DE102013202436A1

DE102013202436A1 - Lenksäulenteleskop und E/A-Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013202436A1
Application number: DE201310202436
Authority: DE
Inventors: Donald A. Buzzard; Melvin Lee Tinnin; Michael P. Anspaugh
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2013-08-22
Also published as: CN103253292A; US8978510B2; US20130205935A1

Abstract

Es wird eine Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule vorgesehen. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst einen Bedienungshebel, der konfiguriert ist, um zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu drehen, einen Betätigungskorpus, der konfiguriert ist, um als Reaktion auf die Drehung des Bedienungshebels zu drehen, und einen Verriegelungsnocken, der mit dem Betätigungskorpus funktionell verbunden ist und als Reaktion auf die Drehung des Betätigungskorpus zwischen einer verriegelten Stellung und einer entriegelten Stellung drehbar ist. Der Verriegelungsnocken umfasst eine exzentrische Verriegelungsfläche mit mehreren Verriegelungszähnen. Benachbart zu dem Verriegelungsnocken ist ein Verriegelungssegment positioniert, wobei das Verriegelungssegment mehrere darauf ausgebildete Segmentzähne aufweist. Eine Welle erstreckt sich entlang einer ersten Achse und der Betätigungskorpus und der Verriegelungsnocken sind an der Welle positioniert und konfiguriert, um um die erste Achse zu drehen.

Description

QUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität aus der am 15. Februar 2012 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Ser.-Nr. 61/599,268, die durch Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung betrifft eine energieabsorbierende (E/A-)Verriegelungsvorrichtung in einer Lenksäulenbauteilgruppe.
Eine herkömmliche Lenksäule kann in einer Neigungsrichtung und/oder Teleskoprichtung verstellbar sein. Die Lenksäule kann eine Verriegelungsvorrichtung umfassen, die eine Verstellung in einer bestimmten Richtung zulässt oder beschränkt. Wenn sich die Verriegelungsvorrichtung zum Beispiel in einer verriegelten Stellung befindet, kann eine Verstellung der Lenksäule unterbunden werden. Wenn die Verriegelungsvorrichtung umgekehrt zu einer entriegelten Stellung bewegt wird, kann eine Verstellung der Lenksäule zugelassen werden. Ein Bediener kann die Verriegelungsvorrichtung selektiv zu einer entriegelten Stellung hin betätigen, um eine Verstellung zuzulassen, und die Verriegelungsvorrichtung zu der verriegelten Stellung betätigen, um eine Verstellung zu beschränken, wenn eine Sollstellung der Lenksäule erreicht wurde. Verriegelungsvorrichtungen können auch genutzt werden, um bei einem Zusammenstoß- oder Aufprallszenario in der Lenksäule Energie zu absorbieren.
Herkömmliche Verriegelungsvorrichtungen erfordern aber eventuell komplexe Herstellungsprozesse und können nur bei einer begrenzten Anzahl von Lenksäulen, für welche die Verriegelungsvorrichtung konstruiert ist, verwendet werden.
Demgemäß ist es wünschenswert, eine Verriegelungsvorrichtung vorzusehen, die eine Bauteiluntergruppe umfasst, die einen von der Fertigungsstraße ausgelagerten Montageprozess, vereinfachte Komponenten und die Fähigkeit, eine Anzahl der gleichen Komponenten für unterschiedliche Programme oder Lenksäulenbauteilgruppen zu verwenden, zulassen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule vorgesehen, wobei die Verriegelungsvorrichtung umfasst: einen Bedienungshebel, der konfiguriert ist, um zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu drehen, einen Betätigungskorpus, der konfiguriert ist, um als Reaktion auf die Drehung des Bedienungshebels zu drehen, einen Verriegelungsnocken, der mit dem Betätigungskorpus funktionell verbunden und als Reaktion auf die Drehung des Betätigungskorpus zwischen einer verriegelten Stellung und einer entriegelten Stellung drehbar ist, wobei der Verriegelungsnocken eine exzentrische Verriegelungsfläche mit mehreren darauf ausgebildeten Verriegelungszähnen umfasst, ein Verriegelungssegment, das benachbart zu dem Verriegelungsnocken positioniert ist, wobei der Verriegelungsriemen mehrere darauf ausgebildete Segmentzähne aufweist, wobei die Verriegelungszähne des Verriegelungsnockens in der verriegelten Stellung mit den Segmentzähnen in Eingriff treten, um eine Verstellung der Lenkung in einer Teleskoprichtung zu beschränken, und in der entriegelten Stellung die Verriegelungszähne des Verriegelungsnockens einen Abstand von den Segmentzähnen haben, und eine Welle, die sich entlang einer ersten Achse erstreckt, wobei der Betätigungskorpus und der Verriegelungsnocken an der Welle positioniert und konfiguriert sind, um um die erste Achse zu drehen.
