DE3421795A1

DE3421795A1 - Schwenkbare lenkeinheit

Info

Publication number: DE3421795A1
Application number: DE3421795A
Authority: DE
Inventors: Hakumi Okazaki Aichi Ishii; Masanobu Nagoya Aichi Ishikawa; Masumi Toyoake Aichi Nishikawa; Hiroki Aichi Sato; Shuhei Toyota Aichi Toyoda
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1983-06-13
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE3421795C2; US4612822A

Description

Die vo rliegende Erfindung betrifft eine schwenkbare Lenkeinheit zur Einstellung des Schwenkwinkels eines Lenkrades, genauer gesagt, eine schwenkbare Lenkeinheit, mit der ein geeigneter Schwenkwinkel des LenkraGss erzielt werden kann, indem Spiel an Gelenkabschnitten der Einheit oder an Eingriffsstellen von Zahnrädern eines Reduktionsgetriebemechanismus derselben verhindert wird.

Eine herkömmlich ausgebildete se Ir.venkbare Lenkeinheit ist beispielsweise in der japanischen Gebrsuchsrusteranmeldung Nr. 109562/1975 beschrieben. Hiersei befinden sich ein Schwenknittelpunkt und ein Antriebsnitelpunkt auf einer koaxialen Linie. Gei einer anderen Einheit, die in der japanischen Patentanmeldung Ur. 13cJ-i4/ 1982 beschrieben ist, befincen sicn ein 5chv;enkni ttelpunkt und ein Antriebsmittelpunkt auf verschiedenen axialen Linien. Die beiden vorstehenc erwähnten Anmelduncen gehen auf den gleichen Anmelder zurück wie die vorliegende Anmeldung.

Da sich bei der zuerst genannten Einheit sov;ohl der Schwenkmittelpunkt als auch der Antriebsmittelpunkt

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Dresdner Bank (München) Kto 3933 844 Bayer Ve'e»nsbank (

auf einer koaxialen Linie befinden, bereitet es Schwierigkeiten, eine Rotat ionsantriebsquelle und einen Reduktionsgetriebemechanismus an einem Hauptarm zu montieren, nachdem diese einzeln zusammengebaut worden sind. Diese Einheit hat daher den Nachteil, daß sie in bezug auf ihre Montage mit Schwierigkeiten behaftet ist.

Da bei der zuletzt genannten Einheit durch eine äußere Kraft von der Lenkradseite her eine große Belastung auf den Reduktionsgetriebeabschnitt der Einheit ausgeübt wird, ist ein groß bemessener Reduktionsgetriebeabschnitt erforderlich. Somit wird der für den Kraftfahrzeuglenker zur Verfugung stehende Raum durch diesen großen Reduktionsgetriebeabschnitt verengt. Bei der zuletzt genannten Einheit sind des weiteren ein Verbindungsglied, das in Richtung auf die Knie des Fahrzeuglenkers vorsteht, und ein vorstehender Abschnitt eines oberen Armes wesentliche Bestandteile. Hierdurch wird ebenfalls der für den Fahrzeuglenker zur Verfügung stehende Raum verengt. Des weiteren besitzt diese Einheit an vielen Teilen ein geringes Spiel, da sie auf Grund des erwähnten Verbindungsgliedes mit vielen Gelenkabschnitten versehen sein muß, wodurch in bezug auf den Schwenkwinkel Fehler auftreten können. Hierbei umfasst einer der Gelenkabschnitte ein mit einem Schlitz versehenes Element sowie ein Wellenteil, das relativ zu dem Schlitz drehbar abgeordnet ist. Das Wellenteil wird gleitend in Längsrichtung des Schlitzes bewegt. Es ist hierbei schwierig, das an den Gelenkabschnitten auftretende Spiel herabzusetzen. Dieses Spiel bereitet dem Fahrzeuglenker Unbequemlichkeiten. Wie vorstehend erläutert, fallen bei der zuletzt beschriebenen Einheit

:■ der Schwenkmittelpunkt und der Antriebsmittelpunkt nicht zusammen. Ein Gehäuse für das Reduktionsgetriebe ist über seinen Schwenkpunkt nicht an einem festen Element der Einheit angebracht. Daher treten bei einer derart ausgebildeten Einheit bei der Montage der Antriebsquelle

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und des Reduktionsgetriebes an der Einheit Fehler auf, wobei es Schwierigkeiten bereitet, Fehler in bezug auf den Schwenkwinkel zu kompensieren oder so zu korrigieren, daß ein gewünschter Schwenkwinkel erhalten wird.

Bei den herkömmlich ausgebildeten schwenkbaren Lenkeinheiten treten daher ein Reihe von Problemen auf, wie vorstehend beschrieben. Da ferner das vorstehend beschriebene Reduktionsgetriebe eirf^Vielzahl von Zahn- ^Q rädern aufweist, tritt zwischen diesen Zahnrädern ebenfalls Spiel auf. Die bekannten Einheiten sind jedoch nicht mit geeigneten Einrichtungen versehen, um das Auftreten dieses Spiels im Reduktionsgetriebe verhindern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte schwenkbare Lenkeinheit zu schaffen, die sich im wesentlichen ohne Fehler zusammenbauen läßt und mit der sich die richtige Einstellung eines Schwenkwinkels eines Lenkrades in besonders leichter Weise durchführen läßt.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer schwenkbaren Lenkeinheit, die eine geringe Größe besitzt und kostengünstig hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß soll des weiteren eine schwenkbare Lenkeinheit geschaffen werden, bei der das Auftreten von geringfügigem Spiel in Gelenkteilen der Einheit vermieden wird..

