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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei zusammenschiebbaren Lenkvorrichtungen, die zur Stoßabsorption bei einer Fahrzeugkollision ausgelegt sind, sind ein inneres und ein äußeres Rohr einer Lenksäule im Preßsitz aneinander festgelegt, um bei der Fahrzeugkollision einen Stoß zu absorbieren.
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Das innere und das äußere Rohr, die im Preßsitz aneinander festgelegt sind, bewegen sich unter normaler Last nicht relativ zueinander, verschieben sich bzw. gleiten relativ zueinander durch einen auf sie ausgeübten Aufprall bei einer Fahrzeugkollision, um einen Stoß zu absorbieren.
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Andererseits wird verlangt, eine Teleskopeinstellfunktion zum Einstellen der Längsposition eines Lenkrades entlang der Achse einer Lenkwelle bereitzustellen, und zwar in Anpassung an die Haltung bzw. Sitzposition eines Fahrers.
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Um diese Anforderung zu erfüllen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen, einen Teleskopeinstellmechanismus bei der zuvor genannten zusammenschiebbaren Lenkvorrichtung einzubauen, wobei der Teleskopeinstellmechanismus dazu ausgelegt ist, das innere und das äußere Rohr der Lenksäule relativ zueinander verschiebbar zu machen, um die Lenksäule zur Teleskopeinstellung zu verlängern oder zusammenzuziehen. Eine derartige Anordnung ist jedoch nicht brauchbar.
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Der Grund hierfür liegt darin, daß es notwendig ist, das innere und das äußere Rohr aneinander im Preßsitz festzulegen, um die Stoßabsorption zu erzielen. Es ist jedoch nicht möglich, das innere und das äußere Rohr, die im Preßsitz aneinander festgelegt sind, relativ zueinander zu verschieben, indem manuell eine normale Betriebslast auf die Rohre aufgebracht wird.
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Folglich gibt es keine andere Möglichkeit als einen Teleskopeinstellmechanismus von einem Typ zu verwenden, der dazu ausgelegt ist, die gesamte Lenksäule zum Zwecke der Teleskopeinstellung zu bewegen. Der Teleskopeinstellmechanismus dieses Typs erfordert jedoch einen größeren Freiraum zum Bewegen der gesamten Lenksäule, so daß die Größe des Lenkmechanismus ansteigt.
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Das Dokument
DE 695 02 398 T2 zeigt eine zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung, mit: einer Lenksäule, die ein äußeres Rohr und ein inneres Rohr aufweist, die in einem Eingriffszustand aneinander angreifen, der zwischen einem Preßsitzzustand und einem Lossitzzustand umschaltbar ist; Betätigungsmitteln, die zu betätigen sind, um den Eingriffszustand des inneren und des äußeren Rohrs zwischen dem Preßsitzzustand und dem Lossitzzustand umzuschalten; und einem Teleskopeinstellmechanismus zum axialen Verschieben des äußeren und des inneren Rohrs relativ zueinander, zum Einstellen einer Position eines Lenkrades, wobei der Eingriffszustand zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr mittels der Betätigungsmittel in den Lossitzzustand geschaltet ist; wobei das äußere und das innere Rohr zum Zwecke der Stoßabsorption bei einer Fahrzeugkollision relativ zueinander verschiebbar sind, wobei der Eingriffszustand des äußeren und des inneren Rohrs mittels der Betätigungsmittel in den Preßsitzzustand geschaltet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung bereitzustellen, die sowohl das Merkmal einer Stoßabsorbierungsfunktion als auch einer Teleskopeinstellfunktion besitzt, ohne Zunahme der Größe der Vorrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung geschaffen, die aufweist: eine Lenksäule, die ein äußeres Rohr und ein inneres Rohr beinhaltet, die in einem Eingriffszustand aneinander angreifen, der zwischen einem Preßsitzzustand und einem Lossitzzustand umschaltbar ist; Betätigungsmittel, die zu betätigen sind, um den Eingriffszustand des inneren und des äußeren Rohrs zwischen dem Preßsitzzustand und dem Lossitzzustand umzuschalten; und einen Teleskopeinstellmechanismus, um das äußere und das innere Rohr relativ zueinander axial zu verschieben, um die Position eines Lenkrades einzustellen, wobei der Eingriffszustand des äußeren und des inneren Rohrs mittels der Betätigungsmittel in den Lossitzzustand geschaltet ist; wobei das äußere und das innere Rohr zum Zwecke der Stoßabsorption bei einer Fahrzeugkollision sich relativ zueinander verschieben, wenn der Eingriffszustand des äußeren und des inneren Rohrs mittels der Betätigungsmittel in den Preßsitzzustand geschaltet ist.