Diese und andere Vorteile und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, wird in den Ansprüchen im Anschluss an die Beschreibung eigens hervorgehoben und klar beansprucht. Die vorstehenden sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen hervor, wobei:
1 eine Perspektivansicht einer Verriegelungsvorrichtung in einer verstellbaren Lenksäule gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Perspektivansicht der Verriegelungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine Perspektivansicht eines Bedienungshebels und Betätigungskorpus der Verriegelungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine Seitenansicht der hin zu einer verriegelten Stellung bewegten Verriegelungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine Seitenansicht der Verriegelungsvorrichtung in einer entriegelten Stellung nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine Perspektivansicht einer Verriegelungsvorrichtung nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 in Draufsicht ein Querschnitt der Verriegelungsvorrichtung von 6 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8 eine Perspektivansicht der Verriegelungsvorrichtung von
6 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 eine Perspektivansicht einer an einer Welle positionierten Verriegelungsvorrichtung nach einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine Perspektivansicht einer Variante der Verriegelungsvorrichtung von 9 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
11 eine Perspektivansicht eines Abschnitts der Verriegelungsvorrichtung von 10 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme nun auf die Figuren, in denen die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmten Ausführungsformen beschrieben wird, ohne diese zu beschränken, zeigen 1–5 eine verstellbare Lenksäulen-Bauteilgruppe 10, die eine Verriegelungsvorrichtung 120 umfasst. Die Verriegelungsvorrichtung 120 ist zwischen einem verriegelten Zustand, in dem eine Verstellung der verstellbaren Lenksäulen-Bauteilgruppe 10 in einer Teleskoprichtung beschränkt ist, und einem entriegelten Zustand, in dem eine Verstellung der verstellbaren Lenksäule 10 in der Teleskoprichtung zugelassen wird, bewegbar. Ferner dient die Verriegelungsvorrichtung in der verriegelten Stellung dazu, während eines Zusammenstoß- oder Aufprallvorgangs, bei dem die Lenksäule ausgelegt ist, sich zusammenzuschieben, einer Kraft standzuhalten.
1 veranschaulicht die Verriegelungsvorrichtung 120 in der verstellbaren Lenksäule 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Verriegelungsvorrichtung 120 einen Bedienungshebel 122, einen Betätigungskorpus 124, einen Verriegelungsnocken 126, ein Verriegelungssegment 128 und eine Welle 130. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Verriegelungssegment 128 als energieabsorbierendes (”E/A”-)Band oder anderes Verriegelungsband ausgebildet sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Verriegelungssegment 128 kann auch als Teil einer Lenksäulenkomponente, wie etwa einer Ummantelung oder einer Druckschelle, ausgebildet sein.
Der Bedienungshebel 122 ist mit dem Betätigungskorpus 124 funktionell verbunden, so dass sich der Betätigungskorpus 124 als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels 122 dreht, um die Verriegelungsvorrichtung 120 zwischen dem verriegelten und dem entriegelten Zustand zu bewegen. Der Bedienungshebel 122 ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung drehbar.
Der Verriegelungsnocken 126 ist mit dem Betätigungskorpus 124 funktionell verbunden, so dass eine Drehung des Betätigungskorpus 124 den Verriegelungsnocken 126 in und aus dem verriegelnden Eingriff mit dem Verriegelungssegment 128 bewegen kann. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Verriegelungssegment 128 an einer benachbarten Komponente der verstellbaren Lenksäule 10, wie etwa einer unteren Ummantelung 12 der Lenksäule 10, befestigt.
2 veranschaulicht eine Perspektivansicht der Verriegelungsvorrichtung 120 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst der Verriegelungsnocken 126 eine Verriegelungsfläche 132 mit mehreren darauf ausgebildeten Verriegelungszähnen 134. Das Verriegelungssegment 128 umfasst mehrere darauf ausgebildete Segmentzähne 136. Die Verriegelungszähne 134 sind konfiguriert, um mit den Segmentzähnen 136 selektiv in einen und aus einem Eingriff zu treten. Der verriegelte Zustand der Verriegelungsvorrichtung 120 entspricht einem Zustand, in dem die Verriegelungszähne 134 mit den Segmentzähnen 136 in Eingriff stehen, während der entriegelte Zustand einem Zustand entspricht, in dem die Verriegelungszähne 134 aus dem Eingriff mit den Segmentzähnen 136 getreten sind.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 2 erstreckt sich die Welle 130 entlang einer ersten Achse 'A' durch eine erste Öffnung 138 in dem Betätigungskorpus 124 und eine zweite Öffnung 140 in dem Verriegelungsnocken 126. Der Betätigungskorpus 124 und der Verriegelungsnocken 126 sind konfiguriert, um um die erste Achse 'A' an der Welle 130 zu drehen.
