DE60035085T2

DE60035085T2 - Teleskopische welle für kraftfahrzeuglenksäulen mit einem gleitsteuersystem

Info

Publication number: DE60035085T2
Application number: DE60035085T
Authority: DE
Inventors: Melchor Daumal Castellon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: ES2161127B1; ES2161127A1; BR0002988A; EP1078843A1; EP1078843B1; WO2000055028A1; DE60035085D1; US6557433B1; JP4487041B2; JP2002539033A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleitkontrollsystem mit Lastkontrolle für teleskopische Schäfte zur Benutzung in Lenksäulen in Kraftfahrzeugen gemäß der Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs (siehe US-A-4 667 530 ). Solche teleskopischen Schäfte weisen Aufnahmeglieder und Einsteckglieder in Form von ineinander gesteckten Rohrstücken auf. Sie sind an deren Grenzfläche, das heißt der inneren Seitenfläche des Einsteckgliedes und der äußeren Seitenfläche des Aufnahmegliedes, mit einer Anzahl von Rippen und Längsrillen ausgestattet, die gegenseitig ineinander greifen und die Rotation aller erwähnten Stücke ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft diejenigen teleskopischen Systeme, die eine Längsverschiebung eines Gliedes relativ zu den anderen (Verschiebung des Einsteckgliedes relativ zu dem Aufnahmeglied) unter steuerbaren Belastungsbedingungen erfahren, die stattfinden können, wenn entweder der Teleskopregulationsmechanismus betätigt wird, wenn die Höhe des Lenkrads unter Berücksichtigung des Fahrers zu ändern erwünscht wird oder wenn erwünscht ist, die Montage auf dem Kraftfahrzeug zu erleichtern oder schließlich bei dem Stoß, bei dem das Lenksystem daran leidet, seine Funktion als Sicherungssystem für das Fahrzeug, an dem es befestigt ist, unter Beweis zu stellen.
Um die vorangegangenen Anforderungen und technischen Bedingungen zu erfüllen, wurde vorgesehen, dass zwischen der genannten inneren Seitenfläche des Einsteckgliedes und der genannten äußeren Seitenfläche des Aufnahmegliedes beide Glieder mit Längsrillen auf den Seitenflächen derselben ausgestattet sind. Des weiteren sind eine Gruppe von Walzen, die durch die korrespondierenden Rohre festgesetzt sind, gemäß den oben erwähnten technischen Anforderungen und Wirkungseigenschaften bereitgestellt.
Das System der vorliegenden Erfindung weist die oben erwähnten Laststeuerungshandlung auf und erleichtert gleichzeitig die Aufnahme von Spiel zwischen den Aufnahme- und Einsteckgliedern. Überdies wird die relative Bewegung zwischen diesen Gliedern oder dem angepassten Belastungswert, der diese erzeugt, durch ein Drehmoment beeinflusst, dass durch Rotation erzeugt wird, der die genannten Einsteckglieder und Aufnahmeglieder ausgesetzt sind.
Die Erfindung sorgt dafür, dass die Zugkraft, die notwendig ist für die relative Verschiebung zwischen den beiden Teilen der Teleskopwelle, für jegliche Anwendung konstant gehalten wird (wie in den Patenten Nr. 9(20)(26)54, 9300654, 9500(17)7 und 9600871 im Namen des gleichen Anmelders) und entlang aller Verschiebungspfade in einer Weise, dass der Zusammenbau mit einer bestimmten Brems- oder Dämpfungsfunktion auf die angelegte Last ausgestattet ist.
Die Möglichkeit betreffend, dass das erfindungsgemäße System als Sicherungssystem für das Kraftfahrzeug genutzt werden kann, wird dies ermöglicht durch die Eigenschaft dieses Systems, in der Lage zu sein, eine Brems- oder Dämpfungsfunktion zu haben, entweder in der erweiterten oder in der eingezogenen Bedingung, die freigesetzte Energie im Falle eines Zusammenstoßes zu absorbieren, des weiteren die notwendige Zugkraft zur relativen Verschiebung zwischen den Gliedern in der Teleskopwelle entlang des Verschiebungspfades konstant zu halten.