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Bei dieser Anordnung lassen sich das äußere und das innere Rohr, wenn sie im Lossitzzustand aneinander angreifen, leicht relativ zueinander verschieben, um eine Teleskopeinstellung zu erzielen. Andererseits verschieben sich das äußere und das innere Rohr, die aneinander im Preßsitzzustand angreifen, relativ zueinander, um bei einer Fahrzeugkollision Aufprallenergie zu absorbieren. Folglich gewährleistet die zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung sowohl eine Stoßabsorbierungsfunktion als auch eine Teleskopeinstellfunktion, ohne Zunahme der Größe.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion einer zusammenschiebbaren Teleskoplenkvorrichtung, wobei ein Lenkrad der Vorrichtung in einer Position in einem Normalzustand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgelegt ist;
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2 ist eine schematische Darstellung eines Zustandes der zusammenschiebbaren Teleskoplenkvorrichtung der 1 bei einer Fahrzeugkollision;
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3 ist eine schematische Darstellung der zusammenschiebbaren Teleskoplenkvorrichtung der 1, wobei das Lenkrad der Vorrichtung in dem Normalzustand einstellbar ist;
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4 ist eine Schnittansicht der zusammenschiebbaren Teleskoplenkvorrichtung entlang einer Linie IV-IV in 1;
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der zusammenschiebbaren Teleskoplenkvorrichtung, die in 4 gezeigt ist; und
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6A und 6B eine schematische Darstellung zum Erläutern der Betätigung eines Teleskopeinstellmechanismus, der in 1 gezeigt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine zusammenschiebbare Teleskoplenkvorrichtung (auch einfach als ”Lenkvorrichtung” bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion der Lenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 beinhaltet die Lenkvorrichtung 1 eine Lenkwelle 3 zum Übertragen der Bewegung eines Lenkrades 2 zum Lenken von Fahrzeugrädern (nicht gezeigt) und eine Lenksäule 4, an der die Lenkwelle 3 drehbar gelagert ist. Das Lenkrad 2 ist mit einem Ende 5 der Lenkwelle 3 gekoppelt. Wenn das Lenkrad 2 gedreht wird, wird die Drehung des Lenkrades 2 auf einen Lenkmechanismus übertragen, der ein Ritzel und eine Zahnstange aufweist, und zwar über eine Zwischenwelle (nicht gezeigt), die mit dem anderen Ende 6 der Lenkwelle 3 drehfest gekoppelt ist. Somit können die Fahrzeugräder gelenkt werden.
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Die Lenkvorrichtung 1 ist an einer Fahrzeugkarosserie 7 festgelegt (die teilweise durch eine Punkt-Strich-Linie angedeutet ist), und zwar so, daß die Achse der Lenkwelle 3, die sich in einer Richtung S erstreckt (nachstehend einfach als ”Axialrichtung S” bezeichnet und durch einen Pfeil S angegeben), unter einem Winkel in bezug auf eine Längsachse der Fahrzeugkarosserie geneigt ist, wobei bspw. das Lenkrad 2 an einer oberen Seite angeordnet ist. Es ist anzumerken, daß die Axialrichtung S in 1 zum Zwecke einer einfacheren Darstellung horizontal gezeigt ist.
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Die Lenkwelle 3 weist eine obere Welle 8, die einen oberen Abschnitt der Lenkwelle 3 bildet, und eine untere Welle 9 auf, die einen unteren Abschnitt der Lenkwelle 3 bildet. Die obere Welle 8 und die untere Welle 9 sind miteinander mittels einer Verbindungsstruktur wie einer Keilwellenstruktur gekoppelt und in der Lenksäule 4 mittels einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Lagern gelagert, so daß sie axial relativ zueinander bewegbar und drehfest miteinander gelagert sind.
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Die Lenksäule 4 weist ein zylindrisches äußeres Rohr 10, das die obere Welle 8 in einer axialen Position darin drehbar lagert, ein zylindrisches inneres Rohr 11, das die untere Welle 9 in einer axialen Position darin drehbar lagert, einen oberen Halter 12, der an einer äußeren Umfangsfläche eines vorderen Endabschnittes des äußeren Rohrs 10 festgelegt ist, und einen unteren Halter 13 auf, der an einem unteren Abschnitt des inneren Rohrs 11 festgelegt ist. Die Lenksäule 4 ist derart konstruiert, daß das innere Rohr 11 an dem äußeren Rohr 10 angreift.
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Der Eingriffszustand zwischen dem äußeren Rohr 10 und dem inneren Rohr 11 ist zwischen einem Preßsitzzustand und einem Lossitzzustand umschaltbar.
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Mit der Ausnahme des Zeitraumes, wenn eine Teleskopeinstellung ausgeführt wird, wie nachstehend beschrieben wird, stehen das äußere Rohr 10 und das innere Rohr 11 miteinander in Eingriff, wobei ein Eingriffsabschnitt 15 des inneren Rohrs 11 in einem Preßsitz an einem Eingriffsabschnitt 14 des äußeren Rohrs 10 festgelegt ist. Das äußere Rohr 10 der Lenksäule 4 ist an der Fahrzeugkarosserie 7 mittels des oberen Halters 12, einer Lagerwelle 18 eines oberen stationären Halters 16, Verbindungselementen 31, Befestigungsschrauben 32 und dergleichen festgelegt. Das innere Rohr 11 ist an der Fahrzeugkarosserie 7 mittels des unteren Halters 13, einer Neigungszentralwelle 19, eines unteren stationären Halters 17 und dergleichen festgelegt.
