DE3732817C2

DE3732817C2 -

Info

Publication number: DE3732817C2
Application number: DE3732817A
Authority: DE
Inventors: Masumi Toyoake Aichi Jp Nishikawa; Hiroshi Nagoya Aichi Jp Watanabe
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1990-01-04
Also published as: US4785684A; DE3732817A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuersäulenstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine derartige Stelleinrichtung ist aus der DE-OS 32 29 481 be kannt. Die beiden Gewindespindeleinrichtungen sind hierbei un abhängig voneinander angeordnet und vollziehen durch den jeweili gen Betrieb die Teleskopbewegung einerseits sowie die Kippbe wegung andererseits. Hierdurch besteht ein erhöhter Raumbedarf für den unabhängigen Einbau der beiden Gewindespindeleinrichtungen. Darüber hinaus ist der obere Lenkwellenteil mit der Konsole ledig lich über das Universalgelenk sowie die Gewindespindel für den Kippbetrieb verbunden, wodurch die Neigung, daß Vibrationen vom Fahrzeugaufbau auf das Lenkrad übertragen werden, sich erhöht.

Eine weitere Steuersäulenstelleinrichtung ist aus der JP-OS 58-33 569 bekannt. Bei dieser bekannten Art einer Lenkeinrichtung umfaßt der Lenkwellenmechanismus eine untere sowie in obere Lenkwel le, die über Keilnuten teleskopisch verschiebbar verbunden sind. Die untere Lenkwelle ist an ihrem unteren Endabschnitt durch eine Abreißkonsole, die am Fahrzeugaufbau befestigt is, für Kipp- oder Schwenkbewegung gelagert. Die obere Lenkwelle wird von einer ersten oberen Konsole gehalten, während die untere Lenkwelle an einer oberhalb der Abreiß konsole befindlichen Stelle durch eine zweite obere Konsole gehalten wird. Zwischen der ersten sowie zweiten oberen Konsole ist eine erste Antriebseinrichtung vorgesehen, um die erste obere Konsole mit Bezug zur zweiten oberen Konsole zu bewegen. Hieraus folgt, daß durch eine Betätigung der ersten Antriebseinrichtung die obere Lenkwelle teleskopisch mit Bezug zur unteren Lenkwelle bewegt wird, um die Länge der Lenkwellenanordnung einzustellen.

Die zweite obere Konsole ist an der Abreißkonsole so ange bracht, daß sie in der Richtung des Kippens der Welle mit Bezug zur Abreißkonsole bewegt werden kann, um eine Schwenk- oder Kippbewegung der unteren Lenkwelle hervorzubringen. Eine zweite Antriebseinrichtung ist dazu vorgesehen, die zweite obere Konsole so zu betätigen, daß die untere Lenkwel le zusammen mit der ersten sowie zweiten Konsole und der ersten Antriebseinrichtung eine Schwenkbewegung ausführt.

Bei dieser bekannten Art einer Lenkeinrichtung sind längs der durch Keilnuten miteinander verbundenen oberen und unte ren Lenkwelle die erste obere Konsole, die zweite obere Kon sole, die die erste obere Konsole trägt, und die Abreißkon sole, die die zweite obere Konsole trägt, vorgesehen. Ferner ist zwischen der ersten sowie zweiten oberen Konsole die erwähnte erste Antriebseinrichtung vorhanden, die einen Elek tromotor für die teleskopische Bewegung der oberen Lenkwelle mit Bezug zur unteren enthält. Des weiteren befindet sich zwischen der zweiten oberen Konsole sowie der Abreißkonsole die erwähnte zweite Antriebseinrichtung, die einen Elektro motor für die Kippbewegung der Lenkwellen umfaßt. Es ist ferner auch notwendig, eine elektrische Schaltung zur Steue rung des Betriebs der Elektromotoren zur Verfügung zu haben.

