Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства

Предлагаемое техническое решение относится к области транспортной техники, а именно к рулевому управлению транспортного средства. Механизм предназначен для складывания телескопической рулевой колонки и маскирования рулевого колеса автомобиля или любого другого транспортного средства, имеющего данный орган управления, в полости под приборной панелью на стоянках, а также регулирования вылета и угла наклона рулевого колеса при движении транспортного средства. Конструкция механизма включает в себя следующие элементы: основание, прикрепленное к кузовному элементу транспортного средства с направляющими; каретка с установленными на ней приводными механизмами; две группы приводных механизмов; телескопический рулевой вал, состоящий из секций, с карданным шарниром. Фиксация всей конструкции в различных положениях осуществляется за счет самоторможения в приводных механизмах.

Предлагаемое техническое решение относится к области транспортной техники, а именно к рулевому управлению транспортного средства.

Известен механизм, описанный в патенте W02009/147325A1, опубликованный 10.12.2009. В данном источнике, также как и в предлагаемом техническом решении, описан механизм, обеспечивающий фиксацию рулевой колонки транспортного средства в различных положениях. Однако, указанный механизм не обеспечивает возможности оперативной регулировки механизма в широких пределах, что не позволяет применять его для быстрого и комфортного перемещения рулевого колеса из рабочего положения в положение, обеспечивающее комфортную посадку и высадку водителя во время стоянки, не обеспечивается полная маскировка рулевого управления в парковочном состоянии, в том числе в полости под приборной панелью.

В транспортных средствах, оборудованным рулевьм управлением существует необходимость обеспечить складывание неиспользуемого во время стоянок элементов рулевого управления, что делает более комфортным и безопасным использование транспортного средства как в момент стоянок, так и в процессе входа - выхода из транспортного средства людей, а также погрузки - выгрузки багажа. Также в процессе эксплуатации транспортного средства желательно обеспечить возможность регулировки положения рулевой колонки с целью обеспечения комфорта и безопасности использования транспортного средства с учетом индивидуальных анатомических особенностей и предпочтений водителя. Для достижения указанных выше результатов предлагается механизм складывания телескопической рулевой колонки.

Механизм предназначен для складывания телескопической рулевой колонки и маскирования рулевого колеса автомобиля или любого другого транспортного средства, имеющего данный орган управления, в полости под приборной панелью на стоянках, а также регулирования вылета и угла наклона рулевого колеса при движении транспортного средства.

Достижение желаемых результатов обеспечивается конструкцией механизма складывания.

Конструкция включает в себя следующие элементы (для лучшего понимания описание иллюстрируется рисунками с обозначением позиций):

а. Основание 1, включающее направляющие 2. Основание крепится к неподвижному кузовному элементу, расположенному в непосредственной близости от рулевого механизма. На прилагаемом рисунке в качестве примера выполнения механизма основание прикреплено к моторному щиту 3 автомобиля.

Направляющие обозначены позицией 2. В приведенном на рисунке примере выполнения устройства их две, они расположены симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось рулевого вала. В общем случае направляющих может быть любое число, от 1 до бесконечности.

Обязательное условие, обеспечивающее работу устройства -

прямолинейность и параллельность всех направляющих между собой, а также параллельность их с вертикальной плоскостью, проходящей через ось рулевого вала.

б. Каретка 4 с установленными на ней приводными механизмами. Каретка состоит из двух частей - опоры 5 и поворотной скобы 6, соединенных между собой шарнирно, и подвижно крепится к направляющим основания.

Характер возможного движения каретки - возвратно- поступательное перемещение каретки по направляющим.

Приводные механизмы разделены на две группы. Механизмы первой группы 7 шарнирно связывают опору каретки с основанием и осуществляют перемещение каретки по направляющим (изменение вылета рулевого колеса). Механизмы второй группы 8 шарнирно связывают опору с поворотной скобой и осуществляют качание скобы относительно опоры (изменение наклона рулевого колеса).

Приводной механизм первой (второй) группы - это устройство, включающее опорное (корпус) и подвижное (шток) звенья (см. рис.), имеющие возможность поступательно перемещаться друг относительно друга.