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Die Lenkvorrichtung 1 weist einen ersten stoßabsorbierenden Mechanismus 21 auf, der durch die Eingriffsabschnitte 14, 15 des äußeren und des inneren Rohrs 10, 11 der Lenksäule 4 gebildet ist, und einen zweiten stoßabsorbierenden Mechanismus 22 einer sogenannten Kapselstruktur auf, der durch die Verbindungselemente 31 und dergleichen gebildet ist, zum Absorbieren einer Aufprallenergie, wenn ein Fahrer bei einer Fahrzeugkollision gegen das Lenkrad 2 stößt.
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Der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 kann einen Stoß absorbieren, wenn die Eingriffsabschnitte 14, 15 der Rohre 10, 11 in dem Preßsitzzustand miteinander in Eingriff stehen. Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, weist der Eingriffsabschnitt 14 des äußeren Rohrs 10 Vorsprünge 41 auf, die an einer inneren Umfangsfläche hiervon vorgesehen sind. In einer äußeren Umfangsfläche des äußeren Rohrs 10 sind Ausnehmungen ausgebildet, deren Position jener der Vorsprünge 41 entspricht, die an der gegenüber liegenden Fläche vorgesehen sind. Wenn die Rohre 10, 11 im Preßsitzzustand aneinander festgelegt sind, werden die Vorsprünge 41 gegen eine zylindrische Fläche gepreßt, d. h. die äußere Umfangsfläche des Eingriffsabschnittes 15 des inneren Rohrs 11. Bei Aufnahme einer Aufprallkraft bei einer Fahrzeugkollision verschieben sich die Vorsprünge 41 relativ zu der äußeren Umfangsfläche des inneren Rohrs 11.
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Der zweite stoßabsorbierende Mechanismus 22 ist gebildet durch Befestigungsaufnahmen 51 des oberen stationären Halters 16, die jeweils einen ausgeschnittenen Abschnitt 52 aufweisen, die Verbindungselemente 31, die die Befestigungsaufnahmen 51 an der Fahrzeugkarosserie festlegen, wobei die Befestigungsaufnahmen 51 zwischen den Verbindungselementen 31 und der Fahrzeugkarosserie 7 gehalten werden, und die Schrauben bzw. Bolzen 32, die in die ausgeschnittenen Abschnitte 52 der Befestigungsaufnahmen 51 und in Einführlöcher 34 der Verbindungselemente 31 eingeführt sind.
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Die Verbindungselemente 31 weisen jeweils ein Paar Halterstücke 33, die die Befestigungsaufnahme 51 des oberen stationären Halters 16 halten, und einen Verbinder bzw. Verbindungsabschnitt 35 auf, der die Halterstücke 33 miteinander verbindet.
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Der Verbinder 35 ist innerhalb des ausgeschnittenen Abschnittes 52 der Befestigungsaufnahme 51 angeordnet. Der ausgeschnittene Abschnitt 52 öffnet sich in Richtung auf die hintere Seite der Fahrzeugkarosserie. Das Verbindungselement 31 und die Befestigungsaufnahme 51 stehen entlang der Umfangskante des ausgeschnittenen Abschnittes 52 miteinander in Eingriff. Genauer gesagt haben eines der Halterstücke 33 und die Befestigungsaufnahme 51 jeweils eine Vielzahl von Durchgangslöchern 36 (z. B. vier Durchgangslöcher), die in einander entsprechenden Positionen hiervon ausgebildet sind, wobei der Verbinder 35 innerhalb des ausgeschnittenen Abschnittes 52 angeordnet ist. Die Durchgangslöcher 36 erstrecken sich durch das eine der Halterstücke 33 und die Befestigungsaufnahme 51 und die Durchgangslöcher 36 sind mit Kunstharzstiften 37 ausgefüllt. Die Kunstharzstifte 37 verbinden das eine Halterstück 33 mit der Befestigungsaufnahme 51. In diesem Zustand sind das Verbindungselement 31 und die Befestigungsaufnahme 51 als eine Einheit integriert. Diese Einheit wird mittels der Schraube 32 an der Fahrzeugkarosserie 7 festgelegt, die in das Einführloch 34 des Verbindungselementes 31 eingeführt ist. Der zweite stoßabsorbierende Mechanismus 22 verhindert in einem normalen Zustand eine relative Bewegung des oberen stationären Halters 16 in bezug auf die Fahrzeugkarosserie 7 und ermöglicht bei Aufnahme einer Aufprallkraft bei einer Fahrzeugkollision die relative Bewegung des oberen stationären Halters 16 in bezug auf die Fahrzeugkarosserie 7.
