автомобиль с установленным с возможностью изменения положения рулевым колесом и с установленной с возможностью изменения положения приборной доской

Формула изобретения

1. Автомобиль с установленным с возможностью изменения положения рулевым колесом и с установленной с возможностью изменения положения приборной доской, отличающийся тем, что приборная доска (4) и несущая рулевое колесо (2), установленная с возможностью аксиального перемещения и поворота рулевая колонка (1) жестко соединены друг с другом и что предусмотрена выполненная с возможностью соединения с передней поперечиной (8а) кабины водителя консоль (7), на которой закреплена несущая рулевую колонку (1), снабженная кулисными направляющими (59/60, 61/62) для рулевой колонки (1) опорная рама (3) и с которой соединено снабженное приборной доской (4) стабилизирующее устройство (18), которое имеет два установленных на относительно большом расстоянии друг от друга направляющих рельса (19, 20) и взаимодействующие с направляющими рельсами (19, 20), соединенные с приборной доской (4) функциональные элементы (35/36, 37, 38/39, 46), так что стабилизирующее устройство (18) допускает как перемещение по высоте, так и поворот состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока вокруг установленной в опорной раме (3) с возможностью перемещения поворотной оси (56).

2. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что консоль (7) имеет расположенную, в основном, в плоскости (73) крепления поперечную балку (23) с отходящими под прямыми углами опорными плечами (69, 70), что на поперечной балке (23) выполнены служащие для крепления направляющих рельс (19, 20) щеки (21/22), что на консоли (7) со стороны, обращенной от щек (21/22), выполнена по меньшей мере одна планка (30/31) для подвески консоли (7) на поперечине (8а) кабины водителя и что между опорными плечами (69/70) выполнен направляющий канал (71) так, что дно (72) направляющего канала (71) расположено под острым углом к плоскости (73) крепления.

3. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующее устройство (18) имеет проходящую через кулисы (40, 41) в направляющих рельсах (19/20) соединительную штангу (37), что на соединительной штанге (37) вне направляющих рельс (19/20) закреплены зубчатые колеса (35/36), что с направляющими рельсами (19-20) соединены зубчатые рейки (33/34), с которыми входят в зацепление зубчатые колеса (35/36), и что соединительная штанга (37) косвенно соединена с приборной доской (4) так, что в среднем положении (68) угла поворота состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока плоскость, в которой расположены как соединительная штанга (37), так и поворотная ось (56), проходит под прямым углом к плоскости, в которой находятся кулисы (40/41).

4. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что один элемент рулевого вала, предусмотренного между рулевым колесом (2) и рулевой передачей автомобиля и состоящего из нескольких соединенных друг с другом шарнирно элементов, выполнен в виде подпружиненного телескопического вала (17).

5. Автомобиль по п.1, отличающийся тем, что между направляющими рельсами (19/20) предусмотрен зажимной элемент (16), свободно установленный на соединительной штанге (37), что зажимной элемент (16) снабжен расположенными концентрично с соединительной штангой (37) зажимными гильзами (42/43) и что в качестве соединения между приборной доской и соединенными с приборной доской (4) функциональными элементами (35/36), 37, 38/39) стабилизирующего устройства (18) предусмотрена закрепленная на приборной доске (4), выполненная в виде опорного моста балка (46), которая опирается на зажимные гильзы (42/43).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автомобилю с установленным с возможностью изменения положения рулевым колесом и с установленной с возможностью изменения положения приборной доской.

Исследования новых концепций рабочего места водителей автобусов, в частности, линейных автобусов, показывают, как следует, например, из специального выпуска ATZ 96 (1994), том 7/8, что с точки зрения трудовой медицины и эргономики конструктивная форма и возможности изменения положения сиденья водителя недостаточны для оптимального положения тела при управлении автомобилем. Скорее дополнительно необходимо предусмотреть возможности для аксиальной перестановки или поворота рулевого колеса и, кроме того, создать предпосылки для изменения положения приборной доски, с тем чтобы множество водителей - мужчин и женщин - были в состоянии занять не вредное для здоровья и комфортабельное рабочее положение. При этом существует прямая связь между углом положения рулевого колеса к горизонтальной плоскости и углом указательной плоскости приборной доски к горизонтальной плоскости. Другими словами, с точки зрения положения глаз относительно высокому водителю соответствует поднятое, менее наклонное положение рулевого колеса, а также в равной степени плоско наклоненная инструментальная плоскость приборной доски, относительно невысокому водителю - мужчине или женщине - опущенное, более наклоненное положение рулевого колеса, а также в равной степени более круто стоящая инструментальная плоскость приборной доски.