При этом корпус и шток должны иметь возможность крепиться шарнирно к сопряженным с ними элементам конструкции. Шарниры должны обеспечивать возможность плоскопараллельного движения указанных механизмов при работе. В зависимости от конкретного выполнения устройства с учетом конкретного технического задания, возможно эти механизмы реализовать разными способами, например, используя поворотные двигатели.

Применение термина "группа" в отношении приводных механизмов обусловлено разным допустимым количеством механизмов в каждой группе. В опытной установке используются парные механизмы - два для перемещения каретки по направляющим и два

- для качания скобы относительно опоры. Данная схема реализована в одном из вариантов конструкции. В общем случае для каждого движения механизм может быть и один, а не пара. При этом устройство также работоспособно. Таким образом, в каждой из двух групп конкретное количество механизмов может варьироваться в зависимости от конкретной реализации предлагаемого технического решения и в зависимости от конкретного технического задания.

в. Телескопический рулевой вал 9 с карданным шарниром 10. Вал состоит из отдельных секций, подвижно соединенных между собой таким образом, что вращение непрерывно передается независимо от длины вала. Карданный шарнир установлен в разрыве вала и позволяет передавать вращение при различных углах наклона одной части вала относительно другой. На одном конце вала выполняется крепежный элемент для размещения рулевого колеса 11. Противоположным концом вал установлен в подшипниковой опоре 12, расположенной на опоре 1.

В общем случае могут быть применены любые приводные механизмы (они же приводы, они же двигатели), известные из современного уровня техники и удовлетворяющие определенным критериям. Конкретная реализация приводного механизма не является предметом настоящего изобретения. Возможные варианты реализации приводных механизмов приводятся в качестве примера.

В случае, если приводной механизм представляет собой линейный привод:

- имеет две части, способные смещаться линейно одна относительно другой;

- развивает необходимое рабочее усилие при движении;

- имеет достаточное усилие фиксации (самоторможения) в выключенном (нерабочем) состоянии.

если это вращательный привод:

- имеет две части, способные вращаться одна относительно другой;

- развивает необходимое рабочее усилие (момент) при вращении (работе);

- имеет достаточное усилие фиксации (момент самоторможения) в выключенном (нерабочем) состоянии.

Краткое описание рисунков:

Рис.1 - Вид спереди

Рис.2 - Вид сбоку

Рис.3 - Вид по линии А-А (Рис.1)

Рис.4 - Общий вид сверху %

Рис.5. - Общий вид снизу %

Рис.6 - Вид сверху

Порядок работы механизма.

Для обеспечения комфортного и безопасного использования механизма как правило используется управляющее устройство, реализация которого может быть различной в зависимости от конструкции транспортного средства и/или предпочтений пользователя.

По команде от управляющего устройства "сложить рулевую колонку" приводятся в действие механизмы второй группы по п.1. Поворотная скоба складывается относительно опоры на необходимый угол, рулевой вал "переламывается" в карданном шарнире.

Когда необходимый угол складывания поворотной скобы достигнут, приводятся в действие механизмы группы 1 по п.1. Каретка сдвигается к моторному щиту (или конструктивному элементу кузова, к которому крепится конструкция) вместе с рулевым колесом. Одновременно происходит складывание телескопического рулевого вала. За счет формы и расположения направляющих рулевое колесо совершает движение вперед-вниз относительно водителя и может быть замаскировано в полости приборной панели специальной крышкой.

Фиксация всей конструкции в различных положениях осуществляется за счет самоторможения в приводных механизмах. Это также реализовано в опытной конструкции.

По команде от управляющего устройства "разложить рулевую колонку" приводятся в действие механизмы группы 1 по п.1. Каретка сдвигается от моторного щита вместе с рулевым колесом. Одновременно происходит раскладывание телескопического рулевого вала. За счет формы и расположения направляющих рулевое колесо совершает движение назад-вверх относительно водителя.

Когда достигнут необходимый вылет рулевой колонки, приводятся в действие механизмы второй группы по п.1. Поворотная скоба раскладывается относительно опоры на необходимый угол, рулевой вал "распрямляется" в карданном шарнире.