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Bei dem zweiten stoßabsorbierenden Mechanismus 22 werden die Kunstharzstifte durch die Aufprallkraft bei der Fahrzeugkollision abgeschert, wie es in 2 gezeigt ist, wodurch eine Aufprallenergie absorbiert wird und die Halterstücke 33 von den Befestigungsaufnahmen 51 gelöst werden, um zu ermöglichen, daß sich der obere stationäre Halter 16 relativ zu der Fahrzeugkarosserie nach vorne bewegt.
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Andererseits werden bei der Fahrzeugkollision die Eingriffsabschnitte 14, 15 der Rohre 10, 11 des ersten stoßabsorbierenden Mechanismus 21 relativ zueinander axial verschoben, während sie in dem Preßsitzzustand verbleiben. Demzufolge werden die Rohre 10, 11 verformt und zwischen den Rohren 10 und 11 tritt Reibung auf, wodurch die Aufprallenergie absorbiert wird.
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Ferner ist die Lenkvorrichtung 1 dazu ausgelegt, die Position des Lenkrades 2 einzustellen, wie es in 3 gezeigt ist, und zwar in Anpassung an die Körperform und die Haltung des Fahrers. In der Lenkvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform werden die Rohre 10, 11 selektiv in den Preßsitzzustand gebracht, bei dem das Lenkrad 2 in Position gehalten wird und ein Stoß bei einer Fahrzeugkollision absorbiert werden kann, und werden aus dem Preßsitzzustand in den Lossitzzustand gebracht, in dem die Position des Lenkrades 2 einstellbar ist.
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Die Lenkvorrichtung 1 weist ferner einen Teleskopeinstellmechanismus 23 zum Einstellen der Längsposition bzw. Vor- und Zurückposition des Lenkrades 2 in axialer Richtung der Rohre 10, 11 (Teleskopeinstellung) und einen Neigungseinstellmechanismus 24 zum Einstellen der vertikalen Position des Lenkrades 2 auf, indem die Lenksäule 4 um die Neigungszentralwelle 19 verschwenkt wird (Neigungseinstellung). Bestandteile der Einstellmechanismen 23, 24 sind teilweise identisch.
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Der Neigungseinstellmechanismus 24 ist gebildet durch die Neigungszentralwelle 19 und einen Verriegelungsmechanismus 25 zum lösbaren Verriegeln der Lenksäule 4, die in eine Neigungsposition um die Neigungszentralwelle 19 herum eingestellt ist. Der Verriegelungsmechanismus 25 verriegelt ferner lösbar die Lenksäule 4, die in eine Teleskopposition eingestellt ist, wie es später beschrieben werden wird.
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Die Neigungszentralwelle 19 erstreckt sich durch Rundlöcher, die in dem unteren stationären Halter 17 ausgebildet sind, und durch Rundlöcher hindurch, die in dem unteren Halter 13 ausgebildet sind, um den unteren Halter 13 mit dem unteren stationären Halter 17 zu koppeln, zum Zwecke einer relativen Rotation um eine Achse der Neigungszentralwelle 19. Demzufolge wird die Lenksäule 4 schwenkbar um die Neigungszentralwelle 19 herum gelagert.
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Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist der Verriegelungsmechanismus 25 gebildet durch ein Paar von Seitenplatten 46 des oberen Halters 12, ein Paar von stationären Seitenplatten 53 des oberen stationären Halters 16, eine Lagerwelle 18, die sich durch die Seitenplatten 46, 53 hindurch erstreckt, einen Betätigungshebel 26, der um eine Achse C der Lagerwelle zu verdrehen ist, und einen Nockenmechanismus 27, um die Seitenplatten 53 des Halters 16 gegen die entsprechenden Seitenplatten 46 des Halters 12 zu pressen, wenn der Betätigungshebel 26 gedreht wird.
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Der obere stationäre Halter 16 hat in der Schnittansicht generell eine umgedrehte U-Form und ist gebildet durch das Paar von stationären Seitenplatten 53, die einander gegenüberliegen, und eine Verbindungsplatte 54, die die oberen Kanten der stationären Platten 53 miteinander verbindet, sowie das Paar von Befestigungsaufnahmen 51, die sich von der Oberseite der stationären Platte 53 in lateraler Richtung quer zu der Fahrzeugkarosserie erstrecken. Der obere Halter 12 wird zwischen den stationären Seitenplatten 53 gehalten.
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Der obere Halter 12 weist in der Schnittansicht generell eine umgedrehte U-Form auf. Der obere Halter 12 ist gebildet durch das Paar von Seitenplatten 46, die einander gegenüberliegen, und eine Verbindungsplatte 47, die die oberen Kanten der Seitenplatten 46 miteinander verbindet. Untere Kanten der Seitenplatten 46 sind an dem äußeren Umfang des äußeren Rohrs 10 festgelegt, und zwar durch Schweißen.
