DE4029573C2 - Lenkvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvor­ richtung, insbesondere auf eine Lenkvorrichtung mit tele­ skopischer Betätigung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Lenkvorrichtung von dem oben beschriebenen Typ ist z. B. in der JP 1(1989)-190578 A1 offenbart, die auch vom Anmelder der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde.

Dieser Stand der Technik umfaßt einen ortsfesten Träger, der an einem Element eines Fahrzeugkörpers befestigt ist, eine ortsfeste Welle, die drehbar vom ortsfesten Träger ge­ stützt wird, einen beweglichen Träger, der axial verschieb­ bar mit dem ortsfesten Träger verbunden ist, eine bewegli­ che Welle, die mit der ortsfesten Welle so verbunden ist, daß sie relativ zu dieser axial verschiebbar ist und zusam­ men mit ihr als eine Einheit drehbar ist und daß sie am be­ weglichen Träger drehbar gelagert ist, und eine Antriebs­ einrichtung, die am ortsfesten Träger angeordnet ist und mit dem beweglichen Träger verbunden ist, um den bewegli­ chen Träger zusammen mit der beweglichen Welle relativ axial zu beiden, dem ortsfesten Träger und der ortsfesten Welle zu bewegen. Bei diesem Stand der Technik wird die Steifigkeit der Lenkvorrichtung durch die Reibkraft er­ zeugt, die am Gelenk des ortsfesten und des beweglichen Trägers oder am Gelenk der ortsfesten und der beweglichen Welle erzeugt wird. Dementsprechend ist es notwendig, um die Steifigkeit der Lenkvorrichtung zu verbessern, die zwi­ schen ortsfestem und beweglichem Träger oder zwischen orts­ fester und beweglicher Welle auftretende Reibkraft zu erhö­ hen. Jedoch wird der Gleitwiderstand entsprechend erhöht, wenn die Reibkraft erhöht wird, so daß kein gleichmäßiges Gleiten des beweglichen Trägers und der beweglichen Welle erreicht werden kann. Zusätzlich erhöht sich die Größe der Antriebseinrichtung, die das Gleiten des beweglichen Trä­ gers und der Welle verursacht und Nachteile wie erhöhter Raumbedarf und Kosten ergeben sich.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 38 39 808 ist es bekannt, einen Stellmotor mit einer integrierten Reibungsbrause zu versehen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenkvorrichtung zu schaffen, die so ausgestaltet ist, daß die Steifigkeit ver­ bessert ist, ohne dabei den Gleitwiderstand des beweglichen Trägers und der Welle zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Lenkvorrichtung durch die Merkmale, wie sie im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben sind, gelöst.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Lenkvorrichtung einen ortsfe­ sten Träger, der an einem Element eines Fahrzeugkörpers be­ festigt ist, eine ortsfeste Welle, die drehbar vom ortsfe­ sten Träger gestützt wird, einen beweglichen Träger, der axial verschiebbar mit dem ortsfesten Träger verbunden ist, eine bewegliche Welle, die mit der ortsfesten Welle so ver­ bunden ist, daß sie relativ zu dieser axial verschiebbar ist und zusammen mit ihr als eine Einheit drehbar ist und daß sie am beweglichen Träger drehbar gelagert ist, eine Antriebseinrichtung, die am ortsfesten Träger angeordnet ist und mit dem beweglichen Träger verbunden ist, um den beweglichen Träger zusammen mit der beweglichen Welle rela­ tiv axial zu beiden, dem ortsfesten Träger und der ortsfe­ sten Welle zu bewegen, und eine Steuereinrichtung, die die Höhe der Reibkraft zwischen dem ortsfesten Träger und dem beweglichen Träger regelt.

Die Steuereinrichtung umfaßt - in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung - ein Druckübertragungselement, das dem beweglichen Träger gegen­ überliegt, ein Druckelement, welches das Druckübertragungs­ element trägt und welches entlang einer schrägen Oberfläche des ortsfesten Trägers verschiebbar ist, und ein Bauteil, welches das Druckelement entlang der schrägen Oberfläche des ortsfesten Trägers bewegt, wobei das Druckübertragungs­ element zum bzw. vom beweglichen Träger hin bzw. weg bewegt wird. Das Bauteil, welches die Bewegung erzeugt, ist ein Elektromotor.