Die bekannte Anordnung ist insofern mit Nachteilen behaftet, als die Antriebseinrichtung für die Teleskopbewegungen zwi schen den beiden bewegbaren Konsolen, d. h. der erste sowie zweiten oberen Konsole, angeordnet ist. Bei dieser Anordnung hat sich eine negative Wirkung in bezug auf die Eigenschaften und Kennwerte der Lenkeinrichtung zur Absorption von Vibra tionen herausgestellt, und es hat sich gezeigt, daß Vibratio nen vom Fahrzeugaufbau auf das Lenkrad übertragen werden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Steuer säulenstelleinrichtung der eingangs genannten Art so auszuge stalten, daß sich die Neigung zur Übertragung von Vibrationen vom Fahrzeugaufbau auf das Lenkrad verringert, während gleichzeitig bei geringerem Bauvolumen die Stelleinrichtung und deren Betrieb vereinfacht werden soll.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kenn zeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hin sichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuersäulenstelleinrichtung auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Der Lösung der Aufgabe sowie dem Erreichen des angegebenen Ziels und weiterer Ziele dient erfindungsgemäß eine ortsfe ste Konsole oder Trageinrichtung, die mit einem Paar von parallel zueinander angeordneten und mit Spindelmuttern in Eingriff befindlichen Gewindespindeln ausgestattet ist. Die Lenkwellenanordnung umfaßt eine untere, durch die orts feste Konsole drehbar gelagerte Lenkwelle und einen oberen Lenkwellensatz mit einem ersten Lenkwellenteil, das mit der unteren Lenkwelle für Teleskopbewegungen mit Bezug zur unte ren Lenkwelle durch Keilnuten verbunden ist, und mit einem zweiten Lenkwellenteil, das mit dem ersten Lenkwellenteil über eine eine Kipp- oder Schwenkbewegung um einen Schwenk punkt mit Bezug zum ersten Lenkwellenteil zulassende Verbin dung gekoppelt ist. Eine obere Konsole ist am oberen Lenk wellensatz vorgesehen, um die Spindelmuttern derart zu hal ten, daß eine im wesentlichen quer sich erstreckende, durch den Schwenkpunkt verlaufende Kipp- oder Schwenkachse be stimmt wird. Die obere Konsole ist an einem der Wellenteile des oberen Lenkwellensatzes befestigt und um eine mit der Kippachse fluchtende Achse verschwenkbar, wenn die eine der Spindelmuttern bei einer Drehung der Gewindespindel, durch die diese eine Mutter gedreht wird, axial bewegt wird.

Wenn die mit der einen Spindelmutter in Eingriff befindliche Gewindespindel gedreht wird, so wird diese eine Mutter be wegt, so daß die obere Konsole um die Kippachse zusammen mit dem Wellenteil, an dem die obere Konsole befestigt ist, eine Schwenkbewegung ausführt. Somit wird das zweite Wellen teil des oberen Lenkwellensatzes mit Bezug zum ersten Lenkwel lenteil gekippt. Wenn beide Gewindespindeln zugleich gedreht werden, daß wird die obere Konsole in der Achsrichtung der unteren Lenkwelle bewegt, womit eine Teleskopbewegung im oberen Wellensatz mit Bezug zur unteren Lenkwelle hervor gerufen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Antriebs einrichtung zum Antrieb der mit der anderen Spindelmutter in Eingriff befindlichen Gewindespindel vorhanden. Zwischen den beiden Gewindespindeln ist eine Drehmoment-Übertragungs einrichtung vorgesehen, die eine Kupplungseinrichtung umfaßt, um eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Gewinde spindeln in ausgewählter Weise zu unterbrechen. Die Betäti gung der Kupplungseinrichtung kann durch ein elektrisches, von einer geeigneten Einrichtung erzeugtes Steuersignal ge steuert werden. Hieraus folgt klar, daß sowohl die Kipp- wie die Teleskopbewegung durch nur eine einzige Antriebs einrichtung erzeugt werden können.

Die Aufgabe und die Ziele sowie die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils eines Steuersäulen mechanismus in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Mechanismus;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2;

Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 2;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt eine Lenkwellenanordnung mit einer Ab reißkonsole 2, die an einem (nicht gezeigten) Fahrzeugauf bau zu befestigen ist, und mit einer von der Konsole 2 dreh bar gelagerten unteren Lenkwelle 3. Ein oberer Lenkwellen satz 4 umfaßt ein erstes Lenkwellenteil 4 a, das mit der unteren Lenkwelle 3 für eine teleskopische Verschiebebewe gung durch Keilnuten verbunden ist. Ferner umfaßt der obere Lenkwellensatz 4 ein zweites Lenkwellenteil 4 b, das mit dem ersten Lenkwellensatz 4 a durch ein Universal- oder Kreuzgelenk 5 mit einem Zentrum oder Schwenkpunkt 5 a verbunden ist.

