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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionseinstellvorrichtung
für Fahrzeug-Lenksäulen.
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Im
allgemeinen ist eine Lenksäule
für ein Fahrzeug
innerhalb einer Kabine installiert, um eine Drehkraft, die von einem
Lenkhandgriff erzeugt ist, zu einem Lenkrad zu übertragen. Es ist allgemeine
Praxis, die Lenksäule
mit einer teleskopischen Vorrichtung zum Steuern der axialen Ausdehnung
der Säule und
einer Neigungsvorrichtung zum Steuern der Neigungsrichtung zu versehen,
wodurch die Position eines Lenkhandgriffs gemäß den Anforderungen des Fahrers
gesteuert wird.
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1 ist
eine Seitenansicht einer herkömmlichen
Positionseinstellvorrichtung für
eine Fahrzeug-Lenksäule. Wie
illustriert ist, ist eine Lenksäule (1)
in der Lage, in Längsrichtung
gedehnt und zusammengezogen zu werden aufgrund des Vorsehens einer
ge teilten Hohlwelle, enthaltend einen Lenkwellenbereich (2)
an dem oberen Ende der Säule,
der mit einem Universalgelenk (nicht dargestellt) versehen ist,
um durch eine Gelenkverbindung die Neigung der Lenksäule (1)
zu verändern.
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Die
Neigung wird gesteuert mittels einer Neigungsvorrichtung (3),
die auf einer Seite der Lenksäule
(1) so vorgesehen ist, dass die Lenksäule unter einem ausgewählten Gelenkverbindungs-/Neigungswinkel
fixiert werden kann. Diese Neigungsvorrichtung (3) ist
so installiert, dass sie auf einem Drehgelenk (3b) verschwenkt
werden kann. Das Ziehen eines Neigungshebels (3a) führt dazu,
dass eine Nockenfläche
(3c), die auf derselben Welle wie das Drehgelenk (3b)
installiert ist, ein Drehteil (3d) so frei gibt, dass ein
Satz von normalerweise in Eingriff stehenden Zähnen (3e) außer Eingriff
gebracht wird. Als eine Folge ist dann das Neigen des oberen Lenkwellenbereichs
(2) möglich.
Wenn der Fahrer den Neigungshebel (3a) loslässt, greifen
die Zähne
bei dem ausgewählten
Neigungswinkel wieder in einander, wodurch die Lenksäule bei
diesem Winkel fixiert wird. 2 ist eine
Querschnittsansicht, die den teleskopischen Vorgang zeigt. Wie illustriert
ist, ist eine Sicherungsvorrichtung (4) auf einer Seite
der Lenksäule
(1) vorgesehen. Wenn ein Verriegelungshebel (4a),
der außerhalb
einer Lenksäule
(1) installiert ist, gedreht wird, wird eine damit verbundene
Schraube (4b) gedreht. Durch Betätigen des Verriegelungshebels
derart, dass die Schraube (4b) aus dem Eingriff mit der Welle
(2) zurückgezogen
wird, kann die Lenksäule (1)
relativ zu der Welle (2) axial bewegt werden, wodurch ermöglicht wird,
dass die Säule
zu dem sitzenden Fahrer hin oder von diesem weg bewegt wird. Um
die Säule
axial in einer gewünschten
Einstellung zu fixieren, wird der Verriegelungshebel (4)
betätigt, um
die Schraube (4b) wieder mit der Welle (2) in
eingriff zu bringen.
