DE3104707C2

DE3104707C2 - Einstellvorrichtung für eine in axialer Richtung verstell- und einstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3104707C2
Application number: DE3104707A
Authority: DE
Inventors: Masumi Toyoake Aichi Nishikawa
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1983-10-27
Also published as: GB2072107B; US4402236A; GB2072107A; JPS56120458A; DE3104707A1; JPS6125581B2

Abstract

Es wird eine Einstellvorrichtung für ein Lenkrad beschrieben, mit einem Gehäuse, einer innerhalb des Gehäuses drehbar gelagerten Außenwelle, einer innerhalb der Außenwelle axial verschiebbaren Innenwelle, welche zur Übertragung eines Drehmoments vom Lenkrad auf einen Getriebekasten gedreht werden kann und mit mindestens einem Vorsprung versehen ist, auf dem zumindest ein sich keilförmig verjüngender Abschnitt angeformt ist, einem gemäß der Gleitbewegung der Innenwelle in axialer Richtung innerhalb der Außenwelle gleitend verschiebbaren Verriegelungselement, welches mit zumindest einem Vorsprung versehen ist, der zumindest einen sich keilförmig verjüngenden Abschnitt besitzt, der mit dem sich verjüngenden Abschnitt der Innenwelle in Funktionseingriff bringbar ist, und einer mit der Innenwelle und dem Verriegelungselement in Arbeitseingriff stehenden und verbundenen Verriegelungsstange, wobei das Lenkrad in axialer Richtung eingestellt werden kann, indem der sich keilförmig verjüngende Abschnitt des Verriegelungs elements außer Eingriff mit dem sich keilförmig verjüngenden Abschnitt der Innenwelle gebracht wird. Dadurch wird ein Ausschlagen der Verbindung zwischen der Innen- und der Außenwelle verhindert, so daß die Lenkung zuverlässig arbeitet.

Description

ment, wodurch der Bedienungskomfort der Einstellvorrichtung verbessert wird. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß bereits eine kleine axiale Verschiebung der Verriegelungsstange genügt, um das Verriegelungselement um den doppelter Weg zu verschieben und außer Eingriff mit der innenwelle gebracht wird. Darüber hinaus erfolgt die Blockierung der Innenwelle innerhalb der Außenwelle durch eine Verspannung zwischen Verriegelungselement und Innenwelle in Umfangsrichtung, so daß die gesamte axiale Länge des Verriegelungselements zur Übertragung der Verspannungs- und Klemmkrafc herangezogen werden kann. Dadurch können die Kontaktkräfte zwischen Verriegelungselement und Innenfläche der Außenwelle reduziert und in genau definierten Grenzen gehalten werden, wodurch die Betriebszuverlässigkeit der Einstellvorrichtung angehoben werden kann. Dabei ergibt sich durch die erfmdungsgemäßen Maßnahmen der zusätzliche Vorteil, daß durch die gegenseitige Verspannung zwischen Verriegelungselement und Außenwelle in Umfangsrichtung jegliches Kraftübertragungsspiel zwischen Innen- und Außenwelle eliminiert wird, wodurch eine absolut spielfreie Lenkkraftübertragung vom Lenkrad zum Lenkgetriebe erfolgen kann. Auf diese Weise wird der Gefahr des Ausschiagens der Verbindung zwischen Innen- und Außenwelle zusätzlich vorgebeugt.

Zur Vergleichmäßigung der Kraftübertragung zwischen Verriegelungselement und Innenwelle tragen bevorzugterweise sowohl die Innenwelle als auch das Verriegelungselement jeweils zwei diametral gegenüberliegende Vorsprünge, die jeweils mit einer sich keilförmig verjüngenden Außenfläche versehen sind.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Einstellvorrichtung für ein Lenkrad,

F i g. 2 eine Art Explosionsansicht der in F i g. 1 gezeigten Einstellvorrichtung,

F i g. 3 eine Ansicht eines Teilschnitts entlang der Linie III-III in Fi g. l.und

Fig.4 eine Ansicht eines Teilschnitts entlang der Linie IV-IVin Fig. 1. "5

In F i g. 1 und 2 bezeichnet die Bezugsnummer 10 eine Einstellvorrichtung für ein Lenkrad 11, durch die das Lenkrad 11 in axialer Richtung eingestellt bzw. verstellt werden kann. Ein. Gehäuse 12 ist an einer nicht gezeigten Kraftfahrzeug-Karosserie befestigt. Eine Außenwelle 13 ist in das Gehäuse 12 eingesetzt und drehbar durch zwei Lager 14 und 15 gehalten, die jeweils an den Endabschnitten des Gehäuses 12 angeordnet sind. Auf einer inneren Umfangsoberfläche der Außenwelle 13 ist ein Innenvielnutprofil 16 ausgebildet, und ein Außenvielnutprofil 17 ist auf einer äußeren Umfangsoberfläche einer Innenwelle 18 ausgebildet. Diese Innen- und Außenvielnutprofile 16 und 17 stehen miteinander in Eingriff. Dadurch kann die Innenwelle 18 innerhalb der Außenwelle 13 in axialer Richtung gleitend verschoben werden und bei Drehbewegung des Lenkrades 11 das Drehmoment auf eine Seite eines nicht gezeigten Getriebekastens übertragen.