Воздействующее усилие приводов (привода) первой группы прикладывается к опоре каретки 5.

При этом на основание 1 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.

Характер усилия, обеспечиваемого приводом - тянет/толкает.Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека вдоль направляющих 2. При раскладывании рулевой колонки - в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция) вдоль направляющих 2.

Приводные механизмы второй группы могут быть как поступательными приводами, так и приводами вращения.

В случае с линейным приводом:

Воздействующее усилие приводов или привода второй группы прикладывается к поворотной скобе 6.

При этом на опору 5 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.

Характер усилия, обеспечиваемого приводом - тянет/толкает. Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция). При раскладывании рулевой колонки

- в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция), т.е. на водителя.

При этом скоба качается относительно оси шарнира, соединяющего ее с опорой каретки 5. В случае с вращательным приводом:

Воздействующее усилие приводов или привода второй группы прикладывается к поворотной скобе 6.

При этом на опору 5 действует равное по величине и обратное по направлению реактивное усилие, т.к. к этой части устройства крепится базовая деталь (корпус) приводного механизма.

Характер усилия, обеспечиваемого приводом - вращает. Направление усилия - при складывании рулевой колонки - в сторону моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция). При раскладывании рулевой колонки

- в сторону от моторного отсека (или конструктивного элемента кузова, к которому крепится конструкция).

При этом скоба качается относительно оси шарнира, соединяющего ее с опорой каретки 5. Ось шарнира может совпадать с осью вращения двигателя при прямом соединении его со скобой 6, либо не совпадать при его соединении со скобой посредством различных промежуточных звеньев (например, плоских рычажных механизмов и т.д.).

1. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства, включающий в себя следующие конструктивные элементы:

основание (1), включающее, по крайней мере, одну направляющую (2);

основание крепится к кузовному элементу транспортного средства;

направляющие расположены симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось рулевого вала, при этом все направляющие прямолинейны и параллельны между собой, а также параллельны вертикальной плоскости, проходящей через ось рулевого вала;

каретку, состоящую из двух частей - опоры (5) и поворотной скобы (6), соединенных между собой шарнирно, каретка крепится подвижно к направляющим основания с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим;

на каретке (4) установлены приводные механизмы первой и второй групп, при этом количество приводных механизмов в каждой группе не менее одного; механизмы первой группы (7) шарнирно связывают опору каретки с основанием с возможностью перемещения каретки по направляющим (изменение вылета рулевого колеса),

механизмы второй группы (8) шарнирно связывают опору с поворотной скобой с возможностью качания скобы относительно опоры (изменение наклона рулевого колеса);

телескопический рулевой вал (9) с карданным шарниром (10);

вал состоит из отдельных секций, подвижно соединенных между собой с возможностью передачи вращения непрерывно независимо от длины вала;

карданный шарнир установлен в разрыве вала, обеспечивая вращение вала при различных углах наклона одной части вала относительно другой;

на одном конце вала выполнен крепежный элемент для размещения рулевого колеса (11), противоположным концом вал установлен в подшипниковой опоре (12), расположенной на опоре.

2. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором количество направляющих равно двум.

3. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором кузовным элементом является моторный щит (3).

4. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором приводные механизмы первой и второй групп представляют собой устройство, включающее опорное звено (корпус) и подвижное звено (шток), имеющие возможность поступательного перемещения относительно друг друга, при этом корпус и шток выполнены с возможностью крепиться шарнирно к сопряженным с ними элементам конструкции.

5. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.4, в котором приводные механизмы первой и второй групп являются поворотными двигателями.

6. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором количество приводных механизмов в каждой группе равно двум.

7. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором приводные механизмы выполнены с возможностью развивать рабочее усилие (момент), достаточное для приведения в движение механизма складывания.

8. Механизм складывания телескопической рулевой колонки транспортного средства по п.1, в котором приводные механизмы выполнены с возможностью обеспечивать усилие фиксации (момент самоторможения) в выключенном (нерабочем) состоянии, достаточное для фиксации механизма складывания в требуемом положении.