DE68908133T2

DE68908133T2 - Kippbare und teleskopisch verstellbare Lenksäule.

Info

Publication number: DE68908133T2
Application number: DE89120994T
Authority: DE
Inventors: Bernard C Hudgens; Frederick D Venable
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: EP0375903B1; EP0375903A3; JPH02185858A; EP0375903A2; JPH0725310B2; CA2002571C; CA2002571A1; BR8906014A; US4976167A; DE68908133D1; ES2044024T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kippbare Teleskoplenksäule für ein Fahrzeug und speziell auf eine Lenksäule, die im Winkel und axial einstellbar ist.
Im Winkel und axial einstellbare Lenksäulen sind bekannt. Die US-A-4 649 769 offenbart eine solche Lenksäule, die zwei Lenksäulenelemente enthält. Die Lenksäulenelemente sind axial (teleskopisch) relativ zueinander bewegbar und von einem Träger zum Ausführen einer Winkelbewegung (Kippbewegung) relativ zum Träger getragen. Die Lenksäulenelemente können in einer von mehreren relativen axialen Positionen und in einer von mehreren Winkelpositionen relativ zum Träger verriegelt werden. Die Lenksäule enthält viele zusammenwirkende Bauteile. Herstellungstoleranzen und Abnutzung von zusammenwirkenden Bauteilen können zu einem Spiel zwischen den zusammenwirkenden Bauteilen führen. Wenn die Lenksäule hohen Arbeitsbelastungen unterworfen ist, wie sie bei schweren Lastwagen oder bei Geländewagen auftreten können, erlaubt ein Spiel zwischen den zusammenwirkenden Bauteilen, daß Schwingungen und/oder ein Gefühl der "Lockerheit" in der Lenksäule zum Fahrzeugführer übertragen werden können.
Es gab viele Versuche, das Spiel zwischen den zusammenwirkenden Bauteilen einer Lenksäule zu vermindern oder zu vermeiden. Zum Beispiel offenbart die US-A-3 570 322 eine Teleskoplenksäule mit einer sechseckigen Welle, die in einem Rohr durch mehrere Keile gelagert ist. Jeder der Keile ist in einem mit ihm zusammenwirkenden, keilförmigen Kanal im Rohr angeordnet. Federn spannen die Keile in eine Richtung so vor, daß eine winklige Fläche auf jedem Keil an einer winkligen Fläche eines Kanals angreift, um die Keile radial nach innen zu bewegen und sie gegen die Welle zu drücken.
Die US-A-4 619 548 offenbart eine Teleskoplenksäule mit einer Innenwelle, die von einer Außenwelle aufgenommen ist. Die Außenwelle weist Keilwellennuten auf, die in Keilwellenzähne auf der Innenwelle eingreifen. Eine Stange mit einem sich verjüngenden Endabschnitt ist innnerhalb einer Bohrung in der Innenwelle angeordnet. Wenn auf der Schraube eine Muller angezogen wird, bewegt sich die Stange axial in der Innenwelle und drückt die Keilwellenzähne gegen die Keilwellennut, um das Spiel aufzuheben.
Die US-A-4 033 158 offenbart eine Lenksäule, die kippbar gelagert ist. Die Lenksäule enthält eine Stange mit einem Endabschnitt, der in einer von mehreren Kerben in einer Platte aufgenommen werden kann. Der Endabschnitt der Stange weist eine winklige Fläche auf, die an einer entsprechenden winkligen Fläche an der einen Kerbe angreift. Eine Feder spannt die Stange in Richtung der Platte vor, und die zusammenwirkenden winkligen Flächen bewirken, daß die Stange sich relativ zur sich längs erstreckenden Mittelachse der Stange quer und gegen eine andere Fläche der Kerbe bewegt. Daher ist ein Spiel zwischen dem Endabschnitt der Stange und der Kerbe aufgehoben.
In der US-A-1 974 973 ist ein Hebelmechanismus offenbart, der ein Abschnittselement mit auf seinem Bogen angeordneten Zähnen und einen Mitnehmer in einem Gehäuse aufweist, der in diesem in Längsrichtung zum Hebel bewegbar ist und in die Zähne eingreifen kann, um den Hebel festzulegen. Auf den Mitnehmer und das Gehäuse kann eine nach unten gerichtete Kraft und eine seitliche Kraft ausgeübt werden, um eine Bewegung des Mitnehmers im Gehäuse zu verhindern, wenn der Hebel festgelegt ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine kippbare Teleskoplenksäule bereit, bei der das Spiel zwischen zusammenwirkenden Teilen vermindert und/oder vermieden ist, um Schwingungen und das dem Fahrzeugführer vermittelte Gefühl der Lockerheit zu minimieren.