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Die Lagerwelle 18 ist in lateral längliche Löcher 48 eingeführt, die in den Seitenplatten 46 des oberen Halters 12 ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung S erstrecken, und in vertikal längliche Löcher 55, die in den stationären Seitenplatten 53 des oberen stationären Halters 16 ausgebildet sind und sich generell in vertikaler Richtung erstrecken, wodurch die Seitenplatten 46 des oberen Halters 12 mit den stationären Seitenplatten 53 des oberen stationären Halters 16 gekoppelt sind. Demzufolge läßt sich die Position des äußeren Rohrs 10 der Lenksäule 4 in bezug auf den oberen stationären Halter sowohl in Axialrichtung S als auch in Schwenkrichtung um die Neigungszentralwelle 19 herum einstellen.
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Die Lagerwelle 18 weist im wesentlichen dieselbe Konfiguration auf wie eine Schraube mit Sechskantkopf, und weist einen Kopf 29 auf, der an einem Ende hiervon vorgesehen ist, und einen äußeren Gewindeabschnitt, der an dem anderen Ende vorgesehen ist. Eine Mutter 28 ist auf den äußeren Gewindeabschnitt aufgeschraubt. Der Nockenmechanismus 27, eine der stationären Seitenplatten 53, das Paar von Seitenplatten 46 des oberen Halters 12 und die andere stationäre Seitenplatte 53 sind in dieser Reihenfolge zwischen der Mutter 28 und dem Kopf 29 angeordnet.
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Der Nockenmechanismus 27 weist einen Nocken 57 auf, der einstückig mit dem Betätigungshebel 26 drehbar ist, wobei dessen Position axial an der Lagerwelle 18 eingegrenzt ist, sowie einen Nockenfolger 58, der an dem Nocken 57 angreift. Der Nocken 57 ist relativ zu den stationären Seitenplatten des oberen stationären Halters 16 um die Achse der Lagerwelle 18 herum drehbar, wohingegen der Nockenfolger 58 sich nicht relativ zu den stationären Seitenplatten 53 des oberen stationären Halters 16 um die Achse der Lagerwelle 18 herum drehen kann. Zwischen dem Nockenfolger 58 und dem Nocken 57 erfolgt eine Relativdrehung um die Achsen der Nocke 57 und der Lagerwelle 18 herum, wobei eine Relativbewegung des Nockenfolgers 58 entlang der Achse der Lagerwelle 18 stattfindet.
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Wenn die Rohre 10, 11 aus dem Preßsitzzustand in den Lossitzzustand gebracht werden, läßt sich die Lenksäule 4 leicht verlängern oder einziehen, zum Zwecke der Teleskopeinstellung, indem die Rohre 10 und 11 relativ zueinander mittels des Teleskopeinstellmechanismus 23 verschoben werden.
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Genauer gesagt weist das äußere Rohr 10 einen Schlitz 43 auf, der sich vom offenen Ende 42 des äußeren Rohrs 10 aus entlang der Achse des Rohrs 10 erstreckt. Der Teleskopeinstellmechanismus 23 ist gebildet durch das Paar von Seitenplatten 46 des oberen Halters 12, die an dem äußeren Rohr 10 gegenüberliegend festgelegt sind, wobei der Schlitz 43 dazwischen verläuft, den Nockenmechanismus 27, der als Abstandseinstellmittel dient, zum Einstellen eines Abstandes L zwischen den Seitenplatten 46, um den Durchmesser des äußeren Rohrs zu vergrößern oder zu verringern, und den Betätigungshebel 26, der als ein Betätigungsglied zum Betätigen des Nockenmechanismus 27 dient.
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Der Durchmesser jenes Abschnittes des äußeren Rohrs 10, der mit dem Schlitz 43 ausgebildet ist, läßt sich leicht vergrößern oder verkleinern. Der Durchmesser des äußeren Rohrs 10 wird so bestimmt, daß der Eingriffsabschnitt 14 des äußeren Rohrs 10 in einem Zustand mit maximalem Durchmesser (d. h. in einem freien Zustand ohne externe Last) um eine vorbestimmten Abstand von dem Eingriffsabschnitt 15 des inneren Rohrs 11 beabstandet ist. Folglich läßt sich das äußere Rohr 10 in dem Zustand maximalen Durchmessers leicht relativ zu dem inneren Rohr 11 verschieben.
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Der einzelne Schlitz 43 weist eine vorbestimmte Länge auf und erstreckt sich ausgehend von dem offenen Ende 42 geradlinig in axialer Richtung S. Bspw. ist die Länge des Schlitzes 43 virtuell äquivalent zu einer maximalen Länge eines Teils des Eingriffsabschnittes 15, der in einem normalen Zustand in den Eingriffsabschnitt 14 zum Zwecke teleskopischer Einstellung einzuführen ist, kann jedoch größer oder kleiner sein als jene maximale Länge. Der Schlitz 43 weist eine solche Breite auf, daß das äußere Rohr 10 in einem Zustand minimalen Durchmessers um das innere Rohr 11 herum im Preßsitz festgelegt werden kann.
