DE3902322C2 - Verstellbarer Lenkwellenmechanismus für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenkwellenmechanismus gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein herkömmlicher Lenkwellenmechanismus dieser Art ist Gegen­ stand der DE 37 32 817 A1 bzw. der US 47 85 684 (ausgegeben am 22. November 1988). Bei diesem herkömmlichen Mechanismus 41, der mit einer ortsfesten Konsole 42 versehen und in der beigefügten Fig. 7 ge­ zeigt ist, wird, bevor ein Lenkrad 7 in eine Kipplage ge­ bracht wird, eine erste Gewindespindel 46 durch einen (nicht gezeigten) Motor gedreht. Auf Grund der Drehbewegung dieser ersten Gewindespindel 46 wird eine erste, an der Stelle 50 mit einem oberen Träger 43 verbundene Spindelmutter 49 längs der Achsrichtung der Spindel 46 bewegt, woraus eine Drehung des oberen Trägers 43, der das Lenkrad 7 über die Lenkwelle 47 trägt, in einem Winkel um einen Schwenkpunkt resultiert.

Bevor die Lenkwelle 47 zu einer Teleskop-Bewegung gebracht wird, kommt eine (nicht gezeigte) Kopplungsvorrichtung mit einer zweiten Gewindespindel 48 zusätzlich zur ersten Gewin­ despindel 46 in Verbindung. Wenn die erste Gewindespindel 46 und die zweite Gewindespindel 48 durch den Motor in dem daraus resultierenden Zustand gedreht werden, wird die erste Spindelmutter 49 längs der ersten Gewindespindel 46 in deren Axialrichtung bewegt, wie auch die zweite Spindelmutter 44 längs der zweiten Gewindespindel 48 in axialer Richtung ver­ stellt wird, so daß dem oberen Träger 43, der das Lenkrad 7 trägt, eine Teleskop-Bewegung vermittelt wird.

Da jedoch die zweite Spindelmutter 44 genau oberhalb des Schwenkpunkts liegt, wird diese Spindelmutter 44 einer übermä­ ßigen Kraft während der Kippbewegung des Lenkrades ausge­ setzt. Das bedeutet, daß die zweite Spindelmutter 44 und die zweite Gewindespindel 48 beide eine ausreichend große Stei­ figkeit haben müssen, um deren Verformung zu verhindern.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen Lenkwellenmechanismus für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem übermäßige Belastungen der Spindelmutter verhindert werden.

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

Die Erfindung wird aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Lenkwellenmechanismus für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Übersichtsdarstellung des Lenk­ wellenmechanismus;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Lenkwellenmechanismus, wobei der teleskopische Verschiebevorgang ausgeführt wer­ den kann;

Fig. 4 eine zu Fig. 3 gleichartige Darstellung, wobei der Kippvorgang für das Lenkrad ausgeführt werden kann;

Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in der Fig. 1;

Fig. 6 den Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 1;

Fig. 7 die Seitenansicht des bereits eingangs abgehandelten herkömmlichen Lenkwellenmechanismus.

Gemäß den Fig. 1-6 ist eine Konsole 1 ortsfest an einem (nicht gezeigten) Fahrzeugaufbau angebracht. An der Konsole 1 ist eine untere Hauptwelle 2 drehbar gelagert, die in ihrem Inneren mit einem kerbverzahnten, axial verlaufenden Teil 2a versehen ist. An einem Schieber 3 ist über einen Ge­ lenkzapfen bzw. Schwenkachse 5 ein oberer Träger 6 verschwenkbar gehalten. Im oberen Träger 6 ist eine obere Hauptwelle 8 drehbar gelagert, an der das Lenkrad 7 fest angebracht ist. Die obere Hauptwelle 8 steht über einen Zapfen 9, der koaxial zum Gelenkzapfen 5 verläuft, mit einer mittleren Hauptwelle 4 in Verbindung. Auf diese Weise ist die obere Hauptwelle 8 zusammen mit der mittleren Hauptwelle 4 in der axialen Richtung bewegbar und relativ zur mittleren Hauptwelle 4 um den Zapfen 9 verschwenk­ bar. Die mittlere Hauptwelle 4 weist eine Kerbverzahnung 4a auf, die mit dem kerbverzahnten Teil 2a der unteren Haupt­ welle 2 in Keileingriff ist. Somit ist die mittlere Hauptwel­ le 4 in der axialen Richtung mit Bezug zur unteren Hauptwel­ le 2 bewegbar und zusammen mit dieser Welle 2 drehbar.