Spezieller stellt die vorliegende Erfindung eine Teleskoplenksäule bereit, die enthält: ein bügelartiges Trägerelement; ein Gehäuseelement, welches von dem Trägerelement so gehalten wird, daß es relativ zu diesem eine Schwenkbewegung ausführen kann; ein von dem Gehäuseelement getragenes Verriegelungselement, wobei das Verriegelungselement entlang eines Weges auf das Trägerelement zubewegbar und von diesem wegbewegbar ist; und mehrere Kerben, die an einem der beiden Elemente, Trägerelement und Verriegelungselement, angebracht sind. Auf dem anderen der beiden Elemente, Trägerelement und Verriegelungselement, ist ein Vorsprung angebracht, um in eine der mehreren Kerben einzugreifen und an einer Fläche, die die Kerbe abgrenzt, anzugreifen, um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Trägerelement und dem Gehäuseelement zu blockieren. Es sind Mittel zum Bewegen des Verriegelungselementes in eine Richtung quer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes vorgesehen, um an einer Fläche des Gehäuseelementes anzugreifen und um das Verriegelungselement in Eingriff mit der Fläche des Gehäuseelementes zu halten, nachdem der Vorsprung an der Fläche angreift, die die Kerbe abgrenzt. Eine solche Lenksäule entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A 4 649 769 bekannt. Entsprechend der Erfindung ist die kippbare Teleskoplenksäule gekennzeichnet durch das Merkmal, wonach die Mittel zum Bewegen des Verriegelungselementes in einer Richtung quer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes eine Fläche, die auf dem Verriegelungselement angeordnet ist und sich quer relativ zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes erstreckt, und ein Keilelement enthalten, welches an das Verriegelungselement benachbart angeordnet ist und eine Fläche aufweist, die sich quer relativ zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes erstreckt, wobei das Keilelement in eine im wesentlichen zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes parallele Richtung in eine Stellung bewegbar ist, in der die Fläche auf dem Keilelement an der Fläche auf dem Verriegelungselement angreift, um das Verriegelungselement dazu zu drängen, sich in einer Querrichtung zu bewegen, um an der Fläche des Gehäuseelementes anzugreifen; und durch Mittel zum Bewegen des Keilelementes in eine Richtung vom Trägerelement weg, bevor das Verriegelungselement in eine Richtung vom Trägerelement wegbewegt wird, wobei die Mittel zum Bewegen des Keilelementes enthalten: ein Betätigungselement, welches angrenzend an das Keilelement und das Verriegelungselement angeordnet ist; einen Stift, der sich von dem Verriegelungselement fort erstreckt; und Flächenmittel, die einen länglichen Schlitz in dem Betätigungselement bestimmen und eine längsgerichtete Mittelachse aufweisen, die sich in einer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes parallelen Richtung erstreckt; wobei das Betätigungselement mit dem Keilelement verbunden ist, damit sie sich gemeinsam bewegen, und wobei der Stift auf dem Verriegelungselement sich an einer solchen Stelle in dem länglichen Schlitz des Betätigungselementes erstreckt, daß das Keilelement und das Betätigungselement sich um einen vorbestimmten Betrag in eine Richtung von dem Trägerelement wegbewegen, bevor der Stift an einer axialen Endfläche des länglichen Schlitzes im Betätigungselement angreift, um das Verriegelungselement von dem Trägerelement wegzubewegen.
Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich dem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer kippbaren Teleskoplenksäule darstellt, die die vorliegende Erfindung enthält;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Lenksäule aus Fig. 1 entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 und 4 vergrößert einen Abschnitt der Lenksäule aus Fig. 2 mit Bauteilen in verschiedenen Positionen darstellen;
Fig. 5, 6 und 7 vergrößerte Querschnitte eines Abschnitts der Lenksäule aus Fig. 1 mit Bauteilen in verschiedenen Positionen darstellen;
Fig. 8 einen vergrößerten Querschnitt eines anderen Abschnitts der Lenksäule aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 9 eine Seitenansicht ungefähr entlang der Linie 9-9 aus Fig. 8 des Abschnitts der Lenksäule aus Fig. 8 darstellt; und
Fig. 10 einen vergrößerten Querschnitt ungefähr entlang der Linie 10-10 aus Fig. 1 der Lenksäule aus Fig. 1 darstellt.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführung

Eine kippbare Teleskoplenksäule 20, die die vorliegende Erfindung enthält, ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Lenksäule 20 enthält ein Gehäuse 32, das von einem mit einem Fahrzeug verbindbaren Träger 34 gehalten ist. Das Gehäuse 32 ist relativ zum Träger 34 um eine Kippachse A schwenkbar (kippbar). Eine durch eine zylindrische Bohrung 36 (Fig. 1) abgegrenzte Kammer erstreckt sich axial durch das Gehäuse 32. Die Bohrung 36 nimmt ein Rohrelement 38 auf, das sich relativ zum Gehäuse 32 entlang der sich längs erstreckenden Mittelachse B der Lenksäule 20 axial (teleskopisch) bewegen kann.
Eine Schwenkbewegung des Gehäuses 32 relativ zum Träger 34 erlaubt ein einfaches Ein- und Aussteigen des Fahrzeugführers und ein Einstellen des Lenkrades auf eine gewünschte Betriebsposition. Das Gehäuse 32 ist um die Achse A zwischen einer oberen Kippgrenze U und einer unteren Kippgrenze L schwenkbar, wie in Fig. 4 dargestellt. Das Gehäuse 32 ist durch Federn 42 (Fig. 1 und 2) in Richtung der unteren Grenze U vorgespannt.
Das Gehäuse 32 ist aus einem Material hergestellt, das elastisch gebogen werden kann, und weist zwei sich gegenüberliegende Trägerabschnitte 52 auf (Fig. 1). Der Träger 34 ist zwischen den Trägerabschnitten 52 angeordnet, und die Trägerabschnitte biegen sich in eine Richtung auf den Träger zu und von dem Träger weg. Eine Öffnung 54 (Fig. 8) erstreckt sich durch jeden der Trägerabschnitte 52. Jede der Öffnungen 54 ist durch eine zylindrische Fläche 56 und eine nach außen gerichtete, geneigte Fläche 58 abgegrenzt.
Der Träger 34 ist vorzugsweise aus einem relativ festen Material, wie z.B. aus Stahl, hergestellt. Zwei Öffnungen 62 (Fig. 8) sind in entgegengesetzten Seiten des Trägers 34 und in der Nähe der Öffnungen 54 im Trägerabschnitt 52 des Gehäuses 32 angeordnet. Ein mit Innengewinde versehenes Rohrelement 64 ist in jeder der Öffnungen 62 im Träger 34 befestigt.
Zwei Schrauben 72 befestigen das Gehäuse 32 am Träger 34. Jede der Schrauben 72 weist einen Gewindeabschnitt 74 auf, der in ein entsprechendes Gewindeelement 64 auf dem Träger 34 eingeschraubt wird. Jede der Schrauben 72 weist auch eine kegelstumpfförmige Außenfläche 76 auf, die an der geneigten Fläche 58 der Öffnung 54 im Trägerabschnitt 52 des Gehäuses 32 angreift. Die Schrauben 72 sind koaxial bezüglich der Kippachse A angeordnet, wobei sich die kegelstumpfartigen Außenflächen 76 gegenüberliegen. Wenn jede Schraube 72 im Gewindeelement 64 angezogen wird, greift die geneigte Fläche 76 der Schraube an der geneigten Fläche 58 der Öffnung 54 im Gehäuse 32 an und biegt den Trägerabschnitt 52 in eine Richtung auf den Träger 34 zu und biegt die Trägerabschnitte aufeinander zu. Daher wirken die geneigten Flächen 76 der Schrauben 72, die an entsprechend geneigten Abschnitten 58 der Öffnung 54 angreifen, als Lagerflächen, die das Gehäuse 32 relativ zum Träger 34 um die Kippachse A schwenkbar tragen.
Im Laufe der Zeit kann die Kippbewegung des Gehäuses 32 relativ zum Träger 34 zu einer Abnutzung der geneigten Flächen 58, 76 führen. Wenn sich die geneigten Flächen 58, 76 abnutzen, biegt sich der Trägerabschnitt 52 des Gehäuses 32 elastisch in eine Richtung vom Träger 34 weg und vom jeweils anderen Trägerabschnitt weg. Daher wird das Spiel aufgrund der Abnutzung zwischen den geneigten Flächen 58 des Gehäuses 32 und der geneigten Fläche 76 der Schrauben 72 aufgehoben.
Eine axiale Bewegung des Rohrelementes 38 (Fig. 1) relativ zum Gehäuse 32 ist durch einen Verriegelungsstift 82 blockiert. Der Verriegelungsstift 82 ist durch einen Abschnitt 90 des Gehäuses 32 getragen, so daß er sich entlang der sich längs erstreckenden Mittelachse C des Verriegelungsstiites bewegen kann. Der Verriegelungsstift 82 ist durch eine Vorspannfeder 84 in Richtung des Rohrelementes 38 vorgespannt. Das Rohrelement 38 weist mehrere sich längs erstreckende, voneinander beabstandete Öffnungen 92 (Fig. 5) auf. Ein axialer Endabschnitt 94 des Verriegelungsstiftes 82 ist in einer der Öffnungen 92a aufgenommen, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem Rohrelement 38 und dem Gehäuse 32 zu blockieren. Der Verriegelungsstift 82 kann in eine Richtung entlang der Achse C von der Achse B wegbewegt werden, so daß der axiale Endabschnitt 94 nicht mehr von der Öffnung 92a des Rohrelementes 38 aufgenommen wird, wie in Fig. 7 dargestellt. Dadurch wird eine relative axiale Bewegung zwischen dem Rohrelement 38 und dem Gehäuse 32 erlaubt.