При реализации этих рекомендаций трудовой медицины и эргономики возникают понятным образом технические проблемы, в частности, в отношении фиксации и возможности перестановки, а также стабилизации, т.е. свободной от колебаний подвески приборной доски, представляющей собой относительно большую и сильно выступающую массу. При этом в отношении возможности перестановки необходимо выдвигать требование, чтобы необходимые усилия были относительно небольшими, в частности, для автобусов, в которых водители часто меняются и при этом в качестве водителей могут работать женщины. Проблема затрудняется еще и тем, что желаемая эргономично-техническая оптимизация должна производиться в области техники, которая предполагает при возможно низкой стоимости обеспечение как возможности серийного производства, так и хорошей воспроизводимости, а также установки с возможно меньшими затратами на монтаж.

Поэтому задачей настоящего изобретения является так расположить в автомобиле как рулевое колесо, так и приборную доску, чтобы можно было легко производить изменение положения рулевого колеса и приборной доски, предотвратить собственные колебания по отношению к кабине водителя и максимально снизить затраты на монтаж такого устройства в автомобиле.

Решение поставленной задачи описано в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные подробности выполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Примечательным в найденном решении является то, что рулевое колесо и приборная доска не имеют возможности перемещаться относительно друг друга, а образуют унифицированный узел, выполненный с возможностью перемещения вверх и вниз и поворота, который с помощью соответствующих, параллельно расположенных кулисных направляющих может быть перемещен и в каждом положении зафиксирован. Рулевое колесо служит в качестве рукоятки для эргономически благоприятного расположения этого узла для соответствующего водителя, мужчины или женщины. Решающее преимущество можно, в частности, видеть в том, что узел, так сказать, на трех точках опоры расположен на передней поперечине кабины водителя соответствующего автомобиля с применением укрепляемой простым способом, т. е. перед закреплением болтами на поперечине навешиваемой консоли, что приводит к тому, что узел выполняет только совместные с кабиной водителя колебания. При этом унифицированный узел в качестве функционального узла может быть отъюстирован вне автомобиля и в полностью отъюстированном состоянии установлен в автомобиле.

Особое значение для найденного решения имеет стабилизирующее устройство, которое состоит в относительно широкой опоре приборной доски с помощью подходящим способом расположенных направляющих рельсов и мерах для предотвращения перекоса состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного узла при изменении его положения. Эти меры предусматривают для каждого снабженного приборной доской направляющего рельса комбинированной с зацеплением зубчатое колесо/зубчатая рейка кулисной направляющей, которая обеспечивает равномерное распределение сил, возникающих при поднимании и опускании, а также при повороте унифицированного узла, состоящего из рулевой колонки и приборной доски. Кроме того, между приборной доской и соединительной штангой, на которой установлены оба зубчатых колеса, предусмотрено шарнирное соединение.

Кроме того, найденное решение позволяет для поворота узла предусмотреть в зацеплении зубчатое колесо/зубчатая рейка и в соединении соединительной штанги с обеими кулисами стабилизирующего устройства минимально возможный люфт. При этом подразумевается такое пространственное расположение закрепленных на приборной доске функциональных элементов стабилизирующего устройства и поворотной оси рулевого колеса, что плоскость, в которой расположены соединительная штанга и поворотная ось рулевого колеса, в среднем положении угла поворота состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока расположена, по существу, под прямым углом к плоскости, в которой находятся обе кулисы стабилизирующего устройства.

Кроме того, следует обратить внимание на относительно простые средства с точки зрения изготовления и, в частности, монтажа, которые обеспечивают фиксирование стабилизирующего устройства. При этом речь идет о свободно расположенном на соединительной штанге подпружиненном зажимном элементе, который выполнен с возможностью пневматического разъема. Силовой поток этой выполненной с силовым замыканием фиксации проходит от зажимного элемента через расположенные на соединительной штанге, снабженные средствами для устранения люфта зажимные гильзы в направлении направляющих рельс и тем самым в направлении расположенных снаружи зубчатых колес стабилизирующего устройства. Последние с помощью резьбовых втулок соединены резьбовым соединением с соединительной штангой и соответствующим образом законтрены. Это означает, что силовой поток замкнут через нагружаемую на растяжение соединительную штангу.

