DE2558985A1

DE2558985A1 - Feststellvorrichtung an einer schwenkbaren lenkvorrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2558985A1
Application number: DE19752558985
Authority: DE
Inventors: Yoshio Shishido
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-12-28
Filing date: 1975-12-29
Publication date: 1976-07-15
Also published as: DE2558985C2; JPS5185925U; GB1523638A; US4041796A

Description

BLUMBACH · WESER · EEFiGE^ KRAMER

ZWIRNER · HIRSCH 255838 5

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckesiraße 43 Telefon (089) 383603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha 75/8742

Toyota-shi, Japan

Feststellvorrichtung an einer schwenkbaren Lenkvorrichtung

für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Feststellvorrichtung für eine schwenkbare Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, mit der das Lenkrad in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf den Fahrer eingestellt und gehalten werden kann.

Es ist bereits eine Feststellvorrichtung an einer schwenkbaren Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeug^» vorgeschlagen worden, welche zwei passende Bügel, die an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt sind, eine Lenksäule, innerhalb der die Lenkwelle gelagert ist, und einen Feststellhebel, mit dem die passenden Bügel aneinander festgelegt werden, aufweist. Bei dieser

München: Kramer. Or. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Siu^bacn · Dr. Berge-i · Zwirner

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bekannten Feststellvorrichtung besteht jedoch das Problem, den Feststellhebel so anzuordnen, daß eine unbeabsichtigte Lösung des Feststellhebels durch die Beine des Fahrers.durch Schwingungen der Fahrzeugkarosserie und/oder Stoßeinwirkungen auf die Lenksäule ausgeschlossen ist. Weitere Schwierigkeiten bestehen darin, die Arretierung des Feststellhebels in der verriegelten Stellung zu erkennen und die gegenseitige Feststellung der angepaßten Bügel zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Feststellvorrichtung für eine schwenkbare Lenkvorrichtung bereitzustellen, bei der der Feststellhebel in der verriegelten Stellung eine Lage einnimmt, die jenseits des Totpunktes der Drehbewegung eines an einem Feststellbolzen angelenkten Exzenters liegt, so daß die Lenksäule im gewünschten Winkel in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeuges stabil festgehalten wird, und wobei der Feststellhebel parallel zur Lenksäule ausgerichtet ist, um eine unbeabsichtigte Lösung des Feststellhebels durch die Beine des Fahrers zu verhindern.

Die Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den

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Figuren und den Unteransprüchen. Die Erfindung wird anhand von 9 Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer schwenkbaren Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößerter perspektivischer Darstellung den Verbindungsbügel gemäß Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Draufsicht den Abreißbügel nach Fig. Ϊ;

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung den Schnitt längs der Linie 4-4 nach Fig. 1;

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung den vertikalen Schnitt längs der Linie 5-5 nach Fig. 1;

Fig. 6 in vergrößerter Darstellung den Feststellhebel nach Fig. 4j

Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 in vergrößerter Darstellung den vertikalen Schnitt längs der Linie 8-8 nach Fig. 7» und

Fig. 9 in einer Draufsicht dfe Feststellhebelanordnung gemäß Fig. 8.

Mit Fig. 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Die dargestellte

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Lenkwelle 10 besteht aus der unteren Spindel 11 und der oberen Spindel 12, welche über ein Kreuzgelenk 13 miteinander verbunden sind. An ihrem unteren Ende ist die untere Spindel 11 mit einer üblichen Stoßenergie absorbierenden Vorrichtung 14 verbunden, welche ihrerseits über eine übliche (nicht dargestellte) elastische Kupplung mit einem (nicht dargestellten) Gehäuse des Lenkgetriebes verbunden ist. Die energieabsorbierende Vorrichtung 14 enthält nachgiebiges Vollmaterial, wie synthetischen Silicon-Gummi, welcher zur Absorption von Stoßenergie durch entsprechende öffnuigen der Vorrichtung 14 herausgedrückt wird. Die obere Spindel 12 ist innerhalb einer Lenksäule 16 gelagert. An ihrem oberen Ende ist ein Lenkrad 15 befestigt.