Ein länglicher Schlitz 102 (Fig. 1 und 10) erstreckt sich in Längsrichtung im Rohrelement 38 und ist diametral gegenüber den Öffnungen 92 angeordnet. Ein Befestigungsstück 104 ist in eine Öffnung 108 im Gehäuse 32 eingeschraubt und weist einen Endabschnitt 106 auf, der vom Schlitz 102 aufgenommen ist. Der Endabschnitt 106 des Befestigungsstückes 104 kann an sich axial gegenüberliegenden Endflächen 110 des Schlitzes 102 angreifen, um das Maß der axialen Bewegung des Rohrelementes 38 relativ zum Gehäuse 32 zu begrenzen. Der Verriegelungsstift 82 und das Befestigungsstück 104 blockieren auch eine relative Verdrehung des Rohrelementes 38 im Gehäuse 32.
Zwei axial beabstandete Lager 112 (Fig. 1) werden vom Rohrelement 38 gehalten. Eine metallische Eingangswelle 114 wird von den Lagern 112 axial mit dem Rohrelement 38 bewegbar und relativ zum Rohrelement 38 verdrehbar gelagert. Ein nicht dargestelltes Lenkrad kann mit einem axialen Ende der Eingangswelle 114 verbunden werden, das sich, wie bekannt, von der Lenksäule 20 erstreckt. Ein Metallrohr 116 ist am anderen axialen Ende der Eingangswelle 114 angeschweißt und koaxial im Rohrelement 38 angeordnet. Das Rohr 116 weist eine mit Keilwellennuten versehene Bohrung 118 auf.
Eine Zwischenwelle 122 weist einen mit Keilwellenzähnen versehenen Endabschnitt 124 auf, der von der Bohrung 118 des Rohres 116 aufgenommen ist, um ihn mit der Eingangswelle 114 zu verbinden. Die Zwischenwelle 122 dreht sich bei einer Drehung der Eingangswelle 114. Das Rohr 116 und die Eingangswelle 154 sind axial relativ zur Zwischenwelle 122 bewegbar, wenn sich das Rohrelement 38 relativ zum Gehäuse 32 axial bewegt. Eine Feder 126 ist zwischen die Zwischenwelle 122 und das Rohr 116 eingesetzt, um ein Ausfahren der Welle 114 und des Rohres 116 relativ zur Zwischenwelle 122 zu unterstützen.
Die Zwischenwelle 122 (Fig. 1) ist mit einer Ausgangswelle 132 der Lenksäule 20 durch ein entlang der Kippachse A angeordnetes Kreuzgelenk 134 verbunden, wie allgemein bekannt ist. Das Kreuzgelenk 134 erlaubt eine relative Schwenkbewegung zwischen der Zwischenwelle 122 und der Ausgangswelle 132, wenn das Gehäuse 32 relativ zum Träger 34 geschwenkt wird. Die Ausgangswelle 132 ist drehbar durch zwei axial beabstandete Lager 136 im Träger 34 gelagert. Daher bewirkt eine Drehung der Eingangswelle 114 eine Drehung der Ausgangswelle 132 durch die Zwischenwelle 122.
Ein Gewindebolzen 142 ist in eine Öffnung im mit Keilwellenzähnen versehenen Endabschnitt 124 der Zwischenwelle 122 eingeschraubt. Der Bolzen 142 weist eine geneigte Außenfläche auf. Im mit Keilwellenzähnen versehenen Endabschritt 124 der Zwischenwelle 122 sind sich axial erstreckende, nicht dargestellte Schlitze ausgebildet. Die Schlitze teilen den mit Keilwellenzähnen versehenen Endabschnitt 124 der Zwischenwelle 122 in relativ zueinander bewegbare Segmente. Der Bolzen 142 wird in der Zwischenwelle 122 durch ein Werkzeug angezogen, das sich durch eine Bohrung 144 in der Eingangswelle 114 erstreckt. Die geneigte Fläche des Bolzens 142 drückt den mit Keilwellenzähnen versehenen Endabschnitt 124 der Zwischenwelle 122 gegen die Keilwellennuten 118 des Rohres 116, um das Spiel zwischen diesen aufzunehmen. Auf diese Weise wird jede relative, radiale Bewegung zwischen der Zwischenwelle 122 und dem Rohr 116 minimiert oder verhindert, um Schwingungen und Lockerheit zu reduzieren.
Das Gehäuse 32 weist eine kegelstumpfförmige Innenfläche 152 (Fig. 5) auf, die in der Bohrung 36 angeordnet ist und in eine Richtung vom Träger 34 weg ausgerichtet ist. Ein Bund 154 ist in einen vom Träger 34 entfernten, axialen Endabschnitt des Gehäuses 32 eingeschraubt und wird durch eine Schulter 158 des Gehäuses gehalten. Der Bund 154 weist eine kegelstumpfförmige Innenfläche 156 auf, die in Richtung der kegelstumpfförmigen Innenfläche 152 des Gehäuses 32 ausgerichtet ist.
