-
HINTERGRUND
-
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Verriegelung für eine verstellbare Lenksäule und insbesondere auf eine Neigungshebel- und/oder Teleskopverriegelung in einer verstellbaren Lenksäule.
-
Lenksäulen in Fahrzeugen können in einer Neigungsrichtung und in einer Teleskoprichtung verstellbar sein. Die verstellbare Lenksäule kann entriegelt werden, um sie in eine gewünschte Position zu bringen. Sobald die gewünschte Position erreicht ist, kann die Lenksäule verriegelt werden, um einer Bewegung weg von der gewünschten Position entgegenzuwirken.
-
Eine herkömmliche verstellbare Lenksäule kann einen Säulenmantel, eine an dem Säulenmantel befestigte und mit dem Säulenmantel bewegliche Druckhalterung und eine am Fahrzeug befestigte Montagehalterung umfassen. Der Säulenmantel und die Druckhalterung sind relativ zu der Montagehalterung beweglich. Die verstellbare Lenksäule kann ferner einen Verriegelungshebel enthalten.
-
Der Verriegelungshebel ist zwischen einer verriegelten Position, in der einer Verstellung der Lenksäule Widerstand entgegengesetzt wird, und einer entriegelten Position, in der die Verstellung der Lenksäule erlaubt ist, drehbar. Der Verriegelungshebel dreht einen Verriegelungsbolzen, der sich durch die Montagehalterung und die Druckhalterung erstreckt. Eine Drehung des Verriegelungsbolzens kann die Neigungs- und Teleskopverriegelung zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position betätigen.
-
In einem verriegelten Zustand kann eine Kraft auf eine Vielzahl von Reibungsplatten ausgeübt werden, die ihrerseits eine Druckkraft auf die Montagehalterung, die Druckhalterung und/oder den Säulenmantel ausüben. Die Kraft kann von einem Nockenmechanismus aufgebracht werden, der mit einem drehbaren Verriegelungshebel verbunden ist, der so konfiguriert ist, dass er als Reaktion auf eine Drehung des Verriegelungshebels in eine Richtung eine axiale Druckkraft ausübt. Die auf den Säulenmantel ausgeübte Druckkraft bewirkt, dass die verstellbare Lenksäule gegen eine Verstellung festgehalten wird.
-
Typischerweise bestand die Praxis für einen aus Kunststoff gegossenen Verriegelungshebel darin, einen äußeren Spannnocken in die Hebelbaugruppe einzugießen. Obwohl diese gut funktioniert, gibt es Qualitätsprobleme, insbesondere wenn die Fertigung an einen Gießer ausgelagert wird, was letztlich die Kosten in die Höhe treibt.
-
Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Verriegelungshebelbaugruppe zu schaffen, die kein Überspritzen erfordert.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Nach einem Aspekt der Offenlegung umfasst eine verstellbare Lenksäulenbaugruppe für ein Kraftfahrzeug eine Klemmvorrichtung, wobei die Lenksäulenbaugruppe in eine entriegelte Position der Klemmvorrichtung und in eine feste Position in eine verriegelte Position der Klemmvorrichtung verstellbar ist. Die Klemmvorrichtung enthält einen Hebel, der mit der Klemmvorrichtung wirksam gekoppelt ist, wobei der Hebel drehbar ist, um die Klemmvorrichtung zwischen der verriegelten Position und der entriegelten Position zu bewegen. Die Klemmvorrichtung enthält auch eine Öffnung, die sich von einer Innenseite des Hebels zu einer Außenseite des Hebels erstreckt. Die Klemmvorrichtung enthält ferner einen äußeren Nocken mit einer äußeren radialen Oberfläche, die zumindest teilweise innerhalb der Öffnung des Hebels angeordnet ist. Die Klemmvorrichtung enthält ferner einen inneren Nocken, der mit dem äußeren Nocken und der Lenksäulenbaugruppe in Eingriff steht. Die Klemmvorrichtung enthält auch einen Spannbolzen, der sich durch den Hebel, den äußeren Nocken, den inneren Nocken und die Lenksäulenbaugruppe hindurch erstreckt.