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Der obere Halter 12, der generell eine U-Form besitzt, überspannt den Schlitz 43. Die Seitenplatten 46 sind an der äußeren Umfangsfläche des äußeren Rohrs 10 durch Schweißen festgelegt, und erstrecken sich generell parallel zu dem Schlitz 43.
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Der Schlitz 43, das Paar von Seitenplatten 46 und die Vorsprünge 41 des Eingriffsabschnittes 14 des äußeren Rohrs 10 sind im wesentlichen in demselben axialen Bereich des äußeren Rohrs 10 angeordnet. D. h., die Seitenplatten 46 sind vorzugsweise innerhalb eines axialen Bereiches des äußeren Rohrs 10 angeordnet, in dem der Schlitz 43 angeordnet ist. Die Vorsprünge 41 sind innerhalb eines axialen Bereiches der äußeren Rohrs 10 angeordnet, in dem die Seitenplatten 46 angeordnet sind. Daher kann gewährleistet werden, daß sich die Vorsprünge 41 in radialer Richtung des äußeren Rohrs 10 versetzen lassen, indem der Abstand zwischen den Seitenplatten 46 eingestellt wird, so daß gewährleistet werden kann, daß der Eingriffszustand der Rohre 10, 11 zwischen dem Preßsitzzustand und dem Lossitzzustand umgeschaltet werden kann.
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Bei einer derartigen Lagebeziehung sind die Vorsprünge 41 in einem Bereich des äußeren Rohrs 10 angeordnet, der einen Bereich ausschließt, der zwischen den Seitenplatten 46 definiert ist, d. h. sie sind in einem Bereich des äußeren Rohrs 10 angeordnet, der Endabschnitte 44 eines Bogens des äußeren Rohrs 10 nicht aufweist, wenn man die Anordnung im Schnitt betrachtet. Dies liegt daran, daß die Endabschnitte 44 des Bogens sich aufgrund ihrer kragarmartigen Struktur leicht radial nach außen versetzen bzw. verbiegen lassen, wenn der Durchmesser des Rohrs 10 verringert wird.
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Wenn der Betätigungshebel 26 des Verriegelungsmechanismus 25 bei der Lenkvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform in einer Richtung gedreht wird (in eine Verriegelungsrichtung), werden die einander gegenüberliegenden Nockenflächen des Nockens 57 und des Nockenfolgers 58 in gleitenden Eingriff zueinander gebracht, so daß der Nockenfolger 58 und der Kopf 29 axial entlang der Lagerwelle 18 aufeinander zu bewegt werden, um die Seitenplatten 46, 53 der Halter 12, 16 in pressenden Eingriff zu bringen.
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Demzufolge wird der Abstand L zwischen den Seitenplatten 46 auf einen vorbestimmten Abstand L2 verringert, wie er in 6B gezeigt ist, wodurch sich die Breite des Schlitzes 43 des äußeren Rohrs 10 entsprechend verringert. Im Ergebnis wird der Eingriffsabschnitt 14 des äußeren Rohrs 10 auf einen Innendurchmesser D2 zusammengezogen, und zwar gegen eine elastische Rückstellkraft, so daß die Rohre 10, 11 in den Preßsitzzustand gebracht werden.
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In dem Preßsitzzustand wird verhindert, daß die relative Verschiebung der Rohre 10, 11 und die relative Bewegung der Halter 12, 16 manuell bewirkt werden kann, und das Lenkrad 2 wird in einer eingestellten Position gehalten, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist. Demzufolge werden eine Neigungsverriegelung und eine Teleskopverriegelung erzielt. In dem Preßsitzzustand kann der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 funktionieren und das äußere Rohr 10 und das innere Rohr 11 werden bei einer Fahrzeugkollision relativ zueinander verschoben, um eine Aufprallenergie zu absorbieren.
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Wenn der Betätigungshebel 26 des Verriegelungsmechanismus 25 in die andere Richtung gedreht wird (in eine Entriegelungsrichtung), dann werden der Nockenfolger 58 und der Kopf 29 in axialer Richtung der Lagerwelle 18 mittels der Wirkung des Nockenmechanismus 27 voneinander weg bewegt, so daß die Seitenplatten 46, 53, der Halter 12, 16 aus dem Preßeingriff gebracht werden. Demzufolge wird der Abstand L zwischen den Seitenplatten 46 auf einen vorbestimmten Abstand L1 vergrößert (L1 > L2), wie es in 6A gezeigt ist, und zwar durch die elastischen Rückstellkräfte des äußeren Rohrs 10 und der Halter 12, 16. Im Ergebnis wird die Breite des Schlitzes 43 des äußeren Rohrs 10 vergrößert, so daß der Eingriffsabschnitt 14 des äußeren Rohrs 10 auf einen Innendurchmesser D1 erweitert wird (D1 > D2), wie es in 6A gezeigt ist. Demzufolge werden die Rohre 10, 11 aus dem Preßsitzzustand in den Lossitzzustand gebracht.