; Schließlich soll durch die Erfindung eine schwenkbare Lenkeinheit zur Verfügung gestellt werden, die einen Reduktionsgetriebemechanismus aufweist, bei dem Spiel infolge des Eingriffs von Zahnrädern verhindert wird.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäQ durch eine schwenkbare Lenkeinheit gelöst, die die folgenden Bestandteile umfasst: Einen an einer Fahrzeug karosse montierten Hauptarm, einen am Hauptarm beweglich gelagerten oberen Arm, dessen Schwenkmittelpunkt als Bewegungsmittelpunkt dient, in dem ein Lenkrad drehbar gelagert ist, und eine Antriebseinrichtung, die entweder am Hauptarm oder am oberen Arm gelagert ist und dazu dient, zum Verschwenken des Lenkrades den oberen Arm zum Hauptarm zu bewegen. Die Antriebseinrichtung besitzt einen Antriebsmittelpunkt, der von dem Schwenkmittelpunkt verschieden ist, und umfasst eine erste Eingriffseinrichtung. Das andere Teil des Hauptarmes und des oberen Armes besitzt eine zweite Eingriffseinrichtung, die der ersten Eingriffseinrichtung zugeordnet ist.

Durch die Antriebseinrichtung wird die erste Eingriffseinrichtung um den Antriebsmittelpunkt bewegt. Durch die Bewegung der ersten Eingriffseinrichtung wird das andere Teil (beispielsweise der obere Arm) gegen das eine Teil (beispielsweise der Hauptarm) über die zweite Eingriffseinrichtung, die der ersten Eingriffseinrichtung zugeordnet ist, verschwenkt. Die Antriebseinrichtung

kann eine eine Drehbewegung liefernde Antriebsquelle und einen Reduktions.getriebemechanismus umfassen und besitzt vorzugsweise einerv Elektromotor als Antriebsquelle. Sie ist jedoch nicht auf einen Elektromotor beschränkt und kann ebenfalls durch eine manuelle Betätigung zur Übertragung der Antriebskraft verwirklicht werden.

Nachdem die eine Drehbewegung liefernde Antriebsquelle 'und der Reduktionsgetriebemechanismus einzeln montiert worden sind, ist es erfindungsgemäC möglich, sie jeweils am Hauptarm und am oberen Arm zu montieren. Im Vergleich zu einer Einheit, bei der der Schwenkmittelpunkt mit dem Antriebsmittelpunkt auf der Mittelachse zusammenfällt, kann daher die erfindungsgemäß ausgebildete schwenkbare

Lenkeinheit besonders einfach und mit hoher Genauigkeit zusammengebaut werden, so daß Montagefehler kaum auftreten.

Im Vergleich zu der in der vorstehend erwähnte η älteren Anmeldung beschrieben Einheit, bei der der Schwenkmittelpunkt und der Antriebsmittelpunkt nicht zusammenfallen, ka nn durch die erfindungsgemäß ausgebildete Einheit der Abstand zwischen dem Antriebsmittelpunkt und einer ersten Eingriffseinrichtung, bei der es sich um eine

IQ Ausgangswelle des Reduktionsgetriebemechanismus handeln kann, im Vergleich zu dem Abstand vom Schwenkmittelpunkt zur ersten Eingriffseinrichtung verringert werden. Auf den Reduktionsgetriebemechanismus wirkt somit eine gegenüber der auf das Lenkrad aufgebrachten äußeren

jL3 Kraft etwas reduzierte Kraft ein. Das Reduktionsgetriebe kann somit besonders kompakt ausgebildet sein, und es ist aufgrund dieses kompakten Reduktionsgetriebes möglich, den für den Fahrzeuglenker zur Verfügung stehenden Raum zu vergrößern. Darüberhinaus findet bei der erfindungsgemäß ausgebildeten schwenkbaren Lenkeinheit kein Verbindungselement Verwendung, das in den Fahrzeuginnenraum vorsteht, wie dies bei der vorstehend erwähnten Einheit der Fall ist. Man kann vielmehr eine Eingriffsplatte verwenden, die in Richtung des Lenkrades verlsngert ist. Diese Eingriffsplatte benötigt nicht soviel Raum und kann die für die Einheit erforderlichen Gelenkteile reduzieren, wodurch das in der Einheit entstehende Spiel verringert werden kann.

Um das Auftreten von Spiel an den Gelenkteilen der erfindungsgemäß ausgebildeten schwenkbaren Lenkeinheit zu verringern, kann diese ferner in der folgenden 'Weiss ausgebildet sein:

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Die erste Eingriffseinrichtung kann einen Eingriffsstift und ein Gleitelement umfassen, das in drehbarer Weise relativ zum Stift am Aussenumfang desselben befestigt ist. Die zweite Eingriffseinrichtung kann einen Eingriffsschlitz besitzen, der in Längsrichtung der zweiten Eingriffseinrichtung langer ausgebildet ist, und sie kann das Gleitelement in gleitender Weise an zwei Führungsflächen, die einander gegenüberliegen, lagern. In diesem Fall besitzt der Stift eine konische Form, während das Gleitelement ein konisch ausgebildetes Axialloch aufweist, das an den konischen Stift angepasst ist, mindestens einen Schlitz, der sich zun Axialloch erstreckt, und zwei durch den Schlitz getrennte Gleitflächen, die mit den beiden Führungsflächen des im zißiten Eingriffselement ausgebildeten Loches in Gleitkontakt stehen. Zwischen dem konischen Stift und dem Gleitelement ist eire PreGeinrichtung angeordnet, die das Gleitelement gegen den konischen Stift drückt. Durch diese Kraft kann das Gleitelement immer in Kontakt mit dem Stift gehalten werden, während der im Gleitelement ausgebildete Schlitz geöffnet ist, um die beiden Gleitflächen mit den -beiden in der zweiten Eingriffseinrichtung ausgebildeten Führungsflächen immer in Kontakt zu halten.