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Das
US-Patent Nr. 5,820,163 offenbart eine neigbare und teleskopische
Lenksäule,
bei der die teleskopische und die Neigungsverriegelung durch zwei
getrennt Hebel gesteuert werden. Das US-Patent Nr. 5,351,572 offenbart
einen Einstellantrieb für die
axiale Einstellung einer Lenksäule.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionseinstellvorrichtung
vorzusehen, die bequemer zu benutzen sowie weniger kompliziert herzustellen
und zu installieren ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Fahrzeug-Lenksäule vorgesehen,
die mit Mechanismen sowohl für
die axiale als auch die winkelmäßige Einstellung
der Säule
versehen ist, wobei die Säule ein
Paar von teleskopisch in Beziehung stehenden Rohren enthält; und
die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mechanismen durch einen
einzelnen Steuerhebel gesteuert werden, der für eine Schwenkbewegung gelagert
ist und der axiale Einstellmechanismus einen unteren Block, der
radial mit Bezug auf die Lenksäule
zwischen einer Verriegelungsposition, in der er die Rohre miteinander
koppelt, um eine relative axiale Bewegung zwischen diesen zu verhindern, und
einer Freigabeposition, in der die Rohre voneinander entkoppelt
sind, um eine relative axiale Bewegung zwischen diesen zuzulassen,
bewegbar ist, sowie einen konischen Block, der mit dem unteren Block über eine
geneigte Oberfläche
in Eingriff ist, aufweist, wodurch eine axiale Bewegung des konischen
Blocks in eine radiale Bewegung des unteren Blocks umgesetzt wird.
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Die
Erfindung wird nun nur beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ist
eine Seitenansicht, die eine herkömmliche Lenksäule für Fahrzeuge
zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1;
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3 ist
eine Draufsicht, die ein Ausführungsbeispiel
für eine
Lenksäulen-Positionseinstellvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Seitenquerschnittsansicht der Vorrichtung nach 3;
und
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5 ist
eine fragmentarische vergrößerte Perspektivansicht
der Anordnung eines aus 4 ersichtlichen konischen Blocks.
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Gemäß den 3-5 ist
eine Lenksäule (10)
so ausgebildet, dass sie mittels einer teleskopischen Anordnung
verlängert
oder verkürzt
werden kann, welche teleskopisch in Beziehung stehende Rohre (11, 12)
aufweist, die freigegeben oder gegen eine teleskopische Relativbewegung
mittels einer Sicherungsvorrichtung (40) verriegelt werden
können.
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Innerhalb
der Lenksäule
(10) befindet sich eine Lenkwellenanordnung (20)
enthaltend ein Universalgelenk (21), wobei die Anordnung
derart ist, dass die Lenkwellenanordnung mittels der teleskopischen
Anordnung der Rohre (11, 12) verlängert und verkürzt werden
kann, und derart, dass der obere Bereich der Welle (20),
auf der rechten Seite in 3, relativ zu dem unteren Teil
der Lenksäule
(10) geneigt werden kann, wobei der von dem Universalgelenk
(21) zugelassene Neigungswinkel durch eine Neigungssteuervorrichtung
(30) steuerbar ist.
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Die
Neigungssteuervorrichtung (30) ist schwenkbar an einem
Scharnier (31) befestigt, das sich quer zu der Lenksäule (10)
erstreckt. Zusätzlich sind
innerhalb des Scharniers (31) eine Nockenfläche (nicht
dargestellt), die mit der Innenseite des Scharniers (31)
verbunden ist, und ein Drehteil, das durch die Nockenfläche gedreht
wird, vorgesehen. Ein zahnförmiger
Bereich (33) – siehe 4 – ist auf einer
Seite des Drehteils vorgesehen. Dieses Drehteil und der zahnförmige Bereich
(33) sind mit der Nockenfläche verbunden, wodurch sie
mittels eines für den
Zugriff durch den Fahrer nach außen erstreckenden Positionssteuerhebels
(32) in Eingriff und außer Eingriff bringbar sind.
Die Anordnung ist derart, dass eine Betätigung des Hebels (32)
das Neigen des oberen Wellenbereichs der Welle (20) ermöglicht und das
Loslassen des Hebels (32) den Neigungsmechanismus in einer
ausgewählten
geneigten Position verriegelt. Eine Rückstellfeder (35),
die mit einem Befestigungsträger
(50) verbunden ist, ermöglicht,
dass der Positionssteuerhebel (32) in seine Anfangsposition
zurückkehrt,
nachdem er betätigt
und dann losgelassen wurde.