-
Einem anderen Aspekt der Offenlegung zufolge umfasst eine Klemmvorrichtung für eine verstellbare Baugruppe einen Hebel, der mit der Klemmvorrichtung wirksam gekoppelt ist, um die Baugruppe zwischen einer verriegelten Position und einer entriegelten Position zu bewegen, wobei sich eine Öffnung von einer Innenseite des Hebels zu einer Außenseite des Hebels erstreckt. Die Klemmvorrichtung enthält auch einen äußeren Nocken mit einer äußeren radialen Oberfläche, die zumindest teilweise innerhalb der Öffnung des Verriegelungshebels angeordnet ist. Die Klemmvorrichtung umfasst ferner einen inneren Nocken, der mit dem äußeren Nocken in Eingriff steht, und eine verstellbare Baugruppe. Die Klemmvorrichtung umfasst ferner einen Spannbolzen, der sich durch den Hebel, den äußeren Nocken, den inneren Nocken und die verstellbare Baugruppe hindurch erstreckt.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Offenlegung wird eine verstellbare Lenksäulenbaugruppe bereitgestellt. Die Baugruppe enthält einen drehbaren Hebel zum Bewegen einer Klemmvorrichtung zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position, wobei der drehbare Hebel eine Öffnung definiert, die sich von einer Innenseite des Hebels zu einer Außenseite des Hebels erstreckt. Die Baugruppe enthält auch ein Mittel zum Umwandeln der Drehung des Hebels an einem äußeren Nocken in eine lineare Bewegung eines inneren Nockens, wobei der äußere Nocken zumindest teilweise innerhalb der Öffnung des Hebels angeordnet ist, der äußere Nocken die Drehung des Hebels in eine lineare Bewegung des inneren Nockens übersetzt und der innere Nocken mit der Lenksäulenbaugruppe in Eingriff steht. Die Baugruppe enthält ferner einen Spannbolzen zum Befestigen des Hebels, des inneren Nockens und des äußeren Nockens an der Lenksäulenbaugruppe, wodurch ein Klemmdruck zwischen dem inneren Nocken und einem Ende eines Bolzenschafts erzeugt wird, wobei sich der Spannbolzen durch den Hebel, den äußeren Nocken, den inneren Nocken und die Lenksäulenbaugruppe hindurch erstreckt.
-
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher.
-
Figurenliste
-
Der Gegenstand, der als Erfindung angesehen wird, wird speziell dargestellt 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 Klemmvorrichtung für eine verstellbare Lenksäulenbaugruppe ist;
- 2 eine zerlegte Ansicht der Klemmvorrichtung ist;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite eines Hebels der Klemmvorrichtung ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer Außenseite des Hebels der Klemmvorrichtung ist;
- 5 ein Teilquerschnitt durch den Hebel der Klemmvorrichtung ist;
- 6 eine perspektivische Ansicht einer Außenseite des Hebels der Klemmvorrichtung ist;
- 7 eine Teilquerschnittsansicht des Hebels der Klemmvorrichtung ist;
- 8 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite eines Hebels der Klemmvorrichtung ist;
- 9 eine perspektivische Ansicht eines äußeren Nockens mit einem Ausrichtungsschlitz ist;
- 10 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Hebels und einer Innenseite eines inneren Nockens der Klemmvorrichtung ist;
- 11 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Hebels nach einem anderen Aspekt der Offenlegung ist;
- 12 eine perspektivische Ansicht einer Außenseite des Hebels von 11 ist;
- 13 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Hebels nach einem anderen Aspekt der Offenlegung ist;
- 14 eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Hebels von 13 mit einem darin eingesetzten Nocken ist;
- 15 eine Querschnittsansicht der Ausführungsformen der 13 und 14 ist; und
- 16 eine weitere Querschnittsansicht der Ausführungsformen der 13 und 14 ist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Nun unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wird, ohne diese einzuschränken, ist zu verstehen, dass die offengelegten Ausführungsformen lediglich eine Veranschaulichung der Erfindung darstellen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind bestimmte strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage für die Unterweisung eines Fachmanns, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise anzuwenden ist.