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In dem Lossitzzustand läßt sich die relative Verschiebung der Rohre 10, 11 und die relative Bewegung der Halter 12, 16 leicht erzielen, selbst mit nur einer geringen manuellen Betätigungskraft, zum Zwecke der Neigungseinstellung und der Teleskopeinstellung, wie es in 3 gezeigt ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform kann eine Aufprallenergie absorbiert werden, indem man das äußere und das innere Rohr 10, 11 der Lenksäule 4 in dem Preßsitzzustand relativ zueinander verschieben läßt. Wenn die Rohre 10, 11 aus dem Preßsitzzustand gebracht sind, lassen sich die Rohre 10, 11 leicht relativ zueinander verschieben zum Zwecke der Teleskopeinstellung.
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Da die Teleskopeinstellung erzielt werden kann, indem die Lenksäule 4 verlängert oder zusammengezogen wird, kann die Größe der Lenkvorrichtung 1 verringert werden, verglichen mit einer herkömmlichen Lenkvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, insgesamt zum Zwecke der Teleskopeinstellung bewegt zu werden.
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Bei dieser Ausführungsform kann der Teleskopeinstellmechanismus 23 mit einer praktikablen Konstruktion implementiert werden, einschließlich des Paares von Seitenplatten 46, die an dem äußeren Rohr 10 festgelegt sind, das den Schlitz 43 aufweist, und des Nockenmechanismus 27 zum Einstellen des Abstandes zwischen den Seitenplatten 46.
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Da der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 von einem Typ ist, der dazu ausgelegt ist, die Rohre 10, 11 relativ zueinander zu verschieben, hat der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 eine vereinfachte Konstruktion, wobei die Eingriffsabschnitte 14, 15 des Mechanismus 21 jeweils eine einfache zylindrische Form besitzen. Insbesondere ist der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 vorzugsweise von einem Typ, bei dem die Vorsprünge 41 an der inneren Umfangsfläche des äußeren Rohrs 10 vorgesehen sind. Der Grund hierfür liegt darin, daß gewährleistet werden kann, daß die Vorsprünge 41, dann, wenn der Durchmesser des äußeren Rohrs 10 zusammengezogen wird, in den Preßkontakt mit der äußeren Umfangsfläche des inneren Rohrs 11 gebracht werden. Demzufolge läßt sich ein stabiles Stoßabsorbierungsverhalten gewährleisten.
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Würde die gesamte Lenksäule 4 relativ zu der Fahrzeugkarosserie zum Zwecke der Teleskopeinstellung bewegt, müßte nicht nur das äußere Rohr 10, sondern auch das innere Rohr 11 verschiebbar in bezug auf die Fahrzeugkarosserie gelagert werden. Dies würde einen Mechanismus zur verschieblichen Lagerung erfordern. Bei dieser Ausführungsform hingegen werden die Rohre 10, 11 zum Zwecke der Teleskopeinstellung relativ zueinander bewegt. Demzufolge ist es lediglich notwendig, einen Mechanismus bereitzustellen, der nur das äußere Rohr 10 in bezug auf die Fahrzeugkarosserie verschiebbar macht, ohne die Notwendigkeit, das innere Rohr 11 in bezug auf die Fahrzeugkarosserie verschieblich zu halten. Demzufolge kann diese Ausführungsform die Konstruktion der Lenkvorrichtung vereinfachen.
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Da die Kapselstruktur verwendet wird, werden die Halter 12, 16, die Lagerwelle 18, der Verriegelungsmechanismus 25 und dergleichen bei einer Fahrzeugkollision einstückig miteinander bewegt. D. h., das Paar von Seitenplatten 46 und der Verriegelungsmechanismus 25 zum Aufrechterhalten des Abstandes zwischen den Seitenplatten 46 werden einstückig miteinander bewegt, so daß gewährleistet werden kann, daß der Abstand zwischen den Seitenplatten 46 beibehalten wird. Im Ergebnis wird der Preßeingriff zwischen den Rohren 10, 11 während der Stoßabsorption stabil aufrechterhalten, so daß eine Stoßabsorptionslast bzw. -belastung stabilisiert bzw. gleichförmig gehalten werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Lenkvorrichtung anwendbar, die keine Kapselstruktur aufweist. In diesem Fall sollten sich die länglichen Löcher 48 in Richtung zum hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie öffnen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Lenkvorrichtung anwendbar, bei der das äußere Rohr 10 den unteren Abschnitt der Lenksäule 4 bildet und bei der das innere Rohr 11 den oberen Abschnitt der Lenksäule 4 bildet.