Die Lenksäule 16 ist einstückig mit einem Verbindungsbügel von U-förmigem Querschnitt verbunden. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, erstreckt sich der Verbindungsbügel 17 nach unten und ist an seinen gegenüberliegenden Abschnitten 17a, 17a» die der Mitte des Kreuzgelenkes 13 entsprechen, schwenkbar am rechten und am linken Arm 21R bzw. 21L eines Haltebügels 21 angelenkt, wie das mit den Bezugszeichen P, P in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Der Verbindungsbügel weist ferner eine Hülse 18 auf, welche quer am vorderen Ende des Verbindungsbügels 17 befestigt ist, was besonders gut in Fig. 2 zu erkennen ist.

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Wie aus Fig. 5 ersichtlich, -weist der Haltebügel 21 U-förmigen Querschnitt auf und ist an einem feststehenden Bügel 23 befestigt, welcher über einen üblichen Abreißbügel 24 mit der feuerdämmenden Wand 22 verbunden ist. Wie weiterhin aus Fig. 5 zu entnehmen ist, weisen der rechte und linke Arm 21R bzw. 21L des Haltebügels 21 jeweils an ihren unteren Abschnitten kreisförmige Bohrungen 21a, 21a auf, deren Mittelpunkt mit dem der Drehzapfen P, P übereinstimmt. Aufgrund dieser Anordnung ist die Lenksäule 16 vertikal um die Drehzapfen P, P in Bezug auf den Haltebügel 21 schwenkbar. Ferner ist der Verbindungsbügel 17 an seinem unteren Ende mittelsjder erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung 30 an den unteren Abschnitten der Tragarme 21R, 21 L in der Weise befestigt, daß die Lenksäule 16 gegenüber der unteren Spindel 11 in einem ausgewählten Winkel festgehalten wird.

Wie am besten aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, enthält die Feststellvorrichtung 30 einen Bolzen 31» der durch die kreisförmigen -Bohrungen 21a, 21a der Tragarme 21R, 21L in Querrichtung in die Hülse 18 des Verbindungsbügels 17 eingesetzt ist, ferner eine Feststellmutter 32, welche auf das linke Ende des Bolzens 31 aufgeschraubt ist und an einer Beilagscheibe 39 anliegt, einen Exzenter 33» der mittels eines Stiftes 3^ am rechten Ende des Bolzens 31 angelenkt ist, einen Feststellhebel 35» der einstückig mit dem Exzenter 33 verbunden ist und ferner einen Satz aus einer Beilagscheibe 36,

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einer Tellerfeder 37 und einer Druckplatte 38, welche auf dein Bolzen 31 zwischen dem Exzenter 33 und dem rechten Arm 21R des Haltebügels 21 angeordnet sind. Wie weiterhin aus Fig. 5 ersichtlich ist, umfaßt der Bolzen 31 einen Abschnitt 31a_? der innerhalb der Hülse 18 des Verbindungsbügels 17 verläuft, einen Kragen 31b, der an der kreisförmigen Bohrung 21a am rechten Tragarm 21E anliegt und eine Drehung des Bolzens 31 verhindert, und ferner ein Zopfstück 31c, um hierauf den Exzenter 33 zu lagern. Das Kopfstück 31c des Bolzens 31 weist eine Anschlagfläche 31d auf, an welcher der Exzenter 33 anliegt, wenn dieser so weit gedreht worden ist, daß er sich in entriegelter Stellung befindet, wie das mit Fig. 4· dargestellt ist.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, weist der Exzenter 33 U-förmigen Querschnitt auf mit einer halbkreisförmigen Exzenterfläche 33a, einer planen, die Arretierung gewährleistenden Feststellfläche 33b und einer Anschlagfläche 33c, die mit der Anschlagfläche 31d des Bolzens 31 in Berührung zu bringen ist. Der Exzenter ist in der Weise an den Bolzen 31 angelenkt, daß in der verriegelten Stellung die Mitte Op der Exzenterfläche 33a gegen die zentrale Achse CL des Stiftes 34· nach links und oben (bezogen auf die Darstellung gem. Fig 6) um die Abstände A bzw. B verschoben ist. Der Feststellhebel 35 ist in der Weise angeordnet, daß er in der verriegelten Stellung im wesentlichen parallel zu der Lenksäule 16 ausgerichtet ist, während er in