Die Wirkung der oben beschriebenen Anordnung ist die, daß der bewegliche Träger normalerweise am ortsfesten Träger gehalten wird, und zwar durch den Druck, der vom Drucküber­ tragungselement durch die Betätigung der Steuereinrichtung übertragen wird. Wenn der bewegliche Träger zu bewegen ist, wird der Druck vom Druckübertragungselement mittels Betä­ tigung der Steuereinrichtung aufgehoben. Somit ist es mög­ lich, die Steifigkeit der Lenkvorrichtung zu verbessern und gleichzeitig den Gleitwiderstand des beweglichen Trägers zu minimieren.

Die obenstehende Aufgabe, sowie weitere Merkmale und Vor­ teile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschrei­ bung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen deutlicher; in den Zeich­ nungen haben gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen und es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Lenkvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht der Ausführungsform aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform aus Fig. 1 und Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils der erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 5 einen Querschnitt, der in Fig. 2 entlang der Li­ nie IV-IV verläuft;

Fig. 6 einen Querschnitt entsprechend Fig. 5, der die Anordnung während einer teleskopischen Betätigung dar­ stellt;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm, welches die Arbeitsweise der Lenkvorrichtung darstellt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird an­ schließend mit Bezug zu den Zeichnungen be­ schrieben.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 3 hat eine Losbrechbremse ein mittels einer Büchse 2 befestigtes Standrohr 3. Das Stand­ rohr 3 ist an einem Element eines Fahrzeugkörpers durch einen Träger 4 befestigt. Ein Teleskoprohr 6 ist axial ver­ schiebbar an der Losbrechbremse durch eine Büchse 5 und die Büchse 2 gehalten. Ein Halter 7 ist am Teleskoprohr 6 befestigt. Eine Kippbremse 8 ist mittels Bolzen 9 am Halter 7 verschwenkbar abgestützt. Eine untere Hauptwelle 10 ist an der Losbrechbremse und dem Standrohr 3 drehbar gela­ gert. Ähnlich ist eine obere Hauptwelle 12 an der Kipp­ bremse 8 drehbar gelagert. Eine mittlere Hauptwelle 11 ist verschiebbar mit der unteren Hauptwelle 10 verbunden. Die mittlere Hauptwelle 11 ist durch ein Gelenk 13, das an der mittleren Hauptwelle 11 mit Bezug zu den Bolzen 9 koaxial angeordnet ist, verschwenkbar mit der oberen Hauptwelle 12 verbunden. Die mittlere Hauptwelle 11 ist innerhalb des Te­ leskoprohres 6 und des Halters 7 angeordnet.

Ein Teleskopmotor 14 ist an der Losbrechbremse befestigt. Eine Teleskopschraube 16, die drehbar durch die Losbrech­ bremse gehalten ist, ist mittels einer Reduktionseinrich­ tung 15, die aus einer Schnecke 15a und einem Schneckenrad 15b besteht, die an der Losbrechbremse angeordnet sind mit einer Drehwelle des Teleskopmotors 14 verbunden. Eine Teleskopmutter 17 ist mit dem Teleskoprohr 6 starrverbunden und mit der Teleskopschraube 16 in Gewinde-Eingriff ge­ bracht. Bei dieser Anordnung rotiert die Teleskopschraube 16 durch die Reduktionseinrichtung 15, wenn der Teleskopmo­ tor 14 eingeschaltet wird. Die Rotation der Teleskop­ schraube 16 bewirkt, daß die Teleskopmutter 17 axial ent­ lang der Teleskopschraube 16 gleitet, verursacht durch den Gewinde-Eingriff. Somit gleiten das Teleskoprohr 6, der Halter 7 und die Kippbremse 8 zusammen als eine Einheit re­ lativ zur Losbrechbremse und dem Standrohr 3, sowie zur gleichen Zeit die mittlere Hauptwelle 11 und die obere Hauptwelle 12 zusammen als eine Einheit relativ zur unteren Hauptwelle 1 gleiten (d. h., es wird eine teleskopische Be­ tätigung ausgeführt).