In ein Anschlagelement 19 ist ein Anschlagzapfen bzw. ein Anschlagbolzen 20 eingeschraubt. Ein Ende des Anschlagbolzens 20 dringt in radialer Richtung in die Außenwelle 13 nach innen hinein, um die Innenwelle 18 davon abzuhalten, aus der Außenwelle herauszugleiten.

Das Lenkrad 11 ist auf der Innenwelle 18 über ein Kerbverzahnungselement 21 befestigt, welches auf der rechten Seite der Innenwelle 18 in F i g. \ vorgesehen ist Eine Verriegelungsstange 22 ist innerhalb der Innenwelle 18 eingesetzt Am rechten Ende der Verriegelungsstange 22 ist ein Linksgewinde 23 und am linken Ende der Verriegelungsstange 22 ist ein Rechtsgewinde 24 eingeformt Am rechten Endabschnitt der Verriegelungsstange 22 ist mittels eines Schraubbolzens 26 ein Hebel bzw. ein Bedienungshandgriff 25 befestigt, und die Verriegelungsstange 22 kann sich mit der Drehbewegung des Bedienungshandgriffs 25 drehen. In einen lnnenumfangsabschnitt der Innenwelle 18 ist ein Gewindeabschnitt 27 eingeformt und mit dem Linksgewinde 23 der Verriegelungsstange 22 verschraubt Somit kann das Linksgewinde bzw. die linksgängige Schraube 23 der Verriege'ungsstange 22 bei Drehbewegung des Bedienungshandgriffs 25 in axialer Richtung relativ zum Gewindeabschnitt 27 der Innenwelle 18 bewegt werden. Ein Verriegelungselement 28 ist an seiner äußeren Umfangsoberfläche mit einem Außenvielnutprofil 29 versehen. Das Außenvielnutprofil 29 des Verriegelungselements 28 steht mit dem Innenvielnutprofil 16 der Außenwelle 13 in Eingriff, und ein in eine Innenoberfläche des Verriegelungselements 28 eingeformter Gewindeabschnitt 30 ist mit dem Rechtsgewinde bzw. mit der rechtsgängigen Schraube 24 der Verriegelungsstange 22 verschraubt. Demgemäß kann sich unter Drehbewegung des Bedienungshandgriffs 25 die rechtsgängige Schraube 24 der Verriegelungsstange 22 relativ zum Gewindeabschnitt 30 des Verriegelungselements 28 in axialer Richtung bewegen.

Zwei Axialvorsprünge 31 und 32, zwischen denen ein Freiraum verbleibt, sind einstückig an das linke Ende der Innenwelle 18 angeformt. Zwei weitere Axialvorsprünge 33 und 34, zwischen denen ebenfalls ein gewisser Freiraum verbleibt, sind am rechten Ende des Verriegelungselements 28 angeformt. Die Axialvorsprünge 31 und 32 der Innenwelle 18 sind mit sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 versehen und können in den Freiraum zwischen den Axialvorsprüngen 33 und 34 des Verriegelungselements 28 eingesetzt werden. Die Axialvorsprünge 33 und 34 des Verriegelungselements 28 sind ebenfalls mit sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 37 und 38 versehen und können in den Freiraum zwischen den Axialvorsprüngen 31 und 32 der Innenwelle 18 eingesetzt werden. Die sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 der Axialvorsprünge 31 und 32 der Innenwelle 18 stehen mit dem sich keilförmig verjüngenden Seiten 37 und 38 der Axialvorsprünge 33 und 34 des Verriegelungselements 28 in Eingriff, wenn sich die Einstellvorrichtung des Lenkrades 10 in dem in F i g. 1 gezeigten Verriegelungszustand befindet.

Die Einstellvorrichtung für das Lenkrad funktioniert wie folgt:

Wenn das Lenkrad 11 in Drehung versetzt wird, dreht sich die Innenwelle 18 in die gleiche Richtung wie das Lenkrad 11. Dadurch wird die Außenwelle 13 durch das Außenvielnutprofil 17 der Innenwelle 18 in die gleiche Richtung gedreht und das Drehmoment des Lenkrades 11 wird über eine Verbindungseinrichtung, wie z. B. ein Gelenkelement oder dgl. auf eine Welle an einer Seite eines nicht gezeigten Getriebekastens übertragen.