-
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine Klemmvorrichtung 10 für eine verstellbare Lenksäulenbaugruppe eines Fahrzeugs gezeigt. Ein drehbarer Hebel 12 ist so konfiguriert, dass er die Klemmvorrichtung 10 zwischen einer verriegelten und einer entriegelten Position betätigt. Der drehbare Hebel 12 ist eine Verlängerung der Klemmvorrichtung 10 in einen Fahrgastraum (nicht abgebildet) des Kraftfahrzeugs, wobei der Hebel 12 für einen Fahrer (nicht abgebildet) zugänglich ist. Der Fahrer kann den Hebel 12 betätigen, um die Lenksäulenbaugruppe aus einer verriegelten Position in eine entriegelte Position oder umgekehrt zu überführen. In einer entriegelten Position ist die Position der Lenksäule verstellbar, und wenn er in eine verriegelte Position gedreht wird, ist die Position der Lenksäule fixiert. Der drehbare Hebel 12 definiert eine Öffnung 14, die sich von einer Innenseite 16 des Hebels 12 zu einer Außenseite 18 des Hebels 12 erstreckt. Die Klemmvorrichtung 10 umfasst auch einen äußeren Nocken 30, der teilweise oder vollständig in der Öffnung 14 des Hebels 12 angeordnet sein kann, einen inneren Nocken 32, der mit dem äußeren Nocken 30 in Wirkverbindung steht, und einen Spannbolzen 34. Der Spannbolzen 34 erstreckt sich durch den Hebel 12, den äußeren Nocken 30 und den inneren Nocken 32. Der äußere Nocken ist ein Instrument zur Umwandlung der Drehung des Hebels 12 in eine lineare Kraft, die von dem inneren Nocken 32 aufgebracht wird, um die Lenksäulenbaugruppe festzuklemmen. Der Spannbolzen 34 erstreckt sich durch die gesamte Klemmvorrichtung 10 und die Lenksäulenbaugruppe, um beide Baugruppen in ihrer Lage zueinander zu halten.
-
Der äußere Nocken 30 weist eine zentrale Öffnung 40 auf, die sich durch eine Außenseite 42 des äußeren Nockens 30 und eine Innenseite 44 des äußeren Nockens 30 hindurch erstreckt. Die Außenseite 42 des äußeren Nockens 30 weist mindestens ein Element 46 auf, das so angeordnet ist, dass es mit dem Hebel 12 in Eingriff steht. In einigen Ausführungsformen kann es zwei Sätze von Elementen 46 geben, die einen Keil 47 bilden (2 und 9), der passend mit dem Hebel 12 in Eingriff steht. Die Innenseite 44 des äußeren Nockens 30 weist mindestens ein Element 48 auf, das so angeordnet ist, dass es in den inneren Nocken 32 eingreift. Der äußere Nocken 30 der Klemmvorrichtung 10 weist auch eine äußere radiale Oberfläche 50 auf, die in einigen Ausführungsformen einen Satz von flachen Abschnitten 52 aufweist, die den äußeren Nocken 30 mit dem Hebel 12 in einer gewünschten Ausrichtung ausrichten. In einigen Ausführungsformen ist die äußere radiale Oberfläche 50 des äußeren Nockens 30 während des Betriebs vollständig innerhalb der Öffnung 14 des Hebels 12 angeordnet.
-
Der innere Nocken 32 weist eine zentrale Öffnung 70 auf, die sich durch eine Außenseite 72 des inneren Nockens 32 und eine Innenseite 74 des inneren Nockens 32 erstreckt. Der innere Nocken weist auch eine äußere radiale Oberfläche 54 auf. Die Außenseite 72 des inneren Nockens 32 weist mindestens ein Element 76 auf, das so angeordnet ist, dass es in das Element 48 der Innenseite 44 des äußeren Nockens 30 eingreift. Die Innenseite 74 des inneren Nockens 32 weist mindestens ein Element 78 auf, das so angeordnet ist, dass es mit der Lenksäulenbaugruppe in Eingriff steht, um einen Klemmdruck zu erzeugen.
-
Der Spannbolzen 34 weist einen Schaft 90 mit einem Endpunkt 91 und einen Bolzenkopf 92 auf. Der Bolzenkopf 92 weist einen Außendurchmesser 93 auf, der rund oder quadratisch sein kann, und eine erste Seite 95, die nach innen in den Hebel 12 weist. Der Außendurchmesser 93 wird verwendet, um den Spannbolzen 34 relativ zu dem Hebel 12 an seinem Platz zu halten, was in einigen Ausführungsformen im Betrieb eine Drehung des Spannbolzens 34 mit dem Hebel 12 ermöglicht. Der Bolzenschaft 90 geht durch eine Vorbohrung 94 des Hebels 12, die Öffnung 40 des äußeren Nockens 30, die Öffnung 70 des inneren Nockens 32 hindurch und auf der gegenüberliegenden Seite der Lenksäulenbaugruppe heraus und endet an dem Endpunkt 91. Der Bolzenkopf 92 ist in einer Aufnahmekammer 96 der Öffnung 14 an der Außenseite 18 des Hebels 12 aufgenommen (1). Die Aufnahmekammer 96 dient als Lager für den Außendurchmesser 93 des Spannbolzenkopfes 92. Der Spannbolzen 34 ist mit einer Einstellmutter (nicht abgebildet) am Endpunkt 91 des Bolzenschaftes 90 befestigt, wodurch ein Klemmdruck erzeugt wird, wenn der innere Nocken 32 mit der Lenksäulenbaugruppe in Eingriff steht.