Ein Neigungsbolzen 142 erstreckt sich beabstandet von der ersten Achse 'A' entlang einer zweiten Achse 'B'. In einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich die zweite Achse 'B' parallel zu der ersten Achse 'A'. Der Bedienungshebel 122 ist mit dem Neigungsbolzen 142 funktionell verbunden und konfiguriert, um um die zweite Achse 'B' zu drehen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 ist der Betätigungskorpus 124 in einer beispielhaften Ausführungsform als Kipphebel 124 ausgebildet. Der Kipphebel 124 umfasst einen ersten Schenkel 144 und einen zweiten Schenkel 146. Die erste Öffnung 138 ist in dem ersten Schenkel 144 ausgebildet. Der zweite Schenkel 146 erstreckt sich von dem ersten Schenkel 144 und ist von der Welle 130 beabstandet. In einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich der zweite Schenkel 146 im Allgemeinen senkrecht von dem ersten Schenkel 144 und parallel zu der Welle 130. Ferner erstreckt sich in einer beispielhaften Ausführungsform der erste Schenkel 144 im Allgemeinen senkrecht zu der Welle 130 und der ersten Achse 'A'.
Entlang mindestens eines Teils einer Länge des ersten Schenkels 144 erstreckt sich eine Nase 148. Die Nase 148 erstreckt sich von dem ersten Schenkel 144 in solcher Weise nach außen, dass zwischen einem freien Ende 152 der Nase 148 und dem ersten Schenkel 144 ein erster Kanal 150 gebildet wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Nase 148 einen Grundabschnitt 154, der sich von dem ersten Schenkel 144 erstreckt, und das freie Ende 152, das sich Grundabschnitt 154 unter einem Winkel erstreckt, um den ersten Kanal 150 zu bilden, umfassen.
Der Kipphebel 124 umfasst weiterhin ein Gehäuse 156, das an dem zweiten Schenkel 146 positioniert ist. Das Gehäuse 156 nimmt zumindest teilweise den Verriegelungsnocken 126 auf und kann als Führung zum Steuern einer Drehung des Verriegelungsnockens 126 um die erste Achse 'A' dienen, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Verriegelungsvorrichtung 120 umfasst auch eine Feder 158, die an der Welle 130 positioniert ist. Die Feder 158 umfasst eine erste Lasche 160 und eine zweite Lasche 162. Die erste Lasche 160 erstreckt sich entlang des Gehäuses 156 oder des zweiten Schenkels 146. Die zweite Lasche 162 tritt mit dem Verriegelungsnocken 126 in Eingriff oder liegt an diesem an. Die Feder 158 umfasst auch eine zwischen der ersten Lasche 160 und der zweiten Lasche 162 ausgebildete Windung 164. Die Feder 158 ist konfiguriert, um an dem Verriegelungsnocken 126 eine drehende Vorspannkraft anzulegen, um den Verriegelungsnocken 126 in eine bestimmte Richtung zu drücken.
3 veranschaulicht eine Perspektivansicht des Bedienungshebels 122 und des Betätigungskorpus 124 der Verriegelungsvorrichtung 120 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 3 erstreckt sich in einer beispielhaften Ausführungsform eine Kopplungsverlängerung 166 von dem Bedienungshebel 122. Die Kopplungsverlängerung 166 erstreckt sich von dem Bedienungshebel 122, um zwischen einem Teil der Kopplungsverlängerung 166 und dem Bedienungshebel 122 einen zweiten Kanal 168 zu bilden. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Kopplungsverlängerung 166 einen Grundabschnitt 170, der sich von dem Bedienungshebel 122 erstreckt, und ein freies Ende 172, das sich von dem Grundabschnitt 170 unter einem Winkel erstreckt, wodurch der zweite Kanal 168 gebildet wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3 treten die Nase 148, die sich von dem Kipphebel oder Betätigungskorpus 124 erstreckt, und die Kopplungsverlängerung 166, die sich von dem Bedienungshebel 122 erstreckt, in Eingriff, um den Betätigungskorpus 124 oder Kipphebel mit dem Bedienungshebel 122 funktionell zu verbinden, so dass der Betätigungskorpus 124 oder Kipphebel als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels 122 dreht. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das freie Ende 172 der Kopplungsverlängerung 166 in dem ersten Kanal 150 zwischen der Nase 148 und dem ersten Schenkel 144 des Kipphebels 124 aufgenommen sein, und das freie Ende 152 der Nase 148 kann in dem zweiten Kanal 168 zwischen der Kopplungsverlängerung 166 und dem Bedienungshebel 122 aufgenommen sein.