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der entriegelten Stellung (vgl. die Fig. 1 und 4) quer zur Lenksäule 16 ausgerichtet ist.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise der Feststellvorrichtung im einzelnen erläutert werden. Während sich die Feststellvorrichtung 30 in verriegelter Stellung befindet (was in Fig. mit durchgehenden Linien dargestellt ist), wird der Verbindungsbügel 17 unter Druck zwischen den beiden Armen 21B und 21L des Haltebügels 21 eingeklemmt und unter einer vorgegebenen Federkraft der Tellerfeder 37 gehalten, welche durch die plane, die Arretierung gewährleistende Feststellfläche 33b am Exzenter 33 über die Druckplatte 38 zusammengepreßt wird, so daß die obere Spindel 12 im ausgewählten Winkel zu dem Lenkrad 15 festgehalten wird, wodurch wiederum das Lenkrad in einem vorgegebenen Winkel zum Fahrer gehalten wird. In dieser verriegelten Stellung der Feststellvorrichtung 30 befindet sich der Feststellhebel 35 jenseits des Totpunktes seiner Drehbewegung bzw. jenseits desjenigen Punktes, bis zu dem sich die Spannung der Tellerfeder 37 ändert, was in Fig.6 mit strich-punktierten Linien dargestellt ist. Daraus ergibt sich, daß selbst wexm der eine Drehmasse aufweisende Feststellhebel infolge von Schwingungen der Fahrzeugkarosserie und/oder Stoßeinwirkungen auf die Lenkwelle 10 eine gewisse Drehbewegung ausübt, der Feststellhebel 35 aufgrund der von der Tellerfeder ausgehenden Federkraft wieder in seine verriegelte Stellung zurückkehrt und dort gehalten wird. Darüber-

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hinaus wird jegliche Drehbewegung des Bolzens 31 dadurch verhindert, daß der Kragen 31b des Bolzens 31 an der kreisförmigen Bohrung 21a des rechten Tragarms 21R anliegt; auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Feststellhebel 35 stets in paralleler Lage zur Lenksäule 16 gehalten wird und während der Fahrt nicht durch die Beine des Fahrers bewegt • werden kann.

Soll der Winkel des Lenkrades 15 in Bezug auf den Fahrer eingestellt werden, dann wird der Feststellhebel 35 über den Totpunkt seiner Drehbewegung hinaus gedreht, um die Feststellvorrichtung 33 zu lösen. Beim vorliegenden Beispiel wird die Drehbewegung des Feststellhebels 35 dadurch begrenzt, daß die Anschlagflächen am Exzenter 33 und am Bolzen 31 aneinander zu liegen kommen. Es geht in dieser Stellung von der Tellerfeder 37 noch eine gewisse Druckkraft aus, welche den Verbindungsbügel 17 im eingeklemmten Zustand zwischen den beiden Armen 21R und21L des Haltbügels 21 hält. Dadurch wird verhindert, daß die obere Spindel 12 infolge ihres Gewichtes nach unten um den .Drehzapfen P, P gedreht wird.

Auf diese Weise kann das Lenkrad 15 frei um den gewünschten Betrag geschwenkt werden und die obere Spindel 12 wird entsprechend mit ihrer Drehachse am Kreuzgelenk 13 geschwenkt und der Verbindungsbügel 17 wird entsprechend mit seiner Drehachse an den Zapfen P, P gedreht. Nachdem der Feststell-, hebel 35 wieder über den Totpunkt seiner Drehbewegung hinaus

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in die Stellung parallel zur Lenksäule 16 zurückbewegt worden ist, liegt die plane, die Arretierung gewährleistende Feststellfläche 53b des Exzenters 33 wieder federnd an der Druckplatte 38 an, um die Feststellvorrichtung 30 zu arretieren, so daß das Lenkrad 15 im ausgewählten Winkel zum Fahrer festgehalten wird. Es soll bemerkt werden, daß, wenn ein gewisser Abrieb an der Exzenterfläche 33a des Exzenters 33 festgestellt wird, die Feststellmutter 32 weiter nach innen geschraubt werden kann, um diesen Abrieb auszugleichen.