In der ortsfesten Konsole 1 ist eine Antriebseinrichtung in Gestalt eines Motors 10 mit einer Schnecke 11, die mit einem Schneckenrad 12 kämmt, angeordnet. Durch diesen Kämmeingriff wird ein die Geschwindigkeit des Motors untersetzendes, an sich bekanntes Getriebe gebildet. Ferner ist an der Welle 13 ein Zahnrad 14 fest angebracht, das zusammen mit dem Schneckenrad 12 gedreht wird und mit einem Zahnrad 15 kämmt, in dem ein kerbverzahntes Teil 15a ausgebildet ist. Dieses Teil 15a ist mit der Kerbverzahnung 16a einer Welle 16 in Keileingriff, so daß das Zahnrad 15 in der Achsrichtung mit Bezug zur Welle 16 bewegbar und mit dieser Welle 16 zusammen drehbar ist. Eine innere Kerbverzahnung 17a eines Gleitklot­ zes 17 ist mit der Kerbverzahnung 16a der Welle 16 in Keil­ eingriff, so daß der Gleitklotz 17 in der axialen Richtung mit Bezug zur Welle 16 verschiebbar und mit dieser Welle zu­ sammen drehbar ist. Der Gleitklotz 17 steht über einen Ge­ windezapfen 18a sowie ein Gewindestück 16b mit einer Schalt­ einrichtung in Form eines Motors 18 in Wirkverbindung und ist bei einer Drehung des Motors 18 zusammen mit der Welle 16 bewegbar.

In der ortsfesten Konsole 1 ist ein Zahnrad 19 drehbar gela­ gert, das eine innere Kerbverzahnung 19a hat, die mit der Kerbverzahnung 16a der Welle 16 zum Eingriff kommen kann. Bei einem Eingriff zwischen den Kerbverzahnungen 19a und 16a wird das Zahnrad 19 zusammen mit der Welle 16 zum Drehen ge­ bracht. Ferner kämmt das Zahnrad 19 mit einem in der orts­ festen Konsole 1 drehbar gehaltenen Zahnrad 20, das seiner­ seits mit einem Zahnrad 21 kämmt, welches einstückig mit einer ersten Gewindespindel 22 ausgebildet ist, die in der Konsole 1 drehbar gelagert ist. Mit der ersten Gewindespindel 22 ist eine erste Spindelmutter 23, die am Schieber 3 gehalten ist, in Eingriff. Auf Grund dieser konstruktiven Ausbildung wird die aus der Drehung der Welle 16 resultierende Drehung auf die erste Gewindespindel 22 über die Zahnräder 19, 20 und 21 übertragen. Als Ergebnis der Drehung der ersten Gewindespin­ del 22 wird die erste Spindelmutter 23 längs dieser bewegt, so daß der teleskopische Verschiebevorgang des Lenkrades 7 durch die axialen Bewegungen des Schiebers 3, der mittleren Hauptwelle 4, des oberen Trägers 6 und der oberen Hauptwelle 8 bewirkt wird.

Ferner ist in der ortsfesten Konsole 1 ein Zahnrad 24 drehbar gelagert, das eine erste innere Kerbverzahnung 24a hat, die mit der Kerbverzahnung 16a der Welle 16 zum Eingriff kommt. Bei einem Eingriff zwischen den Kerbverzahnungen 24a und 16a wird das Zahnrad 24 zu einer Drehung zusammen mit der Welle 16 gebracht. Am Zahnrad 24 ist des weiteren eine zweite inne­ re Kerbverzahnung 24b ausgebildet, die mit einem Keilwellen­ abschnitt 25a einer zweiten Gewindespindel 25, die im Schie­ ber 3 drehbar gehalten ist, in Eingriff ist. Dadurch ist das Zahnrad 24 in der axialen Richtung der zweiten Gewinde­ spindel 25 bewegbar und zusammen mit dieser drehbar. Die zwei­ te Gewindespindel 25 ist mit einer zweiten Spindelmutter 26 in Eingriff, die mit dem oberen Träger 6 gelenkig verbunden ist. Bei einer Drehung der Welle 16 wird diese Drehung auf die zweite Gewindespindel 25 über das Zahnrad 24 übertragen, was zur Folge hat, daß sich die zweite Spindelmutter 26 längs der zwei­ ten Gewindespindel 25 in axialer Richtung bewegt, womit die zweite Spindelmutter 26, der obere Träger 6 und die obere Hauptwelle 8 um den Gelenkzapfen bzw. die Schwenkachse 5 und den Zapfen 9 jeweils verschwenkt werden.