Die Nase 148 und die Kopplungsverlängerung 166 sind so geformt und konfiguriert, dass eine Drehung des Betätigungskorpus 124 und damit des Verriegelungsnockens 126 durch eine Drehung des Bedienungshebels 122 gesteuert werden kann. Entlang einer Kontaktfläche zwischen der Nase 148 und der Kopplungsverlängerung 166 ist eine Kurvenscheibengrenzfläche 174 ausgebildet. Es versteht sich, dass eine an dem Betätigungskorpus 124 angelegte Drehkraft durch Herstellen der Kurvenscheibengrenzfläche 174 mit unterschiedlichen Profilen variiert werden kann. D. h. der Betrag der Drehung, also ein Grad der Drehung, der zum Betätigen des Verriegelungsnockens 126 erforderlich ist, kann während der Herstellung der Kurvenscheibengrenzfläche 174 für eine bestimmte Anwendung ausgelegt werden.
4 und 5 veranschaulichen Seitenansichten der Verriegelungsvorrichtung 120 nahe einer verriegelten Stellung bzw. in einer entriegelten Stellung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 4 wird der Verriegelungsnocken 126 durch die Feder 158 hin zu einer verriegelten Stellung gedrückt, wo die Verriegelungszähne 134 des Verriegelungsnockens 126 mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 in Eingriff treten.
Der Verriegelungsnocken 126 umfasst einen Absatz 176, während das Gehäuse 156 eine Führungswand 178 umfasst. In dem verriegelten Zustand sind die Führungswand 178 und der Absatz 176 in einer Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Der Betätigungskorpus 124 und das Gehäuse 156 drehen als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels 122 aufgrund der funktionellen Verbindung an der Kurvenscheibengrenzfläche 174 zwischen der Nase 148 und der Kopplungsverlängerung 166 gemeinsam.
Eine Drehung des Bedienungshebels 122 in einer ersten Richtung lässt den Betätigungskorpus 124 in 4 in einem Uhrzeigersinn drehen. Bei von dem Absatz 176 beabstandeter Führungswand 178 dreht sich der Betätigungskorpus 124 relativ zu dem Verriegelungsnocken 126, so dass sich die Führungswand 178 hin zu dem Absatz 176 bewegt. Eine weitere Drehung im Uhrzeigersinn lässt die Führungswand 178 an dem Absatz 176 anliegen, wodurch der Verriegelungsnocken 126 veranlasst wird, sich im Uhrzeigersinn von der verriegelten Stellung zu der in 5 gezeigten entriegelten Stellung zu drehen. In der entriegelten Stellung kann die Lenksäule 10 in der Teleskoprichtung verstellt werden.
Eine Drehung des Bedienungshebels 122 in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung lässt den Betätigungskorpus 124 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Während der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht der Verriegelungsnocken 126 mit dem Betätigungskorpus 124 unter einer Vorspannkraft der Feder 158, bis sich die Verriegelungszähne 134 des Verriegelungsnockens 126 in Eingriff mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 bewegen. An diesem Punkt kann der Betätigungskorpus 124 einschließlich des Gehäuses 156 weiter entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, während der Verriegelungsnocken 126 von dem Verriegelungssegment 128 gegen eine weitere Drehung festgehalten wird. Während dieses Zeitraums dreht sich die Führungswand 178 weg von dem Absatz 176 zu einer in 4 gezeigten Stellung.
6–8 zeigen eine Verriegelungsvorrichtung für eine verstellbare Lenksäule nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auf eine Beschreibung der Merkmale in dieser beispielhaften Ausführungsform, die den Merkmalen der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform ähneln, kann verzichtet werden. Es versteht sich auch, dass, wenn auf solche Merkmale verwiesen wird und diese in dieser beispielhaften Ausführungsform nicht anderweitig eigens kenntlich gemacht oder beschrieben sind, die Merkmale den vorstehend beschriebenen ähneln.
6 ist eine Perspektivansicht einer Verriegelungsvorrichtung 220 nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Betätigungskorpus 222 als Hülse 222 ausgebildet sein. Die Hülse 222 umfasst eine sich dadurch erstreckende Öffnung 224, die konfiguriert ist, um eine Welle 226 darin aufzunehmen.
