpulver, um eine Schraubenspannung in dem System zu erzeugen. Viele dieser Systeme erfordern die Verwendung von Presspassungen mit engen Toleranzen und Quetschrippen und/oder Kunststoffumspritzung zur Verbindung mit der Hebelbaugruppe. Diese Verfahren werden verwendet, um sicherzustellen, dass sich die Kunststoffteile des Hebels nicht im Klemmweg befinden, damit ein Kriechen des Kunststoffhebels mit der Zeit verhindert wird. Neuere Hebelbaugruppen versuchen, Komponenten aus gestanztem Stahl zu verwenden, wodurch die Kosten der Teile gesenkt werden. Diese Teile sind zwar kostengünstiger, müssen jedoch durch ein weiteres Teil ergänzt werden, um den gestanzten Stahlstößel an der Außenseite der Hebelbaugruppe zu halten. Dieses zusätzliche Teil kann zu Problemen mit den Klemmkräften führen, die erforderlich sind, um die Säule zu verriegeln, zusätzlich zu zusätzlichen Kosten für das System, die der gestanzte Stahlnocken durch den Austausch des Metallpulverteils eingespart hätte.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENLEGUNG
Nach einem Aspekt der Offenlegung wird eine Nockenbaugruppe für ein Lenksystem bereitgestellt. Die Nockenbaugruppe umfasst einen Hebel. Die Nockenbaugruppe umfasst auch einen äußeren Nocken aus gestanztem Stahl, der mit Presspassung in einer Tasche sitzt, die durch eine Außenfläche des Hebels definiert ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Offenlegung wird eine Baugruppe zur Neigungsverstellung für ein Lenksäulensystem bereitgestellt. Die Baugruppe zur Neigungsverstellung umfasst einen drehbaren Neigungshebel. Die Baugruppe zur Neigungsverstellung umfasst auch eine Neigungsschraube, die mit dem Neigungshebel wirksam gekoppelt und so positioniert ist, dass sie selektiv eine Klemmkraft ausübt, um die Neigungsposition des Lenksäulensystems zu ver- und entriegeln. Die Baugruppe zur Neigungseinstellung enthält ferner eine Nockenbaugruppe, die einen aus gestanztem Stahl geformten äußeren Nocken mit Presspassung in einer durch eine Außenfläche des Hebels definierten Tasche umfasst. Der äußere Nocken umfasst einen Hauptkörper. Der äußere Nocken umfasst auch mehrere Schenkel, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher werden.
Figurenliste
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird speziell offengelegt und in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung separat beansprucht. Die vorstehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht einer in einem Fahrzeug angeordneten Lenksäulenbaugruppe ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Außenseite eines Hebels mit einem daran montierten äußeren Nocken ist; und
3 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Hebels mit dem daran montierten äußeren Nocken ist;
4 eine perspektivische Ansicht des äußeren Nockens ist;
5 eine perspektivische Ansicht des äußeren Nockens in Kontakt mit einem inneren Nocken ist, um die Nockenbaugruppe in einen entriegelten Zustand zu bringen; und
6 eine perspektivische Ansicht des äußeren Nockens in Kontakt mit dem inneren Nocken ist, um die Nockenbaugruppe in einen verriegelten Zustand zu bringen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wird, ohne diese einzuschränken, werden nun verschiedene Merkmale eines Wegsteuerungssystems für eine Nockenbaugruppe veranschaulicht. In einigen Ausführungsformen wird die Nockenbaugruppe in einer Lenksäulenbaugruppe eines Fahrzeugs eingesetzt. Es werden zahlreiche Anwendungen in einer Lenksäulenbaugruppe in Betracht gezogen.