-
Unter Bezugnahme auf 3-6 erstreckt sich die Vorbohrung 94 des Hebels 12 durch die Innenseite 16 und die Außenseite 18 des Hebels 12. Die Innenseite 16 des Hebels 12 weist einen Satz Antriebszähne 100 und eine Innenwand 102 auf. In einigen Ausführungsformen weist die Innenwand 102 der Öffnung 14 einen Satz von flachen Abschnitten 104 auf. Die flachen Abschnitte 104 verhindern eine falsche Ausrichtung des äußeren Nockens 30, indem sie mit den flachen Abschnitten 52 der äußeren radialen Oberfläche 50 des äußeren Nockens 30 ausgerichtet werden, wenn der äußere Nocken 30 in die Hebelöffnung 14 eingeführt wird.
-
Die Antriebszähne 100 umfassen einen primären Satz von Antriebszähnen 106 und einen sekundären Satz von Antriebszähnen 108. Der primäre Satz der Antriebszähne 106 steht auf einer ersten Seite 110 vor und ist auf einer zweiten Seite 112 flach (siehe 4). Der primäre Satz der Antriebszähne 106 greift passend in den Keil 47 des äußeren Nockens 30 auf der ersten Seite 110 ein. Der sekundäre Satz der Antriebszähne 108 weist eine erste Seite auf, die flach ist, und eine zweite Seite, die flach ist, mit einem hervorstehenden Kontaktpunkt 113. Der Kontaktpunkt 113 kann ein kreisförmiger Vorsprung sein, der hier als Kontaktknopf 114 bezeichnet wird (siehe 4) oder ein winkliger Vorsprung 116 (siehe 6). Der Zweck des Kontaktpunktes 113 besteht darin, die erste Seite 95 des Bolzenkopfes 92 zu kontaktieren. Dieser Kontakt ermöglicht es dem sekundären Satz der Antriebszähne 108, als elastisches Merkmal zu wirken, um den Bolzenkopf 92 zu lagern. Bei einigen Ausführungsformen sind die sekundären Zähne 108 flexible Finger (11 und 12), um die Reaktionslast weiter entfernt von der Mittellinie des Bolzenschaftes 90 aufzubringen. Dadurch wird die Steifigkeit gegen Überdrehen des Systems erhöht, ohne die Belastung zu erhöhen.
-
Die Aufnahmekammer 96 der Öffnung 14 weist eine Innenwand 120 auf, die mit einem Satz dünner linearer Vorsprünge ausgekleidet sein kann, die hier als ein Satz Quetschrippen 122 bezeichnet werden (siehe 4 und 5). Die Quetschrippen 122 tragen dazu bei, einen Außendurchmesser 93 des Bolzenkopfes 92 in Bezug auf den Hebel 12 an seinem Platz zu sichern.
-
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine Teilquerschnittsansicht des Hebels 12 mit dem in den Hebel 12 eingesetzten Spannbolzen 34 dargestellt. Der Schaft 90 des Spannbolzens ist so gezeigt, dass er durch die Vorbohrung 94 des Hebels 12 und die zentrale Öffnung 40 des äußeren Nockens 30 hindurch geht. Der Bolzenkopf 92 ist vollständig in die Aufnahmekammer 96 des Hebels 12 eingeführt und der äußere Nocken 30 ist vollständig in die Hebelöffnung 14 an der Innenseite 16 des Hebels 12 eingeführt. Zwischen der Unterseite der sekundären Antriebszähne 108 und dem äußeren Nocken 30 bleibt ein Spalt erhalten, während der Bolzenkopf 92 auf dem äußeren Nocken 30 aufliegt, d.h. Kontakt hat. Der Kontaktpunkt 113 ist gleichzeitig in Kontakt mit dem Bolzenkopf 92.
-
Unter Bezugnahme auf 8-10 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Innenwand 102 der Öffnung 14 eine Reihe von linearen Ausrichtungsmerkmalen 126 anstelle von flachen Abschnitten 104 (siehe 3) aufweist. Das Ausrichtungsmerkmal 126 (siehe 8) verhindert eine fehlerhafte Ausrichtung des äußeren Nockens 30, indem es sich mit einem Ausrichtungsschlitz 128 (siehe 9) der äußeren radialen Oberfläche 50 des äußeren Nockens 30 ausrichtet, wenn der äußere Nocken 30 in die Hebelöffnung 14 eingesetzt wird. In dieser Ausführungsform weist die äußere radiale Oberfläche 54 des inneren Nockens 32 einen Satz Kerben 132 auf, um ein Spiel in Bezug auf das Ausrichtungsmerkmal 126 zu ermöglichen (siehe 10).