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In diesem Fall wird das Gleitelenent durch ein Element gebildet, das in Längs richtung des im zweiten Eingriffselement ausgebildeten Schlitzes gleiten kann, und das am Mittelpunkt des Gleitelementes ausgebildete konische Loch kann in seiner Radialrichtung ausgeweitet oder eingeengt werden. Hierzu sind vorzugsweise einer oder mehrere Schlitze im Gleitelement in dessen Axialrichtung ausgebildet.

Die Preßeinrichtung umfasst vorzugsweise ein mit einem Flansch versehenes Stiftelement, das koaxial mit den Spitzenende des zugehörigen konischen Stiftes verschraubt ist, sowie ein elastisches Gummielement mit einer Unterlegscheibe, das durch den Flanschabschnitt des Stiftelementes unter Druck gesetzt wird. Die erfindungsgemäß ausgebildete Preßeinrichtung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Konstruktion beschränkt. Beispielsweise kann als elastisches Element auch eine Feder oder eine Tellerfeder Verwendung finden. Die Unterlegscheibe muß nicht unbedingt für diesen Zweck eingesetzt werden. Wenn eine Unterlegscheibe verwendet wird, können die Unterlegscheibe und das elastische Element einstückig ausgebildet sein. Anstelle des mit dem Flansch versehenen Stiftelementes kann auch ein C-Ring Verwendung finden.

Gemäß der Erfindung ist es bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion möglich, das Auftreten von Spiel an den Gelenkteilen der Einheit zu verhindern. Ferner kann durch den von der Preßeinrichtung ausgeübten Druck der Verschleiß der Gelenkteile, der durch die Relativdrehung oder das Relativgleiten der Einheit verursacht wird, verhindert werden. Selbst wenn an diesen Gelenkteilen ein geringfügiges Spiel auftritt, besteht keine Gefahr, daß sich das Spiel bei langer Nutzungsdauer ausweitet. Es ist somit möglich,'zu allen Zeiten den Schwenkwinkel des Lenkrades richtig einzustellen, .wobei keine klopfenden Vibrationen auftreten, die durch ein derartiges Spiel an den Gelenkteilen der Einheit verursacht werden und das Wohlbefinden des Fahrzeuglenkers stören.

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Für die erfindungsgemäG ausgebildete schwenkbare Lenkeinheit kann der nachfolgend beschriebene Reduktionsgetriebemechanismus Verwendung finden: Dieses Reduktionsgetriebe umfasst ein an einen der Arr.e befestigtes Gehäuse, eine exzentrische Welle, die einen drehbar am Gehäuse gelagerten zentrierten l.'ellena'oschnitt für eine Eingangseinrichtung des Reduktionsgetriebemechanismus und einen exzentrischen Wellenabschnitt (Arnabschnitt) aufweist, der am zentrierten Wellenabschnitt befestigt ist, so daß er zusammen nit diesen als Einheit rotiert, ein am Spitzenende des exzentrischen V.'ellenabschnittes drehbar gelagertes Planetenrad, ein am Gehäuse befestigtes und mit dem Planetenrad kämmendes Innenzahnrad und ein anderes Innenzahnrad für eine Ausgangseinrichtung des Reduktionsgetriebenechanismus, das mit der, Planetenrad kämmt, wobei der exzentrische Wellenabschnitt, über den das Planetenrad drehbar gelagert ist, mit einer Preßeinrichtung versehen ist, um das Planetenrad in Radialrichtung des exzentrischen Wellenabschnittes parallel zur Achse des Planetenrades unter Druck zu setzen, wodurch das Planetenrad mindestens gegen das feste Innenzannrad gedrückt wird.

Für diesen Fall ist als Preßeinrichtung vorzugsweise ein elastisches Element, wie beispielsweise aus Gu^.Tii, am Spitzenendabschnitt des exzentrischen Wellenabschnittes angeordnet, um die Druckkraft in Richtung des Planetenrades, das mit dem festen Innenrac kämmt, zu erzeuger. Die Preßeinrichtung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Konstruktion beschränkt.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Reduktionsgetriebe ist es möglich, das Auftreten von geringfügigem Spiel an den Eingriffsstellen der Zahnräder selbst dann zu verhindern, wenn die Zähne der Zahnräder Verschleiß aufweisen. Der Verschleiß der Zähne kann durch die von dem

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elastischen Element ausgeübte elastische Kraft kompensiert werden. In dem Fall, in dem dieses elastische Element speziell bei dem Reduktionsgetriebe einer schwenkbaren Lenkeinheit Verwendung findet, kann ein ceeinneter Schwenkwinkel des Lenkrades erreicht werden, ohne c'aO hierbei durch im Reduktionsgetriebe vorhandenes Spiel dem Fahrzeuglenker Unbequemlichkeiten verursacht werden. Wenn eine Last von der Ausgangswellenseite des Reduktionsgetriebes auf dieses ausgeübt wird, wird diese Last in eine auf dem Druckwinkel des Zahnrades basierende Kraft umgewandelt. Daher muß das elastische Element nur eine relativ geringe elastische Kraft ausüben. Schließlich kann das Auftreten von Spiel erfindungsgemäß mit einem geringfügigen Raumbedarf verhindert werden, ohne daß die ursprüngliche Konstruktion des Getriebes geändert werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer schwenkbaren Lenkeinheit;

Figur 2A

Figur 2B

eine teilweise vergrößerte Ansicht von der Rückseite der Zeichnunasebene der Fiaur 1 in Vertikalrichtung, wobei eine eine Drehbewegung bewirkende Antriebsquelle ü und ein Reduk-tionsgetriebemechanismus C der Einheit dargestellt sind;

eine Figur 2A entsprechende teilweise vergrößerte Seitenansicht;

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Figur 3A

10 15 20 25 30 35

Figur 3B

Figur 4

Figur 5

Figur 6

Figur 7

Figur 8

Figur 9

Figur 10

einen vergrößerten Schnitt durch den Reduktionsgetriebemechanismus C entlang Linie III - III in Figur 2A;

einen vergrößerten Schnitt durch den Reduktionsgetriebemechanismus C entlang der Linie III¹ - III¹ in Figur 2B;

eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht des Reduktionsgetriebemechanismus der Figur 3A;

einen Schnitt entlang Linie V - V in Figur 1;

einen Schnitt entlang Linie VI - VI in Figur 3A;

einen Schnitt entlang Linie VII - VII in Figur 2B;

eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht der in Figur 7 gezeigten Teile; einen Schnitt ähnlich Figur 6; und einen Schnitt ähnlich Fiqur 6.