Для полноты следует еще отметить, что несмотря на значительный вес состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока настройка может быть произведена так, что для поднимания его не требуется большого усилия, при необходимости оно происходит самостоятельно. При этом взаимодействуют, с одной стороны, проходящие наклонно к направлению действия силы тяжести кулисные направляющие и, с другой стороны, телескопический вал, вставленный в отходящий из рулевого колеса шарнирный вал и снабженный предпочтительно упругим элементом.

Изобретение поясняется ниже на примере выполнения с помощью чертежей, на которых изображено:

фиг. 1 - общий вид состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока на виде сбоку;

фиг. 2 - вид сбоку консоли и стабилизирующего устройства, установленных на неподвижной по отношению к автомобилю раме;

фиг. 3 - вид по стрелке А по фиг. 2 консоли и стабилизирующего устройства без неподвижной по отношению к автомобилю рамы;

фиг. 4 - частичный разрез стабилизирующего устройства по линии В по фиг. 2;

фиг. 5 - схематическое изображение приводов состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока по отношению к кабине водителя.

Как показано в общем виде на фиг. 1, рулевая колонка 1, в которой установлен не изображенный вал рулевого колеса, соответственно расположенная на рулевой колонке 1 опорная рама 3 и приборная доска 4, корпус которой, с расположенными в нем указательными и регистрирующими инструментами, переключателями и другими управляющими элементами, состоит из двух чашеобразных элементов 5, 6, установлены на консоли 7, которая опирается на переднюю раму 8 кабины водителя соответствующего автомобиля и закреплена не показанным подробно способом. Указанная рама 8 в данном случае образуется поперечиной 8a кабины водителя и предпочтительно двумя приваренными к поперечине 8a и доходящими до пола кабины водителя опорами или свободно стоящими стойками 8b. Позицией 9 обозначена обшивка рулевой колонки 1, позициями 10 и 11 - подведенные к приборной доске 4 вентиляционные трубки и позицией 12 - защитная трубка для электрических соединений арматурной доски 4. Две трубки 13 и 14 являются трубками для сжатого воздуха. Каждая из них соединена с одним из зажимных элементов 15 или 16 (фиг. 2), которые служат для фиксации состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока. Позицией 17 обозначен элемент шарнирного вала, ведущего к рулевой передаче и соединенного с валом рулевого колеса. Этот элемент выполнен предпочтительно в виде телескопического вала, снабженного упругим элементом.

На фиг. 2 и 3 показано соединенное с приборной доской 4 стабилизирующее устройство, которое имеет направляющие рельсы 19 и 20, закрепленные на щеках 21 и 22 опирающейся на консоль 7 поперечной балки 23. Одно из предусмотренных для этого болтовых соединений обозначено позицией 24. Выполненная из U-образного профиля поперечная балка 23 представляет собой по отношению к консоли 7 дополнительный элемент жесткости. Сквозные отверстия, обозначенные позицией 25, другие отверстия 26 и 27 и прорези 28 и 29 предусмотрены для закрепления консоли 7 на раме 8. Для разгрузки болтовых соединений консоли 7, а также для облегчения монтажа, а именно подвески состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока на поперечине 8a перед затягивание болтов, служат выполненные на консоли 7 планки 30 и 31. Позицией 32 обозначено одно из выполненных в консоли 7 сквозных отверстий, которые предусмотрены для болтового соединения между консолью 7 и опорной рамой 3 рулевой колонки 1.

Как далее показано на фиг. 2 и 3, на направляющих рельсах 19 и 20 с помощью не показанных подробно болтовых соединений укреплены зубчатые рейки 33 и 34, а именно так, что зубчатые венцы находятся на внешних сторонах направляющих рельсов 19 и 20. С зубчатыми рейками 33 и 34 находятся в зацеплении зубчатые колеса 35 и 36, которые закреплены на соединительной штанге 37 с помощью гаек 38 и 39. Это означает, что соединительная штанга 37 проходит через оба направляющих рельса 19 и 20 и при этом в кулисы 40 и 41, которые выполнены в направляющих рельсах 19 и 20. Как особенно наглядно показано на фиг. 3, свободно посаженный на соединительную штангу 37 зажимной элемент 16 снабжен двумя зажимными гильзами 42 и 43, которые также свободно надеты на соединительную штангу. Одна из зажимных гильз 42 снабжена не обозначенной никакой позицией резьбой для расположения служащих для компенсации люфта и контрящих друг друга гаек 44 и 45. Позицией 46 обозначена выполненная в виде опорного моста балка, которая жестко соединена с чашеобразным элементом в приборной доске 4. Одно из предназначенных для болтовых соединений сквозных отверстий обозначено позицией 47. Как особенно наглядно показано на фиг. 3, плечи 48 и 49 балки 46 опираются с возможностью поворота на зажимные гильзы 42 и 43, что означает, что приборная доска 4 шарнирно соединена с соединительной штангой 37 и с расположенными на ней функциональными элементами. На фиг. 4 показано, что плечо 48 балки 46 опирается не непосредственно на зажимную гильзу 42, а на выполненный на гайке 44 буртик 50. Кроме того, на фиг. 4 показано, что зубчатое колесо 35 снабжено резьбовой втулкой 51, на заплечике 52 которой выполнены не обозначенные поверхности для приложения инструмента. То же относится к зубчатому колесу 36. На фиг. 3 показан заплечик, относящийся к зубчатому колесу 36 резьбовой втулки, и обозначен позицией 53. Обозначенная позицией 54 шайба служит для выравнивания диаметра между зажимной гильзой 42 и прижимным элементом 55 зажимного элемента 16.