Wenn der Motor 10 in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand betrie­ ben wird, werden jeweils die Schnecke 11, das Schneckenrad 12, das Zahnrad 14 sowie das Zahnrad 15 in Umdrehung ver­ setzt. Ferner wird auf Grund des Keileingriffs zwischen dem kerbverzahnten Teil 15a des Zahnrades 15 und der Kerbverzah­ nung 16a der Welle 16 diese gedreht. Durch den Keileingriff zwischen der Kerbverzahnung 19a des Zahnrades 19 und der Kerb­ verzahnung 16a der in Drehung befindlichen Welle 16 wird dann das Zahnrad 20 gedreht, was zur Folge hat, daß das Zahnrad 21 und die erste Gewindespindel 22 eine Drehbewegung ausfüh­ ren. Bei der Drehung der ersten Gewindespindel 22 wird die erste Spindelmutter 23 längs dieser bewegt, so daß der Schieber 3 und der obere Träger 6 in axialer Richtung mit Bezug zur ortsfesten Konsole 1 bewegt werden, wie auch die mittlere Hauptwelle 4 und die obere Hauptwelle 8 in axialer Richtung mit Bezug zur unteren Hauptwelle 2 bewegt werden.

Wird in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand der Motor 18 betrie­ ben, so werden auf Grund des Eingriffs zwischen dem Gewinde­ zapfen 18a und dem Gewindestück 16b der Schieber 17 sowie die Welle 16 bewegt und die Kerbverzahnung 16a der Welle 16 in Eingriff mit der Kerbverzahnung 24a des Zahnrades 24 (Fig. 4) gebracht. In dem daraus resultierenden Zustand wer­ den die Schnecke 11, das Schneckenrad 12, das Zahnrad 14 so­ wie das Zahnrad 15 ihrerseits gedreht. Ferner wird auf Grund des Keileingriffs zwischen dem kerbverzahnten Teil 15a des Zahnrades 15 und der Kerbverzahnung 16a der Welle 16 dieser eine Drehung vermittelt. Wegen des Keileingriffs zwischen der Kerbverzahnung 24a des Zahnrades 24 und der Kerbverzah­ nung 16a der sich drehenden Welle 16 wird dann das Zahnrad 24 gedreht. Als Ergebnis der Drehung dieses Zahnrades 24 wird die zweite Gewindespindel 25 in Umdrehung versetzt, so daß sich die zweite Spindelmutter 26 entlang der ersten Gewindespindel 25 bewegt. Auf diese Weise wird der obere Träger 6 um den Gelenkzapfen 5 mit Bezug zum Schieber 3 gedreht, wie auch die obere Hauptwel­ le 8 um den Zapfen 9 mit Bezug zur mittleren Hauptwelle 4 gedreht wird.

Durch Anwendung des teleskopischen Verschiebevorgangs und des Kippvorgangs des Lenkrades 7 kann der Fahrer das Lenkrad in die für ihn günstigste oder geeignetste Lage bringen. Da bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion die erste Spindel­ mutter 23 ständig mit Abstand zu oder entfernt von der Schwenk­ achse 5 oder 9 angeordnet ist, kann während der Kippbewegung des Lenkrades 7 keine übermäßige Kraft auf die Spindelmutter 23 aufgebracht werden.

Claims (3)

1. Verstellbarer Lenkwellenmechanismus für ein Kraftfahrzeug, bei dem zu­ mindest je eine erste und zweite Spindelmutter (23, 26) mittels einer zugehö­ rigen angetriebenen Gewindespindel (22, 25) für eine axiale Bewegung eines Schiebers (3) und für eine Schwenkbewegung eines Trägers (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenkachse (5) zwischen Schieber (3) und Träger (6) in axialer Richtung versetzt zur ersten Spindelmutter (23) für die Bewegung des Schiebers (3) angeordnet ist.

2. Verstellbarer Lenkwellenmechanismus nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewindespindel (22) zwei parallele, zueinander beab­ standete Gewindespindeln umfaßt.

3. Verstellbarer Lenkwellenmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (25) aus einer einzelnen Gewinde­ spindel besteht.