Zusätzlich weist die vorliegende Erfindung die Möglichkeit auf, die Korrektur des Spiels, dass normalerweise zwischen verschiedenen Rohrstücken in den Teleskopschäften auftritt, zu erleichtern und dadurch das unerwünschte Spiel, das Lärm und Vibrationen im Fahrzeugbetrieb erzeugt, zu vermeiden. Es wird sowohl der Transfer von Lärm und Vibrationen auf das Lenkrad und damit auf den Benutzer vermieden als auch ein perfekter Prozeß des Zusammenbaus bereitgestellt wird.
Au der anderen Seite berücksichtigt der konzeptgemäße Mechanismus die Signifikanz des Drehmoments, die für die Rotation der gesamten Teleskopwelle auf der vorher erwähnten Gleitlast zwischen den zwei Gliedern mit relativer Verschiebung aufgewendet werden sollte. Ein solcher Mechanismus erlaubt es, dieses Drehmoment nahezu vollständig von der Längswirkung der Bewegung zu trennen, die durch die axiale Last verursacht wird, so dass der durch dieses Drehmoment erzeugte Effekt minimal wird.
Die vorliegende Erfindung erhöht die Leichtigkeit des Zusammenbaus. Der Zusammenbau wird ausgeführt durch Benutzen weniger Hilfs- und Zubehörelemente und, in jedem Fall, involviert deren große Zusammenbauleichtigkeit nicht, dass Gewicht und Kosten sich signifikant erhöhen, verglichen mit den Vorteilen des Systems selbst.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laststeuerungssystem bereit zu stellen, dass geeignet ist, die Zugkraft während der relativen Verschiebung zwischen den Teilen der Teleskopwelle der Lenksäule anzupassen. Die Erfindung erlaubt des weiteren eine gute Bewegungserzeugung durch integrales Zusammenfügen aller Antriebsteile miteinander, was sowohl das Spiel als auch den Einfluss des Drehmoments relativ zur Rotation minimiert. Sie stellt des weiteren eine effektive mechanische Anordnung zur Verfügung, die sowohl einfach als auch kosteneffektiv ist.
Diese Aufgaben wurden gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weitere Verbesserungen des Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche 1 bis 6 definiert.
Weitere Details und Merkmale der vorliegenden Patentanmeldung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen, welche schematisch die bevorzugten Details repräsentieren, bezieht. Diese Details werden beispielshalber angegeben und beziehen sich auf mögliche Fälle praktischer Ausführungsformen, aber sie ist nicht begrenzt auf die hier offenbarten Details; daher muß diese Beschreibung von einer illustrierenden Betrachtungsweise betrachtet werden und ohne jegliche Art von Begrenzungen.
Eine detaillierte Liste der verschiedenen Teile in der vorliegenden Patentanmeldung ist unten gegeben: ((10)) Aufnahmeglied, ((11)) Einsteckglied, ((12)) Öffnung, ((13)) Längsrillen, ((14)) Gabelung, ((15)) Längswölbung, ((16)) Längswölbung, ((17)) Längsrillen, ((18)) Gabelung, ((19)) Regler, ((20)) Kopfstück, ((21)) zylindrischer Teil, ((22)) Verschluß, ((23)) Rippe, ((24)) Stellglied, ((25)) Körper, ((26)) Stumpf, ((27)) Walzen, ((28)) Hülse.
1 ist eine Perspektive einer Explosionsansicht, in der die Hauptteile des erfindungsgemäßen Systems gezeigt sind.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung, die auch dem gleichen Beispiel der Teleskopwelle entspricht, in dem die wichtigsten Teile getrennt gezeigt sind mit dem Zweck einer Klarstellung höheren Grades des aktuellen Zustands desselben.
3 ist eine erhöhte Endansicht, die einen Längsbereich des Teleskopwellenzusammenbaus zeigt, nachdem er zusammengebaut ist, wobei der Endzustand aller Teile gezeigt ist.