Ein Kippmotor 18 ist an der Losbrechbremse befestigt. Eine Kippschraube 20, die drehbar vom Halter 7 gehalten wird, ist mittels einer Reduktionseinrichtung 19, die aus einer Schnecke 19a und einem Schneckenrad 19b besteht, die an der Losbrechbremse angeordnet sind mit dem Kippmotor 18 verbunden. Anzumerken ist, daß die Reduktionseinrichtung 19 und die Kippschraube 20 sich gegenseitig in Keilwellen- Verbindung befinden, so daß die Kippschraube 20 axial ver­ schiebbar ist, obwohl darauf die Rotation von der Redukti­ onseinrichtung 19 übertragen wird, um die oben beschriebene teleskopische Betätigung auszuführen. Eine Kippmutter 21 ist am Halter 7 so angeordnet, daß die Mutter 21 an einer axialen Verschiebung relativ zum Halter 7 gehindert wird. Die Kippmutter 21 steht in Gewinde-Eingriff mit der Kipp­ schraube 20 und ist mit der Kippbremse 8 durch Bolzen 22 verbunden. Bei dieser Anordnung rotiert die Kippschraube 20 mittels der Reduktionseinrichtung 19, wenn der Kippmotor 18 betrieben wird. Die Rotation der Kippschraube 20 bewirkt, daß die Kippmutter 21 relativ zur Kippschraube 20 axial gleitet, verursacht durch den Gewinde-Eingriff. Da das axiale Gleiten der Kippmutter 21 relativ zum Halter 7 ver­ hindert wird, wird die Antriebskraft der Mutter 21 mittels der Bolzen 22 auf die Kippbremse 8 übertragen. Somit ver­ schwenkt die Kippbremse 8 vertikal um die Bolzen 9 relativ zum Halter 7 entsprechend der Lage-Beziehung zwischen den Bolzen 9 und 22, sowie zur gleichen Zeit die obere Haupt­ welle 12 relativ zur mittleren Hauptwelle 11 vertikal zum Gelenk 13 verschwenkt (d. h., es wird eine Kippbetätigung ausgeführt).

Wie in den Fig. 3 bis 6 gezeigt, ist ein Sperrbolzen 25 durch eine Reduktionseinrichtung 24, die aus einer Schnecke 24a, einem Schneckenrad 24b und Zahnrädern 24c und 24d be­ steht mit einem Sperrmotor 23 verbunden. Der Sperrbolzen 25 ist verschiebbar in einem Paßloch 26 gehalten, das über die Breite flach ausgeführt ist und in einer Seite eines unteren Teils der Losbrechbremse ausgeformt ist, so daß die Rotation des Sperrbolzen 25 durch das Paßloch 26 ver­ hindert wird. Der Sperrmotor 23 und die Reduktionseinrich­ tungselemente 24a, 24b und 24c sind in einem Gehäuse 27 un­ tergebracht, das an der Seite des unteren Teils der Los­ brechbremse befestigt ist. Das Reduktionseinrichtungsele­ ment 24d und die Verbindungsstelle des Elements 24d und der Sperrbolzen 25 sind zwischen der Losbrechbremse und dem Gehäuse 27 angeordnet, wobei sie durch eine Büchse positio­ niert sind, die als Lagerung für das Element 24d dient. Auf der unteren Seite eines Stauraums 1a, der in der Losbrech­ bremse vorgesehen ist, ist ein Raum 28 ausgeformt, der das Teleskoprohr 6 aufnimmt, wobei der Raum 28 eine schräge Bodenfläche 28a hat. Eine Preßeinrichtung 29 (Teil einer Reibeinrichtung) ist im Raum 28 angeordnet. Die Preßeinrichtung 29 hat eine schräge Ober­ fläche 29a, die sich im Gleitkontakt mit der schrägen Flä­ che 28a befindet. Die Preßeinrichtung 29 ist mit dem Sperr­ bolzen 25 in Kontakt. Zwischen der Preßeinrichtung 29 und dem Teleskoprohr 6 ist eine Druckübertragungseinrichtung 30 (Teil der Reibeinrichtung) angeordnet, die geeignet ist, um gegen das Teleskoprohr 6 zu drücken. Bei dieser Anordnung gleitet der Sperrbolzen 25 mittels der Reduktionseinrichtung 24, während er von der Losbrechbremse geführt wird, wenn der Sperrmotor 23 betä­ tigt wird. Die Gleitbewegung des Sperrbolzens 25 zwingt die Preßeinrichtung 29 aufwärts zu gleiten, verursacht durch den Gleitkontakt zwischen den schrägen Oberflächen 28a und 29a. Die Gleitbeweung der Preßeinrichtung 29 zwingt die Druckübertragungseinrichtung 30 zu gleiten und fest gegen das Teleskoprohr 6 zu drücken. Somit steigt die Reibkraft, die zwischen Teleskoprohr 6 und Druckübertragungseinrich­ tung 30 auftritt beachtlich, um die benötigte Steifigkeit der Lenkvorrichtung sicherzustellen. Falls der Sperrmotor 23 umgekehrt betrieben wird, gleitet der Sperrbolzen 25 in der entgegengesetzten Richtung zu oben, so daß das Teleskop­ rohr 6 vom Druck befreit wird, der durch die Druckübertra­ gungseinrichtung 30 eingeleitet wird. Somit sinkt die zwi­ schen Teleskoprohr 6 und Druckübertragungseinrichtung 30 wirkende Reibkraft und das Teleskoprohr 6 kann leicht glei­ ten. Die oben beschriebene Betätigung kann wie im Zeitdia­ gramm aus Fig. 7 gezeigt, ausgeführt werden. Genauer gesagt wird die Druckübertragungseinrichtung 30 normalerweise ge­ gen das Teleskoprohr 6 gepreßt, um eine ausreichende Reib­ kraft zu erhalten, die die benötigte Steifigkeit sicher­ stellt. Falls der Teleskopbetätigungsschalter (nicht ge­ zeigt) betätigt wird, wird der Teleskopmotor 14 aktiviert, um eine teleskopische Betätigung zu starten, sowie gleich­ zeitig der Sperrmotor 23 betätigt wird, um das Teleskoprohr 6 vom Druck zu befreien, der von der Druckübertragungsein­ richtung 30 übertragen wird, und damit die Reibkraft zu senken. Im Ergebnis sinkt der Widerstand gegen das Gleiten des Teleskoprohres 6 und eine sanfte teleskopische Betätigung ist sichergestellt. In Antwort auf eine Tele­ skopbetätigungsabschlußsignal wird der Teleskopmotor 14 ausgeschaltet, während der Sperrmotor 23 aktiviert wird, um die Druckübertragungseinrichtung 30 wieder gegen das Tele­ skoprohr 6 zu drücken.