Die Welle 226 erstreckt sich entlang der ersten Achse 'A'. In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Welle 226 einen nichtkreisförmigen Querschnitt auf. Der Bedienungshebel 228 ist mit der Welle 226 funktionell verbunden. Die Welle 226 dreht als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels 228. Die Öffnung 224 der Hülse 222 ist mit der Welle 226 verkeilt, so dass die Welle 226 und die Hülse 222 gemeinsam drehen.
7 zeigt in Draufsicht einen Querschnitt Verriegelungsvorrichtung 220 von 6 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 7 ist eine Feder 230 zwischen der Hülse 222 und dem Verriegelungsnocken 232 positioniert. Die Feder 230 ist konfiguriert, um den Verriegelungsnocken 232 in eine vorbestimmte Richtung zu drücken.
8 zeigt eine Perspektivansicht der Verriegelungsvorrichtung 220 von 6 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 8 umfasst die Hülse 222 ein Gehäuse 234, das an einem Ende ausgebildet ist. Das Gehäuse 234 ist konfiguriert, um zumindest teilweise den Verriegelungsnocken 232 aufzunehmen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Gehäuse 234 aus einem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gebildet, der sich teilweise um die erste Achse 'A' erstreckt. Das Gehäuse 234 erstreckt sich teils umlaufend um den Verriegelungsnocken 232. Eine Führungswand 236 an dem Gehäuse 234 ist konfiguriert, um mit einem Absatz 238 des Verriegelungsnockens 232 in Eingriff zu treten, um den Verriegelungsnocken 232 mit der Hülse 222 und dem Gehäuse 234 drehen zu lassen. Das Gehäuse 234 kann mit der Hülse 222 integral ausgebildet sein und damit drehen.
Die Feder 230 umfasst eine erste Lasche 240, die konfiguriert ist, um mit der Hülse 222 in Eingriff zu treten, und eine zweite Lasche 242, die konfiguriert ist, um mit dem Verriegelungsnocken 232 in Eingriff zu treten oder an diesem anzuliegen. Die Feder 230 umfasst auch einen zwischen der ersten Lasche 232 und der zweiten Lasche 234 ausgebildeten Windungsabschnitt 244. Die Feder 230 ist konfiguriert, um den Verriegelungsnocken 232 hin zu der verriegelten Stellung vorzuspannen.
Der Verriegelungsnocken 232 ähnelt dem vorstehend unter Bezugnahme auf 1–5 beschriebenen Verriegelungsnocken 126. Der Verriegelungsnocken 232 umfasst eine Verriegelungsfläche 246 mit den darauf ausgebildeten Verriegelungszähnen 248. Die Verriegelungsfläche 246 und die Verriegelungszähne 248 sind exzentrisch an dem Verriegelungsnocken 232 ausgebildet. Die Verriegelungszähne 248 sind konfiguriert, um selektiv mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 in und aus dem Eingriff zu treten, wie vorstehend beschrieben wurde und in 1, 4 und 5 gezeigt ist. Der Verriegelungsnocken 232 befindet sich in der verriegelten Stellung, wenn die Verriegelungszähne 248 mit den Segmentzähnen 136 in Eingriff treten, und befindet sich in einer entriegelten Stellung, wenn die Verriegelungszähne 248 aus dem Eingriff mit den Segmentzähnen 136 getreten sind. Der Verriegelungsnocken 232 umfasst auch eine Öffnung 250 (siehe ebenfalls 7), durch die sich die Welle 226 erstreckt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Öffnung 250 des Verriegelungsnockens 232 nicht mit der Welle 226 verkeilt, so dass der Verriegelungsnocken 232 unabhängig von der Welle 226 drehen kann.
Bei Betrieb, mit dem Verriegelungsnocken 232 in der verriegelten Stellung, wird der Bedienungshebel 228 in einer ersten Richtung gedreht, was die Welle 226, die Hülse 222 und das Gehäuse 234 ebenfalls in der ersten Richtung drehen lässt. Die Führungswand 236 des Gehäuses 234 ist zunächst von dem Absatz 238 des Verriegelungsnockens 232 beabstandet und dreht relativ zu dem Verriegelungsnocken 232 in der ersten Richtung hin zu dem Absatz 238. Die Führungswand 236 kommt mit dem Absatz 238 in Kontakt und lässt den Verriegelungsnocken 232 zusammen mit dem Gehäuse 234 und der Hülse 222 drehen. Während dieses Zeitraums drehen die Verriegelungszähne 248 des Verriegelungsnockens 232 weg von dem verriegelnden Eingriff mit den Segmentzähnen 136 (siehe 1, 4 und 5) zu der entriegelten Stellung. In der entriegelten Stellung kann die verstellbare Lenksäule 10 in der Teleskoprichtung verstellt werden.