Figur 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Ausführungsforn einer schwenkbaren Lenkeinheit. Figur 2A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von der Rückseite der Zeichnungsebene der Figur 1. Die schwenkbare Lenkeinheit A dient zur Einstellung eines Winkels einer oberen Hauptwelle 11, an der ein Lenkrad 10 nontiert ist, relativ zu einer unteren Hauptwelle (die nicht gezeigt ist, jedoch über ein Lager o.a. drehbar innerhalb eines säulenförmigen Rohres 12 gelagert ist). Die Einheit A dieser

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Ausführungsform umfasst einen Hauptarm 14, der an einer unteren Seite eines ein Armaturenbrett bildenden Teils einer Fahrzeugkarosse 13 befestigt ist, eine eine Drehbewegung erzeugende Antriebsquelle B, die am Hauptarm IA angeordnet ist, einen Reduktionsgetriebemechanisnus C, der in Abhängigkeit von der Antriebsquelle B betätigbar ist, einen oberen Arm 15, der am Hauptarm schwenkbar gelagert ist und durch die Drehung einer Ausgangswelle am Ende des Reduktionsgetriebemechanismus C verschwenkbar ist, wobei der obere Arm die obere Lenkwelle drehbar lagert, und ein Potentiometer P, das den Schwenkwinkel der oberen Hauptwelle 11 erfasst. In diesem Fall ist eine Eingriffsplatte 38 über Bolzen 15a, 15b am oberen Arm 15 befestigt.

Die Antriebsquelle B umfasst beispielsweise einen Elektromotor, um die Fernsteuerung der Einheit zu erleichtern. Am Spitzenende einer Ausgangswelle 16 (Figuren 3A, 33) dieser Antriebsquelle B ist eine Schnecke 17 befestigt, die mit einem Schneckenrad 18 des Reduktionsgetriebemechanismus C kämmt.

Der Reduktionsgetriebemechanismus C dient dazu, die Drehzahl der Antriebsquelle B herabzusetzen und dadurch deren Drehmoment zu erhöhen. Für diesen Zweck findet ein Planetengetriebe Verwendung. Der Innenaufbau dieses Planetengetriebes wird hiernach in Verbindung mit Figur 3A beschrieben. Am Mittelabschnitt eines Gehäuses 19 ist eine exzentrische 'Welle 20 so angeordnet, daß sie sich um einen axialen Mittelpunkt 01 (Antriebsmittelpunkt) dreht. Ein Ende der exzentrischen Welle 20 ist so montiert, daß es über ein im Schneckenrad 18 angeordnetes Dämpfungselement 21 als Einheit zusammen mit dem Schneckenrad 18 rotieren kann. Das Dämpfungselement 21 umfasst ein Dämpfungselement 21A aus Gummi und eine metallische Platte 21B, die am Dämpfungslement aus Gummi befestigt ist.

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Der innere Umfangsabschnitt dieser Metallplatte 213 ist mit der exzentrischen Welle 20 verbunden und dreht sich zusammen mit dieser als Einheit.

Die Ausbildung der exzentrischen Welle 20 ist in Figur 4 gezeigt. Sie umfasst einen zentrierten Wellenabschnitt

201 und einen exzentrischen Wellenabschnitt 202 (der einem Arm der Welle 20 entspricht). Die axialen Mittelpunkte 01 (Antriebsmittelpunkt) des zentrierten Wellen- abschnittes 201 und des exzentrischen Wellenabschnittes

202 sind relativ zueinander um die Strecke "e" versetzt. Am Aussenumfang des exzentrischen Wellenabschnittes 2G2 ist in dessen exzentrischer Seite eine Nut 203 ausgebildet. An beiden Seiten der Nut 203 befinden sich flache Abschnitte 204. Ferner ist ein anderer flacher Abschnitt 205 in zentrierten Wellenabschnitt 201 vorgesehen.

In die Nut 203 des exzentrischen Wellenabschnittes 202 ist ein elastisches Element 22 (das bei dieser Ausführungsform aus Gummi besteht) eingesetzt. Das elastische Element 22 ist im Querschnitt an die Form der Nut 23 angepasst, jedoch ist seine Höhe η geringfügig größer als die Tiefe der Nut 203.

Ferner ist ein Bund 23 am Aussenumfang des exzentrischen Wellenabschnittes 202 befestigt. Ein Durchgangsloch 231 des Bundes 23 ist mit ebenen Abschnitten 232 auf gegenüberliegenden Seitenflächen versehen. Diese gegenüberliegenden ebenen Abschnitte .232 stehen in Gleitpassung mit den flachen Abschnitten 204 des exzentrischen Wellenabschnittes 202. Der Bund 23 wird durch das elastische Element 22 in Richtung des in Figur 3A gezeigten Pfeiles "a" (d.h. in Richtung eines Planetenrades 24, das mit einem Innenzahnrad 25 kämmt) gepre3t.

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Da in diesem Fall die Höhe h des elastischen Elementes 22 geringfügig größer ist als die Tiefe der Nut 203, wird der Druck in Richtung des Pfeiles a durch die von dem elastischen Element 22 ausgeübte elastische Kraft erzeugt, wenn das Element in der in Figur 6 gezeigten Weise montiert ist. Der Bund 23 kann daher geringfügig in einer Richtung parallel zu der Ebene, die beide axiale Mittelpunkte der Wellenabschnitte 201, 202 enthält, bewegt werden.