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Zusätzlich ist
eine Sicherungsvorrichtung (40) in dem externen oberen
Bereich der Lenksäule (10)
angeordnet für
eine Bewegung zusammen mit der Neigungsvorrichtung (30),
wenn die Neigungsvorrichtung durch die Drehung des Positionssteuerhebels
(32) betätigt
wird.
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Wie
in 4 illustriert ist, ist die Vorrichtung (40)
in einer Weise installiert, dass sie mit dem inneren Rohr (11)
und außer
Eingriff gebracht werden kann. Das heißt, in einem Verriegelungszustand
der Vorrichtung (40) sind die Rohre (11, 12)
gegeneinander verriegelt, um eine relative Teleskopbewegung von
diesen und damit ein axiales Zusammenziehen oder Dehnen der Lenksäule zu verhindert.
In einem Freigabezustand der Vorrichtung (40) sind die
Rohre (11, 12) frei für eine teleskopische Bewegung
zueinander, wodurch ermöglicht
wird, dass die Lenksäule durch
den Benutzer verlängert
oder verkürzt
werden kann.
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Zu
diesem Zweck ist ein viereckiges Durchgangsloch (51) in
einem Befestigungselement (50), das mit dem äußeren Rohr
(12) gekoppelt ist, vorgesehen. Das innere Rohr (11)
ist mit einer Zahnform (13) versehen für das Zusammenwirken mit einer
an dem radialinneren Ende eines Blocks (60), der einen Teil
der Vorrichtung (40) bildet, vorgesehenen Zahnform (61),
wobei die Anordnung derart ist, dass der Block (60) radial
nach innen und außen
bewegbar ist zwischen einer inneren Verriegelungsposition, in der die
Zahnformen (13, 60) miteinander kämmen, wodurch
eine relative teleskopische Bewegung zwischen dem Rohr (11)
und dem Befestigungselement (50) und damit zwischen den
Rohren (11, 12) verhindert wird, und einer äußeren Freigabeposition,
in der die Zahnformen (13, 61) außer Eingriff
sind, um eine derartige teleskopische Bewegung zu ermöglichen. Die
Zahnform (61) kann konvexkonkav sein.
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Der
Block (60) bildet einen Teil eines Paares von Blöcken (60, 80),
wobei der obere Block (80) durch Verbindungsglieder (52)
fest mit dem Befestigungselement (50) verbunden ist. Die
Blöcke
(60, 80) sind ka nalförmig und jeweils mit Paaren
von Nuten (62, 82) in ihren Seitenwänden versehen
(siehe 5). Die Blöcke
(60, 80) nehmen einen konischen Block (70)
auf, der mit einem oberen und einem unteren Satz von Vorsprüngen (71)
versehen ist für
die Aufnahme in den Nuten (62, 82) jeweils der
Blöcke (60, 80),
die so geneigt sind, dass sie so aufeinander zulaufen, dass, wenn
der konische Block (70) sich in einer Richtung bewegt,
der Block (60) aufwärts
(oder radial nach außen)
zu dem Block (80) hingezogen wird, und, wenn er in der
entgegengesetzten Richtung bewegt wird, der Block (60)
nach unten (radial nach innen) relativ zu dem festen Block (80)
versetzt wird. Auf diese Weise kann der Block (60) zwischen seiner
Verriegelungs- und
Freigabeposition bewegt werden, wie vorstehend beschrieben ist.