Eine Drehung des Bedienungshebels 228 in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung lässt die Hülse 222 in der zweiten Richtung drehen. Während der Drehung in der zweiten Richtung dreht der Verriegelungsnocken 232 mit der Hülse 222 unter einer Vorspannkraft der Feder 230, bis sich die Verriegelungszähne 248 des Verriegelungsnockens 232 in Eingriff mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 bewegen. An diesem Punkt kann die Hülse 222, die das Gehäuse 234 umfasst, weiter in der zweiten Richtung drehen, während dieser Verriegelungsnocken 232 durch das Verriegelungssegment 128 gegen eine weitere Drehung festgehalten wird. Während dieses Zeitraums dreht die Führungswand 236 weg von dem Absatz 238.
9–11 veranschaulichen eine andere beispielhafte Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung 320. Auf eine Beschreibung der Merkmale in dieser beispielhaften Ausführungsform, die den Merkmalen der vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen ähneln, kann verzichtet werden. Es versteht sich, dass, wenn auf solche Merkmale verwiesen wird und diese in dieser beispielhaften Ausführungsform nicht anderweitig eigens kenntlich gemacht oder beschrieben sind, die Merkmale den vorstehend beschriebenen ähneln.
9 ist eine Perspektivansicht der an einer Welle positionierten Verriegelungsvorrichtung 320 nach einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich die Welle 322 entlang der ersten Achse 'A' und ist entlang mindestens eines Teils derselben mit einem nichtkreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Der Bedienungshebel 228 (6) ist mit der Welle 322 gekoppelt, so dass die Welle 322 als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels 322 dreht, wie in der in 6–8 gezeigten Ausführungsform beschrieben ist.
Der Betätigungskorpus 324 ist eine als Hülse 324 mit einer sich dadurch erstreckenden Öffnung 326 ausgebildet. Die Öffnung 326 ist mit der Welle 322 verkeilt, d. h. weist einen nichtkreisförmigen Querschnitt ähnlich dem der Welle 322 auf, so dass die Hülse 324 zusammen mit der Welle 322 dreht. Die Hülse 322 umfasst mindestens einen sich davon erstreckenden Schenkel 328, der konfiguriert ist, um mit dem Verriegelungsnocken 330 in Eingriff zu treten. In einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich der mindestens eine Schenkel 328 in der Richtung der ersten Achse 'A'.
Die Feder 332 ist zwischen der Hülse 324 und dem Verriegelungsnocken 330 positioniert. Die Feder 332 umfasst eine erste Lasche 334, die sich entlang der Hülse 324 erstreckt, und eine zweite Lasche 336, die mit dem Verriegelungsnocken 330 in Eingriff tritt. Die Feder 332 umfasst auch eine zwischen der ersten Lasche 334 und der zweiten Lasche 336 ausgebildete Windung 338. Die Feder 332 ist konfiguriert, um den Verriegelungsnocken 330 in eine vorbestimmten Richtung zu drücken.
Der Verriegelungsnocken 330 umfasst eine Verriegelungsfläche 340 mit mehreren darauf ausgebildeten Verriegelungszähnen 342. Die Verriegelungsfläche 340 ist als exzentrische Fläche auf dem Verriegelungsnocken 330 ausgebildet. Die Verriegelungszähne 342 sind konfiguriert, um wie vorstehend beschrieben selektiv mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 in und aus dem Eingriff zu treten. Der Verriegelungsnocken 330 umfasst auch eine Öffnung 344, durch die sich die Welle 322 erstreckt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Öffnung 344 nicht mit der Welle 322 verkeilt, so dass der Verriegelungsnocken 330 relativ zu der Welle 322 drehen kann oder umgekehrt.
Der Verriegelungsnocken 330 umfasst auch eine Bedienungsnut 346, die in einer Außenfläche ausgebildet ist. Die Bedienungsnut 346 nimmt den mindestens einen Schenkel 328 der Hülse 324 auf. Der mindestens eine Schenkel 328 ist in der Bedienungsnut 346 in einer Umfangsrichtung beweglich, wenn die Hülse 324 relativ zu dem Verriegelungsnocken 330 dreht.