Wie Figur 4 zeigt, ist das Planetenrad 24 an Aussenurnfang des Bundes 23 befestigt, der das elastische Element 22 in seinem Durchgangsloch 231 aufweist. Am Aussenumfang des Planetenrades 24 befindet sich eine Verzahnung 241, die gleichzeitig mit zwei Zahnrädern 25, 26 mit Innenverzahnung kämmt. Ein Zahnrad 25 mit Innenverzahnung ist am Gehäuse 19 befestigt, während das andere Zahnrad 26 gegenüber dem Zahnrad 25 eine geringfügig verschiedene Zähnezahl besitzt und sein Aussenumfang gleitend am Gehäuse 19 befestigt ist. Ein ringförmiger vorstehender Abschnitt 261 (Figuren 2A und 3A), der an der inneren Umfangswand des Zahnrades 26 ausgebildet ist, ist an einer Scheibenplatte 27 befestigt. Wenn somit das Planetenrad 24 rotiert, wird die aus dem Zahnrad 26 und der Platte 27 bestehende Einheit einer Drehzahlreduzierunc unterworfen und dreht sich als Au'sgangswelle des Recuktionsgetriebemechanismus C un den Antri^bsmittelpunkt

In diesem Fall ist an der Platte 27 ein Eingriffsstift 3Q 28 (in Figur 2A gezeigt) befestigt. In der gegenüber-

• liegenden Seite des Stiftes 28, wenn man vom Antriebsmittelpunkt 01 ausgeht, ist ein konvexer Abschnitt 29 an der Platte 27 ausgebildet (der in Vertikalrichtung zur Zeichnungsebene der Figur 2 vorsteht). Wenn daher

wie vorstehend beschrieben die Platte 27 als Ausgangselement des Reduktionsgetriebes C rotiert, werden der Stift 28 und der konvexe Abschnitt 29 zusannen als Einheit gedreht. Der Drehwinkel dieser Einheit ist auf einen Dereich eines Drehwinkels oC beschränkt, in dem der konvexe Abschnitt 29 gedreht werden kann. Eine Befestigungsplatte 31 ist über Bolzen 30a, 30b, 30c an Gehäuse 19 angebracht, und ein vorstehender ebener Abschnitt 31a, der in Vertikalrichtung in die Zeichnungsebene der Figur 2A vorsteht, ist an der Befestigungsplatte 31 ausgebildet. Der konvexe Abschnitt 29 steht mit den gegenüberliegenden Endflächen 311, 312 dieses ebenen Abschnittes 31a in Kontakt. Er ist auf der Linie ausgebildet, die den axialen Hittelpunkt des Stiftes 28 und den Antriebsmittelpunkt 01 miteinander verbindet, wie in Figur 2A gezeigt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Der konvexe Abschnitt 29 und die Endflächen 311, 312 können in beliebigen Richtungen verschoben werden, so daß sie die Bewegung des Stiftes 28 innerhalb des vorstehend erwähnten Bereiches des Drehwinkels ^ ermöglichen.

Die Befestigungsplatte 31 und das Gehäuse 19 sind über Bolzen 33a, 33b und 34 (die in den Figuren 1 und 2A gezeigt sind) am Hauptarm IA befestigt. Der Hauptarm 14 ist in Figur 2A nicht gezeigt, jedoch an der Gberflächenseite des vorstehend erwähnten ebenen Abschnittes 31a in Vertikalrichtung zur Zeichnungsebene der Figur 2A angeordnet,

. Wie in Figur 2A gezeigt ist, ist die Eingriffsplatte

38 am oberen Arm 38 montiert und steht mit dem Eingriffsstift 28 in Eingriff. Die Eingriffsplatte 38 besitzt ein Axialloch 38c und ein geschlitztes Eingriffsioch 33b, 35

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Figur 5 ist ein Schnitt entlang Linie V - V in Figur 1. Die Eingriffsplatte 38 und der obere Arm 15 sind über den Bolzen 34, eine Mutter 35 und Unterlegscheiben 36, 37 aneinander montiert, so daß eine Drehung gegenüber dem Hauptarm IA möglich ist. Die Mittelachse des Bolzens ist bei der vorliegenden Einheit der Schwenkmittelpunkt C2. Mit 39 und 40 sind Zwischenplatten bezeichnet, die jeweils an den Hauptarn 14 und die Eingriffsplatte 38 geschweißt sind. Mit 41 ist eine Metallbuchse bezeichnet. In das geschlitzte Loch 38b der Eingriffsplatte 38 ist der Eingriffsstift 28 des Reduktionsgetriebes C eingesetzt. Der Stift 28 kann in Richtung der Achse des geschlitzten Loches 38b gleiten und sich in dem Loch drehen. Wenn der Eingriffsstift 28 un den Antriebsmittelpunkt Cl gedreht wird, setzt er über den Eingriff mit dem geschlitzten Loch 38b die Eingriffsplatte 38 derart unter Druck, daß diese um den Schwenkmittelpunkt C2 (um den Bolzen 34) verschwenkt wird. Somit wird der obere Arm 15 gegen den Hauptarm 14 verschwenkt.

Ein Gehäuse 42 des in den Figuren 2A und 3A gezeigten Potentiomters P ist am Gehäuse 19 befestigt, und ein Schaft 43 des Potentiometers P ist nit einem- Gumniteil 44 bedeckt. Der Aussenumfang des Gunniteiles 44 steht immer mit einer Endfläche 38a der Eingriffsplatte 38 in Kontakt. Wenn die Eingriffsplatte 38 verschwenkt wird, werden das Gummiteil 44 und der Schaft 43 des Potentiomters P gedreht, wobei diese Drehung in eine Stromänderung überführt wird, wodurch der üewegunns- oder Schwenkwinkel der Eingriffsplatte 38 erfasst werden kann.