Durch die Fig. 7i 8 und 9 wird eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, wobei sich gleiche Bezugsziffern und -zeichen jeweils auf die gleichen Einzelteile und Abschnitte der oben erläuterten Ausführungsform beziehen. Vie aus Fig. 7 ersichtlich, ist eine Lenkwelle 110 innerhalb eines oberen und eines unteren Lenksäulenabschnittes 116 bzw. 111 gelagert. Das untere Ende der Lenkwelle 110 ist mit einem üblichen (nicht dargestellten) Gehäuse eines Lenkgetriebes über eine-elastische Kupplung 113 verbunden, während am oberen Ende der Lenkwelle 110 das Lenkrad 15 angebracht ist. Der obere Lenksäulenabschnitt 116 kann teleskopartig über den unteren Lenksäulenabschnitt 111 geschoben werden, und eine übliche, kugelförmige, Stoßenergie absorbierende Vorrichtung 114· ist innerhalb der Kupplungsbereiche zwischen oberem und unterem Lenksäulenabschnitt 116 und 111 eingebaut.

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Mittels einer Feststellvorrichtung 130 wird der obere Lenksäulenabschnitt 116 schwenkbar von einem Haltebügel 121 gehalten. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind zwei sich nach unten erstreckende Verbindungsbügel 1171 117 &^η gegenüberliegenden Seiten des oberen Lenksäulenabschnittes 116 befestigt. Die- .Verbindungsbügel 117» 117 weisen eine quer verlaufende Verstärkung 119 und eine Hülse 118 auf, die einstückig an den freien Enden der Verbindungsbügel befestigt ist. Der Haltebügel 121 weist U-förmigen Querschnitt auf und ist an dem feststehenden Bügel 23 befestigt, welcher mittels eines Abreißbügels 24 an der feuerdämmenden Wand 22 befestigt ist. Zwei Arme, nämlich ein rechter Arm121E und ein linker Arm 121L des Haltebügels 121 weisen in ihren unteren Abschnitten kreisförmige Bohrungen 121a, 121a auf, deren Mittelpunkte mit denen der elastischen Kupplung 113 übereinstimmen, wie das mit Fig. 8 dargestellt ist.

Die Wirkungsweise der Feststellvorrichtung 130 ist im wesentlichen die gleiche wie jene der oben erläuterten Feststellvorrichtung 30; es bestehen jedoch einige Unterschiede hinsichtlich der Form der Feststellmutter 132 und der Form und der Lagerung des Exzenters 133· Die Feststellmutter 132 ist eine Flügelmutter und dient dazu, die auf die Verbindungsbügel 117 ausgeübte Elemmkraft einzustellen. Wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich, weist der Exzenter 133 eine halbkreisförmige Exzenterfläche 133a auf, ferner eine plane,

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die Arretierung gewährleistende Feststellfläche 133b und eine Anschlagfläche 133c. Der Exzenter 133 ist in der Weise auf der Achse des Bolzens 31 gelagert, daß die Mitte O2 der Exzenterfläche 133a nach links (bezogen auf die Darstellung gem. Fig. 9) S^eS^en ä-ie zentrale Achse O^ des Stiftes 34· um den Abstand C verschoben ist.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Einstellung der Schrägstellung des Lenkrades 15 mit einer Schwenkachse an der elastischen Kupplung 113 durchgeführt. Alle weiteren Funktionen entsprechen im wesentlichen denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsformen der Verbindungsbügel 17 bzw. 117 an der Lenksäule 16 oder am oberen Lenksäulenabschnitt 116 befestigt ist und im geklemmten Zustand durch die zwei Arme des fialtebügels 21 bzw. 121 gehalten wird, welcher seinerseits an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt ist, kann der Haltebügel 21 bzw. 121 auch durch den Verbindungsbügel 17 bzw. 117 im geklemmten Zustand gehalten werden. Darüberhinaus kann die Tellerfeder 37 durch andere federnde Mittel am Bolzen 31 ersetzt sein.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER . HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 25 5 8 9 8 5