Füi den Fall, daß der Hebel bzw. der Bedienungshandgriff 25 in Richtung des in F i g. 1 dargestellten Pfeils gedreht wird, um das Lenkrad 11 aus dem Verriegelungszustand in Fig. 1 in axialer Richtung

einzustellen, wird die Verriegelungsstange 22 durch das Linksgewinde bzw. durch die linksgängige Schraube 23 nach links bewegt und die rechtsgängige Schraube 24 bzw. das Rechtsgewinde 24 der Verriegelungsstange 22 wird damit ebenfalls nach links bewegt Demgemäß kommen die sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 37 und 38 des Verriegelungselements 28 mit den sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 der Inner-.velle 18 außer Eingriff, wodurch das Lenkrad 11 in axialer Richtung zur Einstellung der gewünschten Lage des Lenkrades verschoben werden kann. Da die sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 der Innenwelle 18 außer Eingriff mit den sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 37 und 38 des Verriegelungselements 28 stehen, wird nämlich die Innenwelle 18 relativ zur Außenwelle 13 in axialer Richtung verschiebbar.

Für den Fall, daß der Bedienungshandgriff 25 in eine Richtung gedreht wird, die der durch den Pfeil in F i g. 1 angegebenen Richtung entgegengesetzt ist, wird die Verriegelungsstange 22 durch die linksgängige Schraube 23 und auch die rechtsgängige Schraube 24 der Verriegelungsstange 22 nach rechts bewegt. Dadurch gelangen die sich keilförmig verjüngenden bzw. die keilförmig zulaufenden Seitenflächen 37 und 38 des Verriegelungselements 28 in Eingriff mit den sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 der Innenwelle 18 und es wird der in Fig. 1 gezeigte Verriegelungszustand hergestellt.

In diesem in Fig. 1 gezeigten Verriegelungszustand

ίο steht das Außenvielnutprofil 29 des Verriegelungselements 28 mit einer Seite des Innenvielnutprofils 16 der Außenwelle 13 in Eingriff bzw. in Anlagekontakt und das Außenvielnutprofil 17 der Innenwelle 18 mit der anderen Seite des Innenvielnutprofils 16 der Außenwel-Ie 13 in Eingriff bzw. in Anlagekontakt, indem die sich keilförmig verjüngenden Seitenflächen 35 und 36 der Innenwelle 18 mit den sich ebenfalls keilförmig verjüngenden Seitenflächen 37 und 38 des Verriegelungselements 28 in Eingriff gelangen bzw. gegeneinander gespannt werden. Dieser Zusammenhang kommt durch die F i g. 3 und 4 zum Ausdruck.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einstellvorrichtung für eine in axialer Richtung verstellbare und einstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei teleskopartig zueinander verschiebbaren Hohlwellen, wobei die eine äußere Hohlwelle bzw. Außenwelle einerseits mii dem Lenkgetriebe in Eingriff steht und andererseits in einer an einem Teil der Fahrzeugkarosserie befestigbaren Halterung drehbar gelagert ist und die mit der Außenwelle axial verschiebbar und drehfest in Eingriff stehende andere innere I lohlwelle bzw. Innenwelle an ihrem einen, aus der Außenwelle herausragenden Ende drehfest mit dem Lenkrad verbunden ist, einer die Innenwelle durchdringenden und gegenüber der Innenwelle drehbaren und axial verschiebbaren Verriegelungsstange, d&ren eines lenkradseitiges Ende mit einem Bedienungshandgriff und deren anderes Ende mit einem Verriegeiungselement verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwelle (18) an ihrem mit der Außenwelle (13) drehfest und axial verschiebbar in Eingriff stehenden Ende zumindest einen angeformten, sich in axialer Richtung und in Umfangsrichtung der Innenwelle (18) erstreckenden Vorsprung (31, 32) mit einer zu seinem freien Ende hin sich keilförmig verjüngenden Seitenfläche (35, 36) aufweist, daß das innerhalb der Außenwelle (13) angeordnete Verriegelungselement (28) mit der Außenwelle (13) axial verschiebbar und drehfest in Eingriff steht und an dem der Innenwelle (18) zugewandten Ende ebenfalls zumindest einen dem Vorsprung (31,32) der Innenwelle (18) entsprechenden axialen Vorsprung (33, 34) mit einer zu seinem freien Ende hin sich keilförmig verjüngenden Seitenfläche (37, 38) aufweist, der mit dem Vorsprung (31, 32) der Innenwelle (18) in und außer Eingriff bringbar ist, daß die beiden Enden der Verriegelungsstange (22) jeweils mit einem Gewindeabschnitt (23 bzw. 24) unterschiedlichen Verschraubungssinns versehen sind und daß der eine Gewindeabschnitt (23) der Verriegelungsstange (22) mit dem mit einem Innengewindeabschnitt (27) versehenen lenkradseitigen Ende der Innenwelle (18) und der andere Gewindeabschnitt (24) mit dem mit einem Innengewindeabschnitt (30) versehenen Verriegelungselement (28) in Eingriff steht.