Nachfolgend wir die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn ein Fahrzeuglenker das Lenkrad 10 verschwenken will, wie durch die strichpunktierten Linien 10' oder ilO¹¹ in Figur 1 angedeutet ist, kann er einen

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Schalter (nicht gezeigt) zur Betätigung der Antriebsquelle B einschalten. Hierdurch wird das von der Antriebsquelle B zur Verfügung gestellte Drehmoment über ihre Ausgangswelle 16 (die in Figur 3A gezeigt ist) nacheinan-

der über die Schnecke 17, das Schneckenrad 18, das Dämpfungselement 21, die exzentrische Welle 20, den Bund 23, das Planetenrad 2A, das Rad 26 mit Innenverzahnung, die Platte 27 auf den Stift 28 übertragen, wodurch der Stift 28 mit einer reduzierten Dreh-

XO zahl um den Antriebsmittelpunkt 01 gedreht wird. Dies führt zu einer Bewegung der Eingriffsplatte 23 mit dem Schwenkmittelpunkt 02 über das geschlitzte Loch 38b, das dem Stift 28 zugeordnet ist. Diese Bewegung der Eingriffsplatte 38 ist innerhalb eines Schwenkwinkels möglich, wie in Figur 2A gezeigt ist.

Da die Eingriffsplatte 38 am oberen Arm 15 und das Reduktionsgetriebe C am Hauptarm IA befestigt ist, '.-.'ird der obere Arm 15 zum Hauptarm IA verschwenkt. Auf diese Weise wird die obere Hauptlenkwelle 11 durch den oberen Arm 15 verschwenkt.

Bei dieser Ausführungsform der Lenkeinheit sind der obere Arm 15 und der Hauptarm IA über den Bolzen 3A, der den Schwenkmittelpunkt 02 bildet, und den Eingriffsstift 12 sowie das geschlitzte Loch 38b schwenkbar miteinander verbunden. Somit können beide Arme IA, 15 in einfacher Weise montiert werden. Auch ist der Scir.venkmittelpunkt 02 nicht koaxial mit cer. Antriebsp.ittelpun'<t 01 angeordnet, und die Entfernung zwischen den Schwenkmittelpunkt 02 und dem Eingriffsstift 28 ist orö-

■ ßer als die Entfernung zwischen dem Antriebsmittelpunkt 02 und dem Eingriffsstift 28. Daher kann der obere Arm 15 durch ein kleines Drehmoment verschwenkt werden.

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Anstelle des Eingriffsstiftes 28 und des geschlitzten Loches 38 finden bei der nachfolgenden Ausführungsform ein konischer Eingriffsstift 28', ein Gleitelenent 50 und ein rechteckiges Eingriffsloch 38'b Verwendung, wie in den Figuren 2B, 3B, 7 und 8 gezeigt ist. Der Eingriffsstift 28¹ besitzt einen konischen Abschnitt 28'b, der an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, sowie ein Schraubengewinde 28'a an seiner Mitte. Das Gleitelement 50 weist ein konisches Loch 50a, einen Schlitz

^O 50b und einen Einschnitt 50c in Axialrichtung des konischen Loches 50a auf. Es besitzt ferner zwei flache Abschnitte 5Od, die den Schlitz 50b und den Einschnitt 50c in einander gegenüberliegender Anordnung zwischen sich aufnehmen. Das Gleitelement 50 ist drehbar und gleitend am konischen Abschnitt 28'b des Stiftes 28' über eine Unterlegscheibe 51 und ein elastisches Element 52 (das bei dieser Ausführungsform aus Gummi besteht) mit Hilfe eines Schraubstiftes 53 angebracht.

Die beiden flachen Abschnitte 50c des Gleitelementes 50 stehen in Gleitkontakt mit zwei flachen Abschnitten 381, 382 eines Rechteckloches 38'b, das am Spitzenendabschnitt einer Eingriffsplatte 38' ausgebildet ist. (Die Eingriffsplatte 38' dieser Ausführungsform entspricht der Eingriffsplatte 38 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit Ausnahme der Forn des Loches 38b) Die Eingriffsplatte 38¹, die mit dem dem Stift 28' zuzuordnenden Rechteckloch 38'b versehen ist, weist ferner andere Löcher 33'c, 38'c, 38'd auf und ist über Bolzen 38¹A, 38¹B, die in die Löcher 38'c, 38'c eingesetzt sind, an oberen Arm 15 befestigt, wie in Figur 2B gezeigt.

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In Figur 8 ist mit AO ein Lager bezeichnet, das an der Scheibenplatte 27 an deren Mittelpunkt befestigt ist (siehe Figur 3B).

Nachfolgend wird die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben.

Wenn ein Fahrzeuglenker das Lenkrad 10 verschwenken will, wie in Figur 1 durch die strichpunktierten Linien 10' oder 10'' angedeutet ist, schaltet er einen Schalter (nicht gezeigt) ein, um die Antriebsquelle B zu betätigen. Die Antriebsquelle B stellt über die Ausgangszeile 16 (Figur 33) ein Drehmoment zur Verfugung, das über die Schnecke 17, das Schneckenrad 18, das Dämpfungselernent 21, die exzentrische Welle 20, den Bund 23, das Pianetenrad 24, das Zahnrad 26 mit Innenverzahnung, die Platte 27 auf den konischen Stift 28' übertragen wird, der mit einer reduzierten Drehzahl um den Antriebsmittelpunkt 01 bewegt wird. Hierdurch wird die Eingriffsplatte 38' mit dem Schwenkmittelpunkt 02 d?s Bolzens 34 über das dem Stift 28" zugeordnete Rechteckloch 38'b bewegt bzw. verschwenkt." Die Bewegu'ng der Platte 35' ist innerhalb eines Bereiches des Schwenkwinkels <A möglich, wie in Figur 2 B gezeigt.