Somit ist es entsprechend der Erfindung mög­ lich, die Steifigkeit einer Lenkvorrichtung zu erhöhen und gleichzeitig den Gleitwiderstand zu verringern. Es ist des­ halb möglich, eine gleichmäßige teleskopische Betätigung zu erhalten, während die benötigte Steifigkeit der Lenkvor­ richtung sichergestellt wird.

Claims (3)

1. Lenkvorrichtung mit
einem an einem Fahrzeugkörper ortsfest befestigten Trä­ ger (1, 4), der eine ortsfeste Hauptwelle (10) drehbar abstützt,
einem bewegbaren Teleskoprohr (6), das axial verschieb­ bar mit dem Träger (1, 4) verbunden ist und das eine mit der ortsfesten Hauptwelle (10) verbundene, axial verschiebbare Hauptwelle (11) abstützt, einem Teleskopmotor (14), der am Träger (1, 4) an­ geordnet ist und der mit dem Teleskoprohr (6) in Wirk­ verbindung steht, um das Teleskoprohr (6) zusammen mit der axial verschiebbaren Hauptwelle (11) zu bewegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Reibeinrichtung (29, 30), die am Träger (1, 4) angeordnet ist, mit dem Teleskoprohr (6) in Eingriff bringbar ist, und
daß eine Steuereinrichtung die Höhe der Reibkraft zwi­ schen der Reibeinrichtung (29, 30) und dem Teleskoprohr (6) regelt.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reibeinrichtung (29, 30) eine Druck­ übertragungseinrichtung (30), die dem Teleskoprohr (6) gegenüberliegt und eine Preßeinrichtung (29) umfaßt, welche die Druckübertragungseinrichtung (30) trägt und welche entlang einer schrägen Oberfläche verschiebbar ist, wobei die Preßeinrichtung (29) mittels eines Sperrmotors (23) bewegbar ist, so daß die Druckübertra­ gungseinrichtung (30) zum bzw. vom Teleskoprohr (6) weg bewegt wird.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sperrmotor (23) ein Elektromotor ist.