2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsstange (22) an ihrem mit dem lenkradseitigen Ende der Innenwelle (18) in Eingriff stehenden Ende mit einem Linksgewinde (23) und an ihrem mit dem Verriegelungselement (28) in Eingriff stehenden Ende mit einem Rechtsgewinde (24) versehen ist.

3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwelle (13) und die Innenwelle (18) mittels einer Keilwellenbzw. Vielnutprofilverbindung (16,17) miteinander in Eingriff stehen.

4. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwelle (13) und das Verriegelungselement (28) mittels einer Keilwellen- bzw. Vielnutprofilverbindung (16, 29) miteinander in Eingriff stehen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für eine in axialer Richtung verstellbare und einstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 11 78 722 ist eine Einstellvorrichtung oben angegebener Art bekannt, bei der die Verriegelungsstange an ihrem dem Lenkrad abgewandten Ende mit einem Spreizkonus versehen ist, der mit radial federnden, das Verriegelungselement bildenden Spreizzungen-Fortsätzen der Innenwelle in und außer Klemmeingriff bringbar ist Durch Aufweiten der mit Innenkonusflächen versehenen Spreizzungen werden diese gegen die mit einer Kerbverzahnung ausgestatteten Innenoberflächen der Außenwelle gedruckt Die Verriegelungsstange steht über ein Gewinde mit einem als Zugmutter ausgebildeten und am Lenkrad abstützbaren Bedienungshandgriff bzw. Bedienungsrad in Verbindung, durch dessen Drehung der Spreizkonus zur Blockierung der Verschiebbarkeit zwischen Innen- und Außenwelle in die Spreizzungen eingezogen werden kann. Zur Längenverstellung der Lenksäule wird das Zugmutter-Handrad gelöst, wobei dieses dann mit der Anlagefläche am Lenkrad außer Eingriff gelangt und zusammen mit der Verriegelungsstange axial so weit verschoben werden kann, daß der Spreizkonus außer Klemmeingriff mit den Spreizzungen gelangt Um zu verhindern, daß sich der Spreizkonus beim Drehen des Handrades mitdreht, trägt die Verriegelungsstange an einem dem Klemmkonus benachbarten Endfortsatz einen Führungsvorsprung, der in eine Nut der Kerbverzahnung der Innenwelle mit Gleitspiel eingreift.

Weil auf die Lenksäule zum Teil relativ große Kräfte einwirken können, die über eine relativ begrenzte Fläche zwischen Innen- und Außenwelle übertragen werden müssen, muß der Spreizkonus der bekannten Einstellvorrichtung relativ flach und lang ausgebildet werden, zumal die Spreizzungen bedingt durch den verhältnismäßig biegesteifen Querschnittsübergang zur Innenwelle ohnehin nur im äußeren Endbereich wirkungsvoll auseinandergespreizt werden können, so daß die effektive Klemm-Wirkfiäche nur im Bereich eines Bruchteils der Spreizzungenlänge vorliegt. Dies führt neben der erhöhten Gefahr einer Überbeanspruchung der Blockiereinrichtung im Bereich des Klemmkonus dazu, daß sich die einmal hergestellte Klemmverbindung zwischen Spreizkonus und Spreizzungen nicht mehr von selbst lösen kann, wenn das Handrad gelöst wird. Der Fahrer muß deshalb zum Verstellen der Lenksäule kräftig auf das Handrad schlagen, wodurch schlagartige und unkontrollierte Kräfte auf die Vorrichtungsteile einwirken, die die Beschädigungsgefahr erhöhen und worunter der Bedienungskomfort der Verstellvorrichtung leidet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die sich durch eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit und durch einen verbesserten Bedienungskomfort auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß übernimmt die Verriegelungsstange die Funktion eines die Bewegung des Verriegelungselements übersetzenden Getriebeelements, das das Verriegelungselement darüber hinaus in beiden Axialrichtungen definiert antreibt. Durch Drehen des Bedienungshandgriffs in die eine oder andere Richtung verschiebt sich zwangsläufig auch das Verriegelungsele-