1 zeigt eine Lenksäulenbaugruppe 10, die in einem Fahrzeug 12 angeordnet ist. Die Lenksäulenbaugruppe 10 verbindet eine Lenkeinrichtung, wie z.B. ein Lenkrad 14, wirksam mit Straßenrädern 16 zur Steuerung der Straßenräder 16. Es können verschiedene Arten von Lenksäulenbaugruppen 10 verwendet werden. In der abgebildeten Ausführungsform enthält die Lenksäulenbaugruppe 10 eine oder mehrere Lenkwellen 18, die von einer oder mehreren Ummantelungen umgeben sind, um das Lenkrad 14 mit einem Mechanismus 20 zu koppeln, der so konfiguriert ist, dass er die Straßenräder 16 als Reaktion auf eine Eingabe von dem Lenkrad 14 manipuliert. Die Lenksäulenbaugruppe 10 kann in einer oder mehreren Richtungen, z.B. teleskopartig oder kippbar, verstellt werden. Dargestellt ist ein Neigungs- und/oder Kipphebel 22, der die Neigungs- und/oder Kippbewegung der Lenksäulenbaugruppe 10 ermöglicht.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist der Hebel 22 ausführlicher dargestellt. Der Hebel 22 manipuliert bei Drehung durch einen Benutzer eine Nockenbaugruppe, um die Neigungs-/Kippstellung der Lenksäulenbaugruppe 10 selektiv zu entriegeln (5) und zu verriegeln (6). Die Nockenbaugruppe funktioniert, indem ein äußerer Nocken 30 als Reaktion auf eine Drehung des Hebels 22 gedreht wird, wobei die Drehung des äußeren Nockens 30 einen inneren Nocken 90 (5 und 6) translatorisch vorspannt. Die Vorspannung erfolgt durch zusammenpassende Nockenprofile auf einer Innenfläche des äußeren Nockens 30 und einer Außenfläche des inneren Nockens 90. Die translatorische Bewegung des inneren Nockens 90 erzeugt und löst selektiv eine Klemmkraft auf die gesamte Lenksäulenbaugruppe 10, um die Neigungs-/Kippstellung der Lenksäulenbaugruppe 10 zu deren Einstellung zu ver- und entriegeln.
Der äußere Nocken 30 ist in 2 und 3 als mit dem Hebel 22 zusammengebaut und in 4 perspektivisch dargestellt. Der äußere Nocken 30 ist aus gestanztem Stahl ausgebildet. Insbesondere besteht der äußere Nocken 30 aus einem einzigen Stück gestanztem Stahl. Der innere Nocken 90 kann aus verschiedenen Materialien ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist der innere Nocken 90 z.B. aus Metallpulver ausgebildet.
Der äußere Nocken 30 umfasst einen Hauptkörper 32 und mehrere Schenkel 34, die sich von diesem aus erstrecken. Jeder der Schenkel 34 weist ein gebogenes Abschlussende 36 auf, das am Ende jedes Schenkels 34 einen Radius bildet. Der Radius jedes Schenkels 34 interagiert mit dem inneren Nocken (nicht abgebildet), wodurch Hub und Schraubenspannung erzeugt - und gelöst - werden. Eine Fläche in der Nähe einer zentralen Öffnung 38, die durch den äußeren Nocken 30 definiert ist, bildet eine Schraubengrenzfläche für die Schraubenspannung, wenn sich eine Schraube dort hindurch erstreckt.
Der äußere Nocken 30 wird von einer Außenfläche 42 des Hebels 22 aus an den Hebel 22 montiert (2), es werden aber keine zusätzlichen mechanischen Befestigungsteile benötigt, um den äußeren Nocken 30 an dem Hebel 22 festzuhalten. Der äußere Nocken 30 ist in eine Tasche 50 der Außenfläche 42 des Hebels 22 eingepasst. Jeder der mehreren Schenkel 34 des äußeren Nockens 30 erstreckt sich durch entsprechende Öffnungen 52 der Tasche 50 des Hebels 22. Bei einigen Ausführungsformen sind die Schenkel 34 in die Öffnungen 52 eingepresst, um die Steifigkeit der gesamten Baugruppe zu gewährleisten (z.B. Hebel 22 und äußerer Nocken 30). Insbesondere stehen die Kanten 70 jedes der Schenkel 34 in Kontakt mit Flächen, die die Öffnungen 52 definieren, und zwar so, dass die Presspassungsbeziehung gewährleistet ist.