Die Abreißkonsole 2 trägt drehbar eine erste Gewindespindel 6, die an der Konsole 2 in der axialen Richtung unbeweglich gehalten ist. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, erstreckt sich die erste Gewindespindel 6 durch die Konsole 2 und weist an ihrem einen Ende ein Keilnutenteil 7 auf, in dessen Nach barschaft eine Kupplung 8 mit Kupplungsgliedern 13 und 14 angeordnet ist. Die Gewindespindel 6 ist am Kupplungsglied 13, das in eine in einer Mutter 10 ausgebildete umlaufende Nut eingreifende Stifte 9 hat, befestigt. Ein Kupplungsmotor 11 ist mit einer Schraubspindel 12 versehen, die die Abtriebs welle des Motors bildet. Die Mutter 10 steht mit der Schraub spindel 12 des Motors 11 in Eingriff, so daß sie bei einem Arbeiten des Motors 11 in axialer Richtung bewegt wird. Wenn die Mutter 10 (in Fig. 2) nach links bewegt wird, so wird das Kupplungsglied 13 der Kupplung 8 vom Kupplungsteil 14 gelöst, womit die Kupplung 8 ausgerückt ist. Wird die Mut ter 10 nach rechts hin bewegt, so kommt das Kupplungsglied 13 mit dem Kupplungsglied 14 in Eingriff, womit die Kupp lung 8 eingerückt ist. Im ausgerückten Zustand der Kupplung 8 wird die Drehung der Schraubspindel 6 vom Kupplungsglied 13 nicht auf das Kupplungsglied 14 übertragen. Ferner wird das Kupplungsglied 13 frei mit Bezug zur Mutter 10 gedreht, da die Stifte 9 lediglich in der umlaufenden Nut der Mutter 10 gleiten.

Wie die Fig. 5 zeigt, wird das Kupplungsglied 14 von der Abreißkonsole 2 getragen und hat einen äußeren Zahnkranz, der mit an einem Zwischenzahnrad 15, das koaxial zur unteren Lenkwelle 3 angeordnet ist, ausgebildeten Zähnen in Eingriff ist. Ferner trägt die Abreißkonsole 2 mit dem Zwischenzahn rad 15 kämmende Zahnräder 17. Aus der Zusammenschau von Fig. 1 und 4 ergibt sich, daß zweite Gewindespindeln 16 pa rallel zur ersten Gewindespindel 5 angeordnet und von der Konsole 2 drehbar gelagert sind. Die Gewindespindeln 16 sind jeweils mit den Zahnrädern 17 verbunden. Daraus folgt, daß bei eingerückter Kupplung 8 die Drehung der ersten Gewinde spindel 6 durch die Zahnräder 15 und 17 auf die zweiten Ge windespindeln 16 übertragen wird. Es ist hier darauf hinzu weisen, daß der Zahnrad-Getriebemechanismus durch einen Me chanismus mit Riemen und Riemenscheiben ersetzt werden kann.

Gemäß Fig. 4 ist ein Antriebsmotor M an der Abreißkonsole 2 befestigt, dessen Antriebswelle 18 durch ein Untersetzungs getriebe 19 mit einem am Keilnutenteil 7 der Gewindespindel 6 befestigten Zahnrad 20 verbunden ist. Hieraus folgt, daß bei Arbeiten des Antriebsmotors M die Gewindespindel 6 über das Untersetzungsgetriebe 19 gedreht und bei eingerückter Kupplung 8 die Drehung der Gewindespindel 6 durch die Kupp lung 8 sowie die Zahnräder 15 und 17 auf die zweiten Gewin despindeln 16 übertragen wird. Im ausgerückten Zustand der Kupplung 8 wird durch den arbeitenden Antriebsmotor M ledig lich die Gewindespindel 6 gedreht.