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212513 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Patente η s ρ f ü c h e

Λ.} Feststellvorrichtung an einer schwenkbaren Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit einer schwenkbar mit einem Lenkgetriebe verbundenen Lenkwelle, die innerhalb einer Lenksäule gelagert ist und mit einem an der Lenkwelle befestigten Lenkrad gekennzeichnet durch

einen ersten Bügel (21), der an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und zwei einander gegenüberliegende Arme aufweist;

einen zweiten Bügel (17)ι der an der Lenksäule (16) befestigt ist und zwei einander gegenüberliegende Arme aufweist, welche mit den beicen Armen des ersten Bügels verbunden und an diesen angelenkt sind, um die Lenksäule in einem gewünschten Winkel zu halten;

einen Feststellbolzen (31)» der quer durch die miteinander verbundenen Abschnitte des ersten und zweiten Bügels

München: Kramer. Dr. Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner ~ · > "~

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hindurchgeführt ist;

eine Feststellmutter (32), die auf ein Ende des Feststellbolzens (31) an einer Seite der miteinander verbundenen Abschnitte des ersten und zweiten Bügels aufgeschraubt ist;

eine Druckplatte (38), die verschiebbar am anderen Ende des Feststellbolzens an der anderen, der Feststellmutter gegenüberliegenden Seite der miteinander verbundenen Abschnitte des ersten und zweiten Bügels befestigt ist;

Nocken bzw.
einen/Exzenter (33)> der an der Außenseite der Druckplatte drehbar am anderen Ende des Feststellbolzens angelenkfc ist und eine gekrümmte Exzenterfläche (33a) und eine plane Feststellfläche (33b) aufweist, wobei der Exzenter mit der gekrümmten Fläche die Druckplatte in Richtung auf die Feststellmutter zu drückt, während der Exzenter in der verriegelten Stellung mit der planen Feststellfläche unter Druck an- der Druckplatte anliegt, und der Mittelpunkt (Oo) der gekrümmten Exzenterfläche gegenüber der Exzenter-Drehachse (CL), so exzentrisch angeordnet ist, daß die plane Feststellfläche des Exzenters Jenseits des Totpunktes der Drehbewegung des Exzenters mit der Druckplatte in Berührung kommt und

einen Feststellhebel (35), eier so einstückig mit dem Exzenter verbunden ist, daß er in der verriegelten Stellung

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im wesentlichen parallel zu der Lenksäule ausgerichtet ist,

so daß in verriegelter Stellung des Feststellhebels der erste und der zweite Bügel gegenseitig zwischen der Feststellmutter und der Druckplatte festgelegt werden, die durch die plane Feststellfläche des Exzenters gegeneinander gedrückt- werden und das Anliegen des Exzenters an der Druckplatte durch die am Feststellbolzen erzeugte Gegenkraft aufrechterhalten wird.
2. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß am anderen Ende des Feststellbolzens (31) an der Innenseite der Druckplatte (38) ein Federelement (37) eingebaut ist, welches in der verriegelten Stellung der Feststellvorrichtung von der planen Feststelloberfläche (33b) des Exzenters (33) über die Druckplatte zusammengedrückt wird.
3. Feststellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Federelement aus einer Tellerfeder (37) besteht, welche über eine Beilagscheibe (36) an den miteinander verbundenen Abschnitten des ersten und zweiten Bügels (21, 17) anliegt ·
4-, Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß in der

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verriegelten Stellung der Feststellvorrichtung der Exzenter (33) in der Weise an dem Bolzen (31) "bzw. auf dessen Achse angelenkt ist, daß der Krüinmungsmittelpunkt (O2) der gekrümmten Exzenterfläche (33a) auf der Achse dieses Bolzens liegt und gegenüber der Drehachse (0>j) des Exzenters nach innen verschoben ist.
5. Feststellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bügel (17) eine Hülse (18) aufweist, welche quer verlaufend an gegenüberliegenden Enden von zwei gegenüberliegenden Armen befestigt ist, um den Feststellbolzen (31) aufzunehmen.

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