In diesem Fall wird der konische Stift 25' um den Antriebsmittelpunkt 01 gedreht, die Eingriffsplatte 38' jedoch um den Schwenkmittelpunkt 02 bewegt. Es wird daher eine Relativbewegung zwischen den flachen Abschnitten 5Od des Gleitelementes 50 und den flachen Abschnitten 381, 382 der Eingriffsplatte 38' erzeugt. Mit anderen Worten, das Gleitelement 50 wird im Rechteckloch 38'b der Eingriffsplatte 38' gleitend hin und her bewegt. Wenn das Lenkrad 10 den in Figur 1 mit durchgezogenen Linien gezeigten Zustand (neutraler Zustand) einnimmt, weist

das Gleitelement 50 den größten Abstand von Schwenkmittelpunkt 02 auf; wenn das Lenkrad 10 jedoch in die gestrichelt dargestellte Positionen 10' oder 10¹¹ verschwenkt wird, nimmt der Abstand von Gleitelement 50 zum Schwenkmittelpunkt 02 allmählich ab, wenn das Lenkrad 10 weiter verschwenkt wird.

Zwischen dem konischen Abschnitt 28'b des Stiftes 28' und dem konischen Loch 50a des Gleitclementes 50 wird eine Relativdrehung erzeugt, wenn das Lenkrad 10 verschwenkt wird.

Das Gleitelement 50 ist mit dem Schlitz 50b und dem Einschnitt 50c versehen und wird durch den Stift 53 über das dazwischen angeordnete elastische Element 52 in Richtung des konischen Abschnittes 28'b gedrückt. In diesem Fall ist immer ein Abstand t (Figur 7)zwischen der Spitzenendfläche des Gleitelerr.entes 50 und den Stift 53 vorhanden, so daß das Gleitelement 50 durch die Kraft des elastischen Elementes 52 in Richtung des konischen Abschnittes 28'b gepreßt wird. Mit'anderen Worten, es wird in die Richtung des Schlitzes 50b gepreßt, in die sich der Schlitz erstreckt oder öffnet. Selbst wenn daher der flache Abschnitt 50c des Gleitelementes 50, die flachen Abschnitte 381, 382 des Rechteckloches 38'b oder der konische Abschnitt 28'b des konischen Stiftes 28' Verschleiß aufweisen, kann dieser Verschleiß durch die vorstehend erwähnte Offnungsbewegunn des Gleitelementes 50 innerhalb des Loches 38b auf der Basis der Kraft des elastischen Elementes 52 in ausreichender Weise kompensiert werden.

Die Unterlegscheibe 51 hält das elastische F-lement 52 und dient dazu, die Relativdrehung zwischen dem konisehen Stift 28' und dem Gleitelement 50 zu glätten.

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Bei dieser Ausführungsform tritt kein Spiel zwischen dem Eingriffsstift 28', dem GleitelemenL 50 und der Eingriffsplatte 38' auf.

Bei der vorstenend beschriebenen Ausführungsform v:ird als elastisches Element 22 (das in Figur 6 gezeigt ist) ein Gummielement verwendet, um das Planetenrad 24 in Eingriffsrichtung zu pressen. Hierfür können jedoch auch andere Einrichtungen verwendet werden, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, oder Modifikationen davon.

Bei der Ausführungsform der Figur 9 und 10 finden als elastisches Element eine Plattenfeder 221 und ein Schnappring 222 Verwendung. Hierbei wird das Planetenrad durch die Feder 221 oder den Schnappring 222 in Eingriffsrichtung gepreßt.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsforn sowie entsprechenden Modifikationen bilden das Zahnrad 26 mit Innenverzahnung und die daran befestigte Scheibenplatte 27 das Ausgangselement des Reduktionsgetriebes C. Das erfindungsgemäO- ausgebildete Reduktionsgetriebe C ist jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Beispielsweise kann auch ein geeigneter Stift ε.τ, Planetenrad 24 befestigt sein, um das Ausgangselement des Reduktionsgetriebes C zu bilden.

ErfindungsgemäQ wird somit eine schv:enkbare Lenkeinheit vorgeschlagen, die die folgenden Bestandteile umfasst, einen Hauptarm, der an einer Fahrzeugkarosse befestigt ist, einen oberen Arm mit einem Lenkrad, der am Hauptarm um einen Schwenkmittelpunkt schwenkbar gelagert ist, und eine Antriebseinrichtung, die vom Hauptarm gelagert wird, um den oberen Arn gegen den Hauptarm zu verschwenken. Die Antriebseinrichtung ist am Haupt-

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arm befestigt und weist einen Antriebsnittelpunkt auf, der vom Schwenkmittelpunkt beabstandet ist, sowie einen Eingriffsstift, der um den Antriebsnittelpunkt rotiert. Der obere Arm besitzt einen Eingriffsschlitz, in den der Eingriffsstift eingesetzt ist. Bei dieser Lenkeinheit ist der Antriebsmittelpunkt der Antriebseinrichtung in Abstand vom Schwenkmittelpunkt angeordnet. Die Einheit kann in einfacher Weise mit hoher Genauigkeit zusammengebaut werden, und es ist ein gerinneres Drehmoment erforderlich, um den oberen Arm relativ zum Hauptarn zu verschwenken.