На фиг. 5 схематично показано, что состоящий из рулевой колонки и приборной доски унифицированный блок установлен в нескольких параллельных кулисных направляющих и может быть как поднят и опущен в направлении стрелки X, так и повернут максимально на угол в направлении стрелки Y в любом положении направления X. Кроме того, можно видеть, что приборная доска 4, с одной стороны, жестко соединена с рулевой колонкой 1 и, с другой стороны, с помощью функциональных элементов 35 и 36, 37, 38 и 39 и 46 соединена с возможностью перемещения под действием привода с жестко соединенными с консолями направляющими рельсами 19 и 20 стабилизирующего устройства 18.

Поворот унифицированного узла происходит вокруг жестко соединенной с рулевой колонкой поворотной оси 56, на которой с обеих сторон выполненной, например, в виде U-образного корпуса рулевой колонки 1 закреплены шарикоподшипники, служащие опорными роликами 57 и 58. Опорные ролики 57 и 58 входят в свою очередь в выполненные в опорной раме 3 в виде канавок 59 и 60 кулисы. Второй направляющей для рулевой колонки 1 служат также выполненные в опорной раме в виде прорезей 61 и 62 кулисы, которые посредством входящей в обе прорези 61 и 62, соединенной с рулевой колонкой оси 63 ограничивают ход рулевой колонки 1. Ось 63 в свою очередь служит упором для поворотного перемещения рулевой колонки 1 за счет того, что ось 63 проходит через предусмотренные в боковых стенках рулевой колонки 1 продолговатые отверстия 64 и 65. Как показано на фиг. 1, на оси 63 расположен зажимной элемент 15, который служит для соединения с силовым замыканием опорной рамы 3 и рулевой колонки 1 и тем самым для фиксации рулевой колонки 1 в определенном положении перемещения и поворота.

На фиг. 5 позицией 66 обозначен жестко соединенный с рулевым колесом и установленный в рулевой колонке с возможностью вращения вал; позицией 67 обозначен карданный шарнир, предусмотренный между валом 66 и телескопическим валом 17 и подпирающий при отпирании зажимных элементов 15 и 16 состоящий из рулевой колонки и приборной доски унифицированный блок. Кроме того, на фиг. 5 показано, что радиальное перемещение соединительной штанги 37 и тем самым зубчатых колес 35 и 36 при повороте унифицированного узла является наименьшим, если соединенные с приборной доской 4 функциональные элементы расположены так, что в среднем положении 68 угла поворота плоскость, в которой расположены как соединительная штанга 37, так и поворотная ось 56, расположена под прямым углом к плоскости, в которой находятся обе кулисы 40 и 41.

Кроме того, следует упомянуть, что консоль 7 между поперечной балкой 23 и расположенными под прямым углом к ней опорными плечами 69, 70 имеет такую форму, что она, как показано на фиг. 2 и 3, образует для вентиляционных трубок 10, 11, для защитной трубки 12 электрических проводов и для трубки 14 сжатого воздуха проходящий предпочтительно между балками 8b рамы 8 направляющий канал 71, дно 72 которого представляет собой фланцевые поверхности для опорной рамы 3 рулевой колонки 1. Так как необходимо предотвратить трение проводников и трубок о кромки направляющего канала 71 и о болтовые соединения опорной рамы 3 при перестановке состоящего из рулевой колонки и приборной доски унифицированного блока, то целесообразно наряду с подходящими закруглениями кромок предусмотреть обшивку из пластмассы или, по меньшей мере, закрепленную внутри направляющего канала 71 пластмассовую подложку. Позицией 73 обозначена плоскость крепления консоли 7.