Bei Betrieb, mit dem Verriegelungsnocken 330 in der verriegelten Stellung, wird der Bedienungshebel 228 in einer ersten Richtung gedreht, was die Welle 322, die Hülse 324 und mindestens einen Schenkel 328 ebenfalls in der ersten Richtung drehen lässt. Der mindestens eine Schenkel 328 bewegt sich in der Bedienungsnut 346 hin zu einem ersten Ende 348 der Bedienungsnut 346. Der mindestens eine Schenkel 328 kommt mit dem ersten Ende 348 der Bedienungsnut 346 in Kontakt und lässt den Verriegelungsnocken 330 zusammen mit dem mindestens einen Schenkel 328 und der Hülse 324 drehen. Während dieses Zeitraums drehen die Verriegelungszähne 342 des Verriegelungsnockens 330 weg von dem verriegelnden Eingriff mit den Segmentzähnen 136 zu der entriegelten Stellung. In der entriegelten Stellung kann die verstellbare Lenksäule in der Teleskoprichtung verstellt werden.
Eine Drehung des Bedienungshebels 228 in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung lässt die Hülse 324 in der zweiten Richtung drehen. Während der Drehung in der zweiten Richtung dreht der Verriegelungsnocken 330 mit der Hülse 324 unter der Vorspannkraft der Feder 332, bis sich die Verriegelungszähne 342 des Verriegelungsnockens 330 in Eingriff mit den Segmentzähnen 136 des Verriegelungssegments 128 bewegen. An diesem Punkt kann die Hülse 324, die den mindestens einen Schenkel 328 umfasst, weiter in der zweiten Richtung weg von dem ersten Ende 348 der Bedienungsnut 346 drehen, während der Verriegelungsnocken 330 von dem Verriegelungssegment 128 gegen eine weitere Drehung in der zweiten Richtung festgehalten wird.
10 und 11 veranschaulichen eine Variante der in 9 gezeigten Verriegelungsvorrichtung nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 10 und 11 kann die Hülse 324 in einer beispielhaften Ausführungsform zusätzlich einen Kranz 350 umfassen. Weiterhin kann der mindestens eine Schenkel zwei Schenkel 352 umfassen. In einer beispielhaften Ausführungsform können die zwei Schenkel 352 an diametral gegenüberliegenden Seiten der Hülse 324 positioniert sein. Ferner können sich die Schenkel 352 in der Richtung der ersten Achse 'A' vollständig über den Verriegelungsnocken 330 erstrecken. Ein Verriegelungsende 354 an jedem Schenkel 352 kann als axiale Halterung für den Verriegelungsnocken 330 dienen, um eine axiale Position des Verriegelungsnockens 330 relativ zu der Hülse 324 zu wahren.
Der Verriegelungsnocken 330 ist der gleiche wie der vorstehend unter Bezugnahme auf 9 beschriebene Verriegelungsnocken 330. In einer beispielhaften Ausführungsform kann sich die Bedienungsnut 346 des Verriegelungsnockens aber in der Richtung der ersten Achse 'A' vollständig über den Verriegelungsnocken 330 erstrecken. Mindestens einer der Schenkel 352 ist in der Bedienungsnut 346 aufgenommen und ist konfiguriert, um sich in der Bedienungsnut 346 zu bewegen, wenn die Hülse 324 relativ zu dem Verriegelungsnocken 330 dreht, ähnlich dem vorstehend unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen mindestens einen Schenkel 328 in der Bedienungsnut 346.
Unter Bezugnahme auf 10 und 11 versteht sich ferner, dass die Form des Verriegelungsnockens für bestimmte Anwendungen verändert werden kann, während seine exzentrische Konfiguration beibehalten wird. Ein Verriegeln und Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung wird in einer Weise ähnlich der vorstehend unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen ausgeführt.
Es versteht sich auch, dass in den obigen beispielhaften Ausführungsformen das Verriegelungssegment als energieabsorbierendes (E/A-)Band mit den darauf ausgebildeten Segmentzähnen implementiert werden kann. Wenn sich die Verriegelungsvorrichtung 120, 220, 320 in der verriegelten Stellung befindet, wird während eines Zusammenstoß- oder Aufprallvorgangs einer Kraft standgehalten. Im Fall eines Zusammenstoßes oder Aufpralls kann ein Eingriff zwischen den Verriegelungszähnen des Verriegelungsnockens und den Segmentzähnen des E/A-Bands ein Entrollen des E/A-Bands bewirken, was daher ein Zusammenschieben der verstellbaren Lenksäule zulässt. Der Betrag Kraft, der für das Zusammenschieben der Lenksäule erforderlich ist, ist typischerweise hoch und wird in Zusammenstoß- oder Aufprallsituationen, nicht während eines normalen Verstellvorgangs seitens eines Bedieners, auf die Lenksäule ausgeübt.
In der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform können ein Verriegelungsnocken, eine Feder und ein Betätigungskorpus zu einer Bauteiluntergruppe integriert werden, um einen Montageprozess außerhalb der Fertigungsstraße zu erleichtern. Dies lässt einen vereinfachten Verriegelungsnocken zu. Ferner kann bei Bedarf derselbe Verriegelungsnocken bei mehreren Programmen verwendet werden.