Zwei ringförmige Lager 162, 164, deren Umfang vermindert werden kann, sind von der Bohrung 36 des Gehäuses 32 aufgenommen, um ein Spiel zwischen dem Gehäuse 32 und dem Rohrelement 38 aufzunehmen. Jedes der Lager 162, 164 weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden, radialen Spalt 166 (Fig. 10) und eine kegelstumpfförmige Außenfläche 172 bzw. 174 auf, die jeweils am axialen Ende des Lagers angeordnet ist. Jede kegelstumpfförmige Außenfläche 172, 174 der Lager 162, 164 greift an einer entsprechenden kegelstumpfförmigen Innenfläche 152, 156 an. Die Lager 162, 164 sind konstant durch eine Feder 178 vorgespannt, um sie axial voneinander wegzubewegen, wodurch die Lager gleichzeitig am Gehäuse 32 und am Rohrelement 38 anliegen. Die kegelstumpfförmigen Außenflächen 172, 174 der Lager werden konstant gegen die kegelstumpfförmigen Innenflächen 152, 156 gedrückt, wodurch der Umfang der Lager 162, 164 durch den Umfang des Rohrelementes 38 zusammengedrückt wird. Daher wird jedes Spiel oder jede Abnutzung zwischen dem Gehäuse 32 und den Lagern 162, 164 aufgehoben.
Ein Kippbegrenzungsmechanismus 192 (Fig. 8 und 9) blockiert eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 32 und dem Träger 34 an der oberen Kippgrenze U und der unteren Kippgrenze L. Der Kippbegrenzungsmechanismus 192 enthält eine im Träger 34 ausgeformte, bogenförmige Öffnung 194 (Fig. 9). Die Öffnung 194 ist in einer Ebene enthalten, die sich parallel zur Bahn der Schwenkbewegung des Gehäuses 32 erstreckt.
Mehrere Bohrungen 202 erstrecken sich durch einen der Trägerabschnitte 52 des Gehäuses 32 in der Nähe der Öffnung 194 im Träger 34. Die Bohrungen 202 erstrecken sich in einer zur Bahn der Schwenkbewegung des Gehäuses 32 senkrechten Richtung. Ein Stift 204 (Fig. 8) ist entfernbar in einer der Öffnungen 202 im Gehäuse 32 angeordnet und erstreckt sich in die bogenförmige Öffnung 194 im Träger 34. Wenn der Stift 204 an einer radialen Seitenfläche 206 oder 208 (Fig. 9) der Öffnung 194 angreift, ist eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 32 und dem Träger 34 an der jeweiligen Kippgrenze U, L blockiert.
Ein Flansch 212 ist an einem axialen Ende des Stiftes 204 angebracht. Der Flansch 212 greift am Trägerabschnitt 52 an, um eine relative Bewegung des Stiftes 204 zum Trägerabschnitt in Richtung der Achse B zu blockieren. In einer Aussparung 218 im Trägerabschnitt 52 ist eine Platte 214 angeordnet, die durch Befestigungsstücke 216 mit dem Befestigungsabschnitt verbunden ist. Die Platte 214 greift am Flansch 212 an, um eine Bewegung des Stiftes 204 relativ zum Trägerabschnitt 52 von der Achse B weg zu blockieren.
Um die Kippgrenzen U, L zu verändern, wird der Stift 204 aus der Bohrung 202a entfernt und z.B. wieder in die Bohrung 202b (Fig. 9) eingesetzt. Der Stift 204 liegt nun an der radialen Fläche 206, 208 der Öffnung 194 an, wenn das Gehäuse 32 sich an einer anderen oberen und unteren Kippgrenze relativ zum Träger 34 als an den zu dem sich in der Bohrung 202a befindlichen Stift gehörigen Kippgrenzen U, L befindet. Der gesamte Betrag der relativen Schwenkbewegung des Gehäuses 32 bleibt allerdings ungefähr der gleiche. Es ist offensichtlich, daß zwei Stifte 204 verwendet werden können. Zum Beispiel kann ein Stift 204 in der Öffnung 202a angeordnet sein, und der andere Stift 204 kann in der Öffnung 202b angeordnet sein. Wenn das Gehäuse 32 zu seiner oberen Grenze U verschwenkt wird, wie in Fig. 4 dargestellt, greift der in der Öffnung 202a angeordnete Stift 204 an der radialen Fläche 206 (Fig. 9) an, um ein Schwenken des Gehäuses relativ zum Träger 34 an der oberen Grenze zu blockieren. Wenn das Gehäuse 32 zu seiner unteren Grenze L verschwenkt wird, greift der in der Öffnung 202b angeordnete Stift 204 an der Fläche 208 an, um ein Schwenken des Gehäuses relativ zum Träger 34 an der unteren Grenze zu blockieren. Daher kann ein Hersteller der Lenksäulen 20 den Stift oder die Stifte 204 beim Zusammenbau so anordnen, daß sie für eine spezielle Fahrzeuganwendung passen.
Ein Kippverriegelungsmechanismus 232 (Fig. 2) blockiert eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 32 und dem Träger 34 zwischen den Kippgrenzen U, L. Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, enthält der Kippverriegelungsmechanismus 232 eine Vertiegelungsplatte 234, die in einer im wesentlichen rechteckigen Öffnung 236 im Gehäuse 32 angeordnet ist. Die Öffnung 236 ist in einer Ebene enthalten, die sich im rechten Winkel zur Kippachse A erstreckt. Die Verriegelungsplatte 234 ist angrenzend an eine seitliche Seitenfläche 242 der Öffnung 236 angeordnet.