In einer der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und wie aus 1 zu erkennen ist, weist die Teleskopwelle ein Hohlrohrelement (10) auf, das an einem seiner Enden mit einer Gabelung (14) versehen ist. Die seitliche Fläche seiner Öffnung (12) hat eine Anzahl von Längsrillen, die durch eine Anzahl von Längswölbungen (15) getrennt sind.
Das Steckelement (11) hat einen zylindrischen Teil, dessen eines Ende sich so erstreckt, dass es eine Gabelung (18) ausbildet.
Die Seitefläche des Steckelements (11) ist mit gleichmäßig verteilten Längswölbungen (16) versehen, die zwischen den Längsrillen (17) angeordnet sind.
Da die äußere Seitenfläche des Hohlrohrelements (10) und die innere Seitenfläche des Steckelements (11) beide mit Längsrillen in den Längswölbungen (15) im Zusammenschluss mit den Längswölbungen (16) und den Längsrillen (17) versehen sind, ist ein relatives Längsgleiten zwischen beiden Teilen (10) und (11) dadurch möglich.
Stellglieder (24) sind für den Zweck gedacht, Spiel, dass zwischen dem Hohlrohrelement (10) und dem Steckelement (11) existieren kann, zu vermeiden und zu absorbieren. Wie in 1 zu erkennen ist, weisen die Stellglieder (24) einen im wesentlichen prismatischen länglichen Körper auf, dessen Scheitel mit Stümpfen (26) versehen ist.
Stellglieder (24), die aus Plastik oder einem anderen ähnlichen Material hergestellt sein können, sind dazu gedacht, ein Festsetzen der Walzen (27) zu gestatten, die aus spiegelnd gefertigtem Hartstahl gefertigt sein können zu dem Zweck, eine Relativdrehung zwischen den Elementen (10) und (11) so einfach wie möglich zu ermöglichen.
Dieses Stellglied (24) erlaubt die Absorption von Spiel, das zwischen den Elementen (10) und (11) existieren könnte, durch ein Drehmoment, dass während des normalen Betriebs der gesamten Anordnung der Teleskopwelle auftritt, da es sich selbst ausrichten kann, um während der Drehung an die entsprechenden Rillen und Rippen sowohl in dem Hohlrohrelement (10) als auch in dem Steckelement (12), auf denen es aufsitzt angepasst zu werden und dabei als Zwischenstück dazwischen zu dienen.
Auf der anderen Seite ist zur Anpassung der Rotation und des Gleitens ein Regulator (19) vorgesehen, siehe 1, der einen im wesentlichen zylindrisches Kopfstück (20) aufweist, das sich in ein anderes zylindrisches Stück (21) mit einem kleineren Durchmesser erstreckt. Dieser Regulator ist in dem gleitenden Ende des Steckelements (11) untergebracht und dient dem Zweck die Vorlast oder Faltung oder Durchbruchbedingung des Elements (24) in einer Weise zu erzwingen, dass das Gleiten zwischen den Elementen (10) und (11) auf kontrollierte Weise durch die von dem Stellglied (24) in seinem Kontakt mit dem Hohlrohrelement (11) unter der von der gesetzten Last erzeugten Zugkraft erzeugte Bruchlast stattfindet.
Um die oben erwähnte Vorlast zu ermöglichen, verursacht durch das Regulationssystem, das erhalten wird durch den Regulator (19) auf dem Stellglied (24), agiert das Stück (22) als Verschluss gegenüber dem Regulator (19) und sitzt auf dem Steckelement (11). Dadurch erlaubt seine Länge, an einem seiner Enden durch die Gabelung und durch die Plastikhülse am anderen Ende gestützt zu werden.
In 1 ist auch die Möglichkeit gezeigt, dass die Hülse oder das Stellglied (24) umgekehrt durch einfache Elemente (24–25–26) gebildet werden kann, deren Kombination die Anordnung in der am geeignetesten Weise in jedem möglichen Fall aufweisen kann und des weiteren die verschiedenen Funktionen, die diesem Element (24) zugewiesen werden, zu ermöglichen:

– Die zuverlässige Fähigkeit eines geeigneten Festsetzens der Walzen (27), die in Anzahl, Gestalt und Größe variieren können gemäß jedem der vorgenannten Fälle. Rotationstransmission zwischen dem Steckelement (11) und dem Hohlrohrelement (10) wird ohne Probleme durchgeführt, sowohl bezüglich der Bewegungseffektivität als auch Reduzierung von Lärm und Vibrationen betrachtend. Daher werden alle möglichen metallischen Kontakte zwischen den verschiedenen Teilen vermieden.
– Die Notwendigkeit und geforderte Bruchlast mit dem Steckelement (11) und dem Hohlrohrelement (10) mithilfe der sich selbst faltenden Elastik, verursacht durch die Vorlast, ausgeübt durch die von dem Regulator (19) gelieferten Regulation.
– Vermeiden der Anwesenheit von Spiel zwischen dem Hohlrohrelement (10) und dem Steckelement (11) durch geeignetes Setzen der elastischen Zähne in jedem der Elemente des Stellglieds (24). Sie greifen in die Längsrillen und die darin vorgesehenen Längswölbungen ein. Diese Elemente sind in allen Fällen und gemäß dem Drehmomentgrad, das darauf ausgeübt wird, angepasst.

Alles oben genannte wird ausgeführt durch die dem Material des Justierelements (24) innewohnende Elastizität, welche das System in die Lage versetzt, durch das Steckelement (11), das Hohlrohrelement (10) und das Justierelement (24) in Verbindung mit den Walzen (27) geformt zu werden, was eine starr geformte Einheit hervorhebt, wie aus der Betrachtung von 2 abgeleitet werden kann.
Auf der anderen Seite ist in 3 eine Anordnung der verschiedenen Stücke gezeigt, die die Teleskopwelle in ihrer korrespondierenden Position ausbilden, sobald der Zusammenbau beendet ist. In einer solchen Position ist die Welle bereit, in effektiver Weise während des Betriebs der Anordnung zu arbeiten. Es gibt noch ein weiteres Teil: die Rückhaltebuchse (8). Sie dient dem Zweck, die gesamte Anordnung zu schließen und verhindert damit, dass die Anordnung auseinander genommen wird, hauptsächlich zwischen den beiden Rohrstücken (10) und (11) und kann gleichzeitig als ein Verschluss für das vorhandene Flüssigschmiermittel zwischen den gleitenden Stücken funktionieren.
Wie aus 3 zu sehen ist, verhindert die Buchse (28), die dem Zweck dient, die gesamte Anordnung zu schließen, dass die Anordnung auseinander genommen wird, hauptsächlich zwischen den beiden Rohrstücken, dem Steckelement (11) und dem Hohlrohrelement (10). Sie kann gleichzeitig als ein Verschluss für das vorhandene Flüssigschmiermittel zwischen den oben genannten gleitenden Stücken funktionieren.
Wie aus 3 zu erkennen ist, kann diese Buchse (28) seitlich fixiert, wie in 3 gezeigt ist, axial oder in einer anderen geeigneten Weise an dem Hohlrohrelement (10) angeordnet werden, entweder durch Presspassanordnung, mit einer bestimmten Anzahl von Presszapfen, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, oder durch andere zusätzliche Fixierelemente. Es ist ebenfalls beabsichtigt, dass die Hülse abnehmbar ist.
Obwohl die verschiedenen Teile in dem System aus jedem Material hergestellt sein können, sind entsprechend der Anwendung, für die sie verwendet werden, die Elemente (24), (22) und (28) hauptsächlich so entworfen, dass sie in geeigneter Weise die Funktionen erfüllen, für die sie eingesetzt werden. Sie wirken außerdem mit der gesamten Anordnung zusammen, um so leicht und billig wie möglich zu sein.
Da nun die Erfindung hinreichend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, ist diese so zu verstehen, dass jegliche Modifikation als geeignet eingeführt werden kann, vorausgesetzt, dass Variationen das Wesen der Erfindung, wie es in den beigefügten Ansprüchen zusammen gefasst ist, verändern mögen.

Claims

Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem, bestehend aus einem im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten und an einem Ende mit einer Gabelung (14) versehenen Hohlrohrelement (10) mit einer Seitenfläche, die eine Öffnung (12), Längsrillen (13) und Längswölbungen (15) aufweist, die sich an dieser Seitenfläche erstrecken und eine Reihe von Rippen bilden, welche in die Rippen eines Steckelementes (11) passen, das an einem Ende mit einer Gabelung (18) versehen ist, wobei die Seitenfläche dieses Steckelementes (11) mit einer Reihe von Längswölbungen (16) und Längsrillen (17) versehen ist, die eine Reihe von Rippen bilden und in die Rippen des Hohlelementes (10) passen, wenn das Steckelement (11) in das Hohlelement (10) eingeführt wird, wobei zwischen der inneren Seitenfläche des Hohlelementes (10) und der äußeren Seitenfläche des Steckelementes (11) ein Stellglied (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Stellglied (24) einen im Wesentlichen länglichen prismatischen Körper (25) besitzt, dessen kleinere Grundflächen mit einer Reihe von zylindrischen Stummeln (26) versehen sind, die in regelmäßigen Abständen verteilt sind und zwischen denen im Wesentlichen zylindrische Rollen (27) angeordnet sind.
Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Reguliervorrichtung (28) mit einer Vielzahl von Stellgliedern (24) umfasst, die einen im Allgemeinen prismatischen Körper aufweisen, der zu den Enden hin mit zylindrischen Stummeln (26) versehen ist.
Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (24) aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material und die Stummel (26) des Stellglieds (24) und Halterollen (27) aus Spiegelglanz-Hartstahl hergestellt sind.
Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh- und Gleitbewegungen des Steckelementes (11) in Bezug auf das Hohlelement (10) von einem Regler (19) begrenzt ist, der am gleitenden Ende des Steckelementes (11) angebracht ist, wobei dieser Regler (19) ein Kopfstück (20) umfasst, das in einen zylindrischen Teil (21) mit schmalerem Durchmesser ausläuft.
Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (19) die Gleitbewegungen zwischen den Elementen (10) und (11) kontrolliert sowie die Reibungsbelastung, die von der Reguliervorrichtung (28) im Kontakt mit dem Steckelement (10) unter der von der vorein gestellten Last erzeugten Beanspruchung hervorgerufen wird.
Teleskopwelle für Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, mit Belastungskontroll- und Gleitsystem nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reguliervorrichtung (28), die als Verschluss fungiert, am Ende des Hohlelementes (10) befestigt ist, das an der seitlichen Fläche des Steckelementes (11) anliegt.