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Eine
derartige Bewegung des konischen Blocks (70) wird bewirkt
mittels des Positionssteuerhebels (32) durch die Wirkung
eines Bowden-Zugseils (90). Dieses Zugseil (90)
weist einen internen Draht (91) auf, der den Hebel (32)
mit dem konischen Block (70) koppelt, während die äußere Hülle des Bowden-Zugseils so
angeordnet ist, dass sie sich zwischen Befestigungen (16)
und (15) erstreckt, die jeweils mit dem oberen Bereich
der Welle (20) und dem Hauptbereich der Lenksäule (10)
assoziiert sind. Wie aus 3 ersichtlich ist, hat das Bowden-Zugseil 90 eine
U-förmige
Ausbildung.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass die Betätigung des Hebels (32)
eine Doppelfunktion hat. Einerseits ermöglicht sie die Neigung der
Lenksäulenanordnung
und insbesondere die Neigung des oberen Bereichs der Welle (20)
relativ zu dem unteren Teil der Lenksäule. Gleichzeitig bring sie
die Zahnformen (13, 61) außer Eingriff, um eine axiale
Verlängerung und
Verkürzung
des oberen Bereichs der Welle (20) zu ermöglichen.
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Eine
Feder (95) ist vorgesehen zum Vorspannen des konischen
Blocks (70) in die in 4 gezeigte
Position, um den konischen Block (70) in diese Position
zurückzubringen
nach dem Loslassen des Positionssteuerhebels (32) nach
dessen Betätigung.
Die Stützfeder
(95) wirkt zwischen dem konischen Block (70) und
dem Befestigungsbereich (15) und umgibt den Draht (91),
wie in 4 illustriert ist. Auf diese Weise stellt die
Feder (95) sicher, dass, ausgenommen, wenn der Hebel (32)
gedreht wird, um die Zahnformen (13, 61) außer Eingriff
zu bringen und auch das Neigen zu ermöglichen, der block (60) in
seine radial innere Position gebracht wird, in der die Zahnform
(61) mit der Zahnform (13) kämmt.
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Zusammengefasst
hält die
vorstehend beschriebene Positionseinstellvorrichtung der Fahrzeug-Lenksäule die
Position einer gesteuerten Lenksäule
(10) aufrecht, da, wenn der Positionssteuerhebel (32)
nicht betätigt
wird, der Zahnformbereich der Neigungsvorrichtung (30)
mit dem Drehteil in Eingriff ist und die Zahnform (61)
des unteren Blocks (60) in Eingriff mit der Zahnform (13)
des inneren Rohres (11) ist.
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Wenn
er betätigt
wird, ermöglicht
das Ziehen des Positionssteuerhebels (32), dass der Zahnformbereich
(33) und das Drehteil der Neigungsvorrichtung (30)
getrennt werden, und daher die Steuerung des Winkels der Lenksäule (10).
Gleichzeitig wird der Draht (91) durch den Positionssteuerhebel
(32) gezogen, und der Draht (91) bewegt den konischen
Block (70) in der zweckmäßigen Richtung. Nachfolgend wird
der Abstand zwischen dem oberen Block (80) und dem unteren
Block (60) verringert, wenn die Führungsvorsprünge (71)
sich entlang der Führungsnuten
(62, 82) bewegen. Schließlich wird der untere Block
(60) aufwärts
oder radial nach außen
bewegt, um die Zahnformen (13, 61) außer Eingriff
zu bringen. Wenn die Neigung und die teleskopische Stellung der
Lenksäule
(10) eingestellt sind, wird die Rückkehr des Positionssteuerhebels
(32) durch die Rückstellfeder
(35) bewirkt. Hiernach tritt der Zahnformbereich (33)
mit dem Drehteil in der Neigungsvorrichtung (30) in Eingriff,
und der untere Block (60) und das inneren Rohr (11)
kämmen
miteinander.
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Wie
insoweit im einzelnen beschrieben ist, hat eine Positionseinstellvorrichtung
einer Fahrzeug-Lenksäule
den Vorteil, dass sowohl die teleskopische Bewegung als auch die
Neigungsbewegung der Lenksäule
mittels eines einzelnen Steuerhebels gesteuert werden können, und
als eine Folge ist es einfach, die Lenksäule herzustellen, zu installieren und
zu betätigen.