Die Verriegelungsplatte 234 ist in einer Bahn parallel zur Achse B auf den Träger 34 zubewegbar und von diesem wegbewegbar. Drei Zähne 244 erstrecken sich von einem axialen Ende der Verriegelungsplatte 234 auf den Träger 34 zu. Die Verriegelungsplatte 234 ist durch eine Feder 246 in Richtung des Trägers 34 vorgespannt. Eine Fläche 248 auf der Verriegelungsplatte 234 ist in einem spitzen Winkel relativ zur Bahn der Bewegung der Verriegelungsplatte angeordnet. Die Verriegelungsplatte 234 kann von der in Fig. 2 dargestellten Position, bei der eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 32 und dem Träger 34 blockiert ist, zu der in Fig. 4 dargestellten Position bewegt werden, bei der eine relative Kippbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Träger erlaubt ist.
Mehrere Kerben 262 sind im Träger 34 angeordnet und in Richtung der Verriegelungsplatte 234 ausgerichtet. Wenn die Zähne 244 der Verriegelungsplatte 232 in die entsprechenden Kerben 262 im Träger 34 eindringen und an ihnen angreifen, ist eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Gehäuse 32 und dem Träger 34 blockiert, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn die Zähne 244 der Verriegelungsplatte 234 außer Eingriff mit den Kerben 262 des Trägers 34 gebracht werden, kann das Gehäuse 32 um die Achse A relativ zum Träger 34 zwischen den Kippgrenzen U und L verschwenkt werden, wie in Fig. 4 dargestellt.
Der Kippverriegelungsmechanismus 232 enthält auch eine in der Öffnung 234 angeordnete Keilplatte 272. Die Keilplatte 272 ist angrenzend an eine andere seitliche Seitenfläche 274 der Öffnung 236 angeordnet. Die Keilplatte 272 ist in einer zur Bahn der Bewegung der Verriegelungsplatte 234 parallelen Richtung bewegbar und in Richtung des Trägers 34 durch eine Feder 276 vorgespannt. Die Keilplatte 272 weist eine winklige Fläche 282 auf, die angrenzend an die Fläche 248 der Verriegelungsplatte 234 angeordnet ist. Wenn sich die Zähne 244 der Verriegelungsplatte 234 in Eingriff mit den Kerben 262 des Trägers 34 befinden und die Keilplane 272 in Richtung des Trägers 34 bewegt wird, greift die Fläche 282 der Keilplatte an der Fläche 248 der Verriegelungsplatte an, um die Verriegelungsplatte quer zu ihrer Bewegungsbahn nach links, wie in Fig. 2 dargestellt, gegen die seitliche Seitenfläche 242 der Öffnung 236 zu bewegen. Gleichzeitig bewegt sich die Keilplatte 272 quer zur Bahn der Bewegung der Keilplatte nach rechts und greift an der seitlichen Seitenfläche 274 der Öffnung 236 an. Ein Spiel zwischen der Verriegelungsplatte 234 und dem Gehäuse 32 ist ebenso wie eine Schwenkbewegung des Gehäuses 32 relativ zum Träger, was als "Lockerheit" durch den Bediener empfunden wird, vermieden.
Der Kippverriegelungsmechanismus 232 enthält auch eine Betätigungsplatte 302, die in der Öffnung 236 im Gehäuse 32 angeordnet ist. Die Betätigungsplatte 302 ist vorzugsweise aus Blech hergestellt. Die Betätigungsplatte 302 ist angrenzend an die Verriegelungsplatte 234 und die Keilplatte 272 angeordnet und erstreckt sich in einer Richtung, die parallel ist zur die Verriegelungsplatte und die Keilplatte enthaltenden Ebene. Zwei Streifen 304 (Fig. 5 und 10) erstrecken sich von der Betätigungsplatte 302 ausgehend in einer Richtung von der Achse B weg.
Ein Stift 312 (Fig. 2) erstreckt sich von der Keilplatte 272 in eine Öffnung in der Betätigungsplatte 302. Die Keilplatte 272 ist daher mit der Betätigungsplatte 302 bewegungsschlüssig verbunden. Zwei längliche Öffnungen 322, 324 erstrecken sich durch die Betätigungsplatte 302. Die Öffnungen 322, 324 weisen jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende Mittelachse auf, die sich parallel zur Achse B erstreckt. Der Verriegelungsstift 82 erstreckt sich durch die Öffnung 324 in der Betätigungsplatte 302 und durch eine Öffnung 326 in der Verriegelungsplatte 234. Die Öffnungen 324, 326 bilden bei einer Bewegung der Platten und des Verriegelungsstiftes ein Spiel zwischen den Platten 302 und 234 und dem Verriegelungsstift 82 aus.