-
Unter Bezugnahme auf 13-16 ist eine weitere Ausführungsform der Klemmvorrichtung 10 gezeigt. In der abgebildeten Ausführungsform ist der äußere Nocken 30 auf den Hebel 12 gepresst, im Gegensatz zu einer losen Passung, die beim Verriegeln des Neigungshebels gelöst wurde, wie in anderen hier offen gelegten Ausführungsformen beschrieben. Bei der Herstellung der Musterhardware war die seitliche Lockerheit des Hebels im unverriegelten Zustand größer als berechnet. Zusätzliche Presspassungen an bestimmten Schnittstellen sind für die folgenden Fälle vorgesehen: 1) Schaftdurchmesser des Bolzens zum Innendurchmesser des äußeren Nockens 30; 2) Außendurchmesser des äußeren Nockens 30 zum Innendurchmesser des Hebels 12; und 3) Zahnflanken der Antriebszähne des äußeren Nockens 30 zu Zahnflanken der Antriebszähne des Hebels. Die Ausführungsform von 13-16 kann hier als eine Ring- und Speichenkonfiguration bezeichnet werden. Eine solche Konfiguration erfüllt die Funktion der axialen Elastizität, die von den hier ausführlich beschriebenen sekundären Antriebszähnen 108 bereitgestellt wird.
-
Im Betrieb ergreift der Fahrer den Hebel 12 der Klemmvorrichtung 10 mit einer Kraft, die eine Drehung des Hebels 12 bewirkt. Die Drehung des Hebels 12 wird dann über die Antriebszähne 100 des Hebels 12, die in Kontakt mit dem Element 46 der Außenseite 42 des äußeren Nockens 30 stehen, auf den äußeren Nocken 30 übertragen. Die Drehung des Hebels 12 wird auch durch den Kontakt zwischen der Innenwand 102 der Öffnung 14 auf der Innenseite 16 des Hebels 12 und der äußeren radialen Oberfläche 50 des äußeren Nockens 30 übertragen. Der diametrale Kontakt sorgt für zusätzliche Steifigkeit des Hebels 12 gegen Überdrehen. Der äußere Nocken 30 dreht sich relativ zu dem inneren Nocken 32. Der Kontakt zwischen den Nocken 30, 32 wird durch eine elastische Kraft der Lenksäulenbaugruppe aufrechterhalten und durch die Einstellmutter gehalten. Die Nockenoberflächen - insbesondere das Element 48 der Innenseite 44 des äußeren Nockens 30 und das Element 76 der Außenseite 72 des inneren Nockens 32 - wandeln die relative Drehbewegung in eine gleichzeitige relative lineare Bewegung um, wodurch der äußere Nocken 30, der Hebel 12 und der Spannbolzen 34 nach außen von dem inneren Nocken 32 und der Lenksäulenbaugruppe weg pendeln. Dadurch entsteht ein Klemmdruck zwischen dem inneren Nocken 32 und dem Endpunkt 91 des Bolzenschaftes 90. In einigen Ausführungsformen kann die Drehung des Hebels 12 auf mehrere Nockenoberflächen übertragen werden, bevor sie in die lineare Bewegung des inneren Nockens 32 übertragen wird. Die Drehung des Hebels 12 bewirkt dann den Übergang der Klemmvorrichtung 10 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition oder von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition.
-
Vorteilhaft ist, dass bei den hier beschriebenen Ausführungsformen die Notwendigkeit entfällt, einen äußeren Nocken 30 in den Hebel 12 einzugießen. Obwohl das funktionell einwandfrei funktioniert, gibt es Qualitätsprobleme, insbesondere wenn die Fertigung an einen Gießer ausgelagert wird, was letztlich die Kosten in die Höhe treibt. Der Gusslieferant berechnet auch mehr, wenn er ein geliefertes Teil umspritzt. Mit den vorstehenden Ausführungsformen kann der Gießer einfach den Hebel 12 herstellen, während die Fertigung und Montage aller anderen Teile, wie z.B. des äußeren Nockens 30, vollständig im Haus bleiben kann. Dadurch werden sowohl die Kosten gesenkt als auch einige Qualitätsprobleme beseitigt.
-
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.