Der äußere Nocken 30 wird durch eine Neigungsschraube (nicht abgebildet) gehalten, die sich durch die zentrale Öffnung 38 des äußeren Nockens 30 erstreckt, da er bei einigen Ausführungsformen in Presspassung sitzt. Zusätzlich wird der äußere Nocken 30 durch Zurückhaltemerkmale 54, die sich in der Tasche 50 befinden, in der Tasche 50 zurückgehalten. Die Zurückhaltemerkmale 54 sind Haltelaschen oder ein ähnliches strukturelles Zurückhaltemerkmal, das während des Einführens des äußeren Nockens 30 flexibel aus dem Weg gedrückt werden kann, jedoch nach vollständigem Einführen des äußeren Nockens 30 elastisch in eine Zurückhalteposition zurückbewegt werden kann. Insbesondere bewegt sich, sobald eine Außenfläche des äußeren Nockens 30 an den Zurückhaltemerkmalen 54 vorbeibewegt wird, ein Teil jedes der Zurückhaltemerkmale 54 in Eingriff mit der Außenfläche des äußeren Nockens 30, um ein Herausziehen des äußeren Nockens 30 aus der Einbauposition zu verhindern.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen befassen sich mit Fragen, die sowohl mit den Kosten als auch mit der Herstellungskomplexität für die Verwendung eines äußeren Nockens aus gestanztem Stahl zusammenhängen. Der äußere Nocken 30 aus gestanztem Stahl wird von der Außenfläche 42 des Hebels 22 aus in den Hebel 22 gepresst, ohne dass zusätzliche Befestigungselemente erforderlich sind, die die Anzahl der Teile der Baugruppe erhöhen.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden ist, sollte leicht verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung so modifiziert werden, dass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Änderungen, Substitutionen oder gleichwertigen Anordnungen enthält, die bisher nicht beschrieben wurden, die aber dem Geist und dem Umfang der Erfindung angemessen sind. Darüber hinaus sind zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, aber es ist zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen.

Claims

Nockenbaugruppe für ein Lenksystem, umfassend: einen Hebel; und einen äußeren Nocken, der aus gestanztem Stahl ausgebildet ist und in eine durch eine Außenfläche des Hebels definierte Tasche eingepresst ist.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der äußere Nocken umfasst: einen Hauptkörper; und mehrere Schenkel, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der äußere Nocken vier Schenkel umfasst, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei sich jeder der mehreren Schenkel durch eine entsprechende Öffnung des Hebels erstreckt, die sich in der Tasche des Hebels befindet.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die mehreren Schenkel in die Öffnungen eingepresst sind.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei jeder der mehreren Schenkel ein gebogenes Ende aufweist.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Hauptkörper eine Außenfläche aufweist und der Hebel eine Vielzahl von Zurückhaltemerkmalen aufweist, die mit einer Außenfläche des äußeren Nockens in Eingriff stehen, wenn sich der äußere Nocken in einer vollständig installierten Position innerhalb der Tasche befindet, um den äußeren Nocken darin zurückzuhalten.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Hebel ein Neigungshebel zur Einstellung einer Neigungsposition des Lenksystems ist.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 8, wobei der äußere Nocken eine zentrale Öffnung definiert, die so bemessen ist, dass sie eine Neigungsschraube durch sie hindurch aufnehmen kann.
Nockenbaugruppe nach Anspruch 9, wobei die Neigungsschraube mit Presspassung an den äußeren Nocken innerhalb der zentralen Öffnung angebracht ist.
Baugruppe zur Neigungsverstellung für ein Lenksäulensystem, umfassend: einen Neigungshebel, der drehbar ist; eine Neigungsschraube, der mit dem Neigungshebel wirksam gekoppelt ist und so positioniert ist, dass sie selektiv eine Klemmkraft ausübt, um die Neigungsstellung des Lenksäulensystems zu ver- und zu entriegeln; und eine Nockenbaugruppe mit einem äußeren Nocken, der aus gestanztem Stahl ausgebildet ist und in einer durch eine Außenfläche des Hebels definierten Tasche mit Presspassung sitzt, wobei der äußere Nocken umfasst: einen Hauptkörper; und mehrere Schenkel, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 11, wobei der äußere Nocken vier Schenkel umfasst, die sich von dem Hauptkörper aus erstrecken.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 11, wobei sich jeder der mehreren Schenkel durch eine entsprechende Öffnung des Hebels erstreckt, die sich in der Tasche des Hebels befindet.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 13, wobei die mehreren Schenkel in die Öffnungen eingepresst sind.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 11, wobei jeder der mehreren Schenkel ein gebogenes Ende aufweist.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 11, wobei der Hauptkörper eine Außenfläche aufweist und der Hebel eine Vielzahl von Zurückhaltemerkmalen aufweist, die mit einer Außenfläche des äußeren Nockens in Eingriff stehen, wenn sich der äußere Nocken in einer vollständig installierten Position innerhalb der Tasche befindet, um den äußeren Nocken darin zurückzuhalten.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 11, wobei der äußere Nocken eine zentrale Öffnung definiert, die so bemessen ist, dass sie die Neigungsschraube durch sie hindurch aufnehmen kann.
Baugruppe zur Neigungsverstellung nach Anspruch 17, wobei die Neigungsschraube mit Presspassung an dem äußeren Nocken innerhalb der zentralen Öffnung angebracht ist.