Ein Vorsprung 332 (Fig. 2 und 5) erstreckt sich von der Verriegelungsplatte 234 in die längliche Öffnung 322 in der Betätigungsplatte 302. Wenn die Zähne 244 der Verriegelungsplatte 234 in die Kerben 262 im Träger 34 eingreifen, ist der Vorsprung 322 in der Nähe eines axialen, entfernt vom Träger angeordneten Endes der Öffnung 322 angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn die Betätigungsplatte 302 sich vom Träger 34 wegbewegt, bewegt sich die Keilplatte 272 mit der Betätigungsplatte. Die geneigte Fläche 282 der Keilplatte 272 kommt außer Eingriff mit der geneigten Fläche 248 der Verriegelungsplatte 234. Die Verriegelungsplatte 234 wird daher nicht mehr länger gegen die seitliche Seitenfläche 242 der Öffnung 236 im Gehäuse 32 gedrückt, wie in Fig. 3 dargestellt. Wenn sich die Betätigungsplatte 302 um einen vorbestimmten Weg vom Träger 34 wegbewegt, greift der Vorsprung 332 am anderen, dem Träger am nächsten gelegenen axialen Ende der länglichen Öffnung 322 an, wie in Fig. 3 dargestellt. Bei einer weiteren Bewegung der Betätigungsplatte 302 vom Träger 34 weg wird die Verriegelungsplatte 234 vom Träger 34 weggezogen, so daß die Zähne 244 der Verriegelungsplatte außer Eingriff mit den Kerben 262 des Trägers geraten, wie in Fig. 4 dargestellt.
Nachdem das Gehäuse 32 relativ zum Träger 34 in eine gewünschte Position verschwenkt wurde, wird die Betätigungsplatte 302 in Richtung des Trägers 34 bewegt. Die Zähne 244 der Verriegelungsplatte 234 greifen in Kerben 262 des Trägers 34 ein, um eine Schwenkbewegung des Gehäuses 32 relativ zum Träger 34 aus der gewünschten Position zu blockieren, und die Verriegelungsplatte stoppt ihre Bewegung. Bei einer weiteren Bewegung der Betätigungsplatte 302 in Richtung des Trägers 34 bewegt sich die Keilplatte 272 in Richtung des Trägers, und die winklige Fläche 282 greift an der Fläche 248 der Verriegelungsplatte 234 an, um die Verriegelungsplatte gegen die seitliche Seitenfläche 242 der Öffnung 236 im Gehäuse 32 zu bewegen.
Ein Nockenelement 342 (Fig. 5) ist durch eine vom Verriegelungsstift 82 aufgenommene Welle 344 schwenkbar um eine Achse D gelagert. Das Nockenelement 342 weist einen Abschnitt 346 auf, der mit einem Hebel 348 verbunden ist, der vom Fahrzeugführer manuell bedient werden kann, um das Nockenelement in entgegengesetzter Richtung aus einer neutralen oder anfänglichen Position, wie in Fig. 1 dargestellt, zu schwenken. Das Nockenelement 342 ist in die Ausgangsposition durch eine Feder 352 vorgespannt, die von einer Öffnung 350 im Stift 82 aufgenommen ist. Wenn der Fahrzeugführer das Nockenelement 342 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse D schwenkt, wie in Fig. 5 dargestellt, indem der Hebel 348 in Richtung des Trägers 34 bewegt wird, greifen zwei Nockenflächen 354 (Fig. 5 und 10) des Nockenelementes an den Streifen 304 der Betätigungsplatte 302 an, wie in Fig. 5 dargestellt. Bei einer weiteren Bewegung des Nockenelementes 342 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der in Fig. 5 dargestellten Position zur in Fig. 6 dargestellten Position bewegt sich die Betätigungsplatte 302 vom Träger 34 weg, um den Kippverriegelungsmechanismus 332 in der oben beschriebenen Weise zu betätigen, so daß eine Schwenkbewegung des Gehäuses 32 relativ zum Träger 34 ermöglicht wird.
Wenn der Fahrzeugführer den Hebel 348 vom Träger 34 wegbewegt, schwenkt das Nockenelement 342 im Uhrzeigersinn um die Achse D, wie in Fig. 1 dargestellt, aus der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung. Wenn das Nockenelement 342 im Uhrzeigersinn aus der in Fig. 1 dargestellten Position zur in Fig. 7 dargestellten Position schwenkt, greift eine konvexe Nockenfläche 356 des Nockenelementes an der Betätigungsplatte 302 im Benührpunkt P an. Bei einem weiteren Schwenken des Nockenelementes 342 im Uhrzeigersinn gleitet die Nockenfläche 356 entlang der Betätigungsplatte 302 und zwingt den Verriegelungsstift 82 und die Achse D des Nockenelementes, sich von der Achse B wegzubewegen. Wenn sich der Verriegelungsstift 82 von der Achse B wegbewegt, bewegt sich der Berührungspunkt P näher zur Achse C. Wenn der Verriegelungsstift 82 sich um einen vorbestimmten Weg von der Achse B wegbewegt, bewegt sich der axiale Endabschnitt 94 des Verriegelungsstiftes aus der Öffnung 92 des Rohrelementes 38 heraus, und das Rohrelement bewegt sich wie oben beschrieben axial relativ zum Gehäuse 32. Wenn die gewünschte, relative axiale Position erreicht ist, gibt der Bediener den Hebel 348 frei, und die Feder 352 drückt den Hebel 348 und das Nockenelement 342 in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition zurück. Die Feder 84 drückt den Verriegelungsstift 82 in Richtung der Achse B, so daß der axiale Endabschnitt 94 des Verriegelungsstiftes in eine der mehreren Öffnungen 92 im Rohrelement 32 eintritt, um eine relative axiale Bewegung zwischen dem Rohrelement 38 und dem Gehäuse 32 zu blockieren.