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Als zweiter stoßabsorbierender Mechanismus 22 kann eine Kapselstruktur ohne Kunstharz-Abscherstift anstelle der Kapselstruktur verwendet werden, die die Kunstharz-Abscherstifte 37 aufweist. Alternativ hierzu kann jeder beliebige andere bekannte stoßabsorbierende Mechanismus in Kombination verwendet werden.
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Die Abstandseinstellmittel sind lediglich dazu auszulegen, den Durchmesser des äußeren Rohrs zu vergrößern oder zu verringern, indem der Abstand L zwischen den Seitenplatten 46 eingestellt wird. Bspw. kann ein bekannter Mechanismus, wie ein Schraubmechanismus, der dazu ausgelegt ist, den Abstand zwischen den Seitenplatten 46 einzustellen, als Abstandseinstellmittel verwendet werden, anstelle des oben genannten Nockenmechanismus 27.
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Der obere Halter 12 kann eine solche Form besitzen, daß die oberen Kanten der Seitenplatten 46 nicht miteinander verbunden sind. Die Form des oberen stationären Halters 16 kann in ähnlicher Weise wie der obere Halter 12 modifiziert werden. Obgleich der Eingriffsabschnitt 14 durch den Nockenmechanismus 27 zwangsweise im Durchmesser zusammengezogen wird, wie oben beschrieben, kann man zulassen, daß der Eingriffsabschnitt 14 durch elastische Rückstellkräfte des äußeren Rohrs 10 und des oberen Halters 12 spontan bzw. momentan im Durchmesser zusammengezogen wird. Obgleich vorgesehen ist, daß der Durchmesser des Eingriffsabschnittes 14 sich spontan bzw. unmittelbar erweitern kann durch die elastischen Rückstellkräfte des äußeren Rohrs 10 und des oberen Halters 12, kann auch vorgesehen sein, daß der Eingriffsabschnitt 14 zwangsweise durch den Nockenmechanismus 27 im Durchmesser erweitert wird. Die elastischen Rückstellkräfte können entweder zum Zusammenziehen oder zum Erweitern verwendet werden, oder alternativerweise kann der Durchmesser des Eingriffsabschnittes 14 sowohl zum Zwecke des Zusammenziehens als auch des Erweiterns zwangsweise verändert werden.
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Der Teleskopeinstellmechanismus 23 ist lediglich dazu auszulegen, die Rohre 10, 11 aus dem Preßeingriff zu bringen, so daß die Rohre 10, 11 zum Zwecke der Teleskopeinstellung relativ zueinander verschoben werden können. Andere denkbare Anordnungen für den Teleskopeinstellmechanismus 23 sind derart, daß das Paar von Seitenplatten 46 des oberen Halters 12 einstückig mit dem äußeren Rohr 10 ausgebildet ist, und derart, daß sich der Schlitz 43 unter einem Winkel in bezug auf die Axialrichtung erstreckt.
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Der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 ist lediglich dazu ausgelegt, die Rohre 10, 11 der Lenksäule 4 zum Zwecke der Stoßabsorption relativ zueinander zu verschieben. Obgleich der bei der obigen Ausführungsform beschriebene erste stoßabsorbierende Mechanismus von einem Typ ist, bei dem die Vorsprünge 41 an der inneren Umfangsfläche des äußeren Rohrs vorgesehen sind, kann der erste stoßabsorbierende Mechanismus 21 auch von einem Typ sein, der keine Vorsprünge 41 aufweist. Andere denkbare Anordnungen für den ersten stoßabsorbierenden Mechanismus 21 sind derart, daß die innere Umfangsfläche des äußeren Rohrs 10 sich in zylindrischem Flächenkontakt zu der äußeren Umfangsfläche des inneren Rohrs 11 befindet, und/oder derart, daß ein zylindrisches Element mit geringer Reibung zwischen der inneren Umfangsfläche des äußeren Rohrs 10 und der äußeren Umfangsfläche des inneren Rohrs 11 angeordnet wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Lenkvorrichtungen anwendbar, die zur Teleskopeinstellung und zur Neigungseinstellung ausgelegt sind, sondern auch auf solche Lenkvorrichtungen, die lediglich die Teleskopeinstellfunktion haben, jedoch nicht die Neigungseinstellfunktion.
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Anstelle des Lenkmechanismus vom oben beschriebenen Typ mit Zahnstange und Ritzel können beliebige verschiedene bekannte Lenkmechanismen verwendet werden, bspw. vom Typ mit Kugelumlaufspindel.
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Obgleich die vorliegende Erfindung somit im Detail mittels einer bestimmten Ausführungsform beschrieben worden ist, ergeben sich für Fachleute im Lichte der Offenbarung ohne weiteres Variationen, Modifikationen und Äquivalente. Demzufolge versteht sich, daß der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