Wie die Fig. 1-3 zeigen, ist eine erste Spindelmutter 21 mit der ersten Gewindespindel 6 in Eingriff, während die zweiten Spindelmuttern 24 mit den zweiten Gewindespindeln 16 kämmen. Eine obere Konsole 23 ist am zweiten Lenkwellen teil 4 b des oberen Lenkwellensatzes 4 befestigt und mit zwei einander gegenüberliegenden Lagerarmen 23 a versehen, in denen vertikale Langlöcher 23 b ausgebildet sind. Die erste Spindel mutter 21 wird von der oberen Konsole 23 mit Hilfe von Schrau benbolzen 22, welche in die Langlöcher 23 B in den Lagerar men 23 a der oberen Konsole 23 eingreifen, getragen. Die zwei ten Spindelmuttern 24 sind mit der oberen Konsole 23 über Schraubenbolzen 25 verbunden, wobei diese Bolzen 25 kugelför mige Lagerungen 25 a aufweisen, die auf einer quer gerichte ten, durch den Schwenkpunkt 5 a des Kreuzgelenks 5 sich er streckenden Kippachse 5 b angeordnet sind. Hieraus folgt klar, daß die obere Konsole 23 und das zweite Lenkwellenteil 4 b des oberen Lenkwellensatzes 4 mit Bezug zum ersten Lenkwel lenteil 4 a um die Kippachse 5 b verschwenkbar sind.

Falls im Betrieb ein Kippvorgang befohlen wird, so wird der Kupplungsmotor 11 nicht erregt, womit die Kupplung 8 im aus gerückten Zustand gehalten wird. Wenn durch eine geeignete Fühleinrichtung festgestellt wird, daß die Kupplung 8 ausge rückt ist, dann wird der Antriebsmotor M erregt, so daß die erste Gewindespindel 6 durch das Untersetzungsgetriebe 19 gedreht wird. Damit wird die erste Spindelmutter 21 in der axialen Richtung des Lenkwellenteils 4 b des oberen Lenkwel lensatzes 4 bewegt, so daß die obere Konsole 23 und das zwei te Lenkwellenteil 4 b eine Schwenkbewegung mit Bezug auf das erste Lenkwellenteil 4 a ausführen, womit das Lenkwellenteil 4 b um die Kippachse 5 b gekippt wird.

Wird eine teleskopische Verschiebebewegung des oberen Lenk wellensatzes 4 mit Bezug zur unteren Lenkwelle 3 befohlen, dann wird der Kupplungsmotor 11 erregt, so daß die Kupplung 8 eingerückt wird. Damit wird die Drehung des Antriebsmotors M durch das Untersetzungsgetriebe 19 auf die erste Gewinde spindel 6 und dann von dieser Spindel 6 durch die Kupplung 8 sowie die Zahnräder 15 und 17 auf die zweiten Gewindespin deln 16 übertragen. Folglich werden die Spindelmuttern 21 und 24 in axialer Richtung der unteren Lenkwelle 3 bewegt, um eine teleskopische Verschiebung des oberen Lenkwellensat zes 4 mit Bezug zur unteren Lenkwelle 3 herbeizuführen.

Gemäß dem oben beschriebenen Mechanismus kann ein einziger Antriebsmotor sowohl die erste Gewindespindel 6 als auch die zweiten Gewindespindeln 16 antreiben, so daß das Gewicht des Steuersäulen- bzw. Lenkwellenmechanismus vermindert wer den kann. Die Anordnung, wobei die erste Gewindespindel un terhalb des oberen Lenkwellensatzes und die zweiten Gewinde spindeln oberhalb dieses Lenkwellensatzes angeordnet sind, ist insofern von Vorteil, als der Durchmesser des Kippmecha nismus nicht vergrößert werden muß.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Steuersäulenmechanismus mit einer kipp- sowie teleskopisch verstellbaren Lenkwellenanord nung eine von einer ortsfesten Konsole drehbar gelagerte untere Lenkwelle und einen oberen Lenkwellensatz mit einem ersten, teleskopisch mit der unteren Lenkwelle durch Keil nuten verbundenen Lenkwellenteil und mit einem mit dem ersten Lenkwellenteil für Schwenkbewegungen mit Bezug zu diesem durch ein Kreuzgelenk verbundenen zweiten Lenkwellenteil. Die ortsfeste Konsole trägt eine erste Gewindespindel und eine oder mehr zweite Gewindespindeln, die mit einer ersten Spindelmutter und zweiten Spindelmuttern jeweils kämmen, drehbar. Am zweiten Lenkwellenteil des oberen Lenkwellen satzes ist eine obere Konsole angeordnet, die mit den zwei ten Spindelmuttern für Schwenkbewegungen um eine querlie gende, durch den Schwenkpunkt des Kreuzgelenks laufende Kippachse verbunden ist. Die erste Spindelmutter wird von der oberen Konsole getragen, so daß eine Drehung der ersten Gewindespindel eine Kippbewegung des zweiten Lenkwellen teils des oberen Lenkwellensatzes hervorruft, während Dre hungen der ersten und zweiten Gewindespindeln eine tele skopische Bewegung des oberen Lenkwellensatzes erzeugen.

Bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre sind dem Fachmann Abänderungen und Abwandlungen der erläu terten, bevorzugten Ausführungsform an die Hand gegeben, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzuse hen sind.

Claims

1. Steuersäuleneinstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer kippbaren sowie teleskopisch verstellbaren Lenkwellenan ordnung, die eine untere Lenkwelle, eine diese Lenkwelle drehbar lagernde ortsfeste Konsole und einen oberen Lenk wellenansatz mit einem ersten Lenkwellenteil, das mit der unteren Lenkwelle für Teleskopbewegungen mit Bezug zu dieser durch Keilnuten verbunden ist und einem zweiten Lenkwellenteil, das mit dem ersten Lenkwellenteil für Schwenkbewegungen mit Bezug zu diesem durch eine einen Schwenkpunkt aufweisende Schwenkeinrichtung verbunden ist, wobei eine von der ortsfesten Konsole drehbar getragene erste Gewindespindeleinrichtung, die mit einer ersten Spindelmuttereinrichtung in Eingriff steht, sowie eine von der ortsfesten Konsole getragenen zweite Ge windespindeleinrichtung, die mit einer zweiten Spindelmutter einrichtung in Eingriff steht, vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine am zweiten Lenkwellenteil (4 b) des oberen Lenkwellen ansatzes (4) angebrachte obere Konsole (23), die mit der zweiten Gewindespindeleinrichtung (16) für Schwenkbewegungen mit Bezug zur zweiten Spindelmuttereinrichtung (24) um eine in Quer richtung sich durch den Schwenkpunkt (5 a) erstreckende Kipp achse (5 b) verbunden ist, wobei die erste Spindelmutterein richtung (21) an der oberen Konsole (23) so gehalten ist, daß eine Drehung der ersten Gewindespindeleinrichtung (6) eine Axialbewegung der ersten Spindelmuttereinrichtung (21) für eine Kippbewegung des zweiten Lenkwellenteils (4 b) des oberen Lenkwellensatzes (4) hervorruft und Drehungen der ersten sowie zweiten Gewindespindeleinrichtungen (6, 16) axiale Bewegungen der ersten sowie zweiten Spindelmuttereinrichtungen (21, 24), die zu einer Teleskopbewegung des oberen Lenkwellensatzes (4) mit Bezug zur unteren Lenkwelle (3) führen, hervorrufen.

2. Steuersäulenstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Antriebsmotoreinrichtung (M) für beide Gewindespindeleinrichtungen (6, 16) vorgesehen ist, die über eine Kupplungseinrichtung (8) miteinander in Wirkeingriff führ bar sind.

3. Steuersäulenstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kupplung (8) über einen Motor (11) be tätigbar ist.

4. Steuersäulenstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gewindespindelein richtung (6) und die zweite Gewindespindeleinrichtung zwei Gewindespindeln (16) umfaßt.

5. Steuersäulenstelleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (6) der ersten Gewindespindeleinrichtung unterhalb des oberen Lenk wellensatzes (4 a, 4 b) und die Gewindespindeln (16) der zweiten Gewindespindeleinrichtung oberhalb des oberen Lenkwellensatzes angeordnet sind.