Claims

1. Kippbare Teleskoplenksäule, enthaltend:

ein bügelartiges Trägerelement (34);

ein Gehäuseelement (32), welches von dem Trägerelement (34) so gehalten wird, daß es relativ zu diesem eine Schwenkbewegung ausführen kann;

ein von dem Gehäuseelement (32) getragenes Verriegelungselement (234), wobei das Verriegelungselement (234) entlang eines Weges auf das Trägerelement (34) zubewegbar und von diesem wegbewegbar ist;

eine Mehrzahl von Kerben (262), die an einem der beiden Elemente, Trägerelement (34) und Verriegelungselement (234), angebracht sind;

einen auf dem anderen der beiden Elemente, Trägerelement (34) und des Verriegelungselement (234), angebrachten Vorsprung (244), um in eine der Mehrzahl der Kerben (262) einzugreifen und an einer Fläche, die die Kerbe abgrenzt, anzugreifen, um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Trägerelement (34) und dem Gehäuseelement (32) zu blockieren;

Mittel (248, 272, 282) zum Bewegen des Verriegelungselementes (234) in einer Richtung quer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234), um an einer Fläche (242) des Gehäuseelementes (32) anzugreifen und um das Verriegelungselement (234) in Eingriff mit der Fläche (242) des Gehäuseelementes (32) zu halten, nachdem der Vorsprung (244) an der Fläche angreift, die die Kerbe abgrenzt;

gekennzeichnet durch das Merkmal, wonach die Mittel (268, 272, 282) zum Bewegen des Verriegelungselementes (234) in einer Richtung quer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234) eine Fläche (248), die auf dem Verriegelungselement (234) angeordnet ist und sich quer relativ zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234) erstreckt, und ein Keilelement (272) enthalten, welches an das Verriegelungselement (234) benachbart angeordnet ist und eine Fläche (282) aufweist, die sich quer relativ zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234) erstreckt, wobei das Keilelement (272) in eine im wesentlichen zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234) parallele Richtung in eine Stellung bewegbar ist, in der die Fläche (282) auf dem Keilelement (272) an der Fläche (248) auf dem Verriegelungselement (234) angreift, um das Verriegelungselement (234) dazu zu drängen, sich in einer Querrichtung zu bewegen, um an der Fläche des Gehäuseelementes (32) anzugreifen; und

durch Mittel (302, 322, 332) zum Bewegen des Keilelementes (272) in eine Richtung vom Trägerelement (34) weg, bevor das Verriegelungselement (234) in eine Richtung vom Trägerelement (34) wegbewegt wird, wobei die Mittel (302, 322, 332) zum Bewegen des Keilelementes enthalten:

ein Betätigungselement (302), welches angrenzend an das Keilelement (272) und das Verriegelungselement (234) angeordnet ist;

einen Stift (332), der von dem Verriegelungselement (234) fort erstreckt; und

Flächenmittel, die einen länglichen Schlitz (322) in dem Betätigungselement (302) bestimmen und eine längsgerichtete Mittelachse aufweisen, die sich in einer zur Bewegungsbahn des Verriegelungselementes (234) parallenen Richtung erstreckt;

wobei das Betätigungselement (302) mit dem Keilelement (272) verbunden ist, damit sie sich gemeinsam bewegen, wobei der Stift (332) auf dem Verriegelungselement (234) sich an einer solchen Stelle in dem länglichen Schlitz (322) des Betätigungselementes (302) erstreckt, daß das Keilelement (272) und das Betätigungselement (302) sich um einen vorbestimmten Betrag in eine Richtung von dem Trägerelement (34) wegbewegen, bevor der Stift (332) an einer axialen Endfläche des länglichen Schlitzes (322) im Betätigungselemente (302) angreift, um das Verriegelungselement (234) von dem Trägerelement (34) wegzubewegen.

2. Lenksäule nach Anspruch 1, enthaltend:

eine erste Feder (246), die das Verriegelungselement (234) in die Richtung auf das Trägerelement (34) vorspannt, eine zweite Feder (276), die das Keilelement in die im wesentlichen parallele Richtung auf das Trägerelement vorspannt, und ein Verbindungsmittel zwischen dem Verriegelungselement (234) und dem Keilelement (272), das es jeweils der ersten Feder (246) oder der zweiten Feder (276) allein erlaubt, das Verriegelungselement (234) und das Keilelement (272) zusammen gegen das Trägerelement (34) vorzuspannen, wenn das Verriegelungselement (234) sich außerhalb der Verriegelungsstellung befindet.

3. Lenksäule nach Anspruch 1, welche eine Verriegelungsfeder (246) enthält, die zwischen dem Verriegelungselement (234) und dem Gehäuseelement (32) wirkt, um das Verriegelungselement (234) in eine Richtung auf das Trägerelement (34) vorzuspannen und einer Bewegung des Verriegelungselementes (234) durch das Betätigungselement (302) von dem Trägerelement (34) weg entgegenzuwirken.

4. Lenksäule nach Anspruch 3, welche weiterhin eine Keilfeder (276) enthält, die parallel bezüglich der Verriegelungsfeder (246) wirkt und das Keilelement (272) in eine Richtung auf das Trägerelement (34) zu vorspannt.