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Claims

PatentansDrüche

1.jSchwenkbare Lenkeinheit, gekennzeichnet durch: Einen an einer Fahrzeugkarosse (13) nontierten Hauotarrc (14);

einen oberen Arm (15), der eine obere Lenkwelle (Ii) mit einem Lenkrad (10) drehbar lagert und schwenkbar an dem Hauptarn (IA) angeordnet ist; eine Antriebseinrichtung, die zwischen den Hauptar- und dem oberen Arm angeordnet ist und dazu dient, den Kauotarm und den oberen Arm relativ zueinander un einen Schwenkmittelpunkt zu Verschwenken, wobei die Antriebseinrichtung entweder an dem Hauctsrn oder dem oberen Arn befestigt ist und einen Antriebsmittelpunkt (01) besitzt, der von cer.i Schwenknittelpun'··;·: (02) entfernt angeordnet ist, sowie eine erste Ein-riff:;-einrichtung, die un den Antriebsnittelpunkt rotier,, und

wobei das andere Teil des Hauptarr.es und des oberen Ar:*j: eine zweite Eingriff seinrichtung besitzt, die η it c^rir ersten Eingriffseinrichtunc in Eingriff sieht.

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2. Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung zwischen dem Eingriffspunkt der ersten Eingriffseinrichtung und der zweiten Eingriffseinrichtung und dem Schwenkmittelpunkt (02) größer ist als die Entfernung zwischen dem Eingriffspunkt und dem Antriebsmittelpunkt (01).

3. Lenkeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Eingriffspunkt, der Antriebsmittelpunkt

2Q (01) und der Schwenkmittelpunkt (02) auf einer etwa geraden Linie befinden, wenn der Hauptarm (IA) und der obere
Arm (15) linear ausgebildet sind, und daß der Antriebsmittelpunkt (01) zwischen den Eingriffspunkt und den
Schwenkmittelpunkt (02) angeordnet ist.

4. Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der obere Arm (15) eine Eingriffsplatte (38) umfasst, die die zweite Eingriffseinrichtung aufweist.

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5. Lenkeinheit" nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine eine Drehbewegung zur
Verfügung stellende Antriebsquelle (D) und einen Reduktionsgetriebemechanismus (C) umfasst und daG die erste
Eingriffseinrichtung der Antriebseinrichtung an einer

Ausgangswelle des Reduktionsgetriebemechanismus (C) befestigt ist.

6. Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die erste Eingriffseinrichtung oder die
zweite Eingriffseinrichtung ein Eingriffstift (28) ist
und daß die andere Eingriffseinrichtung ein Eingriffsloch (38'b) ist, in das der Eingriffsstift eingesetzt
ist.

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7. Lenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsstift (28) einen konischen Stift und ein ausfahrbares Gleitelement (50) umfasst, das drehbar an dem konischen Stift gelagert ist, daß das Eingriffs- " loch (38'b) ein Schlitzloch ist, das so geformt ist, daß es das Gleitelement (50) an zwei Führungsflächen, die einander gegenüberliegen, gleitend lagert, daß das Gleitelement (50) ein konisches Axialloch (50a) besitzt, das an den konischen Stift angepasst ist, mindestens einen Schlitz (50b, der sich zu dem Axialloch hin erstreckt, und zwei Gleitflächen (5Od) am Aussenumfang desselben, der durch den Schlitz unterteilt ist, welche Gleitflächen in Gleitkontakt mit den beiden Führungsflächen des Schlitzloches (38'b) stehen, daß zwischen dem konischen Stift und dem Gleitelement eine Preßeinrichtung angeordnet ist, die das Gleitelement gegen den konischen Stift drückt, und daß das Gleitelenent und der konische Stift durch die Druckkraft der PreG-einrichtung "immer in Kontakt miteinander gehalten werden und der im Gleitelement ausgebildete Schlitz geöffnet wird, u.m die beiden Gleitflächen des Gleitelementes mit den beiden Führungsflächen des Eingriffsloches in Eingriff zu halten.

8. Lenkeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß .die Preßeinrichtung einen mit einen Flansch versehenen Stift (53), der am Spitzenende des konischen Stiftes (28) befestigt ist, und ein elastisches Element (52) ^:" umfasst, das von dem Stift (53) unter Druck gesetzt

wird.

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9. Lenkeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsgetriebemechanismus (C) die folgenden Bestandteile umfasst:

Ein Gehäuse (19), das entweder am Hauptarm oder am oberen Arm befestigt ist;

eine exzentrische Welle (20), die einen zentrierten Wellenabschnitt (201) für eine Eingangseinrichtung des Reduktionsgetriebemechanismus, der drehbar am Gehäuse gelagert ist, und einen exzentrischen Wellenabschnitt

(202) umfasst, der an dem zentrierten Wellenabschnitt befestigt ist und mit diesem zusammen als Einheit rotiert; ein Planetenrad (24), das drehbar an dem exzentrischen Wellenabschnitt gelagert ist;
ein erstes Zahnrad (25) mit Innenverzahnung, das an dem Gehäuse befestigt ist und mit dem Planetenrad kämmt; und

eine Ausgangseinrichtung, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und ein zweites Zahnrad (26) mit Innenverzahnung umfasst, das mit dem Planetenrad und der ersten oder zweiten Eingriffseinrichtung, die am zweiten Zahnrad befestigt ist, kämmt.

10. Lenkeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Wellenabschnitt (202) zur drehbaren Lagerung des Planetenrades (24) mit einer Preßeinrichtung versehen ist, die das Planetenrad in Rac'ialrichtung des exzentrischen Wellenabschnittes unter Druck setzt und dieses gegen mindestens eines von dem ersten und zweiten Zahnrad (25, 26) mit Innenverzahnung drückt.

11. Leneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung die folgenden Bestandteile umfasst:

Einen Bund (23) mit einem mittleren Durchgangsloch (231) zur Aufnahme des exzentrischen Wellenabschnittes (202), das das Planetenrad (24) an seinem Aussenunfang

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drehbar lagert; und

ein elastisches Element (22), das zwischen dem mittleren Durchgangsloch (231) des Bundes (23) und dem exzentrischen Abschnitt (202) angeordnet ist und den Bund in Radialrichtung des exzentrischen Abschnittes unter Druck setzt.

12. Lenkeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (22) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Gummielement, einer Plattenfeder und einem Sprengring besteht.

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