Es versteht sich, dass verschiedene Merkmale, die in den obigen unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben sind, nicht allein auf die Ausführungsform beschränkt sind, in der sie beschrieben sind. Vielmehr können bestimmte Merkmale allen beispielhaften Ausführungsformen gemeinsam sein oder können austauschbar in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen verwendet werden. Zum Beispiel können der Verriegelungsnocken und der Betätigungskorpus, die unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausführungsform in 6–11 beschrieben sind, mit der Verriegelungsvorrichtung verwendet werden, die unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausführungsform in 1–5 beschrieben ist, und können entlang der ersten Achse 'A' oder der zweiten Achse 'B' positioniert werden.
Während die Erfindung in Verbindung mit nur einer beschränkten Anzahl von Ausführungsformen näher beschrieben wurde, sollte leicht zu verstehen sein, dass die Erfindung nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung so abgewandelt werden, dass sie eine Anzahl von Varianten, Änderungen, Ersetzungen oder gleichwertigen Anordnungen enthält, die vorstehend nicht beschrieben wurden, die aber dem Wesen und Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Ferner wurden zwar verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es versteht sich aber, dass Ausgestaltungen der Erfindung nur einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Demgemäß ist die Erfindung nicht durch die vorstehende Beschreibung beschränkt zu sehen.

Claims

Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule, umfassend: einen Bedienungshebel, der konfiguriert ist, um zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu drehen; einen Betätigungskorpus, der konfiguriert ist, um als Reaktion auf die Drehung des Bedienungshebels zu drehen; einen Verriegelungsnocken, der mit dem Betätigungskorpus funktionell verbunden und als Reaktion auf eine Drehung des Betätigungskorpus zwischen einer verriegelten Stellung und einer entriegelten Stellung drehbar ist, wobei der Verriegelungsnocken eine exzentrische Verriegelungsfläche mit mehreren darauf ausgebildeten Verriegelungszähnen umfasst; ein Verriegelungssegment, das benachbart zu dem Verriegelungsnocken positioniert ist, wobei das Verriegelungssegment mehrere darauf ausgebildete Segmentzähne aufweist, wobei in der verriegelten Stellung die Verriegelungszähne des Verriegelungsnockens mit den Segmentzähnen in Eingriff treten, um eine Verstellung der Lenkung in einer Teleskoprichtung zu beschränken, und in der entriegelten Stellung die Verriegelungszähne des Verriegelungsnockens Abstand von den Segmentzähnen aufweisen; und eine Welle, die sich entlang einer ersten Achse erstreckt, wobei der Betätigungskorpus und der Verriegelungsnocken an der Welle positioniert und konfiguriert sind, um um die erste Achse zu drehen.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Feder umfasst, die an der Welle positioniert und konfiguriert ist, um an dem Verriegelungsnocken eine drehende Vorspannkraft anzulegen.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Verriegelungsnocken eine darin ausgebildete Öffnung umfasst, durch die sich die Welle erstreckt.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, welche weiterhin einen Neigungsbolzen umfasst, der sich entlang einer von der ersten Achse beabstandeten zweiten Achse erstreckt, wobei der Neigungsbolzen mit dem Bedienungshebel funktionell verbunden ist und der Bedienungshebel um die zweite Achse drehbar ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Betätigungskorpus ein Kipphebel mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel ist, wobei der erste Schenkel eine darin ausgebildete Öffnung aufweist, durch die sich die Welle erstreckt, und sich der zweite Schenkel beabstandet von der Welle von dem ersten Schenkel erstreckt.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Schenkel eine Nase umfasst, die sich davon erstreckt, wobei sich die Nase entlang zumindest eines Teils einer Länge des ersten Schenkels erstreckt und konfiguriert ist, um zwischen dem ersten Schenkel und der Nase einen Kanal zu bilden.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Bedienungshebel eine Kopplungsverlängerung umfasst, die sich davon erstreckt, wobei die Kopplungsverlängerung konfiguriert ist, um in dem zwischen dem ersten Schenkel und der Nase ausgebildeten Kanal aufgenommen zu werden und um auf die Nase zu wirken, um den Kipphebel als Reaktion auf eine Drehung des Bedienungshebels drehen zu lassen.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Nase und die Kopplungsverlängerung einander an einer Kurven scheibengrenzfläche berühren.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Bedienungshebel mit der Welle funktionell verbunden ist und um die erste Achse drehbar ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Betätigungskorpus eine Hülse ist und eine Öffnung umfasst, durch die sich die Welle erstreckt.